Ako monitorovať obsah olejov a tukov v odpadovej vode z potravinárskeho priemyslu?

Prečo sa olej a mazivo menia na monitorovací problém

Monitorovanie obsahu olejov a tukov vo vodách z potravinárskeho priemyslu je jednou z tých úloh, ktoré znie jednoducho, kým sa z laboratória nevrátia prvé výsledky. Na čističke sa môže z jednotky na odstraňovanie tuhých látok pomocou rozpusteného vzduchu (DAF) odvádzať jasná voda, avšak hodnota obsahu olejov a tukov stále presahuje povolený limit. Dôvodom je, že skúška nezisťuje len viditeľné tuky plávajúce na povrchu. Zachytáva širšiu skupinu látok, ktoré sa extrahujú do rozpúšťadla – vrátane niektorých emulgovatých tukov, mastných kyselín a iných nepolárnych látok. Tuky, oleje a tukové látky (často skracované ako FOG) spôsobujú problémy už dlho pred miestom vypúšťania. Usadzujú sa na potrubí, lepia sa na obežné kolesá čerpadiel, upchávajú senzory a zvyšujú zaťaženie biologického čistenia. V mäso- alebo mliekarenskom závode môže po dezinfekcii horúcou vodou a alkalickými čistiacimi prostriedkami do odpadového potrubia náhle vniknúť veľké množstvá emulgovatých tukov. V pekárni alebo v závode na výrobu sladkostí a zákuskov sa oleje, ktoré sa pri izbovej teplote tuhnu, môžu usadzovať v potrubí a následne sa uvoľniť v prúde, keď voda z umývania zohreje potrubie. Mnohé komunálne povolenia na vypúšťanie stanovujú horný limit pre obsah olejov a tukov, často v rozmedzí niekoľkých desiatok až niekoľkých stoviek miligramov na liter, takže už samotná hodnota v povolení vyžaduje trvalú pozornosť. Práve táto premennosť je dôvodom, prečo monitorovanie obsahu olejov a tukov vyžaduje komplexný plán, nie len mesačný odber vzoriek.

Podrobnosti o odberoch zmenia celú situáciu

Veľa zlých údajov o olejoch a tukoch vzniká už predtým, než laboratórium vôbec vzorku spracuje. Vzorky získané jednorazovým odberom sú ľahko získateľné, ale poskytujú len okamžitý prehľad. Ak závod vypúšťa odpadové vody dávkovo, vzorka získaná počas obdobia nízkeho zaťaženia môže prehliadnuť vrcholné množstvo tukov, ktoré sa do kanalizácie dostane po sanitačných opatreniach. Kompozitné vzorky poskytujú vyváženejší pohľad na celú smenu, avšak vyvolávajú otázky týkajúce sa skladovania a konzervácie. Oleje a tuky v odpadových vodách z potravinárskych výrobní sa usadzujú na plastových povrchoch, preto sú bezpečnejšou voľbou sklenené alebo PTFE-vystlané nádoby. Nádoby s širokým hrdlom tiež umožňujú jednoduchšie prelievanie vzorky bez toho, aby sa na hrdle usadil hrubý tukový film. Znakovanie vzorky na pH pod 2 a uchovávanie v chladnom prostredí spomaľuje mikrobiálny rozklad a znižuje straty. Štandardné metódy, ako napríklad APHA 5520 a EPA 1664, tieto kroky konzervácie podrobne popisujú. Ak vzorka niekoľko hodín stojí v teple v plastovej nádobe, časť tuku sa usadí na stenách nádoby a nameraná hodnota bude podhodnotením skutočného zaťaženia. Taký druh chyby nie je náhodný; vždy posúva výsledky v rovnakom smere a môže závod presvedčiť, že jeho problém s tukmi je menší, než v skutočnosti je.

Výber metódy, ktorá zodpovedá skutočnému odpadovému vode, ktorú máte

Nie každá zariadenie potrebuje najdrahší analyzátor. Malá čistička, ktorá musí sledovať len obsah oleja a tukov v rámci miestneho povolenia, môže mesačné vzorky na overenie dodržiavania predpisov posielať certifikovanej laboratóriu a pre denné kontroly používať jednoduchý testovací súpravu. Väčšia prevádzka s plávajúcimi vzduchovými bublinkami (DAF) alebo membránovým bioreaktorom zvyčajne vyžaduje rýchlejšiu spätnú väzbu na úpravu odberu povrchového oleja alebo dávkovania chemikálií. Metóda by mala tiež zohľadniť formu oleja. Voľný olej sa rýchlo oddelí a môže byť odstránený pomocou povrchového odberu. Emulgovany olej zostáva vo vznosnom stave, pretože povrchovo aktívne látky, teplo alebo vysoké pH ho rozdelili na jemné kvapôčky. Rozpustná látka, ktorá sa správa ako olej pri extrakcii rozpúšťadlom, nemusí byť vôbec viditeľná. Gravimetrické metódy merajú zvyšok po extrakcii n-hexánom, takže zachytia širokú skupinu nepolárnych zlúčenín. Infrakarminové a fotometrické metódy pracujú rýchlejšie, avšak ich odpoveď závisí od typu oleja. Rastlinný olej, vyrenderovaný živočíšny tuk a minerálny olej nebudú mať rovnaké výsledky, preto je kalibrácia dôležitá. ISO 9377-2 je ďalšia referenčná norma, ktorá sa objavuje v niektorých povoleniach, avšak jej kroky extrakcie a merania sa líšia dostatočne, aby hodnoty z rôznych metód nebolo možné považovať za navzájom zameniteľné. Preto by sa v laboratórnej správe vždy mal uviesť použitý postup.

Porovnanie bežných prístupov k monitorovaniu

Nasledujúca tabuľka poskytuje praktické porovnanie pre pravidelné monitorovanie olejov a tukov v potravinárskom výrobe. Popisy uvádzajú všeobecné pracovné rozsahy, nie prísne záruky.

Často najlepšie funguje dvojúrovňové nastavenie. Výrobok môže používať online sondy alebo testovacie sady na sledovanie denných trendov a zároveň posiela vzorky získané v jednom čase do akreditovanej laboratória na určenie hodnoty vyžadovanej povolením. Tým sa zabezpečí, že bežné údaje sú aktuálne, bez toho, aby sa všetky rozhodnutia zakladali len na jednej metóde. Zároveň sa tak vytvorí užitočná vzájomná kontrola. Ak online sonda ukazuje stabilnú základnú hodnotu, kým sa mesačná laboratórna vzorka náhle zdvojnásobí, prvou otázkou je, či nie je sonda znečistená, a nie či sa systém úpravy odpadových vôd zhroutil počas noci. Naopak, ak laboratórna hodnota klesne, kým hodnota zo sondy zostáva vysoká, miesto odberu vzoriek pravdepodobne zachytáva čistý prúd, ktorý nie je reprezentatívny pre celkový výtok.

Interpretácia výsledkov bez nadmernej reakcie na jediný špičkový výsledok

Prevádzkovatelia niekedy považujú výsledok testu na oleje a tuky za jednoduchý prechod/neprechod. Jedno vysoké číslo neznamená vždy, že sa systém čistenia nepodaril, a jedno nízke číslo nepotvrdzuje, že vypúšťaná voda je čistá. V potravinárskom priemysle môžu udalosti spojené s umývaním, dezinfekčné chemikálie, výmena výrobkov alebo dokonca sezónne zmeny surovín ovplyvniť množstvo tukov v odpadovej vode. Užitočným prístupom je sledovať pohyblivý rozsah namiesto reakcie na izolovanú hodnotu. Ak sa denná hodnota zvyšuje počas troch alebo štyroch po sebe idúcich dní, takýto trend si zaslúži pozornosť. Ak sa výrazný nárast objaví bezprostredne po známej čistiacej akcii a následne hodnota klesne, reakcia by mala byť vyvážená. Dôležité sú aj doplnkové údaje v zázname o odberoch vzoriek. Prietok, teplota, pH a práve bežiaca výrobná linka môžu vysvetliť väčšinu kolísania. Tieto poznámky menia suché čísla na operačné signály. Pomáhajú tiež v prípade, že konzultant alebo regulátor položí otázku, prečo sa jeden konkrétny deň líšil.

Na závode na spracovanie hydiny v pobrežnom kraji sa ráno odobraný vzorkový vzor na obsah olejov a tukov neustále nelíšil od 24-hodinového zloženého vzoru. Odoberací kohútik bol umiestnený za otvorenou tukovou oddeľovačkou, kde sa väčšina tuku už vynorila a ochladila do podoby hrubej vrstvy. Ráno odobraný vzor sa skladal predovšetkým z vody pod touto vrstvou. Keď bol odoberací bod presunutý do dobre premiešanej časti prúdu pred úpravou pH, denné hodnoty sa stali výrazne konzistentnejšie vo vzťahu k výsledkom zložených vzoriek. Závod nezmenil svoj systém čistenia. Zmenil len spôsob, akým pozoroval prúd. Takýto typ opravy odberu vzoriek môže byť cennejší než nákup ďalšieho prístroja, pretože opravuje údaje ešte pred samotnou analýzou.

Vytvorenie rutinnej metódy, ktorá vydrží v čase

Monitorovací program by mal prežiť zmenu personálu, nočné smeny a intenzívne týždne výroby. To znamená zapísať metódu, presné miesto odberu vzoriek, typ nádoby, krok konzervácie a čas medzi odberom a analýzou. Jedno označené miesto odberu vzoriek je lepšie než voľná inštrukcia, napríklad „odober vodu za olejovým separátorom.“ Niektoré závody používajú časovač alebo list na potvrdenie dokončenia úlohy, aby sa počas sanície úloha nevynechala. Iné závody viažu odber vzoriek k konkrétnemu udalosti, napríklad k tridsaťminútovému intervalu po začiatku hlavnej myciej operácie. Vedenie denníka hodnôt obsahu oleja a tukov spolu s prietokom a pH umožňuje ľahšie rozlíšiť, či rastúci trend vyplýva z vyššieho obsahu tukov vo vode alebo z zmeny v postupe odberu vzoriek. Pomáha tiež týždenne prehliadať údaje spoločne s laboratórnym technikom aj prevádzkovým technikom, ktorý dozoruje nad výrobou na výrobnom priestore. Prevádzkový technik vie, kedy sa uskutočnila výmena výrobku alebo kedy sa zmenil čistiaci prostriedok. Laboratórny technik vie, či vzorka dorazila teplá, či výsledok prázdneho roztoku rozpúšťadla bol nezvyčajný alebo či bolo potrebné znovu kalibrovať prístroj. Táto výmena poznámok často rozhoduje o tom, či bude monitorovací program stále užitočný, alebo sa z neho stanú zabudnuté správy.

Pre zariadenia, ktoré si želajú zjednodušiť monitorovanie olejov a tukov bez úplnej závislosti od externých laboratórií, ponúka spoločnosť Lianhua rad prístrojov na analýzu kvality vody a činidiel, ktoré sa ľahko začlenia do viacparametrických testovacích postupov. Výrobná kapacita spoločnosti a stabilná dodávka spotrebného materiálu sú výhodné najmä v prípadoch, keď laboratórium spracováva vzorky v rámci viacerých smien a nemôže si dovoliť dlhé prestávky v dopĺňaní zásob. Výber vybavenia od dodávateľa s reálnymi skúsenosťami z výroby a kontroly kvality tiež umožňuje personálu v zariadení viac sa sústrediť na prevádzkovú stránku úpravy vody – práve tu sa zvyčajne dosahujú najväčšie zlepšenia.