Kako spremljati vsebnost olja in maščob v odpadni vodi iz predelave hrane?

Zakaj se olje in mazila spremenijo v problem spremljanja

Nadzor nad vsebnostjo olj in maščob v odpadni vodi iz predelave hrane je ena izmed nalog, ki se zdi preprosta – dokler se ne vrnejo prvi laboratorijski rezultati. Na čistilni napravi lahko opazimo prozorno vodo, ki zapušča enoto za plavanje z raztopljenim zrakom, vendar vrednost olj in maščob še vedno presega dovoljeno mejo. To se zgodi, ker analiza ne meri le vidne maščobe, ki plava na površini. Ujame širšo skupino snovi, ki se izvlečejo v topilu, med drugim tudi nekatere emulzificirane maščobe, maščobne kisline in druge nepolarni material. Maščobe, olja in maščobe (pogosto okrajšano kot FOG) povzročajo težave že veliko pred točko izpusta. Prevlečejo cevi, se nalepijo na rotorje črpalk, zamašijo senzorje in obremenijo biološko čiščenje. Na obratu za predelavo mesa ali mleka se emulzificirana maščoba lahko nenadoma izlije v kanalizacijo takoj po čiščenju z vročo vodo in alkalnimi čistili. Na pekarni ali obratu za proizvodnjo pohištva se olja, ki pri sobni temperaturi strdijo, lahko nabirajo v ceveh in nato v obliki koncentriranih tokov sprostijo, ko voda za čiščenje segreje cev. Številna občinska dovoljenja za izpuščanje določajo zgornjo mejo za vsebnost olj in maščob, pogosto v obsegu nekaj deset do nekaj sto miligramov na liter, zato že sama dovoljena vrednost zahteva stalno pozornost. Prav ta spremenljivost pomeni, da za nadzor olj in maščob potrebujemo načrt – ne le mesečno vzorčenje.

Podrobnosti vzorčenja spremenijo celotno sliko

Veliko napačnih podatkov o olju in maščobi se začne že preden laboratorij sploh dotakne vzorca. Vzorci, ki jih vzamemo na hitro (grab samples), so enostavni za zbiranje, vendar prikazujejo le trenutni posnetek. Če obrat izpušča odpadne vode v serijah, lahko grab-vzorec, vzet v obdobju nizke obremenitve, spregleda vrh maščobne obremenitve, ki doseže odtočni sistem po čiščenju. Sestavni vzorci (composite samples) ponujajo bolj pravičen pregled obremenitve v okviru ene izmenjave, vendar s seboj prinašajo vprašanja glede shranjevanja in konzervacije. Olje in maščobe v odpadnih vodah iz predelave hrane se nalepijo na plastiko, zato so stekleni ali PTFE-omotani posodi varnejša izbira. Posode z širokim vratom omogočajo tudi lažji prenos vzorca brez ostanka debelog filmskega sloja na vratu. Zakislitev vzorca na pH pod 2 in hladno shranjevanje upočasnita mikrobno razgradnjo ter zmanjšata izgube. Standardne metode, kot sta APHA 5520 in EPA 1664, podrobno opisujejo te korake konzervacije. Če vzorec nekaj ur stoji topli v plastični posodi, se del maščobe usede na stene posode in poročana vrednost podcenjuje dejansko obremenitev. Takšna napaka ni naključna; nenehno pomika rezultate v isto smer in lahko prepriča obrat, da je njegov problem z maščobami manjši, kot dejansko je.

Izbira metode, ki ustreza dejanskim odpadnim vodam

Ne vsak objekt potrebuje najdražji analizator. Majhna naprava, ki mora le spremljati vsebnost olja in maščob za lokalno dovoljenje, lahko mesečne vzorce za skladnost pošlje certificiranemu laboratoriju in za dnevne preglede uporablja preprost testni komplet. Večja naprava z raztopljeno zrakom plavajočo odlaganjem ali membranskim bioreaktorjem običajno zahteva hitrejše povratne informacije za prilagoditev odstranjevanja površinskega sloja ali dodajanja kemikalij. Metoda naj upošteva tudi obliko olja. Prosto olje se hitro loči in ga je mogoče odstraniti z oljnim lovilcem. Emulzificirano olje ostane v suspenziji, ker so ga površinsko aktivne snovi, toplota ali visoka pH-vrednost razdelile na drobne kapljice. Topne snovi, ki se ob izločanju z raztopino obnašajo kot olje, morda sploh niso vidne. Gravimetrične metode merijo ostankov po ekstrakciji z n-heksanom, zato zajamejo širok razred nepolarnih spojin. Infrardeče in fotometrične metode delujejo hitreje, vendar je njihov odziv odvisen od vrste olja. Rastlinsko olje, živalska maščoba in mineralno olje ne bodo dala enakih rezultatov, zato je kalibracija ključnega pomena. ISO 9377-2 je še en referenčni standard, ki se pojavlja v nekaterih dovoljenjih, vendar se koraki ekstrakcije in meritve dovolj razlikujejo, da vrednosti, dobljene z različnimi metodami, ne morejo biti obravnavane kot zamenljive. Zato mora laboratorijsko poročilo vedno navajati uporabljeno metodo.

Primerjava pogostih pristopov do spremljanja

Spodnja tabela ponuja praktično primerjavo za redno spremljanje olj in maščob v obratu za predelavo hrane. Opisi predstavljajo splošne delovne obsege, ne pa tudi strogi jamčene vrednosti.

Najbolje deluje dvostopenjska nastavitev. Rastlina lahko za dnevne trende uporabi spletne sonde ali testne komplete, za vrednosti za dovoljenje pa pošlje vzorce iz točke akreditirani laboratoriji. S tem se redni podatki ohranijo pravočasni, ne da bi ena metoda sama odločala o vseh stvareh. Hkrati se ustvari uporabna preverjalna metoda. Če spletne sonde kažejo stabilno osnovo, medtem ko se mesečni laboratorijski vzorec nenadoma podvoji, se najprej vprašamo, ali je sonda umazana, ne pa ali se je obratovalni sistem v eni noči sesul. Nasprotno, če laboratorijska vrednost pade, sonda pa ostane visoka, morda točka vzorčenja zajema čist tok, ki ni predstavnik celotnega izpusta.

Branje rezultatov brez pretirane reakcije na posamezen vrh

Operatorji včasih obravnavajo rezultat za olje in maščobe kot preizkus z rezultatom »opravljeno« ali »neopravljeno«. Ena sama visoka vrednost ne pomeni nujno, da je obravnava odpadne vode spodletela, ena sama nizka vrednost pa tudi ne zagotavlja, da je izpuščanje čisto. V predelavi hrane lahko dogodki pranja, sanitarne kemikalije, zamenjave proizvodov in celo sezonske spremembe surovin povzročijo spremembo obremenitve z maščobami. Uporabna metoda je spremljanje tekočega razpona namesto reagiranja na eno posamezno vrednost. Če se dnevna vrednost tri ali štirikrat zaporedoma poveča, je tak vzorec vreden pozornosti. Če se poznana akcija čiščenja pojavi edina vrhunsko vrednost, ki se nato hitro zniža, mora biti odziv merjen. Pomembni so dodatni podatki v dnevniku vzorčenja. Pretok, temperatura, pH in proizvodna linija, ki je v tem času v obratovanju, lahko razložijo velik del spremembe. Ti zapisi pretvorijo surovo številko v operativni signal. Prav tako pomagajo, kadar poslovni svetovalec ali nadzorni organ postavi vprašanje, zakaj je bil določen dan drugačen.

Na obratu za predelavo perutnine v obalni provinci je jutranji vzorec za določanje vsebine olj in maščob vedno nesklajen z 24-urnim sestavljenim vzorcem. Vzorčni ventil je bil nameščen za odprtim lovilcem maščob, kjer se je večina maščobe že izločila in ohladila v debelo plast. Jutranji vzorec je zajel predvsem vodo pod to plastjo. Ko so ventil premaknili v dobro premešano območje agrega pred nastavitvijo pH, so se dnevne vrednosti znatno bolj ujemale z rezultati sestavljenih vzorcev. Obrat ni spremenil svojega sistema čiščenja. Spremenil je le način opazovanja tokovne mešanice. Takšna korekcija vzorčenja lahko prinese večjo korist kot nakup novega instrumenta, saj popravi podatke že pred začetkom analize.

Sestavljanje rednega postopka, ki ostane učinkovit skozi čas

Nadzorni program mora preživeti spremembe osebja, nočne izmene in zelo obremenjene proizvodne tedne. To pomeni, da je treba natančno zapisati metodo, točno lokacijo vzorčenja, vrsto posode, korak konzervacije ter čas med vzorčenjem in analizo. Ena označena točka vzorčenja je boljša od nejasnega navodila, kot je npr. »vzemi ga po maščobnem lovilcu«. Nekateri obrati uporabljajo časovnik ali list za potrditev opravljenega dela, da se ta naloga ne izpusti med čiščenjem. Drugi povežejo vzorčenje z določenim dogodkom, npr. trideset minut po začetku glavnega pranju. Vodenje dnevnika vrednosti maščob in olj skupaj s pretokom in pH-jevom olajša ugotavljanje, ali naraščajoča tendenca izhaja iz večje količine maščobe v vodi ali pa iz spremembe pri ravnanju z vzorci. Prav tako je koristno podatke vsak teden pregledati skupaj z laboratorijskim tehnikom in operaterjem, ki nadzoruje delovno mesto. Operater ve, kdaj se je zgodila zamenjava proizvoda ali kdaj je bilo spremenjeno čistilo. Laboratorijski tehnik pa ve, ali je vzorec prišel topli, ali je referenčni raztopinek z izpiralnim sredstvom izgledal nenavadno ali ali je instrument potreboval ponovno kalibracijo. Ta izmenjava opomb pogosto predstavlja razliko med nadzornim programom, ki ostane uporaben, in takim, ki se spremeni v kup prezrte poročila.

Za objekte, ki želijo poenostaviti spremljanje olja in maščob brez izključne odvisnosti od zunanjih laboratorijev, Lianhua ponuja različne instrumente za analizo kakovosti vode in reagente, ki se vključijo v večparametrske preskusne postopke. Proizvodna globina podjetja in stalna oskrba z potrošnimi materiali sta prednost pri laboratorijih, ki analizirajo vzorce v več izmenah in si ne morejo privoščiti dolgih premorov pri polnjenju zalog. Izbira opreme od dobavitelja z dejansko izkušnjo v proizvodnji in nadzoru kakovosti omogoča osebju obrata, da se bolj osredotoči na operativno stran čiščenja, kar je običajno tudi področje, kjer pride do največjih izboljšav.