טיפול בשפכי עמילן תפוחי אדמה

פתרון לטיפול בשפכי תפוחי אדמה

על פי דוח מחקר שוק שפורסם בשנת 2025, גודל השוק העולמי של עמילן תפוחי אדמה היה כ-15 מיליארד דולר בשנת 2024, והוא צפוי לגדול ל-22 מיליארד דולר עד 2030, עם שיעור צמיחה שנתי מורכב (CAGR) של 4.8% במהלך תקופה זו.

עמילן תפוחי אדמה, כעמילן צמחי טבעי, טהור מאוד ומג'יל מאוד, נמצא בשימוש נרחב בתחומי תעשייה שונים כגון מזון, ייצור נייר, טקסטיל ורפואה. בשנים האחרונות, עם עליית טרנד דיאטת הבריאות והתקדמות טכנולוגיית עיבוד המזון, הביקוש בשוק גדל בהתמדה. אירופה היא אזור הייצור הגדול ביותר בעולם, בעוד שאזור אסיה-הפסיפיק, במיוחד סין, הופך לאחד משווקי הצרכנים הצומחים ביותר-.

I. סקירה כללית של לקוחות לטיפול בשפכי עמילן תפוחי אדמה

תעשיית עיבוד עמילן תפוחי האדמה מרוכזת ב"שלושת האזורים הצפוניים" של סין (צפון מזרח, צפון מערב וצפון סין), עם מאפיינים עונתיים מובהקים. הוא פועל בעיקר מספטמבר עד ינואר הבא. תהליך זה מייצר כמות גדולה של שפכים אורגניים בריכוז גבוה, כאשר מדדי זיהום עיקריים כגון דרישת חמצן כימית (COD) מגיעה ל-20,000-35,000 מ"ג/ליטר, דרישת חמצן ביוכימית (BOD) עד 9,000-12,000 מ"ג/ליטר, ומוצקים מרחפים (SS,001 מ"ג/לטר). סוג זה של שפכים הוא אחד המזוהמים ביותר בתעשיית המזון.

בשל הטמפרטורה הנמוכה ומחזור הייצור הקצר, קשה להתחיל ולתחזק תהליכי טיפול ביוכימיים מסורתיים הנשענים על פעילות מיקרוביאלית, מה שגורם ללחץ סביבתי עצום עבור מפעלים רבים ואף לסכנת השבתה. לפיכך, צורכי הטיפול בשפכים של מפעלים אלה אינם קשורים רק לעמידה בתקני הזרמה, אלא כוללים גם בקרת עלויות, שחזור משאבים ופיתוח בר קיימא.

Jinan Guangbo Environmental Protection פיתחה פתרון טיפול בלעדי בעל יכולת הסתגלות גבוהה למוצקים המרחפים ומאפייני COD גבוהים של שפכים לייצור תפוחי אדמה. הוא משלב תחרותיות ליבה בטכנולוגיה, ניצול משאבים ושירותי תהליכים מלאים-. התהליך המשולב "קדם-טיפול - אנאירובי - אירובי" יכול לפתור במדויק את בעיית החמצת שפכים ולהשיג פירוק מזהמים יעיל באמצעות שיתוף פעולה רב-קשרי, עם שפכים יציבים העומדים בתקני ההזרמה של תעשיית העמילן. החלק האנאירובי מצויד בכור UASB שפותח בעצמו, אשר לא רק בעל קצב הסרת COD מצוין אלא גם יכול לשחזר מתאן לשימוש חוזר באנרגיה, מה שמפחית משמעותית את עלויות הטיפול של ארגונים. לחברה יש גם יכולת ייצור של ציוד ליבה{10}}בעצמה, למעלה מ-1,000 הטמעות של פרויקטים ויכולות תפעול יציבות המשופרות על ידי מערכות בקרה חכמות. היא יכולה לספק שירותי סוהר משולבים מתכנון תהליכים, ייצור ציוד ועד להפעלה ותפעול, ויכולה גם להתמודד עם תנודות באיכות המים במהלך עונת הייצור, ומציעה פתרון כולל כלכלי, יעיל ויציב למפעלים לעיבוד תפוחי אדמה.

תמונות המציגות את תהליך הייצור של עמילן תפוחי אדמה

II. טיפול בשפכים של עמילן תפוחי אדמה מקור מי שפכים

ייצור עמילן תפוחי אדמה הוא תהליך-עתיר מים, הדורש כ-11 מ"ק מים לעיבוד כל טון של תפוחי אדמה, ומייצר כמות גדולה של שפכים עשירים בחומר אורגני. אם שפכים אלו יוזרמו ישירות ללא טיפול, החומר האורגני יצרוך את החמצן המומס במים, מה שיוביל לאאוטרופיקציה במים, למוות של אורגניזמים מימיים ולהפקת ריחות רעים המזהמים את הסביבה. לכן, זיהוי מקורו והרכבו הוא התנאי המקדים לעיצוב תכנית טיפול יעילה.

לפי זרימת תהליך הייצור, מי שפכי עמילן תפוחי אדמה מקורם בעיקר מהשלבים הבאים:

1. ניקוי שפכים: מתהליך השטיפה של תפוחי אדמה גולמיים, המכילים בעיקר אדמה, חלקיקי חול, גבעולי שורש, עלים וחתיכות קטנות של תפוחי אדמה, בעלי תכולת מוצקים מרחפים גבוהה אך ריכוז חומרים אורגניים נמוך יחסית.

2. ריסוק והפרדה של שפכים (שפכים חלבונים/ ליקר צהוב): נוצרים במהלך טחינה, ניפוי והפרדה צנטריפוגלית של עמילן, המכילים כמות גדולה של חלבון מסיס, חלקיקי עמילן קטנים, תאית וסוכרים, מהווים מקור הזיהום העיקרי, המהווים 10%-20% מכלל נפח השפכים COD ו-BOD גבוהים במיוחד.

3. שטיפת שפכים וזיקוק עמילן: משמש לניקוי תמיסת העמילן המופקת, המכילה כמות קטנה של שאריות עמילן וחומרים אורגניים מסיסים, עם איכות מים נקייה יותר בהשוואה לשני השלבים הקודמים, וחלקם ניתנים למיחזור.

4. מי ציוד ומי שטיפת רצפות: המים מניקוי הציוד, הצנרת ורצפות בית המלאכה לאחר הייצור, המכילים שאריות עמילן, נוזל חלבון וחומרי ניקוי, המוזרמים לסירוגין, באיכות המים משתנה.

השוואה בין תמונות של מים מזוהמים לתמונות של מים מטופלים

III. זרימת תהליך לטיפול בשפכי עמילן תפוחי אדמה

במהלך תהליך הייצור של עמילן תפוחי אדמה, נוצרים מי שפכים אורגניים בריכוז גבוה, בעיקר משלבי הניקוי, הריסוק וההפרדה. השפכים מכילים כמות גדולה של חלבונים, פחמימות, מוצקים מרחפים (SS), ודרישת חמצן כימית גבוהה יחסית (COD). COD המשפיע הטיפוסי יכול להגיע ל-10,000-20,000 מ"ג/ליטר.

הודות להתכלות הביולוגית הטובה שלו (עם יחס BOD/COD של כ-0.7), הוא מתאים לשיטות טיפול ביולוגיות. עם זאת, יש צורך לשלב אמצעים פיזיקליים וכימיים לטיפול מקדים בהתחלה כדי להבטיח את הפעולה היציבה של המערכת הבאה.

זרימת התהליך לטיפול בשפכי עמילן תפוחי אדמה מורכבת בדרך כלל מ-טיפול מקדים, טיפול ביוכימי ושלבי טיפול מתקדמים. התהליך הספציפי הוא כדלקמן:

1. שלב-הקדם הטיפול

המטרה של שלב זה היא להסיר מוצקים מרחפים ולווסת את איכות וכמות המים כדי למנוע סתימת ציוד לאחר מכן. התהליכים העיקריים כוללים:

מיכל שיקוע: מסיר חלקיקים אנאורגניים כגון חול (חיוני לשפכים של עמילן תפוחי אדמה).

מיכל שוויון: מאזן איכות וכמות המים, ומוסיף אוורור למניעת החמצה.

מכונת ציפה אווירית: משתמשת בשטף אוויר מומס (DAF) כדי להסיר למעלה מ-80% מהמוצקים המרחפים וקצת COD, המתאימה לשפכים עתירי חלבון (כגון מי שפכים של עמילן תפוחי אדמה).

2. שלב הטיפול הביוכימי

מטרת שלב זה היא פירוק חומר אורגני והשגת סילוק בו זמנית של חנקן וזרחן. התהליכים העיקריים כוללים:

טיפול אנאירובי: כור IC מתאים לשפכים-בריכוז גבוה, עם עומס נפחי של 15 ק"ג COD/(m³·d), ובעל עמידות חזקה בפני זעזועים. פרמטרים מרכזיים: pH נשלט ב-6.8-7.5, טמפרטורה 35-38, יחס פחמן-חנקן (COD:N:P=200:5:1).

טיפול אירובי: תהליך SBR (רצף אצווה כור), מתאים לתרחישים עם נפח מים משתנה, השגת ניטריפיקציה ודניטריפיקציה באמצעות בקרת רצף זמן.

3. שלב טיפול מתקדם

המטרה של שלב זה היא להסיר עוד יותר מוצקים מרחפים, חומרים אורגניים ומיקרואורגניזמים פתוגניים כדי לעמוד בתקני שימוש חוזר או פריקה מחמירים. התהליכים העיקריים כוללים:

שקיעת קרישה: הוסף PAC/PAM כדי להסיר שאריות מוצקים מרחפים וחומרים קולואידים.

סינון חול/סינון פחמן: סינון חלקיקים זעירים כדי להפחית עכירות.

חמצון מתקדם: טיפול באוזונציה או ריאגנטים של פנטון עבור חומרים אורגניים שקשה-להתפרק-, עם שיעור הסרת COD של יותר מ-60% או שווה ל-60%.

ניתן לצייד בתרשים זרימה לטיפול בשפכים

שפכים תעשייתיים → תא חצץ → מיכל שוויון → קרישה וציפה → טיפול ביוכימי אנאירובי → טיפול ביוכימי אירובי → טיפול מתקדם → פריקה או שימוש חוזר

IV. מחקר מקרה ספציפי של טיפול בשפכי עמילן תפוחי אדמה

פרויקט תפוחי אדמה של Xinjiang Wenying תפוחי אדמה ושות', בע"מ

א. סקירת פרויקט:

שם הפרויקט: פרויקט תפוחי אדמה של Xinjiang Wenying Potato Industry Co., Ltd.

נפח שפכים: המתקן לטיפול בשפכים מתוכנן בהספק של 1000 מ"ק/ד'.

II. מבוא לפרויקט:

נפח הזרמת שפכים של פרויקט זה הוא 1000 מ"ק ליום. על פי הדרישות של תעשיית תפוחי האדמה של שינג'יאנג ווניינג, הטיפול בשפכים חייב לעמוד בדרישות של "תקן זרימת שפכים מקיפה" (GB8978-1996) ברמה השלישית, וכן לעמוד ב"תקן איכות מי השקיה חקלאית". על מנת לנצל בצורה יעילה יותר את הקולחין המסוף, הגנת הסביבה גואנגבו תאמץ את מודל "טיפול בשפכים + מקור דשן אורגני + שתילה ירוקה", ותיצור מערכת מיחזור וניצול "טרמינל + בסיס". לא רק שתשיג אפס זיהום של שפכים, אלא גם שאריות החומר האורגני בשפכים המטופלים ישמשו מחדש להשקיה בבסיס הירקות, ובכך ישיג את השילוב בין ניצול שפכים סופניים לתעשייה החקלאית, ובכך יפחית למעשה דשנים כימיים. אפשר לומר שזה הופך פסולת לאוצר.

III. סכנות של שפכי מפעל מזון:

חומרי הגלם של תעשיית המזון מגוונים, וכמות השפכים ואיכותם שונים. המזהמים העיקריים רבים, ביניהם חומרים מוצקים כמו עלי ירק, קליפות פירות ובשר טחון בשפכים, וכן חומרים כמו שמן, חלבון ואבקה, וחומצות, מלחים וזיהומים אחרים המעורבים בהם. לכן, תכולת המוצקים והחומרים האורגניים של שפכי תעשיית המזון גבוהה יחסית, והם עלולים להזיק לאיכות המים.

IV. היכרות עם הגנת הסביבה גואנגבו:

Guangbo Environmental Protection Company - חברה לטיפול בשפכים, בעלת ניסיון עשיר בטיפול בשפכי עמילן לאורך השנים, והבנה עמוקה של הכור האנאירובי המתקדם IC. לשפכי עמילן יש למעשה זיהום משמעותי לסביבה, ובאמצעות תהליך הטיפול בשפכים, הגענו למסקנה שטיפול בשפכי עמילן יכול להיות חלק מהיתרון בייצור. ברוכים הבאים למפעלים עם טיפול בשפכי עמילן לפנות אלינו.

שאנדונג ביישנג תחנת טיפול בשפכי עמילן - פרויקט מקצועי לטיפול בשפכי עמילן

א. סקירת פרויקט:

שם הפרויקט: תחנה מקצועית לטיפול בשפכי עמילן בשאנדונג ביישנג

נפח שפכים: המתקן לטיפול בשפכים מתוכנן בהספק של 3000 מ"ק ליום.

בחירת תהליכים: כור אנאירובי GBIC (מיטת בוצה אנאירובית בזרימה מעלה) + סכמת תהליך חמצון מגע הוא תהליך הטיפול העיקרי במתקן לטיפול בשפכים.

II. סקירת חברה:

תחנת טיפול בשפכים של עמילן שאנדונג ביישנג. השתתפנו בבנייה של שלושה שלבים:

שלב 1: שיפוץ שלושה כורים אנאירוביים IC. התוצאה הייתה: הכורים האנאירוביים IC של תחנת טיהור שפכים זו נועדו לחידוש בוצה מדי שנה. לאחר השיפוץ, הייצור החודשי של בוצה גרגירית עמד על כ-200 טון, והשיגה רווחיות.

שלב 2: שיפוץ של מכשיר איוורור ההזדקנות האירובית, החלפת מכשיר האוורור המיקרו-נקבי המקורי עם -חיים ארוכים וקל-להחלפה- של מכשיר איוורור מערבולת.

שלב 3: שדרוג חנקן וזרחן של תחנת השפכים. תוקן הפגם בתכנון החברה הקודמת להגנת הסביבה לפינוי חומרים אלו.

III. מבוא לטיפול בשפכים:

בהזמנת צוות פרויקט הטיפול בשפכי עמילן BaiSheng, Guangbo Environmental Protection Wastewater Treatment Company ביצעה את התכנון והבנייה של פרויקט מפעל טיפול בשפכי עמילן זה. בהתבסס על ניתוח וחיזוי של נפח ואיכות המים, תוכנן המתקן לטיפול בשפכים בהספק של 3000 מ"ק ליום.

בהתבסס על ניתוח ובדיקה של איכות המים של שפכי עמילן ודרישות ההזרמה, לאחר השוואה טכנית וכלכלית של תהליך הטיפול במפעל טיהור שפכי עמילן, נבחר הכור האנאירובי GBIC (מיטת בוצה אנאירובית בזרימה מעלה) + סכמת תהליך חמצון מגע כתהליך הטיפול העיקרי במפעל הטיהור; שפכי עמילן הם שפכים ביוכימיים טובים, עם COD גבוה. באמצעות ה-GIBC של החברה שלנו, ניתן לייצר כמות גדולה של בוצה גרגירית (בוצה גרגירית יכולה להימכר חיצונית) וכמות גדולה של ביו-גז (שיכולה לשמש לשריפת דוודים והפקת חשמל ביו-גז), ובעצם להשיג תפעול- בעלות אפסית של התחנה לטיפול בשפכי עמילן.

IV. תאימות סביבתית:

לאחר השלמת תחנת השפכים היא נמצאת בפעילות רציפה מזה 3 שנים. הקולחים עמדו בסטנדרט ההזרמה הראשון- שנקבע ב"תקן הפריקה המשולב של מי שפכים" הנוכחי (GB8978-1996) של סין. יתרה מכך, בתהליך של טיפול בשפכי עמילן, הבוצה הגרגירית והביוגז שנוצרו הניבו כמה יתרונות.