Sistema MBR contenitorizzato per il trattamento delle acque reflue dei macelli

Un macello di pollame di medie dimensioni nella Cina orientale processa circa 15.000 polli al giorno, generando 120 metri cubi di acque reflue al giorno con concentrazioni caratteristiche elevate di sangue, grassi, proteine e materia organica biodegradabile. L'effluente grezzo presentava livelli di COD medi di 2.800 mg/L, BOD5 intorno a 1.500 mg/L, azoto ammoniacale a 120 mg/L e olio e grassi superiori a 200 mg/L. Questi parametri superavano di gran lunga i limiti di scarico stabiliti dall'ufficio locale per la protezione ambientale, che richiedeva alla struttura di raggiungere un COD inferiore a 80 mg/L, BOD5 inferiore a 30 mg/L, azoto ammoniacale inferiore a 15 mg/L e olio e grassi inferiori a 10 mg/L prima dello scarico nella rete fognaria municipale.

Il macello operava con un sistema di vagliatura e sedimentazione di base che era chiaramente inadeguato per il carico inquinante. La pressione normativa aumentava e la struttura rischiava la sospensione della produzione se non fosse stata raggiunta la conformità entro un determinato periodo di tempo. Il direttore dell'impianto necessitava di una soluzione di trattamento che potesse essere implementata rapidamente, gestita con personale specializzato minimo e rientrasse in un budget limitato. Dopo aver valutato le proposte di diversi produttori di apparecchiature integrate per il trattamento delle acque reflue, il macello ha scelto Zhongqiao Enlightenment per progettare, produrre e mettere in servizio un sistema di trattamento completo.

Zhongqiao Enlightenment ha proposto un approccio di trattamento a due stadi che combinava un'unità di pretrattamento a flottazione ad aria disciolta (DAF) con un sistema di trattamento delle acque reflue MBR containerizzato integrato. L'unità DAF è stata specificata per rimuovere la maggior parte dei grassi, oli, grassi e solidi proteici sospesi prima che l'effluente entrasse nello stadio di trattamento biologico. Questo passaggio di pretrattamento era fondamentale perché l'alto contenuto di olio e grassi nelle acque reflue dei macelli può contaminare rapidamente le membrane MBR, riducendo il flusso e aumentando la frequenza di pulizia chimica. Rimuovendo oltre l'85% di olio e grassi a monte, il sistema DAF ha protetto il bioreattore a membrana e garantito un funzionamento stabile a lungo termine.

Lo stadio di trattamento biologico è stato configurato come un sistema MBR containerizzato alloggiato in un normale container marittimo da 40 piedi. All'interno del container, la linea di trattamento includeva una zona anossica per la denitrificazione, una zona ossica per la rimozione carbonacea e la nitrificazione e una vasca di filtrazione a membrana dotata di moduli a membrana a fibra cava sommersa in PVDF con una dimensione dei pori di 0,04 micron. Il design containerizzato ha offerto diversi vantaggi per questo progetto: rapida implementazione senza lavori civili, mobilità per un potenziale futuro ricollocamento e un ambiente controllato per i pannelli elettrici e di controllo che li proteggeva dall'atmosfera umida e corrosiva tipica delle strutture dei macelli.

L'unità di pretrattamento DAF è stata consegnata come sistema montato su skid di dimensioni 4 metri per 2 metri, installato adiacente all'unità MBR containerizzata su una platea di cemento livellata. L'intero sistema di trattamento è stato installato e messo in servizio entro 25 giorni dalla consegna delle apparecchiature. Il team di ingegneri di Zhongqiao Enlightenment ha gestito tutti i collegamenti meccanici ed elettrici, ha eseguito l'avvio iniziale e l'acclimatazione del processo e ha fornito la formazione degli operatori durante un periodo di messa in servizio di cinque giorni. Il macello non ha dovuto interrompere la produzione in alcun momento durante l'installazione, poiché il nuovo sistema è stato costruito a fianco della rete di drenaggio esistente ed è stato attivato durante una finestra di manutenzione programmata nel fine settimana.

Dopo il periodo di acclimatazione, il sistema combinato DAF e MBR ha raggiunto una conformità costante con tutti i parametri di scarico. L'unità DAF ha ridotto il COD in ingresso da 2.800 mg/L a circa 900 mg/L, ha rimosso l'88% di olio e grassi e ha eliminato oltre l'80% dei solidi sospesi. Il sistema MBR ha quindi ulteriormente trattato l'effluente DAF, producendo un permeato finale con un COD medio di 45 mg/L, BOD5 inferiore a 15 mg/L, azoto ammoniacale a 3 mg/L e torbidità inferiore a 0,5 NTU. Olio e grassi nell'effluente finale erano costantemente al di sotto dei limiti di rilevamento. Il sistema a membrana ha operato a un flusso stabile di 14 litri per metro quadrato all'ora con intervalli di pulizia chimica di circa 60 giorni, confermando che il pretrattamento DAF ha protetto efficacemente le membrane dal fouling.

Il sistema di controllo basato su PLC fornito da Zhongqiao Enlightenment ha consentito il funzionamento completamente automatizzato dell'intera linea di trattamento. La velocità della pompa di ricircolo dell'unità DAF è stata regolata automaticamente in base alle misurazioni in tempo reale della torbidità dell'effluente, ottimizzando il dosaggio chimico e il consumo energetico. I soffiatori di aerazione del sistema MBR erano controllati da azionamenti a frequenza variabile che rispondevano alle letture di ossigeno disciolto, riducendo il consumo di energia durante i periodi di basso carico. Tutti i dati operativi sono stati registrati e accessibili tramite una dashboard basata su cloud, consentendo al direttore dell'impianto di monitorare le prestazioni del sistema da remoto tramite smartphone. Sono stati configurati avvisi SMS automatici per eventuali superamenti dei parametri, garantendo una risposta rapida a potenziali problemi.

Il direttore dell'impianto del macello ha condiviso la sua esperienza: “Scegliere Zhongqiao Enlightenment come nostro produttore di apparecchiature integrate per il trattamento delle acque reflue è stata la decisione giusta. La combinazione di pretrattamento DAF e MBR containerizzato ha risolto completamente il nostro problema delle acque reflue ad alta concentrazione dei macelli. Abbiamo superato ogni ispezione normativa dalla messa in servizio e il funzionamento automatizzato significa che il nostro personale deve dedicare solo circa 30 minuti al giorno ai controlli di routine. Il design containerizzato significa anche che possiamo potenzialmente ricollocare il sistema se ci trasferiamo in una nuova struttura in futuro, il che protegge il nostro investimento.”

I costi operativi del sistema combinato si sono rivelati altamente competitivi. L'unità DAF consuma circa 2,5 kW di potenza e richiede da 8 a 10 kg al giorno di coagulante di policloruro di alluminio e 2 kg al giorno di flocculante di poliacrilammide. Il consumo totale di energia del sistema MBR è in media di 18 kW, inclusa l'aerazione, il pompaggio del permeato e lo spazzolamento delle membrane. La pulizia chimica delle membrane viene eseguita ogni 60 giorni utilizzando circa 40 litri di soluzione di ipoclorito di sodio per ciclo. Il costo operativo totale, inclusi prodotti chimici, elettricità e smaltimento dei fanghi, ammonta a circa 0,85 USD per metro cubo di acque reflue trattate, che è ben al di sotto della media del settore per il trattamento delle acque reflue dei macelli e significativamente inferiore alle maggiorazioni di scarico fognario che la struttura avrebbe affrontato senza un trattamento adeguato.

Zhongqiao Enlightenment fornisce supporto post-vendita continuo, comprese visite di manutenzione preventiva trimestrali, test annuali di integrità delle membrane e assistenza tecnica remota 24 ore su 24. La rete di assistenza dell'azienda copre tutta la Cina e supporta i clienti internazionali attraverso partner di servizio regionali. Questo progetto dimostra come la combinazione strategica di pretrattamento DAF e tecnologia MBR, fornita da un produttore esperto di apparecchiature integrate per il trattamento delle acque reflue, possa risolvere problemi di trattamento delle acque reflue industriali impegnativi in modo efficiente ed economico entro tempi di progetto ristretti.