Elintarviketeollisuusjätevesien laadun parantaminen ja puhdistusmahdollisuudet
Ojanen, Jennina (2019)
Diplomityö
Ojanen, Jennina
2019
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201902043956
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201902043956
Tiivistelmä
Elintarviketeollisuuden ympäristökuormitus muodostuu vedenkäytön ohella pääosin energian käytöstä ja jätteistä. Koska vesi- ja ympäristövastuu korostuvat oleellisena osana nykyaikaista yritystoimintaa, yritysten on pyrittävä vähentämään teollisuudesta aiheutuvia negatiivisia ympäristövaikutuksia. Yksi elintarviketeollisuuden ympäristökuormituksen osa-alueista ovat jätevedet. Hyvin suuri osa elintarviketeollisuusjätevesien kuormituksesta koostuu erilaisista orgaanisista yhdisteistä, joiden lisäksi jätevedet saattavat sisältää huomattavia määriä kiintoaineita.
Tavoite vastuullisen vedenkäytön toteuttamisesta globaalien vesihaasteiden edessä kannustaa yrityksiä tarkastelemaan vaihtoehtoja jätevesien käsittelylle paikallisesti ja mahdollisuuksia puhdistetun jäteveden kierrätykselle tai uudelleenkäytölle. Tässä diplomityössä etsittiin ratkaisuja tutkimuksen kohteena olleen elintarviketeollisuusyrityksen eri toimipisteiden jätevesikuormituksen vähentämiseksi ja jätevesien puhdistamiseksi mahdolliseen uudelleenkäyttöön asti. Työssä selvitettiin kirjallisuuden ja toteutetun tutkimuksen pohjalta, millaiset käyttötekniset ratkaisut ja käsittelymenetelmät soveltuisivat yrityksen kahden eri tuotantolaitoksen jätevesien epäpuhtauspitoisuuksien rajoittamiseen parhaiten.
Kiintoaineenpoistomenetelmistä jätevesille testattiin laskeutusta ja sentrifugointia, joista sentrifugoinnilla päästiin parhaimpiin tuloksiin kummankin toimipisteen kohdalla. Kehittyneemmistä jätevedenkäsittelymenetelmistä membraanitekniikka on avainasemassa erityisesti silloin, kun jätevesiä on tarkoitus puhdistaa laadultaan jopa talousveden tasolle. Tutkimuksen kohteena olleen elintarviketeollisuusyrityksen kahden eri toimipisteen jätevedet saatiin puhdistettua membraanitekniikan avulla orgaanisen kuormituksen osalta 79 ja 89 %:sesti. Membraanirakenteiden ja prosessimuuttujien optimoinnin kautta membraanitekniikkaan perustuvia menetelmiä voidaan pitää potentiaalisena vaihtoehtona elintarviketeollisuusjätevesien puhdistamiselle tuotantolaitosten yhteydessä ainakin tulevaisuudessa. Environmental stress of the food industry consists mainly of water consumption, energy usage and different forms of waste. As water and environmental responsibilities are an essential part of modern entrepreneurship, companies must strive to reduce negative environmental impacts formed from their industrial activity. One of the areas of environmental stress in the food industry are wastewaters, which have high organic loading containing several different organic compounds and solids.
The objective of implementing responsible water use in the face of global water challenges encourages companies to consider alternatives for on-site wastewater treatment systems and possibilities for recycling or reusing purified wastewater. The aim of this work was to study solutions for reducing the contaminants of wastewaters from various production plants of the food industry company concerned in this research and purifying those wastewaters until the possible quality of reuse. Based on the literature and experimental surveys, the most suitable practical solutions and treatment methods for two different production plants were discussed.
From solid-liquid separation methods sedimentation and centrifugation were investigated and the best results were attained with centrifugation for both production sites. When considering advanced wastewater treatment systems, membrane technology plays a key role due to its wide separation efficiency. With membrane technology wastewaters can be purified up to the level of domestic water. Wastewaters from the two production plants concerned were purified with membrane technology and the organic load was decreased by 79 and 89 %, respectively. Through optimization of membrane structures and process variables membrane technology-based methods can be considered as a potential alternative for treating food industry wastewaters on-site at least in the future.
Tavoite vastuullisen vedenkäytön toteuttamisesta globaalien vesihaasteiden edessä kannustaa yrityksiä tarkastelemaan vaihtoehtoja jätevesien käsittelylle paikallisesti ja mahdollisuuksia puhdistetun jäteveden kierrätykselle tai uudelleenkäytölle. Tässä diplomityössä etsittiin ratkaisuja tutkimuksen kohteena olleen elintarviketeollisuusyrityksen eri toimipisteiden jätevesikuormituksen vähentämiseksi ja jätevesien puhdistamiseksi mahdolliseen uudelleenkäyttöön asti. Työssä selvitettiin kirjallisuuden ja toteutetun tutkimuksen pohjalta, millaiset käyttötekniset ratkaisut ja käsittelymenetelmät soveltuisivat yrityksen kahden eri tuotantolaitoksen jätevesien epäpuhtauspitoisuuksien rajoittamiseen parhaiten.
Kiintoaineenpoistomenetelmistä jätevesille testattiin laskeutusta ja sentrifugointia, joista sentrifugoinnilla päästiin parhaimpiin tuloksiin kummankin toimipisteen kohdalla. Kehittyneemmistä jätevedenkäsittelymenetelmistä membraanitekniikka on avainasemassa erityisesti silloin, kun jätevesiä on tarkoitus puhdistaa laadultaan jopa talousveden tasolle. Tutkimuksen kohteena olleen elintarviketeollisuusyrityksen kahden eri toimipisteen jätevedet saatiin puhdistettua membraanitekniikan avulla orgaanisen kuormituksen osalta 79 ja 89 %:sesti. Membraanirakenteiden ja prosessimuuttujien optimoinnin kautta membraanitekniikkaan perustuvia menetelmiä voidaan pitää potentiaalisena vaihtoehtona elintarviketeollisuusjätevesien puhdistamiselle tuotantolaitosten yhteydessä ainakin tulevaisuudessa.
The objective of implementing responsible water use in the face of global water challenges encourages companies to consider alternatives for on-site wastewater treatment systems and possibilities for recycling or reusing purified wastewater. The aim of this work was to study solutions for reducing the contaminants of wastewaters from various production plants of the food industry company concerned in this research and purifying those wastewaters until the possible quality of reuse. Based on the literature and experimental surveys, the most suitable practical solutions and treatment methods for two different production plants were discussed.
From solid-liquid separation methods sedimentation and centrifugation were investigated and the best results were attained with centrifugation for both production sites. When considering advanced wastewater treatment systems, membrane technology plays a key role due to its wide separation efficiency. With membrane technology wastewaters can be purified up to the level of domestic water. Wastewaters from the two production plants concerned were purified with membrane technology and the organic load was decreased by 79 and 89 %, respectively. Through optimization of membrane structures and process variables membrane technology-based methods can be considered as a potential alternative for treating food industry wastewaters on-site at least in the future.