Estudo de caso de tratamento de águas residuais de processamento de frutos do mar – Design e resultados|Fábrica de Shandong

Estudo de Caso – Projeto de Tratamento de Águas Residuais para uma Fábrica de Processamento de Frutos do Mar – Um Exemplo de Aplicação Prática

Resumo

Este estudo de caso detalha o projeto, a implementação e os resultados operacionais de um sistema dedicado de tratamento de águas residuais para a planta de processamento de frutos do mar No. 1 de um grupo líder de frutos do mar na província de Shandong, China. A fábrica é especializada na produção de frutos do mar congelados, gerando águas residuais principalmente a partir da lavagem de matérias-primas. Essas águas residuais contêm altas concentrações de compostos solúveis em água-e sólidos finos em suspensão derivados de tecidos de peixes, principalmente compostos orgânicos nitrogenados. A descarga não tratada causaria poluição significativa aos corpos d'água circundantes. O projeto implementou com sucesso um processo combinado de tratamento físico-químico e biológico para obter uma descarga compatível. Este relatório fornece uma visão abrangente das características do afluente, tecnologia de tratamento selecionada, projeto detalhado da unidade, dados de desempenho e economia do projeto.

1. Introdução: O Desafio das Águas Residuais do Processamento de Frutos do Mar

A indústria de processamento de frutos do mar gera efluentes caracterizados por elevadas cargas orgânicas provenientes de proteínas, gorduras e sólidos suspensos. Esses contaminantes provêm de sangue, vísceras, escamas de peixe e água de lavagem. Os principais desafios incluem:

• Alta Força Orgânica: Medido como Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO₅) e Demanda Química de Oxigênio (DQO), indicando potencial significativo de esgotamento de oxigênio nas águas receptoras.
• Conteúdo de nutrientes: Altos níveis de compostos nitrogenados de proteínas.
• Gorduras, óleos e graxas (FOG): Pode causar problemas operacionais e formar espuma na superfície.
• Sólidos Suspensos (SS): Inclui partículas orgânicas finas. A descarga direta dessas águas residuais viola as regulamentações ambientais, prejudica os ecossistemas aquáticos através da eutrofização e do esgotamento do oxigênio, e representa riscos para a saúde pública. Portanto, o tratamento-eficaz no local não é apenas um mandato regulatório, mas também uma responsabilidade ambiental corporativa.

2. Escopo do Projeto: Definindo o Problema

2.1 Quantidade e Qualidade de Águas Residuais

• Taxa de fluxo: 200 m³/dia (25 m³/hora, produção em turno-único).
• Características influentes:

1. DQO: 1.500 mg/L
2. DBO₅: 800 mg/L (DBO₅/DQO ≈ 0,53, indicando boa biodegradabilidade)
3. Óleo Animal e Vegetal: 50 mg/L
4. SS: 400 mg/L

2.2 Padrões de Descarga

O efluente tratado foi obrigado a atenderPadrões de Grau II do Padrão Integrado de Descarga de Águas Residuais da China (GB 8978-1996):

• DQO menor ou igual a 150 mg/L
• DBO₅ Menor ou igual a 30 mg/L
• Óleo Animal e Vegetal Menor ou igual a 15 mg/L
• SS Menor ou igual a 150 mg/L

3. A solução: processo de tratamento proposto

Dadas as características das águas residuais,-boa biodegradabilidade, mas contendo óleos, sólidos e altas cargas orgânicas/nitrogênio-um híbrido "Separação/Sedimentação de Óleo + Anaeróbica (Hidrólise/Acidificação) + Aeróbica (Aeração e Bio{2}}oxidação de contato) + Flotação" foi selecionado. Essa abordagem-de vários estágios garante um tratamento robusto ao abordar diferentes tipos de poluentes sequencialmente.

O diagrama de fluxo do processo é ilustrado emFigura 1.

4. Descrição detalhada do processo e projeto da unidade

4.1 Pré-tratamento e tratamento primário

• Tela de Barra (2 unidades): Finalidade: Interceptar grandes sólidos suspensos e flutuantes (por exemplo, escamas de peixe, detritos).

1. Dimensões: 700mm (C) x 500mm (L).
2. Espaçamento entre barras: 5 mm.
3. Material: Aço.

• Tanque de separação e sedimentação de óleo: Finalidade: Remover óleos/gorduras flutuantes e areias sedimentáveis/sólidos pesados ​​em suspensão.

1. Volume Efetivo: 40 m³.
2. Tempo de Retenção Hidráulica (TRH): 1,5 horas.
3. Construção: Concreto armado subterrâneo (RC).

4.2 Tratamento Biológico (Processo Central)

• Tanque de Hidrólise/Acidificação (Anaeróbico): Objetivo: Quebrar moléculas orgânicas complexas e refratárias (proteínas, gorduras) em compostos mais simples e facilmente biodegradáveis ​​(ácidos graxos voláteis), aumentando assim a biodegradabilidade geral (relação DBO/DQO). Esse pré-tratamento melhora significativamente a eficiência dos estágios aeróbicos subsequentes.

1. Volume: 60 m³.
2. TRH: 2,4 horas.
3. Construção: RC semi{0}}subterrâneo.
4. Característica interna: Preenchido com meio de biofilme de polietileno combinado para apoiar o crescimento microbiano.

• Tanque de Aeração (Lodo Ativado Convencional): Finalidade: Tratamento aeróbio primário para remoção em massa de DBO e DQO solúveis.

1. Volume: 75 m³.
2. TRH: 3 horas.
3. Construção: RC semi{0}}subterrâneo.
4. Aeração: aeração difusa com bolhas finas-usando sopradores.

• Reator SHT (oxidação de bio-contato): Objetivo: estágio aeróbico secundário de alta-eficiência. Ele degrada ainda mais os orgânicos restantes e realiza a nitrificação, convertendo amônia tóxica-nitrogênio em nitrato-nitrogênio. O meio fixo de biofilme proporciona alta concentração de biomassa aderida, tornando o sistema mais estável e resistente a cargas de choque.

1. Volume: 180 m³.
2. TRH: 7 horas.
3. Construção: Estrutura em aço.
4. Recurso interno: embalado com mídia de biofilme semi{0}}suave.
5. Aeração: aeração difusa com bolhas finas-.

• Equipamento de aeração: Dois sopradores Roots (modelo SSR125) fornecem ar ao tanque de aeração e ao reator SHT.

1. Configuração: Um serviço, um modo de espera.
2. Vazão: 10,17 m³/min.
3. Pressão: 49 kPa.
4. Potência: 11 kW cada.

4.3 Tratamento Terciário/Polimento

• Unidade de Flotação por Ar Dissolvido (DAF): Finalidade: Remover sólidos finos em suspensão, partículas coloidais e quaisquer óleos/gorduras residuais que escaparam do tratamento biológico. Um coagulante (cloreto de polialumínio - PAC) e um floculante (poliacrilamida - PAM) são dosados ​​para aglomerar partículas, que são então removidas aderindo a micro-bolhas de ar.

1. Modelo: JHF-30.
2. Capacidade: 30-35 m³/h.
3. Construção: aço anti-corrosivo.
4. Potência Total: 8,12 kW (para bomba, raspador, etc.).

4.4 Sistema de Tratamento de Lodo

• Espessador de Lodo: Finalidade: Concentrar o lodo do decantador primário e da unidade DAF, reduzindo volume para posterior desidratação.

1. Volume: 15 m³.
2. Construção: RC acima-do solo.

• Desidratação de Lodos: Um filtro-prensa é utilizado para a desidratação final, produzindo uma torta sólida para descarte.

1. Equipamento: Filtro prensa de placa e moldura (Modelo: BM103/1000).
2. Potência: 7,0 kW no total.
3. Bomba de Alimentação: Bomba de Cavidade Progressiva (Modelo: I-1B-2), vazão de 5,4 m³/h, altura manométrica de 80 m, potência de 3 kW (uma unidade de serviço).

5. Desempenho e resultados do tratamento

O desempenho de cada unidade de tratamento, demonstrando a remoção progressiva de poluentes, está resumido emMesa1.O sistema atingiu consistentemente os padrões de descarga pretendidos.

Principais conquistas:

• Remoção geral de COD: >90% (de 1.500 mg/L a<150 mg/L).
• Remoção geral de DBO₅: >96% (de 800 mg/L a<30 mg/L).
• Remoção de óleo e graxa: >70% (de 50 mg/L a<15 mg/L).
• Remoção SS: >85% (de 400 mg/L a<150 mg/L).
• Nitrificação Eficaz: O reator SHT oxidou amônia com sucesso, uma etapa crítica dado o alto teor de nitrogênio das águas residuais.

6. Economia do Projeto

O investimento total do projeto foi817.600 Yuan Chinês (RMB), dividido da seguinte forma:

• Fornecimento e instalação de equipamentos
• Obras Civis (Tanques, Estruturas)
• Projeto e Engenharia de Processos

• Serviços de comissionamento e inicialização

Este investimento proporcionou ao cliente uma solução de tratamento de águas residuais confiável, compatível e operacionalmente gerenciável, mitigando os riscos ambientais e garantindo a conformidade regulatória.

7. Conclusão e Lições Aprendidas

Este projeto de tratamento de águas residuais de processamento de frutos do mar é um exemplo bem-sucedido de aplicação de um processo personalizado de vários-estágios para resolver um problema específico de efluentes industriais. A chave do sucesso foi acombinação de tecnologias:

1. Pré--tratamento eficaz(triagem, separação de óleo) unidades biológicas protegidas a jusante.
2. Hidrólise anaeróbicapré-condicionou as águas residuais, melhorando a tratabilidade aeróbica.
3. Tratamento aeróbico-em dois estágios(lodo ativado + oxidação de bio{1}}contato) garantiu uma remoção robusta e estável de orgânicos e nitrogênio.
4. Polimento final via DAF químicogarantiu o cumprimento consistente dos rigorosos limites de SS e de poluentes residuais.

O sistema demonstra robustez, simplicidade operacional e custo{0}}efetivo para instalações de processamento de alimentos de média-escala. Este estudo de caso serve como uma referência valiosa para engenheiros e gerentes de fábrica que projetam ou operam sistemas de tratamento para águas residuais orgânicas-de alta concentração semelhantes da indústria de alimentos e bebidas.