Tratamento de águas residuais com bio-óleo

Solução de tratamento de águas residuais de óleo biológico

O tamanho do mercado global de bio-petróleo atingiu 80 bilhões de dólares americanos em 2022 e espera-se que se expanda a uma taxa composta de crescimento anual de 8%, atingindo aproximadamente 150 bilhões de dólares americanos até 2030. Isso indica que toda a indústria do bio{6}}petróleo entrou em um estágio de desenvolvimento acelerado.

No contexto dos esforços globais para enfrentar as mudanças climáticas e garantir a segurança energética, o bio-óleo, como um componente importante da energia renovável, é amplamente utilizado em combustíveis para transporte, caldeiras industriais e matérias-primas químicas, entre outros campos. Seus principais tipos incluem o biodiesel e o bioetanol, com fontes de matérias-primas abrangendo óleos vegetais, gorduras animais, resíduos agrícolas e florestais (como a lignina) e resíduos sólidos orgânicos urbanos.

I. Visão geral dos clientes de tratamento de águas residuais com bio-óleo

Os principais clientes do tratamento de águas residuais com bio-óleo são empresas industriais que descarregam águas residuais orgânicas ou oleosas em alta-concentração, especialmente produtores de óleo combustível e lubrificantes, bem como empresas de proteção ambiental envolvidas na utilização de recursos de resíduos. Com o avanço da política de “duplo carbono” e as atualizações tecnológicas, as exigências dos clientes neste campo estão a mudar do mero cumprimento dos padrões de descarga para um foco na recuperação de recursos e nos benefícios económicos. No futuro, os prestadores de serviços integrados com fortes capacidades de investigação e desenvolvimento tecnológico manterão uma posição vantajosa no mercado.

Fotos da produção de bio-óleo

II. Tratamento de águas residuais de óleo de biogásFonte de águas residuais As principais fontes de águas residuais em diferentes vias de produção de bio-óleo são as seguintes:

1. Produção de bio-diesel: Após a reação de transesterificação, o produto precisa ser lavado repetidamente com água para remover glicerol, metanol e catalisadores (como NaOH). Esse processo gera grande quantidade de efluentes contendo óleos animais e vegetais, ácidos, bases e substâncias orgânicas, e em sua maioria se encontram em estado emulsionado, dificultando o tratamento.

2. Tecnologia de liquefação hidrotérmica (como resíduos de alimentos, microalgas): No processo de conversão de matéria orgânica em bio{1}}óleo sob alta temperatura e alta pressão, águas residuais da fase aquosa ricas em matéria orgânica solúvel, nitrogênio amoniacal e fosfato serão separadas. Seu COD é extremamente alto.

3. Processo de conversão de óleo residual: Durante o processo de utilização de óleo residual para produzir bio-óleo, o pré-tratamento das matérias-primas (como filtração, remoção de impurezas) e a limpeza do equipamento gerarão águas residuais contendo óleo emulsionado e alto DQO.

Comparação de fotos mostrando água poluída e fotos mostrando água tratada

III. Fluxo do processo de tratamento de águas residuais de biogás

O processo de tratamento de águas residuais com biogás é projetado com base nas características das águas residuais e nos objetivos do tratamento, normalmente integrando tecnologias de tratamento físicas, químicas e biológicas para alcançar a remoção eficiente de poluentes e atender aos padrões de descarga. Aqui está uma visão geral do processo de tratamento de águas residuais de biogás com base nos resultados da pesquisa:

Fluxo do Processo de Tratamento

1 Estágio de pré-tratamento

Separação e coleta de lipídios: A parte inferior do líquido residual (volume de descarga 5m³/d) e a parte superior da camada de lodo flutuante (volume de descarga 5m³/d) precisam ser coletadas separadamente. A parte inferior do líquido residual é enviada para a estação de tratamento de águas residuais para tratamento, e a parte superior do líquido residual pode ser utilizada como combustível para incineração ou descartada em unidades qualificadas.

Tanque receptor: as águas residuais da produção fluem para o tanque receptor por meio de tubulações e têm-fluxo automático. Um sistema de agitação é configurado para garantir a mistura uniforme das águas residuais e evitar a sedimentação de sólidos suspensos.

2 Recuperação de glicerol e degradação de metanol (para águas residuais de biodiesel)

Recuperação de glicerol: use a tecnologia de purificação por separação física - para remover impurezas suspensas por meio de centrifugação ou filtração por membrana. Em seguida, por meio de precipitação ácida, concentração de evaporação, adsorção de resina de troca iônica e outras etapas, recupere o glicerol de grau industrial com pureza superior a 80%, alcançando a utilização de recursos.

Degradação do metanol: Reduza a concentração inicial de metanol por meio de sopro-ou destilação a vácuo. Adicione cepas bacterianas-tolerantes ao metanol (como bactérias metil-energéticas) e use um reator de biofilme (MBBR) para aumentar a degradação. O metanol residual pode ser ainda decomposto por técnicas avançadas de oxidação (como eletro-Fenton, catálise de ozônio).

3 Tratamento biológico anaeróbico-aeróbico

Tratamento anaeróbico: para águas residuais orgânicas-de alta concentração, o tratamento anaeróbico pode ser realizado primeiro. Utilize microorganismos anaeróbicos para decompor as substâncias orgânicas de{2}moléculas grandes nas águas residuais em substâncias orgânicas de moléculas pequenas-, gerando metano como recuperação de energia e reduzindo a DQO (demanda química de oxigênio) das águas residuais.

Tratamento aeróbico: As águas residuais após o tratamento anaeróbico entram na fase de tratamento aeróbio. Utilize microorganismos aeróbicos para degradar ainda mais as substâncias orgânicas nas águas residuais, remover nitrogênio amoniacal, fósforo total e outros poluentes e fazer com que as águas residuais atendam aos padrões de descarga.

4 Tratamento profundo

Método de ultrafiltração: Use membranas de ultrafiltração (com diâmetros de poros de aproximadamente 0,01 a 0,1 μm) para reter pequenas gotículas de óleo e micelas, enquanto remove o DQO. O efluente tratado pode atender aos requisitos de água de retorno do processo.

Método-de destilação a vapor por sopro: introduza um gás de arraste nas águas residuais para remover poluentes voláteis, como H₂S e amônia. O fenol também pode ser removido por este método.

Fluxograma de tratamento de esgoto

Águas residuais industriais → Separação de óleo → Tanque de equalização → Recuperação de energia → Tratamento bioquímico anaeróbio → Tratamento bioquímico aeróbio → Tratamento avançado → Reutilização ou descarga

Estudo de caso específico sobre tratamento de águas residuais de bio-óleo

Estudo de caso: Projeto de tratamento de águas residuais para produção de óleo de colza na Jiangsu Guangyuan Oil Co., Ltd.

Visão geral do projeto

Este projeto aborda as águas residuais da produção de óleo de colza na Jiangsu Guangyuan Oil Co., Ltd., abordando os desafios do alto teor de óleo, alta DQO (demanda química de oxigênio), alto teor de sólidos em suspensão e tendência a estragar e emitir odores. A capacidade de tratamento projetada é de 600 m³/d, e o efluente atende ao “Padrão Integrado de Descarte de Águas Residuais” (GB 8978-1996) de primeiro nível.

Características de águas residuais

As águas residuais originam-se dos processos de prensagem, refino e lavagem da colza, contendo grandes quantidades de óleo, restos de farinha, ácidos graxos e auxiliares de lavagem. A qualidade da água varia significativamente: DQO 2.500–4.000 mg/L, SS 500–800 mg/L, teor de óleo 150–300 mg/L, pH 6,0–8,0, propenso a gerar odores e formar espuma.

Processo Central

É adotado um processo combinado de "grelha + separador de óleo + tanque regulador + máquina de flotação de ar + acidificação por hidrólise + tratamento biológico A/O + separação por membrana MBR", que é adequado para as características de difícil degradação de óleo em águas residuais de óleo de colza, com um processo simples e operação e manutenção convenientes.

Efeito do tratamento

Valor de engenharia

O efluente é estável e atende às normas de lançamento, eliminando completamente os riscos de descarte de proteção ambiental para o empreendimento; o óleo usado recuperado do separador de óleo pode ser reciclado e utilizado, reduzindo o consumo de energia; uma parte das águas residuais tratadas é reutilizada para limpeza de oficinas, economizando 180 metros cúbicos de água por dia, alcançando uma situação vantajosa-de proteção ambiental e benefícios econômicos.