Studiul privind tratarea apelor uzate provenite din prelucrarea cartofilor

I. Introducere

În ultimele două decenii, apele poluate provenite din industria cartofului au crescut semnificativ. Se estimează că numai industria cartofului din SUA generează aproximativ 1.3*109 Kg de deșeuri în fiecare an. Volume mari de apă uzată și deșeuri organice sunt generate la prelucrarea cartofilor în urma operațiilor de spălare, descojire și operații suplimentare de prelucrare[1].

Apele uzate sunt apele pe care le folosim în gospodării sau în procesele industriale de producție, sunt poluate cu diferite substanțe și evacuate prin intermediul sistemului de canalizare al localității sau al fabricii, în receptori naturali (râuri, lacuri, mări) sau pe diferite terenuri, cu sau fără o epurare prealabilă [4].

Epurarea apelor este un proces complex de reținere sau neutralizare prin diferite mijloace a substanțelor poluante aflate în apele uzate, sub formă de suspensii, în stare coloidală sau în stare dizolvată, în scopul reintroducerii acestora în circuitul hidrologic, prin deversare într-un emisar [4].

Epurarea apelor uzate se realizează în cadrul stațiilor de epurare. Stația de epurare reprezintă totalitatea construcțiilor și instalațiilor realizate pentru reținerea poluanților prezenți în apele uzate [4].

Amidonul din cartof este mult superior datorită însușirilor lui fizico-chimice [6]:

- Se hidratează mai ușor;

- Leagă mai bine apa;

- Granulele de amidon din cartof au dimensiuni mai mari comparativ cu cele din porumb, grâu sau orez;

Granulele mari de amidon gelifică mai repede la temperaturi mai joase [6].

Factorii care influențează conținutul de amidon sunt [6]:

a) Soiul;

b) Solul;

c) Condițiile climatice;

d) Nivelul de fertilizare.

a) Soiul

Conținutul de amidon în tuberculi diferă de la soi la soi și variază de la 10,1% - 27,2%, soiurile târzii au un conținut mai ridicat de amidon [6].

Soiurile cu un conținut ridicat de amidon sunt [6]:

- Caval;

- Magic;

- Milenium;

- Nicoleta.

b) Solul

Pentru a se forma o cantitate mare de amidon în cartofi, cartofii trebuie să fie plantați într-un sol care conține 20 -30% argilă.

c) Condiții climatice:

Temperatura influențează formarea amidonului din cartofi [6].

Apele uzate de spălare a amidonului sunt produse în cantitate de 1-3 m3 pe tona de tuberculi prelucrați, conțin în diluție foarte multe elemente solubile ale tuberculilor, și în cantitate mai redusă particulele fine de pulpă și granule de amidon, compoziția apelor uzate obținute în urma spălării amidonului este similara cu cea a apelor uzate care conțin pulpe [5]

Din cercetările referitoare la caracteristicile efluenților de ape uzate rezultați de la o fabrică de amidon din țara noastră au rezultat următoarele valori pentru indicatorii caracteristici[5]:

- Debitul specific de ape de transport hidraulic și spălare a tuberculilor de circa 16 m3 apă pe tona de tuberculi prelucrați, având pH-ul neutru, conținutul de impurități în suspensie de 1000-1500 mg/dm3;

- Debitul specific de ape proteice și de la spălarea amidonului de circa 5-6 m3 apă pe tona de tuberculi prelucrați, având pH-ul 5-6, conținutul de impurități în suspensie de 1000-2000 mg/dm3, reziduu total de 1000-5400 mg/dm3.

Apele uzate din fabricile de amidon pot fi supuse unei epurări biologice artificiale, în instalații biologice cu nămol activ sau filtre biologice, chiar fără o epurare prealabilă, acestea mai pot fi epurate biologic și în condiții naturale ca ape de irigare, ținând seama de conținutul ridicat în elemente nutritive pentru culturile vegetale [5].

În scopul irigării efluentul de ape uzate trebuie epurat preliminar (mecanic) cât mai complet posibil pentru a proteja instalațiile sistemului de irigare și terenurile împotriva unor colmatări rapide [5].

Pentru reducerea cantităților de ape uzate provenite de la fabricarea amidonului trebuie studiate posibilitățile de recirculare a apelor tehnologice [5].

În unitățile de fabricare a amidonului din cartofi, procedeul de recirculare nu este aplicabil apelor de transport și spălare. În scopul recirculării acestor ape uzate trebuie eliminate din acestea nisipul, germenii și fragmentele de tuberculi printr-un tratament mecanic de sitare și decantare. În procesul tehnologic se înlocuiește continuu doar circa 50% din apa din circuit cu apă proaspătă, apele uzate vor avea o încărcare din ce în ce mai ridicată de impurități [5].

Fig. I.1. Granule de amidon izolate din apele uzate și măsurarea dimensiunii acestora [2]