GR1009303B - Hybrid biological / membrane-based treatment of table olive processing waste water - Google Patents
Hybrid biological / membrane-based treatment of table olive processing waste water Download PDFInfo
- Publication number
- GR1009303B GR1009303B GR20160100420A GR20160100420A GR1009303B GR 1009303 B GR1009303 B GR 1009303B GR 20160100420 A GR20160100420 A GR 20160100420A GR 20160100420 A GR20160100420 A GR 20160100420A GR 1009303 B GR1009303 B GR 1009303B
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- wastewater
- membrane bioreactor
- membrane
- treatment
- olive processing
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 title claims abstract description 75
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 101
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 53
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 37
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims description 15
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 13
- 241000894007 species Species 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 10
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 7
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005276 aerator Methods 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 5
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 claims description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 5
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 claims description 4
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims 2
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 claims 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 abstract 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 36
- 241000207836 Olea <angiosperm> Species 0.000 description 18
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 13
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 10
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 7
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 6
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- -1 aluminum salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 3
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012028 Fenton's reagent Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;iron(2+);sulfuric acid Chemical compound [Fe+2].OO.OS(O)(=O)=O MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical group 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 235000002725 Olea europaea Nutrition 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001284352 Terminalia buceras Species 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 244000025271 Umbellularia californica Species 0.000 description 1
- 235000008674 Umbellularia californica Nutrition 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000019658 bitter taste Nutrition 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004222 ferrous gluconate Substances 0.000 description 1
- 235000013924 ferrous gluconate Nutrition 0.000 description 1
- 229960001645 ferrous gluconate Drugs 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 229930182478 glucoside Natural products 0.000 description 1
- 150000008131 glucosides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical group 0.000 description 1
- 238000003895 groundwater pollution Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L iron(ii) gluconate Chemical compound [Fe+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L 0.000 description 1
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009285 membrane fouling Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 239000004006 olive oil Chemical group 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 231100000208 phytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000000885 phytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Chemical group 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Chemical group 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Chemical group 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2688—Biological processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Abstract
Description
Τίτλος της Εφεύρεσης: Title of Invention:
Υβριδική μέθοδος βιολογικής επεξεργασίας/διήθησης με μεμβράνες για τον καθαρισμό λυμάτων από μονάδες βρώσιμης ελιάς Hybrid biological treatment/membrane filtration method for wastewater treatment from edible olive plants
Τεχνικό πεδίο τnς εφεύρεσης Technical field of the invention
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται στον τομέα της διαχείρισης των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς. Συγκεκριμένα, η εφεύρεση παρέχει μεθόδους για τον καθαρισμό λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, που συνδυάζουν την αερόβια βιολογική επεξεργασία και διεργασίες που βασίζονται σε μεμβράνες. Η εφεύρεση αναφέρεται επίσης σε τεχνικές εγκλιματισμού βιο-κοινοτήτων απαρτιζόμενων από μικροοργανισμούς διαφόρων ειδών στα ειδικά φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς. The present invention relates to the field of edible olive processing wastewater management. Specifically, the invention provides methods for the purification of edible olive processing wastewater, combining aerobic biological treatment and membrane-based processes. The invention also refers to techniques for the acclimatization of bio-communities made up of microorganisms of various species to the specific physicochemical characteristics of edible olive processing wastewater.
Στάθμη προηγούμενης τεχνολογίας Prior art level
Η επεξεργασία της βρώσιμης ελιάς έχει ως στόχους την απομάκρυνση της φυσικής πικρής γεύσης των καρπών της ελιάς, κυρίως λόγω της παρουσίας του εξαιρετικά πικρού γλυκοζίτη της ελευρωπαΐνης, και την προστασία των θρεπτικών τους ιδιοτήτων από φυσικές αλλοιώσεις. Διάφορες μέθοδοι και διαδικασίες εφαρμόζονται για να καταστεί ο καρπός της ελιάς βρώσιμος, με αποτέλεσμα να προκύπτει μια αρκετά μεγάλη ποικιλία εμπορεύσιμων ειδών. Παρόλα αυτά, οι τρεις πιο κοινοί τύποι βρώσιμων ελιών είναι: οι πράσινες ελιές ή Ισπανικού τύπου, οι μαύρες ελιές ή τύπου Καλιφόρνιας και οι φυσικές μαύρες ή Ελληνικού τύπου ελιές. Για προϊόν Ισπανικού τύπου, οι ελιές μετά την πλύση τους, τοποθετούνται σε δεξαμενές και εμποτίζονται με διάλυμα καυστικού νατρίου (NaOH) για οκτώ έως δέκα ώρες για εκπίκρανση. Η κατεργασία με NaOH ακολουθείται από αρκετούς κύκλους έκπλυσης/πλύσης με καθαρό νερό για να απομακρυνθεί η περίσσεια NaOH, και εν συνεχεία από γαλακτική ζύμωση σε ένα διάλυμα άλμης (NaCI), μέσα στο οποίο οι ελιές διατηρούνται και αναπτύσσουν τα χαρακτηριστικά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά τους. Για προϊόν Ελληνικού τύπου, οι ελιές πλένονται και τοποθετούνται απευθείας σε διάλυμα NaCI 8-10% w/w. Σε αναερόβιες συνθήκες και με την πάροδο του χρόνου οι ελιές προσλαμβάνουν αλάτι και υπόκεινται σε μη ελεγχόμενη γαλακτική ζύμωση, ενώ οι υδατοδιαλυτές ενώσεις (συμπεριλαμβανομένης της ελευρωπαΐνης) διαχέονται μέσα στην άλμη. Τέλος, για τις ελιές τύπου Καλιφόρνιας, οι πλυμένες ελιές εμποτίζονται με διαλύματα καυστικού νατρίου (NaOH) διαφορετικής συγκέντρωσης έως ότου το καυστικό νάτριο διεισδύσει στη σάρκα της ελιάς μέχρι το κουκούτσι. Αέρας διοχετεύεται μέσα από το αλκαλικό διάλυμα και οι ελιές αποκτούν ένα βαθύ καφέ/μαύρο χρώμα μέσω της οξείδωσης/πολυμερισμού των πολυφαινολών. Μετά από κάθε κατεργασία με καυστικό νάτριο, οι ελιές πλένονται με καθαρό νερό και στη συνέχεια βυθίζονται σε διάλυμα γλουκουνικού σιδήρου ώστε να σταθεροποιηθεί το χρώμα. Οι ελιές πλένονται για να απομακρυνθεί η περίσσεια του σιδήρου, και στη συνέχεια συσκευάζονται και παστεριώνονται. The processing of the edible olive aims to remove the natural bitter taste of the olive fruits, mainly due to the presence of the extremely bitter glucoside of eleuropein, and to protect their nutritional properties from natural changes. Various methods and processes are applied to make the olive fruit edible, resulting in quite a wide variety of marketable species. However, the three most common types of edible olives are: green or Spanish olives, black or California olives, and natural black or Greek olives. For a Spanish-style product, the olives, after being washed, are placed in tanks and soaked in a caustic sodium (NaOH) solution for eight to ten hours for pickling. The NaOH treatment is followed by several cycles of rinsing/washing with pure water to remove excess NaOH, and then by lactic fermentation in a brine solution (NaCl), in which the olives are preserved and develop their characteristic organoleptic characteristics. For a Greek type product, the olives are washed and placed directly in an 8-10% w/w NaCI solution. Under anaerobic conditions and over time olives take up salt and undergo uncontrolled lactic fermentation, while water-soluble compounds (including eleuropein) diffuse into the brine. Finally, for California-style olives, the washed olives are soaked in caustic soda (NaOH) solutions of different concentrations until the caustic soda penetrates the flesh of the olive down to the pit. Air is forced through the alkaline solution and the olives acquire a deep brown/black color through the oxidation/polymerization of the polyphenols. After each caustic soda treatment, the olives are washed with clean water and then immersed in a solution of ferrous gluconate to stabilize the color. The olives are washed to remove excess iron, then packed and pasteurized.
Στα περισσότερα από τα προαναφερθέντα στάδια, χρησιμοποιούνται σημαντικές ποσότητες καθαρού νερού, περίπου 3.0 έως 6.0 m<3>ανά τόνο ελιάς. Ως εκ τούτου, παράγονται μεγάλοι όγκοι λυμάτων με υψηλή εποχιακή διακύμανση (δηλαδή σημαντικές ποσότητες παράγονται μέσα σε ένα ορισμένο, σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα). Τα λύματα από την επεξεργασία βρώσιμης ελιάς δημιουργούν ένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα, επειδή χαρακτηρίζονται από δυσοσμία, ανοικτό έως σκούρο καφέ χρώμα, υφηλή συγκέντρωση οργανικών ουσιών, καθώς και υψηλές συγκεντρώσεις πολυφαινολικών ενώσεων. Οι διαλυμένες οργανικές ουσίες περιλαμβάνουν πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες, οργανικά οξέα, πολυφαινόλες, ταννίνες, κατάλοιπα ελαιολάδου και άλλες οργανικές ενώσεις, ενώ οι συγκεντρώσεις Χημικά Απαιτού μενού Οξυγόνου (COD) και Βιοχημικά Απαιτούμενού Οξυγόνου (BOD) ανέρχονται έως 40 και 20 g/L, αντίστοιχα. Επιπλέον, η ύπαρξη πολυφαινολικών ενώσεων, με συγκέντρωση έως και 6 g/L, καθιστούν τα λύματα επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς τοξικά για τα φυτά ή/και το έδαφος και τη μικροβιακή βιο-κοινότητα των νερών, δυσχεραίνοντας τη βιολογική επεξεργασία τους. Τα λύματα από την επεξεργασία της βρώσιμης ελιάς μπορεί επίσης να περιέχουν, ανάλογα με το στάδιο της διεργασίας, υψηλές συγκεντρώσεις NaOH (μέχρι 30g/L) και NaCI (μέχρι 80 g/L), ενώ η τιμή του pH μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 4,0 και 12,5 (Garcia et al., 1989, Kopsidas, 1992, Niaounakis and Halvadakis, 2006, Medina et al., 2007). In most of the aforementioned stages, significant amounts of pure water are used, approximately 3.0 to 6.0 m<3>per ton of olive. Therefore, large volumes of wastewater are produced with high seasonal variation (i.e. significant quantities are produced within a certain, relatively short period of time). Wastewater from edible olive processing creates a significant environmental problem because it is characterized by foul odor, light to dark brown color, high concentration of organic substances, as well as high concentrations of polyphenolic compounds. Dissolved organic substances include polysaccharides, proteins, organic acids, polyphenols, tannins, olive oil residues and other organic compounds, while the concentrations of Chemical Oxygen Demand (COD) and Biochemical Oxygen Demand (BOD) are up to 40 and 20 g/L, respectively . In addition, the presence of polyphenolic compounds, with a concentration of up to 6 g/L, make edible olive processing wastewater toxic to plants and/or soil and the microbial bio-community of waters, making their biological treatment difficult. Wastewater from edible olive processing can also contain, depending on the stage of the process, high concentrations of NaOH (up to 30g/L) and NaCl (up to 80g/L), while the pH value can vary between 4, 0 and 12.5 (Garcia et al., 1989; Kopsidas, 1992; Niaounakis and Halvadakis, 2006; Medina et al., 2007).
Οι προαναφερθείσες φυσικοχημικές ιδιότητες καθιστούν προβληματικό τον καθαρισμό των λυμάτων από την επεξεργασία της βρώσιμης ελιάς. Πράγματι, οι συμβατικές τεχνολογίες αποδεικνύονται ανεπαρκείς για την αποτελεσματική επεξεργασία των λυμάτων αυτών που αποτελούν ένα σοβαρό περιβαλλοντικό πρόβλημα. Συνήθως, τα λύματα από την επεξεργασία της βρώσιμης ελιάς απορρίπτονται χωρίς προηγούμενη επεξεργασία σε λυματοδεξαμενές, ρέματα, ή απευθείας στη θάλασσα με αποτέλεσμα σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα. Η βιομηχανία των βρώσιμων ελιών είναι υπό αυξανόμενη πίεση από τις Αρχές για να εφαρμόσει μια περιβαλλοντικά αποδεκτή μέθοδος για τη επεξεργασία των λυμάτων πριν από την τελική διάθεση ή απόρριψη τους σε αστικές ή βιομηχανικές μονάδες επεξεργασίας αποβλήτων. Παρόλα αυτά, μια αξιόπιστη και αποτελεσματική μέθοδος επεξεργασίας, με ευρεία εφαρμογή δεν έχει αναπτυχθεί ακόμη (Kyriacou et al., 2005, Niaounakis and Halvadakis, 2006). The above-mentioned physicochemical properties make the purification of the wastewater from the edible olive processing problematic. Indeed, conventional technologies prove to be insufficient for the effective treatment of these wastewaters, which constitute a serious environmental problem. Usually, the wastewater from edible olive processing is discharged without prior treatment into sewage tanks, streams, or directly into the sea resulting in significant environmental problems. The edible olive industry is under increasing pressure from the authorities to implement an environmentally acceptable method for the treatment of wastewater before its final disposal or disposal in municipal or industrial waste treatment plants. However, a reliable and efficient processing method with wide application has not yet been developed (Kyriacou et al., 2005; Niaounakis and Halvadakis, 2006).
Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα λύματα επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς συγκεντρώνονται σε λυ ματοδεξαμενές/λίμνες με σκοπό την ηλιακή εξάτμισή τους, με κίνδυνο τη ρύπανση των υπόγειων υδάτων και του εδάφους. Επιπλέον, αναπτύσσονται γρήγορα αναερόβιες συνθήκες που οδηγούν σε δυσάρεστες καταστάσεις (δηλαδή δυσοσμίες, έντομα κλπ). Η άρδευση με μη επεξεργασμένα λύματα, επίσης δεν είναι καλή επιλογή, δεδομένης της υψηλής συγκέντρωσης σε ιόντα νατρίου και χλωρίου, καθώς και σε οργανικά οξέα που καθιστούν τα λύματα επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς φυτο-τοξικά. Οι Murillo et al. (2000) εξέτασαν την επίδραση της στάγδην άρδευσης με λύματα από επεξεργασία βρώσιμης ελιάς στην φυσιολογία, τη θρέψη, και την απόδοση δένδρων ελιάς. Παρατηρήθηκε ότι, σε σύγκριση με τον πείραμα αναφοράς (φρέσκο νερό άρδευσης), το πιο αλατούχο λύμα από την επεξεργασία της ελιάς προκάλεσε σημαντική μείωση του δυναμικού εξατμισοδιαπνοής των φύλλων, της στοματικής διαπερατότητα του Η2O, καθώς και σημαντικά μειωμένες αποδόσεις σε ελιές μετά από μόνο 15 ημέρες άρδευσης. In most cases, edible olive processing wastewater is collected in septic tanks/ponds for solar evaporation, with the risk of groundwater and soil pollution. In addition, anaerobic conditions quickly develop that lead to unpleasant situations (ie odors, insects, etc.). Irrigation with untreated wastewater is also not a good option, given the high concentration of sodium and chloride ions, as well as organic acids that make edible olive processing wastewater phytotoxic. Murillo et al. (2000) examined the effect of drip irrigation with wastewater from edible olive processing on the physiology, nutrition, and yield of olive trees. It was observed that, compared to the reference experiment (fresh irrigation water), the more saline wastewater from the olive treatment caused a significant reduction in leaf evapotranspiration potential, stomatal permeability of H2O, as well as significantly reduced yields in olives after only 15 irrigation days.
Διάφορες μεθοδολογίες έχουν προταθεί για το μερικό καθαρισμό των απορρευμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς και την επαναχρησιμοποίηση τους στην παραγωγική διεργασία, οδηγώντας έτσι σε σημαντική μείωση του τελικού όγκου τους (Niaounakis και Halvadakis, 2006). Η πατέντα US3732911 A (Lowe και Durkee, 1973) περιέχει μία μέθοδο για τον καθαρισμό της χρησιμοποιημένης άλμης, η οποία περιλαμβάνει την παρακάτω σειρά βημάτων: α. συμπύκνωση της άλμης με την τεχνολογία της εξάτμισης μέσω καύσης εντός της μάζας του υγρού όπου θερμά αέρια προϊόντα καύσης έρχονται σε άμεση επαφή διαμέσου της χρησιμοποιημένης άλμης, παράγοντας έναν πολτό από κρυστάλλους αλατιού εν αιωρήσει, με περιεκτικότητα στερεών περίπου 60%, από τα οποία το 6% είναι οργανικής φύσεως και ο οποίος μπορεί να καεί, β. αποτέφρωση του πολτού αυτού σε θερμοκρασία περίπου 650 °C για την καύση ή τουλάχιστον ανθρακοποίηση των οργανικών συστατικών, γ. διαλυτοποίηση του στερεού υπολείμματος (στάχτη) σε νερό, και δ. διήθηση του προκύπτοντος διαλύματος για την απομάκρυνση αδιάλυτων στο νερό ακαθαρσιών. Η μέθοδος αναφέρεται να επιτυγχάνει την αναγέννηση της άλμης η οποία είναι κατάλληλη για επαναχρησιμοποίηση στην επεξεργασία των ελιών. Η πατέντα US3975270 A (Teranishi και Stern, 1975) περιγράφει μια μέθοδο για τον καθαρισμό του χρησιμοποιημένου υγρού εκπίκρανσης (NaOH) που περιλαμβάνει τα στάδια: α. διαδοχική προσθήκη ασβέστη, άνθρακα, και ανθρακικού ασβεστίου και σχηματισμό ενός μίγματος, β. καθίζηση των στερεών του μίγματος για 30 - 60 λεπτά, και διαχωρισμό του υπερκειμένου από την ιλύ που περιέχει τους ρυπαντές, και γ. ανακύκλωση του διαχωρισμένου υγρού για την επεξεργασία καινούργιων ελιών. Η διήθηση του ανακτημένου υγρού μέσω κλίνης άμμου, ξυλάνθρακα, και γης διατομών σε αναλογία 2:1:2, αντίστοιχα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως επιπλέον στάδιο μετά-επεξεργασίας. Στην πατέντα υποστηρίζεται ότι η διαδικασία μειώνει τα προβλήματα διάθεσης των λυμάτων, επειδή ο όγκος της παραγόμενης ιλύος είναι μικρότερος από τον αρχικό όγκο λυμάτων, και μεγάλη ποσότητα NaOH επαναχρησιμοποιείται αντί να πεηέται. Οι μεθοδολογίες αυτές βρίσκουν εφαρμογή μόνο σε απορρεύματα από συγκεκριμένα στάδια της επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, και είτε απαιτούν σημαντική ενέργεια (US3732911 Α), ή παράγουν σημαντικές ποσότητες παραπροϊόντων (π.χ. λάσπες με χημικά, κορεσμένος άνθρακας) που απαιτούν μετέπειτα επεξεργασία (US3975270 Α). Various methodologies have been proposed for the partial purification of edible olive processing effluents and their reuse in the production process, thus leading to a significant reduction of their final volume (Niaounakis and Halvadakis, 2006). Patent US3732911 A (Lowe and Durkee, 1973) contains a method for purifying spent brine, which involves the following sequence of steps: a. brine condensation with combustion evaporation technology within the mass of liquid where hot gaseous products of combustion come into direct contact through the spent brine, producing a slurry of suspended salt crystals with a solids content of approximately 60%, of which 6 % is of an organic nature and which can burn, b. incineration of this pulp at a temperature of about 650 °C to burn or at least carbonize the organic components, c. dissolving the solid residue (ash) in water, and d. filtering the resulting solution to remove water-insoluble impurities. The method is reported to achieve the regeneration of brine which is suitable for re-use in olive processing. Patent US3975270 A (Teranishi and Stern, 1975) describes a method for cleaning spent pickling liquor (NaOH) comprising the steps: a. sequential addition of lime, coal, and calcium carbonate and formation of a mixture, b. settling the solids of the mixture for 30 - 60 minutes, and separating the supernatant from the sludge containing the pollutants, and c. recycling of the separated liquid for the processing of new olives. Filtration of the recovered liquid through a bed of sand, charcoal, and diatomaceous earth in a ratio of 2:1:2, respectively, can be used as an additional post-treatment step. The patent claims that the process reduces wastewater disposal problems because the volume of sludge produced is less than the initial volume of wastewater, and a large amount of NaOH is reused instead of being leached. These methodologies are only applicable to effluents from specific stages of edible olive processing, and either require significant energy (US3732911 A), or produce significant amounts of by-products (e.g. sludges with chemicals, saturated carbon) that require further treatment (US3975270 A ).
Άλλες μεθοδολογίες, που προτείνονται για τον καθαρισμό λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, περιλαμβάνουν συνδυασμό φυσικών μεθόδων (π.χ. διήθηση μεμβράνης), φυσικοχημικών (π.χ. κροκίδωσης, ενεργό άνθρακα), και θερμικών μεθόδων (π.χ. εξάτμιση). Η πατέντα W02003000601 A1 (Joze, 2003) αποκαλύπτει μια μέθοδο για τον καθαρισμό λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, μέσω μιας σειράς διαδοχικών σταδίων που περιλαμβάνουν: α. ομογενοποίηση των διαφόρων ρευμάτων υγρών αποβλήτων σε μια δεξαμενή μέσω αερισμού ή ανάδευσης, β. απομάκρυνση των ελαίων του ομογενούς μίγματος μέσω επίπλευσης με αέρα, γ. εξουδετέρωση με βάση ή οξύ σε τιμές pH 6 - 8, δ. επίπλευση με αέρα μετά την προσθήκη κροκιδωτικών (άλατα σιδήρου ή αργιλίου) και πολυηλεκτρολύτη, ε. διαδοχικά διήθηση σε κλίνη άμμου, ενεργού άνθρακα, και ξανά κλίνη άμμου, στ. οζονισμός με ενεργή δόση Ο3 στην περιοχή των 50 - 500 g O3/m<3>αποβλήτων με βάση το οργανικό φορτίο, καί ζ. αντίστροφη ώσμωση ή θερμική εξάτμιση για την απομάκρυνση των ανόργανων αλάτων. Η προσθήκη χημικών ουσιών οδηγεί στην παραγωγή αποβλήτων λάσπης χημικών που χρειάζεται περαιτέρω επεξεργασία μαζί με τον κορεσμένο ενεργό άνθρακα. Other methodologies, proposed for the purification of edible olive processing wastewater, include a combination of physical methods (e.g. membrane filtration), physicochemical (e.g. flocculation, activated carbon), and thermal methods (e.g. evaporation). Patent W02003000601 A1 (Joze, 2003) discloses a method for the purification of edible olive processing wastewater, through a series of sequential steps including: a. homogenization of the various liquid waste streams in a tank by aeration or agitation, b. removal of oils from the homogeneous mixture by air flotation, c. neutralization with base or acid at pH values 6 - 8, d. flotation with air after the addition of flocculants (iron or aluminum salts) and polyelectrolyte, e. successive filtration in a bed of sand, activated carbon, and again in a bed of sand, f. ozonation with effective O3 dose in the range of 50 - 500 g O3/m<3>waste based on organic load, and g. reverse osmosis or thermal evaporation to remove inorganic salts. The addition of chemicals results in the production of a waste chemical sludge that needs further treatment along with the saturated activated carbon.
Χημική οξείδωση ή/και Προηγμένες Μέθοδοι Οξείδωσης (ΑΟΡ) έχουν επίσης εξεταστεί σε διάφορες ερευνητικές μελέτες για τον καθαρισμό λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς. Οι μέθοδοί αυτές περιλαμβάνουν συνδυασμένη χρήση Ο3/Η2Ο2ή O3/UV, φωτοκατάλυση με TiO2/UV, ηλεκτροχημική οξείδωση και οξείδωση στην υγρή φάση με αέρα (Beltran κ.ά., 1999, Katsoni et al, 2008, Chatzisymeon et al, 2008, Deligiorgis et al, 2008). Όλες αυτές οι μέθοδοι έχουν δοκιμαστεί μόνο σε μικρή εργαστηριακή κλίμακα, σε δίαλείπουσα λειτουργία, και δεν έχει γίνει κάποια πιλοτική δοκιμή. Έχει επίσης αναφερθεί ότι οι μέθοδοι χημικής οξείδωσης (π.χ. όζον, ΑΟΡ) παρουσιάζουν υψηλή απόδοση στην απομάκρυνση συγκεκριμένων οργανικών ενώσεων (κυρίως αρωματικών) και χρώματος, μέτριο ποσοστό οξείδωσης του οργανικού φορτίου KOL σημαντική αύξηση της βιοδιασπασιμότητας των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς. Ως εκ τούτου, λαμβάνοντας επίσης υπόψη το σχετικά υψηλό κόστος επεξεργασίας των μεθόδων χημικής οξείδωσης, οι μέθοδοι αυτές έχουν συνδυαστεί με στάδιο βιολογικής επεξεργασίας ως πιθανές εναλλακτικές λύσεις (Beltran-Heredia et al, 2000, Kyriakou et al, 2005). Chemical oxidation and/or Advanced Oxidation Methods (AOP) have also been considered in various research studies for the purification of edible olive processing wastewater. These methods include combined use of O3/H2O2 or O3/UV, photocatalysis with TiO2/UV, electrochemical oxidation and oxidation in the liquid phase with air (Beltran et al., 1999; Katsoni et al., 2008; Chatzisymeon et al., 2008; Deligiorgis et al, 2008). All these methods have only been tested on a small laboratory scale, in intermittent operation, and no pilot testing has been done. It has also been reported that chemical oxidation methods (e.g. ozone, AOP) show a high efficiency in the removal of specific organic compounds (mainly aromatics) and color, a moderate rate of oxidation of the KOL organic load, a significant increase in the biodegradability of edible olive processing wastewater. Therefore, also taking into account the relatively high processing costs of chemical oxidation methods, these methods have been combined with a biological treatment step as possible alternatives (Beltran-Heredia et al, 2000, Kyriakou et al, 2005).
Οι βιολογικές μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων θεωρούνται εν γένει οικονομικές και αποτελεσματικές διαδικασίες σε σύγκριση με τις μεθόδους χημικής επεξεργασίας. Αερόβιες ή αναερόβίες διεργασίες χρησιμοποιούνται συνήθως για την επεξεργασία αστικών και βιομηχανικών λυμάτων. Ωστόσο, τα ιδιαίτερα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των αποβλήτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς (παρεμποδιστικές ουσίες, κυρίως πολυφαινόλες, υψηλή αλατότητα και συγκέντρωση υδροξείδιου του νατρίου) αυξάνουν σημαντικά την αβεβαιότητα σχετικά με την επιτυχή εφαρμογή των μεθόδων βιολογικής επεξεργασίας. Η πατέντα ΕΡ 1359125 B1 (Lazaridi et al., 2003) παρουσιάζει μια συνδυασμένη διεργασία αερόβιας και χημικής οξείδωσης για την επεξεργασία αποβλήτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς με τη χρήση ενός συγκεκριμένου στελέχους μύκητα Aspergillus, για την αερόβια βιολογική επεξεργασία των λυμάτων, ακολουθούμενη από χημική οξείδωση με υπεροξείδιο του υδρογόνου και αντιδραστήριο Fenton ως καταλύτη με ή χωρίς τη χρήση υπεριώδους, ή ηλιακής ακτινοβολίας (photo-Fenton), ή ηλεκτρόλυσης (electro-Fenton). Μια πιλοτική μονάδα, με όγκο βιοαντιδραστήρα ανοδικής ροής αέρα 13 m<3>δοκιμάστηκε, επιτυγχάνοντας μείωση περίπου κατά 70% της αρχικής τιμής COD. Στη συνέχεια, το υγρό απόβλητο, μετά από φυσική καθίζηση, υποβλήθηκε σε επεξεργασία με 250 ppm αντιδραστήριο Fenton (θειικός δισθενής σίδηρος) και 0.2% υπεροξείδιο του υδρογόνου. Τέλος, έγινε κροκίδωση/καθίζηση με την προσθήκη υδροξείδιου του ασβεστίου, δίνοντας ένα διαυγές υγρό με οργανικό περιεχόμενο (COD) 97% μικρότερο από τα αρχικά λύματα επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς. Σημειώνεται ότι η χρήση ενός μόνο είδους μικροοργανισμού καθιστά αυτή τη βιολογική διεργασία περισσότερο ευάλωτη σε επιμολύνσεις και απαιτεί ένα στενό εύρος συνθηκών λειτουργίας (π.χ. ρύθμιση του pH = 3 - 5). Biological wastewater treatment methods are generally considered to be economical and efficient processes compared to chemical treatment methods. Aerobic or anaerobic processes are commonly used to treat municipal and industrial wastewater. However, the particular physicochemical characteristics of edible olive processing waste (interfering substances, mainly polyphenols, high salinity and sodium hydroxide concentration) significantly increase the uncertainty regarding the successful application of biological treatment methods. EP 1359125 B1 (Lazaridi et al., 2003) presents a combined aerobic and chemical oxidation process for the treatment of edible olive processing waste using a specific strain of Aspergillus fungus, for the aerobic biological treatment of wastewater, followed by chemical oxidation with hydrogen peroxide and Fenton's reagent as a catalyst with or without the use of ultraviolet, or solar radiation (photo-Fenton), or electrolysis (electro-Fenton). A pilot unit, with an updraft bioreactor volume of 13 m<3> was tested, achieving a reduction of approximately 70% of the initial COD value. The liquid effluent, after physical precipitation, was then treated with 250 ppm Fenton's reagent (ferrous sulfate) and 0.2% hydrogen peroxide. Finally, flocculation/precipitation was performed with the addition of calcium hydroxide, giving a clear liquid with an organic content (COD) 97% lower than the original edible olive processing wastewater. It is noted that the use of a single species of microorganism makes this biological process more vulnerable to contamination and requires a narrow range of operating conditions (eg pH adjustment = 3 - 5).
Κάποιες άλλες ερευνητικές μελέτες παρέχουν ορισμένα παραδείγματα αερόβιας ή/και αναερόβιας επεξεργασίας λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς μεμονωμένα, ή σε συνδυασμό με ένα επιπλέον στάδιο προ-επεξεργασίας των λυμάτων. Έχουν δοκιμαστεί βιολογικές διεργασίες τόσο μικτών όσο και μεμονωμένων ειδών μικροοργανισμών (Aspergillus), εμφανίζοντας αρκετά υψηλό ποσοστό απομάκρυνσης οργανικού φορτίου καί μέτρια απομάκρυνση πολυφαινολών. Στις περισσότερες από αυτές τις περιπτώσεις, εφαρμόστηκε ένα στάδιο προ-επεξεργασίας, όπως ρύθμιση του pH, αραίωση των λυμάτων, παροχή θρεπτικών συστατικών ή χημική οξείδωση για να διευκολυνθεί η βιολογική επεξεργασία των λυμάτων. Επιπλέον, η αερόβια επεξεργασία φάνηκε να έχει καλύτερες επιδόσεις όσο αφορά την απομάκρυνση του οργανικού φορτίου και των πολυφαινολών, σε σύγκριση με αναερόβιες διεργασίες, όπου έχει παρατηρηθεί παρεμπόδιση της βιολογικής δραστηριότητας λόγω των πολυφαινολών. Η μακράς διάρκεια απόδοση της αερόβιας βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, υπό συνθήκες παρόμοιες με εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας, έχει αξιολογηθεί μόνο σε μερικές από τις προαναφερθείσες μελέτες (Brenes et al, 2000, Beltran-Heredia et al, 2000, Aggelis et al., 2001, Benitez et al, 2003, Beltran et al, 2008). Some other research studies provide some examples of aerobic and/or anaerobic treatment of edible olive processing wastewater alone, or in combination with an additional wastewater pre-treatment step. Biological processes of both mixed and single species of microorganisms (Aspergillus) have been tested, showing a fairly high rate of organic load removal and a moderate removal of polyphenols. In most of these cases, a pre-treatment step such as pH adjustment, effluent dilution, nutrient supply or chemical oxidation was applied to facilitate biological treatment of the effluent. In addition, aerobic treatment appeared to perform better in terms of organic load and polyphenols removal, compared to anaerobic processes, where inhibition of biological activity due to polyphenols has been observed. The long-term performance of aerobic biological treatment of edible olive processing wastewater, under conditions similar to large-scale plants, has only been evaluated in some of the aforementioned studies (Brenes et al, 2000, Beltran-Heredia et al, 2000, Aggelis et al., 2001; Benitez et al, 2003; Beltran et al, 2008).
Η χρήση αερόβιας βιολογικής επεξεργασία με μικτή βιο-κοινότητα σε βιοαντιδραστήρα μεμβρανών προτείνεται ως μια πολλά υποσχόμενη βιολογική διεργασία για τον καθαρισμό λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς (Πάτσιος κ.α., 2013, Patsios et al., 2015). Μια εγκλιματισμένη βιο-κοινότητα μικτών ειδών μικροοργανισμών αναπτύχθηκε μετά από μια διαδικασία εγκλιματισμού που περιλαμβάνει σταδιακή υποκατάσταση ενός συνθετικού διαλύματος λυμάτων, το οποίο προσομοιώνει αστικά λύματα, με πραγματικό λύμα από την επεξεργασία βρώσιμης ελιάς. Η απόδοση στην απομάκρυνση Ολικού Οργανικού Άνθρακα (TOC) και ολικών πολυφαινολικών ενώσεων ήταν πολύ υψηλή με μέσες τιμές 91,5 και 82,8%, αντίστοιχα, ενώ η απομάκρυνση θρεπτικών συστατικών (άζωτο και φώσφορος) ήταν επίσης ικανοποιητική. Η μεμβράνη παρουσίασε σταθερή απόδοση σε μέτριες συγκεντρώσεις βιομάζας, με μια τάση επιδείνωσης σε υψηλότερες συγκεντρώσεις. Παρά το υψηλό ποσοστό της συνολικής απομάκρυνσης οργανικού άνθρακα και ολικών πολυφαινολών, η εκροή του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών δεν πληροί τα νομοθετημένα όρια για διάθεση, λόγω της ύπαρξης υπολειπόμενης οργανικής ύλης, και χρώματος (κιτρινωπό), και συνεπώς απαιτείται περαιτέρω επεξεργασία. Επιπλέον, παράγεται και πλεονάζουσα ιλύς, η οποία πρέπει επίσης να τύχει σωστής διαχείρισης. Ένα επιπλέον στάδιο επεξεργασίας της προαναφερθείσας εκροής του βιοαντιδραστήρα μεμβράνης βασίζεται στην κροκίδωση της υπολειπόμενης οργανικής ύλης, που υπάρχει στην εκροή του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, με χρήση αλάτων Fe<+3>ή Αl<+3>και εν συνεχεία διήθηση με εμβαπτισμένες μεμβράνες υπερδιήθησης (Πάτσιος κ.α. 2015). Το σύνολο της διεργασίας με βιοαντιδραστήρα μεμβρανών και προσθήκη Fe<+3>είχε ως αποτέλεσμα η συνολική απόδοση απομάκρυνσης οργανικού φορτίου να ανέρχεται περίπου στο 98%, με παρόμοια απόδοση απομάκρυνσης πολυφαινολών. Η σύνθετη αυτή διεργασία είχε ως αποτέλεσμα η εκροή να είναι διαυγής και εντός των νομοθετημένων ορίων για διάθεση σε κατάλληλους υδατικούς αποδέκτες. Ωστόσο, η προσθήκη Fe<+3>είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του κόστους επεξεργασίας και την παραγωγή ιλύος χημικών που χρειάζεται περαιτέρω διαχείριση. The use of aerobic biological treatment with a mixed bio-community in a membrane bioreactor is proposed as a promising biological process for the purification of edible olive processing wastewater (Patsios et al., 2013, Patsios et al., 2015). An acclimatized bio-community of mixed species of microorganisms was developed after an acclimatization process involving gradual substitution of a synthetic wastewater solution, which simulates urban wastewater, with real wastewater from edible olive processing. The efficiency in the removal of Total Organic Carbon (TOC) and total polyphenolic compounds was very high with average values of 91.5 and 82.8%, respectively, while the removal of nutrients (nitrogen and phosphorus) was also satisfactory. The membrane showed stable performance at moderate biomass concentrations, with a tendency to deteriorate at higher concentrations. Despite the high percentage of total organic carbon and total polyphenols removal, the membrane bioreactor effluent does not meet the legal limits for disposal, due to the presence of residual organic matter, and color (yellowish), and thus requires further treatment. In addition, excess sludge is produced, which must also be properly managed. An additional treatment stage of the aforementioned membrane bioreactor effluent is based on the flocculation of the residual organic matter, present in the membrane bioreactor effluent, using Fe<+3> or Al<+3> salts and subsequent filtration with soaked ultrafiltration membranes (Patsios et al. 2015). The overall membrane bioreactor process and Fe<+3> addition resulted in a total organic load removal efficiency of approximately 98%, with a similar polyphenol removal efficiency. This complex process resulted in the effluent being clear and within the legal limits for disposal to suitable water receivers. However, the addition of Fe<+3>resulted in increasing treatment costs and producing sludge chemicals that need further management.
Περίληψη της εφεύρεσης Summary of the invention
Λαμβάνοντας υπ' όψη τις προαναφερθέντες διεργασίες και τα μειονεκτήματα αυτών, περιγράφεται, ως πραγμάτωση της παρούσας εφεύρεσης, μια καινοτόμος υβριδική μέθοδος που συνδυάζει μια αερόβια διεργασία βιοαντιδραστήρα μεμβρανών με τεχνολογίες διήθησης με μεμβράνες υπό-πίεση, για τον καθαρισμό των λυμάτων που προέρχονται από εγκαταστάσεις επεξεργασίας βρώσιμων ελιών. Considering the aforementioned processes and their disadvantages, an innovative hybrid method combining an aerobic membrane bioreactor process with pressurized membrane filtration technologies is described, as an embodiment of the present invention, for the purification of wastewater originating from treatment plants edible olives.
Ως κύρια πραγμάτωση, αποκαλύπτεται μια ολοκληρωμένη μέθοδος καθαρισμού, η οποία περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: εξισορρόπηση/ομογενοποίηση των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς σε μια αναδευόμενη δεξαμενή, πρωτοβάθμια φυσική διεργασία διαχωρισμού για την απομάκρυνση των χονδρόκοκκων αιωρούμενων στερεών, αερόβια βιολογική επεξεργασία με μία βιο-κοινότητα με μικτά είδη μικροοργανισμών σε ένα βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, μετα-επεξεργασία με διεργασία διαχωρισμού με μεμβράνες υπό πίεση (π.χ. νανοδιήθηση), και τέλος πάχυνση των χονδρόκοκκων στερεών, της περίσσειας αερόβιας ενεργού ιλύος, και του συμπυκνώματος της διεργασίας διήθησης μεμβρανών υπό πίεση. Διάφορες άλλες πραγματώσεις περιγράφονται με βάση προαιρετικά στοιχεία και εναλλακτικές διαμορφώσεις της διεργασίας. Ως μία άλλη πραγμάτωση της παρούσας εφεύρεσης, περιγράφεται επίσης μία μέθοδος για την ανάπτυξη μιας εγκλιματισμένης βιο-κοινότητας με μικτά είδη μικροοργανισμών στα συγκεκριμένα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, χωρίς τη χρήση συνθετικών διαλυμάτων. Η εγκλιματισμένη βιοκοινότητα μικτών ειδών μικροοργανισμών μπορεί να προκύφει από ενεργό ιλύ, από εγκατάσταση επεξεργασίας αστικών λυμάτων, μέσω της ελεγχόμενης προσθήκης αυξανόμενων ποσοτήτων λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, σε αερόβιο βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, ο οποίος είναι σε ημι-συνεχή λειτουργία. As a main embodiment, an integrated purification method is disclosed, which includes the following steps: equilibration/homogenization of edible olive processing wastewater in a stirred tank, primary physical separation process to remove coarse suspended solids, aerobic biological treatment with a bio-community with mixed species of microorganisms in a membrane bioreactor, post-treatment with a pressure membrane separation process (e.g. nanofiltration), and finally thickening of coarse solids, excess aerobic activated sludge, and pressure membrane filtration process concentrate. Various other embodiments are described in terms of optional elements and alternative process configurations. As another embodiment of the present invention, a method is also described for growing an acclimatized bio-community with mixed species of microorganisms in the specific physicochemical characteristics of edible olive processing wastewater, without the use of synthetic solutions. The acclimatized biocommunity of mixed species of microorganisms can be obtained from activated sludge, from an urban wastewater treatment plant, through the controlled addition of increasing amounts of edible olive processing wastewater, in an aerobic membrane bioreactor, which is in semi-continuous operation.
Η εφαρμογή των περιγραφόμενων πραγματώσεων της παρούσας εφεύρεσης έχει ως αποτέλεσμα εκροή υψηλής ποιότητας, δηλαδή νερό διαυγές και άοσμο που καλύπτει όλα τα νομοθετημένα όρια για την ασφαλή διάθεσή του σε κατάλληλους υδατικούς αποδέκτες. Επιπλέον, οι παραπάνω μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο σε αποκεντρωμένες εγκαταστάσεις (δηλαδή μεμονωμένες μονάδες επεξεργασίας βρώσιμων ελιών), αλλά και σε κεντρικές μονάδες διαχείρισης λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς. The application of the described embodiments of the present invention results in a high-quality effluent, i.e. clear and odorless water that covers all the statutory limits for its safe disposal in suitable water receivers. In addition, the above methods can be used both in decentralized facilities (i.e. individual edible olive processing units), but also in centralized edible olive processing wastewater management units.
Συνοπτική περιγραφή σχημάτων Brief description of shapes
Για γίνει κατανοητός με λεπτομέρεια ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνονται τα παραπάνω χαρακτηριστικά, πτυχές, και πλεονεκτήματα της εφεύρεσης, όπως επίσης και ότι άλλο καταστεί προφανές, παρέχεται μια πιο συγκεκριμένη περιγραφή της εφεύρεσης που συνοψίζεται ανωτέρω, με βάση την πραγμάτωση, που απεικονίζεται στο σχήμα το οποίο αποτελεί μέρος της παρούσας λεπτομερούς αναφοράς. Θα πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι το σχήμα απεικονίζει μία μόνο πραγμάτωση της εφεύρεσης και δεν πρέπει να θεωρηθεί περιοριστικό του σκοπού της εφεύρεσης, επειδή η εφεύρεση μπορεί να οδηγήσει και σε άλλες εξίσου αποτελεσματικές πραγματώσεις. In order to understand in detail how the above features, aspects, and advantages of the invention are achieved, as well as what else becomes apparent, a more specific description of the invention summarized above is provided based on the embodiment illustrated in FIG. which forms part of this detailed report. It should be noted, however, that the figure illustrates only one embodiment of the invention and should not be construed as limiting the scope of the invention, because the invention may lead to other equally effective embodiments.
Το Σχήμα 1 απεικονίζει σχηματικά ένα τυπικό διάγραμμα ροής των διαφόρων σταδίων της διαδικασίας, που αποτελεί την κύρια πραγμάτωση της παρούσας εφεύρεσης, και αποτελείται από: α. Μία δεξαμενή εξισορρόπησης/ομογενοποίησης για τη συλλογή λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, εξοπλισμένο με συσκευή ανάμιξης για την ομογενοποίηση και την οξυγόνωση των λυμάτων, β. πρωτοβάθμια φυσική διεργασία διαχωρισμού για την απομάκρυνση των χονδρόκοκκων αιωρούμενων στερεών, γ. έναν αερόβιο βιοαντιδραστήρα μεμβρανών με μία βιο-κοινότητα με μικτά είδη μικροοργανισμών και εμβαπτισμένες μεμβράνες, ο οποίος επεξεργάζεται βιολογικά λύματα επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, δ. μια διεργασία διήθησης με μεμβράνες υπό πίεση (π.χ. νανοδιήθηση) για την μετα-επεξεργασία και τελικό καθαρισμό της εκροής του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, ε. ένα στάδιο πάχυνσης/συμπύκνωσης στερεών που συλλέγει/δίαχειρίζεται, τα χονδρόκοκκο στερεά, την πλεονάζουσα ενεργό ιλύ καθώς και το συμπύκνωμα, της διεργασίας διήθησης μεμβρανών υπό πίεση. Figure 1 schematically illustrates a typical flow diagram of the various stages of the process, which constitutes the main embodiment of the present invention, and consists of: a. An equalization/homogenization tank for the collection of edible olive processing wastewater, equipped with a mixing device for the homogenization and oxygenation of the wastewater, b. primary physical separation process to remove coarse suspended solids, c. an aerobic membrane bioreactor with a bio-community with mixed species of microorganisms and impregnated membranes, which treats biological wastewater from edible olive processing, d. a membrane filtration process under pressure (e.g. nanofiltration) for post-treatment and final purification of the membrane bioreactor effluent, e. a solids thickener/concentration stage that collects/handles the coarse solids, excess activated sludge as well as concentrate, of the pressurized membrane filtration process.
Λεπτομερής περιγραφή της εφεύρεσης Detailed description of the invention
Υβριδικές μέθοδοι που συνδυάζουν την αερόβια επεξεργασία σε βιοαντιδραστήρα μεμβρανών με τεχνολογίες που βασίζονται στη διήθηση με μεμβράνες, για τον καθαρισμό λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, περιγράφονται ως πραγματώσεις της παρούσας εφεύρεσης. Ως κύρια πραγμάτωση περιγράφεται, μία μέθοδος η οποία περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: εξισορρόπηση/ομογενοποίηση των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς σε μια αναδευόμενη δεξαμενή, πρωτοβάθμια φυσική διεργασία διαχωρισμού για την απομάκρυνση των χονδρόκοκκων αιωρούμενων στερεών, αερόβια βιολογική επεξεργασία με μία βιο-κοινότητα με μικτά είδη μικροοργανισμών σε ένα βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, μεταεπεξεργασία με διεργασία διαχωρισμού με μεμβράνες υπό πίεση (π.χ. νανοδιήθηση), και τέλος πάχυνση των χονδρόκοκκων στερεών, της περίσσειας αερόβιας ενεργού ιλύος, καί του συμπυκνώματος της διεργασίας διήθησης μεμβρανών υπό πίεση. Hybrid methods combining aerobic treatment in a membrane bioreactor with membrane filtration-based technologies for the purification of edible olive processing wastewater are described as embodiments of the present invention. As a main embodiment, a method is described which includes the following steps: equilibration/homogenization of edible olive processing wastewater in a stirred tank, primary physical separation process to remove coarse suspended solids, aerobic biological treatment with a bio-community with mixed species microorganisms in a membrane bioreactor, post-treatment with a pressure membrane separation process (e.g. nanofiltration), and finally thickening of coarse solids, excess aerobic activated sludge, and pressure membrane filtration process concentrate.
Αυτή η πραγμάτωση απεικονίζεται σχηματικά στο Σχήμα 1. Αποτελείται από τα ακόλουθα στάδια: Στο πρώτο στάδιο (Α), τα λύματα επεξεργασίας βρώσιμων ελιών (1), συλλέγονται σε δεξαμενή εξισορρόπησης/ομογενοποίησης ή λυματοδεξαμενή (2). Η δεξαμενή μπορεί να είναι κατασκευασμένη ενδεικτικά από πλαστικό, μέταλλο, σκυρόδεμα ή μπορεί να είναι μία τεχνητά κατασκευασμένη λυματοδεξαμενή με γεω-μεμβράνες για την προστασία του εδάφους και των υπόγειων υδάτων. Μια συσκευή ανάμιξης (3), ενδεικτικά ένας μηχανικός επιφανειακός αεριστήρας ή εναλλακτικά αεριστήρες φυσαλίδων στον πυθμένα που συνδέονται με συσκευή παροχής αέρα, χρησιμοποιείται για την ομογενοποίηση των λυμάτων και την παροχή οξυγόνου έτσι ώστε να παρεμποδιστεί η ανάπτυξη αναερόβιων συνθηκών και τυχόν δυσοσμίας. Η δεξαμενή εξισορρόπησης/ομογενοποίησης είναι αναγκαία για την ομογενοποίηση των απορροών των λυμάτων από τα διάφορα στάδια επεξεργασίας της ελιάς, την εξισορρόπηση και τη σταθεροποίηση των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών τους, και την επέκταση της περιόδου επεξεργασίας λυμάτων, μειώνοντας έτσι την απαιτούμενη δυναμικότητα και το κόστος κατασκευής των μετέπειτα εγκαταστάσεων. Μία αντλία (4) χρησιμοποιείται για να μεταφέρει τα λύματα, στο στάδιο (Β). This implementation is schematically illustrated in Figure 1. It consists of the following stages: In the first stage (A), the edible olive processing wastewater (1) is collected in a balancing/homogenization tank or sewage tank (2). The tank can be made of plastic, metal, concrete, for example, or it can be an artificially constructed septic tank with geo-membranes to protect the soil and groundwater. A mixing device (3), typically a mechanical surface aerator or alternatively bottom bubble aerators connected to an air supply device, is used to homogenize the effluent and supply oxygen so as to prevent the development of anaerobic conditions and any fouling. The equalization/homogenization tank is necessary to homogenize the effluents from the various olive processing stages, to balance and stabilize their physicochemical characteristics, and to extend the wastewater treatment period, thus reducing the required capacity and construction costs of the later installations. A pump (4) is used to transport the waste water to stage (B).
Στο δεύτερο στάδιο (Β), το ομογενοποιημένο λύμα επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς (5) εισέρχεται σε μια πρωτοβάθμια φυσική διαδικασία διαχωρισμού για την απομάκρυνση των χονδρόκοκκων ακυρούμενων στερεών. Ο πρωτοβάθμιος διαχωρισμός των χονδρόκοκκων στερεών μπορεί να επιτευχθεί μέσω μηχανικών (δηλ. περιστρεφόμενων, δονούμενων κ.λπ.) λεπτών κόσκινων (6). Τα μηχανικώς διαχωρισμένα στερεά (7) κατευθύνονται προς το στάδιο (Ε), για την περαιτέρω επεξεργασία, ενώ τα πρωτοβάθμιως επεξεργασμένα λύματα (8) οδηγούνται στο επόμενο στάδιο (C). In the second stage (B), the homogenized edible olive processing effluent (5) enters a primary physical separation process to remove coarse invalid solids. Primary separation of coarse solids can be achieved through mechanical (ie rotating, vibrating, etc.) fine screens (6). The mechanically separated solids (7) are directed to stage (E), for further treatment, while the primary treated wastewater (8) is led to the next stage (C).
Στο τρίτο στάδιο (C) τα πρωτοβάθμιως επεξεργασμένα λύματα (8) οδηγούνται σε μια αερόβια βιολογική δεξαμενή επεξεργασίας (9) όπου μια βιο-κοινότητα μικροοργανισμών μικτών ειδών βρίσκεται εν αιωρήσει μέσω αερισμού με διαχυτήρες λεπτής φυσαλίδας που βρίσκονται στον πυθμένα της δεξαμενής (10). Αέρας (11) παρέχεται μέσω ενός φυσητήρα (12). Μεμβράνες μικροδιήθησης ή υπερδιηθησης (13) χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση των επεξεργασμένων λυμάτων, συγκροτώντας παράλληλα (λόγω του μέγεθος των πόρων) το σύνολο της εγκλιματισμένης βιομάζας. Το διήθημα των μεμβρανών απομακρύνεται μέσω μιας αντλίας (14), και προωθείται (15) στο επόμενο στάδιο (D). Αέρας παρέχεται επίσης κάτω από τις μονάδες μεμβρανών με διαχυτήρες χοντρής φυσαλίδας για να περιοριστεί η έμφραξη των μεμβρανών, ενώ περιοδική αντίστροφη πλύση των μεμβρανών με νερό διηθήματος πραγματοποιείται σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Οι κύριες παράμετροι λειτουργίας είναι: ο Υδραυλικός Χρόνος Παραμονής (HRT), ο Χρόνος Παραμονής Στερεών (SRT), η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου (DO), και η ανηγμένη ροή διηθήματος (J) των μονάδων μεμβρανών. Η πλεονάζουσα ιλύς (16) απομακρύνεται από τον βιοαντιδραστήρα μεμβρανών και κατευθύνεται προς το στάδιο πάχυνσης στερεών (Ε) που περιγράφεται στη συνέχεια. In the third stage (C) the primary treated effluent (8) is led to an aerobic biological treatment tank (9) where a bio-community of mixed species of microorganisms is suspended by aeration with fine bubble diffusers located at the bottom of the tank (10). Air (11) is supplied through a blower (12). Membranes of microfiltration or ultrafiltration (13) are used to remove the treated wastewater, at the same time assembling (due to the size of the pores) the whole of the acclimatized biomass. The filtrate of the membranes is removed by means of a pump (14), and is advanced (15) to the next stage (D). Aeration is also provided below the membrane units with coarse bubble diffusers to limit clogging of the membranes, while periodic backwashing of the membranes with permeate water is carried out at specific time intervals. The main operating parameters are: the Hydraulic Residence Time (HRT), the Solids Residence Time (SRT), the dissolved oxygen (DO) concentration, and the reduced permeate flux (J) of the membrane units. Excess sludge (16) is removed from the membrane bioreactor and directed to the solids thickening stage (E) described next.
Στο τέταρτο στάδιο (D), ο το διήθημα του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών συλλέγεται σε μία δεξαμενή (17), μέσω της οποίας μια αντλία μέσης πίεσης (18) τροφοδοτεί μια σειρά στοιχείων μεμβρανών υπό πίεση, ενδεικτικά μεμβράνες νανοδιήθησης (19). Το διήθημα της συστοιχίας μεμβρανών (20) είναι ένα υψηλής ποιότητας, διαυγές και άοσμο υδατικό ρεύμα που καλύπτει όλα τα νομοθετημένα όρια για τη διάθεση χωρίς περιορισμούς σε κατάλληλους υδατικούς αποδέκτες. Το συμπύκνωμα της συστοιχίας μεμβρανών κατευθύνεται (21) στο επόμενο στάδιο (Ε), μαζί με τα διαχωρισμένα στερεά (7) από το στάδιο (Β), και την πλεονάζουσα ιλύ του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών (16). In the fourth stage (D), the filtrate of the membrane bioreactor is collected in a tank (17), through which a medium pressure pump (18) feeds a series of membrane elements under pressure, indicatively nanofiltration membranes (19). The filtrate of the membrane array (20) is a high quality, clear and odorless aqueous stream that meets all statutory limits for unrestricted disposal to suitable aqueous recipients. The membrane array concentrate is directed (21) to the next stage (E), together with the separated solids (7) from stage (B), and the excess membrane bioreactor sludge (16).
Στο τελευταίο στάδιο (Ε), το σύνολο (22) του συμπυκνώματος της συστοιχίας μεμβρανών (21), μαζί με τα διαχωρισμένα στερεά (7) από το στάδιο (Β), και της πλεονάζουσα ιλύς του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών (16), συλλέγονται σε μια δεξαμενή πάχυνσης μέσω βαρύτητας (23), για το διαχωρισμό της παχυμένης ιλύος (24) από το υπερκείμενο υγρό (25). Άλλες συσκευές και μέθοδοι μηχανικής πάχυνσης στερεών, για παράδειγμα παχυντές δίσκων, παχυντές περιστρεφόμενου κοχλία, φιλτρόπρεσσες κ.λπ. μπορούν προαιρετικά να χρησιμοποιηθούν. Η παχυμένη ιλύς διαβιβάζεται σε ένα στάδιο μετα-επεξεργασίας (π.χ. κομποστοποίηση) που δεν απεικονίζεται εδώ, ενώ το υπερκείμενο υγρό αντλείται (26) και ανακυκλώνεται στην είσοδο του αερόβιου βιοαντιδραστήρα μεμβρανών (9). In the last stage (E), the whole (22) of the condensate of the membrane array (21), together with the separated solids (7) from stage (B), and the excess sludge of the membrane bioreactor (16), are collected in a gravity thickening tank (23), to separate the thickened sludge (24) from the supernatant liquid (25). Other apparatus and methods of mechanical thickening of solids, for example disc thickeners, rotary screw thickeners, filter presses, etc. can optionally be used. The thickened sludge is passed to a post-treatment step (eg, composting) not shown here, while the supernatant liquid is pumped (26) and recycled to the inlet of the aerobic membrane bioreactor (9).
Ως μία άλλη πραγμάτωση της παρούσας εφεύρεσης, περιγράφεται μια μέθοδος για την ανάπτυξη μιας εγκλιματισμένης βιο-κοινότητας με μικτά είδη μικροοργανισμών στα ειδικά φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, χωρίς την προσθήκη συνθετικών διαλυμάτων που προσομοιάζουν λύματα. Η εγκλιματισμένη βιοκοινότητα μικτών ειδών μικροοργανισμών μπορεί να αναπτυχθεί μέσα από μια διαδικασία εγκλιματισμού, η οποία διαρκεί ενδεικτικά μεταξύ 15 και 60 ήμερες. Η διαδικασία εγκλιματισμού, ξεκινά με μια μη-εγκλιματισμένη βιο-κοινότητα μικροοργανισμών μικτών ειδών που προέρχεται από μία εγκατάσταση επεξεργασίας αστικών λυμάτων. Ενεργή ιλύς συλλέγεται από τη γραμμή ανακυκλοφορίας της ιλύος μετά τη δευτεροβάθιμια καθίζηση. Η ενεργή ιλύς προστίθεται σε έναν αερόβιο βιοαντιδραστήρα μεμβρανών και αραιώνεται σε μια προκαθορισμένη συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών μικτού υγρού. Σταδιακά, αυξανόμενοι όγκοι λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς τροφοδοτούνται στον αερόβιο βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, σύμφωνα με το πρωτόκολλο εγκλιματισμού. Ο βιοαντιδραστήρας μεμβρανών λειτουργεί σε ημι-συνεχή βάση, δηλαδή τροφοδοτείται συνήθως μία ή δύο φορές την ημέρα, ενώ τα λύματα απορρίπτονται μετά από επεξεργασία 24 ή 12 ωρών, αντίστοιχα. Η αρχική βιοκοινότητα σταδιακά εμπλουτίζεται από μικροβιακά είδη που προέρχονται από την επεξεργασία βρώσιμων ελιών και αλλάζοντας συνεχώς το μεταβολικό προφίλ της, εγκλιματίζεται στα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς. Οι μεμβράνες μικροδιήθησης ή υπερδιήθησης που χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση των επεξεργασμένων λυμάτων, διατηρούν (λόγω μεγέθους των πόρων) το σύνολο της μάζα της εγκλιματισμένης βιο-κοινότητας. Κατά τη διάρκεια της περιόδου εγκλιματισμού, δεν λαμβάνει χώρα απομάκρυνση πλεονάζουσας ιλύος, εκτός από την περίπτωση που η συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών του μικτού υγρού ξεπεράσει μία προκαθορισμένη τιμή. As another embodiment of the present invention, a method is described for the development of an acclimatized bio-community with mixed species of microorganisms in the specific physicochemical characteristics of edible olive processing wastewater, without the addition of synthetic wastewater-simulating solutions. The acclimatized biocommunity of mixed species of micro-organisms can be grown through an acclimation process, which typically lasts between 15 and 60 days. The acclimation process starts with a non-acclimated bio-community of mixed species microorganisms originating from a municipal wastewater treatment plant. Activated sludge is collected from the sludge recirculation line after secondary sedimentation. Activated sludge is added to an aerobic membrane bioreactor and diluted to a predetermined mixed liquor suspended solids concentration. Gradually, increasing volumes of edible olive processing wastewater are fed into the aerobic membrane bioreactor, according to the acclimation protocol. The membrane bioreactor operates on a semi-continuous basis, i.e. it is usually fed once or twice a day, while the effluent is discharged after 24 or 12 hours of treatment, respectively. The initial biocommunity is gradually enriched by microbial species derived from the processing of edible olives and, constantly changing its metabolic profile, it acclimatizes to the physicochemical characteristics of the wastewater of edible olive processing. Microfiltration or ultrafiltration membranes used to remove treated wastewater retain (due to pore size) the entire mass of the acclimatized bio-community. During the conditioning period, no excess sludge removal takes place, except when the suspended solids concentration of the mixed liquid exceeds a predetermined value.
Παραλλαγές του πρωτοκόλλου τροφοδοσίας του βιοαντιδραστήρα κατά τη διάρκεια της περιόδου εγκλιματισμού περιλαμβάνουν την προσθήκη θρεπτικών ουσιών (π.χ. άλατα του αζώτου και του φωσφόρου), ή προσωρινή αντικατάσταση των λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς με αστικά λύματα. Η πρόοδος της διαδικασίας εγκλιματισμού αξιολογείται μέσω μετρήσεων της απόδοσης απομάκρυνσης οργανικών του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, της συγκέντρωσης των αιωρούμενων στερεών του μικτού υγρού, και της εφαρμογής άλλων αναλυτικών τεχνικών (π.χ. ρυθμός πρόσληψης οξυγόνου της βιο-κοινότητας κ.α.). Η διαδικασία εγκλιματισμού ολοκληρώνεται όταν ο αερόβιος βιοαντιδραστήρας μεμβρανών λειτουργεί, στην δυναμικότητα σχεδιασμού του, ενώ τροφοδοτείται αποκλειστικά με λύματα επεξεργασία βρώσιμης ελιάς. Variations of the bioreactor feeding protocol during the acclimation period include the addition of nutrients (e.g., nitrogen and phosphorus salts), or temporary replacement of edible olive processing wastewater with municipal wastewater. The progress of the acclimation process is evaluated through measurements of the organic removal efficiency of the bioreactor membranes, the concentration of suspended solids of the mixed liquid, and the application of other analytical techniques (e.g. oxygen uptake rate of the bio-community, etc.). The acclimatization process is completed when the aerobic membrane bioreactor is operating, at its design capacity, while being fed exclusively with edible olive processing wastewater.
Εκτός από την κύρια πραγμάτωση που μπορεί, κατά προτίμηση, να βρει εφαρμογή σε μέτριες ή μεγάλες εγκαταστάσεις διαχείρισης λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, άλλες πραγματώσεις της παρούσας εφεύρεσης περιγράφονται βασιζόμενες σε εναλλακτικά διαγράμματα ροής που μπορούν κατά προτίμηση να βρουν εφαρμογή σε μικρές αποκεντρωμένες εγκαταστάσεις διαχείρισης λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς. Για παράδειγμα, εάν η συγκέντρωση των χονδρόκκοκων στερεών είναι χαμηλή, τότε η διαδικασία του μηχανικού διαχωρισμού (Στάδιο Β) μπορεί να παραλειφθεί, και η διεργασία επεξεργασίας να περιλαμβάνει τα στάδια (A), (C), (D), και (Ε). Παρομοίως, εάν η ποσότητα της περίσσειας ιλύος, και ο όγκος του συμπυκνώματος των μεμβρανών είναι μικρός, η πάχυνση των στερεών (στάδιο Ε) μπορεί να παραλειφθεί, και τα προαναφερθέντα ρεύματα να συλλέγονται και να μεταφέρονται σε ξεχωριστή εγκατάσταση διαχείρισης αποβλήτων σύμφωνα με τα ισχύοντα περιβαλλοντικά πρότυπα. Σε αυτήν την περίπτωση, η διεργασία περιλαμβάνει τα στάδια (Α), (Β), (C), και (D). Δεύτερεύοντα τμήματα της διεργασίας μπορούν να συμπεριληφθούν επίσης σε άλλες πραγματώσεις της παρούσας εφεύρεσης, ανάλογα με τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των λυμάτων και τις ειδικές λειτουργικές ανάγκες. Τα παρακάτω είναι απλώς ενδεικτικά και όχι περιοριστικά: ένα σύστημα ρύθμισης του pH με αυτόματη δοσολογία του οξέος (π.χ. H2SO4, HCI, κλπ) ή της βάσης (π.χ. NaOH, KOH, Ca(OH)2, κ.λπ.) στον αερόβιο βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, προσθήκη χημικών παραγόντων ενίσχυσης της ροής πριν από το στάδιο των μεμβρανών υπό πίεση, και προσθήκη κροκιδωτικόυ ή/και πολύ ηλεκτρολύτη στη δεξαμενή πάχυνσης της ιλύος για να διευκολυνθεί ο διαχωρισμός των παχυμένων στερεών. In addition to the main embodiment which may preferably find application in medium or large edible olive processing wastewater management facilities, other embodiments of the present invention are described based on alternative flow diagrams which may preferably find application in small decentralized processing wastewater management facilities edible olive. For example, if the concentration of coarse solids is low, then the mechanical separation process (Stage B) can be omitted, and the treatment process includes steps (A), (C), (D), and (E). . Likewise, if the amount of excess sludge, and the volume of membrane condensate is small, the thickening of the solids (stage E) can be omitted, and the aforementioned streams collected and transported to a separate waste management facility in accordance with the applicable environmental standards. In this case, the process includes steps (A), (B), (C), and (D). Secondary parts of the process may also be included in other embodiments of the present invention, depending on the physicochemical characteristics of the wastewater and specific operational needs. The following are merely indicative and not limiting: a pH control system with automatic dosing of acid (eg H2SO4, HCI, etc) or base (eg NaOH, KOH, Ca(OH)2, etc. etc.) in the aerobic membrane bioreactor, addition of chemical flux enhancers prior to the pressurized membrane stage, and addition of flocculant and/or polyelectrolyte to the sludge thickener tank to facilitate separation of thickened solids.
Πλεονεκτήματα της εφεύρεσης Advantages of the invention
Η εφεύρεση που περιγράφεται στο παρόν παρέχει μια μέθοδο για τον αποτελεσματικό καθαρισμό λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, η οποία επιτυγχάνει ως εκροή υψηλής ποιότητας, διαυγές και άοσμο, νερό που καλύπτει τα όρια από τις εθνικές νομοθεσίες για την απεριόριστη διάθεση των επεξεργασμένων λυμάτων σε κατάλληλους υδατικούς αποδέκτες. Τα κύρια πλεονεκτήματα της μεθόδου που αποκαλύπτεται, σε σύγκριση με άλλες περιγραφείσες μεθόδους και τεχνολογίες, συνοψίζονται ως εξής: The invention described herein provides a method for the efficient purification of edible olive processing waste water, which achieves as a high-quality effluent, clear and odorless, water that meets the limits of national legislations for the unrestricted disposal of treated waste water to suitable water receivers . The main advantages of the disclosed method, compared to other described methods and technologies, are summarized as follows:
i) Συνδυάζει αερόβια βιολογική επεξεργασία σε βιοαντιδραστήρα μεμβρανών με διαδικασίες φυσικού διαχωρισμού υπό πίεση (δηλ. διήθηση μέσω μεμβρανών), οδηγώντας στην παραγωγή υφηλής ποιότητας εκροής με οικονομικά αποδοτικό και περιβαλλοντικά αποδεκτό τρόπο. i) It combines aerobic biological treatment in a membrane bioreactor with physical separation processes under pressure (ie membrane filtration), leading to the production of high quality effluent in a cost-effective and environmentally acceptable manner.
ii) Δεν παράγεται κάποιο συμπυκνωμένο απόρρευμα ή λάσπη χημικών που απαιτούν περαιτέρω επεξεργασία και αυξάνουν το συνολικό κόστος επεξεργασίας. iii) Μπορεί να εφαρμοστεί σε όλα τα ρεύματα λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς και μίγματα αυτών, και όχι μόνο σε συγκεκριμένα απορρεύματα. ii) No concentrated effluent or chemical sludge is produced which requires further treatment and increases the overall treatment cost. iii) It can be applied to all edible olive processing wastewater streams and their mixtures, and not only to specific effluents.
ϊν) Χρησιμοποιεί μια βιο-κοινότητα μικροοργανισμών μικτών ειδών, που προκύπτουν από τυπικό δείγμα ενεργού ιλύος από επεξεργασίας αστικών λυμάτων, με την εφαρμογή ενός κατάλληλου πρωτοκόλλου εγκλιματισμού, η οποία δεν απαιτεί την προσθήκη συνθετικών διαλυμάτων προσομοίωσης λυμάτων, ελαχιστοποιώντας το χρόνο και το κόστος εκκίνησης της διεργασίας καθαρισμού, f) It uses a bio-community of mixed-species microorganisms, resulting from a typical sample of activated sludge from municipal wastewater treatment, by applying an appropriate acclimation protocol, which does not require the addition of synthetic wastewater simulating solutions, minimizing the start-up time and cost cleaning process,
ν) Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για αποκεντρωμένες (ανεξάρτητες) όσο και για κεντρικές εγκαταστάσεις καθαρισμού λυμάτων επεξεργασία βρώσιμης ελιάς, λόγω της δόμησης της από ανεξάρτητες υπο-ενότητες διεργασιών. n) It can be used for both decentralized (independent) and centralized wastewater treatment plants for edible olive processing, due to its construction of independent process sub-modules.
Παράδειγμα Example
Μια εγκατάσταση επεξεργασίας βρώσιμων ελιών τυπικής δυναμικότητας επεξεργασίας 1.000 tn ελιάς τον χρόνο, παράγει περίπου 3.500 m<3>/y λύματα με την ακόλουθη ενδεικτική σύσταση (Πίνακας 1): An edible olive processing facility with a typical processing capacity of 1,000 tn of olives per year produces approximately 3,500 m<3>/y of wastewater with the following indicative composition (Table 1):
Πίνακας 1: Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς COD (mg/L) 12,000 Table 1: Physicochemical characteristics of edible olive processing wastewater COD (mg/L) 12,000
BODs (mg/L) 6,000 BODs (mg/L) 6,000
pH 8.0 - 8.5 pH 8.0 - 8.5
Αγωγιμότητα (ms/cm) 9.5 Conductivity (ms/cm) 9.5
CL (mg/L) 1,200 CL (mg/L) 1,200
Ολικό Άζωτο (mg/L) 60 Total Nitrogen (mg/L) 60
Ολικός Φώσφορος (mg/L) 25 Total Phosphorus (mg/L) 25
Ολικές Πολυφαινόλες (mg/L) _ 160 Total Polyphenols (mg/L) _ 160
Τα λύματα κατά προτίμηση συλλέγονται σε μια ανοιχτή λυματοδεξαμενή συνολικού όγκου ενδεικτικά ίσου με τα 2/3 του ετήσιου όγκου των λυμάτων. Ένας επιφανειακός αεριστήρας χρησιμοποιείται για την ομογενοποίηση των συλλεγόμενων λυμάτων και την παροχή οξυγόνου τυπικά στην περιοχή μεταξύ 0,5 - 2,5 mg/L διαλελυμένου οξυγόνου. Μια υποβρύχια αντλία τροφοδοτεί, με τυπικό ρυθμό 0,5 m<3>/h, ένα αυτο-καθαριζόμενο, μηχανικό φίλτρο, ενδεικτικά δονούμενο ή περιστρεφόμενο, που περιλαμβάνει ένα λεπτό κόσκινο με τυπικό μέγεθος πόρων στην κλίμακα από 0,05 έως 0,5 mm. Τα χονδρόκοκκα στερεά διαχωρίζονται και προωθούνται στη δεξαμενή πάχυνσης στερεών, ενώ το πρωτοβάθμια επεξεργασμένο νερό ρέει προς την αερόβια δεξαμενή του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών. The sewage is preferably collected in an open sewage tank with a total volume indicatively equal to 2/3 of the annual sewage volume. A surface aerator is used to homogenize the collected wastewater and supply oxygen typically in the range between 0.5 - 2.5 mg/L dissolved oxygen. A submersible pump feeds, at a typical rate of 0.5 m<3>/h, a self-cleaning, mechanical filter, typically vibrating or rotating, comprising a fine sieve with a typical pore size in the range of 0.05 to 0.5 mm. Coarse solids are separated and advanced to the solids thickener tank, while the primary treated water flows to the membrane bioreactor aerobic tank.
Ο αερόβιος βιοαντιδραστήρας μεμβρανών περιέχει μία εγκλιματισμένη βιο-κοινότητα με μικτά είδη μικροοργανισμών, που αναπτύσσεται σύμφωνα με την ακόλουθη διαδικασία. Ενεργή ιλύς επεξεργασίας αστικών λυμάτων, η οποία συλλέγεται από τη γραμμή ανακυκλοφορίας της ιλύος μετά τη δευτεροβάθμια καθίζηση, αραιώνεται, ενδεικτικά, στην περιοχή συγκέντρωσης από 6 έως 12 g/L αιωρούμενών στερεών μικτού υγρού. Λύματα επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς τροφοδοτούνται με σταδιακά αυξανόμενο ρυθμό ημερήσιας ογκομετρικής παροχής. Την 1<η>ημέρα, 5% της ημερήσιας ογκομετρικής παροχής σχεδιασμού τροφοδοτείται στον βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, ο οποίος λειτουργεί με ημι-συνεχή τρόπο, δηλαδή τροφοδοτείται συνήθως μία ή δύο φορές την ημέρα, ενώ τα επεξεργασμένα λύματα απομακρύνονται, μέσω της μεμβράνης υπερδιήθησης, μετά από 24 ή 12 h, αντίστοιχα. Στη συνέχεια, η καθημερινή ογκομετρική παροχή λυμάτων επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, που τροφοδοτείται στον βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, αυξάνεται κατά 5% της ημερήσιας ογκομετρικής παροχής σχεδιασμού. Η συγκέντρωση αιωρού μενών στερεών του μικτού υγρού μετράται καθημερινά, και δεν απομακρύνεται καθόλου πλεονάζουσα ιλύς, εκτός και εάν η συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών του μικτού υγρού αυξηθεί περίπου πάνω από 15 g/L. Εάν η συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών του μικτού υγρού μειωθεί κατά τη διάρκεια της περιόδου εγκλιματισμού, περίπου κάτω από 6 g/L, νέα ποσότητα ενεργού ιλύος από επεξεργασία αστικών λυμάτων προστίθεται για να αυξηθεί η συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών του μικτού υγρού ενδεικτικά από 6 μέχρι 12 g/L. Η διαδικασία εγκλιματισμού ολοκληρώνεται όταν ο αερόβιος βιοαντιδραστήρας μεμβρανών τροφοδοτείται αποκλειστικά με λύματα επεξεργασίας βρώσιμης ελιάς, και λειτουργεί σταθερά στη δυναμικότητα σχεδιασμού του. The aerobic membrane bioreactor contains an acclimatized bio-community with mixed species of microorganisms, grown according to the following procedure. Activated municipal sewage sludge, which is collected from the sludge recirculation line after secondary settling, is typically diluted to a concentration range of 6 to 12 g/L mixed liquid suspended solids. Edible olive processing wastewater is fed at a gradually increasing daily volumetric flow rate. On day 1 , 5% of the daily design volumetric flow is fed to the membrane bioreactor, which operates in a semi-continuous manner, i.e. it is fed usually once or twice a day, while the treated effluent is removed, through the ultrafiltration membrane, after from 24 or 12 h, respectively. Then, the daily volumetric flow of edible olive processing wastewater, fed to the membrane bioreactor, is increased by 5% of the daily design volumetric flow. The suspended solids concentration of the mixed liquor is measured daily, and no excess sludge is removed unless the suspended solids concentration of the mixed liquor rises above about 15 g/L. If the suspended solids concentration of the mixed liquor decreases during the acclimation period, below approximately 6 g/L, a new amount of activated sludge from municipal sewage treatment is added to raise the suspended solids concentration of the mixed liquor to an indicative range of 6 to 12 g/L. L. The acclimation process is completed when the aerobic membrane bioreactor is fed exclusively with edible olive processing wastewater, and is operating steadily at its design capacity.
Η αερόβια δεξαμενή του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών έχει ενεργό όγκο από 30 έως 90 m<3>, με αποτέλεσμα οι τιμές HRT να κυμαίνονται μεταξύ 60 - 180 ώρες. Αέρας παρέχεται στον πυθμένα της δεξαμενής με έναν ενδεικτικό μέσο ογκομετρικό ρυθμό 0,5 - 5 m<3>/min, μέσω διαχυτήρων λεπτής φυσαλίδας. Η συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου στη δεξαμενή αερισμού είναι ενδεικτικά στο εύρος από περίπου 0,5 mg/L έως 4 mg/L. Η συγκέντρωση αιωρούμενων στερεών του μικτού υγρού είναι στην περιοχή από 8,0 έως 12,0 g/L και τυπικές τιμές της ογκομετρικής παροχής απομάκρυνσης πλεονάζουσας ιλύος είναι 0,05 - 0,25 m<3>/h, με αποτέλεσμα οι τιμές SRT να κυμαίνονται μεταξύ 5 και 75 d. Μια μονάδα εμβαπτισμένων μεμβρανών υπερδιηθησης με ενδεικτικό μέσο μέγεθος πόρων στην περιοχή από 0,03 - 0,1 μm, λειτουργεί με τυπικές τιμές ανηγμένης ροής διηθήματος μεταξύ 10 και 15 L/(m<2>-h), διαχωρίζοντας τα επεξεργασμένα λύματα από τα αιωρούμενα στερεά. Η απαιτούμενη επιφάνεια της μεμβράνης, με δεδομένες τις προαναφερθείσες τιμές ανηγμένης ροής, είναι περίπου 40 με 50 m<2>. Ένα τυπικό πρωτόκολλο αντίστροφης πλύσης, που περιλαμβάνει 1 λεπτό για αντίστροφη πλύση κάθε 2 έως 9 λεπτά κανονικής λειτουργίας (διήθηση), εφαρμόζεται ώστε να ελαττωθεί η εναπόθεση στερεών και η έμφραξη των μεμβρανών. The aerobic tank of the membrane bioreactor has an active volume of 30 to 90 m<3>, resulting in HRT values ranging between 60 - 180 hours. Air is supplied to the bottom of the tank at an indicative average volumetric rate of 0.5 - 5 m<3>/min, through fine bubble diffusers. The dissolved oxygen concentration in the aeration tank is typically in the range of about 0.5 mg/L to 4 mg/L. The suspended solids concentration of the mixed liquor is in the range of 8.0 to 12.0 g/L and typical values of the excess sludge removal volumetric flow rate are 0.05 - 0.25 m<3>/h, resulting in SRT values range between 5 and 75 d. A soaked ultrafiltration membrane unit with an indicative average pore size in the range of 0.03 - 0.1 µm operates with typical reduced filtrate flux values between 10 and 15 L/(m<2>-h), separating treated wastewater from suspended solids. The required membrane surface, given the aforementioned reduced flux values, is approximately 40 to 50 m<2>. A typical backwash protocol, including 1 minute of backwashing every 2 to 9 minutes of normal operation (filtration), is implemented to reduce solids deposition and membrane fouling.
Το διήθημα του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών συλλέγεται σε μία κλειστή δεξαμενή ενδεικτικού όγκου από 5 - 10 m<3>, και στη συνέχεια κατευθύνεται σε μια μονάδα μεμβρανών νανοδιήθησης, που περιλαμβάνει μία αντλία μέσης πίεσης (π.χ. 5 - 10 bar), στοιχεία μεμβρανών νανοδιήθησης ενδεικτικού μέσου μέγεθος πόρων 1.000 Da, δοχεία πίεσης μεμβρανών και άλλο δευτερεύοντα εξοπλισμό (π.χ. βαλβίδες, σωληνώσεις, μετρητές ροής κλπ). Η μονάδα μεμβρανών νανοδιήθησης λειτουργεί με ένα τυπικό συντελεστή συγκέντρωσης στην περιοχή από 2,5 - 6,0. Το διήθημα της μονάδας νανοδιήθησης είναι η τελική εκροή της όλης διαδικασίας με την ακόλουθη ενδεικτική σύσταση (Πίνακας 2), επιτυγχάνοντας πάνω από 98,0 και 99,0% απομάκρυνση COD και BOD5, αντίστοιχα, και περίπου 80% απομάκρυνση του ολικού αζώτου και ολικού φωσφόρου. Η τελική εκροή είναι διαυγής, άοσμη, σταθεροποιημένη, και μερικώς απολυμασμένη και μπορεί να διατεθεί χωρίς περιβαλλοντικούς περιορισμούς σε κατάλληλους υδατικούς αποδέκτες. The filtrate of the membrane bioreactor is collected in a closed tank with an indicative volume of 5 - 10 m<3>, and then directed to a membrane nanofiltration unit, which includes a medium pressure pump (e.g. 5 - 10 bar), membrane elements nanofiltration indicative media 1,000 Da pore size, membrane pressure vessels and other secondary equipment (eg valves, piping, flow meters, etc.). The nanofiltration membrane unit operates with a typical concentration factor in the range of 2.5 - 6.0. The filtrate of the nanofiltration unit is the final effluent of the whole process with the following indicative composition (Table 2), achieving over 98.0 and 99.0% removal of COD and BOD5, respectively, and about 80% removal of total nitrogen and total phosphorus. The final effluent is clear, odorless, stabilized, and partially disinfected and can be disposed of without environmental restrictions to suitable water receivers.
Πίνακας 2: Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά επεξεργασμένων λυμάτων Table 2: Physicochemical characteristics of treated wastewater
COD (mg/L) < 125 COD (mg/L) < 125
BOD5(mg/L) < 10 BOD5(mg/L) < 10
pH 8.0 - 8.5 pH 8.0 - 8.5
Αγωγιμότητα (ms/cm) 7.0 - 8.0 Conductivity (ms/cm) 7.0 - 8.0
Cl<->(mg/L) 1,000 - 1,200 Cl<->(mg/L) 1,000 - 1,200
Ολικό Άζωτο (mg/L) < 10 Total Nitrogen (mg/L) < 10
Ολικός Φώσφορος (mg/L) < 5 Total Phosphorus (mg/L) < 5
Ολικές Πολυφαινόλες (mg/L) _ < 10 Total Polyphenols (mg/L) _ < 10
Το συμπύκνωμα της μονάδας νανοδιήθησης αναμιγνύεται με την πλεονάζουσα λάσπη από την αερόβια δεξαμενή του βιοαντιδραστήρα μεμβρανών και τα χονδρόκοκκο στερεά του μηχανικού αυτό-καθαριζόμενου φίλτρου, και προωθούνται στο δοχείο πάχυνσης στερεών με κωνικό πυθμένα και ενδεικτικό συνολικό όγκο 10 - 20 m<3>. Κροκιδωτικό, ενδεικτικά FeCl3ή Al2(So4)3, και πολυηλεκτρολύτης προστίθενται για να διευκολύνουν την πάχυνση και διαχωρισμό των στερεών από το υπερκείμενο υγρό, το οποίο ανακυκλώνεται μέσω μιας αντλίας, στην είσοδο του αερόβιου βιοαντιδραστήρα μεμβρανών. Η παχυμένη ιλύς περιοδικά εκκενώνεται και προωθείται είτε σε μονάδα κομποστοποίησης ιλύος ή μεταφέρεται σε μια πιστοποιημένη εγκατάσταση διαχείρισης αποβλήτων για διάθεση σύμφωνα με τα περιβαλλοντικά πρότυπα. The concentrate of the nanofiltration unit is mixed with the excess sludge from the aerobic tank of the membrane bioreactor and the coarse solids of the mechanical self-cleaning filter, and advanced to the solids thickener with a conical bottom and an indicative total volume of 10 - 20 m<3>. Flocculant, typically FeCl3 or Al2(So4)3, and polyelectrolyte are added to facilitate thickening and separation of solids from the supernatant, which is recycled via a pump to the inlet of the aerobic membrane bioreactor. The thickened sludge is periodically discharged and forwarded to either a sludge composting plant or transported to a certified waste management facility for disposal in accordance with environmental standards.
Αν και η παρούσα εφεύρεση έχει περιγράφει λεπτομερώς, πρέπει να γίνει κατανοητό ότι διάφορες αλλαγές, υποκαταστάσεις, και μεταβολές μπορούν να γίνουν χωρίς να ξεφεύγουν από την αρχή λειτουργίας και το πεδίο εφαρμογής της εφεύρεσης. Κατά συνέπεια, το πεδίο εφαρμογής της παρούσας εφεύρεσης θα πρέπει να καθορίζεται από τις ακόλουθες αξιώσεις καιτα ανάλογα νομικά τους ισοδύναμα. Προαιρετικό ή προαιρετικά σημαίνει ότι μπορεί ή δεν μπορεί να συμβεί το εν συνεχεία περιγραφόμενο γεγονός ή περιστάσεις. Το εύρος τιμών παραμέτρων μπορεί να εκφράζεται εδώ από μία συγκεκριμένη ελάχιστη τιμή ή/και έως μία άλλη συγκεκριμένη μέγιστη τιμή. Όταν ένα τέτοιο εύρος τιμών χρησιμοποιείται, θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι άλλες πραγματώσεις μπορούν να προκύφουν από τη χρήση της ελάχιστης συγκεκριμένης τιμής ή/και της μέγιστης συγκεκριμένης τιμής, συμπεριλαμβανομένων όλων των συνδυασμών εντός της εν λόγω περιοχής. Although the present invention has been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions, and alterations may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be defined by the following claims and their corresponding legal equivalents. Optional or optional means that the event or circumstances described below may or may not occur. The range of parameter values may be expressed here from a certain minimum value and/or to another certain maximum value. When such a range of values is used, it should be understood that other realizations may result from the use of the minimum specified value and/or the maximum specified value, including all combinations within said range.
Aναφορές References
Πατέντε Patent
Lazaridi KE, Kyriacou A, Kotsou M, Tasiopoulou S and Pilidis G, Combined biotechnologicalchemical method for the treatment of liquid wastes from the table olives production, European Patent Office, EP 1359125 Bl, (2003). Lazaridi KE, Kyriacou A, Kotsou M, Tasiopoulou S and Pilidis G, Combined biotechnological chemical method for the treatment of liquid wastes from the table olives production, European Patent Office, EP 1359125 Bl, (2003).
Lowe E and Durkee EL, Process for reconditioning spent olive-processing brines, United States Patent and Trademark Office, US3732911 A, (1973). Lowe E and Durkee EL, Process for reconditioning spent olive-processing brines, United States Patent and Trademark Office, US3732911 A, (1973).
Teranishi R and Stern DJ, Process for recovering usable olive-processing liquor from oliveprocessing waste solution, United States Patent and Trademark Office, US3975270 A, (1975). Teranishi R and Stern DJ, Process for recovering usable olive-processing liquor from olive-processing waste solution, United States Patent and Trademark Office, US3975270 A, (1975).
Toro-Galvez J, System for purifying waste water originating from olive processing by means of aeration, neutralisation, active carbon filtration and ozonisation, World Intellectual Property Organization, W02003000601 Al, (2003). Toro-Galvez J, System for purifying waste water originating from olive processing by means of aeration, neutralisation, active carbon filtration and ozonisation, World Intellectual Property Organization, W02003000601 Al, (2003).
Άλλα έγγραφα Other documents
Aggelis G, Gavala HN and Lyberatos G, Combined and separate aerobic and anaerobic biotreatment of green olive debittering waste water. J Agr Eng Res 80; 283-292 (2001). Beltran FJ, Garcia-Araya JF, Frades J, Alvarez P and Gimeno O, Effects of single and combined ozonation with hydrogen peroxide or UV radiation on the chemical degradation and biodegradability of debittering table olive industrial waste waters, Water Res 33; 723-732 (1999). Aggelis G, Gavala HN and Lyberatos G, Combined and separate aerobic and anaerobic biotreatment of green olive debittering waste water. J Agr Eng Res 80; 283-292 (2001). Beltran FJ, Garcia-Araya JF, Frades J, Alvarez P and Gimeno O, Effects of single and combined ozonation with hydrogen peroxide or UV radiation on the chemical degradation and biodegradability of debittering table olive industrial waste waters, Water Res 33; 723-732 (1999).
Beltrin-Heredia J, Torregrosa J, Dominguez JR and Garcia J, Treatment of black-olive waste waters by ozonation and aerobic biological degradation. Water Res 34; 3515-3522 (2000). Beltran-Heredia J, Torregrosa J, Dominguez JR and Garcia J, Aerobic biological treatment of black table olive washing waste waters: effect of an ozonation stage, Process Biochem 35; 1183-1190 (2000). Beltrin-Heredia J, Torregrosa J, Dominguez JR and Garcia J, Treatment of black-olive wastewater by ozonation and aerobic biological degradation. Water Res 34; 3515-3522 (2000). Beltran-Heredia J, Torregrosa J, Dominguez JR and Garcia J, Aerobic biological treatment of black table olive washing wastewater: effect of an ozonation stage, Process Biochem 35; 1183-1190 (2000).
Beltran J, Gonzalez T and Garcia J, Kinetics of the biodegradation of green table olive waste waters by aerobic and anaerobic treatments, J Hazard Mater 154; 839-845 (2008). Beltran J, Gonzalez T and Garcia J, Kinetics of the biodegradation of green table olive wastewater by aerobic and anaerobic treatments, J Hazard Mater 154; 839-845 (2008).
Benitez FJ, Acero JL and Leal Al, Purification of storage brines from the preservation of table olives, J Hazard Mater 69; 155-169 (2003). Benitez FJ, Acero JL and Leal Al, Purification of storage brines from the preservation of table olives, J Hazard Mater 69; 155-169 (2003).
Brenes M, Garcia P, Romero C and Garrido A, Treatment of green table olive waste waters by an activated-sludge process, J Chem Technol Biotechnol 75, 459-463 (2000). Brenes M, Garcia P, Romero C and Garrido A, Treatment of green table olive waste waters by an activated-sludge process, J Chem Technol Biotechnol 75, 459-463 (2000).
Chatzisymeon E, Stypas E, Bousios S, Xekoukoulotakis NP and Mantzavinos D, Photocatalytic treatment of black table olive processing waste water, J Hazard Mater 154; 1090-1097 (2008). Chatzisymeon E, Stypas E, Bousios S, Xekoukoulotakis NP and Mantzavinos D, Photocatalytic treatment of black table olive processing waste water, J Hazard Mater 154; 1090-1097 (2008).
Deligiorgis A, Xekoukoulotakis NP, Diamadopoulos E and Mantzavinos, D, Electrochemical oxidation of table olive processing waste water over boron-doped diamond electrodes: Treatment optimization by factorial design, Water Res 42; 1229-1237 (2008). Deligiorgis A, Xekoukoulotakis NP, Diamadopoulos E and Mantzavinos, D, Electrochemical oxidation of table olive processing waste water over boron-doped diamond electrodes: Treatment optimization by factorial design, Water Res 42; 1229-1237 (2008).
Garcia P, Garrido A, Chakman A, Lemonier JP, Overend RP and Chornet E, Purification de aguas residuales ricas en polifenoles: aplicacion de la oxidacion hiimeda a los efluentes acuosos derivados de las industrias olivareras, Grasas Aceites Seville 40; 291-295 (1989). Garcia P, Garrido A, Chakman A, Lemonier JP, Overend RP and Chornet E, Purification of aguas residuales ricas en polyphenoles: aplicacion de la oxidacion hiimeda a los effluentes acuosos derivados de las industrias olivareras, Grasas Aceites Seville 40; 291-295 (1989).
Katsoni A, Frontistis Z, Xekoukoulotakis NP, Diamadopoulos E and Mantzavinos D, Wet air oxidation of table olive processing waste water: Determination of key operating parameters by factorial design, Water Res 42; 3591-3600 (2008). Katsoni A, Frontistis Z, Xekoukoulotakis NP, Diamadopoulos E and Mantzavinos D, Wet air oxidation of table olive processing waste water: Determination of key operating parameters by factorial design, Water Res 42; 3591-3600 (2008).
Kopsidas GC, Waste water from the preparation of table olives, Water Res 26: 629-631 (1992). Kyriacou A, Lasaridi KE, Kotsou M, Balis C and Pilidis G, Combined bioremediation and advanced oxidation of green table olive processing waste water, Process Biochem 40; 1401-1408 (2005). Kopsidas GC, Waste water from the preparation of table olives, Water Res 26: 629-631 (1992). Kyriacou A, Lasaridi KE, Kotsou M, Balis C and Pilidis G, Combined bioremediation and advanced oxidation of green table olive processing waste water, Process Biochem 40; 1401-1408 (2005).
Medina E, Brenes M, Romero C, Garcia A and de Castro A, Main antimicrobial compounds in table olives, J Agr Food Chem 43; 9817-9823 (2007). Medina E, Brenes M, Romero C, Garcia A and de Castro A, Main antimicrobial compounds in table olives, J Agr Food Chem 43; 9817-9823 (2007).
Murillo JM, Lopez R, Fernandez JE and Cabrera F, Olive tree response to irrigation with waste water from the table olive industry. Irrigation Sci 19; 175-180 (2000). Murillo JM, Lopez R, Fernandez JE and Cabrera F, Olive tree response to irrigation with waste water from the table olive industry. Irrigation Sci 19; 175-180 (2000).
Niaounakis M and Halvadakis CP, Olive processing waste management: literature review and patent survey, 2nd ed., Elsevier, Amsterdam, Netherlands (2006). Niaounakis M and Halvadakis CP, Olive processing waste management: literature review and patent survey, 2nd ed., Elsevier, Amsterdam, Netherlands (2006).
Patsios SI, Papaioannou EH and Karabelas AJ, Long-term performance of a membrane bioreactor treating table olive processing waste water, J Chem Technol Biotechnol, DOI: 10.1002/jctb.4811 (2015). Patsios SI, Papaioannou EH and Karabelas AJ, Long-term performance of a membrane bioreactor treating table olive processing waste water, J Chem Technol Biotechnol, DOI: 10.1002/jctb.4811 (2015).
Πάτσιος ΣΙ, Παπαϊωάννου EH και Καράμπελας ΑΙ, "Ανάπτυξη καινοτόμου μεθόδου επεξεργασίας υγρών αποβλήτων μεταποίησης ελιάς με τη χρήση βιοαντιδραστήρα μεμβρανών", 9° Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής, Ηλεκτρονικά Πρακτικά, Αριθμός Εργασίας ΕΝ0306, 23-25 Μαΐου 2013, Αθήνα, Ελλάδα. Patsios SI, Papaioannou EH and Karabelas AI, "Development of an innovative treatment method for olive processing liquid waste using a membrane bioreactor", 9th Panhellenic Scientific Conference on Chemical Engineering, Electronic Proceedings, Paper Number ΕΝ0306, 23-25 May 2013, Athens, Greece.
Πάτσιος ΣΙ, Σιταρόπουλος Α, Παπαϊωάννου ΕΗ, αποβλήτων μεταποίησης βρώσιμης ελιά κροκιδωτικών", 10° Πανελλήνιο Επιστημον Πρακτικά, Αριθμός Εργασίας Ρ0337, 4-6 Ιο Καράμπελας ΑΙ, "Βελτιστοποίηση επεξεργασίας ς σε βιοαντιδραστήρα μεμβρανών με χρήση ικό Συνέδριο Χημικής Μηχανικής, Ηλεκτρονικά υνίου 2015, Πάτρα, Ελλάδα. Patsios SI, Sitaropoulos A, Papaioannou EI, flocculating edible olive processing waste", 10th Panhellenic Scientific Proceedings, Paper Number P0337, 4-6 Io Karabelas AI, "Optimization of treatment in a membrane bioreactor using ionic Chemical Engineering Conference, Electronics Union 2015 , Patras, Greece.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GR20160100420A GR1009303B (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Hybrid biological / membrane-based treatment of table olive processing waste water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GR20160100420A GR1009303B (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Hybrid biological / membrane-based treatment of table olive processing waste water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
GR20160100420A GR20160100420A (en) | 2018-04-20 |
GR1009303B true GR1009303B (en) | 2018-06-01 |
Family
ID=62045000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
GR20160100420A GR1009303B (en) | 2016-08-01 | 2016-08-01 | Hybrid biological / membrane-based treatment of table olive processing waste water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
GR (1) | GR1009303B (en) |
-
2016
- 2016-08-01 GR GR20160100420A patent/GR1009303B/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GR20160100420A (en) | 2018-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Srivastava et al. | Treatment of saline wastewater using physicochemical, biological, and hybrid processes: Insights into inhibition mechanisms, treatment efficiencies and performance enhancement | |
US11111165B2 (en) | Process and apparatus for treating water | |
Urbain et al. | Membrane bioreactor: a new treatment tool | |
De Koning et al. | Characterisation and assessment of water treatment technologies for reuse | |
Wang et al. | Zero discharge performance of an industrial pilot-scale plant treating palm oil mill effluent | |
Li et al. | Resources and nutrients oriented greywater treatment for non-potable reuses | |
CN101781048B (en) | Low ammonia nitrogen waste water treatment and recycling method | |
Sorber | Removal of viruses from wastewater and effluent by treatment processes | |
De Jager et al. | Membrane bioreactor application within the treatment of high-strength textile effluent | |
Nikoonahad et al. | Evaluation of a novel integrated membrane biological aerated filter for water reclamation: A practical experience | |
Attiogbe | Comparison of membrane bioreactor technology and conventional activated sludge system for treating bleached kraft mill effluent | |
Ali et al. | A study on economic treatment of distillery effluent | |
Widiasa et al. | Membrane-based recirculating aquaculture system: Opportunities and challenges shrimp farming | |
Coban et al. | Advanced treatment of leachate by using aerobic/anoxic MBR system followed by a nanofiltration process. A case study in Istanbul komurcuoda leachate treatment plant | |
GR1009303B (en) | Hybrid biological / membrane-based treatment of table olive processing waste water | |
Gomes et al. | Cork Boiling wastewater treatment in pilot constructed wetlands | |
KR101054613B1 (en) | Apparatus for waste water single reactor composed of biological and membrane process | |
Shareefdeen et al. | Modern Water Reuse Technologies Membrane Bioreactors | |
McVicar et al. | Water reclamation and reuse | |
Rajpoot | Current Technologies for Waste Water Treatment in Chemical Industries in India | |
CN110590071B (en) | Wastewater zero-discharge treatment method based on medicament softening and ion exchange hardness removal | |
Lazarova | Wastewater treatment for water recycling | |
Santos et al. | Performance Evaluation of a Hybrid Enhanced Membrane Bioreactor (eMBR) System Treating Synthetic Textile Effluent. Water 2022, 14, 1708 | |
Adams et al. | Operators need to know advanced treatment processes | |
Gutu et al. | Multi-Integrated Systems for Treatment of Abattoir Wastewater: A Review. Water 2021, 13, 2462 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PG | Patent granted |
Effective date: 20181012 |