Solution de traitement des eaux usées pour boissons et jus de fruits
La taille du marché mondial des boissons a atteint 1,6 billion de dollars américains d’ici 2025 et devrait atteindre 2,2 billions de dollars américains d’ici 2030. Parmi eux, les jus constituent une sous-catégorie importante, avec une taille de marché d’environ 152 milliards de dollars américains en 2023, et devrait croître régulièrement à un rythme d’environ 5 % par an au cours des cinq prochaines années.
L’industrie mondiale des boissons traverse une période de transformation structurelle, dont la santé, la fonctionnalité et la durabilité deviennent les principales forces motrices. Bien que les boissons gazeuses représentent encore une part importante (environ 240 milliards de dollars américains en 2024), leur croissance a ralenti, tandis que les jus-sans sucre, fonctionnels, à base de plantes-et naturels accélèrent leur croissance. Les boissons à base de jus, avec leurs attributs « naturels » et « nutritifs », présentent un potentiel de croissance stable dans le contexte d'une sensibilisation croissante des consommateurs à la santé.
1. Aperçu des clients pour le traitement des eaux usées de transformation des jus de boissons
Lors de la production de boissons à base de jus, une grande quantité d'eaux usées organiques-à haute concentration est générée, principalement lors du nettoyage, du broyage et de l'extraction des fruits, du lavage des bouteilles de conserve, du nettoyage des équipements et du rinçage du sol. Ce type d'eau est riche en matière organique, en matières en suspension, en azote ammoniacal et en phosphore, avec une concentration élevée en polluants et une bonne biodégradabilité mais difficile à traiter. S’ils ne sont pas correctement traités et directement rejetés, ils pollueront sérieusement la masse d’eau et conduiront potentiellement à l’eutrophisation. Par conséquent, les pays du monde entier demandent aux entreprises concernées de construire ou de moderniser les installations de traitement des eaux usées, ce qui a donné lieu à une énorme demande de services professionnels.
Jinan Guangbo Environmental Protection a personnalisé un processus intégré de « pré-traitement + anaérobie + aérobie + décoloration profonde » pour les eaux usées à haute teneur en sucre, en DCO et en couleur des jus de boissons, qui peut dégrader efficacement les substances organiques à base de sucre-et éliminer les substances pigmentaires, obtenant ainsi des effluents stables et conformes et permettant une réutilisation à la demande-. Son réservoir de sédimentation efficace et son réacteur modulaire développés par lui-même permettent d'économiser considérablement l'utilisation des terres, de raccourcir les cycles d'installation et de s'adapter aux fluctuations saisonnières de la charge de production des usines de jus. Dans le même temps, il intègre des schémas d'utilisation des ressources de récupération du biogaz et de production d'engrais de boues, garantissant l'efficacité du traitement tout en réduisant les coûts d'exploitation, formant ainsi un double avantage concurrentiel « rejet conforme + recyclage des ressources ».
Photos de la production de boissons et de jus de fruits
II. Traitement des eaux usées pour la transformation des boissons et des jus
Source des eaux usées
Lors du processus de production des boissons, notamment des jus de fruits, une grande quantité d’eau est utilisée pour le nettoyage des matières premières, la désinfection des équipements, le mélange des produits, etc. Ces opérations génèrent inévitablement une grande quantité d’eaux usées. S’il n’est pas correctement traité et directement rejeté, il imposera un lourd fardeau à l’écosystème aquatique. Par conséquent, l’identification de la source des eaux usées est la condition préalable à la formulation d’un plan de traitement scientifique.
1. Eaux usées provenant du nettoyage des fruits : Au stade initial de la production de jus, les fruits frais ou réfrigérés doivent être lavés plusieurs fois pour éliminer la saleté de surface, les résidus de pesticides et les débris d'écorces de fruits. Ce processus génère une grande quantité d'eaux usées troubles contenant des fibres de pâte à papier, de la pectine, du sucre et des matières en suspension, qui constituent l'une des principales sources de polluants organiques.
2. Eaux usées provenant des processus de concassage et d'extraction de jus : Une fois les fruits écrasés, réduits en pulpe et pressés, du jus se déverse ou reste dans l'équipement, tandis que les résidus de fruits, les noyaux et autres déchets solides transportent également du jus et pénètrent dans le système de drainage. Ces eaux usées contiennent de fortes concentrations de fructose, de glucose, de saccharose et d'acides organiques (tels que l'acide malique et l'acide citrique), ce qui entraîne une augmentation significative de la demande chimique en oxygène (DCO), pouvant atteindre des dizaines de milliers de mg/L.
3. Eaux usées provenant du lavage et de la stérilisation des bouteilles dans la section de mise en conserve : avant le remplissage, les bouteilles doivent être stérilisées à la vapeur à haute -température ou nettoyées avec des agents chimiques, puis rincées à l'eau claire. Ce processus implique non seulement une grande quantité d'eau, mais peut également contenir des agents de nettoyage alcalins, des sous-produits de désinfection (tels que l'acide peracétique) et des solutions de sucre traces, présentant des caractéristiques de rejet intermittentes qui affectent la stabilité globale de la qualité de l'eau.
4. Rinçage périodique des eaux usées des équipements de production et des canalisations : Lors de chaque lot de remplacement de produit ou de maintenance d'équipements, les réacteurs, les canalisations de transport, les pompes, les vannes, etc. doivent être soigneusement nettoyés. Ces eaux usées sont généralement rejetées de manière concentrée, ce qui entraîne une charge élevée sur une courte période de temps. Il contient du jus résiduel, des arômes, des additifs alimentaires et des agents de nettoyage, avec une grande fluctuation de la valeur du pH.
5. Eau de rinçage du sol dans l'atelier : Après la production, le sol est nettoyé et le jus dispersé, les résidus de fruits et la poussière sont évacués dans les égouts. Bien que le volume d'eau unique ne soit pas important, il apporte néanmoins une quantité considérable de matières en suspension (MES) et de charge organique, surtout en été, où des phénomènes d'acidification et de détérioration sont susceptibles de se produire.
6. Eaux usées de l'unité de concentration et de condensation : lors de la concentration du jus, l'eau de condensation évaporée apparaît claire mais contient en réalité des composants organiques volatils et des sucres de faible-poids moléculaire-. L'analyse montre que sa DCO peut atteindre 1 000 à 1 500 mg/L, ce qui en fait une « source de pollution cachée », souvent négligée mais qui doit être incluse dans un traitement unifié.
7. Eaux usées domestiques et drainage d'autres zones auxiliaires : L'eau utilisée par les employés de l'usine, y compris la cafétéria, les salles de bains et les douches, est également incorporée au système de traitement des eaux usées. La qualité de l'eau de cette partie est relativement stable, contenant principalement de l'azote, des nutriments phosphorés et des huiles, bien que la concentration soit faible, elle doit encore être traitée de manière coordonnée pour éviter le risque d'eutrophisation.
Comparaison de photos montrant de l'eau polluée et des photos montrant de l'eau traitée
III. Flux de processus pour le traitement des eaux usées provenant de la production de jus de fruits
Les eaux usées générées au cours du processus de production de jus de fruits présentent des caractéristiques telles qu'une teneur élevée en matières organiques, des matières en suspension abondantes, des fluctuations importantes de la qualité et du volume de l'eau et une faible valeur de pH. Les principales sources comprennent, entre autres, le nettoyage des fruits, l’extraction des jus, le nettoyage des équipements et le rinçage des conserves. Les eaux usées contiennent une grande quantité de sucres, de pectine, de résidus de fruits, de cellulose et d'acides de fruits, etc. En raison de leur bonne biodégradabilité (avec un rapport DBO/DCO élevé), elles se prêtent principalement à un traitement biologique.
Principaux modules de flux de traitement
1. Étape de prétraitement : élimination des grosses particules et régulation de la qualité de l’eau
Cette étape vise à réduire la charge du traitement biologique ultérieur et à prévenir les blocages et les charges de choc.
Grille : Interceptez les grosses matières en suspension telles que les écorces et la pulpe des fruits.
Réservoir d'égalisation : Équilibrez la qualité et le volume de l'eau pour éviter les fluctuations causées par les intervalles de production ; certains systèmes incluent également une agitation ou une pré-aération pour empêcher les débris de fruits de fermenter et de se décomposer.
Sédimentation par coagulation/déshydratation aérobie : ajoutez du PAC et du PAM pour faire coaguler les fines matières en suspension et la pectine en flocs, qui sont ensuite séparés par sédimentation ou flottation à air dissous. La flottation aérobie est particulièrement adaptée à l'élimination des substances colloïdales légères.
2. Étape de traitement biologique : Le noyau de la dégradation des polluants organiques
Utiliser les processus métaboliques microbiens pour décomposer la matière organique soluble.
L'étape de traitement biologique est au cœur du traitement des eaux usées, employant principalement des technologies de traitement biologique telles que des réacteurs biologiques anaérobies, des méthodes aérobies à boues activées et des méthodes de biofilm pour éliminer les polluants organiques, azotés et phosphorés présents dans les eaux usées. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
Traitement biologique anaérobie : comprend le lit de boues anaérobies à flux ascendant (UASB), le lit expansé anaérobie (UASB) et le lit fluidisé anaérobie à circulation interne (IC). Le traitement biologique anaérobie peut encore augmenter le taux d’élimination de la DCO, réduire la charge du traitement ultérieur et produire du biogaz.
Traitement biologique aérobie : les technologies de traitement biologique aérobie comprennent la méthode des boues activées et la méthode du biofilm. La méthode des boues activées utilise l'aération pour mélanger soigneusement les boues et les eaux usées, en utilisant des micro-organismes pour dégrader la matière organique ; la méthode du biofilm utilise des micro-organismes présents sur le biofilm pour dégrader la matière organique. Le traitement biologique aérobie peut éliminer la plupart des matières organiques et des polluants azotés et phosphorés.
Dans l'ingénierie actuelle, un processus combiné « anaérobie + aérobie » est souvent adopté, ce qui permet à la fois d'économiser de l'énergie-et de garantir un rejet d'effluents stable et conforme.
3. Étape de traitement en profondeur : Assurer la qualité des effluents
Purifiez davantage l’effluent biochimique pour répondre aux normes de rejet ou de réutilisation.
Bassin de décantation secondaire : réalise la séparation des boues-eau et renvoie les boues activées.
Filtre biologique aérobie (BAF) : possède à la fois des fonctions de dégradation biologique et de filtration, et peut éliminer davantage la DCO résiduelle et l'azote ammoniacal.
Désinfection : utilisez les ultraviolets ou l'ozone pour tuer les micro-organismes pathogènes, garantissant ainsi l'hygiène et la sécurité.
Traitement membranaire (facultatif) : comme l'ultrafiltration et la nanofiltration pour une eau récupérée de haute-qualité, permettant ainsi le recyclage des ressources en eau.
Peut être équipé d’un organigramme de traitement des eaux usées
Eaux usées industrielles → Machine de tamisage à barres → Réservoir d'égalisation → Coagulation et flottation → Traitement biochimique anaérobie → Traitement biochimique aérobie → Traitement avancé → Rejet ou réutilisation
IV. Études de cas spécifiques sur le traitement des eaux usées pour la transformation des boissons et des jus
Projet de traitement des eaux usées de HeYuan, source de montagne des agriculteurs du Guangdong
Les mesures de traitement des eaux usées pour le projet HeYuan de Guangdong Farmer Mountain Spring sont les suivantes :
• Traitement séparé des eaux usées : Mettre en place le système de « séparation des eaux pluviales et des eaux usées ». L'eau de pluie est évacuée dans la canalisation d'eaux pluviales municipale ; l'eau avant la membrane utilisée pour produire de l'eau pure est traitée comme des eaux usées propres et rejetée dans le réseau d'eaux pluviales municipal. Les eaux usées de production sont traitées par la station d'épuration établie par notre société de protection de l'environnement de Guangbo, et les eaux usées domestiques sont prétraitées-par les fosses septiques à trois-niveaux.
• Normes de traitement des eaux usées : les eaux usées de production traitées doivent respecter les « Limites de rejet de polluants dans l'eau » (DB44/26-2001) de la deuxième période des normes de catégorie I dans la province du Guangdong, puis être rejetées dans le réseau d'égouts municipal et traitées ultérieurement dans la station d'épuration des eaux usées urbaines. Les eaux usées domestiques sont prétraitées-par les fosses septiques à trois niveaux pour répondre aux « Limites de rejet de polluants dans l'eau » (DB44/26-2001) de la deuxième période des normes de niveau III, puis déversées dans le réseau d'égouts municipal et entrent enfin dans la station d'épuration des eaux usées urbaines pour un traitement centralisé.
Le réacteur anaérobie IC de troisième -génération et le projet de soutien de China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd.
I. Aperçu du projet :
Nom du projet : Réacteur anaérobie IC de troisième génération et projet de soutien de China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd.
II. Présentation du projet :
China Grain Tunhe Tomato Co., Ltd. est une filiale en propriété exclusive de China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd. Son activité principale est la transformation et la vente de tomates et d'autres fruits et légumes. Cette coopération se concentre principalement sur le traitement des eaux usées générées lors de la production de produits à base de tomates. Ce projet est le réacteur anaérobie IC de troisième-génération et le projet de soutien de China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd. La capacité de traitement conçue de ce projet est de 4 000 m³/j (fonctionnement continu 24 heures sur 24), avec un débit ascendant de 3 m/h et une charge volumétrique de 6,17 kg DCO/(m/j).
III. Avantages de la technologie de protection de l'environnement de Guangbo :
Guangbo Environmental Protection peut traiter les eaux usées pour répondre aux normes de réutilisation. Il est économique, simple et présente les caractéristiques de faibles exigences en matière de qualité d'eau d'origine, de processus et d'équipement de traitement simples, d'un fonctionnement pratique, d'un petit volume de maintenance d'équipement, d'une faible consommation d'énergie et d'un fonctionnement et d'un effet de traitement stables.
IV. Introduction de la protection de l'environnement de Guangbo :
Guangbo Environmental Protection possède un certain nombre d'inventions techniques et de brevets de modèles d'utilité. En particulier dans les technologies de traitement anaérobie telles que les réservoirs anaérobies IC et les réacteurs anaérobies UASB, elle a accumulé une grande expérience en matière de construction. Notre technologie de réacteur anaérobie IC est avancée, avec une technologie complète et des coûts plus élevés, et a gagné la faveur de tous les clients et sous-traitants. Nous sommes impatients de vous contacter si vous avez des besoins liés au traitement des eaux usées et de parvenir à une coopération gagnant-gagnant.
