Výroba cukru je odvetvím priemyslu s vysokou spotrebou vody, pri ktorom vznikajú veľké množstvá odpadových vôd obsahujúcich organické aj anorganické znečistenie. Okrem úpravy procesnej vody a spracovania kondenzátov pary zohráva dôležitú úlohu aj čistenie odpadových vôd. Bioplynové zariadenia, eliminácia dusíka a fosforu, ako aj špecifické výzvy, ako je problém vápnika, sa komplexne riešia v moderných zariadeniach na čistenie odpadových vôd.

Zloženie odpadových vôd pri výrobe cukru

Charakteristika odpadových vôd z výroby cukru závisí od jednotlivých krokov procesu, najmä od umývania repy, extrakcie šťavy, čistenia šťavy, odparovania a kryštalizácie cukru. Typické zložky sú:

1. Organické zaťaženie:

   • Cukor, melasa, škrob, pektíny a celulózové vlákna z spracovania repy.
   • Vysoká chemická spotreba kyslíka (CSB) a biologická spotreba kyslíka (BSB) v dôsledku ľahko rozložiteľných organických látok.

2. Anorganické látky:

   • Vápenaté zlúčeniny (napr. CaCO₃) z vápnenia a zmäkčovania štiav.
   • Dusíkaté zlúčeniny (napr. amónium, dusičnany) a fosfáty z procesnej chémie.

3. Kondenzáty pary:

   • Tieto obsahujú prchavé organické látky, ako je metanol a zvyškový cukor, ako aj anorganické soli a musia sa spracovávať osobitne.

4. Vysoká tvrdosť vody:

   • Vápnik a horčík z studničnej vody predstavujú výzvu pri úprave procesnej vody a vyžadujú špecifické technológie, ako je iónová výmena alebo reverzná osmóza.

Bioplynové stanice na čistenie odpadových vôd

Bioplynové stanice predstavujú centrálnu zložku v čistení odpadových vôd v cukrovarníckom priemysle. Tieto zariadenia využívajú anaeróbne procesy na rozklad organických látok a výrobu bioplynu, ktorý sa dá využiť ako zdroj energie.

Anaeróbne čistenie odpadových vôd

• Funkcia: Mikroorganizmy rozkladajú organické látky, ako sú cukor, škrob a celulóza, v prostredí bez kyslíka. Pri tomto procese vzniká metán (CH₄) a oxid uhličitý (CO₂).
• Typy reaktorov:
  • Reaktory s vysokým zaťažením: Vhodné pre odpadové vody s vysokou koncentráciou CHSK (až do 20 000 mg/l).
  • Reaktory UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Účinné pri odpadových vodách s vysokým obsahom tuhých látok.
  • ALMA BHU GMR: Špecifické anaeróbne bioplynové stanice od spoločnosti ALMAWATECH, ktoré sú navrhnuté tak, aby spĺňali požiadavky cukrovarníckeho priemyslu.

Výhody bioplynových staníc:

1. Výroba energie: Vyrobený bioplyn sa môže použiť na výrobu pary alebo elektriny, čo znižuje prevádzkové náklady.
2. Redukcia CSB: Anaeróbnymi procesmi sa CSB zníži až o 85 %, čo výrazne odľahčuje následné spracovanie.
3. Kompaktná tvorba kalu: V porovnaní s aeróbnymi procesmi vzniká menej prebytočného kalu.

Výzvy:

• Problémy s vápnikom: Pri výrobe cukru vzniká vápnik v procesoch vápnenia. V bioplynových zariadeniach môže dochádzať k usadzovaniu (škvrny), ktoré znižuje účinnosť a životnosť zariadení.