Κοινοποίησε

Αξιολόγηση Χρήστη: 5 / 5

Αστέρια ΕνεργάΑστέρια ΕνεργάΑστέρια ΕνεργάΑστέρια ΕνεργάΑστέρια Ενεργά
 

Πολύ σημαντικό κομμάτι στην διαδικασία της αδειοδότησης λειτουργίας μιας βιομηχανίας ή ενός επαγγελματικού εργαστηρίου είναι τα παραγώμενα απόβλητα, δηλαδή τι επεξεργασία χρειάζονται και πως γίνεται η διάθεσή τους. Η σημαντικότητα έγκειται στο ότι συνήθως δεν λαμβάνεται υπόψη, στην χώρα μας, στον αρχικό σχεδιασμό της όλης διαδικασίας, με αποτέλεσμα όταν γίνει αντιληπτή η έλλειψη από κάποια ελεγκτική ή αδειοδοτούσα αρχή να προκύψει έκπληξη (αφού δεν ορίζει η τρέχουσα νομοθεσία αδειοδότησης ρητά τι να προσέξει κανείς στην περίπτωση των υγρών αποβλήτων, το ίδιο και στα στερεά απόβλητα), να χρειαστεί επανασχεδιασμός με αυξημένα κοστολόγια συν την ταλαιπωρία και την καθυστέρηση για να πειστεί ο φορέας διαχείρισης των δικτύων αποχέτευσης ότι τα υγρά απόβλητα θα υπακούουν σε κάποια σταθερότυπα ποιότητας. Στο παρόν άρθρο μας ασχολούμαστε με τα υγρά απόβλητα από την παραγωγή καλλυντικών και συγκεκριμένα με υπολογιστική μέθοδο εκτίμησης της μέγιστης συγκέντρωσης του χημικά απαιτούμενου οξυγόνου.

Χριστόδουλος Χατζηλιόντος

Όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία παραγωγής ενός καλλυντικού προϊόντος και αδειάσει ο κάδος παραγωγής από την κύρια μάζα, τότε μένει ένα υπόλειμα προϊόντος στα τοιχώματα του κάδου. Αυτή η παραμένουσα ποσότητα έχει θεωρηθεί ως απόβλητο από τον παραγωγό της, αφού προφανώς έχει εκτιμήσει ότι δεν τον συμφέρει κοστολογικά να την ανακτήσει. Η κύρια προτεινόμενη μέθοδος απομάκρυνσης του απόβλητου από τον κάδο παραγωγής, ώστε αυτός να καταστεί καθαρός για την επόμενη παραγωγή, είναι η πλύση κυρίως με νερό ύδρευσης και στο τέλος με υπερκαθαρό νερό. Συνεπώς, η δραστηριότητα παραγωγής του καλλυντικού προϊόντος θα παράγει υγρά απόβλητα που πρέπει να μελετηθούν ως προς τον απαιτούμενο βαθμό επεξεργασίας. Τέσσερις είναι οι μελετώμενοι παράμετροι στην περίπτωση αυτή: 1. η ποσότητα του εκπλενόμενου καλλυντικού, 2. η χημική σύσταση του καλλυντικού, 3. η ποσότητα του νερού που απαιτείται για την πλύση και 4. η χημική σύσταση του νερού.

Το αποτέλεσμα της πλύσης είναι να παραχθούν υγρά απόβλητα, στα οποία εκτός από την αρχική σύσταση του νερού πλύσης (φορτίο ανόργανων αλάτων) προστέθηκαν και τα ποικίλα συστατικά του εκπλενόμενου καλλυντικού αποβλήτου (φορτίο οργανικών ουσιών ή αλάτων). Στην γλώσσα των μελετών επεξεργασίας υγρών αποβλήτων έχουμε έναν όγκο νερού, ο οποίος περιέχει ένα συνολικό φορτίο, που πιθανώς υπερβαίνει τα σταθερότυπα διάθεσης στο τοπικό δίκτυο αποχέτευσης και συνεπώς χρήζει εφαρμογής κάποιας μεθόδου επεξεργασίας καθαρισμού.

Ειδικά για το οργανικό φορτίο, επειδή στο καλλυντικό απόβλητο υπάρχει πλήθος διαφορετικών οργανικών μορίων, υπάρχει μία σταθερότυπη παράμετρος που βοηθά να χαρακτηριστεί η αποδοχή του υγρού αποβλήτου, είναι το χημικά απαιτούμενο οξυγόνο ή αλλιώς COD (chemical oxygen demand). Όσο αυξάνει το COD στα δείγματα τόσο μεγαλώνει και η αναμενόμενη συγκέντρωση των οργανικών ουσιών μέσα στο υγρό απόβλητο. Όπως επίσης όσο αυξάνει η συγκέντρωση οργανικών ουσιών στο τελικό προϊόν τόσο αναμένεται να αυξάνει και το απόβλητο COD. Το COD μετράται με κάποια στανταρισμένη (πρότυπη) μέθοδο χημικής ανάλυσης, η οποία εφαρμόζεται προφανώς σε δείγμα που έχει ληφθεί προηγουμένως. Τι γίνεται όμως όταν η δραστηριότητα βρίσκεται σε φάση σχεδιασμού, οπότε δεν υπάρχουν απόβλητα, δεν μπορεί να ληφθεί δείγμα και δεν μπορεί να καταστεί γνωστό το COD;

Σε αυτή την περίπτωση υπολογίζουμε την μέγιστη δυνατή συγκέντρωση του χημικά απαιτούμενου οξυγόνου, η οποία ονομάζεται θεωρητικά απαιτούμενο οξυγόνο ή THOD (theoretical oxygen demand). Για να υπολογιστεί το THOD χρειάζεται πλήρης γνώση των ουσιών που συνθέτουν το καλλυντικό προϊόν. Αρχικά υπολογίζουμε το THOD για το κάθε οργανικό μόριο και στο τέλος υπολογίζουμε το THOD του καλλυντικού προϊόντος λαμβάνοντας υπόψη τις ποσοστιαίες συγκεντρώσεις των οργανικών μορίων στο τελικό προϊόν. Το THOD του καλλυντικού προϊόντος υπολογίζεται σε μονάδες βάρους απαιτούμενου οξυγόνου ανά μονάδα βάρους καλλυντικού προϊόντος και αναμένεται να έχει τιμή τουλάχιστον κάποιες εκατοντάδες χιλιάδες mgO ανά κιλό καλλυντικού. Το αν το THOD θα κυμανθεί σε κάποιες εκατοντάδες χιλιάδες ή ενδεχομένως να ξεπεράσει το ένα εκατομμύριο mgO ανά κιλό καλλυντικού εξαρτάται ισχυρά από την ποσοστιαία σύσταση του καλλυντικού σε ενσωματωμένο νερό. Λογικό είναι να αναμένεται συνταγές παραγωγής καλλυντικών με μικρή περιεκτικότητα σε νερό να έχουν αυξημένο και τεράστιο THOD.

Βεβαίως δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι το THOD που υπολογίσαμε θα πρέπει να πολλαπλασιαστεί με το συνολικό βάρος του απόβλητου καλλυντικού που θα ξεπλύνουμε από τον κάδο. Γνωρίζουμε όμως ποιο είναι αυτό το βάρος; Όχι, αφού είμαστε σε φάση σχεδιασμού, μπορούμε όμως να εκτελέσουμε κάποια πειράματα σε μικρή κλίμακα και να εκτιμήσουμε πόσο είναι αυτό το απόβλητο βάρος καλλυντικού. Επιπλέον, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι όλο το THOD θα ξεπλυθεί και διαλυθεί σε έναν ελάχιστο απαιτούμενο όγκο νερού πλύσης. Γνωρίζουμε όμως πόσος είναι αυτός ο όγκος νερού πλύσης; Προφανώς όχι, αφού είμαστε σε φάση σχεδιασμού, μπορούμε όμως να εκτελέσουμε κάποιους υπολογισμούς με παραδοχές. Για παράδειγμα, μπορούμε να υπολογίσουμε πόσος όγκος νερού πλύσης απαιτείται ώστε το υγρό απόβλητο να έχει THOD ελαφρά χαμηλότερο από το σταθερότυπο που έχει θέσει ο φορέας διαχείρισης του τοπικού δικτύου αποχέτευσης.

Συνήθως ο όγκος αυτός είναι υψηλός και ενδεχομένως αδικαιολόγητα υψηλός, που σημαίνει ότι η επιχείρηση μπορεί να χαρακτηριστεί σπάταλη στο θέμα του νερού με όποιες επιπτώσεις έχει αυτό στις χρεώσεις που μπορεί να της επιβάλλει ο φορέας ύδρευσης ή να έχει επιπτώσεις στο περιβαλλοντικό προφίλ της επιχείρησης. Σε αυτή την περίπτωση ο αρμόδιος χημικός - μηχανικός συντάξας την μελέτη επεξεργασίας υγρών αποβλήτων θα πρέπει ίσως να παρουσιάσει 2η λύση με τεχνολογία καθαρισμού του νερού ή αν χρειαστεί και τεχνολογία ανάκτησης - επαναχρησιμοποίησης του νερού (πάντα σε συννενόηση με την επιχείρηση).

Παράδειγμα υπολογισμού THOD

Έστω ότι παράγουμε ένα καλλυντικό προϊόν με τελική σύσταση % κατά βάρος όπως δίδεται στον παρακάτω πίνακα:

Ονομασία Μοριακός τύπος %
Sodium laureth sulfate CH3(CH2)11(OCH2CH2)nOSO3Na 7,00%
Cocamidopropyl betaine C19H38N2O3 2,50%
Propylene glycol C3H8O2 1,50%
Sodium benzoate C7H5NaO2 0,10%
Benzyl alcohol C7H8O 0,10%
Lactic acid C3H6O3 0,08%
Water H2O 88,72%

Για να υπολογίσουμε το THOD του προϊόντος θα πρέπει να υπολογίσουμε το THOD του κάθε συστατικού ξεχωριστά. Ο υπολογισμός του THOD για κάθε συστατικό προκύπτει αφού καταστρωθεί η στοιχειομετρική χημική αντίδραση πλήρους καύσης ενός οργανικού μορίου από το οξυγόνο. Για παράδειγμα, το μόριο της προπυλενογλυκόλης καίγεται πλήρως με 4 μόρια οξυγόνου. Συνεπώς ένα γραμμομόριο προπυλενογλυκόλης βάρους 76 γρ αντιδρά με 4 γραμμομόρια οξυγόνου βάρους 126 γρ. Άρα το THOD της προπυλενογλυκόλης είναι 128/76=1.68 γρ οξυγόνου ανά γραμμάριο προπυλενογλυκόλης. Με τον ίδιο τρόπο υπολογίζουμε το THOD και των άλλων μορίων. Τελικά έχουμε:

Ονομασία Μοριακός τύπος % THOD
Sodium laureth sulfate CH3(CH2)11(OCH2CH2)nOSO3Na 7,00% 1.94
Cocamidopropyl betaine C19H38N2O3 2,50% 2.76
Propylene glycol C3H8O2 1,50% 1.68
Sodium benzoate C7H5NaO2 0,10% 1.67
Benzyl alcohol C7H8O 0,10% 2.52
Lactic acid C3H6O3 0,08% 1.07
Water H2O 88,72% 0.00
Σύνολο 100,00% 0.235

από όπου προκύπτει THOD προϊόντος 0.235 γραμμάρια οξυγόνου ανά γραμμάριο καλλυντικού προϊόντος ή αλλιώς 235000 mgrO ανά κιλό καλλυντικού προϊόντος. Υποθέτουμε ότι στον κάδο μας περισσεύει 1 κιλό καλλυντικού για ξέπλυμα. Πόσο νερό θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ώστε να ξεπλυθεί ο κάδος; Σύμφωνα με τους κανόνες καλής παρασκευαστικής πρακτικής GMP η ποσότητα αυτή είναι θέμα έρευνας, τόσο δηλαδή όσο να μην υπάρχει κίνδυνος διασταυρούμενης επιμόλυνσης για άλλα καλλυντικά προϊόντα. Εδώ όμως θα χρησιμοποιήσουμε την λογική της αραίωσης μέχρι το όριο COD αποδοχής που θέλει ο φορέας διαχείρισης δικτύων αποχέτευσης. Η μέγιστη τιμή COD, που τίθεται συνήθως από τους φορείς διαχείρισης δικτύων αποχέτευσης, είναι περίπου 1000 mg/lit. Η τιμή αυτή θεωρείται ως η μέγιστη αποδεκτή για οικιακά λύματα, οπότε η θέσπισή της ως σταθερότυπο για τα υγρά απόβλητα βιομηχανιών δείχνει την απαίτηση η βιομηχανία να επεξεργαστεί τα συνήθως επιβαρυμένα απόβλητά της τουλάχιστον μέχρι το σημείο αυτό. Για να πάμε λοιπόν από τα 235000 mg/lit στα 1000 mg/lit θα πρέπει να γίνει μία αραίωση με τουλάχιστον 235 λίτρα νερού πλύσης ανά κιλό απόβλητου καλλυντικού προϊόντος.

Η αναλογία αυτή είναι ιδιαίτερα υψηλή και οδηγεί σε απόρριψη μεγάλων όγκων υγρών αποβλήτων όσο η δυναμικότητα της επιχείρησης μεγαλώνει. Ενδεχομένως όμως να αποτελεί μία καλή λύση για επιχειρήσεις πολύ χαμηλής δυναμικότητας. Σε κάθε περίπτωση, ο υπολογισμός θα πρέπει να γίνει για όλες τις συνταγές ώστε να προσδιοριστεί η συνταγή με τον μεγαλύτερο όγκο υγρών αποβλήτων.

Διάβασε επίσης:

 

Η Kemioteko Engineering δημιουργήθηκε ως απόσταγμα εμπειριών 14 ετών στην αδειοδότηση, κατασκευή και λειτουργία δημόσιων τεχνικών έργων και 6 ετών στο ελεύθερο επάγγελμα του μελετητή μηχανικού με εξειδίκευση στην αδειοδότηση και λειτουργία επιχειρήσεων. Αποστολή της Kemioteko Engineering - Χατζηλιόντος Ι. Χριστόδουλος είναι η δημιουργία πελατών, οπαδών της, βαθειά ικανοποιημένων, που θέλουν να κάνουν διαχρονικά τα σωστά πράγματα με τους κατάλληλους συνεργάτες.

 

Dipl. Chemical Engineer - Msc Environmental Design of Infrastructure Works
Accommodations Internal Auditor - TUV Austria RCN 6035/2016
ISO 9001 Internal Auditor - TUV Austria RCN 6065/2016
ISO 45001 Internal Auditor - Alison 1412-13849119
GDPR Internal Auditor - Alison 1401-13849119
YPEN/ENEP. - No 16109 | YPEN/ENEL - No 553
YPEXODE - No 26837 - MELETES 18-A & 27-A
TEE - No 83488 | SEPE 330512/2017
GGET - No 14856/95711/08-06-17
YPEN / EL. DOM. - No 4517
Contact: tel +302399-022359, fax +302371-200937
Pitsouli 1, TK 63080, Nea Kallikrateia, Chalkidiki, Greece | http://kemioteko.gr
Entrepreneurial & Environmental Facilities Consultant Services:
Design, License, Quality Control & Construction Management,
Instrumentation & Control, Operation & Maintenance
Follow us 
 facebook  twitter  linkedin  googleplus  pinterest  youtube  twitter