INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT AND ENVIRONMENTAL PROTECTION

Átírás

1 2 nd HUSRB Students Meeting of the Project Cross-border network for knowledge transfer and innovative development in wastewater treatment WATERFRIEND HUSRB/1203/221/196 INDUSTRY WASTEWATER TREATMENT AND ENVIRONMENTAL PROTECTION Book of abstracts University of Szeged Faculty of Engineerig, April 23-26, 2014 Szeged

2 PUBLISHER: UNIVERSITY OF SZEGED, FACULTY OF ENGINEERING, 9. Moszkvai krt,6725 Szeged, Hungary, FOR PUBLISHER: Prof. dr Gábor KESZTHELYI-SZABÓ, Dean of Faculty of Engineering, Szeged EDITED BY: dr Cecilia HODÚR dr Zsuzsanna LÁSZLÓ dr Marina ŠĆIBAN dr Zita SERES PUBLISHER READERS AND REVIEWERS: Sándor BESZÉDES dr Ljubica DOKIĆ dr Cecilia HODÚR dr Gábor KESZTHELYI-SZABÓ dr Zsuzsanna LÁSZLÓ dr Radovan OMORJAN dr Biljana PAJIN István PÉTER SZABÓ dr Marina ŠĆIBAN dr Zita SERES dr Dragana ŠORONJA-SIMOVIĆ PRINT Generál Nyomda Kft Szeged, Kollégiumi út 11/h NUMBER OF COPIES: 100 ISBN

3 CONTENT PREFACE Gábor Vigchert THE EFFECT OF OZONE PRETREATMENT FOR THE MICROFILTRATION OF SUGAR FACTORY WASTE WATERS 7 Aleksandra Kopanja WASTEWATER TREATMENT FROM WHEAT STARCH INDUSTRY 9 Sándor József Forrai INJURY ELIMINATION DEVICE PREPARATION OF RIVERS AND CHANNELS IN CASE OF OIL POLLUTION 11 Viktor Bleskanj QUALITY OF THE WASTEWATER OF THE SUGAR INDUSTRY 13 Miklós Hörömpő MODERNIZATION OF AN OFFICE COOLING AND HEATING SYSTEM 15 Igor Molnar COLORANTS REMOVAL BY ULTRAFILTRATION FROM THE INTERMEDIATE PRODUCTS FROM SUGAR PRODUCTION 17 Lajos Kocsis THE EFFECT OF OZONE PRETREATMENT FOR THE MEMBRAINE FILTRATION OF OIL CONTENT WASTE WATERS 19 Milica Unčanin LIFE CICLE ASSESMENT IN ENVIRONMENT PROTECTION 21 Albert Kéri INVESTIGATION OF MEMBRANE SEPARATION COMBINED WITH UV RADIATION AND HETEROGENEOUS PHOTOCATALYSIS 23 3

4 Smiljka Filipović NITRATE REMOVAL FROM WATER BY BIOLOGICAL DENITRIFICATION 25 István Forrai MEASURING DIELECTRIC PARAMETERS OF CONTINOUS FLOWING FLUIDS 27 Jelena D. Ilić, Branislava G. Nikolovski, Nevena M. Hromiš, Vera L. Lazić WATER CONSUMPTION FOR EMULSIFICATION PROCESS ENVIRONMENTAL IMPACT 29 Ivana Miljanić TREATMENT OF MEAT INDUSTRY WASTEWATER 31 4

5 PREFACE The EU finansed project Cross-border network for knowledge transfer and innovative development with acronym WATERFRIEND, from HUSRB IPA Cross-border Cooperation Programme (Project number HUSRB/1203/221/196) is coming to an end. It is the 4 th and the last trimester when the main activites are the Student Conferences and Cultural Events. The first student meeting was organized by the Serbian partener, the University of Novie Sad, Faculty of Technology, on The second event is organized by the Hungarian partner, University of Szeged, Faculty of Engineering, on As it is shown by the Fig.1, the project was based on the Project meetings when the project management made the decisions. The first step for the joint education was the organization of the Training courses, when the theoretical and practical knowledge met with the aim of the project and the aim of the participants. The purchased equipment and the knowledge of the training helped to develop the student s projects in the field of environmental water problems, i.e. to develop the WATERFRIENDship. This book is summarized the abstracts of the second student meeting and conference, it contains the summaries of the results of the continuous work with the students in the laboratories in the field of environmental protection and industry wastewater treatment. These activities enhance the knowledge transfer between the students, provide mutual student cooperation and strengthening cooperation between project partners as well which could lead to propose new joint project. This all leads to the ultimate objective of improving environmental conditions through prevention and reduction of natural water pollution and as a result healthier life of the inhabitants of cross-border regions in the future. 5

6 Figure 1.: The shceme of the main activities in the frame of the WATERFRIEND Figure 2: Participants of the 1 st Student meeting 6

7 THE EFFECT OF OZONE PRETREATMENT FOR THE MICROFILTRATION OF SUGAR FACTORY WASTE WATERS Gábor Vigchert University of Szeged, Faculty of Engineering, Moszkvai krt. 9, H-6725 Szeged, Hungary In my work I studied how different ozonation pretreatments affect the efficiency of microfiltration of sugar factory waste waters. Waste water from a sugar factory (Senta, Serbia) was collected, examined how ozone affects the membrane filtration parameters such as flux, membrane resistance and to retention values. The amount absorbed ozone was measured and the effect of ozone treatment on filterability and membrane fouling was examined. The filterability of sugar factory waste water and changes of chemical oxygen demand (COD) retention were examined with and without ozone pre-treatment of waste water, and with and without ph adjustment after pretreatment. The maximal permeate fluxes and the maximum volume reduction ratios (VRR) were achieved in the case of ozone-pretreated samples, and after adding Ca(OH) 2 to the samples. It was found that the only pre-treated samples resulted in the lowest fluxes due to the significant increase in gel layer resistance. Ca(OH) 2 addition alone resulted increasing flux. The examination of the membrane resistances showed that the resinstance of the membrane (R M ) and onset resictance from pore fouling (R F ) was not changed significantly, although additon of Ca(OH) 2 slightly increased the fouling resistance. Significant change in the growth of the gel layer resistance (R G ), was observed which is caused by the reactions of ozone with pollutants. However, the Ca(OH) 2 reduced the gel-layer resistance, which may explain the higher fluxes in Ca(OH) 2 pretreated wastewater. Results showed that the addition of Ca(OH) 2 and ozone treatment results higher fluxes and higher volume reduction ratios can be achieved during microfiltration of waste water. 7

8 ÓZON ELŐKEZELÉS HATÁSA CUKORIPARI SZENNYVÍZ MIKROSZŰRÉSÉRE Vigchert Gábor Szegedi Tudományegyetem, Mérnöki Kar, Moszkvai krt. 9, H-6725 Szeged, Magyarország Munkám során cukoripari szennyvíz ózonos kezelését és mikroszűrését végeztem el, és vizsgáltam, hogy az ózonos előkezelés hogyan befolyásolja a membránszűrési paramétereket, mint a fluxus, a membránellenállás és a membrán visszatartási értékei. A munka során mértem a szennyvíz ózon elnyelését és megvizsgáltam az ózonos kezelés hatását a szűrhetőségre, membrán eltömődésére. A kísérletek során megvizsgáltam, hogy milyen a cukorgyári szennyvíz szűrhetősége, illetve a mikroszűrés során a kémiai oxigénigényre vonatkoztatott visszatartás a szennyvíz előkezelése nélkül, ózonos előkezeléssel, illetve a ph beállítása után ózonos előkezeléssel és anélkül. A permeátum fluxusok esetében a legnagyobb fluxusokat és legnagyobb sűrítési arányt az ózonnal és Ca(OH) 2 -dal előkezelt szennyvíz szűrése során tapasztaltam. A csak ózonnal előkezelt mérés eredményezte a legkisebb fluxusokat, a gélréteg ellenállás szignifikáns növekedése miatt. A Ca(OH) 2 adagolása önmagában is eredményez fluxus növekedést. A membránellenállások vizsgálatánál a membrán saját ellenállása (R M ) és a pórusokban fellépő eltömődés (R F ) nem volt jelentős, bár a Ca(OH) 2 -os kezelés kismértékben növeli az eltömődési ellenállást. Jelentős változást a gélréteg ellenállás (R G ) növekedése képvisel, melyet az ózonozás okoz. Ugyanakkor a Ca(OH) 2 csökkenti a gélréteg-ellenállást, ami magyarázhatja a Ca(OH) 2 -dal előkezelt szennyvizek esetében tapasztalt magasabb fluxusokat. Eredményeim azt mutatták, hogy az adagolt Ca(OH) 2 és az ózonos kezelés hatására nagyobb fluxusok és nagyobb sűrítési arány érhető el a szennyvíz szűrése során. 8

9 PREČIĆAVANJE OTPADNE VODE POREKLOM IZ INDUSTRIJE PŠENIČNOG SKROBA Aleksandra Kopanja University of Novi Sad, Faculty of Technology, Bul. Cara Lazara 1, Novi Sad, Serbia Industriju skroba kakarterišu otpadni tokovi koji variraju po svom sastavu, tako da to zahteva obiman proces da se dostigne visoki kvalitet finalnog produkta. Otklanjanje vode i separacija proizvoda su dva osnovna koraka u procesu koji utiče na kvalitet proizvoda i na ekonomičnost. Otpadne vode u preradi pšeničnog brašna za dobijanje glutena i skroba uglavnom nastaju nakon separacije skrobnog mleka dekantacijom vode iz separatora. Godišnje se proizvede značajna količina otpadne vode pri preradi pšeničnog brašna za dobijanje glutena i skroba. U dekanterima,otpadne vode s obzirom da nastaju nakon izdvajanja skrobnog mleka, zaostaje najviše skrobnih čestica. Mikrofiltracija je vrsta filtracionog procesa u kome napojna smeša prolazi kroz membranu sa određenim otvorima pora i na taj način dolazi do separacije čestica, molekula većih dimenzija. U okviru eksperimentalnog dela ovih istraživanja ispitivala se mogućnost mikrofiltracije otpadnih voda industrije skroba, na keramičkim membranama nove generacije radi smanjenja hemijske potrošnje kiseonika (HPK). Time se kao permeat dobija voda sa smanjenom HPK i bez mutnoće, koja bi se mogla recirkulisati u proces,a retentat bi se susio i dobio bi se skrob koji bi se mogao preraditi. Za mikrofiltarciju koristi se cevna memebrana sa veličinom otvora pora 200 nm, i to pri transmembranskom pritisku u opsegu 1-3bara, i protoku od l/h. Tokom mikrofiltracije pratio se fluks permeata, HPK, sadrzaj suve materije vode kao napojne smeše, permeata i retentata. Fluks je voma bitan parametar s obzirom da je ona polazna osnova za dalje dimenzionisanje uređaja za mikrofiltraciju. Takođe je bitno i njegovo praćenje tokom vremena u cilju predvidjanja zaprljanosti membrane. Najveći fluks permeata, 46 L/m 2 h,se dobija pri uslovima rada, kada se pritisak održava na 3 bara i protok od 150 L/h. Pod tim uslovima sadržaj suve materije se smanji za oko 65%, HPK za oko 70%. 9

10 WASTEWATER TREATMENT FROM WHEAT STARCH INDUSTRY Aleksandra Kopanja University of Novi Sad, Faculty of Technology, Bul. Cara Lazara 1, Novi Sad, Serbia Starch industry characterize waste streams that vary in their composition, so that it requires an extensive process to achieve a high quality end product. Removal of water and separation of the product are two main steps in the process that affects product quality and price. Wastewater processing of wheat flour for the preparation of gluten and starch generally occur after separation of starch milk settling water from separator. We produce a significant amount of waste water from the treatment of wheat flour for the preparation of gluten and starch. In the decanter, the waste water resulting from the fact that, after separation of starch milk, most lagging starch particles Microfiltration of the filtration process is a kind of power supply in which the mixture passes through a membrane with a certain pore apertures and thus comes to separation of particles, molecules larger in size. Within the experimental part of the study examined the ability of microfiltration of wastewater starch industry, the new generation of ceramic membranes to reduce the chemical oxygen demand ( COD). This is obtained as a permeate with a reduced water without turbidity and COD, which could be recirculated into the process, and that the retentate is dried, and assigned to the starch, which could be recycled. To use the pipe microfiltration memebrana with 200 nm pore size, and when the transmembrane pressure is in the range of 1 3 bar, and a flow rate of l / h. During microfiltration followed the permeate flux, COD, dry matter content of water as the feed mixture, permeate and retentate. Flux is voma important parameter since it is a starting point for further sizing device for microfiltration. It is important and its monitoring over time to predict membrane fouling. The largest permeate flux, 46 L/m 2 h, is obtained when the working conditions are the pressure is maintained at 3 bars and a flow rate of 150 L / h. With these conditions, the dry matter content is reduced by about 65 %, COD by about 70 %. 10

11 KÁRELHÁRÍTÁSI ESZKÖZ ÖSSZEÁLLÍTÁSA FOLYÓVIZEK ÉS CSATORNÁK OLAJSZENNYEZÉSÉNEK ESETÉRE Forrai Sándor József Szegedi Tudományegyetem, Mérnöki Kar, Moszkvai krt. 9, H-6725 Szeged, Magyarország Munkám célja a havária esetén felmerülő olajszennyezések és a szennyeződések megszüntetéséhez felhasznált anyagok, és a védekezés műszaki megoldásainak bemutatása volt. Ezen felül a témám célja az olajszennyezések elleni védekezésben a leggördülékenyebb és leggyorsabb kárelhárítás, kármentesítés lebonyolításának bemutatása is volt. A tanulmányom megírása során többek között kitértem a beépíthető merülőfalak, olajleszedő berendezések és segédberendezések (különböző olajfelszívó szorbens anyagok) széles skálájára, amit az én általam kiszámított olajszennyezésnél a későbbiek folyamán különböző kombinációkban fel is használtam. Ezen felül idő és létszám kalkulációt végeztem a lehető legegyszerűbb és leghatékonyabb eszköz és emberfelhasználás érdekében. A védekezés során a létszámszükségletet tekintve mindkét eshetőségre nézve, mind a csatornák mind pedig a folyóvizeknél történő kárelhárítás során fővel lehet számolni, ami a védelmi osztag létszámával összevetve megfelelő. A védelmi készletben fellelhető eszközök mennyisége és minősége szintén kielégítően jónak mondható. A munkám megírása folyamán az általam kiszámított kiszabaduló olaj mennyisége mind a teljes, mind pedig a részleges csőszakadás, csőrepedés esetében jelentősnek bizonyult, amit a helyi adottságoknak megfelelően a cső átmérőjét, a szállított vizes olaj nyomását is figyelembe véve kaptam. A számolt eredmények alapján arra a következtetésre jutottam, hogy gyors reagálás esetén is részleges csőrepedés esetén akár 20, teljes csőtörés esetén akár 250 köbméter olaj, olajszármazék juthat a természetbe. Ez jelentős mennyiségnek számít, figyelembe véve, hogy 40 liter olaj akár 1 km 2 -en is látható szennyeződést okozhat. Végeredményben arra a konklúzióra jutottam a rendelkezésemre álló és a hozzáférhető adatok alapján, hogy a felvonultatott védelmi eszközök jelentős ára és a jelenleg készleten lévő eszközök mennyisége nem indokolja a további eszközberuházásokat az adott védelmi osztagnál, viszont jelen pillanatban a védelmi osztagban szereplő állomány gyakorlatoztatásán, az alkalmazásban lévő és a szakterülethez értő szakemberek átlag életkorán javítani kellene, amely jelentős költségmegtakarítással és az esetleges védekezés során történő időmegtakarítással járhat. 11

12 INJURY ELIMINATION DEVICE PREPARATION OF RIVERS AND CHANNELS IN CASE OF OIL POLLUTION Sándor József Forrai University of Szeged, Faculty of Engineering, Moszkvai krt. 9, H-6725 Szeged, Hungary The aim of my work was to present the material to remove dirt and oil pollution emergency expenses in case of use, and technical solutions for the defense. In addition, the purpose of my research was in the protection against oil pollution presentation of the smoothest and fastest remediation, damage control and management of remediation as well. In the course of writing my thesis I included the broad range of the built-in floating barriers, oil remover equipment and auxiliary equipment (different sorbent materials to absorb oil) what I calculated for the oil pollution at the latest stage in various combinations I used up as well. In addition, I carried out time and number of calculations in the interest of the simplest and most efficient use of device and people. In terms of the defense establishment needs for both eventualities, in the remediation of all the channels and the rivers can calculate with people, which is correct as compared to the defense team s number. The quantity and quality of protection equipment can be found sufficiently good. In the course of writing of my work I have calculated the amount of oil released both full and partial in case of pipe rupture was significant, that I got considering the pipe diameter, the oil pressure is supplied water to local conditions. Based on the calculated results the conclusion is in case of quick reaction also in case of partial pipe rupture even 20, full pipe rupture even 250 cubic meters of oil, oil products may enter to the environment. This is a significant quantity, considering that 40 liters of oil can occur visible contamination on 1 square kilometer. Ultimately come to a conclusion based on the available data is that the significant cost of the deployed security devices and the quantity of devices in the current stock do not justify more investment by the security department, but at the moment should be improved the members of the security department s practising, and the specialist s average age, which could means significant cost and time savings in the course of any defense. 12

13 KVALITET OTPADNE VODE INDUSTRIJE ŠEĆERA Viktor Bleskanj Univerzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet, Bul. Cara Lazara 1, Novi Sad, Srbija Prehrambena industrija je značajan zagađivač okoline, koja u raznim proizvodnim procesima stvara veliku količinu organskih i neorganskih otpadnih materijala u čvrstom, gasovitom ili pak tečnom obliku. U poslednje vreme se sve više vremena, truda i sredstava ulaže radi zaštite životne sredine, upravo zbog svesti o ograničenosti prirodnih resursa. Industrija šećera je jedan od najvećih zagađivača okoline. Mada šećerane rade samo sto dana tokom jedne godine, u tom periodu se stvara više miliona m 3 visokozagađivane (HPK mg/l) otpadne vode. Ovu vodu je poželjno prečišćavati pre nego što bi vratili u recipijent. Fabrika Šećera Te-To Senta prerađuje svoju otpadnu vodu pomoću sopstvenog sistema za prečišćavanje vode. Prerada otpadne vode se može podeliti u tri celine. Prva predstavlja recirkulacioni krug vode sa istovara, plavljenja i pranja repe koji su povezani u sistem preko dekantera (6800 m 3 ). Druga celina predstavlja transport dva tipa mulja do taložnih polja (lagune). Prvi mulj je poreklom iz dekantera, a drugi je saturacioni mulj, koji nastaje tokom prerade repe. Nakon taloženja mulja, bistra faza iz dve lagune; preliva u treću lagunu, iz koje se vraća u fabriku na prečistač otpadne vode. Tokom prečišćavanja suspendovane čestice iz vode se istalože, pored toga odigravaju se hemijski i biohemijski procesi. U lagunama se smanjuje sadržaj organskih materija u vodi (BPK 5 ) i dolazi do transformacije glavnih nutritijenata u vodi. Prečistač otpadne vode u šećerani primenjuje aerobno prečišćavanje sa aktivnim muljem. Prečistač se može pustiti u rad kada temperatura vode pređe iznad 10 ºC, ovako se postiže bolje iskorišćenje prirodnog efekta prečišćavanja i smanjenje ekspolatacionih troškova. Prečistač se sastoji iz tri dela. Prvi je bazen za denitrifikaciju sa mešačima, gde se vrši regulacija nivoa azota na stepen koji je pogodan za stvaranje biomase (za uklanjanje ugljeničnog organskog zagađenja). Drugi je bazen za aeraciju sa turbinskim aeratorima, koji predstavlja limitirajući faktor za kapacitet prečistača, zbog potrebnog rastvorenog kiseonika u vodi. Pored nitrifikacije i denitrifikacije, ako je potrebno vrši se i dodavanje fosfora u vodu, da bi obezbedili dobre uslove za stvaranje biomase. Odnos fosfora i ugljeničnog organskog zagađenja preračunato na BPK 5 treba da bude C BOD5,IAT :C P,IAT =100:0,3 (mg/l), a odnos i azota i ugljeničnog organskog zagađenja C BOD5,IAT :C N,IAT =100:2 (mg/l). 13

14 QUALITY OF THE WASTEWATER OF THE SUGAR INDUSTRY Viktor Bleskanj University of Novi Sad, Faculty of Technology, Bul. Cara Lazara 1, Novi Sad, Serbia The food industry takes a significant place in the pollution of the enviroment; it produces large amounts of solid, gas so as liquid organic and inorganic waste materials. Lately, more and more time, effort and resourses are invested in enviromental protection, becouse of the recognition that natural resourses are limited. The sugar industry is one of the largest polluters. Although sugar factories are only working one hundred days a year, in that period several million m 3 of highly contaminated wastewater (COD mg/l) is generated. Before returning it to the recipient, it is desireable to pureificate the water. The sugar factory Te-To Senta cleanes its wastewater using the water decontaminating plant which is part of the factory. The wastewater purification process can be divided in three parts. The first type of sludge is from the decanter, the second is the saturational sludge, which occurs during the sugar beet processing. After the sludge settles, the clear phase from two lagoons (a lagoon for the sludge from the decanter and a lagoon for the saturational sludge) overflows into a third lagoon, from which it returns to the water purification plant in the factory. The third part is the clear phase processing using the water purification plant. During the decontamination the suspended particles settle, in addition, chemical and biochemical processes take place. The organic matter (BOD 5 ) level lowers, and the main nutritients transform in the lagoons. The water purification plant in the sugar factory uses aerobic cleaning with active sludge. The purification plant can start operating when the water temperature is above 10 ºC, this way better natural cleaning effect can be achived, also expolatational charges are lower. The plant contains three parts. The first part is the denitrification pool with mixers, where the nitrogen level is regulated on a proper level that is suitable for the generating of biomass (for the removal of organic carbon pollutants). The second part is the aeration pool with turbine aerators, wich is the limiting factor for the water purificators capacity, because of the required dissolved oxygen amount in the water. The third part is the addititonal decanter where the decontaminated water settles. Along nitrification and denitrification, if needed phosphorus is added to a chive the proper levels for the generation of biomass. The phosphorus, organic carbon pollution (calculated on BOD 5 ) ratio needs to be C BOD5,IAT :C P,IAT =100:0,3 (mg/l), and the nitrogen, organic carbon pollution ratio C BOD5,IAT :C N,IAT =100:2 (mg/l). 14

15 MODERNIZATION OF AN OFFICE COOLING AND HEATING SYSTEM Miklós Hörömpő University of Szeged, Faculty of Engineering, Moszkvai krt. 9, H-6725 Szeged, Hungary The goal of my work is modernise the heating and cooling system an office building of EDF Démász. This building uses separately builded cooling machines and fan-coils to decrease the temperature. Gas boiler is used to increase the temperature which gives the heat to radiators. I considered the structure of the building, the orientation and the consistence of the ground. With these data I calculated the heat loss of the building. I gave advises how to decrease the heat loss with insulation of the building, changing windows to modern ones and shielding them. The company doesn t want to renovate the building in this way, they only want to modernise the system. These data determinate the heat pump system I choosed. I choosed the ground probe heat pump system because the ground temperature is the same in the whole year, so that the performance of the system is the same. There is a room in the building full with computers and servers which need continuous cooling. I have chosen two 64.8 kw heat pump to the building which cools the computer room and heat the office rooms. I calculated that the heat transferred from the computer room is enough for heating the offices to 21 C until -2 C outdoor temperature. Below this outdoor temperature the other heat pump turns on and transfers heat from the ground. In the summer both heat pumps cool the building and transfer the heat to the ground. This new solution saves 14 million forints per annum to the company. This investion pays off in 3 years. Because of the smaller energy comsumption the CO 2 emission is reduced with 101t yearly. 15

16 IRODAHÁZ HŰTŐ- FŰTŐ RENDSZERÉNEK FELÚJÍTÁSA Hörömpő Miklós Szegedi Tudományegyetem, Mérnöki Kar, Moszkvai krt. 9, H-6725 Szeged, Magyarország Munkám célja az EDF Démász egyik irodaházának épületgépészetének modernizálása. Az irodaházban hűtésre jelenleg egyénileg beépített klímákat és termoventilátorokat használnak, fűtésre két nagyteljesítményű gázkazánt használnak, amelyek radiátorok segítségével adják le a hőt. Az épület hőigényének felmérése során számításba vettem az épület szerkezetét, tájolását, valamint a talaj összetételét. Dolgozatomban javaslatot tettem az épület szigetelésére, nyílászárók cseréjére, valamint árnyékolók beépítésére. A jobban hőszigetelő falak és nyílászárók segítségével az épület kevesebb hőt veszít, így kisebb teljesítményű rendszer beépítése is elegendő, ezáltal kevesebb elektromos energia szükséges a tervezett hőszivattyúk üzemeltetéséhez. A cég nem kíván ilyen jellegű felújítást ezért a jelenlegi állapotokra méreteztem a rendszert. Ezen adatok nagyban befolyásolták, hogy milyen típusú és mekkora teljesítményű hőszivattyút választottam. A választás a talajszondás hőszivattyúra esett, mivel ezen berendezések teljesítménye a talaj hőmérsékletének állandósága miatt az évszakoktól független. Az épületben található egy gépterem, ahol nagy teljesítményű számítógépek, illetve szerverek működnek, melyeknek a hűtését az optimális működés érdekében folyamatosan biztosítani kell. Az épület adottságai és a gépterem folyamatos hűtése érdekében két 64,8 kw teljesítményű hőszivattyút választottam, melyek egyaránt képesek ellátni évszak és igénytől függően az épület hűtését, illetve fűtését az irodákban használt termoventilátorokon keresztül. Számításaim alapján -2 C-os külső hőmérsékletig a teremből elvont hő elegendő arra, hogy az épület irodáiban a 21 C-ot biztosítsuk. Télen a gépteremből elvont hő már nem elegendő, ekkor a második hőszivattyú rásegít a talajszondákon keresztül talajból elvont hővel. Nyáron mindkét hőszivattyú az épületből elvont hőt a talajnak adja le. Az új megoldással évente 14 millió forinttal kevesebbet kell költeni a rezsire, ezáltal a beruházás 3 év alatt megtérül. A kisebb energiafogyasztás hatására évente 101t-val kevesebb CO 2 kerül a levegőbe. 16

17 COLORANTS REMOVAL BY ULTRAFILTRATION FROM THE INTERMEDIATE PRODUCTS FROM SUGAR PRODUCTION Igor Molnar University of Novi Sad, Faculty of Technology, Bul. Cara Lazara 1, Novi Sad, Serbia The sugar industry is one of the most energy-intensive in the field of food and chemical industry. A significant quantity of thermal energy is consumed for the evaporation and beet pulp drying, as well as electrical energy needed for the pumps and for driving the centrifuges. Water consumption depends on the activities of each installation. For example, the consumption of water in Austria was reported at a level of 1.5 m³/t of sugar beet processed, which is equivalent to 9 m³/t of produced sugar (IPPC, 2003). The transport water has high organic contamination due to the soil and sugar from damaged beets. In principle, all the separations in sugar production from beet or cane juices could be performed with appropriate membrane separation processes. In practice, however, regarding the high capacities of the sugar factories and relatively low price of sugar, the investment in an imaginary factory, operating exclusively with membranes or with other new environmentally friendly separation methods, would still be to high. The other approach is to find those membrane separation processes which could be advantageously embedded into or combined with the traditional technology to increase the effectiveness of the sugar production as a whole. This latter concept is closer to the actual state of the industry. Membrane separation is a pressure driven filtration technique in which a solution is forced through a porous membrane. Cross-flow microfiltration (MF) membranes can be used to remove non-sucrose compounds, or to fractionate the retentate rich in colourants. Ultrafiltration (UF) membranes can be applied to concentrate the relevant juices in sugar industry and to remove non-sucrose compounds. As for the required goal, the quality of permeate, expressed through its colour, purity, turbidity, etc., is given the priority. The aim of this research was to define the working conditions and the amont of coloranst retention using 20 nm pore sizes ceramic membrane. By ultrafiltration approximately 35% - 40% colorants could be removed from the sugar syrupof 60% dry matter content, which is an intermediate product in sugar production. The highest reached permeate flux were 21 L/m 2 h when the pressure was over 9 bars and the flow rate was cca. 350 L/h. 17

18 IZDVAJANJE BOJENIH MATERIJA IZ MEĐUPROIZVODA INDUSTRIJE ŠEĆERA ULTRAFILTRACIJOM Igor Molnar University of Novi Sad, Faculty of Technology, Bul. Cara Lazara 1, Novi Sad, Serbia Industrija šećera je jedan od najvećih potrošača energije u polju prehrambene i he- mijske industrije. Značajna količina toplotne energije se koristi za uparavanje i sušenje pulpe repe, kao i električne energije potrebne za napajanje pumpi i centrifuga. Potrošnja vode zavisi od procesa na pojedinačnoj instalaciji. Na primer, potrošnja vode u Austriji je iznosila 1,5 m 3 /t procesuirane šećerne repe, što je ekvivalentno 9 m 3 /t proizvedenog šećera (IPPC, 2003). U principu, sve separacije u proizvodnji šećera iz soka repe ili trske mogu da se izvode sa odgovarajućim membranskim separacionim procesima. U praksi, ipak, uzimajući u obzir visoke kapacitete fabrika šećera i relativno nisku cenu šećera, ulaganja u imaginarnu fabriku koja rukuje isključivo sa membranama ili drugim novim ekološkim separacionim metodama bi bila suviše visoka. Drugi pristup podrazumeva nalaženje onih membranskih procesa koji bi mogli da se priključe ili ukombinuju sa tradicionalnom tehnologijom kako bi povećale efektivnost proizvodnje šećera u celini. Trenutnom stanju u industriji je bliži drugi concept. Membranska separacija je filtraciona tehnika pod pritiskom u kojoj rastvor protiče kroz poroznu membranu. Ultrafiltracione membrane (UF) mogu da se koriste za koncentrisanje relevantnih sokova u industriji šećera kao i za uklanjanje nesaharoznih jedinjenja. Što se tiče željenog cilja, kvalitetu permeata, izraženom kroz boju, čistoću, turbiditet itd. se daje prednost. Šećer mora da zadovolji rigorozne kvalitetne zahteve; posebno su važni zahtevi vezani za boju kristala. Takođe, garancija o kvalitetu boje je skupa s obzirom na visoku potrošnju energije pri uparavanju.čak i kad bi mogla da se obezbedi dovoljna količina energije, limitirani kapaciteti opreme pri uparavnju bi mogli izazvati probleme u fabrici. Cilj ovog rada je bilo definisanje radnih parametara, kao i izdvojene količine bojenih materija korišćenjem keramičke membrane sa otvorima pora od 20 nm. Ultrafiltracijom oko 35% - 40% bojenih materija se može izdvojiti iz sirupa sa sadržajem suve materije od 60%, koji je međufazni proizvod ndustrije šećera. Najveća vrednost fluksa od 21 L/m 2 h se može postići kada se pritisak održava iznad 9 bara i protok na oko 350 L/h. 18