تصفیه فاضلاب لبنی و صنایع وابسته آن

shamimsharifتصفیه فاضلاب صنعتیLeave a Comment

پکیج تصفیه فاضلاب لبنی شمیم شریف

انواع فاضلاب های صنایع لبنی-فاضلاب لبنی

فاضلاب حاصل از تمیز سازی

فاضلاب لبنی-كه به طور عمده ناشی از تمیز كردن تجهیزاتی است كه در تماس با شیر یا محصولات شیر ، نشت شیر و محصولات آلی ، آب پنیر ، شوراب ها و تجهیزات تحت فشار ، عملیات تمیز سازی در CIP ، آب حاصل از عملكرد ناقص و حتی خطاهای عملیاتی است . این جریان فاضلاب ممكن است حاوی زائدات شیر ، پنیر ، كشك ، خامه ، آب های محصولات لبنی ناشی از جداکننده ها و كلاریفایر ها و تثبیت کننده ها باشد .

فاضلاب بهداشتی

این فاضلاب  معمولاً به صورت مستقیم ، به سیستم فاضلاب لوله کشی شده است . آب های حاصل از تمیز سازی کارخانه های لبنی ممكن است شامل عوامل استریله شده متنوع و اسیدهای متفاوت و دترجنت های قلیایی باشد . بنابراین PH فاضلاب می تواند به طور قابل توجهی وابسته به استراتژی تمیزكاری بكار گرفته شود . معمولی ترین مواد شیمیایی استفاده شده برای CIP سود سوزآور ، اسید نیتریك ، اسید فسفریك و سدیم هیپوكلراید هستند كه همه این ها اثرات قابل توجهی بر روی غلظت اكسیژن موردنیاز بیولوژیكی (BOD) و اكسیژن موردنیاز شیمیایی (COD) دارند.  به طورمعمول بیش از ۱۰ درصد  كل غلظت BOD در دستگاه های تصفیه فاضلاب ، سهم فسفر حاصل از استفاده از اسید فسفریك و دیگر دترجنت های حاوی فسفر است. حجم بالای آب استفاده شده برای تمیز كردن و بهداشت (بیشتر از ۳۰% كل آب تخلیه شده) و همچنین نگرانی های عمومی با توجه با تأثیر قابلیت تجزیه بیولوژیكی مواد شوینده وسمیت خاص این فاضلاب ها موجب ضرورت تصفیه این فاضلاب ها و توجه به معیارهای محیط زیستی آن ها شده است.

تصفیه فاضلاب لبنی -حاصل از فرایندها:

فاضلاب لبنی به طور معمول با یك روش متناوب تولید می شود ، بنابراین جریان و خصوصیات حاصل از پساب می تواند بین کارخانه ها بسته به نوع محصولات ، روش های تولید و عمل آوری متفاوت باشد. اطلاعات منتشرشده درباره تركیبات شیمیایی فاضلاب لبنی اندك است. شیر دارای BOD حدود ۲۵۰ برابر بیش از فاضلاب شهری است . بنابراین می توان گفت كه پذیرش فاضلاب لبنی توسط فاضلاب شهری باعث یك اضافه بار آلی نسبتا بالا خواهد شد ، با مقدار عظیمی از لاكتوز ، چربی ها و پروتئین ( بخصوص كازئین ) و همچنین سطح بالایی از نیتروژن و فسفر كه به طور اساسی وابسته به پروتئین شیر است.  مشخصات کلی فاضلاب های لبنی در ادامه آمده است :

COD و BOD آب پنیر به ترتیب بین ۳۵۰۰۰ – ۶۸۰۰۰ mg/l و ۳۰۰۰۰ – ۶۰۰۰۰ mg/l است . لاكتوز مسئول ۹۰% از سهم  COD  و BOD  در این فاضلاب هاست.

روش های تصفیه فاضلاب لبنی

جداسازی فیزیكی

هدف اصلی از جداسازی در تصفیه فاضلاب لبنی حذف ذرات بزرگ یا ریز است كه باعث تخریب پمپ ها و گرفتگی تجهیزات پایین دست می شود همچنین توصیه می شود كه جداسازی فیزیكی فاضلاب صنایع لبنی تا حد امکان به سرعت انجام گیرد تا از افزایش غلظت COD به دلیل حل شدن جامدات جلوگیری شود .

كنترل PH

تنوع زیادی در PH فاضلاب های حاصل از کارخانه های لبنی وجود دارد كه این ممكن است به طور مستقیم با استراتژی های پاک سازی مختلف بكار گرفته شده مربوط می باشد . به طورکلی دترجنت های قلیایی استفاده شده برای صابون سازی (جهت حذف چربی و مواد پروتئینی) به طورمعمول PH حدود۱۰ – ۱۴ خواهد داشت ، درحالی که  PH 1.5-6 می تواند با یك پاک کننده اسیدی استفاده شده برای حذف مواد معدنی ته نشین شده و یا ضدعفونی کننده هایی با پایه اسیدی به دست آید .

حذف چربی، روغن و گریس

وجود چربی ها ، روغن و گریس (FOG) در فاضلاب لبنی می تواند باعث به وجود آمدن مشكلات بسیاری در سامانه های تصفیه بیولوژیكی فاضلاب موجود در محل و تأسیسات تصفیه خانه فاضلاب شهری شود. بنابراین ضروری است كه FOG ها قبل از تصفیه كاهش و یا به طور كامل حذف شوند . طبق گفته های IDF کارخانه های پردازش شیر مانند دستگاه های جداسازی شیر و همچنین کارخانه های سازنده كره ، پنیر ، کارخانه های جداسازی آب پنیر (مانند کارخانه كشك سازی) و دستگاه های بطری شیری مشكلات زیادی را با FOG تجربه کرده اند. فرآیندهای شیر بدون چربی به ندرت با این مشكلات مواجه می شوند .

تانک های (تله های) ثقلی

تانک ثقلی از سامانه های بسیار مؤثر و ایمن در اجرا و با كاركرد آسان است اما هزینه جاری زیادی دارد . در این سامانه ها جریان فاضلاب لبنی از یك سری سلول گذشته و توده چربی ها كه معمولاً در بالا شناور هستند با گیر افتادن درون سلول ها حذف می شوند. اشكالات زیادی در این سیستم مانند نیاز به نظارت و پاک سازی مرتب برای جلوگیری از ایجاد شدن FOG ها و همچنین كاهش بازدهی حذف در PH های بالاتر از ۸ وجود دارد .

سیستم شناورسازی با هوا و شناورسازی با هوای محلول

حذف مكانیكی FOG با شناورسازی هوای محلول (DAF) شامل هوادهی بخشی از فاضلاب بازیافت شده در فشار حدود ۴۰۰ – ۶۰۰ کیلو پاسکال در یك اتاقك فشار و سپس رها کردن آن در یك تانك شناورسازی حاوی پس آب های تصفیه نشده فرآیندهای لبنی است . هوای محلول تحت شرایط فشار نرمال اتمسفر در تانك شناورسازی به حباب های ریز هوا تبدیل می شوند. جامدات سنگین تشکیل شده ته نشین می شوند درحالی که حباب های هوا به ذرات چربی و دیگر مواد معلق باقی مانده از پساب در حال عبور متصل می شوند . لجن های به دست آمده حذف شده و اگر در یك تانك روباز ذخیره شوند تولید بو خواهند كرد . این ها مواد ناپایداری هستند كه ترجیحا باید بدون اختلاط با لجن های حاصل از دیگر فرآیندهای تصفیه بیولوژیكی و شیمیایی دفع گردند زیرا به سختی آب خود را از دست می دهند . زایدات FOG باید مطابق با روش های قبلی حذف و دفع شوند . سیستم DAF نیاز به تعمیر و نگهداری منظم و هزینه های اجرایی نسبتا بالایی دارد . شناورسازی با هوا مقرون به صرفه تر از سامانه های DAF است . حباب های هوا به طور مستقیم با استفاده از دستگاه های هوادهی به همراه یك پروانه به داخل تانك شناورسازی حاوی فاضلاب تصفیه نشده وارد می شود . انواع مختلف سامانه های شناورسازی با هوا در بازار موجود است كه شامل سامانه های هیدرو فلوت (Hydrofloat)  روبوسپ (Robosep)  شناورسازی خلایی ، شناورسازی الکتریکی (Electrofloatation)و زدا (zeda) است . مشكل اصلی DAF نیز FOG های آزاد است كه می توانند حذف شوند . بنابراین به منظور افزایش راندمان فرآیند جداسازی ، مواد محلول و FOG امولیسیدنه محلول باید تحت شرایط یك تصفیه فیزیكی شیمیایی درزمانی كه آب آزاد حذف می شود و مولکول های زائد در حال انعقاد برای تشكیل توده های بزرگ تر برای حذف آسان تر قرار گیرند .

تصفیه بیولوژیكی

تجزیه بیولوژیكی از گزینه های امیدواركننده برای حذف مواد آلی از فاضلاب لبنی است . هرچند تشكیل لجن به خصوص در طول فرآیند تجزیه بیولوژیكی هوازی منجر به ایجاد مشكلات جدی و هزینه های دفع می شود . این مشكلات می توانند به وسیله قابلیت جذب تركیبات خاصی آلی و همچنین فلزات سنگین سمی تشدید شود . اگرچه سامانه های بیولوژیكی دارای مزایایی مانند تحولات میكروبی مواد آلی پیچیده و امكان جذب فلزات سنگین توسط میکروب های مناسب است . فرآیندهای بیولوژیكی هنوز هم نسبتا ساده و دارای پتانسیل زیاد برای تركیب انواع مختلفی از طرح های بیولوژیكی برای حذف تركیبات انتخابی هستند .

سامانه های بیولوژیكی هوازی

روش های تصفیه بیولوژیكی هوازی بسته به رشد میکروارگانیسم ها در یك محیط غنی از اكسیژن به اكسید كردن مواد آلی پرداخته و آن ها را به دی اکسید كربن ، آب و مواد سلولی تبدیل می کند . به طور مثال  : دمای عملیات باید در حدود ۳۵ تا ۳۷ درجه سانتی گراد برای یک روند كارآمد حفظ شود همچنین نگهداری PH در محدوده ۷ بسیار مهم است و نتیجتاً جمعیت متان زاها به  PH بسیار حساس می باشند. نيتروژن آمونياكي در يك سيستم بی‌هوازی حذف نمی‌شود و با پساب هاضم تخلیه‌شده كه باعث افزايش اكسيژن خواهي آب دریافت‌کننده می‌شود. در این مرحله نياز به يك تصفيه مكمل براي رسيدن به استانداردهاي قابل‌پذیرش تخليه است .

سامانه های بیولوژیكی بی هوازی

هاضم های بی هوازی (AD) فرایندهای بیولوژیكی هستند كه توسط دسته ای از میکروب های فعال در یك سیستم بدون حضور پذیرنده الكترون اكسیژن اجرا می شوند . بیش از ۹۵ % از بارگذاری های آلی در یك جریان فاضلاب می توانند به بیوگاز (متان ، كربن دی اکسید ) تبدیل شود و باقیمانده آن ها برای رشد سلول ها و حفظ و نگهداری آن ها بكار می رود.

معایب سامانه های بی هوازی سرمایه گذاری بالا ، دوره شروع طولانی ، كنترل دقیق شرایط عملیات ، حساسیت زیاد نسبت به تغییر بارگذاری و شوک های آلی و همچنین وجود تركیبات سمی است.

روش انعقاد الکتروشیمیایی جهت تصفیه فاضلاب لبنی

کاربرد فن آوری های الکتروشیمیایی در صنعت آب و فاضلاب بسیار متنوع است. این تکنیک در موقعیت ها و صنایع مختلف در حذف دامنه وسیعی از آلاینده ها به کار گرفته شده است. ازجمله موارد کاربرد این تکنیک در صنعت آب و فاضلاب می توان به تصفیه آب، شکستن امولسیون های چربی و نفت در آب، حذف مواد آلی طبیعی از آب، فلوئورزدایی، حذف ترکیبات سولفاته، تصفیه فاضلاب های شهری و رستوران، حذف فلزات سنگین، حذف آرسنیک، حذف ترکیبات فنلی، تصفیه فاضلاب صنایع لبنی و تولید چیپس، تصفیه فاضلاب صنایع تولید مخمر و خمیرترش، تصفیه فاضلاب صنایع پرداخت فلزی، فاضلاب های رخشویخانه ها و صنایع نساجی و همچنین تصفیه فاضلاب های رادیواکتیو اشاره نمود. روش های الکتروشیمیایی شامل: الکتروکواگولاسیون، الکتروفلوکولاسیون و الکتروفلوتاسیون است. روش الکتروشیمیایی الکتروکواگولاسیون عوامل ناپایدار کننده­ای که باعث خنثی سازی لازم جهت جداسازی آلاینده ­ها می شود را تأمین می ­نماید. الکتروفلوکولاسیون نیز تولیدکننده عواملی است که پل­ سازی ذرات یا انعقاد را به پیش می ­برند. الکتروفلوتاسیون روشی است که طی آن آلاینده­ هایی نظیر چربی­ و روغن با حباب­های گاز که در سطح الکترود تشکیل شده اند (H2,O2) موردحمله قرارگرفته و همراه با این حباب­ها به سطح محلول منتقل می شوند. بدین ترتیب حذف آلاینده ­ها از سیستم با انجام کفاب گیری قابل حصول خواهد بود.

انعقاد و شناورسازی الکتریکی با استفاده از آند قربانی شونده به طور گسترده ای برای حذف ذرات معلق، ترکیبات آلی، رنگ، یون های فلزی و آنیون های غیر آلی و انواع ترکیبات مختلف از آب و فاضلاب موردبررسی قرارگرفته است.

فرآیند شامل ۳ مرحله است که عبارت اند از:

  • تشکیل کوآگولانت از طریق انحلال یون های فلزی از الکترود واکنش دهنده آند؛
  • ناپایدارسازی آلاینده ها، ذرات معلق و شکستن امولسیون ها؛
  • تجمع فازهای ناپایدار و تشکیل لخته.
  • مکانیسم کلی انعقاد و شناورسازی الکتریکی ترکیبی از عملکرد مکانیسم های مختلف به طور هم زمان است که به طور زنجیروار باعث تشدید عملکرد همدیگر می شوند. مکانیسم اصلی در فرآیند ممکن است از طریق فرآیندهای دینامیکی به عنوان واکنش های پیش رونده عمل کند و با توجه به نوع آلاینده و پارامترهای محیطی و عملیاتی تغییر نماید.

حباب های کوچک اکسیژن که به طور طبیعی در سطح آندهای آهنی یا آلومینیومی تولید می شود اکسیدکننده ایی قوی است که می تواند مولکول های مواد آلی را اکسید نماید و آن ها را به ذرات کوچک تر قابل تجزیه بیولوژیکی تبدیل نماید. حباب های هیدروژن تولیدشده در کاتد می تواند مولکول های آلی بسیار پایدار را اصلاح نموده و مقاومت آن ها را در برابر اکسیداسیون کاهش دهد. همچنین گازهای هیدروژن و اکسیژن حاصل از واکنش های الکترولیز می تواند در تصفیه بهتر آلاینده ها تأثیر بسزایی داشته باشد. گاز هیدروژن تولیدشده به اختلاط و شناورسازی هرچه بهتر محلول کمک می کند. هنگامی که یک لخته شکل می گیرد، گازهای الکترولیتیک تولیدی با چسبیدن به لخته و تولید نیروی غوطه وری باعث شناورسازی و حذف آلاینده ها در سطح مایع می شود.

مزیت های انعقاد و شناورسازی الکتریکی بر سایر روش های تصفیه فاضلاب لبنی

  • تولید پسابی با کمترین مواد جامد محلول (TDS) در مقایسه با روش های شیمیایی، علاوه بر این هزینه های لازم برای استفاده مجدد این چنین پساب هایی پایین است.
  • تجهیزات ساده و راهبری آسان و همچنین کمترین مشکلات بهره برداری در طول فرآیند در مقایسه با روش های شیمیایی و بیولوژیکی.
  • پساب حاصل از فرآیند انعقاد و شناورسازی الکتریکی شفاف، بی رنگ و بدون بو است.
  • لجن حاصل از فرآیند به آسانی ته نشین شده و آبگیری از آن به سهولت قابل انجام است، زیرا بخش عمده لجن از هیدروکسیدهای فلزی تشکیل شده است.
  • لخته های تشکیل شده در این فرآیند بزرگ تر از لخته های حاصل از فرآیند انعقاد شیمیایی است و میزان آب موجود در پیوندهای لخته کمتر، مقاومت به اسید بیشتر و پایدارتر است و درنتیجه می توان آن را به وسیله فیلتراسیون سریع تر جداسازی نمود .
  •  فضای موردنیاز جهت نصب تجهیزات و راه اندازی سیستم بسیار کم است.
  • عدم نیاز به خرید و مصرف مواد شیمیایی به صورت روزانه
  • عدم نیاز به اپراتور متخصص جهت راه اندازی
  • داشتن حداقل هزینه های جاری در امر تصفیه
  • رفع مشکل بو از پساب کارخانه با استفاده از روش انعقاد الکتریکی
  • نصب و راه اندازی سیستم در کمترین زمان ممکن

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *