طرح بررسی تصفیه فاضلاب صنایع غذایی

پروژه بررسی تصفیه فاضلاب صنایع غذایی در 72 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	سایر رشته ها
فرمت فایل	doc
حجم فایل	75 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	72

طرح بررسی تصفیه فاضلاب صنایع غذایی در 72 صفحه ورد قابل ویرایش

بخش اول : آب و خواص آن

1-1- موجودیت آب........................ ........................................................................................1                                                                                                                                                                  

1-2- منابع آب.........................................................................................................................1                   

1-2-1- آبهای سطحی............................................................................................................2                  

1-2-2- آبهای زیر زمینی......................................................................................................2                   

1-3- خواص آبهای آشامیدنی..............................................................................................2                   

                  1-3-1- خواص فیزیکی آب...................................................................................................2

1-3-2- خواص شیمیایی آب................................................................................................3                   

1-4- سختی آب.......................................................................................................................3                   

بخش دوم: آب در صنایع غذایی...............................................................................................................4

                      2-1- مصرف آب در صنایع غذایی ....................................................................................4

                  2-1-1- آلودگیهای ناشی از مصرف آب در فرآیندهای صنعتی ..................................4

 2-3- جنبه های تاریخی مصرف صنعتی آب ...................................................................5                

  2-3-1- میزان مصرف صنعتی آب در ایران ....................................................................6               

   2-4-  مزایای حاصل از کاهش مصرف آب ........................................................................6              

    2-4-1-  استفاده مجدد آب ...................................................................................................6             

                 2-4-2- بازچرخش یا ریسایکلینگ .....................................................................................6

2-5- انواع مصارف آب در صنایع غذایی ..........................................................................7                

    2-5-1- آب خنک سازی ..........................................................................................................8            

    2-5-1-1- انواع سیستم های خنک سازی .........................................................................8              

بخش سوم: انواع فاضلاب صنایع غذایی ..........................................................................................10

 3-1- ویژگیهای فاضلاب صنایع غذایی .......................................................................10                

                   3-1-1- صنایع تولید قند وشکر ...................................................................................11

                   3-1-2- صنایع تولید کمپوت وکنسرو ............................................................... .......12

                   3-1-3- صنایع نوشابه سازی .....................................................................................12

                   3-1-4 صنایع لبنیاتی ....................................................................................................12

                   3-1-5- صنعت تولید روغن نباتی ..............................................................................13

                   3-1-6- کشتازگاهها ومجتمعهای تولید گوشت .........................................................14

                   3-2- لزوم تصفیه فاضلاب صنایع غذایی .................................................................15

                   3-2-1- اثرات دفع فاضلاب صنایع غذایی به آبهای پذیرنده .................................15

                   3-2-1-1- مواد معلق ....................................................................................................16

                   3-2-1-2- املاح معدنی محلول ....................................................................................16

                   3-2-1-3- مواد آلی محلول ...........................................................................................16

                   3-2-1-4- اسیدها وقلیاها ............................................................................................16

                   3-2-1-5- مواد تولید کننده کف .................................................................................17

                   3-2-1-6- رنگ ...............................................................................................................17

                   3-2-1-7- آلودگیهای حرارتی .....................................................................................17

                   3-2-1-8- میکروارگانیسم ها .....................................................................................17

                   3-2-1-9- مواد شناور .................................................................................................18

                   3-3- استراتژی تصفیه ودفع فضولات صنعتی ......................................................18

                   3-3-1- تخلیه فاضلاب صنعتی به فاضلابروی شهری .........................................18

                   3-3-1-1- ملاحظات اختصاصی فاضلاب جهت تخلیه به فاضلاب شهری .........19

                   3-3-2- تصفیه اختصاصی فاضلاب صنعتی .........................................................20

                   3-3-3- تصفیه مشترک با صنایع دیگر ..................................................................20

                  3-3-4- تغییرواصلاح فرآیندهاجهت کاستن از حجم فاضلاب  غلظت آلاینده... 20

3-4- فاضلاب بهداشتی صنایع ...................................................................................21                       

بخش چهارم: روشهای تصفیه فاضلاب صنایع غذایی ................................................................22

                     4-1- تصفیه فیزیکی ..................................................................................................23

                     4-1-1- آشغالگیری ...................................................................................................23

                     4-1-2- دانه گیری ......................................................................................................23

                     4-1-4- شناورسازی .................................................................................................24

                     4-1-5- حوضهای متعادل کننده یا یکنواخت ساز ...............................................24

4-2- تصفیه شیمیایی ...............................................................................................26                     

.....................................................................................................26. ph4-2-1- تنظیم                     

                     4-2-2- اکسیداسیون مواد آلی مقاوم ....................................................................26

                     4-2-3- گند زدایی .....................................................................................................26

                     4-2-4- انعقاد و لخته سازی ..................................................................................27

                     4-2- جذب سطحی مواد آلی محلول و مقاوم .......................................................27

                     4-3- تصفیه بیولوژیکی .........................................................................................27

                     4-3-1- اصلاحات رایج در تصفیه فاضلاب  .......................................................28

.......................................................................................................28BOD                     4-3-1-1-

........................................................................................................28COD4-3-1-2-                

..........................................................................................................29TSS4-3-1-3-                

.......................................................................................................29TDS4-3-1-4-                      

4-3-2- اصلاحات رایج در راهبری تصفیه خانه................................................29                     

4-3-2-1- زمان ماند هیدرولیکی...........................................................................29                     

4-3-2-2- زمان ماند میکروبی...............................................................................29                     

...................................................................................................30MLSS4-3-2-3-                      

........................................................................................................30F\M4-3-2-4-                      

4-3-3- تصفیه هوازی فاضلاب.............................................................................30                     

4-3-3-1- تخلیه به آبهای طبیعی.........................................................................31                     

4-3-3-2- کاربرد فاضلاب در زمین.........................................................................32                  

4-3-3-3- برکه های تثبیت......................................................................................33                  

4-3-3-3-1- برکه های بی هوازی..........................................................................34                  

4-3-3-3-2- برکه های اختیاری.............................................................................35                  

4-3-3-3-3- برکه های هوازی................................................................................35                  

4-3-3-3-4- برکه های تکمیلی...............................................................................35                  

4-3-3-3-5- برکه های هوادهی.............................................................................35                  

4-3-3-4- صافی چکنده...........................................................................................36                  

4-3-3-5- تماس دهنده های بیولوژیکی چرخان.................................................37                  

4-3-3-6- سیستم لجن فعال...................................................................................37                  

4-3-4- روشهای بی هوازی تصفیه فاضلاب صنایع غذایی............................39                  

4-3-5- انواع سیستم های بی هوازی تصفیه فاضلاب.....................................39                  

4-3-5-1- سپتیک تانک...........................................................................................42                  

4-3-5-2- راکتور بی هوازی با بستر لجن رو به بالا.......................................44                   

4-3-5-3- صافی بی هوازی...................................................................................44                  

بخش پنجم: راهبری تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی.............................................46

  5-1- علل عدم موفقیت تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی...................46                  

 5-2- فاکتورهای موثر در راهبری تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی 47                

  5-2-1- شدت آلودگی فاضلاب خام.......................................................................47               

  5-2-2- مواد مغذی یا نوترینت ها....................................................................... 48               

5-2-2-1- بالکینگ.................................................................................................. 48                 

...................................................................................49    5-2-3- اکسیژن محلول                   

5-2-4- زمان ماند....................................................................................................50                 

  .............................................................................................................51ph5-2-5-                  

5-2-6- سمیت..........................................................................................................51                 

5-2-7- دما................................................................................................................52                 

5-2-8- اختلاط.........................................................................................................53                                  

5-2-9- میزان جریان ورودی..............................................................................54                  

5-3- پایستن فرآیند...............................................................................................54                  

 5-3-1- شاخصهای بصری...................................................................................54                 

5-4- شاخصهای آزمایشی ....................................................................................58                 

5-5- مشکلات سیستم های لجن فعال و رفع آنها..............................................59                   

 5-5-1- روشهای کلی تشخیص مشکلات............................................................59                

..........................................................................................60 BOD 5-5-2- حذف کم                

5-5-2-1- حذف بارهای آلی .................................................................................61                 

5-5-2-2- مواد سمی یا بازدارنده..........................................................................62                

5-5-2-3- دماهای پایین..........................................................................................62                

افزایش زمان ماند هیدرولیکی.................................................................................63                

.......................................................................................................63MLVSS افزایش                

......................................................................................63  نامناسب PH 5-5-2-4-                 

5-5-2-5- زمان هوادهی ناکافی.............................................................................64                

..................................................................................64  ناکافیMLVSS5-5-2-6-                 

منابع........................................................................................................................... 66                

 

 

 

 

بخش اول

 

آب وخواص آن

 

1-1- موجودیت آب

بعد  از انسان آب شاید یکی از اجزاء بی نظیرجهان هستی  باشد. آب ازدوعنصراکسیژن و هیدروژن  تشکیل  شده است که این  دو عنصر در شرایط  معمولی  بصورت  گاز می باشند. عنصر هیدروژن قابل اشتغال می باشد د رحالی که اکسیژن برای سوختن ضروری  می باشد با این  وجود آب آتش را خاموش می کند انسان  وسایرحیوانات وهچنین گیاهان  بدون آب نمی توانند به حیات خود ادامه دهند صنایع بدون آب نمی توانند به موجودیت  خود  ادامه دهند  درعین حال آب باعث مشکلات زیادی در صنایع می شود.

در بررسی دقیق خصوصیات آب همواره سئولاتی مطرح می شود از جمله اینکه آب چیست؟ از کجا می آید؟  چگونه و در چه شرایطی باید آب را مصرف کرد؟  چگونه باید با مشکلات ناشی از آب در صنعت مواجه شد؟ سرنوشت آب مصرف شده به کجا می انجامد وبا جریان فاضلاب چه باید کرد؟

آب  ماده ای حیاتی است که حدود 60 تا 70 درصد وزن انسان رشد یافته را تشکیل می دهد و بعد از اکسیژن  مهمترین  ماده برای  زیستن  می باشد. دو سوم سطح زمین را آب گرفته است و بطور کلی می توان گفت که منابع موجود آب دو نوع است :

1- آبهای زیرزمینی

2- آبهای سطحی

بر حسب نوع منبع نوع آب و مواد موجود در آن متفاوت می باشد.

1-2-1-  آبهای سطحی

1- آبهای جوی

آب باران در پاره ای  نقاط برای مصارف عمومی مورد استفاده قرار می گیرد مناطقی که پوشیده از زمینهای آذرین ویادریاچه هایی که دراین نوع زمینها می باشند وسفره های آب دارزیرزمینی وجود نداشته باشد از آبهای جوی استفاده می شود.

2- آب رودخانه ها

رودخانه ها و نهرها  بوسیله  چشمه ها  و آبهای  جاری تغذیه می شوندآبدهی آنها  معمولا زیاد  ودر فصول مختلف دارای درجه حرارت متفاوت می باشند.

3- آب دریاچه ها و مخازن

آب  دریاچه ها  می تواند  برای  مصارف  شرب  مورد استفاده  قرا رگیرد دریاچه های مصنوعی یا مخازن آب برای مصارف شهرهای بزرگ ویا تنظیم آب مصرفی نیز بکار می روند.

4- آب دریاها

عظمت دریاها بشر را از گذشته دور به فکر استفاده از این منابع به منظور مصارف صنعتی وشرب کشانده است  ولی  می دانیم که این عمل  به  سادگی انجام پذیر نیست. آب دریاها 98 % کل آب آزاد موجود در سطح زمین است.

1-2-2-  آبهای زیرزمینی

چشمه های رگه های آبهای زیرزمینی می توانند آب خالص طبیعی را با ترکیبی  مناسب برای شرب در اختیار انسان  قرار دهند  ترکیب این آبها به صورت مختلف چون  چشمه جریان آبهای زیرزمینی سفره آبهای آبرفتی و منابع عمیق می باشند.          آلودگیها بسیار متنوعند واز منابع مختلف و به راههای گوناگون وارد آب می شوند.

علت آلودگی هر چه  باشد  آب  را هنگامی آلوده  می نامیم  که میزان مواد خارجی موجود  در آن به اندازه ای باشد که استفاده از آن سبب بروز اثرات زیان آور به راههای  مختلف  گردد.

خواص آب به دو دسته فیزیکی وشیمیایی تقسیم می گردد:

1-3- خواص آبهای آشامیدنی

1- خواص فیزیکی آب

2- خواص شیمیایی آب

1-3-1- خواص فیزیکی آب

خوش طعم وخوش بو بودن آب دلیل برخوبی آن نمی باشد.چنانچه آبی ممکن است خوش طعم وخوش بو باشد منتهی قابل نوشیدن نباشد به طورکلی چهار حس انسان در مورد خواص فیزیکی آب قضاوت می کنند:

1- حس بینایی (برای تشخیص رنگ وکدری )

2- حس چشایی ( برای تشخیص مزه )

3- حس بویایی ( برای تشخیص بو )

4- حس لامسه ( برای تشخیص حرارت آب )

 

 

1-3-2- خواص شیمیایی آب

خواص شمیایی آب  با آزمایشهایی که روی  آن انجام می گیرد مشخص می گردد. مهمترین  خواص شیمیایی آب عبارتند از:

1- خاصیت اسیدی و بازی

2- قدرت اسیدی

3- قدرت قلیایی

4- کربناتها

5- بی کربناتها

6- هیروکسیدها مثل سود و آهک

1-5- سختی آب

سختی آب مربوط به املاح خاصی است که در آب وجود دارد مانند بیکربنات کربنات کلرید سیلیکات ونیترات که بصورت محلول در آب وجود دارند.

سختی  کل  شامل سختی موقت  یا سختی کربناتی  به اضافه سختی دائم یا سختی غیر کربناتی است. سختی آب در اثر جوشاندن آب ته نشین می شود وجرم داخل ظرف را تشکیل می دهد.

 

 

 

بخش دوم

 

آب در صنایع غذایی

 

 

2-1- مصرف آب در صنایع غذایی

استفاده از آب در تمام صنایع وبه ویژه صنعت غذایی امری رایج بوده وبدون حضور این ماده حیاتی انجام فعالیتهای صنعتی غیر ممکن خواهد بود.مثالهای ارائه شده در زیر نمونه هایی ازاهمیت آب درعملیات کارخانه های صنعتی است.

1- تولید کاغذ منسوجات و همچنین مواد غذایی

2- انتقال مواد اولیه (چغندر شستشوی خاکستر و رسوبات زائد کوره های بلند ذوب آهن)

3- آبکشی وشستشو در صنایع (لبنیات نوشابه سازی داروسازی وآبکاری)

4- سرد کردن محصولات (صنایع آبکاری)

5- تهویه مطبوع ودهها مصرف دیگر

مقدارمصرف آب با توجه به فرآیند تولید وسطح فن آوریهای مورداستفاده درهرواحد صنعتی متفاوت می باشد.

موارد اصلی استفاده های آب در صنعت را می توان به صورت ذیل خلاصه کرد

- تولید انرژی از طریق تهیه بخار

- انتقال حرارت

- انتقال وجا به جا کردن مواد خام یا محصولات زائد

- فعالیتهای مکانیکی

- تولید محصول

2-2-1- آلوذگیهای ناشی از مصرف آب در فرایندهای صنعتی

از آنجا که آب حلال خوبی در طی تماس با مواد آنها را در خود حل کرده و همچنین قادر است مواد معلق ریز ونامحلول را نیز با خود نماید به همین دلیل درآب مصرف شده هرفرآیند صنعتی تغییراتی حاصل می شود که ممکن است فیزیکی شیمیایی ویا بیولوژیکی باشد . نمونه های زیر مواردی از این تغییرات می باشند :

الف- افزایش دما

ب- انحلال گازها گردوغبار یا محصولات شیمیایی ویا بلعکس حذف گازها

ج- سوسپانسیون شدن انواع ذرات

د- انحلال ترکیبات آلی و معدنی مختلف

ه- ورود روغن گریس ومواذ نرم کننذه مورد استفاده در صنعت

1-3- جنبه های تاریخی مصرف صنعتی آب

طی قرن گذشته رشد عظیمی درمصرف آب فرآیندهای صنعتی روی داده است. بر اساس بررسیهای

انجام شده علت اصلی افزایش مصرف آب صنعتی آب تا سال 1349 افزایش تولید بود بعدازسال 49 این روند شروع به تنزل نموده وحتی دربرخی موارد مصرف آب کاهش یافت  دلایل کاهش مصرف می تواند به صورت زیر خلاصه شود:

1- محدودیت منابع آب وافزایش میزان آلودگی در اثر ورود فاضلابهای صنعتی

2- افزایش هزینه تولید آب از جمله هزینه پمپاژ وتصفیه به دلیل آلودگی بالاتر

3- افزایش هزینه تصفیه فاضلاب تولید شده در صنایع به دلیل فشارهای سازمانهای دولتی

4- تغییر و به کار گیری فن آوریهای نوین و پیشرفته تولیدی در صنعت

در زمینه کاهش مصرف آب در صنعت باید به این مساله توجه داشت که مصرف ویژه آب در واحد تولید برای هرصنعت به طورچشمگیری از یک کشور به کشور دیگر واز یک ناحیه به ناحیه دیگردر در همان کشور متفاوت است . به عنوان مثال میزان مصرف آب به ازای هر تن محصول تولید شده روغن نباتی درکارخانه ای واقع در تهران وکارخانه ای دیگردر یکی ازاستانهای کشورمتفاوت است این تفاوتها  به انتخاب فناوری نوع  آب وهوا در دسترس بودن آب  و بسیاری ازعوامل دیگربستگی دارد .

 

 

 

 

3-2-  لزوم تصفیه فاضلاب صنایع غذایی

تصفیه فاضلابهای شهری وصنعتی واز جمله صنایع غذایی به دلایل زیر انجام می شود:

الف: تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم وحفظ وارتقای سلامتی آنها

درمیان صنایع غذایی فاضلابهایی چون فاضلاب کشتارگاهها حاوی مقادیرمتنابهی از میکروارگانیسم های بیماریزا می باشدکه درصورت ورود به منابع آب سطحی وزیرزمینی موجب آلوده شدن آنها به جرمهای پاتوژن شده ودراثرتماس انسان بااین منابع خطرگسترش بیماریهای ناشی ازعوامل بیماریزا د ر بین  مردم بوجود می آید. از جمله این بیماریها می توان  به انواع  گاستروانتریت های  ناشی از انتروباکترها (باکتری روده ای ) اشاره کرد.

ب:حفظ وپاک نگهداشتن محیط زیست از آلودگی

ورود  فاضلابهای  تصفیه نشده  به محیط  زیست علاوه بر آلودگی ها وایجاد خطرهای مستقیم برای بهداشت  مردم  نتایج دیگری از قبیل ایجاد مناظر زشت بوهای  ناخوشایند  وسرانجام  تولید حشرات مخصوصا مگس وپشه را به همراه دارداین حشرات وسیله ای برای جابجا شدن میکروبهای بیماریزا  و آلوده سازی محیط با این میکروب ها می باشند.

ج: بازیابی واستفاده مجدد از فاضلاب

به طورکلی فاضلاب به دلیل پایین بودن نمکهای معدنی محلول نسبت به آب دریاها جزءآبهای شیرین اما آلوده محسوب می شوداستفاده مجدد وبهره گیری ازفاضلاب تصفیه شده به جای آب شیرین جهت آبیاری کشاورزی و همچنین  فضاهای سبز و... دارای  فواید اقتصادی  فراوانی بوده  ودر مقایسه با شیرین سازی آب شور دریاها  به مراتب ارزان تر می باشد. این  مسئله در کشور ما  که در بسیاری از نقاط آن مردم با کمبود آب شیرین مواجه هستند حایز اهمیت بوده و از مصرف آب آشامیدنی برای کشاورزی جلوگیری می کند. لازم به ذکراست که استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده جهت آبیاری کشاورزی  به  دلیل  وجود مواد مغذی همانند ازت  و فسفر افزایش  محصولات  کشاورزی و کاهش مصرف کودهای شیمیایی ودر نتیجه صرفه جویی اقتصادی را سبب می شود.

3-2-1- اثرات دفع فاضلاب صنایع غذایی به آبهای پذیرنده

در کشور ایران به دلایل مختلف از جمله عدم  بهره گیری از تکنیکهای  باز چرخش و استفاده  مجدد فاضلابهای ایجادشده اکثرابدون تصفیه یاباتصفیه ناقص وارد رودخانه ها  می شوند . تخلیه فاضلابها (صنعتی وغیر صنعتی ) به آبهای پذیرنده بدون اینکه تصفیه ای برروی آنها انجام شده باشد بر حسب نوع ماده آلوده کننده ای که دربردارد باعث آلودگیهای مختلف می شود که در زیر به اختصار به هر یک از آنها اشاره می شود.

 

3-2-1-1- مواد معلق

ورود مواد معلق در آبهای پذیرنده در درجه اول موجب افزون شدن رسوبات در عمق رودخانه و بر هم زدن تعادل اکولوژیکی موجودات کف زی می شود که از آن جمله به از بین رفتن تخم ماهیها می توان اشاره کرد. علاوه بر این افزایش کدورت آب نیز منظره نامطلوبی به آب می دهد.هزینه تصفیه آب در نتیجه افزایش مواد معلق بالا رفته ودر عمل گندزدایی نیز مقدار زیادتری کلر مصرف خواهد شد.

3-2-1-2- املاح معدنی محلول

املاح معدنی  محلول به طور طبیعی در اکثر فاضلابهای  صنعتی وجود دارد که تخلیه آنها به آبهای پذیرنده دربعضی موارد ازموارد سختی آب را بالا می برد. به عنوان نمونه در منطقه صنعتی غرب تهران که فاضلابها از طریق چاه جذبی دفع می شود شاهد افزایش سختی آب در چاههای پایین دست هستیم که هزینه تصفیه آب را افزایش داده است.

از مسایل دیگر افزایش شوری آب است که از نظرمصارف کشاورزی و دامداری مشکلاتی را ایجاد می کند. وجود ازت و فسفر نیز مشکل عمده دیگری است که باعث باتلاقی شدن منابع آب می شود.

3-2-1-3- مواد آلی محلول

مواد آلی محلول در فاضلابها شامل پروتئین هاهیدروکربورها پاک کننده ها فنل ها حشره کش ها آفت کشها وبسیاری از ترکیبات دیگرمی باشد که با ورود به منابع آب اثرات نامطلوبی را ازخود بر جای می گذارند. می توان  گفت  که عمده ترین هدف  تصفیه فاضلاب  در حالت متداول حذف موادآلی از جریان فاضلاب است فاضلاب حاوی این مواد زمانی که وارد آبهای پذیرنده می شوند در درجه اول اکسیژن محلول درآب را کاهش داده وایجاد بوو گندیدگی طعم ومزه نامطبوع ومنظره زشت می کند. از سوی  دیگر اگر مواد آلی غیر قابل تجزیه بیولوژیکی باشد در محیط وبدن  موجودات زنده انباشته شده  و در نهایت از طریق  چرخه حیات وارد بدن انسا ن ها می شود  بسیاری از این  مواد خاصیت سرطانزائیشان به اثبات رسیده است.

3-2-1-4- اسیدها وقلیاها

فاضلابهای اسیدی وقلیایی علاوه بر اینکه آب را از جهت مصارف شرب تفریحی وشنا نامطلوب می سازد زندگی آبزیان را نیز به خطر می اندازد از طرفی وجود آنها در آب رشد نامطلوب میکروبهای چرخه گوگرد (سولفوباکترها ) وهمچنین فروباکترها را باعث می شود. وجود اسیدها درآب خاصیت خورندگی آب را بالا می برد ودر صورت استفاده برای آبیاری مزارع را از بین خواهد برد.

 

 

 

3-2-1-5- مواد تولید کننده کف

این مواد شامل دترجنت ها وسورفاکتانت هامی باشند که همراه فاضلاب وارد آب می شوند. دترجنت ها به مقدارزیاد مخصوصا درصنایع غذایی به دلیل رعایت بهداشت وهمچنین سایرمصارف از جمله کاهش اصطکاک مورد استفاده قرار می گیرند.

پس از تخلیه درآبهای پذیرنده این مواد کف زیادی را در سطح آب بوجود می آورند که این علاوه بر ایجاد  منظره  نازیبا  مانع از تبادلات اکسیژن در آب شده و با کاهش اکسیژن محلول حیات آبزیان به مخاطره می افتد.

3-2-1-6- رنگ

بعضی از فاضلابهای صنعتی مانند فاضلاب  کارخانه های صابون سازی شیمیایی و کشتارگاهها بر حسب موادرنگی موجود قادرندرنگ آب پذیرنده را تغییر دهند که شاخص آلودگی آب است. ترکیبات رنگی با  حذف طول  موجهای نور خورشید عمل فتوسنتتیک آب را کاهش داده و علاوه بر بد منظره کردن آب درصورتی که ناشی ازذرات معلق یاکلوئیدی باشند می توانند مانع ازجذب اکسیژن اتمسفر شوند.

3-2-1-7- آلودگیهای حرارتی

آلودگی حرارتی سه اثر عمده در اکوسیستم آبی ایجاد می کند:

1- میزان اکسیژن  محلول  د رآب  را  کاهش  می دهد این  کاهش همزمان  با افزایش  رشد و تعداد میکروارگانیسم های آبزی  است  که از این جهت  چرخه  بسیاری از موجودات  از بین رفته ومرگ ماهیان وگیاهان آبزی را شاهد خواهیم بود.

2- افزایش دمای آب رودخانه پذیرنده اثر مستقیم روی قابلیت تصفیه خودپالایی خواهد داشت.

3- افزایش درجه حرارت  آب ممکن است به  حدی برسد که خود باعث مرگ  موجودات آبزی شود. بر اساس فوق مشاهده می شود که ورود آلودگی حرارتی به آب قادر است سیستم موجودات آبزی را به کلی تغییر دهد.

3-2-1-8-  میکروارگانیسم ها

فاضلابها بر حسب منشا ممکن است حاوی میکروارگانیسم ها باشند (فاضلاب دباغی ونساجی ) که با تخلیه به آبها موجب افزایش باکتری های آب می شوند.

باکتری ها به دو دسته تقسیم می شوند:

1- باکتری های غیر بیماریزا که باعث  تسریع  تجزیه  موادآلی رودخانه  شده و اکسیژن محلول  را کاهش می دهند.

2- باکتری های بیماریزا  که باعث شروع  بیماری می شوند مانند افزایش ابتلا  به سیاه زخم  در اثر تخلیه فاضلابهای صنایع دباغی.

 

3-2-1-9- مواد شناور

مواد شناور شامل روغن گریس وسایر موادی است که بر روی آب به صورت شناور باقی می مانند این مواد دراکثرفاضلابهای صنعتی مخصوصا صنایع غذایی وجوددارندکه نه تنهامناظر ناخوشایندی در منابع آب سطحی دریافت کننده پساب ایجاد می کند بلکه تبادلات را از هوا به اکسیژن  کاهش داده و همچنین مانع عبور نور از سطح به داخل آب شده ورشد گیاهان آبزی را به خطر می اندازد.

3-3- استراتژی تصفیه ودفع فضولات صنعتی

مصرف آب جزء غیرقابل قبول اجتناب درصنایع غذایی می باشد که درطی مصرف درصدی از آب به فاضلاب تبدیل می شود. این  درصد  گاهی  به 80 تا 90 % بالغ می شود.  فاضلاب  تولید شده با توجه به آلاینده های بوجود آمده و با توجه به اثراتی که در اثر تخلیه به آبهای پذیرنده ایجاد می نماید لازم است تصفیه شود.

انتخاب روش تصفیه به عوامل مختلفی بستگی  دارد  که بر حسب شرایط  موجود نوع  تصفیه متاثر می شود. برای تصفیه و دفع فاضلاب صنایع غذایی به طور کلی می توان چهار استراتژی را اتخاذ نمود:

1- تخلیه فاضلاب صنعتی به فاضلاب شهری

2- تصفیه اختصاصی فاضلاب صنعتی

3- تصفیه مشترک با صنایع دیگر

4- تغییر واصلاح فرآیند به منظور کاستن از حجم فاضلاب وکاهش غلظت آلاینده ها

3-2-1- تخلیه فاضلاب صنعتی به فاضلابروی شهری

درمناطقی که با کمبود زمین مواجه هستند با لحاظ نمودن ترکیب فاضلاب می توان ازتصفیه مشترک بهره جست. انجام تصفیه مشترک فاضلاب صنعتی وشهری دارای منافع زیر است:

 الف- افزایش جریان که می تواند موجب کاهش نسبت جریان حداکثر به جریان متوسط گردد.

ب- استفاده بهتر از زمینهای موجود در مناطقی که کمبود زمین وجود دارد.

ج- دفع موثر لجنهای باقیمانده از تصفیه مجموعه فاضلاب در تاسیسات مشترک تصفیه فاضلاب

د- مصرف مواد غذایی (نوترینت ها ) موجوددر فاضلابهای خانگی برای کمک به تصفیه بیولوژیکی فاضلابهای صنعتی فاقد مواد مزبور

 

 

 

راهبری تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی

 

 

5-1-علل عدم موفقیت تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی

بر اساس تحقیق انجام یافته متأسفانه بیشتر تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی موجود در کشور یا پس از گذشت مدت کوتاهی از راهبری ، به کلی از کار افتاده اند و با اینکه با بازدهی پایین راهبری می شوند. دلایل گوناگونی برای بروز این مشکل ذکر شده است. عوامل دخیل در این مسئله به ترتیب اهمیت عبارتند از :

    ·    راهبری نادرست تصفیه خانه ها به علت عدم آشنایی گردانندگان (اوپراتورهای) تصفیه خانه با اصول و مبانی تصفیه فاضلاب
    ·    اهمیت ندادن و کوچک شمردن اداره تصفیه خانه فاضلاب از جانب مدیران صنایع و تفکر سطحی و گاهاً نادرت نسبت به این موضوع.
    ·        عدم توجه مهندس طراح به بروز تنگناهای احتمالی در حین بهره برداری از تصفیه خانه.
    ·        عدم انتخاب روش مناسب جهت تصفیه فاضلاب.
    ·    عدم آگاهی برخی از مهندسین طراح نسبت به ویژگیهای فاضلاب و استفاده نادرست از داده ها و اطلاعات موجود در کتابهای خارجی.

راهبری نادرست تصفیه خانه ها عمدتاً از دیدگاه نادرست نسبت به تصفیه خانه و عملکرد آن ناشی می شود. اغلب گردانندگان تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی بر این باورند که تصفیه بیولوژیکی- که از قدرت میکروارگانیسم ها برای انجام تصفیه استفاده می نماید- قادر است ورود هر نوع ماده آلاینده را به هر میزانی (شوکهای آلی و سمی ) تحمل کرده و آلاینده ها را تصفیه نماید. در حالیکه آنان غافل از این نکته اند که میکروارگانیسم ها و در رأس آنها باکتری ها که عمل تصفیه را از طریق جذب ، هضم و تثبیت مواد آلی انجام می دهند همانند سایر موجودات زنده باید مواد غذایی را به شکل مناسب و در حد متعادل در اختیار داشته باشند تا قادر به به کارگیری این مواد در متابولیسم خود شوند .

5-2- فاکتورهای مؤثر در راهبری تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی

در فصول پیشین عنوان شد که اولین گزینه برای تصفیه فاضلاب حاصل از صنایع غذایی با توجه به کیفیت و قابلیت تجزیه زیستی آنها، سیستم تصفیه بیولوژیکی می باشد. در بین سیستمهای تصفیه بیولوژیکی نیز، فرآیند لجن فعال از اهمیت و سابقه زیادی برخوردار است که در صورت طراحی مناسب و راهبری شایسته ، قدرت بالایی در حذف مواد آلی از فاضلاب و در نتیجه راندمان بالایی دارد. راندمان این سیستم ها در صورت راهبری مناسب تا بالاتر از 95% در حذف BOD5 گزارش شده است.

دراین بخش کوشش شده است تا عوامل مؤثر در راهبری تصفیه خانه های لجن فعال مورد بررسی قرار گرفته و شیوه های برخورد با مشکلات حاصل در تصفیه خانه به اجمال توضیح داده شود. فاکتورهای مؤثر در راهبری سیستمهای لجن فعال را می توان به صورت زیر خلاصه کرد :

-         شدت آلودگی فاضلاب خام

-         مواد غذایی

-         اکسیژن محلول

-         زمان ماند

-         PH

-         سمیت

-         دما

-         اختلاط

-         هیدرولیک

5-2-1- شدت آلودگی فاضلاب خام

بر اساس بررسی های به عمل آمده تغییرات شدت آلودگی فاضلاب یکی از عوامل مؤثر در فرآیند تصفیه است. مواد آلی موجود در فاضلاب به صورت منبع غذایی برای باکتری ها در سیستم لجن فعال عمل می کند بنابر این هر تغییر قابل توجهی در خصوصیات فاضلاب (یعنی باردهی BOD5) در رشد میکروارگانیسم های سیستم تصفیه مؤثر خواهد بود. اگر بارگذاری به طور قابل توجهی افزایش یابد، ممکن است غذایی خیلی زیاد برای میکروارگانیسم ها در سیستم وجود داشته باشد. افزایش غذا به منزله سوخت اضافی برای تولید سلول های جدید است که میزان رشد باکتری ها را بالا می برد. نتیجه امر این است که زمان ماند میکربی در سیستم کوتاه یا سن لجن، جواد خواهد شد. در این حالت جمعیت بیولوژیکی در محیط زیست خود پراکنده شده و ته نشینی در حوضچه ته نشینی ثانویه رضایت بخش نخواهد بود.

علاوه بر این ، اگر چنانچه تمام بار اضافی BOD در سیستم مصرف نشود و میکروارگانیسم ها نتوانند آن را جذب کنند ، این BOD اضافه بدون هیچ عمل تصفیه ای از سیستم خارج شده و در نتیجه استانداردهای خروجی پساب تدوین شده از طرف سازمان حفاظت محیط زیست رعایت نخواهد شد.

چنانچه بارگذاری آلی (BOD5) کافی نباشد میزان رشد کم شده در نتیجه جمعیت بیولوژیکی نیز افت خواهد نمود. در اثر این امر لخته های (فلوک ها) درشت به سرعت ته نشین می شوند ولی ذرات کلوئیدی قادر به ته نینی نبوده و پساب خروجی تصفیه خانه حاوی مقادیر قابل توجهی مواد معلق ریز خواهد بود. بر اساس توضیحات فوق نتیجه می شود که بین کمیت غذای اضافه شده در سیستم لجن فعال و توده بیولوژیکی موجود در سیستم باید تعادل مطلوب برقرار شود.

5-2-2- مواد مغذی یا نوترینت ها

همانگونه که هر موجود زنده برای حفظ بقای خود به غذا نیازمند است، میکروارگانیسم های موجود در فرآیند لجن فعال نیز به مواد مغذی نیاز دارند. مهم ترین مواد مغذی مورد نیاز باکتری ها ازت و فسفر می باشد. معمولاً در فاضلابهای خانگی نوترینتها به اندازه کافی وجود دارد اما به فاضلابهای صنعتی اغلب بایستی مواد مغذی اضافه شود. در میان صنایع غذایی فاضلاب صنایعی مانند شیر پاستوریزه یا کشتاراهها اکثراً به مقدار کافی دارای مواد مغذی (ازت و فسفر) هستند اما در صنایع نوشابه سازی به دلیل نقصان مواد مغذی در فاضلاب، برای عملکرد مناسب سیستم تصفیه، این مواد باید به مقدار مطلوب و مورد نیاز افزوده شود. در اغلب موارد ازت(N) به صورت آمونیاک و فسفر (P) به صورت اسید فسفریک اضافه می شود. باکتری ها به ازت برای تولید مثل ( یعنی ایجاد باکتری دیگر ) و به فسفر برای ساختن آنزیم ها، که در شکستن مواد و ملکول های آلی فاضلاب به کار می رود، نیاز دارند.

5-2-2-1- بالکینگ

کمبود ازت در محط سبب رشد رشته ای شکل و یا پراکنده جمعیت بیولوژیکی و در نتیجه ته نشینی ضعیف می شود. وانگهی فقدات ازت مانع تولید سلول های جدید است. یعنی در حالی که باکتری های موجود در سیستم ، عمل حذف BOD را انجام می دهند اما تولید مثل باکتریایی صورت نمی گیرد و در نتیجه میکروارگانیسم ها فرآورده های فرعی اضافی از دیواره سلولی خود ترشح می کنند که تشکیل فلوک کرکی را می دهد که قدرت ته نشینی آن کم است. در اصطلاح عملی به رشد میکروارگانیسم های رشته ای در سیستم های لجن فعال که اکثراً به دلیل کبود مواد مغذی(ازت و فسفر) صورت میگیرد و مانع ته نشینی مناسب ذرات لخته شده و حجیم شدن لجن می شود، بالکینگ اطلاق می شود که یک مشکل شایع در اکثر تصفیه خانه های فاضلاب شهری و صنعتی در سراسر جهان است. برای برخورد با مشکل بالکینگ در سیستم های لجن فعال دانشمندان متخصص راهکارهای متفاوتی را پیشنهاد کرده اند. این راهکارها به دو دسته عمده تقسیم می شوند:

الف : به کارگیری روش مناسب جهت گزینش  میکروارگانیسم هایی که قدرت زیادی در تشکیل لخته خوب ته نشین شونده دارند.

ب : استفاده از روشهایی که علائم حاصل از بروز بالکینگ را به طور موقت رفع می کنند.

از جمله استراتژی های گروه الف ، می توان به کارگیری حوضهای ته نشینی ثانویه به صورت سری اشاره کرد. در این حالت اولین حوض ته نشینی ثانویه برای تغلیظ بجن و برگشت آن به حوض هوادهی استفاده شده و دومین حوض ته نشینی ثانویه برای زلال سازی پساب خروجی مورد استفاده قرار میگیرد. بر اساس تحقیقات انجام شده در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی این سیستم کارایی بالای خود را در جلوگیری و رفع مشکلات حاصل از روی دادن بالکینگ نشان داده است . از دیگر روشهای این گروه به کارگیری سلکتورها(Selector) می باشد. روشهای گروه دوم همان گونه که اشاره شد علایم ایجاد شده( ته نشینی ضعیف ) را به طور موقت رفع می کند. از جمله این روشها می توان به کلر زنی لجن و افزایش مواد مغذی اشاره کرد.

بر اساس یک محاسبه سرانگشتی ، برای حذف 100 کیلو BOD از فاضلاب 5 کیلو ازت و 1 کیلو فسفر لازم است یعنی نسبت BOD5/N/P برابر 1/5/100 می باشد. در صورتی که لازم باشد مواد مغذی (P,N) به سیستم اضافه شود، به منظور اطمینان از وجود میزان کافی آنها باید مقدار ناچیزی ازت و فسفر در پساب تصفیه خانه باقی بماند . میزان دقیق ان مقدار باقیمانده وابسته به محدودیتها و استانداردهای خروجی پساب تصفیه خانه است، چرا که در صورت وجود بیش از حد مواد مغذی در پساب خروجی تصفیه خانه های فاضلاب و ورود این پساب به منابع آبی پذیرنده ، پدیده اوتریفیکاسیون در اثر رشد بیش از حد جلبکها به وجود می آید که منجر به باتلاقی شدن محیط می شود. در دهه های اخیر برای رفع این مشکل، سیستم های تصفیه پیشرفته برای حذف N و P از پساب تکامل یافته است که از جمله این سیستم ها می توان به نیتریفیکاسیون- دنیتریفیکاسیون بیولوژیکی اشاره کرد.

5-2-3- اکسیژن محلول

در صورتی که سیستم تصفیه به کار گرفته شده برای تصفیه فاضلاب صنایع غذایی از نوع هوازی باشد تأمین اکسیژن لازم برای نگهداری جمعیت باکتریهای هوازی و رشد و تکثیر آنها امری ضروری و حیاتی است. بدون وجود اکسیژن کافی در حوض هوادهی، باکتری ها قادر به انجام تثبیت هوازی مواد نبوده و در نتیجه سیستم ، بی هوازی خواهد شد. نتیجه این امر کاهش حذف BOD، افت راندمان تصفیه و ایجاد بوهای نامطبوع و آزار دهنده خواهد بود. برای جلوگیری از بروز چنین اثراتی و اطمینان از وجود اکسیژن کافی در سیستم ، باید غلظت اکسیژن محلول در حوضچه هوادهی تصفیه در حدود یک تا دو میلی گرم در لیتر (mg/l 2-1) نگهداری و حفظ شود.

تغییرات فصلی در میزان اکسیژن رسانی به حوضچه هوادهی و نگهداری غلظت اکسیژن محلول در حد مناسب تأثیر گذار می باشد. در ماههای گرم تابستان که فعالیت متابولیکی افزایش می یابد باکتری ها نیاز به اکسیژن بیشتری خواهند داشت. از سوی دیگر چون دمای فاضلاب بالا می رود مقدار اکسیژن محلول از حد اشباع (یعنی میزان اکسیژنی که می توان در آب محلول یافت) پایین تر می رود. این دو پدیده سبب نیاز به ورود اکسیژن بیشتری در تابستان به سیستم تصفیه می شود تا غلظت اکسیژن محول حوضچه هوادهی در حد 1 تا 2 میلی گرم در لیتر حفظ شود.

در ماههای سرد زمستان عکس قضیه صادق است چرا که فالیت باکتریایی کاهش یافته و از سوی دیگر پتانسیل انحلال اکسیژن تا حد اشباع بالا می رود، در نتیجه در این دوران به هوای کمتری برای تأمین اکسیژن حوضچه های هوادهی نیاز است.

بر اساس توضیحات فوق لازم است تا اپراتورهای سیستم های تصفیه فاضلاب صنایع غذایی ، شرایط فصلی را در راهبری سیستم تصفیه در نظر داشته و بر حسب شرایط با تغییر قدرت هواده های حوض هوادهی مقدار اکسیژن را در سطح لازم و مطلوب نگهداری کنند.

5-2-4- زمان ماند

زمان ماند را به طور ساده با استفاده از این مثال می توان تعریف کرد: اگر شیر آب بازی رادر نظر بگیریم، مدت زمانی که طول می کشد تا آب در ظرفی پر شده و سر ریز شود، زمان ماند آن ظرف در نظر گرفته می شود. بنابر این اگر برای پر شدن یک ظرف یک ساعت زمان لازم باشد زمان ماند آن ظرف یک ساعت خواهد بود. به عبارت دیگر جریانی که وارد ظرف می شود یک ساعت طول خواهد کشید که از ظرف خارج شود. در تصفیه خانه فاضلاب ، زمان ماند هیدرولیکی در حوض هوادهی عبارت از مدت زمانی است که باکتری ها در تماس با فاضلاب هستند. برای اینکه باکتری ها قادر به جذب و تحلیل مواد آلی فاضلاب باشند بایستی زمان تماس آنها با مواد آلی کافی باشد. چنانچه زمان ماند در حوضچه هوادهی خیلی کوتاه باشد، تمام مواد آلی حذف نخواهند شد و پساب دارای BOD بالایی خواهد بود.

همچنین در حوضچه های ته نشینی برای اینکه لخته های تشکیل شده فرصت کافی برای ته نشینی داشته باشند تأمین زمان ماند کافی عامل مهمی است. باید خاطر نشان کرد اگرچه زمان ماند هیدرولیکی عامل مهمی در راهبری تصفیه خانه است اما اپراتور تصفیه خانه به طور طبیعی کنترل چندانی بر آن ندارد. کنترل زمان ماند می تواند از طریق در نظر گرفتن ظرفیت اضافی حوضچه های هوادهی در حال سرویس و در خارج از سرویس صورت پذیرد. این ظرفیت اضافی باید به گونه ای باشد که جوابگوی تغییرات بارگذاری آلی و تغییرات میزان جریان ( دبی) و سایر تغییرات فصلی باشد.

5-2-5-PH

 PH یکی از فاکتورهای بسیار مهم در انجام واکنشهای شیمیایی و بیوشیمیایی (بیولوژیکی) می باشد که به طور گسترده ای سرعت انجام واکنشها رامی تواند تحت تأثیر قرار داده و حتی مانع از انجام واکنش شود. بعنوان مثال در تصفیه آب، در فرآیندهای انعقاد و لخته سازی و حتی فرآیند گند زدایی با کلر PH نقش عمده ای ایفا می نماید. در سیستم های بیولوژیکی نیز همین مطلب صدق می کند. برای داشتن یک سیستم فعال و سالم بایستی PH در حوضچه هوادهی دارای دامنه تغییرات مناسب باشد. در حالت کلی باکتریها می توانند در PH در حوضچه هوادهی دارای دامنه تغییرات مناسب باشد. در حالت کلی باکتریها می توانند در PH بین 5 تا 10 زنده بمانند ولی تکثیر و رشد کامل آنها در PH بین 5/6 تا 5/8 می باشد. چنانچه PH محیط زیر 5/6 باشد جمعیت قارچها بر باکتریها غالب شده و حذف کم BOD و ته نشینی ضعیف نتیجه می شود و PH های خیل بالا مواد غذایی نظیر فسفر شروع به ترسیب نموده و از دسترس باکتری های خارج می شود. در این حال نیز نتیجه حذف کم خواهد بود. تحت شرایطی که PH خیلی بالا و یا خیلی پایین باشد جمعیت بیولوژیکی تصفیه خانه می میرد.

در بین صنایع غذایی از جمله PH های بالا می توان به PH پساب حاصل از شستشوی بطریها در صنایع نوشابه سازی اشاره کرد. در این صنایع به دلیل کاربرد سود کاستیک (NaOH) در شستشوی بطریها مقادیر PH فاضلاب حاصل عموماً بالای 10 می باشد که در صورت ورود چنین فاضلابی به سیستم فاضلابروی شهری خنثی سازی ( رساندن PH به 7) بایستی صورت گیرد.

5-2-6- سمیت

سمیت در تصفیه خانه ها می تواند از طریق مواد آلی به وجود آید. بعضی از مواد معدنی نیز در غلظتهای بالا می توانند باعث بروز سمیت شوند. به عنوان مثال آمونیاک در غلظت حدود 500 می تواند باعث سمیت شود. به طور کلی عامل اصلی ایجاد سمیت در تصفیه خانه ها معمولاً غلظتهای خیلی زیاد فلزات سنگین هستند از این رو مسئله سمیت در تصفیه خانه های فاضلاب این گونه صنایع کمتر پیش می آید مگر آنکه حادثه خاصی باعث ورود مقادیر بالایی از ماده سمی شود که بتواند عمل میکروارگانیسم را تحت تأثیر قرار دهد. سمیت به دو دسته کلی تقسیم می شود:

الف : سمیت حاد

در صورت بروز سمیت حاد جمعیت بیولوژیکی موجود در حوضچه هوادهی خیلی سریع (در مدت چند ساعت) کشته خواهند شد، بنابر این تشخیص آن آسان است. سمیت حاد زمانی روی می دهد که مواد سمی نظیر سیانید یا آرسنیک در غلظتهای بالا از طرق مختلف وارد تصفیه خانه شود.

ب: سمیت مزمن

سمیت مزمن نسبت به نوع حاد، خیلی کندتر اتفاق افتاده و اغلب تشخیص آن مشکل می باشد. سمیت مزمن زمانی روی می دهد که عناصری نظیر مس کم کم در ساختمان داخل سلول باکتری، در یک دوره زمانی که باکتری ها مرتب در حوضچه هوادهی برگشت داده می شوند، انباشته شود. بر حسب افزایش تدریجی غلظت عنصر در داخل بدن باکتری فعالیت آنکاهش یافته و حتی ممکن است منجر به مرگ شود. بررسی و تجزیه و تحلیل غلظت فلزات در لجن ثانویه تصفیه خانه به تشخیص مسائل سمیت مزمن کمک می کند.