در مقایسه با سایر بخش های صنایع، صنایع غذایی حجم بسیار بیشتری از آب را برای هر تن محصول مصرف می کند. فاضلاب تولید شده از صنایع غذایی دارای ویژگی های متمایز است که آن را از فاضلاب شهری معمولی متمایز می کند زیرا زیست تخریب پذیر و غیرسمی است. فاضلاب تولید شده از تولید مواد غذایی و فعالیت های کشاورزی منبع اصلی آلودگی محیط زیست است.
فاضلاب فرآوری مواد غذایی می‌تواند حاوی مقادیر زیادی مواد مغذی، کربن آلی، مواد آلی نیتروژن دار، مواد معدنی، جامدات معلق و محلول باشد و BOD و COD بالایی دارد. باید در سطوحی تصفیه شود که به دلیل مواد مغذی بیش از حد یا نیاز به اکسیژن در هنگام تخلیه مستقیم به آبهای دریافت کننده آسیب نرساند.
نمونه‌های فاضلاب صنایع غذایی عبارتند از: محصولات گوشت و مرغ، محصولات لبنی، میوه‌ها و سبزیجات برای کنسرو کردن و نگهداری، محصولات غلات، شکر و شیرینی‌های مرتبط، چربی‌ها و روغن‌ها، و نوشیدنی‌ها و غیره. مقادیر BOD و COD برای بسیاری از فاضلاب صنایع غذایی، هزاران میلی گرم در لیتر است، و برخی صنایع مانند صنایع تولید پنیر، کارخانه شراب سازی و آسیاب زیتون می توانند COD بسیا بالایی (ده ها هزار) داشته باشند. بنابراین، هر نوع فاضلاب فرآوری مواد غذایی دارای فاکتورهای خاصی است که باید در نظر گرفته شوند و علاوه بر مسائل مربوط به عملکرد فناوری، فصلی بودن تولید بر پیچیدگی‌های انتخاب‌ها و عملیات تصفیه در چنین صنعتی می‌افزاید.
مشخصات و حجم فاضلاب تخلیه شده از کارخانه های فرآوری مواد غذایی با توجه به محصولات تولیدی و روش های تولید متفاوت است. در کارخانه هایی مانند کارخانه تولید آب میوه، به دلیل تغییر محصولات و تولید، نوسان هایی در ویژگی و حجم فاضلاب وجود دارد. معمولا فاضلاب کارخانجات فرآوری مواد غذایی با استفاده از فرآیند تصفیه بیولوژیکی تصفیه می شود.
ویژگی‌های فاضلاب کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی با غلظت بالای BOD، SS و روغن و همچنین انتشار بو از اسیدی شدن مشخص می‌شود. هنگامی که فرآیندهای بیولوژیکی هوازی یا بی هوازی برای تصفیه فاضلاب در کارخانه های فرآوری مواد غذایی به کار می روند، حذف روغن ها و مواد جامد قبل از فرآیند بیولوژیکی برای جلوگیری از ایجاد اختلال در تصفیه مهم است.
مشاوره رایگان
اگر سوال و ابهامی دارید ما شما را به صورت رایگان راهنمایی می کنیم
مقادیر معمول پارامترهای فاضلاب صنایع غذایی به شرح زیر می باشد:
- COD: 1000 تا 5000 میلی گرم بر لیتر
- BOD: 500 تا 3000 میلی گرم بر لیتر
- TSS: 200 تا 5000 میلی گرم بر لیتر
- فسفر: 5 تا 150 میلی گرم بر لیتر
- TKN: 50 تا 1000 میلی گرم بر لیتر
- چربی و روغن: 100 تا 1500 میلی گرم بر لیتر
در حالی که جریان فاضلاب شهری معمولاً بین 200 تا 300 میلی‌گرم در لیتر بر حسب BOD متغیر است، جریان‌های فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی اغلب بسیار بیشتر است، و احتمال دارد که بر اساس ویژگی‌های ورودی خود در نوسان باشند. پکیج های پیش‌ساخته تصفیه فاضلاب شرکت آرکا گستر، برای رسیدن به استانداردهای خروجی مورد نیاز این صنایع، طراحی و ساخته می شوند.
انتخاب روش تصفیه
هنگامی که ساخت تصفیه فاضلاب در کارخانه های فرآوری مواد غذایی و همچنین سایر صنایع، برنامه ریزی می شود، برای انتخاب فرآیند تصفیه، باید ویژگی های فاضلاب، شرایط محل تصفیه خانه فاضلاب و کارایی اقتصادی تصفیه در نظر گرفته شود. مخازن اصلی در کارخانه های فرآوری مواد غذایی، مخازن متعادل ساز، هوادهی و ته نشینی هستند.
اگرچه لجن فعال پرکاربردترین فرآیند تصفیه قبل از آغاز دهه 1990 بود، اما فرآیندهای جدیدی که با قابلیت بهبود یافته، هزینه کمتر و مراقبت بهتر از محیط زیست را ارائه می‌دهند در سال‌های اخیر مورد استفاده فراوانی قرار گرفته اند.
از آنجایی که فاضلاب کارخانجات فرآوری مواد غذایی حاوی بخش بالایی از مواد آلی است، یک سیستم ترکیبی تشکیل یافته از فرآیندهای بی هوازی و هوازی با پیش تصفیه بی هوازی می تواند با تولید گاز متان به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی کمک کند.
تصفیه پیشرفته شامل انعقاد و لخته سازی، فیلتراسیون شنی با سرعت بالا و شناورسازی با هوای محلول برای حذف BOD، COD و SS استفاده می شود. برای حذف رنگ از انعقاد و لخته سازی ، ازن زنی یا ازن زنی با اشعه ماوراء بنفش و جذب با کربن فعال استفاده می شود. برای تصفیه لجن اضافی که هزینه دفع آن به سرعت در حال افزایش است، از فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب که تقریباً هیچ لجنی تولید نمی کنند، استفاده می شود. در جایی که کیفیت فاضلاب و استانداردهای پساب در شرایط مطلوبی قرار دارند، تولید لجن می تواند نزدیک به صفر باشد
چند مثال از فاضلاب تولیدی ناشی از صنایع غذایی مختلف
-
صنایع فرآوری میوه و سبزیجات
بسیاری از فرآیندهای تصفیه فوق الذکر در فاضلاب فرآوری سبزیجات و مواد غذایی استفاده می شود. فرآیند تولید جریان‌های فاضلابی را از شستشو، مرتب‌سازی، پوست‌گیری، پوره‌کردن و آب‌گیری، کنسرو کردن، خشک کردن، پخت و پز و پاک‌سازی تولید می‌کند. بیشتر محتوای ضایعات را کربوهیدرات های زیست تخریب پذیر تشکیل می دهند، اگرچه نمک ها نیز ممکن است در برخی از محصولات مانند محصولات آب نمک نقش داشته باشند.
-
صنایع فرآوری ماهی
عناصر زیادی در تولید محصولات ماهی وجود دارد که باعث تولید ضایعات جامد و مایع می شود. محصول برداشت شده ممکن است در کشتی فرآوری شود یا با یخ یا انجماد برای حمل و نقل به کارخانه فرآوری ذخیره شود. محصول پرورشی ممکن است تا حدودی متفاوت از محصول صید شده وحشی باشد. کارخانه فرآوری ممکن است پوست محصول را کنده و سپس بپزد، بسته بندی یا منجمد کند و مایعات و جامدات زائد دیگری تولید کند. هر نوع محصول مقادیر مختلفی از BOD، COD و اغلب مقادیر قابل توجهی چربی، روغن و چربی و محتوای پروتئین تولید می کند.
-
صنایع گوشت و طیور
فاضلاب صنایع گوشت و طیور شامل ضایعات تولید شده توسط حیوانات در حین نگهداری دام و همچنین ضایعات با استحکام بالا تولید شده در طی فرآوری می شود. فرآیندها عبارتند از: ذبح، پوست کندن، شستشو، ضدعفونی کردن و سرد کردن. برخی از کارخانه های طیور ممکن است 2 میلیون پرنده را در هفته پردازش کنند، بنابراین این صنایع جزء تولیدکنندگان فاضلاب در مقیاس بزرگ هستند. مواد زائد آلی نیتروژنی (پروتئین ها)، چربی ها و مواد معدنی (نیترات) نیز بخش قابل توجه هستند.
-
صنایع تولید لبنیات
دو عنصر اصلی عبارتند از: بطری سازی شیر و تولید محصولات شیر از آب پنیر، کره، پنیر، بستنی، ماست، پنیر و سایر مشتقات شیر. فرآوری دوم پس از شیر بزرگترین عامل تولید فاضلاب است. سطح COD در آن مراحل، به ویژه در تولید پنیر، می تواند بسیار بیشتر از 10 برابر مقدار در بطری شیر باشد. مواد غیر لبنی مانند طعم دهنده ها، قندها و میوه ها نیز در تولید نقش دارند و می توانند در فاضلاب تولیدی سهیم باشند. فاضلاب تولیدی عمدتاً زیست تخریب پذیر می باشد، بنابراین فرآیندهای هوازی و بی هوازی جزء فرآیندهای معمول تصفیه بیولوژیکی فاضلاب تولیدی این صنایع می باشند. پکیج تصفیه فاضلاب ساخت شرکت آرکاگستر با بهره گیری از فرآیندهای ترکیبی بیولوژیکی هوازی و بی هوازی، قادر به تصفیه هرنوع فاضلاب تولیدی صنایع غذایی می باشد.
-
صنایع فرآوری چربی و روغن
تولید روغن نباتی و چربی حیوانی اغلب شامل استخراج حلال یا فشرده سازی روغن زیتون و کنجد است. روغن ها باید فرآیندهای تصفیه بیشتری داشته باشند تا مقداری طعم، اسیدهای چرب آزاد و سایر اجزای باقی مانده از روغن ها و چربی های استخراج شده حذف شوند. مقادیر قابل توجهی از بقایای جامد نیز از تولید روغن نباتی تولید می شود. علاوه بر این، حلال های استخراج باید حذف شوند. تولید روغن زیتون در مقایسه با سایر ضایعات غذایی و کشاورزی، مقادیر بالاتر COD و ضایعات جامد تولید می کند.
واحدهای مختلف پکیج تصفیه فاضلاب ساخت شرکت آرکا گستر رسام
واحد پیش تصفیه و متعادل سازی
به عنوان اولین واحد تصفیه، جامدات درشت و سایر مواد بزرگی که در پساب یافت می شوند را حذف می کند تا از آسیب به واحدهای تصفیه بعدی جلوگیری شود. عملیات تصفیه اولیه معمولاً شامل غربالگری درشت، حذف شن و در برخی موارد، شکستن اجسام بزرگ به اجسام کوچکتر است. فاضلاب نیمه تصفیه شده اکنون تحت واحدهای تصفیه بعدی قرار می گیرد.
تصفیه ثانویه (واحدهای بی هوازی و هوازی)
هدف اصلی این واحد تصفیه، حذف مواد جامد معلق و مواد آلی باقیمانده است که می تواند با استفاده از فرآیندهای هوازی و بی هوازی انجام شود. فرآیند لجن فعال رایج ترین گزینه در تصفیه ثانویه است. این واحد شامل مخزن هوادهی است که در آن اکسیژن به میکروارگانیسم ها می رسد که منجر به حذف مواد آلی محلول و کلوئیدی زیست تخریب پذیر می شود.
واحد بی هوازی
از جمله مزایای فرآیندهای بی هوازی تصفیه فاضلاب صنایع غذایی، شامل موارد زیر می باشد:
- تولید گاز متان به عنوان یک محصول جانبی که می تواند برای تولید گرما و انرژی الکتریکی به کار رود.
- کاهش هزینه های عملیاتی و بهره برداری تاسیسات
- تولید لجن کمتر
- توانایی مطلوب در تصفیه فاضلاب
- کاهش انرژی مصرفی
- کاهش هزینه سرمایه گذاری اولیه
ضایعات مواد غذایی و کشاورزی به دلیل بارهای کربن آلی نسبتاً بالا در مقایسه با بسیاری از فاضلاب های دیگر، برای تولید بیوگاز ایده آل هستند. نمونه ای فرآیندهای بی هوازی تصفیه بیولوژیکی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- فیلترهای بی‌هوازی
- راکتورهای لجن بی‌هوازی بالارونده (UASB)
- بسترهای سیال متحرک
- راکتورهای دسته‌ای متوالی (SBR)
یک نکته مهم وجود لایه لجن در این فرآیندها است که سطح بزرگ‌تری را فراهم می‌کند، که تماس بیشتری را بین گونه‌های میکروبی فعال روی سطح و مواد کربنی و مواد مغذی موجود در فاضلاب فراهم می‌کند.
فرآیند تصفیه بی هوازی در طی 4 مرحله انجام می شود:
- مرحله 1: هیدرولیز: ترکیبات پلیمری را به مولکول های کوچکتر تبدیل می کند که تجزیه این ترکیبات آسان تر است.
- مرحله 2: اسیدی شدن: تبدیل مولکول های کوچک به اسید استیک، H2 و CO2
- مرحله 3: استات محصولات مرحله 2 را به محصولات جدید تبدیل می کند.
- مرحله 4: تولید متان. این مرحله آخرین مرحله در تجزیه بی هوازی است.
واحد آنوکسیک
پس از تصفیه در یک مخزن بی هوازی، فاضلاب به مخزن بدون اکسیژن (آنوکسیک) منتقل می شود. در اینجا، گاز NH3، پس از یک فرآیند، N2 را آزاد کرده و به مخزن ته نشینی پمپ می کند، سپس به حوضه هوادهی منتقل می شود.
واحد هوازی
فناوری‌های مختلفی در واحد هوازی بیولوژیک در دسترس هستند، اگرچه همه آنها لزوماً برای همه کاربردهای صنعتی یا پردازش فاضلاب مواد غذایی یا نوشیدنی مناسب نیستند. این فرآیندها عبارتند از:
- هوادهی گسترده
- راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR)
- بیوراکتور غشایی (MBR)
- راکتور اسمز معکوس (RO)
- راکتور ناپیوسته متوالی (SBR)
واحد ته نشینی
پساب پس از تصفیه در مخزن بیولوژیکی از مخزن ته نشینی ثانویه عبور می کند تا لجن در فاضلاب ته نشین شود. بخشی از رسوب به هاضم لجن پمپ می شود و بخشی از آن به مخزن آنوکسیک فرستاده می شود.
واحد گندزدایی
در اینجا باکتری ها توسط اکسیدان های قوی مانند کلر از بین می روند. در نهایت، فاضلاب به مخزن فیلتر فشار پمپ می شود تا بقایای آن حذف شود و از خروج آب شفاف اطمینان حاصل شود
مزایای پکیج تصفیه فاضلاب پلی اتیلنی آرکا گستر برای صنایع غذایی
- کاهش هزینه های سرمایه گذاری اولیه
- حمل آسان
- قابلیت اعتماد بالا
- راندمان بالای تصفیه
- طول عمر بالای 50 سال
- مقاوم در برابر خوردگی
- عدم انتشار بو و ایجاد مزاحمت
- فاضلاب از طریق فرآیند تصفیه مطابق با استانداردهای مجاز است
- طراحی با ظرفیت ها مختلف متناسب با نیاز شما
نتیجه گیری
فاضلاب تولید مواد غذایی حاوی غلظت بالایی از چندین ترکیب آلی از جمله کربوهیدرات ها، نشاسته ها، پروتئین ها، ویتامین ها، پکتین ها و قندها است که مسئول COD و مواد جامد معلق هستند. فاضلاب حاصل از مجموعه ای از فرآیندها (تمیز کردن، برش، برش، شستشو، سرخ کردن، نمک زدن، پوشش دهی و بسته بندی) یکی از منابع مهم در آلودگی محیط زیست است. فاضلاب تولید شده با سطوح مختلف بار آلودگی (آلودگی کم، متوسط و زیاد) به طور معمول در یک کارخانه در محل یا در یک تصفیه خانه فاضلاب شهری جمع آوری و تصفیه می شود. با این حال، اعتقاد بر این است که تصفیه کارآمدتر مورد نیاز است تا اطمینان حاصل شود که فاضلاب آزاد شده با مقررات محیط زیست مطابقت داشته باشد.
تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) و نیاز اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) اندازه گیری های رایجی هستند که برای تعیین کیفیت پساب استفاده می شوند. سطوح بالای BOD و COD نشان دهنده افزایش مقدار آلایندگی در جریان تصفیه است. اندازه‌گیری در مکان‌های مختلف فرآیند می‌تواند به یافتن منابع آلودگی کمک کند. در هر نقطه از یک عملیات فرآوری مواد غذایی خاص، رابطه بین BOD و COD نسبتاً پایدار است. با این حال، نسبت این دو معیار بسته به نوع محصول بسیار متفاوت است.
تخلیه مواد غذایی و ضایعات کشاورزی سهم قابل توجهی در تخلیه مواد مغذی، کربنی و نیتروژنی دارد. تصفیه فاضلاب کشاورزی و صنایع غذایی به دلیل بارهای آلاینده و تنوع ضایعات مختلف در یک کارخانه پیچیده و پرهزینه است. صنایعی از جمله طیور و فرآوری گوشت، محصولات لبنی و تولید روغن فاضلاب با ماندگاری بالا تولید می کنند. در حالی که از فرآیندهای رایج تصفیه فاضلاب استفاده می شود، پیشرفت هایی در فرآیندهای بی هوازی برای تولید گاز متان برای انرژی و برق برای جبران هزینه های فرآیند وجود دارد. آنها علاوه بر کاهش هزینه های عملیاتی، با کاهش ضایعات ناشی از تصفیه و همچنین کاهش خروجی کربن، سازگار با محیط زیست هستند.