تولید صنایع لبنی یکی از گسترده ترین صنایع در کشور ما است. این صنعت مصرف آب زیادی در بخش های مختلفی مانند فرآوری محصولات مختلف، سیستم های خنک کننده و همچنین بخش شست و شو دارد. پساب تولید شده در صنعت لبنی دارای چربی، لاکتوز، پروتئین و مواد مغذی است که باعث می شود این پساب BOD بالایی داشته باشد. همچنین علاوه بر شیر، فاضلاب تولیدی کارخانه لبنیات حاوی مواد شوینده و ضدعفونی کننده است که COD این فاضلاب را نیز افزایش می دهد. با استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب صنایع لبنی می توان فاضلاب و پساب کارخانه لبنیات را تصفیه و مجددا مورد استفاده قرار داد.
تصفیه فاضلاب و پساب کارخانه لبنیات
فاضلاب صنعت لبنیات شامل فرآوری شیر از جمله پاستوریزه کردن، استریل کردن، جدا سازی، فیلتراسیون و همگن سازی است که در بخش های مختلف انجام می شود. تولید محصولات مختلف مانند کره، پنیر، ماست و غیره همراه با تولید محصولات جانبی و پساب های مختلف همراه است. همچنین آب مورد استفاده برای شست و شو بین 1 تا 3 لیتر به ازای تولید هر لیتر شیر است که بیانگر تولید 2 تا 2.5 لیتر پساب به ازای هر لیتر شیر فرآوری شده است. محصولات جانبی حاوی غلظت بالایی از مواد آلی مانند پروتئین، کربوهیدرات و چربی می شود که با مقادیر بالای BOD و COD همراه هستند. بنابراین پیش از تخلیه به منابع آبی باید به طور مناسب تصفیه شوند.
بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی
اهداف بکارگیری پکیج تصفیه فاضلاب صنایع لبنی
- کاهش مواد آلی در پساب لبنیات
- حذف و یا کاهش مواد مغذی که باعث آلودگی آب های سطحی و یا زیرزمینی می شوند
- حذف میکرواورگانیسم های بیماری زا
- انواع فاضلاب و پساب تولیدی در کارخانه لبنیات
منبع تولید پساب صنایع لبنی
آب مورد استفاده در برج خنک کن، دیگ بخار و دی اریتور
از آب سالم برای انتقال حرارت مانند گرم کردن لبینات و یا خنک کردن دستگاه های فراوری صنایع لبنی استفاده می شود. این پساب معمولا آلاینده زیادی ندارد و بدون تصفیه در منابع پذیرنده تخلیه می شود. از این پساب برای خنک کردن تجهیزات صنعتی، تولید حرارت و فشار در دی اریتور و دیگ بخار موجود درکارخانه لبنیات استفاده می شود. به همین منظور پارامترهایی مانند دما، میزان اکسیژن DO ، BOD و غیره باید به استانداردهای مشخص برسد. در صورت عدم رعایت استانداردهای تصفیه و تخلیه پساب کارخانه لبنیات بدون تصفیه به منابع پذیرنده مانند رودخانه و چاه، باعث اثرات مخرب به محیط زیست می شود.
فاضلاب بهداشتی از کارخانه لبنیات
پساب تولید شده از فرآیند شست و شو و ضدعفونی کردن مانند تمیز کردن بطری های شیر، مخازن و تانکر ها و زمین شامل مواد شیمیایی مانند کلر، نیتروژن و فسفر می شود. بنابراین این نوع از پساب صنعت لبنیات باید پیش از مخلوط شدن و یا پس از اختلاط با پساب صنعتی مورد تصفیه قرار بگیرد. کف، مواد شوینده و کلر و نیتروژن موجود در فاضلاب لبنی باعث آسیب به محیط زیست و کاهش اکسیژن محلول آب می شود. در صورت ورود این آب به رودخانه ها باعث مرگ و میر آبزیان و در صورت ورود به مخازن و پمپ ها و لوله ها، ممکن است گرفتگی لوله ها و پدیده شکوفایی جلبکی را در پی داشته باشد.
بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی
فاضلاب فرایند تولید محصولات لبنی
آب مورد استفاده برای تمیز کردن تجهیزات فاضلاب لبنی به شمار می رود. مقدار و غلظت فاضلاب به نوع محصول، ظرفیت و طراحی کارخانه بستگی دارد. این پساب لبنیات بسیار ناپایدار و قابل تجزیه است. پساب لبنیات متناسب با نوع فرایند فراروی شیر می تواند شامل مواد آلی، مواد معدنی، چربی و روغن و گریس، کف و مواد شوینده و غیره باشد. به علت وجود مواد آلی و معدنی در فاضلاب کارخانه لبنیات، تجزیه این مواد در فاضلاب افزایش میابد و در پی آن BOD آب افزایش پیدا می کند. BOD به معنای اکسیژن خواهی بیولوژیکی است که میکروارگانیسم ها برای تجزیه مواد آلی استفاده می کنند. اگر میزان اکسیژن در آب کاهش پیدا کند می تواند باعث بار آلایندگی فاضلاب شود.
ویژگی های فاضلاب کارخانه لبنیات
فاضلاب لبنیات از نظر تجزیه پذیری ماهیت پیچیده ای دارد. فاضلاب کارخانه لبنیات هم شامل کربوهیدرات هایی مانند لاکتوز و پروتئین می شود که تجزیه پذیری بالایی دارند، و هم شامل لیپید ها و چربی هاست که تجزیه پذیری کمتری دارند. نوع فاضلاب تولید شده در این صنعت با توجه به فرایند انجام شده متفاوت است. برای مثال فرآوری کره همراه با تولید لیپید فراوان همراه است، در حالیکه فرآوری پنیر با تولید پروتئین و کربوهیدرات همراه است.
فاضلاب لبنیات حاوی رنگ، BOD، COD، جامدات محلول، جامدات معلق و روغن و گریس است. این فاضلاب معمولا کمی قلیائی است و همچنین ممکن است به دلیل تخمیر شیر خاصیت اسیدی پیدا کند. BOD پساب لبنیات با توجه به نوع فرایند بین 200 تا 3500 میلی گرم بر لیتر متغیر است. بنابراین پساب لبنیات منبع اصلی BOD در فاضلاب است. با توجه به ماهیت فاضلاب لبنیات از لحاظ حجم، دبی و pH انتخاب فرایند تصفیه مناسب را برای این نوع پساب دشوار می کند. برخی از پارامتر های کیفی فاضلاب لبنیات عبارت است از:
روش های بکار رفته در پکیج تصفیه فاضلاب کارخانه لبنیات
برای تصفیه فاضلاب لبنیات از روش های مختلفی مانند تصفیه فیزیکی، شیمیایی، زیستی یا بیولوژیکی و فیزوشیمیایی استفاده می شود. اما به طور رایج دو نوع تصفیه شیمیایی و زیستی برای پساب صنعت لبنیات انتخاب می شود.
تصفیه فیزیکی فاضلاب صنایع لبنی
این مرحله به عنوان پیش تصفیه فاضلاب لبنیات به شمار می رود که شامل آشغال گیر، دانه گیر و مخزن ته نشینی اولیه می شود.
آشغالگیر
مواد جامد بزرگ و معلق موجود در پساب لبنیات توسط آشغالگیر حذف می شود. آشغالگیر به دو شکل دستی و مکانیکی می باشد که با توجه به حجم پساب می توان از آن استفاده کرد.
مخزن ته نشینی اولیه
مواد معلق و شناور در این مرحله حذف می شوند در صورت ورود این مواد به مراحل بعدی موجب مسدودی لوله ها و افزایش زمان تصفیه در مراحل بعدی می شوند. در مخزن ته نشینی اولیه مواد سنگین تر در کف مخزن به صورت لجن ته نشین شده و پساب برای تصفیه بیشتر وارد مراحل بعدی می شود.
جداسازی چربی و روغن
چربی یکی از آلاینده های اصلی در پساب لبینات است که هم باعث گرفتگی لوله ها و هم از کار افتادن پمپ ها و تجهیزات مکانیکی می شود. حذف این مواد به همراه انعقاد و لخته سازی و با استفاده از فرایند چربی گیر DAF انجام می شود. در این فرایند چربی باه با کمک هوای فشرده محلول به روی سطح فاضلاب آورده شد و سپس توسط کفاب روب از مخزن حذف می شوند. این مرحله در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی و لبنیات اهمیت بالایی دارد.
تصفیه شیمیایی پساب لبنیات
انعقاد و لخته سازی
این تصفیه شامل اضافه کردن مواد شیمیایی به منظور افزایش نرخ رسوب گذاری پساب لبنی می شود. لخته ساز ها فسفات نامحلول موجود در پساب را رسوب می دهند این مواد در حین ته نشینی مواد سنگین تری تشکیل داده و در نهایت به صورت لجن ته نشین می شوند. این لجن ها به صورت طبیعی و یا با ابزار مکانیکی از مخزن ته نشینی حذف می شوند.
تنظیم pH
محصولات لبنی اغلب دارای خاصیت اسیدی می باشند. به همین دلیل ممکن است پساب ورودی به پکیج تصفیه فاضلاب لبنیات خاصیت اسیدی داشته باشد. این امر سبب می شود تا از مواد متعادل کننده pH برای خنثی سازی فاضلاب استفاده شود.
کلر زنی
ضدعفونی کردن پساب لبنیات به دلیل وجود انواع میکرواگانیسم ها و عوامل بیماری زای خطرناک برای انسان حساتب است. کلر ماده ای با خاصیت گندزدایی بالا می باشد که در مرحله آخر پکیج تصفیه فاضلاب لبنیات تعبیه شده و ویروس ها را حذف می نماید.
تصفیه زیستی یا بیولوژیکی پساب صنایع لبنی
پساب صنایع لبنی عمدتا حاوی مواد آلی است که به روش زیستی به خوبی حذف می شوند. با این حال لجن تولید شده در طی فرایند های زیستی منجر به مشکلات مربوط به دفع و تصفیه لجن می شود. این مشکلات با توانایی جذب فلزات سنگین توسط لجن تشدید می شود. با این حال این تصفیه یک روش کارامد و پر بازده برای تصفیه فاضلاب لبنیات است.
تصفیه هوازی لجن فعال
در تصفیه هوازی، میکرواورگانیسم ها در محیط غنی از اکسیژن مواد آلی را به کربن دی اکسید و آب اکسید می کنند. سیستم تصفیه هوازی می تواند شامل لجن فعال، راکتور چرخنده و یا صافی چکنده باشد.
هوادهی گسترده
در این فرایند بجای صرف زمان برای ته نشینی کل پساب لبنی وارد مخزن هوادهی شده و در این مخزن تا 48 ساعت تحت هوادهی قرار میگیرد. بنابراین مخزن ته نشینی اولیه و مخزن هوازی باهم ادغام شده و از حجم پکیج تصفیه فاضلاب کم می کند.
فرایند MBBR و IFAS
استفاده از مدیای معلق یا ثابت در مخزن هوازی از حجم کل پکیج تصفیه پساب صنایع لبنی کم کرده و باعث می شود تا بتوان آن ها را به راحتی در کارخانه هایی که با مشکل فضا مواجه هستند نصب کرد. استفاده از پکینگ مدیا در تصفیه فاضلاب IFAS هم سبب افزایش راندمان تصفیه و حذف نیتروژن و فسفر از پساب می شود.
راکتور های متوالی SBR برای تصفیه فاضلاب
با توجه به گزارشات استفاده از راکتور های متوالی می تواند یک روش کارآمد برای تصفیه فاضلاب لبنیات باشد. این روش نوعی از روش لجن فعال است که بر اساس پر کردن و تخلیه کردن عمل می کند. در این روش از مجموعه ای از مخازن برای تصفیه استفاده می شود. هر مخزن در سیستم تصفیه فاضلاب SBR در طول یک بازه زمانی مشخص پر شده و سپس به طور همزمان به عنوان یک مخزن متعادل کننده جریان، هوادهی و ته نشینی عمل می کند. پس از پایان تصفیه پساب تصفیه شده از آن خارج می شود. عدم نیاز به مخزن ته نشینی و هوادهی و متعادل کننده مجزا باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود.
تصفیه بی هوازی
تصفیه بی هوازی عمدتا برای تصفیه فاضلاب های قوی استفاده می شود. در این فرایند باکتری ها در محیط بدون اکسیژن مواد آلی را به بیوگاز ( متان و کربن دی اکسید)، زیست توده و مواد آلی تبدیل می کنند. این راکتور ها برای جلو گیری از ورود اکسیژن و پخش بوی نا مطبوع کاملا پوشانده شده اند. استفاده از فرایند بی هوازی در صنایع لبنی موجب تولید گاز متان می شود که می تواند برای تامین انرژی مورد استفاده قرار بگیرد. در این روش لجن کم تری تولید می شود، و در نتیجه مشکلات مربوط به دفع لجن، نیاز به انرژی و تولید بوی بد کاهش پیدا می کند. این سیستم ها در هزینه های اولیه صرفه جویی می کنند چرا که به سیستم های هوادهی نیاز ندارند.
تصفیه بی هوازی بالارونده UASB
راکتور های تصفیه فاضلاب UASB بیشترین استفاده را در تصفیه پساب لبنی داشته اند. اجزای این راکتور شامل یک پتوی لجن، جداکننده جامد و گاز، سیستم ورودی و سیستم خروجی می شود. در این روش پساب از پایین وارد راکتور شده و جریان به سمت بالا حرکت می کند. استفاده از هیدرولیز پیش از راکتور های UASB باعث بهبود عملکرد این راکتور ها می شود.
تصفیه فیزیو شیمیایی
این نوع تصفیه فاضلاب شامل فرایندهایی مانند انعقاد الکتریکی، جذب سطحی کربن فعال، تصفیه غشایی و غیره می شود. به توضیح برخی از این فرایندها در زیر پرداخته ایم:
فرایند انعقاد الکتریکی
فرایند انعقاد الکتریکی یکی از روش های پیشرفته برای فاضلاب لبنیات محسوب می شود. در این روش یا استفاده از فرایند الکترولیز و با عبور جریان الکتریکی از پساب توسط الکترود های مخصوص مواد آلی، کدورت و رنگ از پساب حذف می شوند.
جذب سطحی با استفاده از کربن فعال یا فیلتر کربنی
روش جذب می تواند به عنوان پیش تصفیه قبل از فیلتر های غشایی مورد استفاده قرار بگیرد. در این روش عمدتا از کربن فعال به عنوان جاذب استفاده می شود. البته استفاده از جاذب های دیگری مانند خاکستر بادی، خاکستر پوسته برنج نیز می تواند هزینه ها را کاهش دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در ارتباط با فیلتر کربنی می توانید با کارشناسان آب سازه تماس فرمایید.
تصفیه غشایی
فرآیند های رایج در تصفیه غشایی عبارتند از میکروفیلتراسیون، نانو فیلتراسیون و اسمز معکوس. این روش دارای بازدهی بالا و پساب تولید شده به این روش دارای کیفیت مناسبی است که امکان استفاده مجدد از پساب تولیدی را امکان پذیر می سازد. استفاده از روش نانو فیلتراسیون به علت نیاز به فشار کم تر و مصرف انرژی پایین تر می تواند در هزینه ها صرفه جویی کند.
مزایای استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب صنایع لبنی
لزوم تصفیه فاضلاب صنایع لبنی باعث میشود که در هر کارخانه تولبد لبنیات یک پکیج تصفیه فاضلاب نصب شود. اما نصب این پکیج ها با ویژگی هایی همراه است.
- استفاده مجدد از پساب تصفیه شده
- حفظ استاندارد های زیست محیطی
- کاهش آلایندگی محیط زیست
- عدم آلوده شدن آب های زیرزمینی اطراف
- عدم فشار به شبکه فاضلاب و اگو شهری
- عدم نیاز به اجرای شبکه از تصفیه خانه فاضلاب تا محل کارخانه
- صرفه جویی در هزینه ها
نتیجه گیری
امروزه از روش بی هوازی و با استفاده از راکتور های UASB در پکیج تصفیه فاضلاب صنایع لبنی استفاده می شود. این راکتور ها حجم بالایی از پساب لبنیات را در مدت کم تصفیه می کنند. اما برای حذف چربی و مواد مغذی بازدهی بالایی ندارند. به همین دلیل استفاده از روش هوازی پس از فرایند بی هوازی منجر به کامل شدن فرآیند تصفیه خواهد شد. استفاده از روش هوازی با افزایش هزینه نصب و نگهداری همراه است. استفاده از فیلتر های غشایی به طور گسترده در صنایع مختلف در حال رشد و گسترش است. با این روش پساب تولیدی قابلیت استفاده مجدد را دارد. بنابراین با توجه به گسترش صنعت لبنیات در آینده نقش روش های جدید تصفیه مانند فیلتر های غشایی و سایر فرایند های تصفیه مانند جذب و اکسیداسیون پیشرفته انکار نشدنی است.
