تصفيه و پساب صنعتي

مقدمه
تمام فاضلابهاي صنعتي به نحوي بر محیط زیست اثر مي گذارند، هنگاميكه در نتيجه اين تاثير ديگر نتوان محيط زيست را به منظور بهترین بنزين كاربرد آن مورد استفاده قرار داد،. مي گويند آلودگي بوجود آمده است.
تفاوتهاي زيادي چه از نظر كمي و چه از نظر كيفي بين فاضلابهاي صنعتي و فاضلاب شهري وجود دارد از جمله اينكه ميزان آلودگي فاضلابهاي صنعتي مي تواند از مقادير بسيار كم تا بيش از دهها هزار ميلي گرم در ليتر باشند. كيفيت فاضلاب صنعتي از نظر زماني نيز داراي تفاوتهايي است و در هر دوره بهره برداري دچار تغيیراتی مي گردد. پس مي توان گفت يكي از

مهمترين عوامل آلودگي هاي زيست محيطي تخليه فاضلابهاي صنعتي به محيط زيست است، متاسفانه امروزه به دليل گسترش صنايع و بكارگيري ساليانه هزاران تركيب شيميايي جديد در صنايع و ورود قسمتي از آن تركيبات از طريق تخليه فاضلابها، به محيط زيست، برپيچيدگي مسايل آلودگي افزوده شده و مبارزه با آن را دشوار تر كرده است. يكي از صنايعي كه توليد و تخليه فاضلاب آن مشكلاتي را از نظر آلودگي محيط زيست در كشور ها بوجود آورده فاضلاب صنايع لبني هستند.

بطور كلي صنايع لبني به فرآورده هاي متنوعي نظير شير پاستوريزه، پنير، خامه، كره، ماست،… و اطلاق مي شود كه طي فرآيند هاي متفاوتي در چرخه توليد، از شير خام تهيه شده و پس از طي مراحل و آزمايشات مختلف ميكرو بيولوژيكي، در دسترس عموم قرار مي گيرد و طبيعتا پساب خروجي حاصل از فعل و انفعالات اين صنايع نیز بدليل وفور مواد غذائي و آلودگي بالا، مخاطراتي از جهت زيست محيطي بهمراه دارد.
۲- منابع و مقادير توليد فاضلاب

 

منابع توليد فاضلاب در صنابع لبني عبارتند از :
۱- فاضلاب صنعتي (فاضلاب حاصل از فرایند تولید)
۲- فاضلاب انساني (فاضلاب بهداشتی تولیدی پرسنل)
۲-۱- منابع توليد فاضلاب صنعتي در صنايع لبني شامل مواد ذيل مي باشند.

الف- فاضلاب ناشي از كندانسورها، پاستوريزورها و خنك كننده ها كه بعلت فقدان مواد آلي، عدم آلودگي خاص و ثابت بودن كيفيت مي تواند به منظور كاهش حجم فاضلاب توليدي از ساير فاضلابها جدا گردد و سپس بدون انجام عمليات تصفيه ضمن اختلاط با فاضلاب تصفيه شده خروجي به منابع پذيرنده تخليه گردد. البته فاضلاب مذكور از نظر درجه حرارت بالا مي تواند تغييراتي را در اكوسيستم منبع پذيرنده ايجاد نمايد.

ب- فاضلاب ناشي از عملكرد دستگاههاي خط توليد، به عبارتي فرآيند تولید كه به صورت دائم يا غير دائم توليد مي گردد ميزان اين فاضلاب و مقادير كيفي آن بسته به شرايط توليد و نوع محصول و تعداد شيفت كاري كارخانه مي تواند متغير باشد، بيشترين آلودگي ناشي از فاضلاب صنايع لبني مربوط به اين قسمت است.
به طوري كه در صنایع لبنی که به تولید پنیر نیز اشتغال دارند آب پنير حاصل از فرآيند تولید مقادير قابل توجهي اسيد لاكتيك، لاكتوز چربي و مواد معلق دارد كه اين مواد مقدار اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي در (BOD) فاضلاب را افزايش مي دهد.

ج- فاضلاب ناشي از شستشوي دستگاهها- مخازن- لوله های خط توليد كه در طي فر‌‌آيند يا پايان هر شيفت كاري توليد مي گردد كيفيت این نوع فاضلاب به گونه اي است كه بيشترين آلودگي را ايجاد مي كند و فاضلاب آن حاوي درصد بالایی چربي مواد آلي محلول و نامحلول، مواد معلق و PH متغير بعلت استفاده از مواد شيميايي و سيستم CIP جهت شستشوي دستگاهها و مي باشد.

د- فاضلاب ناشي از شستشو كف سالن هاي توليد كه پايان هر شيفت كار توليد مي گردد. و حاوي ذرات چربي، مواد آلي محلول، مواد معلق، ودترجفت ها مي باشد
۲-۲ فاضلاب های انساني تولید شده:

اين نوع فاضلاب ناشي در اثر استفاده از دستشويي ها، حمام، آشپزخانه و ساير مصارف انساني پرسنل شاغل در کارخانه توليد مي گردد كه مقدار آن با توجه به تعداد پرسنل شاغل و ميزان سرانه مصرف مشخص مي گردد.

۲- شماي خط توليد و چگونگي توليد فاضلاب در کارخانه لبنی نیلوفر روز:
به منظور آشنايي با منابع فاضلاب كارخانه نيلوفر روز مراحل مختلف عمليات توليد بشرح زير بيان مي گردد.
شير پس از انتقال به كارخانه در دو مخزن که هر كدام دارای به ظرفيت ۱۰۰۰۰ ليتر (جمعا ۲۰۰۰۰ ليتر) می باشد تخلیه شده و سپس با انجام مراحل كار عمل پاستوريزاسيون شير را انجام داده و بمنظور انجام ساير مراحل مورد استفاده قرار مي گيرد.

بخشي از شير پاستوريزه شده به منظور توليد شير مدارس به محل بسته بندي منتقل مي گردد در آنجا ليوانهاي شير به ظرفيت حدود ۲۰۰ سي سي پر خواهد شد، البته در حين كار بمنظور نظافت و پاكيزگي ناشي از سرريز شدن شیر بروی دستگاه از محلول پرکلرین۳/۰ درصد برای شستشو استفاده مي گردد. علاوه بر اين ساير محصولات كارخانه عبارتند از شير كم چرب (۵/۲ درصد چربي)، ماست، دوغ كه مستقيما از ماست تهيه مي گردد.

بخش قابل توجهي از فاضلاب توليدي كارخانه ناشي از شستشوي سالن توليد هفته اي يكبار كل دستگاهها و سالن توليد می باشد با محلول هالامیر ۳/۰ درصد بصورت اسپري شستشو مي گردد و علاوه بر آن در انتهاي هر شيفت كاري سالن مورد شستشو قرار مي گيرد بطوريكه شيفت كاري از ساعت ۸ صبح شروع شده و تا ساعت ۱۴ ادامه دارد و پس از آن حدود ۲ ساعت براي شستشو سالن، دستگاههاي بسته بندي و …. زمان صرف مي گردد

.آب مورد نياز در كارخانه از چاه موجود تامين و و پس از كلرزنی با محلول پركرين همراه با ۰۹/۰ درصد کلر بداخل مخزن تخليه و از طريق مخزن هوايي فشار لازم تامين مي گردد، روزانه ۶۰ متر مكعب آب مصرف مي گردد كه از اين ميزان ۱۰ متر مكعب مربوط آب کندانسها و آب داغ بوده و ۵۰ متر مكعب آن مربوط به عمل شستشو و نظافت مي باشد.
براي شستشو از محلول آب داغ، بادر حرارت ۹۵ درجه سانتي گراد همراه با NAOH،HNO3 2 درصد استفاده مي شود، این محلول شستشو در مخازني كه هر كدام ۵۰۰ ليتر ظرفيت دارند نگهداري مي شود گاهي در يك روز دو مرتبه كل سيستم شستشو مي گردد در طرح نهايي كارخانه حجم مخازن فوق دو برابر شده و بدین ترتیب آب استفاده شده در عملیات شستشو حدود ۶۰۰۰ ليتر خواهد شد.

علاوه بر فاضلاب صنعتي فوق در محل كارخانه و احدهاي حمام و سرويس بهداشتي نيز براي استفاده، پرسنل وجود دارد كه فاضلاب توليدي اين واحدها نيز همراه با فاضلاب بخش توليد به تصفيه خانه منتقل مي گردد. در اين كارخانه آسپزخانه اي براي طبخ غذا وجود ندارد به پرسنل شخصا نسبت و تامين غذايي خود اقدام مي نمايند.
۴- مقادير كمی فاضلاب توليدی كارخانه لبنی نیلوفر روز:

مقادير كمي فاضلاب توليدی كارخانه با توجه به اطلاعات ارائه شده در خصوص ميزان توليد آب در دوره هاي مختلف سال و اظهارات مسئولين كارخانه در خصوص افزايش ظرفيت که توليد منجر به تولید فاضلاب به ميزان ۵۰ متر مكعب در روز می گردد حد نظر گرفته است نمودارهای شماره ۱و ۲ ميزان آب مصرفي و فاضلاب توليدي كارخانه را طي حدود يكماه اندازه گيري نشان مي دهد لازم به ذكر است نتايج حاصل از مصرف آب بر اساس قرائت كنتور موجود ثبت گرديده است.
ضمنا مقادير كيفي نيز بر اساس آخرين نتايج حاصل از آناليز فاضلاب به شرح جدول شماره ۳ بوده و مبناي طراحي فرآيند قرار گرفته است.
۴-۱- كيفيت پساب خروجي:

نظر به اينكه در حال حاضر شهرك صنعتي فاقد طرح جمع آوري و تصفيه فاضلاب مي باشد و شهرداري نظر آباد كه مسئول شهرك بوده هيچ طرحي در اين راستا ندارد كيفيت پساب خروجی از واحدهاي تصفیه كارخانه لبنی نيلوفر روز بمنظور استفاده در كشاورزي و بر اساس استاندارد تدوين شده از سوی سازمان حفاظت محيط زيست براي اين منظور مورد نظر قرار گرفته است.

 

در راستای کاهش آلودگی، با هدف تبدیل این واحد صنعتی به محیطی کاملا بهداشتی، بررسی وارائه طرح سیستم تصفیه فاضلاب کارخانه لبنی نیلوفر روز به این مشاور واگذار گردیده است، قرارداد خدمات مشاوره ای فوقدر دی ماه ۸۳ بنی آقای مهندس مجید دایی بعنوان مشاور و مدیریت کارخانه نیلوفر روز بعنوان کارفرما، طبق شرایط قرارداد منعقد شده است. گزارش حاضر که حاصل بازدید، بررسی و مطالعات مشاور می باشد به منظور ارائه طرح و نتایج حاصل از محاسبات انجام گرفته تهیه شده است.
امید است با همکاریهای مستمر و اقدامات جدی هر چه سریعتر به این هدف نایل آئیم.

برداشتهاي كلي:

كارخانه صنايع لبني نيلوفر روز كه در شهرستان نظر آباد از توابع كرج قرار دارد در قطعه زميني به مساحت حدود۴۰۰۰ متر مربع و در بین یک كارخانه توليد رب و قطعه زمين خالي قرار گرفته است.

در اين كارخانه شير خام خريداري شده بصورت نيمه صنعتي به محصولات لبني (شير، ماست، دوغ) تبديل مي گردد. ظرفيت توليدي روزانه آن حدود ۱۰ تن مي باشد كه در آينده با توسعه تجهيزات و اعمال مديريتهاي توليد ظرفيت به ۴۰ تن در روز نيز افزايش خواهد يافت. پرسنل شاغل در اين واحد حدود ۲۰ نفر مي باشد كه بصورت یک شيفت روزانه كار مي كنند.
شماي كلي كارخانه صنايع لبني نيلوفر روز در نقشه شماره۱…آلبوم نشان داده شده است قسمتهاي مختلف اين كارخانه عبارتند از: سالن اصلي توليد، مخازن ذخيره شير خام- استخر ذخيره آب براي خنك كردن ظروف ماست- سالن غذا خوري- اتاق برق- سرويسهاي بهداشتي – نگهباني و مجموعه مديريت و امور اداري که در طبقه فوقاني سالن توليد واقع شده است.

فاضلاب توليدي در سالن توليد (شستشو سالن، شستشو تجهيزات) توسط كانال مجزايي كه در طول سالن امتداد دارد به بيرون منتقل مي گردد عمق اين كانال در محل حوضچه تعبيه شده حدود ۳/۰ متر مي باشد.
بمنظور نصب آشغالگير تعبیه و خط كنار گذر كه در شرايط اصطراری بتوان مسير عبور فاضلاب را بسمت چاههاي جذبي موجود انتقال داد (در حال حاضر فاضلاب توليدی توسط خط لوله اي مستقيما وارد چاههاي فوق مي گردد كه پس از اجراي تاسيسات تصفیه فاضلاب اين خط بعنوان خط كنار گذرگاه با نصب دريچه كشوي قابل استفاده خواهد شد.) حوضچه اي به ابعاد ۵/۱ *۵/۱ و عمق ۲/۱ متر در محل خروجي مجراي فاضلاب سالن توليد اجرا گرديده است،. اين حوضچه داراي دو خروجي مي باشد.
۱- خروجي لوله كاروگيت ۲۵۰ ميلي متر با شيب ۴ در هزار به سمت واحدهاي تصفيه
۲- خروجي لوله موجود به سمت چاههاي جذبي هر دو خروجي مسیر بایستی مجهز به دريچه كشوي با جنس مقاوم در مقابل خوردگي (ترجيحا صفحات پلی اتیلن و یا فلزی با پوشش گالوانيزه گرم) باشند. اختلاف ارتفاع كف مجراي ورودي و لوله خروجي به سمت واحدها بين ۰۵/۰و۰۳/۰ متر در نظر توصیه شده است.
لوله انتقال فاضلاب با طي مسيري حدود ۵۵ متر كه بخشي از آن بصورت کانال خواهد بود به ابتداي اولين واحد تصفيه خواهد رسيد و وارد استخر بي هوازي به ابعاد (۶*۱۲، و عمق۵/۴ متر) مي گردد و پس از حدود ۷/۵ روز زمان ماند وارد حوض هوا دهي به ابعاد (۱/۴*۱۵/۵ و عمق۶۸/۳متر) مي شود در اين حوض توسط كمپرسورهاي در نظر گرفته شده و از طريق ديفیوزرهای مستقر در كف حوض، هوا بداخل فاضلاب تزریق مي شود. لازم به توضيح است كه فاضلاب خروجي از حوض بيهوازي قبل از ورود به حوض هوا دهي وارد واحدي بنام selector (انتخابگر) خواهد شد همچنين انتقال لجن از حوض ته نشينی نیز به ابتداي اين قسمت تخليه مي گردد، عملكرد اين قسمت به گونه اي است كه با دراختيار گذاشتن حجم بالايي از ميكرروارگانیسها موثر در تصفيه در مجاورت فاضلاب مملو از بار آلي، بخش از ميکروارگانیسها كه نهايتا مشكلات بهره برداري در حوض ته نشينی را ممكن است ايجاد نمايند. (از جمله با كلينك لجن به معني كاهش قابليت ته نشينی لخته در حوض ته نشينی) در حداقل فعاليت قرار داده و صرفا اجازه فعاليت و غالب شدن باكتريهاي لخته اي Flock Former را خواهند داد. ابعاد واحد سكتور ۶۵/۰*۱/۴ و عمق ۸۸/۰ متر) بوده و زمان ماند فاضلاب در آن حدود ۳۰ دقیقه تصفيه مي باشد.فاضلاب در واحد سلکتور به منظور جلوگیری از رسوب مواد معلق باعث مورد اختلاط قرار گیرد این عمل با یک دستگاه همزن یا اتصال یک خط لوله هوا از محل کمپرسورها قابل انجام می باشد.
پس از حدود ۳۲ ساعت زمان ماند، فاضلاب در حوض هوادهي فاضلاب خروجي وارد حوضچه ته نشينی به ابعاد ۵/۲*۵/۷ و عمق ۲۸/۴ متر مي شود فاضلاب در مدت زمان ماندگاري در اين حوضچه تحت عمليات تصفيه قرار مي گيرد زمان ماند فاضلاب در این حوض حدود ۳۳ساعت می باشد… پساب خروجي از حوض ته نشينی به حوضچه كلرزنی به ابعاد ۲۵/۱*۳/۱ وعمق۶/۱ متر منتقل شده و با زمان ماند حدود ۴۵ دقیقه از آن خارج می‌شود، در انتهاي سيستم بدليل اختلاف ارتفاع خروجي فاضلاب و سطح زمين، توسط پمپ فاضلاب تصفيه شده به منظور آبياري اشجار و فضای سبز پمپاژ مي گردد.لازم به توضیح می باشد با استفاده از یک خط لوله بخشی از لجن ته نشین شده در کف حوضچه ته نشینی بایستی به ابتدای واحد سلکتور منتقل گردد.
هدف از ارائه اين طرح انجام تصفیه بگونه اي بوده است كه تا حد امكان از تجهيزات پيچيده مكانيكي و برقی استفاده نگردد و نهايتا بهره برداري از سيستم آسان بوده باشد و سيستم تصفيه بتواند ميزان آلودگي فاضلاب خروجي را ميزان مجاز تعيين شده توسط سازمان حفاظت محيط ريست براي استفاده در كشاورزي كاهش دهد.
۷- خصوصيات كيفي فاضلاب:
۷- خصوصيات كيفيتي فاضلاب:

اطلاع از كيفيت فاضلاب جهت ارائه طراحي عملي و موثر تصفيه خانه كه منجر به خروج پسابي مطلوب و نهايتا حفظ محيط زيست مي گردد. از ضروريات مهم مي باشد. لذا قبل از پرداختن به خصوصيات كيفيتي فاضلاب كشتارگاه تعاوني نيشابور طيور به توضيح فاكتورهاي تعيين كننده كيفيت فاضلابها بطور كلي پرداخته و سپس ميزان آلودگي در فاضلاب كشتارگاه مزبور مورد بررسي قرار خواهد گرفت.

۷-۱- مواد معلق Suspended solids:
عبارت است از : مواد موجود در فاضلاب شامل مواد قابل تجزيه بيولوژيكي و غير قابل تجزيه بيولوژيكي مي باشند كه اگر فاضلاب بصورت تصفيه نشده وارد محيط زيست شود بدليل ماهيت آلي اين مواد, باعث آلودگي محيط مي گردد.

مواد آلي قابل تجزيه بيولوژيكي:

اين مواد عمدتا از پروتئين ها , كربوهيداتها و چربي ها تشكيل شده اند و طي فرايندهاي بيولوژيكي هوازي و غير هوازي تجزيه مي شوند. مقدار اين گونه مواد را از نظر كمي با پارامترهايي از قبیل BOD و یا COD اندازه گیری و بیان می کنند، اگر اینگونه مواد بدون تصفیه در محیط رها گردند، تثبیت و تجزیه بیولوژیکی آنها باعث ایجاد کاهش اکسیژن درمنابع آبی و تولید شرایط تعفن در طبیعت می شود.
مواد غذایی Nutrients:

شامل نیتروژن، فسفر و کربن بوده که این مواد برای رشد میکروبی لازم می باشند. اگر اینگونه مواد به محیطهای آّبی تخلیه شوند، باعث رشد سریع گیاهان آبزی نامطلوب شده و در صورت تخلیه در زمین باعث ایجاد آلودگی در آبهای زیر زمینی می شوند.
مواد آلی، معدنی:

مواد آلی از قبیل فنلها و سموم دفع آفات نباتی ومواد معدنی از قبیل کلسیم، سدیم و سولفات بایستی براساس نوع استفاده مجدد از آب متناسب با نوع محل دفع از فاضلاب گرفته شوند.

خصوصيات كيفي فاضلاب كارخانه لبني نيلوفر روز:
در قسمتهاي قبل بصورت كلي مواد آلاینده، موجود در فاضلابها توضيح داده شد، مواد آلوده كننده موجود در فاضلابها به ميزان بالا در فاضلاب صنايع لبني نيز وجود دارد (البته بار آلودگي ميكروبي اين فاضلاب از فاضلاب شهری كمتر است)

خصوصا پارامترهاي كيفي و COD،BOD5 موجود در فاضلاب صنايع لبني زياد بوده و بنابراين از درجه اهميت خاصي برخوردار است. در صنايع لبني كه به توليد پنير نيز اشتغال دارند شدت آلودگي خيلي زياد است، بطوريكه مقدار BOD5 فاضلاب ممكن است از ۱۰۰۰۰ ميلي گرم در ليتر تجاوز نمايد. ولي در اين كارخانه نظر به عدم وجود خط توليد پنير شدت آلودگي كمتر بوده و مقدار BOD5 آن در حدود ۹۰۰ ميلي گرم در ليتر مي باشد.

لذا بر اساس نتايج آزمايشات انجام شده بر روي نمونه هاي مركب فاضلاب كارخانه لبني نيلوفر روز که توسط دانشکده بهداشت و انیستیتوتحقیقات بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی تهران انجام و طی نامه شماره ۳۲۶/ب (۶/۱۱/۸۳) ارائه می گردد و مبناي محاسبات در طراحي قرار گرفته شده به شرح زير مي باشد.
pH=7.5

کل BOD 5=880 mg/l
محلول BOD 5= 610 mg/l
کل COD =1040 mg/l
محلولCOD =890 mg/l
TS = 1148 mg/l

TVS= 766 mg/l
TDS = 923 mg/l
TVDS=608 mg/l
TSS=225 mg/l
TVSS=207 mg/l

FSS=18 mg/l
Oil & Greasc=32 mg/l
متوسط دما= ۲۰ oC
خصوصيات فاضلاب تصفيه شده

بیشتر فاضلابها هميشه داراي تعداد زيادي ميکروارگانیسهای گوناگون مي باشند كه بخشي از آنها را ميكروبهاي بيماريزا تشكيل مي دهند از جمله فاضلابهاي شهري و فاضلابهاي کشتارگاه). در صورتيكه فاضلاب بصورت خام و تصفيه نشده در محيط وارد گردد، سبب آلوده شدن گرديده و در اثر تماس انسان با آن، خطر گسترش بيماريهاي مختلف بصورت جدي مطرح مي گردد. بعلاوه در صورتيكه فاضلاب بصورت خام در محيط رها گردد، علاوه بر خطرات مستقيمي كه براي بهداشت عمومي دارد، نتايج ديگري از قبيل مناظر زشت، بوهاي ناخوشايند، تقليل در كاهش اكسيژن منابع طبيعي و سرانجام توليد حشرات و بخصوص مگس و پشه را بهمراه دارد، اين حشرات خود وسيله اي براي انتقال ميكروبهاي بيماريزا و آلوده سازي محيط زيست مي باشند.