روش‌های تصفیه فاضلاب صنایع لبنی

استقرار یک زندگی پایدار و بهبود کیفیت محیط زیست؛ از اولویت‌های اجتماعی و محیطی جامعه‌های امروزی به شمار می‌آید. در این راستا، یکی از چالش‌های مهم و حیاتی، تصفیه و بازیافت فاضلاب‌های صنعتی و شهری است که به سبب اثرات آلودگی زیست محیطی و تاثیرات نامطلوب بر سلامت انسان و اکوسیستم‌ها، تبدیل به یک موضوع پراهمیت و بحرانی شده است.در این میان، “تصفیه فاضلاب لبنی” به عنوان یکی از زیرشاخه‌های حوزه تصفیه فاضلاب، از اهمیت خاصی برخوردار است.

این فرآیند، بهبود کیفیت آب و حفظ منابع طبیعی را تضمین می‌کند و از طریق کاهش آلودگی‌های محیطی، به سلامت انسان‌ها نیز خدمت می‌کند.به همین دلایل در این مقاله؛ به بررسی نحوه تولید، روش‌ها و مزایای اجرای موفقیت‌آمیز این فرآیند خواهیم پرداخت.

 

تصفیه فاضلاب لبنی

فاضلاب تولیدی در کارخانه و صنایع لبنی، ناشی از شستشوی زمین و عملیات CIP می‌باشد و حاوی مقادیر بسیار زیادی چربی، COD ، BOD و همچنین ذرات معلق یا همان TSS  است که در تصفیه فاضلاب صنایع لبنی؛ به طور کامل تصفیه می‌گردد.

تصفیه فاضلاب صنایع لبنی با توجه به ماهیت و نوع تولیدات آن مانند شیر، ماست، دوغ و پنیر؛ در مرحله اول توسط روش‌های فیزیکی، شیمیایی و در مرحله دوم توسط روش‌های بیولوژیکی صورت می‌گیرد و استفاده از روش‌های بی هوازی، هوازی و چربی گیر ساده و پیشرفته از ملزومات این روش تصفیه فاضلاب است.

 

نحوه تولید فاضلاب در کارخانه صنایع لبنی

تولید فاضلاب در کارخانه لبنیات از شستشوی تجهیزات، زمین، ماشین آلات و خطوط انتقال شیر و سایر مواد لبنی ناشی می‌گردد.

لبنیات به علت میزان چربی، کربوهیدرات و پروتئین بالا؛ محیط بسیار مناسبی برای رشد انواع میکروارگانیزم‌ها، آنزیم‌ها و باکتری‌ها می‌باشد. بنابراین شستشوی ظروف و ماشین آلات مربوط به تولید محصولات لبنی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. بنابراین میزان تولید پساب در کارخانه لبنیات؛ به مقدار زیادی به نحوه تولید و نوع محصولات تولیدی بستگی دارد.

مهمترین محصولات کارخانه لبنی شامل شیر، دوغ، ماست، کره و پنیراست و به طور کلی، ماده اولیه تمامی کارخانه صنایع لبنی؛ شیر است و به ازای هر تن شیر خام ورودی به کارخانه، در حدود ۴ الی ۱۰ مترمکعب فاضلاب تولید می‌گردد.

به علاوه امروزه با به کاربردن ماشین آلات صنعتی در تولید محصولات لبنی و مکانیزه شده فرایند تولید، ضرورت شستشو در محل یا همان  CIP تجهیزات از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

یک عملیات CIP صحیح و اصولی سبب می‌شود که باقی مانده شیر و فرآورده‌های آن به طور کامل از مخازن، پاتیل‌ها، لوله‌ها و دستگاه‌های تولید و بسته بندی خارج گرد و همچنین مانع از رشد ارگانیزم‌ها و باکتری‌ها می‌شود.

 

عملیات CIP

عملیات CIP یا همان شستشوی در محل توسط محلول‌های اسیدی یا بازی انجام می‌گیرد و به طور کلی یک شستشو، دارای مراحل زیر است:

۱.شستشو با آب سرد
۲. شستشو با محلول سود سوز آور در دمای بالا
۳.شستشو با آب
۴.شستشو با محلول اسید نیتریک یا اسید کلریدریک
۵.شستشوی نهایی با آب

در هر کارخانه لبنیات؛ بسته به ماهیت تولید و نوع ماشین آلات، از ترکیبی از چند روش شستشو با مواد مختلف استفاده می‌‎گردد. در هر صورت در طراحی تصفیه فاضلاب صنایع لبنی، میزان عمده پساب ناشی از عملیات CIP است.

 

ماهیت فاضلاب صنایع لبنی

نخستین قدم در طراحی و اجرا یک واحد تصفیه فاضلاب صنایع لبنی، شناخت ماهیت و یا همان کیفیت پساب است.

فاضلاب صنایع لبنی دارای میزان بسیار زیادی چربی محلول و غیر محلول است و وجود میزان زیادی کربوهیدارت‌ها، لیپید و پروتئین از مهمترین ویژگی‌های فاضلاب صنایع لبنی است.

به علاوه میزان اکسیژن خواهی شیمیایی COD و بیولوژیکی BOD  آن بسیار بالا بوده و ذرات جامد معلق فراوانی دارد و به طور کلی می‌توان در یک کارخانه صنایع لبنی با تولیداتی مانند شیر، ماست و دوغ؛ آنالیز ذیل را ملاک طراحی تصفیه خانه فاضلاب قرار داد.

نمونه آنالیز از پساب خروجی یک واحد تولیدی لبنی

 

پارامتر	مقدار
COD	۳۰۰۰-۳۵۰۰
BOD	۱۳۰۰-۲۰۰۰
TSS	۹۶۰
Oil & Grease	۲۰۰-۳۵۰
pH	۷-۱۰

 

همانطور که در این آنالیز مشاهده می‌کنید، وجود مقدار بسیار زیاد چربی و TSS در  این نوع فاضلاب، نیازمند استفاده از روش‌های تصفیه فیزیکی و شیمیایی؛ پیش از استفاده از روش‌های بیولوژیکی است.

واحدهای تصفیه بیولوژیکی اعم از واحدهای بی هوازی و هوازی، نمی‌توانند میزان بالایی از چربی‌ها با زنجیره‌های کربنی بزرگ را حذف نمایند و این چربی‌ها، عملکرد سیستم را مختل می‌نماید. از این رو استفاده از روش‌های حذف فیزیکی چربی و TSS در تصفیه فاضلاب صنایع لبنی؛ امری ضروری است.

 

روش‌های تصفیه فاضلاب صنایع لبنی

در یک طبقه بندی ساده، تصفیه فاضلاب صنایع لبنی و کارخانه لبنیات از دو بخش تشکیل شده است که شامل حذف فیزیکی چربی و ذرات جامد معلق (TSS) و بخش دوم حذف بیولوژیکی عوامل COD و BOD توسط واحدهای هوازی و بی هوازی است.

همانطور که گفته شد؛ چنانچه چربی و روغن در واحدهای بیولوژیکی وارد گردد، این سیستم‌ها دچار مشکل شده و عملکرد آن‌ها مختل می‌گردد. برای این منظور؛ از روش‌های پیش تصفیه، جهت حذف چربی استفاده می‌گردد و همچنین به علت غلظت بالای COD ، استفاده از چند واحد بیولوژیکی به صورت سری؛ امری ضروری است. همچنین باید توجه نمود که حداکثر غلظت COD ورودی به واحدهای هوازی نمی تواند بیش از ۲۰۰۰mg/lit  باشد.

واحدهای تصفیه فاضلاب صنایع لبنی

در مجموع واحدهای تصفیه فاضلاب صنایع لبنی به شرح ذیل می‌باشند:

۱-واحد یکنواخت ساز و چربی گیر ساده:

به علت استفاده از محلول‌های اسیدی و بازی در خط تولید، در این واحد؛ فاضلاب همگن شده و pH و دبی آن یکنواخت می‌گردد. در واحد چربی گیر ساده، چربی و روغن غیر محلول موجود در پساب که به حالت غیر محلول است، به دلیل سبکی به روی سطح آمده و به وسیله یک پارو جمع آوری می‌گردد.

۲– واحدهای پیشرفته چربی گیر و حذف ذرات معلق:

در این واحدها، چربی محلول و همچنین ذرات جامد معلق فاضلاب به صورت فیزیکی یا شیمیایی حذف می‌گردند و مهمترین روش‌ها شامل: چربی گیر DAF، انعقاد و لخته سازی شیمیایی، انعقاد الکتریکی و یا چربی گیر CPI است.

۳– واحدهای بی هوازی تصفیه فاضلاب لبنی:

به علت میزان بالای غلظت COD، نمی توان فاضلاب کارخانه لبنیات را مستقیماً وارد واحد هوازی نمود؛ زیرا هم راندمان واحد را به شدت کاهش می‌دهد و هم میزان لجن تولیدی افزایش می‌یابد.

بنابراین از روش‌های بی هوازی که بر پایه تولید گاز توسط باکتری‌های بی هوازی طراحی گردیده اند؛ استفاده می‌شود و مهمترین روش‌های تصفیه بی هوازی شاملUASB ,UABR ,UAFBR ,SGSB است.

۴– واحدهای هوازی تصفیه فاضلاب صنایع لبنی:

این واحدها آخرین مرحله از حذف COD و BOD فاضلاب است و با استفاده از تزریق هوا با حباب‌های ریز، بخشی از فاضلاب را به شکل لجن درآورده و فرآیند تصفیه صورت می‌گیرد.

مهمترین واحدهای هوازی شامل هوادهی گسترده، رشد چسبیده مانند: MBBR و PBBR و یا IFAS است و در آخرین مرحله تصفیه فاضلاب صنایع لبنی، ته نشینی قرار دارد که لجن شکل گرفته به علت دانسیته بالا ته نشین گردیده و از سیستم حذف می‌گردد.

تصفیه فاضلاب صنایع لبنی با تولیدات خاص

همانطور که می‌دانیم؛ ماده اولیه تمامی کارخانه لبنیات، شیر می‌باشد. اما محصولات بسیار گسترده و متنوعی را می‌توان تولید نمود که از آن جمله می توان به انواع پنیر، خامه، پنیر پیتزا، پودر پفک و بستی اشاره کرد.

باید توجه نمود که کیفیت پساب به نوع محصول تولیدی و همچنین نحوه CIP بستگی دارد و بنابراین نمی‌توان تمامی سیستم‌های این نوع تصفیه فاضلاب را به طور مشابه و یکسان در نظر گرفت.

بررسی کیفیت فاضلاب صنایع لبنی بر اساس نوع محصول تولیدی

جدول زیر کیفیت فاضلاب صنایع لبنی بر اساس نوع محصول تولیدی طبقه بندی شده است:

 

محصول لبنی	مقدار غلظت COD
شیر و ماست و دوغ	۳۰۰۰-۳۵۰۰
انواع پنیر	۷۰۰۰-۸۰۰۰
بستنی	۱۰۰۰۰-۱۱۰۰۰
پودر پفک	۶۰۰۰-۷۰۰۰

 

کاربردهای تصفیه فاضلاب صنایع لبنی

در حال حاضر؛ مهمترین مشکل زیست محیطی کشور ما، مشکل کمبود آب است و بنابراین استفاده از منابع تجدید پذیر مانند فاضلاب و بازگرداندن آن به چرخه محیط زیست، یکی از موارد ضروری و اجتناب ناپذیر در این خصوص می‌باشد.

استفاده از سیستم تصفیه فاضلاب صنایع لبنی با عنایت به منابع اقتصادی و ظرفیت‌های تولیدی؛ به سه منظور قابل استفاده می‌باشد:

۱- استفاده از پساب تصفیه شده پکیج تصفیه فاضلاب صنایع لبنی به منظور آبیاری و کشاورزی و اخذ تاییدیه محیط زیست در این خصوص.

۲- استفاده از پساب تصفیه شده واحد تصفیه فاضلاب صنایع لبنی به منظور دفع به آب‌های سطحی و یا زیر زمینی و بازگرداندن آب به چرخه محیط زیست.

۳- طراحی و ساخت تصفیه فاضلاب صنایع لبنی و واحدهای تکمیلی به منظور بازگرداندن آب به ابتدای خط تولید کارخانه لبنیات.

مزایا و ویژگی‌های سیستم تصفیه فاضلاب صنایع لبنی

استفاده از به روزترین استانداردهای رایج در طراحی و ساخت سیستم تصفیه فاضلاب صنایع لبنی، مهمترین ویژگی این سیستم‌ها در شرکت فنی مهندسی طرح و کار می‌باشد.

انجام آنالیزهای دقیق بر روی فاضلاب خام کارخانه لبنیات و محاسبه و طراحی مدون؛ با در نظر گرفتن کلیه پارامترهای اقتصادی، مهندسی و اخذ تاییدیه محیط زیست در این خصوص، از دیگر ویژگی‌های سیستم تصفیه فاضلاب صنایع لبنی است.
به علاوه سازه‌های به کار رفته در تصفیه فاضلاب لبنی، بر اساس نوع احجام، ابعاد و اندازه آن به صورت فلزی و یا بتنی ساخته می‌شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر همین حالا با تیم ما تماس بگیرید!