سایت بهداشت محیط ایران

سایت بهداشت محیط ایران

بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط
سایت بهداشت محیط ایران

سایت بهداشت محیط ایران

بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط

تصفیه فاضلاب نانوایی و شیرینی پزی

تصفیه فاضلاب نانوایی و شیرینی پزی


 


 

مقدمه:

صنعت نانوایی و شیرینی پزی یکی از بزرگترین صنایع مواد غذایی در جهان است. که بر حسب تنوع محصول و فرایند به صورت زیر تقسیم بندی می شود.

-نان

-نان رول

-شیرینی

-محصولات خاص مانند کیک؛بیسکویت؛دونات و نان های مخصوص

چندین هزار سال است که روش تهیه و پخت نان ثابت است و تجهیزات و وسایل  مورد استفاده شامل:

-آسیاب

-مخلوط کن و خمیر گیر

-دستگاه شکل دهنده یا چونه گیر

-ظرف تخمیر

-اون

-گرماگیری

فرایند تخمیرو پخت نان به ترتیب در دمای 40 درجه سانتیگراد و 260-160 درجه سانتیگراد صورت می گیرد .

محصولات باید در دمای 20-4درجه سانتیگراد نگهداری شود.

مواد اصلی تشکیل دهنده نان عبارتند از:

-آرد

-مخمر

-نمک

-آب

 همچنین معمولا ویتامین C (اسید اسکوربیک) وعوامل نگهدارنده مانند اسید استیک و روغن های گیاهی به نان افزوده می شود.

آب :

یک ترکیب مهم در فرایند تولید می باشد .نسبت آرد به آب به طور معمول 10:6        می باشد نسبت مواد تشکیل دهنده خمیر نسبت به آرد کمتر است.

در طول فرایند تولید آب 50-40 درجه با مواد شوینده ای که برای شستشوی ظروف و سینی ها و گرد غبار مورد استفاده قرار می گیرد،مخلوط می شود.

منابع فاضلاب صنایع نانوایی و شیرینی پزی:

صنایع نانوایی و شیرینی پزی یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب در اروپا و ایالات متحده می باشد.

مصرف روزانه آب در این صنایع بین   10,000-300,000  gal/day  می باشد. و بیش از نیمی از آن به فاضلاب تبدیل می شود.

فاضلاب:

فاضلاب این صنایع از شستشوی واحدهای عملیاتی و تجهیزات و همچنین شستشوی کف حاصل می شود.

مشخصات این نوع فاضلاب ها ، بارآلی بالا و نوسانات شدید جریان وحاوی آرد،شکر،مخمر،روغن وگریس می باشد.

نسبت مصرف آب به محصول در صنایع غذایی معمول 10،در صنایع شیمیایی بیشتر از5 و صنایع کاغذ و پارچه 2 می باشد.

به طور معمول نیمی از آب در فرایند تولید وباقیمانده جهت شستشو مورد استفاده قرار می گیرد.

 

PHفاضلاب صنایع نان وشیرینی پزی در فاصله خنثی و اسیدی است.وBOD5  از چند صد تا هزار  mg/L متغییر است .که میزان BOD5 آن از فاضلاب خانگی بیشتر است .

قدرت فاضلاب و سرعت جریان به بهره برداری و وسعت کارخانه و تعداد کارگران بستگی دارد. درکارخانجاتی که قبل از شستن کف و تجهیزات به صورت خشک تمیزمی شوند فاضلاب ناشی از این واحد ها تنها حاوی آرد و گریس می باشد و بطور عمده ضعیف هستند.

 

با توجه به زمان بهره برداری قدرت فاضلاب های تولیدی متفاوت می باشد.

 


جامدات زائد:

جامدات زائد ناشی از این صنایع به صورت خمیر زائد و زائدات ناشی از بسته بندی می باشد.جامدات زائد حاوی مقادیر کمی از مواد خام هستند.که ممکن است دوباره بوسیله خمیر های زائد و خرده نان جهت تغذیه دام و طیور  مورد استفاده قرار گیرد.

تصفیه فاضلاب صنایع نان و شیرینی:

بطور معمول فاضلاب این صنایع سمی نیستند و میتوان آنرا به چند فاز تقسیم کرد.

فاز جامد، مایع ،گاز

در فازمایع مقدار زیادی ماده آلی با COD وBOD5 بالا مانند چربی ها(Fats)،روغنهای صنعتی (Oils)و گریس(Greases)؛(FOG) وجود دارد.

سیستم های پیش تصفیه:

این سیستم ها شامل :

-آشغالگیر

-حوضچه یکنواخت سازی و خنثی سازی

-واحد تفکیک(FOG

-واحد اسید سازی

-واحد انعقاد

-ترسیب و هوادهی

 

 

  در صنایع نان و شیرینی به علت بالا بودن SS و FOG پیش تصفیه مورد نیاز است.پیش تصفیه باعث کاهش بار آلودگی و عوامل ایجاد تاخیر در فرایند تصفیه بیولوژیکی یا شیمیایی می شود .و همچنین از تجهیزات دیگر مراقبت می کند.در مجموع پیش تصفیه از نظر اقتصادی نسبت به تصفیه بیولوژیکی و شیمیایی مقرون به صرفه می باشد.

تانک یکنواخت سازی وخنثی سازی:

چون سرعت جریان فاضلاب و بارآلی درزمان های مختلف متفاوت است استفاده از تانک یکنواخت ساز برای بدست آوردن خروجی مورد نیاز لازم است .گرچه زمان ماند طولانی باعث ایجاد شرایط بی هوازی می گردد.

کاهش PH و بوی بد از مشکلاتی هستند که در طول بهره برداری ایجاد می شوند.

آشغالگیر:

انواع آشغالگیر:

-دهانه بزرگ بین 150-6 میلیمتر

-دهانه کوچک کمتر از6 میلیمتر

پارامترهای طراحی:

-سرعت

-اندازه دهانه آشغالگیر

-افت فشار(بین 0.8-1.4m )

جداسازی:(FOG)

ممکن است فاضلاب حاوی مقادیر زیادی ازFOG باشد.حضور روغن های صنعتی و گریس باعث کاهش انحلال اکسیژن محیط در فاضلاب می گردد.FOG میتواند از فاضلاب جدا شود و بازیابی شود و دوباره مورد استفاده قرار گیرد .

 

اسیدسازی:

—اسیدسازی واحدی است که به مشخصات فاضلاب بستگی دارد.به دلیل حضورFOG، اسید سولفوریک(H2SO4) ،اسید نیتریک (H2NO3)به تانک اسیدسازی اضافه    می شود.اسید اضافه شده باعث هیدرولیز موادآلی وافزایش قابلیت تصفیه بیولوژیکی می شود.

انعقاد و لخته سازی:

انعقاد به منظورنا پایدار کردن جامدات معلق SSمورد استفاده قرار می گیرد. آلوم به عنوان یک منعقد کننده استفاده می شود.PH ومقدار دز مصرفی در نتیجه نهایی تصفیه بسیار مهم است. 100- 90 mg/l آلوم و کلرید فریک جهت تصفیه مورد استفاده قرار می گیرد.

ترسیب:

ترسیب همچنین زلال ساز نامیده می شود. که بر اساس مکانیسم اختلاف دانسیته وزنی بین SS و آب صورت می گیرد.

اشکال تانک های واحد ترسیب :

-مستطیلی

-دایره ای

-ترکیب لخته ساز و زلال ساز

-زلال ساز(که به صورت سری پشت سر هم قرار می گیرند.)

شناورسازی اکسیژن محلول (DAF):

شناورسازی اکسیژن محلول توسط  پمپاژ هوای فشرده، به صورت حباب برای حذف SS وFOG مورد استفاده قرار می گیرد.

ابتدا فاضلاب در یک تانک بسته با هوای فشرده جمع آوری شده و سپس با عبور از میان شیرهای کاهش فشار وارد تانک شناورسازی می شود.بعلت کاهش ناگهانی فشار حبا ب های هوا تشکیل می شود. SSوFOGبه حباب های ایجاد شده چسبیده وبه سطح تانک می آیند.

فاکتور ها موثر در حذف BOD5،COD،FOG،SS:

-مقدار منعقدکننده مصرفی

-PH

-Air/solids

-انجام آزمایشات پایلوت

-شرایط بهره برداری مناسب

تصفیه بیولوژیکی:

تصفیه بیولوژیکی یکی از سیستم های تصفیه ثانویه است که در آن میکروارگانیسم ها برای تجزیه ترکیبات آلی موجود در فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند.

انواع سیستم های رشد میکروبی:

-رشد معلق (سیستم های لجن فعال)

-رشد چسبیده(سیستم های فیلتر چکنده)

 انواع سیستم های تصفیه بیولوژیکی بر اساس مصرف اکسیژن:

-هوازی

-بی هوازی

-اختیاری

مزایا و معایب تصفیه هوازی:

مزایا

-کیفیت پساب خروجی بالا

-زمان ماند کوتاه

-بهره برداری آسان

معایب

-هزینه هوادهی بالا

-میزان لجن تولیدی بالا

-تصفیه فاضلاب با COD>4000mg/l  غیر اقتصادی است.

عملکرد خوب یک سیستم بی هوازی نیازمند بهره برداری مداوم است.در بیشتر موارد سیستم های بی هوازی بعنوان یک پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرد.

فرایند لجن فعال:

 

انواع سیستم های لجن فعال:

•Plug-flow reactor(PFR)راکتور جریان پیستونی                         

•Completely stirred tank reactor(CSTR)        راکتور تانک اختلات کامل                                                           

•Sequencing batch reactor(SBR)راکتور ناپیوسته متوالی              

 

برای مدل PFR نسبت طول و عرض باید بیش  از 10 باشد که جریان قالبی را تامین کند.سیستم CSTR در مقابل جریان سمی فاضلاب ناش از برخی صنایع انعطاف پذیری بالای دارد.

همچنین CSTR و PFR با هم نیز بکار می روند و باعث بهبود روند تصفیه  می شوند

SBR برای فاضلاب های با جریان کم و ناپیوسته مناسب می باشد. از مزایای عمده آن نیاز به فضای کم می باشد زیرا که 5مرحله تصفیه در یک تانک قرار دارد.بهره برداری از این سیستم نسبت به سیستم های دیگر بسیار پیچیده تر است در بیشتر مورارد به صورت اتوماتیک بهره برداری می شود.

عملکرد فرایند لجن فعال تحت تاثیر مشخصه های جریان ورودی؛ ساختمان راکتورها و پارامتر های بهره برداری می باشد.

مشخصه های جریان ورودی:

سرعت جریان – غلظت مواد آلی - ترکیبات نوترینت – FOG – قلیائیت – فلزلت سنگین – سمیت – PH – دما

ساختمان راکتور:

ترکیبی از بیوراکتورها شامل PFR, CSTR ,SBR و بیوراکتورهای غشایی MBR

پارامترهای بهره برداری:

غلظت بیومس(غلظتMLVSS ,VSS  )- بارآلی – نسبت F/M – اکسیژن محلول – SRT – HRT – میزان برگشت لجن – بار جریان سطحی

ازبین پارامترهای ذکر شده SRT و اکسیژن محلول بسیار مهم هستند.زیراکه کنترل دقیق پارامترهای بهره برداری در نتیجه تصفیه تاثیر بسزایی دارد.

میزان اکسیژن محلول باید بیشتر از mg/l 2 باشد.

 

فرایند رشد چسبیده هوازی شامل:

—فیلترهای چکنده

—تماس دهنده های بیولوژیکی دوار(RBC)

صافی چکنده میتواند برای تصفیه فاضلاب های صنایع شیرینی پزی و نانوایی مورد استفاده قرار گیرد.

پارامترهای مهم در بستر فیلترها:

—سطح بستر

—تخلخل

افزایش سطح باعث افزایش مقدار رشد میکروبی شده در نتیجه راندمان تصفیه را افزایش می دهد.

تخلخل زیاد باعث افزایش حرکت اکسیژن و کاهش انسداد فیلتر می گردد.

 

 

طراحی و عملکرد فیلترهای چکنده

 

تصفیه بی هوازی:

     بعلت بالابودن سطح مواد آلی در فاضلاب صنایع نانوای و شیرینی پزی و حضور FOG،SS تصفیه بی هوازی ترجیح داده می شود.در این سیستم SRT, HRT و بیومس تولیدی بالا می باشد.فرایند تصفیه بی هوازی بطور گسترده در تصفیه انواع فاضلاب صنایع مواد غذایی بکار می رود.

 

درفرایند تصفیه بی هوازی متان تولید می شود که برای تولید جریان الکتریسته می تواند مور استفاده قرار گیرد.

معایب تصفیه بی هوازی:

-بهره برداری  از آن پیچیده و مشکل است.

-به تغییرات  درجه حرارت و مواد سمی حساس است.

-مدت زمان زیادی برای شروع کار سیستم نیاز است.

-حساس به تغییرات جریان

 

نتیجه گیری :

فاضلاب تولید شده از صنایع مواد غذایی مانند صنایع شیرینی پزی و نانوایی دارای بار آلی بالایی می باشد وبا توجه به روشهای ذکر شده  و فرایند های تصفیه می توان در جهت کاهش مخاطرات آن بر محیط  زیست گام موثری را برداشت.

Refrence:

—Waste treatment  in the food processing industry, edited by:

lawrencek . Wang

Yung – Tse Hung

Howard  H.Lo

Constantine Yapijakis

©2006 by Taylor and Francis Group .LLC


ترجمه و تنظیم:

حمید افشاران

کارشناس بهداشت محیط

 

 










جهت دانلود تولبار سایت بهداشت محیط ایران روی تصویر زیر کلیک کنید





(جهت دسترسی به مطالب به روز به سمت چپ سایت بخش آخرین مطالب مراجعه کنید)

د