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 صنایع روغن خرما (POME)

1-مقدمه

روغن خام خرما از قشر میانی میوه های کوچک خرما و روغن هسته خرما از هسته اصلی استخراج می شود(شکل1 موجود در فایل pdf). میزان روغن موجود در قشر میانی و هسته اصلی به ترتیب20 % و 40 % می باشد. روغن خرما، روغنی نیمه جامد و سرشار از ویتامین ها و اسیدهای چرب گوناگون است. عمده ترین اسید های موجود در روغن خرما اولئیک، پالمیتیک و لینولئیک می باشد. در فرایند تولید روغن خرما میزان قابل توجهی آب مصرف گردیده که منجر به تولید حجم زیادی فاضلاب می شود. صنایع تولید کننده و تصفیه کننده روغن خرما دو منبع عمده تولید فاضلاب روغن خرمامی باشد که در این میان فاضلاب ناشی از صنایع تولید روغن خرما از نظر بار آلودگی و میزان فاضلاب سهم بیشتری را دارا هستند. بطور تخمینی، سالانه 30 میلیون تن فاضلاب از بیش از 300 صنعت تولید روغن خرما در مالزی ایجاد می شود.

1-1-تولید روغن خام خرما

در استخراج روغن از دانه های روغنی خرما هیچگونه مواد شیمیایی اضافه نمی شود و تمامی پسماندهای تولید شده برای محیط زیست بی خطر هستند. استخراج روغن خام خرما عمدتاً شامل فرایندهای مکانیکی و حرارتی می باشد که در طی چند مرحلهدر زیز شرح داده می شود.

استریلیزاسیون

به منظور اطمینان از کیفیت روغن و بهره برداری صنایع تولید خرما، خوشه های میوه تازه باید در عرض 24 ساعت پس از برداشت محصول، پردازش گردند. طی فرایند استریلیزاسیون، خوشه های میوه تازه در زمان ماند کلی 90 دقیقه به ترتیب تحت فشار 30، 35 و 40 PSI  قرار میگیرند.

اهداف فرایند استریلیزاسیون:

1-حذف ناخالصی های خارجی

2-نرم کردن و جداسازی میوه های کوچک از خوشه ها

3-جدا کردن هسته های اصلی از پوسته ها

4-غیر فعالسازی آنزیم های ایجاد کننده اسیدهای چرب آزاد.

جداسازی خوشه

پس از اتمام استریلیزاسیون، خوشه های میوه تازه پخته شده به منظور جداسازی دانه های کوچک از خوشه، در معرض خرمنکوبی مکانیکی قرار می گیرد. در این مرحله دانه های کوچک جدا شده به فرایند بعدی انتقال یافته و خوشه های خالی از دانه می توانند بعنوان کود گیاهی در کشت و زرع مورد استفاده قرار گرفته یا بعنوان کود آلی بازیافت گردند.

هضم و فشرده سازی

در این مرحله دانه های کوچک جدا شده از خوشه ها به هاضم منتقل می شوند. هاضم متشکل از ظرف استوانه ای مجهز به بازوهای همزن و خارج کننده روغن بوده که فرایند هضم و فشرده سازی دانه های کوچک در آن انجام می گیرد. به منظور تسهیل استخراج روغن از قشر میانی هضم شده، از بخار آب استفاده می شود. در پایان این فرایند، روغن و کیک فشرده شده شامل دانه و فیبر تولید می شود. روغن استخراج شده، در مرحله بعد تصفیه و زلال سازی می گردد. در همین مرحله فیبر و دانه ها در ستون جدا کننده غلاف، جدا شده و پسماند فیبر برای تولید انرژی داخل دیگ بخار، سوزانده می شود.

تصفیه و زلال سازی روغن

در این مرحله روغن استخراج شده به منظور تولید روغن خام خرما، تصفیه و زلال می گردد. خاک و سایر ناخالصی ها بوسیله سانتریفیوژ از روغن حذف می گردد. قبل از اینکه روغن خام خرما به تانک ذخیره سازی انتقال یابد، در معرض دمای بالا قرار می گیرد تا میزان رطوبت در روغن خام خرما کاهش یابد. این امر به منظور کنترل سرعت زوال روغن در طی ذخیره و پیش از پردازش آن در پالایشگاه روغن خرما می باشد. رسوب ضخیم(لجن)، محصول جانبی مراحل تصفیه و زلال سازی و منبع اصلی صنایع تولید روغن خرما از نظر قدرت و میزان آلودگی است.

شکل 2(موجود در فایل pdf): نمودار جریان فرایندهای استخراج روغن خام خرما و منابع POME 


شکستن دانه

در این مرحله دانه های ناشی از فرایندهای هضم و فشرده سازی، قبل از ارسال به دستگاه شکستن دانه یا کارخانه آسیاب به منظور حذف باقیمانده های فیبر جلادهی می گردند. سپس مخلوط شکسته شده ی هسته های اصلی و پوسته ها در ستون غربالگری، با استفاده از مکش رو به بالا(هیدروسیکلون) و حمام خاک رس، جداسازی می شوند. یکی از منابع تولید POME ،  آب ناشی از شستشوی هیدرو سیکلون می باشد. هسته اصلی تولید شده، قبل از انتقال به کارخانه هسته خرما به منظور استخراج روغن، ذخیره می گردد. پسماندهای پوسته به منظور تولید بخار و انرژی، در دیگ بخار به فیبر ملحق می گردد.

1-2-تولید روغن خرمای تصفیه شده، زلال سازی شده، بوزدایی شده

تصفیه روغن خام خرما شامل بکارگیری پالایش فیزیکی/ بخار بوده که در آن تقطیر بخار به منظور جداسازی اسیدهای چرب آزاد در درجه حرارت بالا و تحت خلا مورد استفاده قرار می گیرد(شکل3). این مرحله شامل دو فرایند اصلی به شرح زیر می باشد.

- پیش تصفیه

قبل از انجام فرایند واقعی تصفیه و به منظور حذف ناخالصی هایی مانند صمغ و مقادیری از فلزات، روغن خام بوسیله اسید فسفریک، پیش تصفیه شده و سپس به منظور حذف اسید فسفریک و محتوای آن، از تکنیک زلال سازی تحت خلا به دنبال روش فیلتراسیون استفاده می گردد. مواد زاید به شکل لجن، تخلیه و در محل دفن بهداشتی زباله دفن می گردد.

- بوزدایی

در این مرحله به منظور تخلیه روغن پیش تصفیه شده از اسیدهای چرب آزاد فرار، ترکیبات بودار و مواد رنگی ناپایدار، تحت شرایط خلا از بخار استفاده می شود. در فرایند بوزدایی، تقطیر منبع اصلی فاضلاب تولیدی پالایشگاه روغن خرما را تشکیل می دهد.محصول تقطیر حاوی 90-80 % اسید چرب آزاد می باشد. بعد از فرایند پالایش، روغن بعنوان روغن خرمای تصفیه شده، زلال سازی و بوزدایی شده شناخته می شود. پردازش بیشتر مانند فرایندهای جداسازی، اسید اولئیک و ماده اصلی خرما را بر اساس نقطه ذوب هر ترکیب جدا خواهد ساخت.

2- فاضلاب صنایع تولید روغن خرما

فاضلاب صنایع تولید روغن خرما از دو مرحله اصلی نشات می گیرد: مراحل استریلیزاسیون و زلال سازی، که به ترتیب بصورت لجن متراکم و لجن فعالسازی شده می باشد. لجن زلال سازی شئه(تصفیه شده) میزان بیشتری از باقیمانده های جامد را در مقایسه با لجن متراکم شده استریلیزه شده دارد. هر دو حاوی مقادیری از روغن و چربی های بازیافت نشده هستند.البته تولید روغن خرمای نهایی ناشی از فرایند شستشوی هیدروسیکلون و پاکسازی کارخانه نیز می باشد.

به منظور پردازش یک تن خوشه میوه تازه تقریبا در حدود 5/1-1 تن آب مورد نیاز است.

شکل: نودار جریان فرایندهای تصفیه مکانیکی روغن خام خرما

2-1 ویژگیهای POME

بر اساس فرایند استخراج و خصوصیات خوشه میوه تازه، POME از حدود96-95% آب، 7/0-6/0% روغن و 5-4% جامدات کل که شامل4-2% جامدات معلق و عمدتاً باقیمانده های ناشی از قشر میانی خرما هستند تشکیل می شود. طی تولید روغن خرما هیچگونه ماده شیمیایی افزوده نشده و  POME یک پسماند غیر سمی می باشد. POME تخلیه شده از صنایع به شکل دوغاب کلوئیدی بسیار غلیظ به رنگ قهوه ای تیره شامل آب، روغن و مواد سلولزی ریز می باشد. به دلیل ورود گرما(از مرحله استریلیزاسیون) و فرایندهای شدید مکانیکی، درجه حرارت POME تخلیه شده تقریباً در حدود90-80 درجه سانتیگراد است. با توجه به راهبری و کنترل کیفی هر کارخانه ویژگی های شیمیایی POME دارای تغییرات گسترده ای می باشد.

POME علاوه برترکیبات آلی، سرشار از مواد معدنی به خصوص فسفر( 18 میلی گرم در لیتر)، پتاسیم(2270 میلی گرم در لیتر)، منیزیم(615میلی گرم در لیتر) و کلسیم(439میلی گرم در لیتر) نیز می باشد. بنابراین بخش اعظم لجن آبگیری و خشک شده ی POME می تواند بازیافت گردیده و یا بعنوان کود در کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.

2-2- تصفیه بیولوژیکی

POME با توجه به ویژگی های شیمیایی می تواند به آسانی و با استفده از روش های بیولوژیکی تصفیه گردد. POME بدلیل وجود میزان بالای مواد آلی و معدنی، محیط مناسبی برای رشد و تجمع میکروارگانیسمهایی بوده که پسماندها یا آلاینده را مصرف، شکسته و به محصولات فرعی بی خطر تبدیل می کنند. در برخی موارد این محصولات جانبی ارزش اقتصادی بالایی داشته و می تواند به عنوان منابع بالقوه یا تجدید پذیر انرژی مورد استفاده قرار گیرند. به منظور دستیابی به این هدف باید مخلوط مناسبی از جمعیت میکروبی به سیستم وارد شده و فرایند بهبنه گردد.

جدول1. ویژگیهای شیمیایی فاضلاب صنایع تولید روغن خرما (POME)

ویژگی شیمیایی

میانگین

محدوده

pH

2/4

2/5-4/3

BOD-mg/L

25000

43750-10250

COD-mg/L

50000

100000-15000

روغن و گریس(mg/L)

6000

18000-150

نیتروژن آمونیاکی(mg/L)

35

80-4

کل نیتروژن(mg/L)

750

1400-180

جامدات معلق(mg/L)

18000

54000-5000

کل جامدات(mg/L)

40000

78000-11500

تصفیه بیولوژیکی

امروزه در صنعت، فرایندهای بیولوژیکی به شکل مجموعه ای از فرایندهای تصفیه بیهوازی، بیهوازی اختیاری و هوازی بکار می رود. هر چند که کاهش عمده بار آلودگیpome تا 95درصد BOD در مرحله اول که تصفیه بی هوازی است رخ می دهد. فرایند بی هوازی شامل 3 مرحله اصلی است. هیدرولیتیک، اسیدوژنیک و متانوژنیک. در مرحله اول میکروارگانیسم های هیدرولیتیک به منظور هیدرولیز کمپلکس های پیچیده آلی به ترکیبات ساده تر مثل تری گلیسیرید، اسیدهای چرب، میکرو ارگانیسمهای تخمیر کننده(اسیدوژنیک) قرار می گیرند که مسئول تبدیل آنها به زنجیره کوتاه اسیدهای چری فرار، اغلب اسید استیک،پروپیونیک، بوتیریک اسدها و الکلیک ها هستند. در مرحله نهایی( متانوژنیک) دو تغییر شکل بیولوژیکی مجزا وجود دارد. اول تبدیل اسیدهای پروپیونیک و  بوتریک به اسید استیک و گاز هیدروژن، دوم تبدیل اسید استیک به متان و دی اکسید کربن بوسیله متانوژن ها. محصولات نهایی تجزیه بی هوازی، متان و دی اکسید کربن هستند. همچنین مقداری سولفید هیدروژن بدلیل فعالیت باکتری های احیاکننده سولفات در تصفیه بی هوازی تولید می شود. BOD ، در ابتدای این دو مرحله به این دلیل که تنها شکستن ترکیبات پیچیده به مواد آلی ساده تر اتفاق افتاده است، در همان سطحی که به هنگام ورود به تصفیه بی هوازی داشته باقی می ماند. ولی بعد از مرحله متانوژنیک، BOD بطور چشمگیری کاهش خواهد یافت.

3.2 سیستم های تصفیه فاضلاب برای POME

انتخاب سیستم های تصفیه فاضلاب POME به میزان زیادی به هزینه بهره برداری و نگهداری، در دسترس بودن زمین و موقعیت صنایع بستگی دارد.

این فایل را بصورت کامل تر با تصاویر مربوطه از لینک زیر دانلود نمایید:

http://s5.picofile.com/file/8134845276/Waste_palm_oil.pdf.html

ترجمه و تدوین:مهندس بهنام کاظمی نورالدین وند 






منبع :www.june5.persianblog.ir

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