تصفیه پساب صنایع لبنی (آب پنیر) با تمام جزئیات

تصفیه آب پنیر و پساب صنایع لبنی از مهم ترین و چالش برانگیزترین اقدامات برای حفظ سلامت محیط زیست می باشد که از ورودی حجم بسیار زیادی از چربی و کربوهیدرات ها به سفره های آب زیر زمینی جلوگیری می کند. با توجه به درصد بالای COD و BOD در فاضلاب صنایع لبنی و تاثیرات منفی آنها، روش های متعددی برای حذف آلاینده های موجود در آنها به کار گرفته میشود. گروه صنعتی هفت در ادامه به معرفی فرایند تصفیه فاضلاب صنایع لبنی و آب پنیر اشاره خواهد نمود.

فاضلاب صنایع لبنی و آب پنیر

با توجه به اینکه اساس و پایه تمام محصولات صنایع لبنی شیر می باشد، لذا در خطوط تولید هر یک از مواد لبنی از قبیل ماست، دوغ، پنیر و غیره حجم بالایی از ذرات چربی و کربوهیدراتها وارد پساب ها می گردد. این پساب ها در مرحله شستشوی تجهیزات و دستگاه ها بدست آمده و با توجه به اهمیت بالای CIP یا شستشو در محل، مقدار آنها تقریبا زیاد می باشد. به عبارت دیگر، در طی انجام عملیاتی از قبیل شستشوی دستگاه ها با آب سرد، استفاده از محلول سود سوز آور، شستشو با آب و استفاده از محلول اسید کلریدریک باعث میشود تا حجم بسیار زیادی از مواد اسیدی و بازی نیز به این پساب ها افزوده شود.

با توجه به نوع آلاینده های موجود در پساب آب پنیر و صنایع لبنی، درصد COD و BOD آنها بالا بوده و شرایط برای رشد و تکثیر باکتری ها و میکروارگانیسم ها فراهم می باشد. به همین دلیل، ورود این پساب ها به طبیعت در نهایت منجر به رشد بیماری های متعدد می گردد. برای کاهش اثرات منفی و مخرب این مواد موجود در صنایع لبنی، لازم است تصفیه آب پنیر و صنایع لبنی به شیوه های مختلف انجام شود تا پساب ها قبل از ورود طبیعت یا مصرف در سایر بخش ها و صنایع به سطح استانداردی از کیفیت دست پیدا کنند.

لازم به ذکر است که پساب های تصفیه شده در این صنایع را می توان در بخش های مختلف از قبیل کشاورزی و حتی استفاده مجدد در سایر خطوط تولید لبنیات به کار برد.

تصفیه آب پنیر و صنایع لبنی

با توجه به موارد فوق و نوع و ماهیت فاضلاب صنایع لبنی و آب پنیر، لازم است چند مرحله و گام مهم طی شود که به ترتیب عبارتند از:

تصفیه فیزیکی آب پنیر

به طور متوسط مقدار TSS در پساب های صنایع لبنی حدود 960 می باشد که رقم بسیار بالایی بوده و لازم است قبل از تصفیه شیمیایی و بیولوژیکی با تجهیزات فیزیکی درصد آن کاهش پیدا کند. در تصفیه فیزیکی فاضلاب لبنیات ابتدا تلاش میشود تا مقدار PH یکنواخت شده و در نهایت، مقدار بسیار زیادی از ذرات چربی موجود در پساب ها بر روی سطح انباشته میشود. ذرات چربی انباشته شده بر روی سطح با تجهیزات مختلف جمع آوری می گردد. انجام این فرآیند تاثیر بسیار زیادی بر کیفیت گام های نهایی تصفیه خواهد داشت و به همین دلیل لازم است با دقت دبی و PH کاملا یکنواخت شود.

تصفیه شیمیایی صنایع لبنی

به عنوان دومین گام در تصفیه آب پنیر، لازم است چربی گیری با روش ها و تجهیزات پیشرفته تر انجام شود. در این مرحله از روش های مختلفی استفاده میشود که برخی از آنها عبارتند از:

چربی گیری با مواد منعقد کننده

از مهم ترین راهکارها برای این منظور می توان از لخته سازهای شیمیایی و مواد منعقد کننده مختلف استفاده نمود. از جمله مواد منعقد کننده که در تصفیه فاضلاب و چربی گیری و لخته سازی ذرات معلق کاربرد بالایی دارند می توان به فولکولانت ها یا پلی الکترولیت اشاره نمود. این موادد منعقد کننده در انواع مختلف کاتیونی و آنیونی و خنثی موجود بوده و استفاده میشوند. ذرات معلق در پساب در حالت کلی دارای بار مثبت یا منفی می باشند و با تزریق پودرهای کاتیونی پلی الکترولیک، بارهای مثبت در محیط آب ایجاد می گردد. بار مثبت یا کاتیون ایجاد شده در پساب ها ذرات منفی را به هم جذب نموده و لخته هایی بر روی سطح ایجاد نموده و در نهایت ته نشین و جمع آوری می گردند.

چربی گیری با دستگاه DAF

علاوه بر استفاده از مواد منعقد کننده و لخته سازهای مختلف، در این مرحله از تصفیه پساب آب پنیر و صنایع لبنی از دستگاه چربی گیر DAF نیز استفاده میشود. با استفاده از این تجهیزات حجم بالایی از هوای فشرده به پساب ها تزریق شده و حباب های آزاد شده آن به ذرات چربی و مواد معلق متصل شده و بر روی سطح شناور خواهند شد. در نهایت چربی ها و ذرات کلوئیدی و مواد معلق انباشته شده بر روی سطح فاضلاب به کمک تجهیزاتی از قبیل اویل اسکیمر جمع آوری خواهند شد.

تصفیه آب پنیر با انعقاد الکتریکی

از دیگر روش های کاربردی تصفیه شیمیایی فاضلاب صنایع لبنی در این گام می توان به استفاده از الکترود شیمیایی اشاره نمود. با توجه به اینکه ذرات کلوئیدی و چربی های معلق در پساب ها دارای بارهای هم نام بوده و یکدیگر را دفع می کنند، به همین دلیل در سطح فاضلاب به صورت معلق قرار میگیرند. در انعقاد الکتریکی از الکترودهای آلومینیومی یا آهن به عنوان کاتد و آند استفاده شده و با کمک جریان مستقیم برق انعقاد صورت میگیرد. الکترودها در تماس با آب واکنش شیمیایی برقرار نموده و هیدورلیز میشوند. در اثر این واکنش ها AL(OH)3 و FE(OH)3 تولید میشوند که قدرت جذب بسیار بالایی دارند. تولید یون هایی با بار مثبت باعث میشود تا بار منفی ذرات کلوئیدی خنثی شود. در نهایت ذرات کلوئیدی به AL(OH)3 و FE(OH)3 متصل شده و در ته مخزن تصفیه ته نشین خواهند شد. در آخرین مرحله از این فرایند، لجن ته نشین شده در کف تصفیه خانه با کمک تجهیزات مختلف جمع آوری شده و فاکتورهای TSS، COD و BOD تا حد زیادی بهبود پیدا خواهند کرد.

تصفیه بیولوژیکی و بی هوازی فاضلاب صنایع لبنی

از اصلی ترین گام ها در تصفیه فاضلاب آب پنیر و صنایع لبنی می توان به تصفیه بیولوژیکی اشاره نمود. در این مرحله از میکروارگانیسم ها و باکتری های هوازی و بی هوازی برای تجزیه مواد آلی موجود در پساب ها استفاده شده و تا حد بسیار بالایی کیفیت خروجی تصفیه را افزایش می دهد. لازم به ذکر است که در تصفیه بیولوژیکی و با توجه به درصد بالای COD، ابتدا لازم است تصفیه با کمک روش های بی هوازی انجام شده و در نهایت به فرایندهای تصفیه هوازی اجرا گردند. بر همین اساس این گام را می توان به دو بخش تقسیم بندی نمود که عبارتند از:

تصفیه بی هوازی آب پنیر

مقدار COD در فاضلاب صنایع لبنی در اغلب مواقع در بازه 3000 تا 3500 می باشد که رقم بسیار بالایی بوده و به همین دلیل نمی توان ابتدا با تصفیه هوازی کیفیت فاضلاب ها را افزایش داد. به همین منظور از روش های مختلف تصفیه بی هوازی فاضلاب در این مرحله استفاده میشود که از رایج ترین آنها می توان به UASB، UABR اشاره نمود. پکیج تصفیه فاضلاب UASB از کاربردی ترین گزینه ها در این گام می باشد که با نام پتوی لجن بی هوازی با جریان رو به بالا نیز شناخته شده است. در این روش از یک لایه لجن با میکروارگانیسم های بی هوازی استفاده میشود و فاضلاب از پایین به بالا از لا به لای این بستر عبور می کند. با عبور پساب حجم بسیار زیادی از مواد آلی و آلاینده ها توسط میکروارگانیسم های بی هوازی تجزیه و مصرف شده و COD کاهش پیدا خواهد کرد.

تصفیه هوازی فاضلاب صنایع لبنی

به عنوان آخرین گام برای تصفیه پساب آب پنیر یا سایر صنایع لبنی از تصفیه بیولوژیکی هوازی استفاده میشود. از رایج ترین روش ها در این مرحله MBBR و PBBR می باشند که با هوادهی گسترده شرایط را برای رشد و تکثیر میکروارگانیسم های هوازی فراهم نموده و باعث میشود تا مواد آلی و آلاینده ها به کمک این باکتری ها تجزیه و مصرف شوند. پس از انجام عمل هوادهی مدت زمانی برای ته نشینی مواد آلی تجزیه شده و معلق در پساب ها در نظر گرفته شده و مانند لجن در کف استخر تصفیه خانه انباشته و به مرور جمع آوری میشوند.

تصفیه آب پنیر با سیستم الکتروشیمیایی میکروبی

یکی از روش های نوین برای تصفیه پساب آب پنیر و با توجه به مقدار بسیار زیاد لاکتوز و مواد پروتئینی در این فاضلاب ها، استفاده از سیستم الکتروشیمیایی میکروبی می باشد. در این روش از جریان الکتریسیته به عنوان یک عامل تحریک کننده استفاده شده و مواد آلاینده موجود در پساب ها در دو الکترود کاتد و آند اکسید میشوند. لازم به ذکر است که الکترودهای به کار رفته در این روش از نوع کربن فعال گرافیتی و همچنین شیشه ای می باشند که بیشتر نوع کربن آن کاربرد دارد.