پکیج تصفیه فاضلاب صنایع نشاسته
پکیج تصفیه فاضلاب صنایع نشاسته
نشاسته پلیمر طبیعی گلوکز با جرم مولکولی قابل ملاحظه است، که در ریشه ها، ساقه ها، میوه ها به میزان فراوان وجود دارد و در مصرف های دارویی، غذایی، شیمیایی، نساجی و کاغذسازی به عنوان ماده‌ی اصلی خام مورد استفاده قرار می گیرد. در حیطه صنعتی، نشاسته به میزان قابل توجهی تولید و عرضه می شود، به‌طوری‌که تولید سالانه آن در سال ۲۰۲۰ به ۱۵۰ میلیون تن رسیده و انتظار می رود این رقم تا سال ۲۰۲۶ به بیش از ۱۶۵ میلیون تن برسد.
ویژگی های فاضلاب صنایع نشاسته سازی
به عنوان یک منبع خام مهم در صنعت، تولید نشاسته با تولید فاضلاب به میزان زیاد همراه است؛ به طوری که برای هر تن نشاسته تولیدی، ۱۰ تا ۲۰ مکعب متر فاضلاب ایجاد می گردد. این فاضلاب ها دارای غلظت بالای مواد آلی با COD بین ۵۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر و BOD میان ۳۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر و همچنین TSS از ۱۰۰۰ تا ۵۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر می باشند. بنابراین قبل از تخلیه آن باید تصفیه شود تا به استانداردهای ملی برسد. این فرایند متکی بر ویژگی‌های خاص پساب نشاسته است.
طی فرآیند تولید نشاسته و بسته به مواد اولیه و فناوری استفاده شده، فاضلاب ها در مراحل گوناگون ایجاد می شوند، از جمله طی شستشو و فرآوری مواد اولیه مانند سیب‌زمینی، خیساندن ذرت، جداسازی نشاسته مانند آب گلوتن ذرت، تبدیل نشاسته به شکرهای ساده مانند آب گلوکز و اصلاح نهایی نشاسته. برخی از این فرآیندها شامل بخارسازی و خشک کردن نیز می شوند که میعاناتی به همراه دارند. این فاضلاب ها عمدتاً حاوی نشاسته محلول، مقدار کمی پروتئین، اسیدهای آلی، گرد و غبار، مواد معدنی، و روغن و چربی به مقدار جزئی هستند، که سهولت تخمیر دارند و در نتیجه می توانند آب را تیره و بدبو سازند، مصرف اکسیژن محلول در آب رودخانه ها را افزایش داده و منجر به افزایش جلبک ها و گیاهان آبی شوند. در صورتی که حجم فاضلاب بسیار زیاد باشد، رودخانه ها ممکن است دچار کمبود شدید اکسیژن، فساد بی هوازی و بوی نامطبوع شوند، که به نوبه خود ممکن است منجر به مرگ آبزی ها شده و محیط زیست را تحت تأثیر قرار دهد. در زمان طراحی پکیج تصفیه فاضلاب، باید به حجم نشاسته تولید شده، توجه کرد.
روش های تصفیه فاضلاب صنایع نشاسته
روش های متنوعی برای تصفیه فاضلاب نشاسته ای در سال‌های اخیر مورد مطالعه قرار گرفته اند که شامل روش های فیزیکی، بیولوژیکی، شیمیایی-فیزیکی و روش های ترکیبی هستند. روش های رایج تصفیه فاضلاب شامل روش های بیوشیمیایی، همراه با لخته سازی و ته نشینی است.
محل مصرف آب و تولید فاضلاب در تولید نشاسته
در روند تولید نشاسته از سیب‌زمینی، بیشترین مصرف آب و ایجاد فاضلاب متعاقباً در فاز شستشو رخ می دهد، که این فازها را در بر می گیرد:
- شستشوی اولیه سیب‌زمینی ها: در این مرحله، آب به کار رفته حامل خاک، لای و دیگر ناخالصی ها بوده و منجر به بالا رفتن میزان جامدات معلق و در نتیجه کدورت آب می شود.
- فاز پوست کنی: آبی که برای پوست کنی استفاده می شود، باقیمانده های پوست سیب‌زمینی را با خود به همراه دارد که این امر موجب افزایش جامدات درون فاضلاب است.
- فاز خرد کردن و رنده کردن: پس از جدا کردن پوست، سیب زمینی ها خرد یا رنده می شوند و این فرایند باعث می شود نشاسته به صورت فراوان وارد آب شود. باتوجه به این که نشاسته در آب نامحلول است، موجب افزایش مقادیر COD و BOD در فاضلاب می شود.
- شستشوی نهایی تجهیزات و سالن تولید: شستشوی دوره ای تجهیزات و محل تولید که با پوست کنی، برش و رنده کردن در ارتباط بوده اند، فاضلاب حاوی جامدات معلق، چربی ها و مقادیری COD و BOD تولید می کند.
مراحل تصفیه فاضلاب صنایع نشاسته
در روند تولید تصفیه خانه فاضلاب در صنعت، سه مرحله اصلی شناسایی می شوند: تصفیه اولیه، تصفیه ثانویه و تصفیه تکمیلی. تصفیه اولیه اقداماتی را برای کاهش جامدات معلق و ته نشینی آن ها از فاضلاب به کار می برد، برای مثال استفاده از آشغالگیرها، فرایندهای شناورسازی، همچنین تعادل و خنثی سازی فرایندهای شیمیایی. در تصفیه ثانویه، بیشتر به تجزیه بیولوژیکی مواد آلی حل‌شده در فاضلاب پرداخته می شود که از طریق فرایندهای زیستی صورت می گیرد. سپس، مواد جامد که طی فرایند تجزیه ایجاد شده اند به وسیله ته نشینی ثانویه جدا می شوند.
تصفیه اولیه فاضلاب صنایع نشاسته
آشغالگیری
این فرآیند برای جدا کردن ذرات درشت از آب به کار برده می شود. به طور متداول سه نوع آشغالگیر ( ثقلی، دورانی و چرخان) در این مرحله استفاده می شوند. تنظیم دقیق این آشغالگیرها حیاتی است، و فاضلاب می‌تواند در حوضچه ای، که پایین‌تر از سطح تاسیسات است، جمع شده و سپس به آشغالگیر پمپ می‌شود. پس از این مرحله فاضلاب به بخش های بعدی تصفیه هدایت می شود.
شناورسازی
این فرآیند برای جدا سازی روغن ها از فاضلاب استفاده می شود. با استفاده از حباب های هوای ریز، جامدات و چربی ها به سطح آب رانده شده و با استفاده از تجهیزات جمع آوری، از فاضلاب جدا می گردند.
متعادل سازی
این بخش با هدف تثبیت یا کنترل تغییرات در خصوصیات فاضلاب برای ایجاد شرایط بهینه برای فرآیندهای تصفیه پایین دست انجام می شود. در این مرحله، فاضلاب از نظر PH، دما، جریان و سایر پارامتر‌ها یکنواخت سازی می شود.
خنثی‌سازی
فاضلاب های حاوی مقدار زیادی اسید یا باز نیاز به خنثی سازی دارند تا پیش از به کاربردن فرایندهای تصفیه بیولوژیکی یا قبل از تخلیه به محیط زیست، مطمئن شویم که دامنه PH آن در محدوده مناسبی (معمولاً 6.5 تا 8.5) است.
تصفیه ثانویه فاضلاب صنایع نشاسته
تصفیه ثانویه یا تصفیه بیولوژیکی، همان فرایند تصفیه فاضلاب با استفاده از روش های زیستی است. در این مرحله، مواد آلی زائد موجود در فاضلاب توسط میکروارگانیسم ها تجزیه می شوند. این فرآیند ممکن است به دو صورت هوازی یا بی هوازی انجام شود. پس از تجزیه، ترکیبات حاصله ته نشین می شوند؛ این ترکیبات شامل لجن است که ناشی از ته نشینی شیمیایی، رسوب گذاری و شامل ذرات حاصل از تجزیه و میکروارگانیسم هاست. بخشی از این لجن ممکن است به فرآیند برگشته و مابقی، که شامل ذرات جامد ته نشین شده است، باید به شکل مناسب تصفیه و سپس دفع گردد.
روش های زیستی تصفیه فاضلاب صنایع نشاسته را می توان به صورت زیر تشریح کرد:
روش بی هوازی
در این روش، تجزیه مواد آلی پیچیده موجود در فاضلاب بر اثر عملکرد میکروارگانیسم های بی هوازی در شرایط عدم وجود اکسیژن مولکولی و دی اکسید کربن انجام می شود. فرآیند تصفیه بی هوازی مزایایی همچون کاهش مصرف انرژی و کاهش جرم لجن را داراست و می تواند بازیابی انرژی را در کنار کاهش آلاینده ها حاصل کند. به همین دلیل، به یکی از روش های محبوب در تصفیه فاضلاب نشاسته تبدیل شده است.
روش هوازی
در این روش، تصفیه فاضلاب حاوی مواد آلی پیچیده به وسیله میکروارگانیسم های هوازی و در حضور اکسیژن، به صورت آزاد یا مولکولی، انجام می شود. این روش به دلیل ظرفیت تصفیه قوی، کیفیت بالای پساب و نیاز کمتر زمین، از مزایای مهمی برخوردار است و به طور گسترده در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
تصفیه تکمیلی فاضلاب صنایع نشاسته
تصفیه تکمیلی در تصفیه فاضلاب صنایع نشاسته فرآیند پایانی برای رفع آلاینده های باقیمانده پس از مراحل تصفیه اولیه و ثانویه است. این مرحله به طور خاص برای کاهش مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر، رنگ، جامدات معلق دقیق، ویروس ها، باکتری ها و مواد شیمیایی خاص تمرکز دارد که ممکن است برای محیط زیست و سلامتی انسان مضر باشند و توسط فرآیندهای تصفیه اولیه و ثانویه حذف نشده باشند. فرآیندهای مختلفی ممکن است در تصفیه تکمیلی به کار روند، از جمله:
- تصفیه شیمیایی: استفاده از مواد شیمیایی مانند محلول‌های کلر، کلرامین ها یا ازن برای کشتن باکتری های باقی مانده و سایر پاتوژن ها.
- تصفیه فیزیکی: فرآیندهایی مانند فیلتراسیون با ساند فیلترها یا فیلترهای ذغال فعال که می توانند مواد شیمیایی خاص، آلاینده های دقیق و رنگ را حذف کنند.
- حذف مواد مغذی: روش هایی مانند فرآیندهای بیولوژیکی دنیتریفیکاسیون و فسفرزدایی برای کاهش سطوح نیتروژن و فسفر، که هر دو می توانند تاثیر نامطلوبی بر اکوسیستم های آبی داشته باشند.
- استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته: مانند فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته، تبادل یونی، انعقاد و تصفیه با نانوفیلتراسیون که هریک به طور ِموثری می توانند آلاینده های خاص را از فاضلاب جدا کنند.
برای صنایع نشاسته، تصفیه تکمیلی ممکن است از اهمیت بیشتری برخوردار باشد، زیرا نشاسته و دیگر ذرات ناشی از تصفیه بیولوژیکی ممکن است هنوز در پساب باقی مانده باشند و نیاز به حذف کاملتری دارند تا بتوانند استانداردهای تخلیه یا بازیافت آب را برآورده سازند.
در نهایت، پکیج تصفیه فاضلاب در صنایع نشاسته اساساً برای کاهش غلظت آلاینده ها و جامدات معلق، بهبود کیفیت پساب و کمینه سازی اثرات مضر زیست‌محیطی پیش از بازگشت آب به اکوسیستم های طبیعی یا استفاده مجدد از آب طراحی و اجرا می شود. این فرآیند ها شامل سه مرحله عمده‌ی تصفیه اولیه، تصفیه ثانویه یا بیولوژیکی، و تصفیه تکمیلی است که هر کدام به حذف مواد آلی، مغذی ها، میکروارگانیسم ها و دیگر آلاینده ها می پردازند. با توجه به اهداف توسعه پایدار و استانداردهای رو به افزایش زیست محیطی، این صنایع باید به دنبال بهبود مستمر فرآیند تصفیه فاضلاب و تحقیقات بیشتر در زمینه کاربرد فناوری های نوین و اقتصادی تر باشند تا از مخاطرات زیست محیطی ممکن به خصوص در مقیاس های گسترده پیشگیری کرده و همچنین افزایش بازیافت و استفاده مجدد از منابع را تضمین نمایند.
بسیار عالی