تصفیه فاضلاب کشتارگاه و صنایع گوشت قسمت اول
تصفیه فاضلاب کشتارگاه و صنایع گوشت قسمت دوم
درجه تصفيه فاضلاب به خصوصيات كيفي پساب قابل دفع به محيط زيست بستگي دارد. فاضلابهايي كـهمستقيماً به داخل سيستم فاضلابرو دفع ميگردند نسبت به آنهايي كه به منابع آب دفع مي گردند، نيـاز بـه تصفيه كمتري دارند.
در اتحاديه اروپا تخليه مستقيم بايستي استانداردهاي تخليه فاضلاب را تأمين نمايد. در ايالات متحده آمريكا استانداردها و رهنمودهاي تخليه مستقيم پساب كشتارگاهها و محلهاي پرورش و كشتار ماكيان به محيط زيست توسط سازمان حفاظت محيط زيست تدوين و ابلاغ مي گردد.
واحدهاي لازم براي تصفيه فاضـلاب كشـتارگاههاي حيوانـات و ماكيـان شـامل آشـغالگيري در سـايزهايمختلف، حوض متعادل سازي، شناورسازي با هواي محلـول و تصـفيه بيولـوژيكي هسـتند. در تصـفيه خانـهكشتارگاههاي كوچك، واحد نيتريفيكاسيون و در تصفيه خانه كشتارگاههـاي بـزرگ واحـد نيتريفيكاسـيون- دنيتريفيكاسيون لازم است (۹ و ۱۱).
حذف گريس اولين مرحله تصفيه فاضلاب كشتارگاهي است كه در تمام تصفيه خانههاي فاضـلاب وجـود دارد. در بعضي از موارد در سيستم زهكشي و جمع آوري فاضلاب چربي گير قرار مـيگيـرد و بـدين ترتيـب قسمتي از كار تصفيه خانه كاهش مييابد. در مواردي كه قرار است حذف چربي فقط در تصـفيه خانـه انجـام شود، اين كار به دو صورت قابل انجام است. اين دو روش عبارت از: استفاده از يك مخزن بافل دار و يا استفاده از روش شناور سازي با هواي محلول( (DAFهستند. حداقل زمان ماند در يك چربي گير معمولي ۳۰دقيقه است، اما هيچگاه نبايستي زمان ماند بيش از ۱ساعت گـردد.
چربيهـا بـا سـرد شـدن درون مخـزن منعقـد مي گردند. پس از آن جداسازي اين جامدات در حوضچه هاي بافل دار و در اثر شناور سازي طبيعي انجام شده و سپس توسط كفابگير از سطح حوضچه جمع آوري مي گردند. در فرايند DAF قسمتي از پساب تصفيه شدهاز پايين دست جريان به واحد DAFبرگشت داده ميشود. جريان برگشتي براي چند دقيقه در يـك مخـزنتحت فشار نگهداري و براي اشباع شدن از هوا در آن اختلاط صورت مي گيرد. سپس به واحـد DAFاضـافه شده كه در اين نقطه با فاضلاب تصفيه نشده مخلوط مي گردد.
چون فشار در اين نقطه صفر ميگردد، هـوا ازمحلول خارج شده و حبابهاي ريزي ايجاد مي نمايد. اين حبابهاي ريز به گلبولهاي چربي و روغـن چسـبيده و باعث صعود آنها به سطح شده و در مرحله بعدي از سطح جمع آوري و حذف مي گردند. فرايند شناورسازي به ميزان آزاد شدن هوا از جريان سيال اشباع در زمان كاهش فشار تا حـد اتمسـفريك بستگي دارد. .
طبيعت آزاد شدن نيز مهم است بطوريكه حبابها بايسـتي ابعـاد ثـابتي داشـته (بزرگتـر از ۱۳۰ ميكرون نباشند) و به تعداد كافي وجود داشته باشند، بطوريكه بستري از حباب هوا در مخزن تحت فشار ايجاد نمايند. در عمل، حبابهاي ايجاد شده يك لايه آب سفيد رنگي در مخزن ايجاد ميكنند. راندمان اين فرايند به اندازه حبابها، غلظت چربي و روغني كه بايستي جدا گردند، دانسيته ذرات، مقـدار گـاز تحـت فشـار و شـكل هندسي مخزن بستگي دارد. 
شكل ۳-۳طرح كلي يك واحد معمولي DAFرا نشان مي دهد. واحد DAFرا همچنـين مـي تـوان بـرايحذف جامدات، بعد از واحد آشغالگيري بكار گرفت. درچنين مواردي، اين واحـد نقـش واحـد افـزايش مـوادشيميايي را انجام داده و باعث انجام فرايند انعقاد و لخته سازي ميگردد. زماني كـه واحـد DAFبـراي ايـن منظور بكار رود، به حوض ته نشيني نيازي نيست.
شناور سازي با هواي محلول يك واحد عملياتي مناسب براي تصفيه فاضلاب كشتارگاهي است .(۱۸)زيـرا اين فرايند براي حذف چربي از فاضلاب در مدت زمان كوتاهي (۲۰-۳۰) دقيقه مؤثر اسـت و بـدين ترتيـب از اسيدي شدن محيط فاضلاب جلوگيري مي كند. از دهه ۱۹۷۰شناور سازي با هواي محلول بطور گسـتردهاي براي تصفيه فاضلاب صنايع كشتارگاهي و فراوري گوشت بكارگرفته شده است.
در مقالات قديميتر به امكان استفاده از اين فرايند براي بازيافت پروتئين و چربي از فاضلاب اشاره شده است. امـا بهـره بـرداري از چنـين فرايندي داراي مشكلاتي شامل زمان ماند طولاني و بار سطحي پايين كه باعث ته نشيني جامدات شده، حجم زياد لجن فسادپذير كه داراي خاصيت آبگيري ضعيفي است و حساسيت اين واحد به تغييرات جريان است.
واحدهاي DAFهنوز نيز بطور گستردهاي در اين صنايع بكار مي روند. البته در حال حاضر در بيشتر موارد بعنوان يك واحد تصفيه بكار ميرود و اهميت بازيافت مواد در آن ضعيفتر است. راندمان اين واحد به موقعيت آن در بين واحدهاي تصفيه نيز بستگي دارد. چنانچه آب بسيار داغ باشد(۳۸) درجه سانتی گراد كارايي فـراينـد در حـذف چربي كاهش مي يابد.
بطوري كه در يك تحقيق گزارش شده است بـا كـاهش دمـاي فاضـلاب از ۴۰ درجه سانتیگراد بـه ۳۰ درجه سانتیگراد راندمان حذف چربي به ميزان ۵۰٪ افزايش يافته است. كاهش دمـاي فاضـلاب بـه روشـهاي تقسـيم جريان به چند جريان كوچك، نگهداري فاضلاب در يك حوض ذخیره و یا حوض متعادل ساز انکان پذیر است.
با بهره برداري صحيح از واحد DAFو با سرد كردن فاضلاب به اين شـيوه، بـدون اضـافه كـردن مـواد شيميايي ميتوان COD و BOD فاضلاب را به ميزان ، ۳۰٪ـ۱۵٪ جامدات معلق را بين ۶۰٪ـ۳۰٪ و روغـن و گريس را بين ۹۰٪ـ۶۰٪ حذف نمود. هزينه هاي بهره برداري سالانه واحد DAFبالا اسـت و بـا تغييـر محـل استفاده از اين واحد نيز نميتوان بطور معني داري هزينهها را كاهش داد.
استفاده از مواد شـيميايي رانـدمان حذف آلودگي در واحد DAFرا بهبود مي بخشد. معمـولاً از كلـرور فريـك بـراي ترسـيب پـروتئين اسـتفاده مي شود. همچنين در فرايند انعقاد از پليمرها بعنوان كمك منعقد كننده استفاده مي گردد گزارش شده كه با تنظيم pHبه كمك اسيد سولفوريك نيز ميتوان در بعضي از كشتارگاهها پروتئينها را با ترسيب حذف نمود.
زماني كه واحد DAFدر pH4-4/5بهره برداري گردد بدون اضافه كردن مواد شيميايي، حذف چربي بهبـود مييابد، اما چنين فرايندي نيز به اسيد نياز دارد (۱۴). در يك مطالعه موردي در سويس، از DAFبراي تصفيه فاضلاب كشتارگاهي استفاده شد. فاضلاب مـورد مطالعه قبلاً از واحد آشغالگير با قطر سوراخهاي۰/۵ mmعبور نموده و سپس به يك حوض متعادل سازي با حجمي معادل با ۵برابر حجم واحد DAFوارد مي شد.
فاضلاب شامل آب برگشتي از واحدهاي پرس بود كه با اضافه كردن Fe3+ انعقاد خون انجام ميشد. سپس براي شكل گيري لختههاي هيدروكسيد آهن، با استفاده از آب آهك خنثي سازي تا pH 6/5انجام ميشد. همچنين لختهها با استفاده از پليمر تثبيـت مـي شـدند.
بـا استفاده از اين مكانيسم ميانگين ميزان حذف CODحدود ۸۰٪ و راندمان حـذف ازت بـين ۶۰٪-۴۰٪ بـود. ضمن اينكه ۷٪ وزن خشك لجن كه حدود ۵/۲٪ جريان ورودي بود نيز با شناور سازي حذف ميگرديد. لجن آبگيري شده به همراه لجن حاصل از شستشوي وسايل نقليه و موي حاصل از خط كشتار ۳۳٪ از وزن خشك جامدات را شامل مي شدند.
با توجه به مطالب فوق اين ذهنيت ايجاد ميشود كه هر چند ميتوان با استفاده از انعقاد و لخته سازي بار آليو جامداترا دراينگونه فاضلابها كاهش داد، اما با اين كار مواد مغذي نيز كاهش يافته و فرايند بيولوژيكي كه بعد از آن قرار خواهد گرفت دچار مشكل خواهد شد (۱۵). در بسياري از تصفيه خانه هاي موجود براي تصفيه اينگونه فاضلابها تريب قرارگيري واحدها شامل يك واحد آشغالگيري و يك واحد ته نشيني است. در واحد آشغالگيري معمولاً ذرات ريز با انـدازه بـين mm 6/0 ـ ۳/۰حذف می گردد. اين واحد ممكن است بصورت مكانيكي، ارتعاشي و يا دستي تميز گردد.
واحد آشغالگير بـراي حذف ذراتي مثل مو، ريزههاي گوشت و جامدات حاصل از تخليه احشاء داخلي مثل روده و نگـاري حيوانـات كشتار شده و جامدات شناور مي باشد. حذف ۹٪ جامدات معلق روي آشـغالگير بـا انـدازه مـش ۲۰و ۱۹٪ اجامدات معلق روي آشغالگير با اندازه مش ۳۰ گزارش شده است.
آشغالگير با اندازه مش ۲۰ مشـكلات بهـره برداري كمتري ايجاد مي كند اما بايستي براي تميز كردن آن از روش مناسبي استفاده گـردد. بهتـرين روش براي تميز كردن اينكونه آشغالگيرها تميز كنندههاي برسي هستند. ذرات معلق ريزتر در واحدهاي ته نشيني كه ممكن است چهار گوش يا استوانهاي باشند حذف مي گردند. انـدازه و طراحـي حـوض تـه نشـيني بطـور گستردهاي متغير است.
اما ايمهاف تانك با زمان ماند ۱-۳ساعت كه طي سالهاي متمـادي در آمريكـا مـورد استفاده قرار گرفته است قادر به حذف حدود ۶۵٪ جامدات معلق و ۳۵٪ BOD بوده است. استفاده از تانكهاي عميق افت فشار زيادي ايجاد مي نمايد و براي جلوگيري از اين اتفاق نياز به خاكبرداري است. بدين دليـل در طراحيهاي جديد استفاده از حوضچههاي استوانهاي و يا مدور بيشتر مورد توجه طراحان است.
معيار طراحي براي حوضچه هاي ته نشيني براي تصفيه فاضلاب صنايع كشتارگاهي بار سطحي اسـت. مقـدار آن نبايسـتي بيش از ۴۱ m3/m2dayباشد. با توجه بـه مطالـب فـوق نتيجـه گيـري مـيشـود كـه خصوصـيات فاضـلاب كشتارگاهي با توجه به شيفتهاي كاري متغير است و براي جلـوگيري از مشـكلات احتمـالي در كـار تصـفيه فاضلاب بايستي يك واحد متعادل سازي پيش بيني گردد.
حوض متعادل سازي بايستي به حدي بزرگ باشد كه گنجايش حجم فاضلاب توليدي يك دوره ۲۴ساعته را داشته باشـد. بـراي طراحـي كـوچكترين حـوض متعادل سازي كه از لحاظ اقتصادي نيز مقرون به صرفه باشد نياز به اطلاعات جامعي از تغييرات فاضـلاب در طي يك روز است. اين اطلاعات معمولاً در دسترس نيست. بنابراين حجم حوض متعادل سـازي معمـولاً بـر مبناي دو سوم جريان فاضلاب روزانه است (۱۸).
تصفيه ثانويه براي كمك به كاهش BODباقيمانده در فاضلاب بعد از تصفيه اوليـه انجـام مـيشـود. ايـن تصفيه اساساً براي حذف مواد محلول است. تصفيه ثانويه ممكن است فيزيكو شيميايي يا بيولوژيكي باشد امـا براي تصفيه فاضلاب صنعت گوشت فرايند بيولوژيكي مطلوب تر است (۲۰). تصفيه فيزيك و شيميايي به دليل قيمت بالاي مواد شيميايي مورد نياز و توليد حجم زيادي لجن معمول نيست.
اما بعنوان نمونه، چند واحد طراحي و بكار گرفته شدهاند كه راندمان آنهـا خـوب بـوده اسـت. نمـرو و آگاردي ۵۳ تصفيه خانهاي را گزارش نمودند كه از كلرور فريك براي تصفيه استفاده مي كرد. این تصفیه خانه BOD را از مقدار اولیه mg/L 1448 به mg/L 188 (87٪ کاهش) و جامدات معلق را از mg/L 2975 به mg/L 167 (94٪ کاهش) کاهش داده و هزینه تصفیه Mgal/ US$68 بوده است. استفاده از نمكهاي آهن و آلومينيم ميتوان BODو رنگ فاضلاب را بطور معني داري كاهش داد.
اما هزينه تصفيه بالا است. با استفاده از انعقاد و لخته سازي ميتوان BODرا از ۱۵۰۰ -۳۸۰۰ mg/Lبه مقدار بين ۶۰۰-۴۰۰ mg/L كاهش داد. دارت ۵۴گزارش نموده كه با استفاده از آلومينا- فريك بعنوان منعقد كننده بـه ميـزان ۱۷ mg/Lبـر حسـب آلومينيم توانسته BODرا به ميزان ۶۴٪ كاهش دهد.
تصفيه شيميايي همچنين براي حذف فسفر از فاضلاب صنايع كشتارگاهي بكار رفته است. آگولار و همکارانش توانسته اند با استافده از Al2(SO4)3، Fe2(SO4)3 و پلی آلومینیوم کلراید (PAC) به عنوان منعقد کننده همراه با محصولات معدنی و پلی الکترولیتهای سنتتیک، ارتوفسفات را ۱۰۰٪ و فسفر را بین ۹۰/۹۹٪ – ۹۳/۹۸٪ حذف نماید. حذف نیتروژن آمونیاکی بسیار کم اما حذف ازت آلبومینوئیدی قابل توجه بوده است (۷۷/۸۸٪ – ۹/۷۳٪ ).
فرايندهاي شيميايي در نهايت به عمليـات فيزيكي مثل ته نشيني كه در شكل زير نشان داده شده است و يا يك واحد DAFوابسته اند. با استفاده از اين روش همراه با يك واحد آبگيري لجن ميتوان به پسابي با كيفيت خوب و كيك لجن با حـداقل محتـواي آب نائل شد. شكل ۴-۳ يك سيستم تصفيه شيميايي معمول را نشان مي دهد (۱۲).
