چالش های تصفیه فاضلاب صنایع غذایی

تصفیه فاضلاب صنایع غذایی ناشی از تولید غذا و فعالیت های کشاورزی منبع اصلی آلودگی محیط زیست است. مدیریت آن نیز یکی از سخت ترین و پرهزینه ترین پسماندها است. زیرا فاضلاب پردازش غذا می تواند حاوی مقادیر زیادی مواد مغذی ، کربن آلی ، مواد آلی نیتروژنی ، معدنی ، جامدات معلق و محلول باشد. و اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی و شیمیایی بالایی دارد. باید در سطوحی تصفیه شود که در اثر تخلیه مستقیم آب به دلیل دریافت مواد مغذی زیاد یا نیاز به اکسیژن ، به آبهای گیرنده آسیب نرساند یا هنگام تخلیه به فاضلاب ، کار تصفیه عمومی (POTW) را مختل نکند. در ایالات متحده ، منوط به دستورالعمل های فاضلاب و مجوزهای سیستم حذف آلاینده های ملی (NPDES) است. ضایعات فرآوری مواد غذایی گیاهی ممکن است نسبت به فرآوری حیوانات و تولید حیوانات دارای قدرت کمتر و حجم بیشتری باشند.

تصفیه فاضلاب صنایع غذایی

تصفیه فاضلاب صنایع غذایی چالش های متفاوتی را در طیف وسیعی از ضایعات غذایی و کشاورزی ایجاد می کند. نمونه های صنعتی عبارتند از: محصولات گوشت و مرغ ، محصولات لبنی ، میوه ها و سبزیجات برای کنسرو و نگهداری ، محصولات غلات ، شکر و شیرینی های مرتبط ، چربی ها و روغن ها و نوشیدنی ها و دم کردن ، و غیره. ارزش اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) و اکسیژن شیمیایی (COD) برای بسیاری از ضایعات هزاران میلی گرم در لیتر است. و برخی مانند تولید پنیر ، شراب سازی و آسیاب زیتون می توانند ده ها هزار برای COD باشند. بنابراین ، هر نوع پسماند فاکتورهای خاصی را باید در نظر بگیرد. و علاوه بر مسائل مربوط به عملکرد فناوری ، فصلی بودن تولید بر پیچیدگی انتخاب ها و عملیات تصفیه در چندین صنعت می افزاید.

فن آوری های تصفیه فاضلاب صنایع غذایی

انواع فناوری های تصفیه مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب صنایع غذایی در بین گزینه های تصفیه فاضلاب غیر معمول نیست. و شامل مجموعه ای معمولی از تصفیه های شیمیایی بیولوژیکی و فیزیکی است. ممکن است از هر دو روش اکسیداتیو و بی هوازی استفاده شود.

آنها عبارتند از: شناورسازی ، انعقاد ، رسوب گذاری ، فیلتراسیون ، جذب ، غشاء ، ته نشینی اولیه ، لجن فعال ثانویه ، هضم بی هوازی و حتی بازیابی دی اکسید کربن یا متان برای مصارف بعدی. علاوه بر این ، بسیاری از زباله ها یا بقایای تصفیه شده می توانند به عنوان اصلاح کننده یا کودهای مفید در خاک مورد استفاده قرار گیرند. که می تواند بسیاری از نگرانی های تخلیه فاضلاب را کاهش دهد. با این حال ، حتی اگر این مواد رواناب اضافی به ویژه در هوای سرد رخ دهد ، حتی این روش ها می توانند مشکل ساز باشند.

استفاده از آب بازیافتی

در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی از آب بازیافتی داخل کارخانه نیز می توان استفاده کرد. زیرا آب نه تنها برای مراحل پردازش ، بلکه برای تمیز کردن تجهیزات ، تاسیسات و کف نیز مورد نیاز است. ممکن است برای آن دسته از برنامه های تماس غیر غذایی از مواد شوینده یا سایر افزودنی ها استفاده شود. و ممکن است فرآیندهای بعدی درمان را بهبود بخشد یا باعث پیچیده تر شدن آن شود. ایمنی محصول غذایی از اهمیت بالایی برخوردار است و بازیافت در یک مرحله فرآیند می تواند طبق قانون برای برخی فرآیندهای غذایی مانند آب چیلر در فرآوری گوشت و طیور مجاز باشد. بازیافت جایی که تماس با غذا درگیر است بین فرایندها مشکل سازتر است زیرا ممکن است آلاینده های مختلف در آن دخیل باشند.

فرآوری میوه و سبزیجات

بسیاری از فرآیندهای تصفیه فاضلاب صنایع غذایی فوق درتصفیه فاضلاب سبزیجات و مواد غذایی استفاده می شود. فرآیند تولید ، مواد زائد ناشی از شستشو و آبکشی ، مرتب سازی ، روشهای انتقال مایعات درون گیاه ، لایه برداری ، پوره و آب میوه گیری ، سفیدکردن ، کنسرو کردن ، خشک کردن ، پختن و پاکسازی را ایجاد می کند. بیشتر محتوای زباله کربوهیدراتهای تجزیه پذیر زیستی است ، اگرچه نمکها نیز ممکن است برای برخی از محصولات مانند آب نمک دخیل باشند.

صنعت ماهیگیری

بسیاری از فرایندهای تولید محصولات دریایی وجود دارد که ضایعات جامد و مایع تولید می کنند. محصول برداشت شده ممکن است در کشتی پردازش شود یا با یخ زدایی یا انجماد برای انتقال به کارخانه پردازش ذخیره شود. محصول کشاورزی ممکن است تا حدی متفاوت از محصول صید شده مورد استفاده قرار گیرد. پسماندهای حاصل از تخلیه و قصابی جمع آوری ، خشک یا غربال شده و به عنوان محصولات جانبی مورد استفاده قرار می گیرد. ممکن است کارخانه فرآوری محصول را برش داده و سپس بپزد. بسته بندی یا منجمد کند و مایعات و جامدات دیگر تولید کند. هر نوع محصول سطوح مختلف BOD ، COD و اغلب مقادیر قابل توجهی چربی ، روغن و چربی و پروتئین تولید می کند. و نیاز به فن آوری های تصفیه فاضلاب صنایع غذایی دارند.

صنایع گوشت و طیور

ضایعات ناشی از صنایع گوشت و طیور شامل پسماندهای تولید شده توسط حیوانات در حین نگهداری دام و همچنین ضایعات در حین فرآوری است. فرآیندها عبارتند از: ذبح کردن ، جدا شدن از مخروط یا مخفی کردن ، تخلیه و پیرایش ، شستشو ، ضد عفونی و خنک کننده. برخی از کارخانه های طیور ممکن است ۲ میلیون پرنده را در هفته پردازش کنند ، بنابراین آنها تولید کننده زباله در مقیاس بزرگ هستند. اجزای آلی نیتروژنی (پروتئین ها) ، چربی ها و اجزای غیر آلی (نیترات ها) قابل توجه هستند.

تصفیه فاضلاب صنعتی حاصل از تولید لبنیات

دو عنصر اصلی عبارتند از: بطری شیر و تولید شیر از آب پنیر ، کره ، پنیر ، بستنی ، ماست و سایر مشتقات شیر. فرآوری شیر بزرگترین عامل در تولید فاضلاب است. سطوح COD به ویژه در تولید پنیر ، می تواند بسیار بیش از ۱۰ برابر مقدار بطری شیر باشد. مواد زائد عمدتا زیست تخریب پذیر هستند ، بنابراین فرآیندهای هوازی و بی هوازی استاندارد هستند.

فرآوری روغن و چربی

روغن نباتی و تولید چربی حیوانی اغلب شامل استخراج یا فشرده سازی حلال برای روغن زیتون و کنجد است. روغن ها باید مراحل تصفیه بیشتری را انجام دهند تا طعم ، اسیدهای چرب آزاد و سایر اجزای باقی مانده از روغن ها و چربی های استخراج شده حذف شوند. مقدار قابل توجهی بقایای جامد نیز از تولید روغن گیاهی تولید می شود. علاوه بر این ، حلالهای استخراج باید حذف شوند. تولید روغن زیتون سطوح بالاتری از COD و ضایعات جامد را در مقایسه با دیگر زباله های غذایی و کشاورزی تولید می کند

روش بی هوازی در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی

فن آوری های بی هوازی در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی به دلیل فرصت تولید گاز متان به عنوان یک محصول جانبی ، می تواند برای تولید گرما و انرژی الکتریکی برای جبران هزینه های عملیاتی تاسیسات مورد استفاده قرار گیرد.دفع کربن بی‌هوازی اغلب نسبتاً آهسته و حساس به دما هستند. و به امکانات بزرگتری نیاز دارند.

بنابراین هدف توسعه فرایندهایی است که برای بهینه سازی تولید و تولید متان سریعتر انجام می شود. متان بی هوازی و تولید انرژی نیز بیشتر در تأسیسات تصفیه پسماند شهری برای تأمین گرما و برق مورد استفاده قرار می گیرد. در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی سرمایه گذاری های اولیه قابل ملاحظه وجود دارد. این کار به مدیریت عملیات پیچیده‌تری نیاز دارد. اما عایق طولانی مدت POTW ها را از افزایش هزینه های انرژی تامین می کنند. حتی از ضایعات غذایی برای تکمیل ضایعات POTW برای افزایش متان و تولید انرژی استفاده می شود.

نتیجه

تخلیه مواد غذایی و زباله های کشاورزی نقش مهمی در تخلیه مواد مغذی و کربن و نیتروژن دارد.صنایع از جمله طیور و فرآوری گوشت ، محصولات لبنی و روغن تولید کننده ضایعات با مقاومت بالا هستند. در حالی که از فرآیندهای متداول تصفیه فاضلاب استفاده می شود. پیشرفت هایی در فرآیندهای بی هوازی برای تولید گاز متان برای انرژی و برق برای جبران هزینه های فرآیند وجود دارد. علاوه بر کاهش هزینه های عملیاتی ، با کاهش تخلیه زباله و رد پای کربن سازگار با محیط زیست هستند. منبع