در صنعت آب و فاضلاب، یکی از خطرناک ترین انواع فاضلاب ها از نظر زیست محیطی، پساب ناشی از فعالیت کشتارگاه ها می باشد. تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها به جهت وجود مقادیر بالایی از ترکیبات آلی، نوترینت ها و میکروارگانیزم های پاتوژن که قابلیت نابودی بخش قابل توجهی از منابع آبی را دارند، چه از جنبه اخلاقی و چه از جهت کاهش هزینه های مصرف آب به واسطه استفاده مجدد از آن، لازم و ضروری است.
شرکت تصفیه هوشمند آویسا با طراحی و ساخت پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی موسوم به پالاباکس سری I توانسته است بر موانع فنی موجود بر سر راه تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها فائق آید و دارای مشخصه های ویژه ای است که آن را از سایر روش های متداول، متمایز می نماید.
چرا پالاباکس سری I را برای تصفیه فاضلاب کشتارگاه استفاده کنیم؟
مصرف انرژی پایین تصفیه فاضلاب کشتارگاه
قلب عملکردی این دستگاه، فرایند الکتروکواگولاسیون – الکتروپراکسیداسیون می باشد. این فرایندها با باز طراحی توسط واحد تحقیق و توسعه این شرکت و انتخاب تجهیزات کارامد، بالاترین میزان بازدهی نسبت به انرژی مصرفی را دارا است.
حداقل مصرف مواد شیمیایی
فرایند مورد استفاده در پالاباکس سری I نیازمند مصرف مواد شیمیایی متعدد نیست و تنها به منظور متعادلسازی pH فاضلاب، به آن مقادیر کمی از مواد شیمیایی تزریق می گردد.
عدم نیاز به فرایندهای متعدد
بر خلاف روش های متداول تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها که نیازمند بکارگیری فرایندهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است، کلیه فرایندهای کلیدی در پالاباکس سری I به طور کامل انجام می پذیرد. همچنین پالاباکس حساسیت های فرایندی روش های بیولوژیکی را نیز ندارد.
راهبری و نگهداری آسان
روش های بیولوژیکی هوازی و بیهوازی مورد استفاده در تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها به جهت ماهیت پیچیده خود نیازمند راهبر زبده و آموزش دیده است. پالاباکس سری I مجهز به سیستم کنترل فرمان مرکزی است که نیاز به بهره‌برداری را به حداقل مقدار ممکن تقلیل می دهد.
امکان استفاده مجدد از پساب تصفیه فاضلاب کشتارگاه
فاضلاب کشتارگاه پس از گذراندن مراحل تصفیه در پالاباکس علاوه بر دستیابی به استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست، قابلیت استفاده برای مصارف مختلف از جمله آبیاری فضای سبز و شستشوی سطوح عمومی را نیز دارا خواهند بود.
حداقل فضای مورد نیاز
کلیه فرایندهای مورد نیاز تصفیه فاضلاب کشتارگاه، تنها در یک سیستم مجتمع قرار گرفته و بهینه سازی شده است. لذا نیازمند حداقل فضای ممکن برای تصفیه فاضلاب هستند.
ماهیت و روش های تصفیه فاضلاب کشتارگاه
فاضلاب کشتارگاه ها دارای مقادیر زیادی از مواد آلی مختلف مانند پروتئین، خون، چربی و … می‌باشد. یکی از روش های معمول و پر استفاده برای رساندن پساب خروجی حاصل از این صنعت به استاندارد تخلیه محیط زیست، انعقاد شیمیایی می باشد که در اینجا به بررسی این روش و روش پیشنهادی این شرکت که انعقاد الکتریکی می باشد، خواهیم پرداخت. البته میزان تاثیرگذاری هر یک از این روش ها در حذف آلاینده ها و مواد آلی مورد نظر بستگی به خصوصیات فاضلاب، مقدار منعقد کننده مورد استفاده، مقدار جریان و ولتاژ الکتریکی، مدت زمان واکنش و … دارد.
همانطور که می دانید تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها که مخلوطی از آب فرآیند حاصل از خط کشتار و شستشو می باشد شامل حذف مواد آلی با ماهیت متنوع و غلظت های بالا بوده و به همین سبب اصلی ترین آلاینده در این نوع فاضلاب مواد آلی می باشند. مواد تشکیل دهنده ی بار آلی در تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها شامل محتویات شکم، مدفوع، چربی، غذای هضم نشده، خون، مواد معلق، ادرار، گوشت، پروتئین های محلول، کود، سنگریزه و مواد کلوئیدی می باشد.
ورود مستقیم فاضلاب تصفیه نشده کشتارگاه ها به شبکه های فاضلاب شهری به دلیل بالا بودن میزان BOD و COD می تواند مشکلات جدی و عدیده ای را بوجود بیاورد. لذا تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها پیش از ورود به شبکه فاضلاب شهری و تصفیه خانه ها تاثیر بسیار زیادی بر کاهش بار آلی خواهد داشت. رایج ترین روش ها برای تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها استفاده از آشغال گیرها، ته نشینی، انعقاد و لخته سازی، فیلترهای چکنده و فرآیندهای لجن فعال می باشد.
تاکنون مطالعات و آزمایشات فراوانی بر روی تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها از طریق روش های مختلفی مانند سیستم های بیولوژیکی هوازی و بی هوازی و سیستم های هیبریدی صورت گرفته است. فرآیندهای تصفیه هوازی به دلیل مصرف بالای انرژی برای هوادهی و تولید مقدار لجن نسبتا زیاد دارای محدودیت های زیادی می باشند. همچنین تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها با استفاده از روش های بی هوازی به علت انباشته شدن مواد جامد معلق و چربی های شناور در راکتورها که موجب کاهش فعالیت های متانوژنیک و حذف زیست توده می شود، اغلب نامطلوب و یا بسیار کند می باشد. همچنین روش های تصفیه بی هوازی در مقابل مقدار زیاد بارگذاری مواد آلی حساس می باشند که این نقطه ضعف بزرگی برای این سیستم ها در تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها می باشد.
با وجود آنکه فرآیندهای بیولوژیکی موثر و مقرون به صرفه می باشند اما هر دوی این روش های بیولوژیکی، نیازمند مدت زمان ماند هیدرولیکی بالا و راکتورهای حجیم، غلظت بالای زیست توده ها و کنترل لجن تولیدی برای جلوگیری از خروج آن می باشند. از میان فرآیندهای فیزیکی – شیمیایی نیز شناورسازی با هوای محلول (DAF) و واحدهای انعقاد و لخته سازی به طور گسترده ای برای حذف جامدات معلق کل (TSS)، کلوئیدها و چربی از فاضلاب‌های کشتارگاهی مورد استفاده قرار می گیرند.
در بررسی هایی که بر روی تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها بوسیله روش انعقاد شیمیایی با افزودن نمک های آلومینیوم و ترکیبات پلیمری صورت گرفت، راندمان حذف BOD در بهترین حالت 75 – 45 درصد بود. معمولا از پلی آلومینیوم کلرید (PAC) به عنوان لخته ساز برای منعقد سازی ذرات کوچک و تبدیل آنها به لخته های بزرگتر برای حذف بهتر آنها در فرآیندهای جداسازی متعاقب (ته نشینی و/یا فیلتراسیون) استفاده می گردد.
در سالهای اخیر PAC به دلیل راندمان بالاتر و هزینه های نسبتا کمتر در مقایسه با سایر لخته سازها، در کانون توجه ها قرار گرفته است. از سوی دیگر PAC تبدیل به یکی از تاثیرگذارترین عوامل منعقد کننده در تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب با کاربردهای فراوانی مانند حذف ذرات کلوئیدی و معلق، مواد آلی، یون‌های فلزی، فسفات ها، فلزات سمی و رنگ ها، شده است.
اما شرکت تصفیه هوشمند آویسا در سالهای اخیر با تمرکز بر روی روش های الکتروشیمیایی مانند الکترواکسیداسیون و الکتروکواگولاسیون (EC) که روش های مناسب و تاثیرگذاری برای تصفیه انواع مختلف فاضلاب‌ها به خصوص فاضلاب کشتارگاه ها و فاضلاب هایی که حاوی فلزات سنگین و رنگ ها می باشند، موفق به طراحی سیستم های تصفیه ای با مزایای فراوانی از جمله دوستدار محیط زیست بودن، انعطاف پذیری و تطبیق با شرایط مختلف، مصرف بهینه انرژی، ایمنی بالا، تنوع و قدرت انتخاب برای کارفرما، هوشمند و خودکار بودن سیستم و صرفه اقتصادی شده است.
در معادله زیر نمونه ای از واکنش های شیمیایی ای که فرآیند الکتروکواگولاسیون برای الکترود مورد استفاده (M) اتفاق می افتد، نشان داده شده است:
(آند) –M → Mn+ + ne
(کاتد) –nH2O + ne– → n/2H2 + nOH
علاوه بر فرآیند بالا، یون های –OH و +Mn تولید شده در سطح الکترود، در درون فاضلاب با یکدیگر واکنش داده و هیدروکسید الکترود مورد استفاده را تولید می کنند:
Mn+ + nOH– → M(OH)n
لخته های هیدروکسید تولید شده معمولا دارای سطح بزرگی می باشند که برای جذب سریع ترکیبات آلی محلول و حذف ذرات کلوئیدی بسیار مناسب و موثر می باشند. همچنین طی مراحل بعدی این لخته ها بیشتر پلیمرایز خواهند شد و به راحتی از محیط‌های آبی توسط رسوب گذاری و/یا شناورسازی با استفاده از گاز هیدروژن، حذف می گردند.
جدول زیر نشان دهنده ی خصوصیات یک نمونه فاضلاب خام کشتارگاه و استانداردهای تعیین شده در ایران برای هر کدام از این موارد جهت تخلیه می باشد.
همانطور که در جدول بالا مشاهده نمودید مقدار آلاینده ها پس از 24 ساعت مدت زمان ماند کاهش جزئی داشته است و مقادیر آلاینده های موجود در فاضلاب خام فاصله ی بسیار زیادی با مقادیر تعیین شده ی استاندارد برای تخلیه دارند، لذا این دسته از فاضلاب ها نیز پیش از تخلیه به محیط، نیاز به تصفیه دارند.
تاثیر ته نشینی اولیه
ته نشینی اولیه فرآیندی کاملا طبیعی می باشد که نیازی به افزودن مواد شیمیایی ندارد. این فرآیند موجب کاهش 28 درصدی COD و 13 درصدی BOD و 64 درصدی TSS در این نمونه از فاضلاب می شود. با این حال مقادیر فوق همچنان با استانداردهای تعیین شده برای تخلیه فاصله زیادی داشته که روش های بیولوژیکی از تصفیه آن عاجز بوده و نیاز به روش تصفیه موثری برای آن می باشد.
تاثیر روش انعقاد شیمیایی
جدول زیر نشان دهنده ی تاثیر فرآیند انعقاد و لخته سازی شیمیایی با استفاده از PAC به عنوان منعقد کننده بر روی نمونه فاضلاب کشتارگاه می باشد.
همانطور که در جدول بالا مشاهده می شود با افزایش مقدار منعقد کننده، میزان حذف آلاینده ها نیز بیشتر می شود. اما با این حال و با وجود آنکه درصد زیادی از آلاینده ها با به کار گیری این روش از فاضلاب حذف می شوند، کیفیت پساب خروجی به استانداردهای تعیین شده نرسیده و نیاز به استفاده از روش های دیگری برای انجام تصفیه تکمیلی بر روی فاضلاب می باشد.
روش تصفیه پیشنهادی آویسا
فرآیند الکتروکواگولاسیون روشی است که در آن با اعمال جریان مستقیم برق به الکترودهای مستغرق درون فاضلاب، تصفیه صورت می گیرد. جریان الکتریکی موجب انحلال الکترودها درون فاضلاب می شود. یون های فلزی حل شده، در pH مناسب، قادر به تشکیل منعقد کننده های مختلف و هیدروکسیدهای فلزی بوده که موجب ناپایدار و متراکم نمودن ذرات معلق یا ته نشینی و ترسیب آلاینده های محلول می شود.
همانطور که در معادلات بالا نشان داده شد، در خلال فرآیند الکتروکواگولاسیون لخته‌های هیدروکسیدی و گونه های پلیمری ای تشکیل می شوند که به عنوان جاذب و/یا حذف کننده های آلاینده ها عمل می کنند و آنها را از محلول خارج می نمایند. این فرآیند هم از لحاظ بازدهی و هم از نظر اقتصادی نتایج قابل قبولی داشته و استانداردهای مورد نیاز را برای تصفیه انواع فاضلاب ها به خصوص تصفیه فاضلاب کشتارگاه ها تامین می کند.
عوامل متعددی از جمله خصوصیات و نوع فاضلاب، ولتاژ، چگالی جریان، جنس الکترودها و … بر روی راندمان این نوع سیستم ها تاثیر گذار می باشد که با انتخاب صحیح مجموع این موارد می توان به استاندارد خروجی مورد نظر دست پیدا کرد. با این وجود استفاده از برخی از تجهیزات جانبی مانند چربی گیرها، کمک شایانی به کاهش هزینه ها و تسریع فرآیند تصفیه می کند. همچنین در مواردی که میزان آلودگی و غلظت آلاینده های موجود در فاضلاب بسیار زیاد باشد می توان از ترکیب روش های انعقاد شیمیایی و انعقاد الکتریکی (EC) استفاده کرد.
