تصفیه فاضلاب صنعتی در 3 صنعت کنسرو سازی ، آبمیوه و مرباجات

تصفیه فاضلاب صنعتی در سه صنعت کنسرو سازی، آبمیوه و مرباجات از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا در زیرساخت های اولیه صنایع غذایی،  سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی و استفاده از انواع پکیج تصفیه فاضلاب برای جلوگیری از ایجاد الودگی های زیست محیطی، امری ضروری می باشند.

بطور کلی لفظ کنسرو به معنای حفظ و نگهداری می باشد و لذا در صنایع غذایی، کنسرو سازی به عملیاتی گفته می شود که مواد غذایی را به آن وسیله بتوان برای مدت محدودی، حداقل چندین ماه، نگهداری و حفظ نمود. بطوریکه حتی الامکان از ارزش غذایی آن کاسته نشود. تمام مراحل عملیاتی طی شده در نهایت به تولید فاضلاب ختم می شوند که نیازمند استفاده از راههای گوناگون تصفیه فاضلاب صنعتی از جمله پکیج تصفیه فاضلاب می باشد. 

به این ترتیب عملیات مختلفی برای کنسرو نمودن بکار برده می شود که از جمله نگهداری مواد غذائی به کمک حرارت و تغلیظ (رب سازی)، نگهداری مواد غذائی در قوطیهای فلزی (کنسرو سازی) و یا نگهداری به کمک نمک و یا سرکه (مثل خیار شور و ترشی) و یا به کمک تغلیظ و افزودن شکر (مثل مربا و کمپوت)، کنسروسازی به کمک سرما (فریز کردن) و بالاخره کنسروسازی از طریق خشک کردن (خشک کردن سبزیجات و حبوبات) روشهای عمده و مهم نگهداری مواد غذائی می باشند که کاربرد فراوانی در تامین مواد غذایی جوامع امروزی بشر دارند و در نهایت در انتهای کار نیازمند استفاده از روشها و سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی و انواع پکیج تصفیه فاضلاب می باشند.

این صنعت یکی از صنایع رو به رشد کشور است و با توجه به رشد جمعیت و نیاز روز افزون به مواد غذائی و اولویت دادن به صنایع کشاورزی و صنایع وابسته به آن، پیش بینی می شود که همچنان رو به توسعه باشد و به این ترتیب هر روز واحدهای صنعتی کوچک و بزرگی در ارتباط با مواد غذائی در نقاط مختلف کشور ایجاد شده و نقش مهمی در تهیه و تامین مواد غذایی مردم ایفا نمایند.

یکی از خصوصیات عمده صنایع غذایی، فصلی بودن آنهاست، به عنوان مثال در یک واحد در پاره ای از فصول سال رب گوجه فرنگی، در موقع دیگری کنسرو نخود و لوبیا و در بقیه اوقات ترشی جات، سرکه، آب میوه و غیره تولید می گردد. به عبارت دیگر وفور و ارزانی یک فراورده کشاورزی در زمان معینی از سال باعث کنسرو شدن آن محصول می گردد تا در مواقعی که به علت تغییر آب و هوا کمتر یافت میشود با قیمت مناسبی قابل عرضه گردد.

نحوه تولید در کنسرو سازیها متفاوت است. در حالیکه استفاده از سیستمهای کاملا اتوماتیک رو به توسعه است هنوز بسیاری از این صنایع از روشهای کاملا دستی استفاده می کنند. همچنین تنوع محصول نیز فراوان است ولی بطور کلی میتوان روش کار در اینگونه واحدها را بصورت زیر دسته بندی نمود:

1-1 – مقدمات و آماده سازی

این عملیات مربوط به شستشوی مواد اولیه است که نیازمند استفاده از سیستم تصفیه آب صنعتی جهت تامین آب مورد نیاز می باشد. محصول کشاورزی که همراه با آلودگیهایی از قبیل خاک و کود و غیره وارد کارخانه می گردد قبل از هرگونه عملی تحت شستشو قرار می گیرد تا خاک و کود، عصاره خشک شده و له شدگی و حتى سموم دفع آفات و غیره از سطح میوه و یا سبزی جدا شود.

اگرچه روشهای خاص مثل شستشو با فشار هوا، در بعضی از موارد بکار برده میشوند ولی معمولا به کمک شناورسازی میوه و یا سبزی در حوضچه های مخصوص، این عملیات انجام می گیرد و در این مرحله مقدار قابل توجهی پساب ایجاد می گردد که دارای مواد معلق و شناور بسیار فراوان و مواد آلی محلول می باشد. بخش عمده آلودگیها در این صنعت مربوط به این بخش است.

2-1 – آماده سازی کنسرو 

پس از شستشو معمولا عملیاتی از قبیل جداسازی بکار می رود تا محصولات ریزتر و درشت تر از یکدیگر مجزا گردند. عملیات جداسازی معمولا به کمک غربالهای مخصوصی انجام می شود و گاهی نیز بصورت دستی صورت می پذیرد. تمیز کردن محصول و حذف شاخ و برگ و قطعه نمودن (مثل شستشوی اولیه و یا پوست کنی بوسیله سود کاستیک که در کمپوت سازی بکار برده میشود). پس از این مرحله میوه و یا سبزی آماده برای فرایند اصلی می گردد.

3-1- پخت و بلانچینگ

برای حفظ کیفیت و جلوگیری از عوض شدن و تحلیل رفتن طعم و مزه سبزیجات قبل از کنسرو نمودن آنها، عملیاتی بنام بلانچینگ صورت می پذیرد که طی آن سبزی را به مدت چند دقیقه در معرض بخار و یا در آب جوش قرار می دهند تا آنزیمهای تخریبی از بین برده شوند. طبیعی است که در این مرحله آب قابل ملاحظه ای مصرف می شود و به علت نفوذ مواد قندی و عصاره میوه به آب آلودگی قابل ملاحظه ای می تواند به این طریق تولید گردد. که توصیه می گردد از سیستم های تصفیه آب شیرین کن ( اسمز معکوس (RO) ) استفاده نمود.

در پاره ای از موارد نیز میوه و یا سبزی کاملا پخته می گردد. مثل تولید رب گوجه فرنگی، که در این مورد خاص آلودگی بیشتر در ارتباط با شستشوی مخازن پخت ایجاد می شود و طبیعی است چنانچه آب پخت نیز دفع گردد، پساب خروجی از غلظت مواد آلی محلول قابل ملاحظه ای برخوردار خواهد بود که اصطلاحا به سیستم تصفیه لجن برای تصفیه فاضلاب صنعتی نیاز است.

4-1- عملیات نهائی

که در حقیقت شامل پرکردن، تخلیه هوا، استریل کردن و بسته بندی محصول تهیه شده می گردد. در این مرحله میوه و یا سبزی آماده شده توسط دستگاه های اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک و یا حتی دستی در قوطیهای فلزی و یا ظروف شیشه ای پر شده و در صورت لزوم شربت قند (کمپوت سازی) و یا آب نمک (خیارشور، ذرت، نخود فرنگی) نیز به سبزی یا میوه داخل ظرف اضافه می گردد.

پس از این مرحله درب قوطی بسته شده و عمل استرلیزاسیون برای خارج نمودن هوا و از بین بردن باکتری های فعال توسط قرار دادن قوطی در اتوکلاو و یا وان آب جوش (بن ماری) انجام می گیرد. در این مرحله مقدار قابل ملاحظه ای آب مصرف می شود که بیشتر به منظور حرارت دادن و یا خنک کردن قوطی حاوی میوه و سبزی است و این آب به صورت سیکل بسته مصرف می شود و آلوده نمی گردد. 

در اثر شستشوی دستگاه پرکنی و اضافاتی که به کف سالن و یا حول دستگاه می ریزد، مقدار کمی آلودگی ایجاد می گردد. آب شستشوی مورد نظر را می توان جهت تصفیه و عودت مجدد به خط تولید جمع آوری و به دستگاه های تصفیه آب و فیلتر شنی و فیلتر کربن اکتیو هدایت نمود.

بنابراین همانظوریکه ملاحظه می گردد این عملیات در کنسروسازیها، عممومی و متداول است ولی مشکل اصلی تنوع فراوان در اینگونه صنایع می باشد. امکانات و دستگاههای موجود قادرند علاوه بر تولید انواع کمپوت، کنسرو، رب یا آب میوه جات، انواع شربت، مربا و غذاهای پخته مثل لوبیا، نخود فرنگی و غیره را نیز تولید کنند.

این تنوع در غالب این نوع کارخانجات نیز بکار برده میشود. بعنوان مثال اگر واحد تولیدی خاصی در گذشته فقط مبادرت به تولید رب گوجه فرنگی می نموده، نمیتوان اطمینان داشت که در آینده نیز همین تولید حفظ گردد و بسیار امکان دارد با توجه به نیاز بازار محصولات دیگری تهیه و عرضه گردد.

2- کمیت و کیفیت پساب های کنسرو سازی، کمپوت و آبمیوه

با توجه به تنوع فصلی و کاری در این نوع صنایع، کیفیت و کمیت پساب های ایجاد شده نیز از طیف و تنوع زیادی برخوردار است. مقدار مصرف آب و غلظت پساب در کارخانجات کنسروسازی متغیر است، همچنین نوع سیستم تصفیه فاضلاب صنعتی و پکیج تصضفیه فاضلاب مورد استفاده جهت آنها تفاوت دارد. این طیف گسترده بیشتر از آن جهت می باشد که روش های بکار رفته در تمام کارخانجات یکسان نیستند.

به عنوان مثال گاهی تفاله میوه و یا سبزی با آب نقل و انتقال می یابد، در پاره ای از کارخانه ها از سیستم (شستشو در جا یا CIP) استفاده می کنند که در نتیجه آب کمتر و پساب غلیظ تری ایجاد می شود و بالعکس که پساب رقیق تری را ایجاد می نماید. له بودن و یا خامی میوه و سبزی، مقدار پخت و مسائلی از این قبیل نیز در کیفیت و کمیت پساب موثر می باشد.

به عنوان مثال منظور از کنسرو گوجه فرنگی هم گوجه فرنگی پوست کنده شده و کنسرو شده، هم اب گوجه فرنگی و هم رب گوجه فرنگی می باشد. عامل دیگر اتوماتیک و نیمه اتوماتیک بودن و نوع ماشین آلات است.

جدول شماره 1  کیفیت پساب این صنعت را نشان می دهد.

جدول 1 : پساب صنایع کنسرو سبزیجات و میوه جات

در ردیف اول جدول، حجم پساب برحسب لیتر بازاء هر کیلو محصول برآورد شده است. این روش برای بسیاری از صنایع غذائی متداول و متعارف است. در بعضی از مراجع نیز حجم فاضلاب بصورت لیتر به ازاء هر جعبه قوطی کنسرو برآورد گردیده که در صنعت کنسرو سازی هر جعبه دارای 24 تا 96 قوطی است ولی به طور متوسط می توان گفت که هر جعبه دارای 24 کیلو محصول تولید شده است.

به این ترتیب منابع و ماخذ آلودگی را به شرح زیر می توان خلاصه نمود:

1. پساب جاری شده از شستشوی میوه یا سبزی خام.
2. پساب ایجاد شده از مقدمات تهیه میوه یا سبزی مثل پوست کنی، جداسازی.
3. پساب جاری شده از پخت یا پلانچینگ میوه یا سبزی.
4. پساب جاری شده در اثر ریختن شربت قند یا آب نمک به داخل قوطی و اطراف آن.
5. مصرف آب جهت شستشو دستگاهها، مخازن، کف سالن، قوطی ها و غیره که نیازمند استفاده از فرآیند تصفیه آب جهت برگشت مجدد آب بهخط شستشو می باشد. 

3- روش تصفیه پسابهای صنعت کنسرو سازی، کمپوت و آبمیوه

همچنانکه در جدول شماره 1 ملاحظه گردید، از خصوصیات فاضلاب های این صنعت مقدار مواد آلى محلول نسبتا زیاد ومواد معلق و شناور قابل توجه است. خوشبختانه بدلیل تصفیه پذیری و قابلیت تجزیه خیلی خوب، این نوع پساب ها به سادگی قابل تصفیه می باشند، عدم وجود مواد سمی و مواد شیمیایی نامطلوب در اینگونه فاضلاب ها یکی دیگر از نکات مثبت آن است ولی قبل از اعمال هر فرایند تصفیه ذرات درشت و شناور مثل پوست میوه یا قطعات سبزی باید حذف گردند و این عمل با کمک غربالهای دستی یا مکانیکی صورت می پذیرد.

پس از غربال کردن بهتر است که پساب جاری شده تا حدودی متعادل و در صورت نیاز خنثی گردد. در بعضی از روشهای کنسرو سازی، خصوصا کمپوت سازی، روشهای پوست کندن به کمک سود کاستیک بکار برده میشود که باعث جاری گردیدن پساب قلیائی میگردد. لذا بهتر است این نوع پسابها ابتدا خنثی و سپس تصفیه گردند.

موارد قابل بررسی در این صنعت

موارد قابل بررسی در این صنعت به شرح زیر می باشد:

الف-  در بعضی از صنایع کنسرو از سود سوزآور و مواد قلیائی برای جداسازی پوست میوه استفاده می شود که باعث بوجود آمدن فاضلاب قلیایی می گردد. بعضی از صنایع نیز با استفاده از مواد اسیدی مثل آبلیمو و سرکه، ترشی تولید می کنند که پساب های حاصله ممکن است اسیدی باشند.

ب-  اصولا این نوع پسابها دارای مواد قندی بوده و از نظر ترکیبات ازت و فسفر چندان غنی نیستند.

 ج-  بعضی از صنایع کنسروسازی مثل رب گوجه فرنگی و  یا میوه هایی که دارای پوست ضخیم هستند و عصاره میوه وارد فاضلاب می گردد، پساب غلیظ تری ایجاد و بار آلودگی بیشتری بوجود می آید.

د- کنسروهای حاوی مواد گوشتی در این تقسیم بندی منظور نشده اند.

1-3- روش تصفیه بیولوژیکی

یکی از مناسبترین و بهترین روشهای حذف مواد آلی در فاضلابها و پسابهای صنعتی، کاربرد تصفیه بیولوژیکی است. در این روش مواد آلی محلول به کمک موجودات ذره بینی و میکروارگانیزمها از پساب جدا می گردند. معمولا چهار سیستم اصلی تصفیه بیولوژیکی بشرح زیر تقسیم بندی میشوند:

1-1-3 – فیلترهای بیولوژیکی

2-1-3- روش لجن فعال شده

3-1-3- استفاده از برکه های تثبیت

4-1-3- بیوراکتورهای چرخان

5-1-3- بیوراکتورهای غشایی

6-1-3-  سایر روشهای بیولوژیکی (بیوراکتورهای با بستر آکنده و …..)

هر یک از روشهای فوق الذکر دارای امتیازات و نکات مثبت از یک طرف و محدودیتها و نکات منفی خاصی از طرف دیگر بوده و در نتیجه استفاده از آنها در همه موارد عملی نمی باشد و بلکه در هر موقعیت خاصی با توجه به نوع پساب و میزان آلایندگی آن واحد و امکانات محلی و اجرایی صنعت مربوطه روش خاصی انتخاب می گردد که با کمترین هزینه و ساده ترین تکنولوژی، حذف مواد آلاینده را بعهده بگیرد.

پساب کارخانجات کنسرو سازی به علت خصوصیات شیمیایی خود برای تصفیه بیولوژیکی بسیار مناسب می باشند و لذا بهترین روش تصفیه برای حذف مواد آلی و مواد معلق و شناور و آلاینده اینگونه فاضلابها بکار بستن یکی از سیستم های فوق، بخصوص روش لجن فعال، همراه با مراحل اولیه تصفیه فیزیکی است.

یک مرحله غیر هوازی از نوع بیوفیلتر، UASB و حتی سپتیک معمولی و متعاقبا یک مرحله تصفیه هوازی از نوع لجن فعال با هوادهی گسترده برای تصفیه این نوع فاضلابها نیز بسیار مناسب است و در نظر گرفته می شود. در مورد فاضلاب های غلیظ مرحله سوم هوازی نیز توصیه شده است.

همچنین در مورد پسابهای صنایع غلیظ، مثل فراوردههای گوشتی، چربی گیری با استفاده از سیستمهای ساده مثل API و یا چربی گیرهای مکانیکال مثل DAF و یا CPI بسیار مهم و دارای کار آیی زیاد است بطوریکه بیش از 40 الی 60 در صد غلظت مواد آلی را در این مرحله می توان حذف نمود.

4- فاضلابهای کارخانجات کنسرو ماهی و نحوه تصفیه آنها

کارخانجات تولید کننده مواد غذایی خصوصا مواد پروتینی فاضلاب هایی ایجاد می کنند که معمولا غلیظ است. در بین این صنایع، فاضلاب مربوط به شستشوی گوشت ماهی و فاضلاب آرد ماهی (پودر ماهی)  بدلیل ورود مواد پروتئینی غنی به فاضلاب بسیار غلیظ می باشد.

بطوریکه طی بررسی های بعمل آمده در مورد فاضلاب کارخانجات شیلات، پساب این کارخانه بین 40 تا 100  بار غلیظ تر از فاضلاب های شهری است. وجود مقادیر قابل توجهی چربی و روغن بصورت امولسیون شده در این نوع فاضلاب باعث بالا رفتن مقدار الودگی (برحسب بی اودی پنج روزه) می گردد و در تصفیه پذیری این فاضلاب نیز مشکل ایجاد می سازد.

از سوی دیگر، قرار گرفتن کارخانجات تولید کننده پودر ماهی یا کنسرو ماهی در کنار دریاها  و رودخانه ها به سادگی می تواند مشکل زیست محیطی فراوانی ایجاد کند و با درنظر گرفتن توجه خاصی که در سالهای اخیر به محیط زیست کشور معطوف شده است بدون تردید سازمان حفاظت از محیط زست از ادامه فعالیت واحد تولیدی، درصورت عدم رعایت ضوابط، جلوگیری بعمل خواهد اورد.

برای تصفیه پساب های مربوط به صنعت کنسرو، آرد ماهی و پودر ماهی باید از مراحل متعدد تصفیه بیولوژیکی استفاده نمود زیرا یک مرحله تصفیه بیولوژیکی نخواهد توانست فاضلاب را به استانداردهای قابل قبول برساند.

وجود مراحل متعدد در سیستم تصفیه مشکلات قابل توجهی از نظر تکنولوژی تصفیه ایجاد خواهد کرد و هزینه را نیز افزایش می دهد. لذا به نظر می رسد با توجه به نکات فنی و اقتصادی سیستم را طراحی و به مرحله اجرا در اورد که ضمن رسیدن به کیفیت مطلوب از هزینه های بسیار سنگین نیز اجتناب گردد.

روشهای تصفیه بیولوژیکی این نوع پساب ها

برای تصفیه بیولوژیکی این نوع پساب از روشهای زیر می توان استفاده نمود

• روش هضم غیرهوازی که برای فاضلاب های بسیار غلیظ روشی مناسب است. در این مورد از انواع بیوراکتورهایی مثل بیوفیلتر بیهوازی، UASB و یا بیوفیلتر چندمرحله ای ABR می توان استفاده نمود.
• روش لجن فعال شده که از انعطاف پذیری خوبی برخوردار است.
• روش های مدرن مثل:  بیوراکتور غشایی MBR، پکیج تصفیه فاضلاب MBBR و بیوراکتور با بستر متحرک که از کارایی خوبی برخوردار بوده و در مقابل مشکلات بهره برداری از جمله بارهای ناگهانی مقاوم است.
• استفاده از بیوراکتورهای بیوفیلمی مثل بیوفیلتر و یا راکتورهای چرخان.

ولی معمولادر سالهای اخیر استفاده از دو روش تصفیه بیولوژیکی بطور متوالی ترجیح داده شده است. انتخاب سیستم تصفیه برمبنای روشهای فوق بسادگی امکان پذیر نبوده و با مطالعه کافی و تجربه زیاد می تواند نتیجه بخش باشد. مشخصات کیفی و کمی فاضلاب مربوطه به صنعت کنسرو ماهی و صنایع تولید کننده پودر ماهی را در جدول شماره 2 نشان داده شده است.

همان گونه که در  این جدول دیده می شود، کارخانجاتی که فاضلاب مربوط به پخت ماهی را به شبکه فاضلاب تخلیه می کنند (کنسرو ماهی، ماهی تن و کیلکا و..) دارای فاضلاب های غلیظ و کارخانجاتی که پورد ماهی را تولید می کنند (آرد ماهی یا پودر پروتئین) فاضلابهای بسیار غلیظی ایجاد می کنند.

درنتیجه به علت غلظت قابل توجه، تصفیه این گونه فاضلاب ها معمولا باید در چند مرحله تصفیه بیولوژیکی صورت پذیرد.

جدول شماره 2 – کیفیت و کمیت فاضلاب صنایع کنسرو ماهی

مراحل تصفیه متداول فاضلاب کارخانجات کنسرو و یا آرد ماهی معمولا به شرح زیر است:

1. اشغالگیری و حذف ذرات سنگین مثل شن، ماسه و استخوان
2. چربی گیری با روش هوای فشرده محلول – چربی گیر DAF
3. متعادلسازی و یکنواخت سازی جریان
4. تصفیه بیولوژیکی مرحله اول – روش بی هوازی – پکیج تصفیه بی هوازی فاضلاب
5. تصفیه بیولوژیکی مرحله دوم – لجن فعال یا بیوراکتور با بستر متحرک
6. زلال سازی و جداسازی لجن
7. ضدعفونی کردن فاضلاب تصفیه شده
8. تصفیه نهایی شامل فیلتراسیون و یا حذف نیترات و فسفات

لازم به یاداوری است که بعلت غلظت زیاد فاضلاب های کارخانجات ارد ماهی استفاده از واحد چربی گیری با امکانات مکانیکی از نوع DAF و سیستم غیرهوازی تقریبا اجتناب ناپذیر است. ولی در مورد فاضلاب کارخانجات کنسرو ماهی که فاضلاب بسیار رقیق تری ایجاد می کنند از دو مرحله متوالی تصفیه بیولوژیکی هوازی نیز می توان استفاده نمود.

تصفیه فاضلاب صنعتی کنسروسازی نهراب زیست

شرکت نهراب زیست با سابقه چندین ساله در امر تصفیه انواع فاضلاب های کنسروسازی و کمپوت سازی و طراحی و ساخت انواع پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و شهری و انجام پروژه های مختلف در این زمینه آماده خدمت رسانی به کارگاه ها و کارخانه های کشور می باشد. جهت دریافت مشاوره بیشتر با کارشناسان شرکت نهراب زیست تماس بگیرید.