معالجة الصرف الصناعي لصناعة الالبان

1.مقدمة

تحتل صناعة الألبان مكانة متميزة ضمن صناعات المواد الغذائية في العالم . غير أن هذه الصناعة تعد مصدرا هاما من مصادر تلوث المجارى المائية ، خاصة فيما يتعلق بالمشاريع الإنتاجية الكبيرة.

تتميز صناعة منتجات الألبان بتنوع منتجاتها وبالتالي بتعدد خطوط الإنتاج. وبينما تقتصر خطوط الإنتاج في بعض المنشآت على خط أو اثنين تضم بعض المنشآت الأخرى كافة خطوط الإنتاج بالإضافة إلى الوحدات الخدمية المختلفة التي تقوم بتوفير إمدادات المياه والطاقة للمنشأة ومتطلبات الصيانة والتخزين والتعبئة واختبارات وتحاليل الجودة.

ونظراً لأن المواد الخام تكون عرضه للتلوث الميكروبي فإن تصميم الآلات والمعدات يسمح بسهولة التنظيف والتعقيم ويحقق الشروط الصحية أثناء التشغيل . وتعتمد المنشآت القديمة على معدات مكشوفة والإنتاج على دفعات (متقطعة)،  بينما تعتمد المنشآت الحديثة على أنظمة الإنتاج المغلقة والإنتاج المستمر، ويتم إيقاف الإنتاج لأغراض التنظيف والتطهير مرة واحدة في اليوم على الأقل.

تحصل المنشآت على احتياجاتها من المياه من مصادر متنوعة: شبكات المياه العامة، الآبار والترع وتتوقف عمليات معالجة المياه على مصدرها والغرض من الاستخدام .

وتتعدد استخدامات المياه في المنشآت، فتستخدم في العمليات الصناعية أو لأغراض النظافة العامة وغسل المعدات أو لإمداد الغلايات بالمياه اللازمة لعمليات إنتاج البخار (تتم معالجة المياه الخاصة بالغلايات لمنع تكون التكلسات داخل الغلاية) أو لأغراض التبريد والأغراض المعيشية المختلفة.

2.العمليات الصناعيـة الرئيسية المتسببة في التلوث

يوضح الجدول رقم (1) العمليات الصناعيـة الرئيسية المتسببة في التلوث والمدخلات والمخرجات ومؤشرات التلوث.

جدول (1) العمليات الإنتاجية في صناعة منتجات الألبان و مجال تأثير الملوثات الناتجة عنها

 

 

3.الصرف السائل  لصناعة الالبان

يعد الصرف السائل في صناعة منتجات الألبان المصدر الرئيسي للتلوث حيث قد يتضمن الملوثات التالية:

  • ألبان تالفة أو مرتجعه يتم تصريفها على شبكة الصرف (أكسجين حيوي ممتص) .
  • شرش اللبن الناتج عن عملية التخثر (أكسجين حيوي ممتص) .
  • الفاقد المنسكب من آلات التعبئة (أكسجين حيوي ممتص) .
  • مياه تفوير الغلايات وأبراج التبريد ومياه الغسل العكسي للميسرات التي تحتوي على نسبة مرتفعة من المواد الصلبة الذائبة والمواد الصلبة العالقة .
  • المياه المستخدمة فى غسيل الأرضيات والمعدات والتي تكون ملوثة بالزيوت والشحوم وآثار المنظفات .
  • زيوت التشحيم المستهلكة المتولدة عن الورش والجراج والتي قد يتم تصريفها على شبكة الصرف .

ويوضح الجدول رقم (2) خصائص الصرف السائل لنموذج لمصانع منتجات الألبان

 

4.معالجة الصرف الصناعي لصناعة االالبان

  • حيث أن الصرف السائل الناتج عن هذه الصناعة يحتوي على حمل عضوي مرتفع (أكسجين حيوي ممتص وأكسجين كيميائي مستهلك ومواد صلبة عالقة) فإن إجراءات نهاية الأنبوب تتضمن استخدام خزانات الترسيب والمعالجة البيولوجية. وتتضمن إجراءات المعالجة الأوليـة اسـتخدام المصافي ومعادلة سـريان الصرف السائل( تثبيت التدفق) والتحكم في الأس الهيدروجيني وإزالة الدهون عن طريق التعويم بالهواء ، ثم يتبع ذلك إجراءات المعالجة البيولوجية.

ويعد حجز المياه في برك (في حالة توفر المساحات اللازمة) من وسائل المعالجة الفعالة. وتتضمن أساليب المعالجة البيولوجية استخدام الحمأة المنشـطة. ويراعى عند تصميم محطات معالجة الصرف السائل طبيعة هذه الصناعة من حيث تغير معدل التدفق موسمياً .

ويبين الشكل التالي مخطط مبسط لمشروع معالجة الصرف الصناعي لاحد مصانع االالبان

 

يتكون مشروع المعالجة من الوحدات التالية :

  • – مرشح تصفية لإزالة المواد الصلبة الكبيرة .
  • – حوض تثبيت وتساوي للتدفق لتجميع مياه الصرف وتثبيت معدل تدفقها الي وحدات المعالجة.
  • – وحدة للطفو للهواء المذاب لإزالة الزيوت من ماء الصرف .
  • – حوض المياه المعالجة .
  • – المياه المعالجة تذهب لمرشح متعدد الطبقات لحجز المواد العالقة الدقيقة .
  • – تخرج المياه صالحة للطرح في شبكة الصرف الصحي.

 

بقلم

أحمد أحمد السروي

إستشاري جودة المختبرات والدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017
  2. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007

3.دليل الرصد الذاتي لصناعة الالبان , وزارة البيئة المصرية , 2003.

 تثبيت معدل تدفق وتجانس مياه الصرف الصناعي

1.مقدمة

التدفق من المخلفات الصناعية السائلة الخارج من المنشأت الصناعية قد يكون متذبذب علي مدار اليوم الواحد فقد يرتفع صباحا في بدايات عمليات الانتاج , وينخفض في نهاياتها , وقد يرتفع عند انتاج معين لاحد المنتجات وينخفض مع منتج اخر وهكذا. وهذا التغير والتذبذب في التدفق لا يتيح التعامل الدقيق مع تلك المخلفات ويصعب من عمليات المعالجة التي تحتاج لتدفق ثابت أو شبه ثابت للتحكم الدقيق في العملية ومدخلاتها ومخرجاتها.

  1. الغرض من عملية تثبيت التدفق

الغرض من عملية التثبيت والتجانس ( (Equalizationهو تجميع مياه الصرف من المصادر المختلفة الحامضية أو القاعدية وكذلك المخلفات العضوية في أحواض خاصة حيث يتم خلطها وتصبح ذات تركيزات متجانسة وتدفق ثابت يسهل معالجتها في المراحل التالية خاصة عملية المعادلة بالأحماض أو القلويات.

وتساعد عملية تثبيت تدفق مياه الصرف في التغلب على مشاكل التشغيل الناجمة عن التغير في معدلات تدفق المياه إلى محطات المعالجة وبالتالي تحسين أداء المحطة. ويستخدم خزان (Equalizing tank) كذلك خزان طوارئ لاستقبال المياه الملوثة في حالة حدوث أى عطل فني في عملية المعالجة.

وفيما يلي مميزات تطبيق نظام تثبيت وتجانس مياه الصرف الداخلة في محطات المعالجة:

  • – زيادة كفاءة عمليات معالجة مياه الصرف بعد التجانس وتثبيت معدل التدفق
  • – زيادة كفاءة المعالجة البيولوجية حيث أن عملية التجانس تمنع أو تقلل حدوث الأحمال العالية المفاجئة. كذلك يمكن تخفيف المواد السامة التي تؤثر على العملية الحيوية وثبات الأس الأيدروجيني
  • – تحسين أداء عمليات الترشيح والغسيل العكسي لتكون أكثر انتظاما
  • – تحسين أداء المعالجة الكيميائية حيث أن التثبيت والتجانس يؤدي إلى ثبات الأحمال مما يؤدي إلى تغذية منتظمة لجرعات الكيماويات
  • – تحسين في خواص المياه المعالجة وكفاءة التثخين في أحواض الترسيب الثانوية التي تتبع المعالجة البيولوجية التي تزداد كفاءتها نتيجة ثبات أحمال المواد الصلبة.
  • – يمكن أن تكون عملية التثبيت والتجانس طريقة غير مكلفة للتغلب على مشاكل المحطات التي تعاني من ازدياد الأحمال.

ويمكن تركيب خزان التثبيت والتجانس في بداية عمليات المعالجة أو بعد المعالجة الأولية وقبل المعالجة البيولوجية. ويجب أن يصمم تنك التجانس بحيث يسمح بتقليب المواد المترسبة. كذلك يجب تزويده بمصدر للتهوية للتغلب على انبعاث الروائح الكريهة.

  1. الطرق الشائعة لعمليات تثبيت وتجانس مياه الصرف الصناعي

تساعد عملية تثبيت تدفق مياه الصرف علي خفض الفروق الكبيرة في الرقم الهيدروجيني والحرارة  داخل المصانع , فقد يقوم المصرف بصرف مياه قلوية في فترة ما خلال اليوم ويصرف مياه حامضية في فترة اخري خلال اليوم فعملية تثبيت التدفق عن طريق انشاء احواض التساوي تستقبل كل انواع الصرف داخل المصنع خلال اليوم مما يمكن من حدوث التعادل الذاتي لمياه الصرف او علي الاقل تقلل من كمية الكيماويات المطلوبة للتعادل لكافة مياه الصرف   .

وهناك اربع طرق شائعة لعمليات تثبيت وتجانس مياه الصرف الصناعي

1-  التدفق بالتبادل

في طريقة التدفق بالتبادل يكون احد الأحواض مستقبلا لكل لمياه الصرف في وقت محدد  والحوض الاخر يقوم بصرف المياه , ويتم التبادل بين الأحواض من حيث الملء والتفريغ  ويتميز هذا النظام ان يوجد خلط تام ولهذا مستويات الملوثات ثابتة مع التدفق الثابت وهذا النوع من تثبيت التدفق يحقق تجانس كبير لمياه الصرف . ومن عيوب هذا النظام تكلفة الانشاء العالية حيث يعد الحوض الثاني حوض اضافي.

2- التدفق المتقطع

في هذا النوع من عمليات التساوي للتدفق يسمح لمجري مياه الصرف ان يتحول لحوض التساوي فترات قصيرة من الوقت عند الحاجة لذلك ثم يعود التدفق لمساره العادي الرئيسي من خلال التحكم الجيد المقاس لتدفق المياه.  حجم و تركيز الملوثات المتغيرين للمياه المتحولة عن مسارها سوف يتم تجاوزه عندما تعود المياه لمسارها الرئيسي.

3-  الخلط التام المجمع .

يصمم هذا النظام علي اساس الخلط التام للتدفقات الواردة قبل وصولها للوحدات الامامية للمعالجة , وهذ النظام يحقق تجانس عالي لجميع التدفقات حيث يخفض التغير لكل تدفق   ويستخدم هذا النظام عندما تكون التدفقات متوافقة مع بعضها من حيث التركيب والمكونات ويمكن خلطها دون حدوث مشاكل .

4-  الخلط التام الثابت .

يصمم هذا النظام علي اساس الخلط التام لمجري مياه الصرف في حوض تساوي كبير قبل وصولها لوحدات المعالجة يحقق هذا النظام صرف منتظم ثابت لمياه الصرف عند خروجها من حوض التساوي.

ويبين الشكل التالي شكل 1 مخطط مبسط لحوض تثبيت للتدفق ويتضح من الشكل ان معايير تصميم الحوض ترتبط بالتدفق الداخل الي الحوض  والتدفق الخارج منه.

ويبين الشكل التالي شكل 2 مخطط لحوض تثبيت للتدفق داخل منظومة لمعالجة الصرف الصناعي لاحد الصناعي الغذائية ويتضح منه ان حوض التدفق من عمليات المعالجة التمهيدية الهامة والتي سوم يتم الاعتماد عليها في تصميم الوحدات اللاحقة للمعالجة والتي تعتمد بدورها علي قيمة التدفق الداخل اليها الذي سوف تعالجه.

أحــمــد السـروي

إستشاري معالجة المياه والبيئة

 

المراجع العلمية

  1. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  2. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.

3.دليل التفتيش لمحطات معالجة الصرف الصناعى , وزارة البيئة المصرية , 2003.