روش‌های تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر + معرفی بهترین روش، مزایا، معایب

تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر با توجه به سرانه مصرف آب بسیار بالا و تولید فاضلاب این صنایع از اهمیت زیادی برخوردار است. از لحظه ورود چغندر به کارخانه تا تبدیل آن به شکر و قند مقدار زیادی از آب رودخانه ها و سایر منابع آبی در این صنایع استفاده شده و در نهایت 45 درصد آن به مواد آلی آلوده میشوند. برای صرفه جویی در مصرف آب و جلوگیری از ورود آلاینده های خطرناک به طبیعت تصفیه پساب صنایع قند و شکر در چند مرحله در پکیج تصفیه فاضلاب باید انجام شود. در ادامه ویژگی های این نوع فاضلاب و بهترین روش تصفیه فاضلاب کارخانه قند را بررسی خواهیم کرد.

دلیل اهمیت تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر

بسیاری از استان های ایران در زمینه تولید چغندر قند و تبدیل آن به قند و شکر فعالیت دارند. در حالت طبیعی چغندر از جمله محصولات کشاورزی است که نیاز به آب زیادی دارد. علاوه بر تولید با مصرف آب بالا، در روند تبدیل آن به قند و شکر نیز آب به کار می رود. بر اساس مطالعات انجام شده، صنایع قند و شکر حدود 20 درصد منابع آبی کشور را مصرف می کنند که رقمی قابل تامل است. علاوه براین، از این مقدار آب مصرفی 45 درصد آن به مواد آلی خطرناک آلوده شده و به طبیعت وارد می شوند.
با توجه به اینکه ایران از نظر منابع آبی محدود است، لذا این میزان مصرف آب در صنعت تولید قند و شکر بحران جدی را به همراه خواهد داشت. علاوه براین، فاضلاب تولید شده در بخش های مختلف این کارخانجات به مواد آلی و شیمیایی متعددی آلوده هستند. ورود فاضلاب کارخانه های قند و شکر به طبیعت به دلیل BOD و COD بالا باعث آسیب به محیط زیست و آب های سطحی و زیرزمینی خواهد شد. به همین دلیل تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر در چند سال اخیر به شدت اهمیت پیدا کرده است.
با تصفیه فاضلاب صنایع قند و شکر می توان از پساب های تصفیه شده برای شستشوی سالن ها و تجهیزات و غیره مجدد استفاده کرد. در این صورت تاثیر چشمگیری بر کاهش مصرف منابع آبی خواهد داشت.

منابع تولید فاضلاب صنایع قند و شکر

همان طور که اشاره شد، این صنایع مصرف آب بسیار بالایی داشته و به همان نسبت فاضلاب زیادی تولید می کنند. میزان مصرف آب در بخش های مختلف روند تولید قند و شکر و تبدیل بخش زیادی از آن به فاضلاب به صورت زیر است:

• 700 لیتر آب برای شستشوی یک تن چغندر
• 2500 تا 2000 لیتر به ازای هر تن چغندر و نیشکر در مرحله عصاره گیری
•  2 تا 10 لیتر برای تصفیه هر تن قند و شکر
•  یک تا 3 لیتر برای هر لیتر شربت در مرحله تغلیظ
• 0.5 تا 1.5 لیتر برای تولید هر کیلوگرم شکر در مرحله تبلور
• 70 لیتر برای تغذیه دیگ های بخار
•  20 لیتر برای شستشوی صافی

در کنار مصرف آب بسیار بالا هر یک از این واحدها، 90 درصد آن به فاضلاب تبدیل می شود. این یعنی تنها 10 درصد از آب در این صنعت استفاده شده و 90 درصد آن مجدد با آلودگی بسیار بالا به طبیعت وارد میشود.

ویژگی های فاضلاب کارخانه قند و شکر

یکی از مهم ترین دلایل تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر، مقدار بسیار زیاد آلاینده ها و مواد آلی در پساب است. علاوه بر قند بسیار بالای موجود در فاضلاب این صنایع، مواد آلی، روغن و گریس و آهک و غیره به وفور در آن دیده میشوند. مقدار شاخص های کیفی فاضلاب در این پساب ها به صورت زیر است:

• BOD: 2450 تا 5500 ppm
• Cod: 3200 تا 6400 ppm
• SS: 140 تا 300
• DS: 50 تا 200
• PH: 5 تا 6.5

در فاضلاب صنایع قند و شکر مقدار زیادی نیتروژن، فسفر، روغن و گریس، آفت کش، قارچ و ویروس و انواع میکروارگانیسم وجود دارد. رنگ این نوع فاضلاب اگر زمان زیادی از تولید آن نگذشته باشد قهوه ای روشن است. با گذشت زمان به مرور به دلیل تجزیه مواد آلی رنگ آن خاکستری روشن می شود.
از دیگر ویژگی های فاضلاب صنایع قند و شکر، بوی بسیار بد و زننده آن است. به دلیل تولید گازهای مختلف از جمله گوگرد و سولفید هیدروژن در روند تصفیه این نوع فاضلاب بوی ماهی گندیده دارد.

روش تصفیه فاضلاب صنایع قند و شکر

با توجه به اینکه فاضلاب در کدام بخش از کارخانه قند تولید شده است روش تصفیه ممکن است کمی تغییر کند. در حالت کلی این نوع فاضلاب تنها در یک مرحله و با یک روش به کیفیت مطلوب دست پیدا نمی کند و مجموعه ای از روش های فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی برای بهبود کیفیت پساب لازم است اجرا شوند. هر یک از روش های بیولوژیکی به شیوه های مختلفی انجام میشود و از نظر کارایی و راندمان با هم تفاوت دارند. روش های تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر عبارتند از:

تصفیه فیزیکی

در مرحله شستشوی اولیه چغندر مقدار زیادی گل و لای وارد فاضلاب شده و کدورت را افزایش می دهد. علاوه براین، در روند تولید ذرات جامد معلق وارد فاضلاب شده و SS یا همان مقدار جامدات قابل ته نشینی افزایش پیدا می کند. به همین دلیل در اولین مرحله تصفیه لازم است ذرات معلق در اندازه های بزرگ با تجهیزاتی از قبیل آشغالگیر جمع آوری شوند. سپس فاضلاب در حالت بدون حرکت باقی می ماند تا گل و لای و ذرات معلق به مرور در کف مخزن تصفیه ته نشین گردند.
فاضلاب بعد از طی کردن تصفیه فیزیکی BOD و COD بالایی دارد و مواد آلی به مقدار زیاد در آن وجود دارد. به همین دلیل استاندارد لازم برای ورود به طبیعت را ندارد. بعد از این مرحله، تصفیه بیولوژیکی به شیوه های مختلف اجرا می شود.

تصفیه بیولوژیکی

مهم ترین ویژگی این نوع فاضلاب، مقدار زیاد مواد آلی در آن است. برای از بین بردن این مواد آلی می توان از روش های هوازی و بی هوازی بیولوژیکی استفاده کرد. روش های هوازی به دلیل بالا بودن قند در فاضلاب، لجن بسیار زیادی تولید می کنند. باکتری ها از این مواد تغذیه نموده و به همین دلیل با سرعت بالایی رشد کرده و لجن نهایی وزن زیادی دارد. در گذشته لاگون های هوازی برای تصفیه فاضلاب صنایع قند و شکر استفاده میشد که به دلیل وزن بالای لجن با روش های بی هوازی جایگزین شدند.
برخی از روش های بی هوازی که در تصفیه این نوع پساب می توان به کار برد عبارتند از:

تصفیه فاضلاب به روش USBF

این روش ترکیبی از شرایط هوازی و بی هوازی برای تجزیه مواد آلی و سایر آلاینده ها است. در این روش ابتدا فاضلاب وارد فاز بی هوازی میشود. باکتری ها مواد آلی را تجزیه می کنند تا به نیتروژن و اکسیژن تبدیل شوند. نیتروژن به صورت گاز از فاضلاب خارج شده و اکسیژن توسط باکتری ها مصرف می شود. در این مرحله فسفر و نیتروژن از فاضلاب حذف میشوند.
سپس فاضلاب وارد مخزن با شرایط هوازی شده و با فشار هوا باکتری ها به سمت مخزن مخروطی شکل برای زلال سازی هدایت می شوند.
با ورود فاضلاب به مخزن زلال سازی، رو به بالا حرکت کرده و در حین گذر از بستر حاوی لجن، باکتری ها سایر مواد آلاینده را تجزیه و بقایای آنها به شکل لجن ته نشین می شود.
فاضلاب تصفیه شده و بیوگازها از بالای مخزن تخلیه میشود. بیوگازها به عنوان سوخت در صنعت قابل استفاده هستند. فاضلاب خروجی نیز به دلیل کیفیت مطلوب امکان استفاده مجدد را دارد.

تصفیه فاضلاب به روش UASB

از دیگر روش های کاربردی برای تصفیه فاضلاب صنایع قند و شکر می توان به UASB یا پتوی لجن بی هوازی با جریان رو به بالا اشاره کرد. این روش شباهت زیادی با فرآیند قبل دارد؛ با این تفاوت که تنها از روش های بی هوازی برای تصفیه استفاده می کند. مراحل تصفیه در این روش به صورت زیر است:
فاضلاب قند و شکر از قسمت انتهایی مخزن وارد میشود. در انتهای مخزن لایه لجن فعال قرار گرفته و باکتری ها از لجن و مواد آلی موجود در فاضلاب تغذیه می کند. به دلیل تجزیه مواد آلی در این مرحله و آزادسازی اکسیژن، مقدار زیادی بیوگاز تولید می شود.
فاضلاب تصفیه شده و بیوگازها رو به بالا حرکت می کنند. در حین حرکت مواد آلاینده موجود در فاضلاب توسط باکتری ها تجزیه شده و به صورت لجن ته نشین می شوند.
در گام بعد یک لایه جداکننده به نام GLS قرار گرفته که بیوگازها و فاضلاب تصفیه شده را از هم جدا نموده و از مخزن تخلیه می کند.

تصفیه فاضلاب به روش UAFB

برای تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر از روش UAFB نیز می توان استفاده کرد. این روش یک فرآیند بی هوازی بوده و در کنار سایر روش های تصفیه به نتیجه خوبی دست پیدا می کند. در مخزن UAFB از صفحات پلاستیکی از جنس پلی اتیلن و پی وی سی استفاده میشود که به صورت ثابت نصب می شوند. سپس باکتری ها روی صفحات رشد کرده و شرایط برای تماس آنها با مواد آلی موجود در فاضلاب بهبود پیدا می کند.
مواد آلی موجود در فاضلاب بعد از عبور از روی این صفحات توسط باکتری ها تجزیه میشود. تکه های باقی مانده این مواد روی صفحات انباشته شده و لایه های لجن را شکل می دهند. این لایه ها به مرور بعد از سنگین شدن از روی صفحه جدا شده و از دستگاه تخلیه میشوند.
فاضلاب بعد از تصفیه و عبور از روی صفحات پلاستیکی از قسمت بالای مخزن تخلیه میشود. بیوگازهای تولید شده در روند تصفیه نیز از بخش دیگر مخزن تخلیه میشوند.

تصفیه شیمیایی

همان طور که اشاره شد، فاضلاب کارخانه های قند و شکر COD بالایی داشته و لازم است به روش های شیمیایی کاهش پیدا کنند. بعد از اجرای فرآیندهای بیولوژیکی چند روش شیمیایی برای بهبود کیفیت فاضلاب اجرا میشود که عبارتند از:

• انعقاد الکتریکی: در این روش الکترودها داخل مخزن فاضلاب قرار گرفته و با جریان الکتریکی آند و کاتد شکل میگیرد. در این مرحله یون با بار مثبت در فاضلاب قرار گرفته و باعث خنثی سازی بار منفی ذرات و آلاینده های معلق در فاضلاب میشوند. این روش اجرای آسان و سریعی دارد، اما به طور مداوم باید الکترودها را تعویض کرد. چون الکترودها به مرور دچار خوردگی شده و کوتاه میشوند.
• اکسیداسیون: در این مرحله مواد شیمیایی که خاصیت اکسیدکننده دارند به فاضلاب تزریق میشوند. به عنوان مثال می توان ازن و پراکسید هیدروژن را وارد فاضلاب کرد.
• رسوب گیری فاضلاب: با افزودن مواد رسوب گیر از قبیل هیدروکسید سدیم می توان بسیاری از فلزات سنگین موجود در فاضلاب را حذف کرد. علاوه براین، در این مرحله PH فاضلاب که در بازه اسیدی قرار دارد بهبود پیدا کرده و خنثی می شود.

بهترین روش تصفیه فاضلاب صنایع قند و شکر

با توجه به روش های تصفیه و ویژگی های آنها که در طول متن اشاره شد، به طور قطع نمی توان گفت کدام گزینه بهترین است. در واقع برای تصفیه این نوع فاضلاب مجموعه ای از روش ها کاربرد دارد. در حالت کلی روش های هوازی در تصفیه این نوع فاضلاب به دلیل تولید لجن سنگین موثر عمل نمی کنند. به همین دلیل مجموعه ای از روش های تصفیه فیزیکی، بیولوژیکی بی هوازی و شیمیایی باید به صورت مرحله ای اجرا شوند.
نصب یک پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی در این صنایع شرایطی را فراهم می کند تا بدون انتشار بو و صدا به صورت کاملا خودکار تصفیه انجام شود. در روند تصفیه اپراتورها دخالت نداشته و دستگاه با دقت بالا مراحل مختلف را اجرا می کند.

طراحی و ساخت پکیج تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر

پکیج تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر یکی از محصولات ارائه شده در صدرامهاب است که مجموعه ای از چند روش تصفیه را در یک مخزن به صورت مرحله ای قرار داده است. بعد از آنالیز کامل فاضلاب و اندازه گیری شاخص های کیفی آن، در نهایت روش ها و فرآیندهای مناسب انتخاب و ظرفیت پکیج بر اساس دبی فاضلاب ورودی تعیین می گردد. سپس ساخت پکیج با بهترین متریال و رعایت استانداردهای روز دنیا انجام شده و در محل نصب و راه اندازی می شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر و دریافت اطلاعات از مشخصات فنی دستگاه می توانید با کارشناسان فروش صدرامهاب تماس بگیرید.