در این مقاله بخوانید:

راهکار ایجاد پیوند بین صنعت و محیط‌ زیست

برداشت و تصفیه‌ی آب از منابع سطحی و زیرزمینی و نیز تصفیه فاضلاب تولیدشده در سفره‌های زیرزمینی ، ضمن آلودگی آبخوان‌ها ، در چرخه‌ی طبیعی آب نیز اختلال ایجاد خواهد کرد. معمولاً آبی را آلوده می‌گویند که مقدار اکسیژن محلول در آن از مقداری که برای زندگی آبزیان ضروری است کمتر باشد.

برداشت و تصفیه‌ی آب از منابع سطحی و زیرزمینی و نیز تصفیه فاضلاب تولیدشده در سفره‌های زیرزمینی ، ضمن آلودگی آبخوان‌ها ، در چرخه‌ی طبیعی آب نیز اختلال ایجاد خواهد کرد. معمولاً آبی را آلوده می‌گویند که مقدار اکسیژن محلول در آن از مقداری که برای زندگی آبزیان ضروری است کمتر باشد. هرگاه مواد آلی از طریق تخلیه فاضلاب به آب‌ها وارد شوند به علت خاصیت اکسید شوندگی شدید این مواد که با مصرف اکسیژن محلول در آب صورت می‌گیرد اکسیژن محلول در آب به صفر می‌رسد و می‌گویند آب به‌شدت آلوده است. هر جسم خارجی که به آب افزوده‌شده و باعث شود کیفیت فیزیکی ، شیمیایی ، یا بیولوژیکی آن طوری تغییر نماید که برای مصرف انسان و سایر موجودات و کشاورزی مضر باشد و انسان نتواند حتی با تصفیه عادی آن را برای آشامیدن مناسب سازد جزء آلوده‌کننده‌های آب منظور می‌شود .

 Demand Oxygen Biochemical (BOD)  یا اکسیژن خواهی زیستی پارامتری است که در جهان به‌طور گسترده مورد استفاده قرارگرفته و به شرح آلودگی‌های آب و فاضلاب می‌پردازد.

مقدار اکسیژن مصرفی میکروارگانیسم‌ها برای اکسیداسیون مواد قابل‌تجزیه در طی 5 روز را BOD₅ یا همان اکسیژن خواهی بیولوژیکی 5 روزه می‌گویند. Demand Oxygen Chemical (COD) یا همان (اکسیژن خواهی شیمیایی) یکی از مهم‌ترین شاخص‌های سنجش آلودگی فاضلاب است.

مدیریت پسماند صنعتی یکی از شیوه‌های بسیار مناسب برای ایجاد تعامل و پیوند بین صنعت و محیط‌زیست و کاهش اثرات سو فعالیت‌های صنعتی در محیط‌زیست هست که چنین مدیریتی با استفاده از روش‌های مختلف از جمله پیشگیری از آلودگی یا کمینه‌سازی پسماندها در مبدأ تولید و درجاهایی که پسماندها تولید می‌شوند، بازیافت و استفاده مجدد قابل‌اعمال است، واقع‌شدن ایران در منطقه خشك و کم آب جهان و افت کیفی منابع آب ، توجه به برنامه‌های کاهش مصرف تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن را به‌خصوص در بخش صنعت ضروری می‌سازد . به دلیل تنوع گسترده اقلیمی ایران و تأثیرپذیری انتخاب سیستمهای تصفیه فاضلاب صنعتی متعدد محیطی هزینه‌ای ارزیابی منفی و اقتصادی گزینه‌های مختلف فاضلاب صنعتی در شرایط مختلف یکی از مهم‌ترین عوامل موفقیت چنین طرح‌هایی است. ازآنجاکه هر مترمکعب فاضلاب تصفیه نشده می‌تواند 55 مترمکعب آب را آلوده سازد اگر درزمینهٔ کنترل جمع‌آوری تصفیه و استفاده مجدد فاضلاب‌های صنعتی اقدامی اساسی صورت نگیرد پتانسیل آبی کشور به‌طورجدی در معرض خطر آلودگی قرار خواهد گرفت.

فاضلاب رهاشده در آب منبع اغلب آلودگی‌ها

فاضلاب رهاشده در آب منبع اغلب آلودگی‌ها در آب‌های طبیعی است بنابراین الزام است خود فاضلاب به نحوی تصفیه شود . تصفیه فاضلاب عمدتاً با سه روش تصفیه اولیه –تصفیه ثانویه و تصفیه ثالثیه )پیشرفته( صورت می‌گیرد . در تصفیه اولیه مواد جامد از آب خارج می‌گردند ( به روش مکانیکی) و BOD را به‌طور ملایم کاهش می‌دهند . در مرحله ثانویه BOD به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای توسط اکسایش زیستی مواد حل‌شده در آب کاهش می‌یابد و در مرحله ثالثیه مواد جامد باقی‌مانده و مواد معدنی محلول و ترکیبات آلی از فاضلاب جدا می‌گردند . این عملیات توسط مجموعه‌ای از فرایندهای فیزیکی ، شیمیائی و زیستی انجام می‌گردد. در کارخانه‌های غذایی فاضلاب‌ها را باید از جهت فیزیکی ، شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها موردبررسی قرارداد.

سپتیك تانك نمونه‌ای از سیستم‌های بی‌هوازی ساده است که اکثراً برای تصفیه فاضلاب انسانی در مناطق کوچك همانند روستاها یا برای فاضلاب انسانی کارخانه‌های به کار گرفته می‌شود. از این واحد می‌توان برای تصفیه فاضلاب صنایع غذایی با حجم کم نیز بهره جست.

فاضلاب صنایع شیر و فراورده‌های لبنی

بدون شك شیر و فراورده‌های لبنی یکی از مناسب‌ترین و متداول‌ترین غذاهایی است که انسان در طول روز مصرف می‌کند و همین امر موجب گسترش روزافزون صنایع فراوری شیر و در پی آن تولید حجم عظیمی از فاضلاب شده است که ورود آن‌ها به محیط‌زیست و منابع آبی به‌عنوان یك تهدید جدی تلقی خواهد شد بدیهی است مدیریت و کنترل این عوامل آلاینده نسبت به جبران صدمات وارده به اکوسیستم ، کم‌هزینه‌تر هست. فاضلاب صنایع لبنی با دارا بودن میزان بار آلی بالا، از آلوده‌کننده‌ترین فاضلاب‌ها به شمار می‌روند . به‌طوری‌که فاضلاب حاصل از فرآوری 1000 لیتر شیر می‌تواند به‌اندازه‌ی فاضلاب حاصل از 200 نفر انسان، آلودگی ایجاد نماید. به دلیل قابلیت تجزیه‌ی بیولوژیکی این فاضلاب‌ها ، روش‌های بیولوژیکی مختلفی، همچون برکه‌ی تثبیت، لجن فعال، راکتور بی‌هوازی با جریان رو به بالا (UASB)،راکتور منقطع متوالی (SBR)جهت تصفیه‌ی آن‌ها به کار گرفته‌شده است.

 گسترش صنایع لبنی در کشور، جهت جلوگیری از آلودگی محیط‌زیست باید گامی در راستای تصفیه پساب‌های تولیدی برداشته شود .نتایج تحقیق نشان می‌دهد اگرچه در مقایسه دو روش هوازی و بی‌هوازی می‌توان امتیازات قابل‌توجهی برای تصفیه بی‌هوازی در نظر گرفت ، اما استفاده از روش‌های هوازی در تصفیه فاضلاب لبنی نیز دارای راندمان خوبی بوده و در میان فرآیندهای هوازی هر دو سیستم RBC و لجن فعال می‌توانند مفید واقع گردند. البته نتایج تحقیقات نشان می‌دهد در تصفیه فاضلاب لبنی فرآیند RBC دارای مزایای بیشتری نسبت به لجن فعال هست.

فاضلاب صنایع غذایی دارای آلودگی‌های بیولوژیکی ، فیزیکی و شیمیایی بالایی بوده که ناشی از تخلیه مواد آلی ، معدنی و حتی چربی و روغن است . این مطالعه در سال 1991 در فاضلاب خط تولید تافی و آب‌نبات شرکت صنعتی مینو خرمدره جهت بررسی امکان استفاده از روش انعقاد شیمیایی در تصفیه فاضلاب آن صورت گرفت . در این مطالعه با استفاده از دستگاه جارتست میزان حذف اکسیژن خواهی شیمیایی و نیز حجم لجن تولیدی ناشی از استفاده منعقد کننده‌های پلی آلومینیوم کلراید ، سولفات آلومینیوم بررسی شد. به‌طورکلی پلی آلومینیوم کلراید توانایی در حذف اکسیژن خواهی شیمیایی این پساب داشت و بدیهی است پس‌ازاین مرحله به دلیل اکسیژن خواهی شیمیایی بالا به تصفیه تکمیلی با استفاده از روش‌های بیولوژیکی بی‌هوازی نیاز هست.

ضایعات استخراج روغن

استخراج روغن‌زیتون مقادیر زیادی از ضایعات با سمیت بالا را که بر زمین و آب و محیط‌زیست تأثیر می‌گذارد تولید می‌کند . برای سال‌های بسیاری فاضلاب آسیاب زیتون یکی از مزاحم‌ترین فاضلاب‌ها بوده است . به‌این‌ترتیب باید مدیریت این پسماندها بررسی شود . پس از استفاده از روش‌های مختلف مثل استفاده از ازون برای حذف ترکیبات فنول درنهایت یك فرآیند خلاقانه برای تصفیه فاضلاب آسیاب زیتون به‌تازگی به وجود آمده است . این فرآیند ترکیبی از واکنش الکتروفنتون منتج شده و به‌وسیله هضم بی‌هوازی و اولترافیلتراسیون به‌عنوان یك پس‌تصفیه برای کامل کردن رفع مسمومیت پساب‌های بی‌هوازی و حذف این پلی فنول های با جرم مولکولی بالا در حالت نیمه‌پیوسته است که ، بازده حذف 55 %برای COD و 95 %برای ترکیبات مونوفنولیك هستند.

فاضلاب صنعت نوشابه‌سازی

فاضلاب صنعت نوشابه‌سازی به‌عنوان محیط کشت برای تولید اتانول زیستی با استفاده از تخمیر مخمر کشت‌شده مورد آزمایش قرار گرفت . آزمایش تخمیر با استفاده از نوشابه نوع کولا و نارنجی و لیموئی انجام شد و زیست توده ، شکر و سطح اتانول در طول زمان مورد بررسی قرار گرفت . تاثیر افزودن عصاره مخمر مورد بررسی قرار گرفت . نتایج نشان داد کهg/L15یك مقدار مناسب برای یك تخمیر موفق است . کاهش قند نوشابه (w/v12-10% )کمتر از 11 ساعت به دست آمد زمانی که محیط کشت باg/L2از ساکارومایسس سروزیه تلقیح شد . بعضی از نوشابه‌های حاوی بنزوات سدیم در فرمولشان ، اثر آن بر متابولیسم مخمر موردبحث قرار گرفت درنتیجه یك فرآیند برای تولید اتانول زیستی از فاضلاب صنعت نوشابه‌سازی از طریق تخمیر مخمر پیشرفت کرده بود .

از آئروموناس هیدروفیلا برای ساختن یك حسگر زیستی نیمه مخصوص برای تخمین زدن BOD در چربی بالا و مقدار چربی فاضلاب‌های صنعت گوشت استفاده‌شده بود . این سلول‌ها در محیط کشت حاوی چربی برای القا کردن آنزیم‌های لازم برای انتقال و تنزل مواد چرب رشد کرده بودند.

فاضلاب صنایع قند و شکر

بر اساس تحقیقات انجام‌شده درزمینهٔ مقایسه فنی و اقتصادی روش‌های متداول تصفیه فاضلاب صنایع قند ، برکه‌های بی‌هوازی و UASB به‌عنوان مهم‌ترین سیستم‌های تصفیه بی‌هوازی و برکه‌های اختیاری ، لجن فعال (هوادهی گسترده) و صافی چکنده  ( دومرحله‌ای )  و سیستم‌های ترکیبی به‌عنوان مهم‌ترین سیستم‌های تصفیه هوازی پیشنهادشده‌اند . نتایج حاصل نشان می‌دهد که سیستم‌های ترکیبی برکه بی‌هوازی و اختیاری به دلیل عملکرد ضعیف در تصفیه فاضلاب‌های غلیظ صنعتی تنها در گرم‌ترین مناطق کشور قادر به تولید پساب باکیفیت موردنظر هستند . سیستم‌های ترکیبی UASB با صافی چکنده و لجن فعال نیز در اولویت‌های میانی قرار دارند که با افزایش ظرفیت کارخانه‌ها به اولویت‌های بالا تر منتقل می‌شوند.

آب منشاء حيات و سرچشمه زندگي است. اصولاً زندگي بدون آب معني و مفهومي ندارد ميانگين ساليانه باران در جهان   2/76سانتی‌متر هست كه حدوداً  3/97 %در اقیانوس‌ها، 1/2 % در یخ‌های مناطق قطبي و 6/0 % در دریاچه‌ها و رودخانه‌ها و سفره‌های آب زيرزميني وجود دارند. از طرفي همين منابع آبي در دنيا نيز روزبه‌روز براثر فعالیت‌های انساني آلوده می‌گردد طوري كه سازمان جهاني اعلام داشته كه رويه فعلي مصرف آب در دنيا طوري است كه ساكنين كره خاكي به‌زودی مجبور خواهند بود در برنامه‌های آتي خود حتي نیم‌نگاهی به كاربرد لجن تصفیه‌خانه‌های فاضلاب در كشاورزي داشته باشند. در كشورمان ايران نيز با رشد جمعيت به‌تدریج مشكلات تأمین آب نمايان گرديده و كشور به‌سوی تنش و سپس بحران منابع آب سوق داده می‌شود.

منابع:

Isla . Miguel A, Comelli . RaúlN,Seluy . Lisandro G ,Wastewater from the soft drinks industry as a source for bioethanol production , Bioresource Technology 136 (2013) 140–147.

Janczukowicz . Wojciech , Rodziewicz. J, Thornton . A, Czaplicka . K , Effect of fermented wastewaters from butter production on phosphates removal in a sequencing batch reactor , Bioresource Technology 120 (2012) 34–39 .

Oller, I,. Malato, S,. Sánchez-Pérez, J.A. Combination of Advanced Oxidation Processes and biological treatments for wastewater decontamination—A review. Science of the Total Environment 409 (2011) 4141– 4166

Rauda . Merlin , Tennoa . T, Jogi . E , Kikasc . T , Comparative study of semi-specific Aeromonas hydrophila and universal Pseudomonas fluorescens biosensors for BOD measurements in meat industry Wastewaters , Enzyme and Microbial Technology 50 (2012) 221– 226 .