Süd emalı müəssisələrinin sulu tullantılarının təmizlənməsi üçün qurğuların dizaynı: Yağ, zülal və təmizləmə suyu prosesi necə təsir edir?

Asüt endüstriyasının atıq suyunun təmizlənmə istiqaməti süd emalı sənayesini bir çox digər sənaye sahələrindən fərqləndirən mürəkkəb kontaminant qarışığını idarə etməlidir. Yağ, zülal və təmizləmə-nöqtəsində (CIP) kimyəvi maddələrinin mövcudluğu, layihələndirməni, əməliyyat səmərəliliyini və qanunvericiliklərə uyğunluğunu birbaşa təsir edən xüsusi təmizləmə çətinlikləri yaradır. Bu komponentlərin təmizləmə zamanı necə qarşılıqlı təsir etdiyini başa düşmək, etibarlı və dəyərli tullantı suyu həlləri tələb edən mühəndislər, obyekt menecerləri və süd emalçıları üçün vacibdir.

Süd əməliyyatları süd qalıqları, yuyucu su və kimyəvi təmizləyici maddələri birləşdirən tullantı suları axınları yaradır. Hər bir komponent xüsusi emal mexanizmləri tələb edir və yağ, zülal və CIP kimyəvi maddələri arasındakı qarşılıqlı təsir diqqətlə hazırlanmış proses dizaynını tələb edir. Bu üç element ilkin və ikincil emal mərhələlərində düzgün idarə olunmadıqda süd tullantı sularının emalı stansiyası effektivliyini itirir, avadanlıqlarda çirklənmə baş verir və buraxılış standartlarını yerinə yetirməkdə çətinlik çəkir.

Süd tullantı sularındakı yağ və zülalın anlayışı

Niye yağ və zülal emalı çətinləşdirir

Yağlı süd sularında yağ süddən, kremdan, pendir suyundan və pendir mayasından əmələ gəlir. Zülal isə proses suyunda asılı və ya həll olmuş süd zülallarından, kazeyindən və süd suyu bərk maddələrindən yaranır. Həm yağ, həm də zülal yüksək biokimyəvi oksigen tələbi (BOD) və kimyəvi oksigen tələbi (COD) göstərir; bu da onların parçalanması zamanı oksigen istehlak etməsini və əhəmiyyətli miqdarda bioloji və ya kimyəvi çevrilmə tələb etməsini bildirir. Süd sularının təmizlənməsi zavodunda bu birləşmələr suyun buraxılmasından əvvəl arınmalı və ya çevrilməlidir; əks halda qəbul edən suyun keyfiyyəti pisləşər və ekoloji icazələr pozulardı.

Fiziki və Bioloji Davranış

Yağ, üzən emulsiyalar və yağ qatları əmələ gətirir, süzgəcləri tıxayır və bioloji emalı pozur. Zülal daha asan həll olunur, lakin sadə çökməyə davam gətirməyən mürəkkəb üzvi maddəyə çevrilir. Süd məhsullarında yağın miqdarı 100–500 mq/l, zülalın miqdarı isə məhsul xəttindən asılı olaraq 200–1000 mq/l aralığında dəyişir. Yaxşı hazırlanmış süd sularının təmizlənməsi qurğusu yağ ayırma, yağ tutucular, hava ilə doymuş su üzərində maye ayrılması (DAF) və ya qırışlı lövhəli tutucular (CPI) kimi birinci dərəcəli emal mərhələlərini əhatə edir; bu mərhələlər protein və yağın ikinci dərəcəli bioloji reaktorlara çatmasından əvvəl onların çıxarılmasını təmin edir. Belə çıxarma olmadıqda zülal və yağ yükü bioloji emal sistemlərini aşırır, emal müddətini və əməliyyat xərclərini artırır.

CIP kimyəvi maddələrinin emal prosesinin dizaynına təsiri

CIP agentlərinin tərkibi və konsentrasiyası

Təmizləmə-yerində sistemləri süd emalı müəssisələrində avadanlıqların gigiyenasını təmin etmək üçün kaustik soda, turşular, səthi aktiv maddələr və xüsusi dezinfeksiya vasitələrindən istifadə edir. Bu CIP kimyəvi maddələri tullantı suyu axınına çıxır, pH-ı artırır, yağları emulsiya edən səthi aktiv maddələr əlavə edir və bioloji parçalanmayan birləşmələr daxil edir. Tipik bir süd tullantı suyu təmizləmə qurğusu, natrium hidroksid (pH 12–14), fosfor turşusu (pH 1–2) və 500–2000 mq/L səthi aktiv maddə ilə zənginləşdirilmiş CIP yuyucu suyunu qəbul edir. Ani pH dalğalanmaları və kimyəvi yük bioloji emalı sabitsizləşdirən şok şəraitləri yaradır, əgər qurğu bərabərləşdirmə və pH tamponlaşdırma qabiliyyətini nəzərdə tutmursa.

Yağ və zülalla qarşılıqlı təsir

CIP səthi-aktiv maddələri yağ və zülal emulsiyalarını sabitləşdirir, təbii ayrılma prosesini qarşısını alır və fiziki çıxarma üsulunun effektivliyini azaldır. Qələvi CIP məhlullarından yüksək pH yağları sabunlaşdırır və onları su-tutucu birləşmələrə çevirir; bu birləşmələr tullantı suyunun tamamına yayılır və sadə çökmə əvəzinə aktiv bioloji emal tələb edir. Bu qarşılıqlı təsir süd emalı müəssisəsinin tullantı suyu emal stansiyasında möhkəm ehtiva bərabərləşdirmə rezervuarları, pH-nı tənzimləmək üçün kimyəvi dozaj sistemləri və orijinal yağ, zülal və səthi-aktiv maddələrlə dəyişdirilmiş formaların mikroorqanizmlər tərəfindən parçalanması üçün kifayət qədər uzunluqda bioloji reaktorlarla qurulmasını tələb edir. Bu qarşılıqlı təsiri aşağı qiymətləndirən layihəçilər tez-tez bioloji emal qabiliyyətini kifayət qədər kiçik ölçülü seçirlər; nəticədə icazələr pozulur və planlaşdırılmamış genişlənmə xərcləri yaranır.

Bütövlükdə emal üçün layihə strategiyaları

Birinci dərəcəli emal: İkinci mərhələlərdən əvvəl yağın çıxarılması

Süd tullantı suyu təmizləmə stansiyasında ilk vacib dizayn qərarı birinci dərəcəli təmizləmənin seçimidir. Həll olunmuş havanın flotasiyası (DAF) geniş yayılmışdır, çünki o, müxtəlif axın sürətləri və konsentrasiyaları şəraitində yağları effektiv şəkildə aradan qaldırır, CIP zirvələrinə yaxşı uyğunlaşır və səthi aktiv maddələr mövcud olduqda belə performansını saxlayır. Qat-qat lövhəli tutucular (CPI) daha aşağı işlətmə xərcləri təklif edir, lakin gündəlik texniki xidmət tələb edir və yüksək səthi aktiv maddə miqdarı olan hallarda zəif işləyir. Birinci dərəcəli təmizləmədən sonra yaxşı dizayn edilmiş sistem ən azı süd emalı zavodunun orta axın sürətinin 6–10 saatına bərabər həcmi olan ehtiva tankından ibarətdir. Bu ehtiva bufferi ikinci dərəcəli bioloji təmizləməyə zərbə yüklənməsini qarşısını alır və tullantı suyu bioreaktora daxil olmazdan əvvəl pH-nın düzəldilməsi üçün vaxt verir.

İkinci dərəcəli təmizləmə: Nəzarət olunan şəraitdə bioloji parçalanma

Yağın çıxarılmasından və pH-nin tənzimlənməsindən sonra süd emalı sularının təmizlənməsi zavodu qismən təmizlənmiş suları ikincili bioloji təmizləməyə yönləndirir, burada zülal və qalıq üzvi maddələr biomassa və karbon qazı şəklində çevrilir. Aktiv çamur sistemləri, ardıcıl partiya reaktorları (SBR) və ya membran bioreaktorlar (MBR) hər biri zülallı süd sularını fərqli şəkildə emal edir. Aktiv çamur sistemləri süd zülalının tam parçalanması üçün 12–24 saatlıq saxlama müddətinə ehtiyac duyur, halbuki MBR sistemləri daha kiçik həcmə malik olmaqla yüksək təmizləmə sürətləri əldə edir, lakin bu, daha yüksək enerji xərcləri ilə bağlıdır. CIP kimyəvi maddələri bərabərləşdirmə zamanı sulandırılaraq neytrallaşdırıldıqdan sonra pH 6,5–8,5 aralığında saxlanılırsa və hidravlik və üzvi yükləmə sürətləri layihə göstəriciləri daxilində qalırsa, onların bioloji təmizləməyə toksiki təsiri minimal olur.

Prosesin Birləşdirilməsi və Nəzarəti

Tamamilə süd emalı tullantı suyu təmizləmə stansiyası əvvəlcədən yağ çıxarma, pH nəzarəti ilə bərabərləşdirmə, kifayət qədər saxlanma müddəti ilə bioloji təmizləmə və son parlaqlaşdırma proseslərini birləşdirir. Girişdə yağ konsentrasiyasının, birinci emaldan sonra zülal səviyyəsinin və bioloji mərhələlərdə COD azalmasının monitorinqi əməliyyatların tənzimlənməsi üçün real vaxt rejimində geri əlaqə təmin edir. Süd emalçısı CIP tezliyini artırarsa, tullantı suyu təmizləmə stansiyası daha uzun bərabərləşdirmə saxlama müddəti və qəfildən baş verən pH düşüşünü tamponlaşdırmaq üçün əhtimal ki, qələvilik dozası artırılmalıdır. Belə inteqrasiya dizaynı və cavabverici əməliyyat olmadan süd emalı tullantı suyu təmizləmə stansiyası çoxlu hüquqi sahələrdə indi tətbiq olunan BOD, COD, azot və fosfor buraxılış hədlərini etibarlı şəkildə yerinə yetirə bilməz.

Tez-tez verilən suallar

Yağın süd emalı tullantı suyu təmizləmə stansiyasında problemlər yaratmasının əsas səbəbi nədir?

Yağlar, süzgəcləri, boruları və bioloji təmizləmə avadanlıqlarını tıxayaraq yağ qatları əmələ gətirir və parçalanma zamanı böyük miqdarda həll olmuş oksigen istehlak edir. Süd emalı müəssisəsinin tullantı suyu təmizləmə stansiyasında yağların birinci dərəcəli təmizləmə mərhələsində, adətən həll olmuş havanın flotasiyası və ya yağ tutucuları vasitəsilə aradan qaldırılması vacibdir; bu, tullantı suyunun ikinci dərəcəli bioloji reaktorlara çatmasından əvvəl aparılmalıdır. Bu aradan qaldırma mərhələsi həyata keçirilmədikdə yağlar bioreaktorda toplanır, təmizləmə effektivliyi azalır və işlətmə ilə baxım xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə artır.

CIP kimyəvi maddələri süd emalı müəssisəsinin tullantı suyu təmizləmə stansiyasının dizaynına necə təsir edir?

CIP kimyəvi maddələri ekstrem pH dalğalanmaları və yağlarla zülalları emulsiya edən səthi aktiv maddələr tətbiq edir ki, bu da təbii çökməni maneə törədir. Süd emalı müəssisəsinin tullantı suyu təmizləmə stansiyasında CIP-nin qələvi və turşu zirvələrini neytrallaşdırmaq üçün pH-ı tənzimləmə qabiliyyətinə malik eyniləşdirmə qabları və kimyəvi maddə dozaj sistemləri olmalıdır. Bioloji təmizləmə mərhələsində səthi aktiv maddələr tərəfindən yaradılan zülalların və yağların dəyişdirilmiş formalarını emal etmək üçün kifayət qədər saxlama müddəti təmin edilməlidir, əks halda təmizləmə uğursuz olar və icazələr pozulacaq.

Əgər süd emalı müəssisəsinin tullantı suyu təmizləmə stansiyası zülal yükü üçün kiçik ölçülü olarsa, nə baş verər?

Kiçik ölçülü süd məhsulları sənayesinin tullantı suyu təmizləmə stansiyası bioloji mikroorqanizmlərin zülalı tamamilə parçalaması üçün kifayət qədər saxlanma müddəti təmin edə bilmir; nəticədə çıxan suyun BOD və COD səviyyələri yüksəlir. Bu, tullantı suyunun buraxılmasına dair icazənin pozulmasına, tənzimləyici cərimələrin tətbiqinə səbəb olur və müəssisə ya istehsalı azaltmalı, ya da təcili genişləndirməyə investisiya etməlidir. Doğru ölçüləmə zülalın pik konsentrasiyasını, mövsümi dəyişiklikləri və gələcəkdə istehsalın artmasını nəzərə alır və süd məhsulları sənayesinin tullantı suyu təmizləmə stansiyasının fəaliyyət müddəti ərzində tam uyğunluğunu təmin edir.