Qida emalı üçün tullantı suyunun təmizlənməsi: yüksək üzvi yükü və təmizləmə tullantı suyunu necə idarə etmək olar

Qida emalı prosesləri orqanik maddələr, asılı qatı maddələr və təmizləmə qalıqları ilə yüklü böyük həcmli tullantı suyu yaradır ki, bu da əhəmiyyətli ekoloji və operativ çətinliklər yaradır. Bu suyun idarə edilməsi qida emalı tullantı sularının təmizlənməsində regulyativ tələblərin yerinə yetirilməsi və sərfəli atımla nəticələnən kompleks strategiya tələb edir ki, bu strategiya mexaniki ayırma, kimyəvi tənzimləmə və bioloji emalı birləşdirir.

Qida emalı fəaliyyətlərinin xüsusi çətinliyi istehsal dövrləri zamanı tətbiq olunan bioloji parçalanabilən orqanik birləşmələrin, yağların, zülalların və təmizləmə kimyəvi maddələrin yüksək konsentrasiyasından irəli gəlir. Şəhər tullantı sularından fərqli olaraq, qida emalı axınları həm gündəlik istehsal axınlarını, həm də təmizləmə-də-yerində (CIP) sistemlərindən gələn konsentrləşdirilmiş yuyucu suları nəzərdə tutan xüsusi yanaşmalar tələb edir; beləliklə, təmizlənmənin mürəkkəbliyi və kapital investisiyaları əhəmiyyətli dərəcədə artır.

Qida emalı axınlarında yüksək orqanik yükün başa düşülməsi

Organik Pollutantların Mənbələri və Tərkibi

Qida emalı müəssisələri, müxtəlif mənbələrdən gələn, hər biri fərqli organik birləşmələr və çirkləndirici maddələr daşıyan sulu tullantılar yaradır. Xammalın yuyulması, məhsulun bişirilməsi və soyudulması, avadanlıqların təmizlənməsi və döşəmələrin yuyulması ümumiyyətlə kimyəvi oksigen tələbi (COD) dəyərləri 3000–10 000 mq/L-ə çatan tullantı suyu yaradır; bu, şəhər kanalizasiya suyunun adi COD dəyəri olan 200–400 mq/L ilə müqayisədə çox yüksəkdir. Yüksək organik yük istehsal intensivliyi və təmizləmə tezliyi ilə birbaşa əlaqəlidir və bu, fəaliyyət rejimi dəyişkən olan müəssisələr üçün davamlı təmizləməni çətinləşdirir.

Biodeqradə olunan bərk maddələrin, emulsiya şəklində yağların, zülalların və karbohidratların mövcudluğu eyni zamanda bir neçə təmizləmə tələbləri yaradır. Yağlar və yağlı maddələr yağ qatları kimi toplanır, zülallar parçalanır və azot birləşmələri çıxarır, sadə şəkərlər isə sürətli bioloji oksigen tələbi (BOD) zirvələrini təmin edir. Bu xüsusiyyətlər o deməkdir ki, qida emalı sularının təmizlənməsi müxtəlif çirkləndirici növlərə yönəldilmiş ardıcıl mərhələlərdən istifadə etməlidir; yəni heç bir tək üsula əsaslanmamalıdır.

ÇOK-un təmizləmə tələbləri üzərindəki təsiri

Kimyəvi oksigen tələbi (COD) bioloji parçalanma qabiliyyətindən asılı olmayaraq, ümumi oksidləşdirilə bilən üzvi maddələri ölçür və birbaşa emal intensivliyini və müddətini müəyyən edir. Yüksək COD konsentrasiyaları ya uzadılmış bioloji saxlama müddətlərini, ya da mərhələli emal sistemlərini, ya da hibrid kimyəvi-bioloji yanaşmaları tələb edir ki, bu da yerli qaydaların tələblərindən asılı olaraq adətən 50–250 mq/L COD aralığında olan buraxılış standartlarına çatmağa imkan verir. Sərt ekoloji icazələr əsasında fəaliyyət göstərən qida emalı müəssisələri COD monitorinqi və azaldılması strategiyalarını əsas operativ tələb kimi tətbiq etməlidirlər.

Gələn ÇOK və çıxan ÇOK arasındakı əlaqə həm sistem dizaynını, həm də əməliyyat xərclərini müəyyən edir. Bioloji təmizləmə sistemləri optimal şəraitdə təxminən 80–90% ÇOK azaldılması əldə edir, lakin davamlı və ya bioloji parçalanmayan birləşmələr son buraxılış limitlərini təmin etmək üçün kimyəvi oksidləşdirmə və ya irəli təmizləmə üsullarını tələb edə bilər. Sizin obyektinizin xüsusi ÇOK profilini başa düşmək standart bioloji proseslərin kifayət qədər olub-olmadığını və ya gücləndirilmiş təmizləmə mərhələlərinin lazım olub-olmadığını müəyyən edir.

Yerində Təmizləmə (CIP) Sularının İdarə Edilməsi

CIP Sisteminin Buraxılış Xarakteristikaları

Təmizləmə-yerində sistemləri, adətən ümumi müəssisə həcmindən 5–20% təşkil edən, lakin ümumi çirkləndirici yükün 30–50%-ni daşıyan, qeyri-adi axın şəraitinə səbəb olan xüsusi bir tullantı suyu problemidir. Təmizləmə-yerində dövrlərində alkalik və turşulu təmizləyicilər, dezinfeksiya vasitələri və isti su ilə yuyulma proseslərindən istifadə olunur; bu da avadanlıqların daxili səthlərindən məhsul qalıqlarını, konsentrat yağları və bioplenkmi arındırır. Bu epizodik, yüksək konsentrasiyalı axın, davamlı aşağı konsentrasiyalı istehsal axınından fundamental fərqlənir və ona görə də ayrı tutma tutumuna, ehtiva etməyə və xüsusi olaraq yönəldilmiş emal addımlarına ehtiyac duyulur.

Tək CIP tədbirləri COD konsentrasiyası 15 000–50 000 mq/L-dən çox və pH göstəricisi 1–2-dən 12–13-ə qədər dəyişən sulu tullantılar yarada bilər; bundan əlavə, standart bioloji emalı maneə törədən yüksək səthi aktiv maddə və kaustik məhsulların miqdarı da artır. Qida emalı müəssisələri bu konsentrləşdirilmiş axını tamponlaşdırmaq üçün kifayət qədər həcmli xüsusi toplama rezervuarları tətbiq etməlidir; belə ki, bioloji emal mərhələsinə daxil olmazdan əvvəl pH-nin neytrallaşdırılması, yağların ayrılması və kimyəvi şərtləndirmə üçün kifayət qədər vaxt mövcud olsun. CIP tullantılarının izolyasiya edilməməsi və əvvəlcədən emal edilməməsi mikrobioloji icmalara zərbə vurur və emal sisteminin uğursuzluğa uğramasına səbəb olur.

Eyniləşdirmə və Əvvəlcədən Emal Strategiyası

Effektiv qida emalı sularının təmizlənməsi prosesi birləşdirilmiş axının 1–2 gününü əhatə edən, süspendə olan maddələrin və yağların qarışdırılmasına və hissən çökməsinə imkan verən bir eyniləşdirmə rezervuarını nəzərdə tutur. Bu saxlama müddəti ərzində sulfat turşusu və ya natrium hidroksid istifadə edilərək pH səviyyəsi neytral aralığa (6–7) gətirilir; iri hissəciklər çökür və ya əl ilə, ya da meylənmiş rezervuar dizaynı ilə çıxarılır. Eyniləşdirilmiş efflyent daha sonra süzgəclər, qumun ayrılması və yağlarla süspendə olan maddələrin ayrılması üçün hava ilə doyurulmuş su (DAF) qurğuları daxil olmaqla, əvvəlcədən təmizləmə mərhələlərinə ötürülür.

Qalıq yağların mikrobiyal səthləri örtməsi və oksigen keçiriciliyinin səmərəliliyini azaltması səbəbilə bioloji emaldan əvvəl DAF və ya qravitasiya ayırma ilə yağların aradan qaldırılması vacibdir. Əksər tesislər aktivləşdirilmiş çamur və ya bioplenka mədəniyyətinin inhibisiyasından qorunması üçün bioloji reaktora daxil olmazdan əvvəl yağların miqdarını 50–100 mq/L-dən aşağı endirməyi hədəfləyir. Diqqətlə bərabərləşdirmə, pH nəzarəti və yağların aradan qaldırılması yüksək dəyişkənlikli CIP axınlarını aşağı səviyyəli bioloji emal üçün nisbətən sabit qida mənbəyinə çevirməyə kömək edir.

Yüksək qatılıqlı tullantı suyu üçün bioloji emal sistemləri

Aktivləşdirilmiş çamur və uzadılmış havalandırma dizaynı

Bioloji müalicə qida emalı proseslərində kimyəvi oksigen tələbi (COD) azaltmaq və qida maddələrini aradan qaldırmaq üçün ən sərfəli və ən çox yayılmış üsuldur. Uzadılmış havalandırma sistemləri, konvensional aktivləşdirilmiş çamur sistemlərinə (3–5 gün) nisbətən daha uzun bərk maddələrin saxlanma müddəti (SRT) ilə – 15–30 gün müddətində işləyir; bu da daha yavaş böyüyən orqanizmlərin möhkəmlənməsinə və organik yükün dəyişkənliyinə qarşı yuyulmadan idarə edilməsinə imkan verir. Yüksək qatılıqlı tullantı suyu olan qida emalı müəssisələrində, şəhər tullantı suyu sistemlərinə nisbətən rezervuar həcmləri adətən 1,5–2 dəfə böyük olur; bu da mikroorqanizmlərlə üzvi substrat arasındakı kifayət qədər təmas üçün hidravlik qalma müddətini (HRT) 18–36 saata uzadır.

Bioloji mərhələsi, həll olmuş üzvi birləşmələri oksidləşdirmək və onları inert biomassa ilə karbon qazına çevirmək üçün heterotrof bakteriyalar, protozoalar və xüsusi metabolizatorlardan ibarət qarışıq mikrobiyal populyasiyalardan istifadə edir. Doğru havalandırma, qida maddələrinin balansı və çamurun təmizlənməsi prosesinin nizamlı şəkildə aparılması mövsümi dalğalanmalar ərzində emal səmərəliliyini qoruyur. Yüksək COD sistemlərdə oksigen ötürülməsinin səmərəliliyi kritik əhəmiyyət daşıyır və tez-tez kifayət qədər həll olmuş oksigen təmin etmək və eyni zamanda enerji xərclərini idarə etmək üçün incə-kütləli diffuzorlar və ya mexaniki səth havalandırıcılar tələb olunur.

Qida Maddələrinin Balansı və Mikrobiyal İcma İdarəetməsi

Qida emalı sularının tərkibində adətən mikrobioloji böyümə üçün kifayət qədər karbon, lakin optimal böyümə üçün kifayət qədər azot və fosfor yoxdur; buna görə də ammiak və fosfat duzları əlavə edilməlidir. Karbon-Azot-Fosfor (C:N:P) nisbətinin təqribən 100:5:1 olması bioloji fəaliyyətin sabitliyini təmin edir və artıq qida maddələrinin çıxarılmasını minimuma endirir. Qarışdırılmış maye süspensiyasında asılı olan bərk hissəciklərin (MLSS), çökmə xüsusiyyətlərinin və çıxan suyun buludluğunn izlənilməsi işlətmə parametrlərinin tənzimlənməsinə kömək edir və bioloji sistemin gələn suyun tərkibindəki dalğalanmalara baxmayaraq sabit tarazlıqda qalmasını təmin edir.

İxtisaslaşmış qida emalı tullantı suyu təmizləmə sistemləri azotun denitrifikasiya yolu ilə çıxarılmasına imkan verən anoksik və ya anaerob zonaları daxil edə bilər; bu da son effluentdəki azot miqdarını azaldır və buraxılış icazələrinin minimuma endirilməsinə kömək edir. Aerob parçalanmanı anoksik reduksiyayla birləşdirən çoxmərhələli bioreaktorlar çirkləndirici maddələrin daha effektiv çıxarılmasını təmin edir, lakin daha mürəkkəb proses idarəetməsi və operatorların təlimi tələb edir. Sadə uzadılmış aerasiya ilə irəliləmiş bioloji sistemlər arasındakı seçim effluent səviyyəsinə, mövcud kapitala və operativ imkanlara əsaslanır.

Tez-tez verilən suallar

Qida emalı tullantı suyu təmizləmə sistemləri hansı COD azalma faizi əldə etməlidir?

Yaxşı dizayn edilmiş bioloji emal sistemləri, qida emalı sularının kimyəvi oksigen tələbi (COD) göstəricisini 3000–10 000 mq/l giriş sularından 300–2000 mq/l çıxış sularına qədər azaldaraq, adətən 80–90% COD arındırma effektivliyi əldə edir. Tənzimləyici buraxılış həddləri hüquqi ərazidən asılı olaraq dəyişir, lakin ümumiyyətlə 50–250 mq/l COD intervalında olur; buna görə də son ekoloji icazələrə uyğunlaşmaq üçün standart bioloji emalın ötesində əlavə inkişaf etmiş oksidləşmə və ya üçüncü dərəcəli parlaqlaşdırma mərhələləri tələb oluna bilər.

CIP buraxılışı neçə dəfə istehsalat sularından ayrı olaraq emal edilməlidir?

Yemək emalı obyektlərində CIP suları həmişə adi istehsalat tullantı sularından ayrı olaraq toplanmalı və əvvəlcədən emal edilməlidir, çünki onların konsentrasiyası və kimyəvi tərkibi çox yüksəkdir. CIP hadisələri adi istehsalata nisbətən COD yükünü 10–50 dəfə artıra bilər və onların bioloji reaktorlara birbaşa daxil edilməsi mikrobiyal populyasiyaları pozan və emal sisteminin uğursuzluğa uğramasına səbəb olan şok yüklər yaradır; buna görə də sistem sabitliyi üçün ayrı bərabərləşdirmə və kimyəvi şərtləndirmə vacibdir.

Yemək emalı tullantı sularının bioloji emalı üçün tipik saxlanma müddəti nə qədərdir?

Yüksək qatılıqlı qida emalı tullantı suları ilə işləyən uzadılmış aerasiya sistemləri adətən 18–36 saatlıq hidravlik saxlama müddəti (HRT) və 15–30 günlük bərk maddələrin saxlama müddəti (SRT) tələb edir; bu, şəhər aktiv çamuru sistemlərindən əhəmiyyətli dərəcədə uzundur. Bu uzadılmış təmas müddətləri kifayət qədər substratın istifadə olunmasını təmin edir və qida emalı tullantılarının dəyişən üzvi yük xüsusiyyətinin sabit emalı üçün lazım olan daha yavaş böyüyən orqanizmlərin inkişafını dəstəkləyir.