تصفیه فاضلاب کارخانه کنسرو تن ماهی(صنایع دریایی)

فاضلاب کارخانه‌های کنسرو تن ماهی یکی از پیچیده‌ترین پساب‌های صنایع غذایی است؛ چربی بالا، بار آلی سنگین، بوی تند و حجم نوسانی تولید آن را از بسیاری از فاضلاب‌های صنعتی دیگر جدا می‌کند. اگر مدیر کارخانه‌ای هستید که با جریمه‌های محیط زیستی مواجه شده‌اید یا دارید سیستم تصفیه طراحی می‌کنید این مطلب دقیقاً برای شماست. در ادامه فرایند تصفیه را مرحله به مرحله بررسی می‌کنیم و روش‌هایی را معرفی می‌کنیم که در کارخانه‌های ایرانی و بین‌المللی واقعاً جواب داده‌اند.

فاضلاب تن ماهی از کجا تولید می‌شود

برای طراحی درست سیستم تصفیه اول باید بدانیم این فاضلاب از کجا می‌آید. خط تولید کنسرو تن ماهی چند منبع اصلی برای تولید پساب دارد که هر کدام کیفیت متفاوتی دارند و این تفاوت در طراحی سیستم مهم است.

اولین و مهم‌ترین منبع آب پخت ماهی است. وقتی تن ماهی در دیگ‌های بزرگ پخته می‌شود آب حاصل مقادیر زیادی پروتئین محلول چربی و خون ماهی را با خود حمل می‌کند. همین آب پخت است که BOD فاضلاب را به شدت بالا می‌برد. بعضی کارخانه‌ها این آب را برای تولید آرد ماهی جدا می‌کنند که هم ارزش اقتصادی دارد هم بار آلی کمتری وارد سیستم تصفیه می‌شود.

منبع دوم آب شستشوی تجهیزات و کف کارخانه است. این فاضلاب تمیزتر است اما حجم قابل توجهی دارد و مواد شوینده آن می‌توانند در مرحله بیولوژیکی تصفیه اختلال ایجاد کنند. سوم خون و آب حاصل از تخلیه شکم ماهی در مرحله پاک‌سازی اولیه است که TSS یا کل مواد معلق بسیار بالایی دارد.

مراحل تصفیه؛ از ورودی تا خروجی استاندارد

سیستم تصفیه فاضلاب کارخانه تن ماهی معمولاً از چند مرحله پشت سر هم تشکیل می‌شود. هیچ مرحله‌ای به تنهایی کافی نیست. اینجا ترتیب و منطق هر مرحله مهم است.

مرحله اول: آشغال‌گیری و جداسازی اولیه جامدات

فاضلاب خروجی از خط تولید پر از قطعات استخوان تکه‌های گوشت پوست و بقایای جامد است. اگر این مواد وارد مراحل بعدی شوند هم پمپ‌ها را خراب می‌کنند هم راندمان مراحل بعدی را پایین می‌آورند. آشغال‌گیرهای ریزتر (Fine Screens) با دهانه ۰.۵ تا ۱ میلی‌متر برای این کارخانه‌ها توصیه می‌شوند. سرند‌های چرخشی (Drum Screens) که خودشکوی خودکار دارند در کارخانه‌های بزرگ‌تر رایج‌ترند چون بدون نیاز به اپراتور مداوم کار می‌کنند.

مرحله دوم: جداسازی چربی با DAF

اینجاست که ماجرا برای صنایع دریایی واقعاً جدی می‌شود. چربی و روغن ماهی یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های تصفیه این پساب است. DAF یا Dissolved Air Flotation فناوری اصلی این مرحله است. در این سیستم هوای فشرده در آب حل می‌شود و وقتی فشار کاهش پیدا می‌کند حباب‌های ریز میکرونی آزاد می‌شوند. این حباب‌ها به ذرات چربی می‌چسبند و آن‌ها را به سطح می‌آورند که از آنجا با اسکراپر جمع‌آوری می‌شود.

راندمان DAF در جداسازی چربی‌های آزاد بین ۸۰ تا ۹۵ درصد است. اما یک نکته فنی وجود دارد که در پروژه‌های ایرانی گاهی نادیده گرفته می‌شود: برای چربی‌های امولسیفیه‌شده (چربی‌هایی که با پروتئین پوشانده شده‌اند) باید از منعقدکننده‌هایی مثل آلوم یا پلی آلومینیوم کلراید استفاده کرد تا ابتدا پیوند بین چربی و پروتئین شکسته شود.

مرحله سوم: تنظیم pH و تعادل‌سازی

pH فاضلاب کارخانه‌های کنسرو در طول روز نوسان می‌کند. مرحله پخت فاضلاب با pH پایین‌تر و مرحله شستشو با شوینده‌های قلیایی فاضلاب با pH بالاتر تولید می‌کند. حوضچه تعادل‌سازی (Equalization Tank) هم این نوسانات را میانگین می‌کند هم تغییرات ناگهانی دبی را جذب می‌کند. در این مرحله pH روی محدوده ۶.۵ تا ۷.۵ تنظیم می‌شود چون بیوراکتورهای مرحله بعدی در این بازه بهترین عملکرد را دارند.

مرحله چهارم: تصفیه بیولوژیکی

این مرحله قلب سیستم تصفیه است. میکروارگانیسم‌ها بار آلی باقی‌مانده را به دی‌اکسیدکربن و آب تبدیل می‌کنند. اما کدام روش بیولوژیکی برای فاضلاب تن ماهی مناسب‌تر است؟ چند گزینه وجود دارد که هر کدام شرایط خاص خود را دارند. برای مقایسه روش‌های مورد استفاده در صنایع غذایی، پکیج تصفیه فاضلاب صنایع نان نیز نمونه‌ای از سیستم‌های طراحی‌شده برای تصفیه پساب با بار آلی بالا محسوب می‌شود.

در کارخانه‌های کنسرو تن ماهی با BOD بالای ۲۵۰۰ ترکیب راکتور بی‌هوازی UASB با مرحله هوازی بعد از آن پرکاربردترین رویکرد است. دلیل آن هم اقتصادی است: بی‌هوازی بدون مصرف هوادهی پرهزینه بار آلی را تا ۷۰ درصد کاهش می‌دهد و بیوگاز تولیدشده می‌تواند برای گرمایش کارخانه استفاده شود.

مرحله پنجم: ته‌نشینی ثانویه و گندزدایی

پس از تصفیه بیولوژیکی لجن میکروبی از پساب تمیز جدا می‌شود. در سیستم‌های لجن فعال این کار در حوضچه ته‌نشینی ثانویه انجام می‌شود. بخشی از لجن به ابتدای بیوراکتور برمی‌گردد (Return Sludge) تا جمعیت میکروبی حفظ شود. پساب نهایی قبل از تخلیه یا استفاده مجدد گندزدایی می‌شود. کلرزنی رایج‌ترین روش است اما برای پساب‌هایی که قرار است آبیاری شوند UV گزینه بهتری است چون کلر باقی‌مانده برای گیاهان مضر است.

مشکل بو؛ چالشی که معمولاً دست‌کم گرفته می‌شود

کارخانه‌های کنسرو ماهی اغلب در مناطق ساحلی و نزدیک شهرها قرار دارند. بو یکی از اولین دلایل شکایت ساکنان محلی و تذکر سازمان حفاظت محیط زیست است. ترکیبات مسئول بو عمدتاً آمین‌های فرار (مثل تری‌متیل‌آمین که بوی مشخص ماهی را ایجاد می‌کند) و هیدروژن سولفید از تجزیه بی‌هوازی هستند.

راه‌حل‌ها چند لایه‌اند. اول پوشاندن حوضچه‌ها و کانال‌های فاضلاب پرآلودگی و هدایت هوای آلوده به سیستم بیوفیلتر. بیوفیلتر که شامل یک بستر آلی مرطوب (مثل کمپوست یا چوب) است میکروارگانیسم‌هایی دارد که ترکیبات بودار را اکسید و خنثی می‌کنند. دوم استفاده از ماسک‌های شیمیایی یا سیستم‌های اسکرابر قلیایی برای آمین‌ها است.

مدیریت لجن؛ مشکلی که از سیستم تصفیه بیرون می‌آید

لجن حاصل از تصفیه فاضلاب تن ماهی حاوی پروتئین و چربی قابل توجهی است. این یعنی هم حجم آن زیاد است هم بوی آن مشکل‌ساز. دو رویکرد اصلی برای مدیریت آن وجود دارد.

استانداردهای تخلیه پساب در ایران

سازمان حفاظت محیط زیست ایران استانداردهای مشخصی برای تخلیه پساب صنایع غذایی دارد. کارخانه‌های کنسرو در دسته صنایع غذایی قرار می‌گیرند و باید پساب خروجی‌شان این محدودیت‌ها را رعایت کند.

بازیافت آب؛ فرصتی که اکثر کارخانه‌ها از آن غافلند

یک کارخانه کنسرو تن ماهی به ازای هر تن محصول نهایی بین ۱۵ تا ۳۰ متر مکعب آب مصرف می‌کند. در مناطق ساحلی که کارخانه‌های کنسرو اغلب قرار دارند بحران آب شیرین واقعی است. با تصفیه پیشرفته‌تر می‌توان بخشی از پساب تصفیه‌شده را برای مصارف غیرتماسی مثل شستشوی کف شستشوی کامیون‌ها یا آبیاری فضای سبز اطراف کارخانه مجدداً استفاده کرد.

اضافه کردن یک مرحله فیلتراسیون پیشرفته مثل فیلتر شنی تحت فشار و ضدعفونی UV به انتهای سیستم کیفیت پساب را به حدی می‌رساند که برای اکثر کاربردهای غیربهداشتی قابل قبول است. این سرمایه‌گذاری در مناطق با هزینه آب بالا در کمتر از دو سال بازگشت سرمایه دارد.

سوالات متداول

جمع‌بندی

تصفیه فاضلاب کارخانه کنسرو تن ماهی یک چالش چندلایه است. بار آلی بالا چربی زیاد نوسانات فصلی تولید و مشکل بو همه باید در طراحی دیده شوند. سیستم‌های تک‌مرحله‌ای معمولاً جواب نمی‌دهند و رویکرد ترکیبی با DAF برای چربی و بیوراکتور بی‌هوازی هوازی برای بار آلی رایج‌ترین و مؤثرترین راه‌حل است.

نگاه به لجن و پساب تصفیه‌شده به عنوان منابع قابل بازیابی نه فقط ضایعات می‌تواند بخشی از هزینه‌های سیستم را جبران کند. کارخانه‌هایی که آرد ماهی از لجن تولید می‌کنند یا بیوگاز را برای گرمایش به کار می‌برند در مقیاس ۵ ساله به وضوح بازده اقتصادی بهتری دارند.