صنعت قند به دلیل مصرف بیش از 130 میلیون متر مکعب آب در سال، در مصرف آب در مقام نخست صنایع کشور قرار دارد. این صنعت در فرایند تولید قند و شکر، فاضلاب زیادی را تولید می‌کند. استفاده بیش از 20 درصد منابع آبی کشور، تولید حدود 45 درصد مواد آلی، دفع مقادیر بالایی پساب و آلودگی محیط زیست باعث شده است که با توجه به افزایش کم آبی و خشکسالی کشور و همچنین کاهش اثرات منفی، تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر از اهمیت خاصی برخوردار باشد.
منابع فاضلاب کارخانه قند و شکر
فرایند تولید شکر در کارخانه نیشکر شامل استخراج شیره یا عصاره‌گیری، تصفیه یا زلال سازی، تبخیر، تبلور یا کریستالیزاسیون و عملیات سانتریفیوژن می‌باشد. در تمامی این فرایندها، آب فراوانی مصرف می‌شود. همچنین در کنار مراحل تولید، پاکسازی، شستشو تجهیزات و محیط و نظافت و بهداشت کارکنان نیز میزان مصرف آب را افزایش داده و در نتیجه فاضلاب تولید می‌شود. با وجود مصرف بالای آب در فرایند تولید، فاضلاب کارخانه قند و شکر عمدتاً با شستشو محیط بخش آسیاب، واحدهای خانه جوش مانند اواپراتور، واحد تصفیه، تابه خلأ، سانتریفیوژ و غیره تولید می‌شود.
علاوه بر این، تمیز کردن دوره‌ای بخش‌های تولیدکننده آب‌آهک و SO2، و همچنین رسوب زدایی دوره‌ای مبدل‌های حرارتی و تبخیرکننده‌ها با استفاده از NaOH، Na2CO3 و HCl برای رفع رسوب و خنثی‌سازی گرم کننده‌ها، به حجم فاضلاب صنایع قند و شکر می‌افزاید.
پیشنهاد می کنیم مقاله تصفیه فاضلاب را مطالعه کنید و اطلاعات بیشتری در این باره کسب کنید.
میزان آب مصرفی در صنایع قند و شکر
مقدار آب مصرفی در هر فرایند صنعت قند بسته به عوامل مختلفی مانند نوع منبع قند، ظرفیت تولید و کارایی تجهیزات و فرایندها می‌تواند متفاوت باشد. با این حال، در اینجا جدولی وجود دارد که برآوردی از مصرف آب در هر مرحله از تولید شکر را ارائه می‌دهد:
| فرایند | میزان آب مورد استفاده بر حسب لیتر |
| عصاره‌گیری | 2500-20000 لیتر آب به‌ازای هر تن نیشکر یا چغندر فراوری شده |
| تولید آب‌آهک | حدود 10 لیتر |
| تصفیه | 2-10 لیتر آب به‌ازای هر لیتر عصاره |
| تغلیظ | 1-3 لیتر آب به‌ازای هر لیتر شربت (عصاره رقیق شده) |
| تبلور | 0.5-1.5 لیتر آب به‌ازای هر کیلوگرم شکر تولیدی |
| شستشو صافی‌ها | حدود 20 لیتر |
| جداسازی | 0.2-0.5 لیتر آب به‌ازای هر کیلوگرم شکر تولیدی |
| تصفیه نهایی | 0.5-1 لیتر آب به‌ازای هر کیلوگرم شکر تولید می‌شود |
عصاره‌گیری: مقدار آب مصرفی در فرایند استخراج بسته به نوع منبع قند و کارایی تجهیزات می‌تواند متفاوت باشد. به طور معمول، در فرایند استخراج نیشکر از آب بیشتری نسبت به فرایند استخراج چغندرقند استفاده می‌شود.
تصفیه: این مرحله شامل افزودن آب به عصاره برای شستن ناخالصی‌ها است و مقدار آب مصرفی، به کیفیت عصاره و اثربخشی تصفیه‌کننده‌ها بستگی دارد.
تغلیظ: این مرحله شامل تبخیر آب از عصاره رقیق شده برای افزایش میزان قند است و مقدار آب مصرفی بستگی به کارایی اواپراتورهای مورد استفاده دارد.
تبلور یا کریستالیزاسیون: این مرحله شامل خنک کردن آب غلیظ و افزودن کریستال‌های قندی (بذر قندی) برای افزایش تبلور قند است و مقدار آب مصرفی بستگی به عملکرد قند و راندمان خنک‌کنندگی دارد.
جداسازی: این مرحله شامل جداسازی کریستال‌های شکر از شربت باقیمانده است و مقدار آب مصرفی بستگی به کارایی فرایند سانتریفیوژ مورد استفاده دارد.
تصفیه نهایی: این مرحله شامل شستن و خشک کردن کریستال‌های شکر است و میزان آب مصرفی بستگی به کیفیت شکر و راندمان شستشو دارد.
توجه به این نکته ضروری است که این اعداد و ارقام تنها یک تخمین کلی هستند و مقدار واقعی آب مصرفی در هر مرحله ممکن است بسته به شرایط خاص هر صنعت قند متفاوت باشد. علاوه بر این، شیوه‌های مدیریت صحیح آب می‌تواند به کاهش میزان آب مصرفی در تولید شکر و کاهش هزینه تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر کمک کند.
برای شناخت بیشتر انعقاد الکتریکی حتما مقاله انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب را مطالعه کنید.
شاخصه های فاضلاب کارخانه قند
پساب صنعت قند بسته به مرحله تولید، نوع منبع قند و فرایندهای تصفیه مورد استفاده، دارای طیف وسیعی از ویژگی‌های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی آورده شده در جدول زیر است:
| پارامتر | توضیحات |
| PH | پساب صنعت قند بسته به مرحله تولید و نوع منبع قند می‌تواند دارای محدوده PH 4.5 تا 8.5 باشد. سطح pH می‌تواند موجب سمی شدن فاضلاب و تخریب محیط زیست شود. |
| BOD | فاضلاب صنعت قند می‌تواند BOD بالایی داشته باشد که از 1500 تا 50000 میلی گرم در لیتر متغیر است. BOD اندازه گیری مقدار اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها برای تجزیه مواد آلی در فاضلاب است. BOD بالا نشان دهنده وجود مقادیر زیادی ماده آلی است که می‌تواند منجر به کاهش اکسیژن شود. |
| COD | میزان COD فاضلاب صنعت قند از 3000 تا 150000 میلی گرم در لیتر متغیر است. COD اندازه گیری مقدار اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد آلی در فاضلاب است. COD بالا نشان دهنده وجود ترکیبات آلی مقاوم یا سخت در تصفیه در فاضلاب است. |
| مواد جامد | پساب صنعت قند دارای محتوای جامد بالایی است که از 5000 تا 50000 میلی گرم در لیتر متغیر است. کل جامدات شامل جامدات معلق و محلول است و می‌تواند بر شفافیت و کدورت فاضلاب تأثیر بگذارد. |
| نیتروژن و فسفر | پساب صنعت قند می‌تواند حاوی سطوح بالایی از نیتروژن و فسفر باشد که در صورت عدم تصفیه مناسب باعث افزایش اتروفیکاسیون می‌شود. |
| آفت‌کش‌ها | فاضلاب صنعت قند می‌تواند حاوی آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌هایی باشد که در کشت نیشکر یا چغندرقند استفاده می‌شود. این مواد شیمیایی برای آبزیان سمی بوده و در محیط باقی می‌مانند. |
| میکروارگانیسم‌ها | فاضلاب صنعت حاوی طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها از جمله باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌ها است. این میکروارگانیسم‌ها در صورت عدم تصفیه مناسب می‌توانند بر سلامت آبزیان تأثیر بگذارند. |
| روغن و گریس | غلظت روغن و گریس پراکنده (OG) یک پارامتر مهم برای کیفیت و ایمنی آب است. در میان سایر آلاینده‌ها، روغن و گریس یکی از پیچیده‌ترین آلاینده‌ها برای حذف است. روغن و گریس در پساب صنعت قند بین 14 تا 11 میلی گرم در لیتر (تصفیه نشده) متغیر است. |
| رنگ | پساب‌هایی که به رنگ قهوه‌ای روشن هستند کمتر از 6 ساعت که تولید شده‌اند، در حالی که رنگ خاکستری روشن تا متوسط مشخصه فاضلاب‌هایی است که مدتی در سیستم جمع‌آوری بوده‌اند و تا حدودی تجزیه شده‌اند. در نهایت، اگر رنگ خاکستری تیره یا سیاه باشد، فاضلاب معمولاً سپتیک است که تحت شرایط بی‌هوازی، به عورت گسترده تجزیه باکتریایی شده است. سیاه‌شدن فاضلاب اغلب به دلیل تشکیل سولفیدهای مختلف به‌ویژه سولفید آهن است. |
| بو | بوی فاضلاب صنایع قند شبیه به بو نامطبوع ماهی گندیده است. بوی نامطبوع در فاضلاب صنایع غذایی معمولاً توسط گازهای حاصل از تجزیه بی‌هوازی مواد آلی ایجاد می‌شود. گازهایی مانند: سولفید هیدروژن، گوگرد، ایندول، اسکاتول و مرکاپتان‌ها و دی‌اکسیدکربن. |
توجه به این نکته ضروری است که این ویژگی ها بسته به شرایط خاص هر صنعت قند می‌تواند متفاوت باشد و تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست و تضمین شیوه های تولید پایدار ضروری است.
در مقاله جدیدترین روش تصفیه فاضلاب می توانید با روش های نوین تصفیه فاضلاب ها آشنا شوید.
روش های تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر
از جمله روش‌های کاربردی تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر می‌توان به وارد زیر اشاره کرد:
تصفیه فیزیکی فاضلاب صنایع قند و شکر
- غربالگری: این فرایند تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر شامل حذف مواد جامد بزرگ از فاضلاب با استفاده از غربال یا جداساز است. این روش برای حذف ذرات بزرگ بسیار مؤثر است، اما آلاینده‌های محلول را حذف نمی‌کند.
- ته نشینی: این فرایند شامل راکد نگه داشتن فاضلاب در مخزن می‌شود تا مواد جامد به خوبی در کف مخزن ته نشین شوند. این روش برای حذف مواد جامد معلق مؤثر است، اما آلاینده‌های محلول را حذف نمی‌کند.
پیشنهاد می کنیم برای شناخت روش تصفیه هوازی مقاله تصفیه فاضلاب به روش هوازی را مطالعه نمایید.
تصفیه شیمیایی فاضلاب کارخانه قند
- انعقاد و لخته سازی: این مرحله از مراحل تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر شامل افزودن مواد شیمیایی مانند آلوم یا کلرید آهن به فاضلاب برای ایجاد ذرات بزرگتر است که به راحتی با ته نشینی یا فیلتراسیون حذف می‌شوند. با این روش می‌توان ریزمواد جامد معلق را از فاضلاب جدا کرد.
- اکسیداسیون: این فرایند شامل افزودن مواد شیمیایی مانند پراکسید هیدروژن یا ازن به فاضلاب برای تجزیه ترکیبات آلی است که می‌تواند در کاهش COD و BOD فاضلاب مؤثر باشد.
- رسوب: این فرایند تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر شامل افزودن مواد شیمیایی مانند آهک یا هیدروکسید سدیم به فاضلاب برای خنثی کردن pH و رسوب فلزات سنگین است که می‌تواند در کاهش pH و حذف فلزات سنگین مؤثر باشد.
در مقاله تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی می توانید با این روش تصفیه فاضلاب آشنا شوید.
تصفیه بیولوژیکی و مراحل تصفیه فاضلاب کارخانه قند
- تصفیه هوازی: این مرحله از مراحل تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر شامل استفاده از باکتری‌های هوازی برای تجزیه مواد آلی در فاضلاب است و می‌تواند در کاهش COD و BOD فاضلاب مؤثر باشد.
- تصفیه بی‌هوازی: این مرحله شامل استفاده از باکتری‌های بی‌هوازی برای تجزیه مواد آلی در فاضلاب در غیاب اکسیژن است و می‌تواند در کاهش COD و تولید سوخت پاک بیوگاز برای تأمین بخشی از برق و حرارت مورد نیاز، مؤثر باشد.
- تالاب های هوادهی (حوضچه تصفیه): این فرایند شامل استفاده از گیاهان و میکروارگانیسم‌ها برای تصفیه فاضلاب در یک محیط طبیعی است که می‌تواند در کاهش BOD، COD و مواد آلی مؤثر بوده و روشی پایدار و مقرون به صرفه به شمار می‌رود.
به طور کلی، اثربخشی هر کدام از روش‌ها و مراحل تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر، به ویژگی‌های خاص فاضلاب و فرایند تصفیه مورد استفاده بستگی دارد. ممکن است ترکیبی از روش‌های مختلف تصفیه برای دستیابی به سطح مطلوب تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر مورد نیاز باشد. علاوه بر این، بهره برداری و نگهداری صحیح از سیستم‌های تصفیه برای اطمینان از اثربخشی آنها بسیار مهم است.
پیشنهاد می کنیم به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی مراجعه کنید و درباره این نوع پکیج اطلاعات کسب نمایید.
مزایای تصفیه فاضلاب صنایع قند و شکر
تصفیه فاضلاب صنایع قند و شکر دارای فواید و کاربردهای متعددی است که عبارت‌اند از:
- حفاظت از محیط زیست: فاضلاب صنعت قند حاوی سطوح بالایی از مواد آلی، مواد جامد معلق و سایر آلاینده‌ها است که برای آبزیان و اکوسیستم خطرآفرین است. با تصفیه فاضلاب کارخانه قند قبل از تخليه آن به محيط می‌توان تا حد قابل‌توجهی از اثرات منفي آن بر محیط‌زیست كاست.
- استفاده مجدد از آب: پساب صنایع قند تصفیه شده را می‌توان برای اهداف مختلفی مانند آبیاری، فرایندهای صنعتی و حتی در برخی موارد برای مصارف انسانی مورد استفاده مجدد قرار داد. استفاده مجدد از فاضلاب می‌تواند به حفظ منابع آب و کاهش تقاضا برای استفاده از منابع باارزش آب شیرین کمک کند.
- بازیابی منابع: فاضلاب صنعت قند حاوی منابع ارزشمندی مانند مواد آلی و مواد مغذی است که می‌توان آنها را بازیابی کرد و برای مقاصد دیگر استفاده کرد. به‌عنوان مثال، از مواد آلی موجود در فاضلاب می‌توان برای تولید سوخت پاک بیوگاز استفاده کرد که می‌تواند به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر استفاده شود. همچنین، مواد مغذی موجود در فاضلاب را می‌توان بازیافت کرده و به عنوان کود برای اهداف کشاورزی استفاده کرد.
- صرفه جویی در هزینه: اجرای سیستم تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر می‌تواند منجر به صرفه جویی در هزینه این صنعت شود. با استفاده مجدد از آب و بازیابی منابع ارزشمند، صنعت قند و شکر می‌تواند هزینه‌های عملیاتی خود را کاهش داده و جریان درآمد خود را افزایش دهد.
برای تهیه پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی از صفحه پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی دیدن کنید.
جمع بندی
فاضلاب صنعت قند یک چالش زیست‌محیطی مهم است که نیاز به مدیریت و تصفیه دقیق دارد. با اجرای فناوری‌های تصفیه مؤثر و شیوه‌های پایدار، می‌توان اثرات منفی پساب صنعت قند را به حداقل رساند و در عین حال منابع ارزشمند را بازیابی کرد و آسیب‌های زیست‌محیطی را کاهش داد. شرکت مهندسی پاک پساب، با پشتوانه بر دانش و مهارت خود، آماده همکاری با صنایع تولید قند و شکر در طراحی، ساخت و اجرای بهینه پکیج تصفیه فاضلاب کارخانه قند و شکر می‌باشد.
جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
