آشپزخانه و تهیه غذا

آشپزخانه محلی است که در آن تنها پخت غذا صورت گرفته و غذا برای مصرف به مکان دیگری منتقل می­شود. به عبارت دیگر تفاوت یک آشپزخانه و یک رستوران در محل مصرف غذا می­باشد چرا که در رستوران غذا در همان محل پخت، مصرف می­شود. اهمیت این تفاوت در سیستم تصفیه فاضلاب آن است که هنگامی که غذا در محل پخت مصرف می­شود، شستشوی کلیه ظروف شامل ظروف مربوط به پخت و ظروف مربوط به سرو در یک محل انجام گرفته و بدین ترتیب مقدار تولید فاضلاب به ازای هر پرس غذا افزایش می­یابد. همچنین تغییر مختصری نیز در کیفیت فاضلاب تولیدی رخ می­دهد.

اصلی­ترین منابع تولید فاضلاب در آشپزخانه­ها ناشی از شستشوی مواد اولیه غذایی، ظروف پخت و همچنین کف و دیگر سطوح آشپزخانه است. بدین ترتیب روغن، چربی، ذرات باقی­مانده مواد غذایی و ذرات خاک بطور عمده­ای وارد فاضلاب آشپزخانه­ها می­شوند.

6-2-1- حجم فاضلاب

حجم فاضلاب آشپزخانه معمولاً بستگي مستقيمي به مقدار پخت غذا، روش پخت، نوع غذا و سطح بهداشت دارد. البته بهترين معيار برآورد مقدار فاضلاب، ميزان آب مصرفي است. چنانچه اطلاعات كافي در خصوص مقدار آب مصرفي در دسترس نباشد، حجم فاضلاب توليدي را مي‌توان با در نظرگرفتن سرانة تولید فاضلاب برای ازای هر پرس غذا محاسبه نمود. تجربیات عملی نشان داده است که به ازای هر پرس غذای گرم در کشور ما در آشپزخانه­ها 15-7 لیتر فاضلاب تولید می­شود اگرچه بطور معمول این مقدار را در اکثر محاسبات 10 لیتر فرض می­کنند اما برای برآورد دقیق­تر پیشنهاد می­شود که مقدار سرانه تولید فاضلاب مطابق جدول 6-2 در نظرگرفته شود.

برای محاسبه حجم فاضلاب روزانه کافی است تعداد پرس غذای تولیدی آشپزخانه را در مقدار سرانه تولید فاضلاب ضرب نمود.

جدول6-2: سرانه تولید فاضلاب آشپزخانه در ایران

ردیف منشأ تولید فاضلاب واحد مقدار سرانه

(لیتر)

نوع غذا روش پخت ظرفیت پخت سطح بهداشت
1 ایرانی سنتی 100 بالا پرس غذا 15
2 متوسط پرس غذا 12
3 200 بالا پرس غذا 14
4 متوسط پرس غذا 12
5 500 بالا پرس غذا 14
6 متوسط پرس غذا 11
7 1000 بالا پرس غذا 13
8 متوسط پرس غذا 10
9 2000 بالا پرس غذا 12
10 متوسط پرس غذا 10
11 5000 بالا پرس غذا 11
12 متوسط پرس غذا 9
13 صنعتی 1000 بالا پرس غذا 11
14 متوسط پرس غذا 9
15 2000 بالا پرس غذا 10
16 متوسط پرس غذا 8
17 5000 بالا پرس غذا 10
18 متوسط پرس غذا 8
19 فست فود 100 بالا پرس غذا 10
20 متوسط پرس غذا 8
21 500 بالا پرس غذا 9
22 متوسط پرس غذا 7

 

6-2-2- کیفیت فاضلاب

مواد خارجی که طی فعالیت­های یک آشپزخانه وارد آب می­شوند عمدتاً شامل روغن و چربی، باقی­مانده مواد غذایی، ترکیبات آلی قابل تجزیه بیولوژیک، مواد معدنی معلق مانند خاک، مواد معدنی محلول مانند نمک و مواد شوینده (دترجنت­ها) می­باشند. آنالیز کیفیت معمول فاضلاب آشپزخانه­ها در جدول 6-3 آمده است.

جدول6-3 : آناليز فاضلاب آشپزخانه‌ها

مقدار معمول محدوده واحد پارامتر رديف
7 5/8 – 6 pH 1
650 1200 – 400 mg/lit COD 2
280 500 – 180 mg/lit BOD5 3
85 150 – 60 mg/lit TSS 4
120 250 – 80 mg/lit Oil&Grease 5
800 1400 – 500 mg/lit TDS 8

 

6-2-3- فرآیند تصفیه فاضلاب

انتخاب فرآیند تصفیه یکی از مهمترین بخش­های طراحی یک سیستم تصفیه فاضلاب می­باشد که هرگونه اشتباه در آن باعث هدررفت هزینه­های مالی و زمانی انجام شده می­شود. مهمترین عوامل موثر در انتخاب فرآیند تصفیه عبارتند از:

1- حجم فاضلاب

2- غلظت هریک از آلاینده­ها به خصوص دو شاخص مهم BOD5و COD

3- نسبت BOD5به COD

4- راندمان مورد نیاز جهت تصفیه

5- سهولت راهبری و بهره­برداری از سیستم

6- نوسانات کیفی و کمی در تولید فاضلاب

7- هزینه ساخت، راهبری و بهره برداری از سیستم

 

از آنجائیکه بخشی از مواد آلاینده فاضلاب از قبیل باقی­مانده مواد غذایی و ذرات خاک و رس بصورت معلق بوده و قابلیت ته­نشینی دارند، لذا به منظور کاهش بار وارده بر واحدهای بعدی تصفیه بهتر است که ابتدا از یک سپتیک تانک استفاده نمود. بدین ترتیب بخش عمده­ای از ذرات معلق طی فرآیند ته­نشینی و شناوری بصورت فیزیکی و با هزینه کمتر و سهولت بیشتر از فاضلاب جدا می­شوند.

به علاوه حجم نسبتاً زیاد سپتیک تانک باعث می­شود که عملیات یکنواخت سازی فاضلاب از لحاظ حجم و کیفیت به خوبی انجام شده و فاضلاب خروجی از سپتیک تانک با کیفیت و حجم نسبتاً ثابتی به واحدهای بعدی هدایت شود. به عبارت دیگر سپتیک تانک علاوه بر حذف ذرات معلق قابل ته­نشینی و بخشی از ذرات درشت چربی و روغن­، عملیات یکنواخت سازی فاضلاب را از لحاظ کیفیت و کمیت نیز به انجام می­رساند.

همچنین وجود شرایط مناسب برای رشد برخی باکتری­ها و میکروارگانیسم­ها در لجن تجمع یافته و ته­نشین شده در سپتیک تانک، باعث انجام برخی فرآیندهای بیولوژیکی در تصفیه فاضلاب شده بطوریکه راندمان سپتیک تانک در تصفیه فاضلاب­های بهداشتی معمولاً به 30-10 درصد می­رسد. در مواردی که واحدهای بعدی تصفیه در ارتفاع بالاتری نسبت به سپتیک تانک قرار گرفته  از مخزن دوم سپتیک تانک می­توان برای پمپاژ فاضلاب استفاده کرد.

در مرحله بعد با توجه به آنکه بخش عمده­اي از آلاينده­هاي فاضلاب‌هاي تولیدی آشپزخانه­ها را موادآلي تشكيل مي­دهند كه توسط ميكروارگانيسم­ها قابل تجزيه مي­باشند، لذا استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی مطرح می­گردد. اما قبل از آن باید تا حدامکان چربی و روغن موجود در فاضلاب را حذف نمود.

چراکه تجربيات عملي و دانش تصفيه نشان داده است كه وقتی نسبت BOD5به COD  بيش از 50/0 باشد، استفاده از روشهاي بيولوژيكي تصفية فاضلاب با توجه به كارايي بالاي آنها اولويت دارد. اين درحالي است كه اين نسبت در فاضلاب‌هاي آشپزخانه­ها که چربیگیری نشده باشد، در محدودة 45/0 –35/0 قراردارد كه نشان می­دهد که استفاده مستقیم از روشهای بیولوژیکی کارایی  چندانی نخواهد داشت.

علت نسبت پایین BOD5به COD  در فاضلاب آشپزخانه­ها قبل از مرحله چربیگیری عمدتاً به سبب وجود مقادیر نسبتاً زیادی روغن و چربی است. چراکه روغن و چربی­ها به علت حلالیت بسیارکم در آب، به سختی توسط میکروارگانیسم­ها و باکتری­ها تجزیه می­شوند. از سوی دیگر ذرات روغن و چربی با احاطه باکتری­ها مانع جذب مواد به داخل سلول شده و قابلیت تجزیه بیولوژیکی را کاهش می­دهند. از این رو حذف روغن و چربی از فاضلاب آشپزخانه قبل از واحدهای تصفیه بیولوژیکی، نقش اساسی در کارایی آنها دارد. تجربیات عملی نشان می­دهد که اغلب مشکلات سیستم­های تصفیه فاضلاب آشپزخانه­ها ناشی از ورود مقادیر زیادی از روغن و چربی به واحدهای تصفیه بیولوژیکی است.

به منظور چربیگیری فاضلاب آشپزخانه بسته به حجم فاضلاب و شرایط هرپروژه از سیستم­های مختلفی از قبیل چربیگیر ثقلی، API، CPI و DAF می­توان استفاده نمود.

پس از مرحله حذف روغن و چربی (چربیگیری) نسبت BOD5به COD فاضلاب با حدود 6/0-55/0 می­رسد که برای استفاده از روشهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب مناسب است. اما چون غلظت BOD5 فاضلاب­ در این مرحله معمولاً کمتر از 1000 میلیگرم در لیتر است، استفاده از فرآیندهای بی­­هوازی که در غلظت­های بالا کارایی دارند، تأثیر قابل توجهی در فرآیند  تصفیه نداشته و بهتر است که برای دستیابی به یک سیستم تصفیه کارا و کم­هزینه ­از فرآیندهای هوازی بیولوژیکی برای تصفیه این نوع فاضلاب­ها استفاده نمود. از میان روشهای هوازی بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب آشپزخانه­ها فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده پیشنهاد می­شود.

بدین ترتیب فاضلاب خروجی سپتیک تانک وارد مخزن هوادهی شده و در آنجا با انجام هوادهی، اکسیژن موردنیاز میکروارگانیسم­ها و باکتری­ها برای انجام فعالیتهای بیولوژیکی تأمین می­گردد. در مخزن هوادهی باکتری­ها بخش عمده­ای از مواد آلی را جذب خود کرده به کمک واکنش­های بیوشیمیایی درون خود به سلول­های جدید و انرژی تبدیل کرده و باعث تصفیه فاضلاب می­شوند.

مخلوط فاضلاب و باکتریها به مخزن ته­نشینی (زلال سازی) هدایت شده و در آنجا با کمک نیروی ثقل، توده باکتری و میکروارگانیسم­ها از آب جدا می­شود. بخشی از این توده باکتری (لجن بیولوژیکی) برای ادامه فرآیند­های تصفیه بیولوژیکی به مخزن هوادهی برگشت داده می­شود که به همین سبب به این روش لجن فعال می­گویند. مازاد لجن نیز به هاضم لجن انتقال می­یابد.

گاهی مقداری از باکتری­ها به دلایل مختلف در مخزن ته­نشینی ثانویه ته­نشین نشده و از آن خارج شده و همراه با پساب از سیستم بیرون می­روند. به منظور جلوگیری از بروز هرگونه مشکل ناشی از آنها در اغلب موارد از یک سیستم گندزدایی (ضدعفونی) برای حذف آنها استفاده می­شود.

در شکل 6-2 فرآیند کلی تصفیه فاضلاب­های آشپزخانه­هادر حالت استفاده از چربیگیر ثقلی و در شکل 6-3 در حالت استفاده از چربیگیرهای API، CPI و DAFنشان داده شده است.

شکل 6-2: نمای کلی فرآیند تصفیه فاضلاب­ آشپزخانهدر صورت استفاده از چربیگیر ثقلی

 

شکل 6-3: نمای کلی فرآیند تصفیه فاضلاب­ آشپزخانه در صورت استفاده از چربیگیر API، CPI، DAF

6-3- بیمارستان

بطورکلی به فاضلابی که در نتیجه استفاده انسان از آب برای مصارف بهداشتی تولید می­شود، فاضلاب بهداشتی[1] می­گویند. از آنجا که این فاضلاب در اثر فعالیت­های انسانی تولید می­گردد، گاهی به آن فاضلاب انسانی نیز گفته می­شود. سرویس­های بهداشتی، استحمام، شستشوی ظروف، شستشوی سطوح و لباسشویی عمده­ترین فعالیت­هایی هستند که به تولید فاضلاب بهداشتی-انسانی منجر می­شوند. در بیمارستان­ها علاوه بر موارد گفته شده، فاضلاب اتاق­های عمل، شستشوی اتاق­ها، لاندری و آزمایشگاه­ نیز وارد جریان فاضلاب می­شود.

حفاظت از محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن از یک سو و لزوم استفاده مجدد از آب به سبب محدودیت در منابع آبی از سوی دیگر باعث شده است که امروزه تصفیه فاضلابهای بهداشتی از اهمیت خاصی برخوردار شده و توجهات بسیار ویژه­ای را به سوی خود جلب نماید.

6-3-1- حجم فاضلاب

حجم فاضلاب بیمارستانی معمولاً بستگي مستقيمي به تعداد تخت­های تحت پوشش دارد. البته بهترين معيار برآورد مقدار فاضلاب، ميزان آب مصرفي است. به تجربه ثابت شده است كه 95-85 درصد آب مصرفي در فعاليتهاي بیمارستانی به فاضلاب تبديل مي‌شود. چنانچه اطلاعات كافي در خصوص مقدار آب مصرفي در دسترس نباشد، حجم فاضلاب توليدي را مي‌توان با در نظرگرفتن سرانة تولید فاضلاب برای ازای هر تخت محاسبه نمود. البته این سرانه با درنظر گرفتن فاضلاب تولیدی پرسنل بیمارستان است.

مراکز تحقیقاتی و علمی و پژوهشگران در کشور ما و دیگر کشورهای جهان مختلف مقادیری را برای این سرانه ارائه نموده­اند که خلاصه آنها در جدول 6-9 آمده است.

جدول6-9 : سرانه تولید فاضلاب بیمارستانی

محدوده

(لیتر در روز)

واحد مرجع ردیف
945 – 570 تخت سازمان بهداشت جهانی (WHO) 1
1200 – 700 تخت Wastewater Treatment, Disposal&Reuse   Metcalf&Eddy (2005) 2
1514 – 662 تخت Environmental Engineering and Sanitation, Salvato (1992) 3
1136 – 568 تخت Water and Wastewater Technology, Hammer, Mark (1996) 4
1500 – 727 تخت مختاری آذر (نتایج تحقیق بر روی 14 بیمارستان در تهران) 5

 

یک تحقیق جدید بر روی 14 بیمارستان در تهران نتایج جدول 6-10 را به همراه داشته است.

جدول6-10 : سرانه تولید فاضلاب در 14 بیمارستان تهران

ردیف نوع بیمارستان تعداد تخت دبی

(مترمکعب در شبانه روز)

سرانه

(لیتر در روز)

1 عمومی 60 80 1333
2 تخصصی 150 170 1133
3 عمومی 550 400 727
4 عمومی 850 600 705
5 روان پزشکی 100 100 1000
6 تخصصی 150 200 1333
7 فوق تخصصی 80 110 1375
8 کودکان 180 250 1388
9 عمومی 400 450 1125
10 عمومی 100 150 1500
11 تخصصی 250 250 1000
12 عمومی 250 300 1200
13 فوق تخصصی 1000 750 750
14 تخصصی 100 150 1500
متوسط: 1148

 

6-3-2- کیفیت فاضلاب بیمارستانی

مواد خارجی که طی فعالیت­های بیمارستانی وارد آب می­شوند عمدتاً شامل ترکیبات آلی قابل تجزیه بیولوژیک، مواد معدنی اعم از معلق و محلول، مواد شوینده (دترجنت­ها)، فلزات سنگین، پاتوژن­های میکروبی، مواد شیمیایی خطرناک سمی و مواد دارونی می­باشند. براساس یک تحقیق جدید بر روی 14 بیمارستان در تهران نتایج جدول 6-11 در خصوص کییفت فاضلابهای بیمارستانی بدست آمده است.

جدول6-11 : آناليز فاضلاب در 14 بیمارستان تهران

ردیف نوع بیمارستان pH BOD5 COD TSS TDS
1 عمومی 2/5 320 540 954 675
2 تخصصی 3/5 240 458 785 555
3 عمومی 5/6 120 228 300 212
4 عمومی 3 560 704 689 725
5 روان پزشکی 10 215 289 514 363
6 تخصصی 9/6 694 1029 744 527
7 فوق تخصصی 5/5 418 827 820 580
8 کودکان 1/5 120 295 358 253
9 عمومی 2/6 212 345 720 509
10 عمومی 5/6 220 310 560 396
11 تخصصی 8/5 1215 2256 1309 927
12 عمومی 8/5 215 309 644 455
13 فوق تخصصی 7/5 310 480 469 332
14 تخصصی 6/6 360 790 805 569
محدوده: 10-3 1215- 120 2256 – 228 1309 – 300 927 – 212
میانگین: 0/6 357 633 691 506

 

6-3-3- فرآیند تصفیه فاضلاب بیمارستانی

انتخاب فرآیند تصفیه یکی از مهمترین بخش­های طراحی یک سیستم تصفیه فاضلاب می­باشد که هرگونه اشتباه در آن باعث هدررفت هزینه­های مالی و زمانی انجام شده می­شود. مهمترین عوامل موثر در انتخاب فرآیند تصفیه عبارتند از:

1- حجم فاضلاب

2- غلظت هریک از آلاینده­ها به خصوص دو شاخص مهم BOD5و COD

3- نسبت BOD5به COD

4- راندمان مورد نیاز جهت تصفیه

5- سهولت راهبری و بهره­برداری از سیستم

6- نوسانات کیفی و کمی در تولید فاضلاب

7- هزینه راهبری و بهره برداری از سیستم

بخش عمده­اي از آلاينده­هاي فاضلاب‌هاي بیمارستانی را موادآلي تشكيل مي­دهند كه توسط ميكروارگانيسم­ها قابل تجزيه مي­باشند. بطوركلي تجربيات عملي و دانش تصفيه نشان داده است كه وقتی نسبت BOD5به COD  بيش از 50/0 باشد، استفاده از روشهاي بيولوژيكي تصفية فاضلاب با توجه به كارايي بالاي آنها اولويت دارد. اين درحالي است كه اين نسبت در فاضلاب‌هاي بیمارستانی در محدودة 70/0 – 55/0 قراردارد كه نشان از قابليت بسيارخوب آنها براي تصفية بيولوژيكي است.

چون غلظت BOD5 فاضلاب­های بیمارستانی معمولاً کمتر از 1000 میلیگرم در لیتر است، استفاده از فرآیندهای بی­­هوازی که در غلظت­های بالا کارایی دارند، تأثیر قابل توجهی در فرآیند  تصفیه نداشته و بهتر است که برای دستیابی به یک سیستم تصفیه کارا و کم­هزینه ­از فرآیندهای هوازی بیولوژیکی برای تصفیه این نوع فاضلاب­ها استفاده نمود.

از آنجائیکه بخشی از مواد آلاینده فاضلاب بصورت معلق بوده و قابلیت ته­نشینی دارند، لذا به منظور کاهش بار وارده بر سیستم هوازی بهتر است که از یک سپتیک تانک قبل از واحد هوازی استفاده نمود. بدین ترتیب بخش عمده­ای از ذرات معلق طی فرآیند ته­نشینی و شناوری بصورت فیزیکی و با هزینه کمتر و سهولت بیشتر از فاضلاب جدا می­شوند. به علاوه وجود شرایط مناسب برای رشد برخی باکتری­ها و میکروارگانیسم­ها در لجن تجمع یافته و ته­نشین شده در سپتیک تانک، باعث انجام برخی فرآیندهای بیولوژیکی در تصفیه فاضلاب شده بطوریکه راندمان سپتیک تانک در تصفیه فاضلاب­های بهداشتی معمولاً به 30-10 درصد می­رسد. معمولاً از مخزن دوم سپتیک تانک نیز برای پمپاژ فاضلاب به مخزن هوادهی سیستم تصفیه بیولوژیکی استفاده می­شود.

فاضلاب خروجی سپتیک تانک وارد مخزن هوادهی شده و در آنجا با انجام هوادهی، اکسیژن موردنیاز میکروارگانیسم­ها تأمین می­گردد. در مخزن هوادهی باکتری­ها بخش عمده­ای از مواد آلی را جذب خود کرده و قسمتی از آن را هضم می­نمایند. مخلوط فاضلاب و باکتریها به مخزن ته­نشینی (زلال سازی) هدایت شده و در آنجا با کمک نیروی ثقل، توده باکتری و میکروارگانیسم­ها از آب جدا می­شود. چون باکتری­ها و میکروارگانیسم­ها مهمترین عوامل در تصفیه این نوع فاضلاب هستند، لذا همواره بخشی از آنها از واحد ته­نشینی ثانویه خارج شده و همراه با پساب از سیستم بیرون می­روند. به منظور جلوگیری از بروز هرگونه مشکل ناشی از آنها در اغلب موارد از یک سیستم گندزدایی (ضدعفونی) برای حذف آنها استفاده می­شود.

باید توجه داشت که در فاضلاب­ بیمارستان­ها معمولا مقادیری از آنتی­بیوتیک­ها و دیگر عوامل کشنده باکتری­ها و میکروارگانیسم­ها وجود دارد، لکن غلظت کم اینگونه ترکیبات خوشبختانه اختلال عمده­ای در فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب ایجاد نکرده و تنها اندکی راندمان را کاهش می­دهند. البته در برخی بیمارستان­ها در قسمت رختشویخانه (لاندری) مقدار مصرف مواد ضدعفونی کننده نظیر وایتکس به حدی بالاست که درصورت ورود فاضلاب آنها به سیستم تصفیه، مشکلات و اختلالات جدی در فرآیند تصفیه اتفاق می­افتد. در چنین مواردی یا باید سیستم تصفیه فاضلاب رختشویخانه (لاندری) را از سیستم تصفیه فاضلاب کل بیمارستان جدا کرد و یا اینکه با انجام یک فرآیند پیش تصفیه اثر نامطلوب مواد ضدعفونی کننده را به حداقل رساند. این سیستم پیش تصفیه معمولاً شامل یک سیستم تزریق مواد شیمیایی برای خنثی­سازی فاضلاب رختشویخانه (لاندری) است.

در شکل 6-4 فرآیند کلی تصفیه فاضلاب­های بهداشتی بیمارستان­ها نشان داده شده است.

شکل 6-4: نمای کلی فرآیند تصفیه فاضلاب­های بیمارستانی

6-4- خمیرمایه

6-5- دامپروری

دامپروری به دانش و فن مدیریت در پرورش،تغذیه  واصلاح نژاد دام برای دستیابی به استانداردهای ملی و فراملی گفته می­شود و ازاین­رو به شخص حقوقی یا حقیقی که با استفاده از روش علمی، فنی یا تجربی به پرورش انواع دام می­پردازد،دامپرور می­گویند. البته اگر نگهداری و پرورش یک یا چند نوع دام بصورت سنتی انجام شود، به آن دامداری و به شخصی که دامداری را انجام می­دهد، دامدار می­گویند.

اگرچه بخش اصطبل دامپروری معمولاً خشک است اما در بخش شیردوشی همواره مقداری فاضلاب ناشی از شستشوی دام­ها و تجهیزات و سطوح محل شیردوشی تولید می­شود. این فاضلاب به علت دارا بودن مقادیر قابل توجهی از فضولات دامی، خاک و شیر دارای آلودگی زیادی است که برای تخلیه آن به محیط زیست و یا استفاده از آن برای دیگر مصارف نیاز به تصفیه دارد.

6-5-1- حجم فاضلاب

حجم فاضلاب دامپروری­ها معمولاً بستگي مستقيمي به مقدار نوع دام، روش نگهداری، سیستم شیردوشی و سطح بهداشت دارد. البته بهترين معيار برآورد مقدار فاضلاب، ميزان آب مصرفي است که پس از مصرف به فاضلاب تبدیل می­شود. چنانچه اطلاعات كافي در خصوص مقدار آب مصرفي که -مستقیماً به فاضلاب تبدیل می­شود- در دسترس نباشد، حجم فاضلاب توليدي را مي‌توان با در نظرگرفتن سرانة تولید فاضلاب برای ازای هر رأس دام محاسبه نمود.

در جدول 6-9 سرانه تولید فاضلاب در شرایط مختلف آمده است. برای محاسبه حجم فاضلاب روزانه کافی است تعداد دام­ها را در مقدار سرانه تولید فاضلاب ضرب نمود.

جدول6-9: سرانه تولید فاضلاب دامپروری در ایران

ردیف منشأ تولید فاضلاب واحد مقدار سرانه

(لیتر)

نوع دام نوع پرورش سطح بهداشت
1 گاو شیری بالا راس دام 100
2 متوسط راس دام 60

 

6-5-2- کیفیت فاضلاب

مواد خارجی که طی فعالیت­های یک دامپروری وارد آب می­شوند عمدتاً شامل فضولات  دام، شیر و مواد معدنی معلق مانند خاک،و مواد معدنی محلول مانند نمک و مواد شوینده (دترجنت­ها) می­باشند. نمونه­ای از آنالیز کیفیت فاضلاب دامپروری در جدول 6-10 آمده است.

جدول6-10 : آناليز فاضلاب دامپروری (گاو شیری)

مقدار واحد پارامتر رديف
29/8 pH 1
5/2 mg/lit DO 2
583 mg/lit BOD5 3
960 mg/lit COD 4
528 mg/lit SCOD 5
2563 mg/lit TDS 6
1411 mg/lit TSS 7
05/9 mg/lit TP 8
19/56 mg/lit TKN 9
3974 mg/lit TS 10

 

6-5-3- فرآیند تصفیه فاضلاب

انتخاب فرآیند تصفیه یکی از مهمترین بخش­های طراحی یک سیستم تصفیه فاضلاب می­باشد که هرگونه اشتباه در آن باعث هدررفت هزینه­های مالی و زمانی انجام شده می­شود. مهمترین عوامل موثر در انتخاب فرآیند تصفیه عبارتند از:

1- حجم فاضلاب

2- غلظت هریک از آلاینده­ها به خصوص دو شاخص مهم BOD5و COD

3- نسبت BOD5به COD

4- راندمان مورد نیاز جهت تصفیه

5- سهولت راهبری و بهره­برداری از سیستم

6- نوسانات کیفی و کمی در تولید فاضلاب

7- هزینه ساخت، راهبری و بهره برداری از سیستم

 

از آنجائیکه بخشی از مواد آلاینده فاضلاب از قبیل فضولات دام و ذرات خاک و رس بصورت معلق بوده و قابلیت ته­نشینی یا شناورشدن بر روی سطح را دارند، لذا به منظور کاهش بار وارده بر واحدهای بعدی تصفیه بهتر است که ابتدا از یک سپتیک تانک استفاده نمود. بدین ترتیب بخش عمده­ای از ذرات معلق طی فرآیند ته­نشینی و شناوری بصورت فیزیکی و با هزینه کمتر و سهولت بیشتر از فاضلاب جدا می­شوند.

به علاوه حجم نسبتاً زیاد سپتیک تانک باعث می­شود که عملیات یکنواخت سازی فاضلاب از لحاظ حجم و کیفیت به خوبی انجام شده و فاضلاب خروجی از سپتیک تانک با کیفیت و حجم نسبتاً ثابتی به واحدهای بعدی هدایت شود. به عبارت دیگر سپتیک تانک علاوه بر حذف ذرات معلق قابل ته­نشینی و بخشی از ذرات درشت چربی و روغن­، عملیات یکنواخت سازی فاضلاب را از لحاظ کیفیت و کمیت نیز به انجام می­رساند.

همچنین وجود شرایط مناسب برای رشد برخی باکتری­ها و میکروارگانیسم­ها در لجن تجمع یافته و ته­نشین شده در سپتیک تانک، باعث انجام برخی فرآیندهای بیولوژیکی در تصفیه فاضلاب شده بطوریکه راندمان سپتیک تانک در تصفیه فاضلاب­های دامپروریبرای شاخص­های BOD5 و CODمعمولاً به 40-35 درصد و برای شاخص TSS به 60 درصد می­رسد. در مواردی که واحدهای بعدی تصفیه در ارتفاع بالاتری نسبت به سپتیک تانک قرار گرفته  از مخزن دوم سپتیک تانک می­توان برای پمپاژ فاضلاب استفاده کرد.

در مرحله بعد با توجه به آنکه بخش عمده­اي از آلاينده­هاي فاضلاب‌هاي تولیدی دامپروری­ها را موادآلي تشكيل مي­دهند كه توسط ميكروارگانيسم­ها قابل تجزيه مي­باشند، لذا استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی مطرح می­گردد. چراکه تجربيات عملي و دانش تصفيه نشان داده است كه وقتی نسبت BOD5به COD  بيش از 50/0 باشد، استفاده از روشهاي بيولوژيكي تصفية فاضلاب با توجه به كارايي بالاي آنها اولويت دارد. اين درحالي است كه اين نسبت در فاضلاب‌هاي دامپروری­­ها در محدودة 60/0 –55/0 قراردارد كه نشان می­دهد که استفاده از روشهای بیولوژیکی کارایی  مطلوبی خواهد داشت.

اما چون غلظت BOD5 فاضلاب­ در این مرحله معمولاً کمتر از 1000 میلیگرم در لیتر است، استفاده از فرآیندهای بی­­هوازی که در غلظت­های بالا کارایی دارند، تأثیر قابل توجهی در فرآیند  تصفیه نداشته و بهتر است که برای دستیابی به یک سیستم تصفیه کارا و کم­هزینه ­از فرآیندهای هوازی بیولوژیکی برای تصفیه این نوع فاضلاب­ها استفاده نمود. البته اگر حجم فاضلاب روزانه بیش از 500 مترمکعب در شبانه روز باشد استفاده از روشهای بی­هوازی باعث کاهش هزینه­های سیستم تصفیه فاضلاب خواهد گردید.

از میان روشهای هوازی بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب دامپروری­ها فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده پیشنهاد می­شود. بدین ترتیب فاضلاب خروجی سپتیک تانک وارد مخزن هوادهی شده و در آنجا با انجام هوادهی، اکسیژن موردنیاز میکروارگانیسم­ها و باکتری­ها برای انجام فعالیتهای بیولوژیکی تأمین می­گردد. در مخزن هوادهی باکتری­ها بخش عمده­ای از مواد آلی را جذب خود کرده به کمک واکنش­های بیوشیمیایی درون خود به سلول­های جدید و انرژی تبدیل کرده و باعث تصفیه فاضلاب می­شوند.

مخلوط فاضلاب و باکتریها به مخزن ته­نشینی (زلال سازی) هدایت شده و در آنجا با کمک نیروی ثقل، توده باکتری و میکروارگانیسم­ها از آب جدا می­شود. بخشی از این توده باکتری (لجن بیولوژیکی) برای ادامه فرآیند­های تصفیه بیولوژیکی به مخزن هوادهی برگشت داده می­شود که به همین سبب به این روش لجن فعال می­گویند. مازاد لجن نیز به هاضم لجن انتقال می­یابد.

گاهی مقداری از باکتری­ها به دلایل مختلف در مخزن ته­نشینی ثانویه ته­نشین نشده و از آن خارج شده و همراه با پساب از سیستم بیرون می­روند. به منظور جلوگیری از بروز هرگونه مشکل ناشی از آنها در اغلب موارد از یک سیستم گندزدایی (ضدعفونی) برای حذف آنها استفاده می­شود.

در شکل 6-6 فرآیند کلی تصفیه فاضلاب­های دامپروری­ها نشان داده شده است.

شکل 6-6: نمای کلی فرآیند تصفیه فاضلاب­دامپروری گاو شیری

6-6- رستوران

رستوران محلی است که در آن علاوه بر پخت، غذا در همان محل سرو شده و ظروف مربوط به سرو غذا شسته می­شود. به عبارت دیگر تفاوت یک آشپزخانه و یک رستوران در محل مصرف غذا می­باشد چرا که در رستوران غذا در همان محل پخت، مصرف می­شود در حالیکه در یک آشپزخانه تنها پخت غذا صورت می­گیرد و غذا برای مصرف به محل دیگری منتقل می­شود. اهمیت این تفاوت در سیستم تصفیه فاضلاب آن است که هنگامی که غذا در محل پخت مصرف می­شود، شستشوی کلیه ظروف شامل ظروف مربوط به پخت و ظروف مربوط به سرو در یک محل انجام گرفته و بدین ترتیب مقدار تولید فاضلاب به ازای هر پرس غذا افزایش می­یابد. همچنین تغییر مختصری نیز در کیفیت فاضلاب تولیدی رخ می­دهد.

اصلی­ترین منابع تولید فاضلاب در رستوران ناشی از شستشوی مواد اولیه غذایی، ظروف پخت، ظروف سرو و همچنین کف و دیگر سطوح رستوران است. بدین ترتیب روغن، چربی، ذرات باقی­مانده مواد غذایی و ذرات خاک بطور عمده­ای وارد فاضلاب رستوران­ها می­شوند.

6-6-1- حجم فاضلاب

حجم فاضلاب رستوران­ها معمولاً بستگي مستقيمي به مقدار پخت غذا، روش پخت، نوع غذا و سطح بهداشت دارد. البته بهترين معيار برآورد مقدار فاضلاب، ميزان آب مصرفي است. چنانچه اطلاعات كافي در خصوص مقدار آب مصرفي در دسترس نباشد، حجم فاضلاب توليدي را مي‌توان با در نظرگرفتن سرانة تولید فاضلاب برای ازای هر پرس غذا محاسبه نمود. تجربیات عملی نشان داده است که به ازای هر پرس غذای گرم در کشور ما در رستوران­ها 18-10 لیتر فاضلاب تولید می­شود اگرچه بطور معمول این مقدار را در اکثر محاسبات 12 لیتر فرض می­کنند اما برای برآورد دقیق­تر پیشنهاد می­شود که مقدار سرانه تولید فاضلاب مطابق جدول 6-11 در نظرگرفته شود.

برای محاسبه حجم فاضلاب روزانه کافی است تعداد پرس غذای پخت و سرو شده را در مقدار سرانه تولید فاضلاب ضرب نمود.

جدول6-11: سرانه تولید فاضلاب رستوران در ایران

ردیف منشأ تولید فاضلاب واحد مقدار سرانه

(لیتر)

نوع غذا روش پخت ظرفیت پخت سطح بهداشت
1 ایرانی سنتی 100 بالا پرس غذا 18
2 متوسط پرس غذا 15
3 200 بالا پرس غذا 17
4 متوسط پرس غذا 15
5 500 بالا پرس غذا 17
6 متوسط پرس غذا 14
7 1000 بالا پرس غذا 16
8 متوسط پرس غذا 13
9 2000 بالا پرس غذا 15
10 متوسط پرس غذا 13
11 5000 بالا پرس غذا 14
12 متوسط پرس غذا 12
13 صنعتی 1000 بالا پرس غذا 14
14 متوسط پرس غذا 12
15 2000 بالا پرس غذا 13
16 متوسط پرس غذا 11
17 5000 بالا پرس غذا 13
18 متوسط پرس غذا 11
19 فست فود 100 بالا پرس غذا 13
20 متوسط پرس غذا 11
21 500 بالا پرس غذا 12
22 متوسط پرس غذا 10

 

6-6-2- کیفیت فاضلاب

مواد خارجی که طی فعالیت­های یک رستوران وارد آب می­شوند عمدتاً شامل روغن و چربی، باقی­مانده مواد غذایی، ترکیبات آلی قابل تجزیه بیولوژیک، مواد معدنی معلق مانند خاک، مواد معدنی محلول مانند نمک و مواد شوینده (دترجنت­ها) می­باشند. آنالیز کیفیت معمول فاضلاب رستوران­ها در جدول 6-12 آمده است.

جدول6-12 : آناليز فاضلاب رستوران­ها

مقدار معمول محدوده واحد پارامتر رديف
7 5/8 – 6 pH 1
650 1200 – 400 mg/lit COD 2
280 500 – 180 mg/lit BOD5 3
85 150 – 60 mg/lit TSS 4
120 250 – 80 mg/lit Oil&Grease 5
800 1400 – 500 mg/lit TDS 8

6-6-3- فرآیند تصفیه فاضلاب

انتخاب فرآیند تصفیه یکی از مهمترین بخش­های طراحی یک سیستم تصفیه فاضلاب می­باشد که هرگونه اشتباه در آن باعث هدررفت هزینه­های مالی و زمانی انجام شده می­شود. مهمترین عوامل موثر در انتخاب فرآیند تصفیه عبارتند از:

1- حجم فاضلاب

2- غلظت هریک از آلاینده­ها به خصوص دو شاخص مهم BOD5و COD

3- نسبت BOD5به COD

4- راندمان مورد نیاز جهت تصفیه

5- سهولت راهبری و بهره­برداری از سیستم

6- نوسانات کیفی و کمی در تولید فاضلاب

7- هزینه ساخت، راهبری و بهره برداری از سیستم

 

از آنجائیکه بخشی از مواد آلاینده فاضلاب از قبیل باقی­مانده مواد غذایی و ذرات خاک و رس بصورت معلق بوده و قابلیت ته­نشینی دارند، لذا به منظور کاهش بار وارده بر واحدهای بعدی تصفیه بهتر است که ابتدا از یک سپتیک تانک استفاده نمود. بدین ترتیب بخش عمده­ای از ذرات معلق طی فرآیند ته­نشینی و شناوری بصورت فیزیکی و با هزینه کمتر و سهولت بیشتر از فاضلاب جدا می­شوند.

به علاوه حجم نسبتاً زیاد سپتیک تانک باعث می­شود که عملیات یکنواخت سازی فاضلاب از لحاظ حجم و کیفیت به خوبی انجام شده و فاضلاب خروجی از سپتیک تانک با کیفیت و حجم نسبتاً ثابتی به واحدهای بعدی هدایت شود. به عبارت دیگر سپتیک تانک علاوه بر حذف ذرات معلق قابل ته­نشینی و بخشی از ذرات درشت چربی و روغن­، عملیات یکنواخت سازی فاضلاب را از لحاظ کیفیت و کمیت نیز به انجام می­رساند.

همچنین وجود شرایط مناسب برای رشد برخی باکتری­ها و میکروارگانیسم­ها در لجن تجمع یافته و ته­نشین شده در سپتیک تانک، باعث انجام برخی فرآیندهای بیولوژیکی در تصفیه فاضلاب شده بطوریکه راندمان سپتیک تانک در تصفیه فاضلاب­های بهداشتی معمولاً به 30-10 درصد می­رسد. در مواردی که واحدهای بعدی تصفیه در ارتفاع بالاتری نسبت به سپتیک تانک قرار گرفته  از مخزن دوم سپتیک تانک می­توان برای پمپاژ فاضلاب استفاده کرد.

در مرحله بعد با توجه به آنکه بخش عمده­اي از آلاينده­هاي فاضلاب‌هاي تولیدی رستوران­ها را موادآلي تشكيل مي­دهند كه توسط ميكروارگانيسم­ها قابل تجزيه مي­باشند، لذا استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی مطرح می­گردد. اما قبل از آن باید تا حدامکان چربی و روغن موجود در فاضلاب را حذف نمود.

چراکه تجربيات عملي و دانش تصفيه نشان داده است كه وقتی نسبت BOD5به COD  بيش از 50/0 باشد، استفاده از روشهاي بيولوژيكي تصفية فاضلاب با توجه به كارايي بالاي آنها اولويت دارد. اين درحالي است كه اين نسبت در فاضلاب‌هاي رستوران­ها که چربیگیری نشده باشد، در محدودة 45/0 – 35/0 قراردارد كه نشان می­دهد که استفاده مستقیم از روشهای بیولوژیکی کارایی  چندانی نخواهد داشت.

علت نسبت پایین BOD5به COD  در فاضلاب رستوران­ها قبل از مرحله چربیگیری عمدتاً به سبب وجود مقادیر نسبتاً زیادی روغن و چربی است. چراکه روغن و چربی­ها به علت حلالیت بسیارکم در آب، به سختی توسط میکروارگانیسم­ها و باکتری­ها تجزیه می­شوند. از سوی دیگر ذرات روغن و چربی با احاطه باکتری­ها مانع جذب مواد به داخل سلول شده و قابلیت تجزیه بیولوژیکی را کاهش می­دهند. از این رو حذف روغن و چربی از فاضلاب رستوران قبل از واحدهای تصفیه بیولوژیکی، نقش اساسی در کارایی آنها دارد. تجربیات عملی نشان می­دهد که اغلب مشکلات سیستم­های تصفیه فاضلاب رستوران‌ها ناشی از ورود مقادیر زیادی از روغن و چربی به واحدهای تصفیه بیولوژیکی است.

به منظور چربیگیری فاضلاب رستوران بسته به حجم فاضلاب و شرایط هرپروژه از سیستم­های مختلفی از قبیل چربیگیر ثقلی، API، CPI و DAF می­توان استفاده نمود.

پس از مرحله حذف روغن و چربی (چربیگیری) نسبت BOD5به COD فاضلاب با حدود 6/0-55/0 می­رسد که برای استفاده از روشهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب مناسب است. اما چون غلظت BOD5 فاضلاب­ در این مرحله معمولاً کمتر از 1000 میلیگرم در لیتر است، استفاده از فرآیندهای بی­­هوازی که در غلظت­های بالا کارایی دارند، تأثیر قابل توجهی در فرآیند  تصفیه نداشته و بهتر است که برای دستیابی به یک سیستم تصفیه کارا و کم­هزینه ­از فرآیندهای هوازی بیولوژیکی برای تصفیه این نوع فاضلاب­ها استفاده نمود. از میان روشهای هوازی بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب رستوران­ها فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده پیشنهاد می­شود.

بدین ترتیب فاضلاب خروجی سپتیک تانک وارد مخزن هوادهی شده و در آنجا با انجام هوادهی، اکسیژن موردنیاز میکروارگانیسم­ها و باکتری­ها برای انجام فعالیتهای بیولوژیکی تأمین می­گردد. در مخزن هوادهی باکتری­ها بخش عمده­ای از مواد آلی را جذب خود کرده به کمک واکنش­های بیوشیمیایی درون خود به سلول­های جدید و انرژی تبدیل کرده و باعث تصفیه فاضلاب می­شوند.

مخلوط فاضلاب و باکتریها به مخزن ته­نشینی (زلال سازی) هدایت شده و در آنجا با کمک نیروی ثقل، توده باکتری و میکروارگانیسم­ها از آب جدا می­شود. بخشی از این توده باکتری (لجن بیولوژیکی) برای ادامه فرآیند­های تصفیه بیولوژیکی به مخزن هوادهی برگشت داده می­شود که به همین سبب به این روش لجن فعال می­گویند. مازاد لجن نیز به هاضم لجن انتقال می­یابد.

گاهی مقداری از باکتری­ها به دلایل مختلف در مخزن ته­نشینی ثانویه ته­نشین نشده و از آن خارج شده و همراه با پساب از سیستم بیرون می­روند. به منظور جلوگیری از بروز هرگونه مشکل ناشی از آنها در اغلب موارد از یک سیستم گندزدایی (ضدعفونی) برای حذف آنها استفاده می­شود.

در شکل 6-7 فرآیند کلی تصفیه فاضلاب­های رستوران­ها در حالت استفاده از چربیگیر ثقلی و در شکل 6-8 در حالت استفاده از چربیگیرهای API، CPI و DAF نشان داده شده است.

شکل 6-7: نمای کلی فرآیند تصفیه فاضلاب­رستوران در صورت استفاده از چربیگیر ثقلی

 

شکل 6-8: نمای کلی فرآیند تصفیه فاضلاب­رستوران در صورت استفاده از چربیگیر API، CPI، DAF

[1] Sanitary