فاضلاب کشتارگاه
مقدمه
کشتارگاه محلی برای کشتار حیوانات و پرداخت گوشت مورد استفاده قرار می گیرد. محصولات پایانی شامل لاشه تازه و بخش‌های متفاوتی از بدن حیوان مانند قلب، جگر، کلیه‌ها و زبان هست. یک کارخانه که گوشت تازه را فرآوری می‌کند کارخانه بسته‌بندی نامیده می‌شود. در پردازش گوشت، گوشت تازه دریافت شده از کشتارگاه سرد شده، پاک می‌شود و برای انواع گوشت تازه و قسمت‌های مختلف زائدات برش داده می‌شود. کارخانه بسته‌بندی شماری از محصولات فرعی مانند چربی خوک، پیه خوراکی، موادی برای تغذیه حیوانات، محصولات صابون‌سازی و چسب سازی را تولید می‌کند. کارخانه‌های پرداخت، ضایعات غیرقابل‌خوردن مانند استخوان‌ها و زائده‌ها را پردازش می‌کنند.
نمودار کلی جریان یک کشتارگاه در اینجا جدول‌بندی شده است. تقریباً تمامی کشتارگاه‌ها محلی برای نگهداری حیوانات قبل از ذبحشان دارند. انواع زائداتی که به‌وسیله عملیات جداگانه تولید می‌شود در زیر جدول‌بندی شده است.
عملیات انجام‌شده در کشتارگاه و کارخانه پردازش گوشت
- محل نگهداری چارپایان: حیوانات قبل از نیمه‌شب برای ذبح روز آینده آورده می‌شوند. به‌منظور کاهش محتوای شکمشان چیزی برای خوردن داده نمی‌شود. فاضلاب تولیدی در اینجا شامل اوره، کود، کاه و فاضلاب ناشی از شستن وسایل نقلیه حیوانات به محل نگهداری چارپایان می‌باشد.
- محل کشتار: پس از ذبح حیوانات، لاشه آن‌ها سرد و خون جمع‌آوری می‌شود. پوست‌ها از بدن حیوانات کنده‌شده، مواد داخل شکمی خارج و لاشه به قطعات کوچک‌تری تقسیم می‌شود. فرآیند برش سبب تولید خون، پودر استخوان و چربی می‌شود.
- بخش بسته‌بندی: خون جمع‌آوری‌شده، به‌وسیله حرارت منعقد و سپس فیلتر می‌شود.
- کارخانه پرداخت: تمام تولیدات غیرقابل‌خوردن خارج‌شده از فرآیندهای کشتار و بسته‌بندی مانند استخوان، مو، سم، شاخ، زائده‌های پوستی، روغن، چربی، پوست و… برای تولید چسب و ژلاتین به مکان مورد نظر فرستاده می‌شوند.
خصوصیات فاضلاب
این فاضلاب‌ها دارای جریان متناوب، حاوی BOD و جامدات معلق بالا بوده، بوزا هستند و تولید لجن سنگینی می‌کنند که در هنگام تخلیه به آب ته‌نشینی می‌شود. خصوصیات کیفی و کمی فاضلاب از یک کارخانه به کارخانه دیگر و از فصلی دیگر متفاوت است و نوع حیوانات ذبح‌شده و روش‌های مدیریتی بستگی دارد. ساکسنا، چهار کارخانه گوشت را موردمطالعه قرارداد و خصوصیات فاضلاب خام آن‌ها در جدول زیر آورده شده است.
در کشتارگاه‌های بزرگ، خون جمع‌آوری و برای تغذیه و کود پردازش می‌شود. BOD خون در حدود 165000 میلی‌گرم در لیتر است و به‌آسانی منعقد و تجزیه می‌شود. محتویات شکم، جداشده و جداگانه دفع می‌شود. مقدار محتویات شکم از 4.5 کیلوگرم تا 18 کیلوگرم برای هر حیوان متفاوت است. جداسازی آب‌خنک کننده از سایر بخش‌های کشتارگاه و کارخانه بسته‌بندی گوشت روشی معمول برای مدیریت فاضلاب هست. این روش، بازیافت محصولات جانبی قابل‌فروش را آسان می‌کند. حذف چربی از جریان‌های فاضلاب کمک زیادی در کاهش بار آلودگی وارده به واحدهای تصفیه پایین‌دست جریان می‌کند. محتویات شکم، زائدات سطح محل برش و قطع زائده‌ها، مو و لجن به‌وسیله آشغال‌گیرها حذف می‌شوند. کشتارگاه‌ها مقادیر قابل‌توجهی مواد زائد جامد تولید می‌کنند که اگر به‌درستی کنترل نشوند می‌توانند سبب مشکلات آلودگی بسیار شوند. متوسط زائدات جامد تولیدی در جدول زیر آورده شده است.
TLWK، تن وزن دام سالم کشته‌شده.
تصفیه فاضلاب
نوع تصفیه به‌اندازه صنعت و شیوه دفع فاضلاب تصفیه‌شده بستگی دارد. صنایع کوچک ممکن است از آشغال‌گیری، ته‌نشینی، فیلتراسیون و کلریناسیون استفاده کنند. صنایع متوسط و بزرگ ممکن است علاوه بر آشغال‌گیری و ته‌نشینی، تصفیه فیزیکی و بیولوژیکی را انجام دهند. ته‌نشینی سبب حذف BOD حدود 35-30 درصد و جامدات معلق حدود 65-60 درصد می‌شود.
گزارش‌شده است که تصفیه شیمیایی با آلوم لخته‌هایی با ته‌نشینی ضعیف تولید می‌کند درحالی‌که کلریدفریک و سولفات فریک نتایج بهتری را به دنبال دارد. کلریناسیون فاضلاب در PH پایین (زیر 4.2) به مقدار کمتری کلر نیاز دارد. استفاده از ترکیب کلریدفریک و کلر در حوض‌های پر و خالی شونده برای تصفیه‌خانه‌های کوچک بسیار کار می‌کند. همواره تصفیه بیولوژیکی به شکل صافی چکنده، فرآیند لجن فعال، لاگون هوادهی شده یا برکه اکسیداسیون به دنبال تصفیه فیزیکی، شیمیایی یا هر دو فرآیند می‌آید. گزارش‌شده که صافی چکنده دومرحله‌ای کاهش BOD در حدود 94 درصد را به همراه دارد.
هوادهی لجن فعال به دنبال پیش هوادهی و ته‌نشینی (بازگشت 90 درصدی لجن به حوض هوادهی و 10 درصد به حوض پیش هوادهی) باعث کاهش 98.8 درصدی BOD کل می‌شود. این نشان می‌دهد که فاضلاب می‌تواند به‌طور موفقیت‌آمیزی به‌وسیله هضم بی‌هوازی با جریان رو به بالای پیوسته تصفیه شود. جریانی با میزان بارگذاری 1.6 کیلوگرم BOD در مترمکعب، باعث حذف 98-96 درصدی BOD می‌شود. گاز تولیدی در حدود 0.05 مترمکعب به ازاء هر کیلوگرم جامدات فرار بود.
ارزیابی آزمایشگاهی یک راکتور لجن بی‌هوازی تصفیه‌کننده فاضلاب فرایندهای کشتارگاه گاو نشان داد که درزمان ماند هیدرولیکی (HRT) پائین، لجن گرانوله به‌خوبی لجن لخته شده عمل می‌کند. کاهش BOD در لجن گرانوله در HRT حدود 30 ساعت، بیشتر از 70 درصد بود. لاگوواسکی و نخلا یک سیستم هوادهی گسترده را بعد از شناورسازی هوای محلول (DAF) توسعه دادند. آن‌ها سیستم بیولوژیکی را به سیستم حذف بیولوژیکی مواد مغذی و سیستم DAF بهینه‌شده تبدیل کردند. این سیستم باعث بهبود قابل‌توجه عملکرد در کاهش هزینه بهره‌برداری شد.
خانا و مالهورت نتایجی از یک بررسی آزمایشگاهی بر روی مدل‌های برکه هوادهی طراحی‌شده با روش بدون بعد ارائه دادند. آن‌ها از این مطالعه نتیجه گرفتند که کار آیی حذف BOD در تصفیه اقتصادی فاضلاب کشتارگاه‌های کوچک در برکه‌های تثبیت هوازی (با بار آلی 160 کیلوگرم در هکتار در هرروز با زمان‌ماند 21 روز) در حدود 92 درصد بود. این نتایج برای شرایط هواسنجی در رارکی (29 درجه و 52 دقیقه شمالی) به دست آمد.
ساکسنا فرایند دنیتریفیکاسیون بی‌هوازی نیتریفایرهای فاضلاب تصفیه‌شده کشتارگاه را موردمطالعه قرارداد. در یک مطالعه آزمایشگاهی با استفاده از یک صافی بی‌هوازی با جریان رو به بالا و متانول به‌عنوان منبع کربن، کاهش 5/98-95 درصدی غلظت نیتریت و نیترات (در میزان بار 2.64-2.8 کیلوگرم نیترات نیتروژنه در مترمکعب در روز) مشاهده شد.
ساکسنا، سینقال وهاسیجا، 15 قارچ بیماری‌زای ناشی از پساب یک کارخانه تولید ژلاتین را که برای آبیاری به کار می‌رفت، شناسایی کردند. از 15 نوع قارچ، 6 نوع برای انسان، 1 نوع برای محصولات و بقیه برای هم انسان و هم محصولات بیماری‌زا بودند. جایان گادال و همکاران مناسب بودن برکه تثبیت برای تصفیه بیشتر فاضلاب تصفیه‌شده به روش بی‌هوازی از کشتارگاه‌ها را موردمطالعه قراردادند. آن‌ها دریافتند ترقیق این فاضلاب با فاضلاب خانگی، جهت به دست آوردن رشد جلبکی مناسب را موردنیاز است. کاهش 91.2 درصدی BOD در این روش مشاهده شد. ماده اصلی استخوان، یک ماده آلبومینی است که بعد از تصفیه استخوان‌ها با اسید هیدروکلریک رقیق باقی می‌ماند. این ماده به‌عنوان مواد خام برای تولید ژلاتین و چسب به کار می‌رود که توسط انعقاد با آلوم، آهک، سولفات منیزیم، کلرید فریک و ترکیبی از آن‌ها به دست می‌آید. مقدار بهینه الوم تجاری (500 میلی‌گرم در لیتر) سبب حذف 79 درصدی جامدات معلق و 45 درصدی COD شده است. حذف 76 درصدی جامدات معلق و 55 درصدی COD در مقدار 400 میلی‌گرم در لیتر آهک (به‌تنهایی) به دست آمد. سولفات منیزیم و کلرید فریک نامناسب بودند. آلوم با آهک، لجن باقابلیت زهکشی خوب تولید می‌کنند.
یک راکتور UASB با ظرفیت 630 مترمکعب برای تصفیه فاضلاب کشتارگاه در زمان‌ماند هیدرولیکی 19 ساعت و بار COD 4 کیلوگرم در مترمکعب در روز مورداستفاده قرار گرفت. کارایی این سیستم، کاهش COD در حدود 85 در صد و تولید 0.9 مترمکعب بیوگان به ازاء هر مترمکعب فاضلاب بوده است. ساختمان تصفیه‌خانه با مطالعات روی تصفیه‌خانه پایلوت 6.5 مترمکعبی ساخته شد. خراط و همکاران تولید جامدات معلق و مدیریت آن‌ها را در کشتارگاه موردبررسی قراردادند. روش‌های موردبررسی شامل کمپوست کردن، متان سازی زیستی، زباله‌سوزی و پردازش خشک و تر بودند.
فاضلاب‌های گوشت در برکه‌های هوازی کم‌عمق با 0.66 متر عمق و بار آلی 24% کیلوگرم BOD در مترمربع در روز تصفیه شدند. فاضلاب پیش ته‌نشینی شد و BOD فاضلاب ته‌نشین شده 175 میلی‌گرم در لیتر بود. کاهش 96 درصدی BOD در تابستان و 75 درصدی در زمستان مشاهده شد. یک برکه بی‌هوازی (بازمان ماند 6 روز با عمق مایع 4-3 متر در بارگذاری 0.244 کیلوگرم BOD در مترمکعب در روز) و به دنبال آن برکه هوازی (بازمان ماند 19 روز با عمق مایع 0.9 متر در بارگذاری 0.0056 کیلوگرم BOD در مترمکعب در روز)، BOD را از 1100 میلی‌گرم در لیتر به 67 میلی‌گرم در لیتر کاهش می‌دهد.
حذف 90 درصدی COD در یک فرایند تماس بی‌هوازی در مقیاس کامل برای تصفیه فاضلاب بسته‌بندی گوشت (با دمای C35-30، در میزان بار COD 2.5 کیلوگرم در مترمکعب در روز و زمان‌ماند هیدرولیکی 13.5 ساعت) به دست آمد.
روشن‌روان و اوبیشی کاهش 70 درصدی COD را با صافی بی‌هوازی در بارگذاری 2 کیلوگرم COD در مترمکعب در روز به دست آوردند. هانومانولو مطالعات در مقیاس آزمایشگاهی بر روی تصفیه فاضلاب کشتارگاه با استفاده از فرایند بی‌هوازی و به دنبال آن فرایند هوازی انجام داد.
زمان‌ماند هیدرولیکی در هاضم بی‌هوازی 5 روز بوده است درحالی‌که زمان هوادهی در لجن فعال 23 ساعت بود. در این فرایند ترکیبی کاهش 95 درصدی BOD به‌راحتی به دست آمد.
فاضلاب کشتارگاه حاصل از پردازش گوشت ماکیان
پردازش گوشت ماکیان بخش ویژه‌ای از صنعت گوشت هست. کارخانه جات ماکیان شبیه کشتارگاه هستند، ولی فاضلاب متفاوت از آن تولید می‌شود. بنابر این روش‌های تصفیه آن تا حدودی متفاوت از کشتارگاه‌ها هست. این صنایع عموماً در نواحی روستایی واقع‌شده‌اند اما درصورتی‌که جایگاه مناسبی در اطراف شهر وجود داشته باشد، ممکن است در نواحی شهری نیز یافت شود. مراحل عملیات پردازش شامل: دریافت مرغ زنده، کشتار، خون‌ریزش، پرکنی، خالی کردن شکم (حذف اندام‌های داخلی)، یخ زدن، بسته‌بندی به‌صورت یخ‌زده یا منجمد برای حمل‌ونقل. این مراحل روشی مناسب برای دریافت و پردازش گوشت ماکیان در یک روز بدون نگهداری پرندگان زنده است.
فاضلاب در این صنایع از نگهداری ماکیان زنده، کشتار، خالی کردن شکم و پرکنی، آب پز و سرد کردن تولید می‌شود. عملیات شستن کارخانه نیز باعث مقداری از بار آلودگی می‌شود. بزرگ‌ترین منبع آلودگی زائدات خون است که شامل پرها، چرک و کود هست. تقریباً 6 درصد وزن بدن ماکیان خون است و مقدار BOD پنج‌روزه برای ماکیان حاوی خون کافی برابر 8 کیلوگرم در هر 1000 جوجه پردازش‌شده هست.
پیش از عملیات پرکنی، ماکیان را در آب داغ فرومی‌برند تا پرها به‌راحتی جدا شوند. این عملیات جریانی با دبی ثابت فاضلاب تولید می‌کند که آلودگی زیادی دارد. فاضلاب جاری‌شده از دستگاه پرکنی و خالی کردن شکم، از آشغال‌گیر دوار یا ارتعاشی می‌گذرد. مواد جداشده از اشغالگر، دفن یا سوزانده می‌شود. حذف روغن از فاضلاب گام اساسی دیگر در پیش‌تصفیه است. مقدار روغن ممکن است بین 1-0.5 کیلوگرم به اجزاء هر 1000 پرنده باشد. ویزیتوینیچ متوسط خصوصیات فاضلاب ناشی از پردازش گوشت ماکیان را در جدول 8-3 نشان می‌دهد.
(تصفیه فاضلاب کشتارگاه (ماکیان
راستن و همکاران پیش‌تصفیه بیولوژیکی موردنیاز برای فاضلاب ماکیان در یک کارخانه واقع در نروژ را بررسی کردند که شامل یک حوض یکنواخت ساز هوازی است که به دنبال آن دو راکتور غشاء بیولوژیکی با بستر متحرک به‌صورت سری وجود داشت. حذف COD محلول حدود 95-90 درصد بود. لی راکس، لانتینگ و سورنسون گزارش کردند که در فرآیند تصفیه فاضلاب کشتارگاه (در مقیاس کامل)، استفاده از افزودنی‌های غذایی مجاز (به‌عنوان مواد منعقد کننده) و به دنبال آن شناورسازی با هوای محلول برای تصفیه فاضلاب ماکیان مفید است.
یک فرآیند فیلتراسیون بیولوژیکی با رشد ثابت و به دنبال آن یک گودال اکسیداسیون برای دست‌یابی به مقررات BOD و نیتروژن آمونیومی پساب تصفیه‌شده به کار رفت. فریس یک بررسی کلی درباره مدیریت جامدات اولیه ناشی از پردازش گوشت ماکیان انجام داد. این روش‌های مدیریتی جایگزین شامل کاربرد در زمین، کمپوست کردن، تصفیه بی‌هوازی و پردازش هست. ویلسون و همکاران، انتخاب، طراحی و ایجاد یک سیستم راکتور ناپیوسته متوالی برای ارتقاء کیفیت پساب تصفیه‌خانه فاضلاب پردازش ماکیان با استفاده از سیستم شناورسازی با هوای محلول را موردبحث قراردادند. علی‌رغم بعضی از مشکلات راه‌اندازی و عملیاتی، سیستم قادر به برآورده کردن اهداف طراحی برای BOD15 (میلی‌گرم در لیتر) و جامدات معلق در یک سال بود.
ریچاردسون و ساوج نتایج حاصل از برنامه کاهش فاضلاب در تأسیسات پرداخت ماکیان را توصیف کردند. کاهش قابل‌توجه در استفاده از بار آب و فاضلاب با این برنامه تحقق یافت.
فاضلاب کشتارگاه حاصل از پردازش ماهی
فاضلاب ناشی از پردازش ماهی شامل فاضلاب تولیدی در مخازن نگهداری ماهی، دستگاه جدا کردن استخوان ماهی، دستگاه تولید ماهی خشک که به مصرف کود و غذای حیوانات می‌رسد، دستگاه فیله ماهی و کنسروسازی ماهی است. مخازن نگهداری ماهی مقادیر مختلفی یخ و مقدار زیادی آب‌نمک را تولید می‌کند که همراه با لجن، فلس ماهی، خون و روغن است. فاضلاب حاصل از دستگاه جدا کردن استخوان ماهی شبیه فاضلاب مخازن نگهداری ماهی است ولی حاوی احشاء بوده که جداشده و برای پردازش به‌عنوان پودر ماهی (به‌عنوان غذای حیوانات) یا ماهی فشرده‌شده محلول به کارخانه احیاء (کاهش حجم) فرستاده می‌شود. دستگاه تولید ماهی خشک فاضلابی مشابه با فاضلاب دو منبع ذکرشده در بالا است. مقدار زیاد پروتئین و مقدار کمی کربوهیدرات در فاضلاب دستگاه فیله ماهی وجود دارد، درحالی‌که فاضلاب حاصل از کنسروسازی ماهی حاوی مواد پروتئین دار، چربی و شوینده‌های مورداستفاده برای شست و شوی قوطی است.
فاضلاب‌های حاصل از پردازش ماهی با توجه به قوانین و مقررات رایج، به درون بندرگاه دفع می‌شود. اگر تصفیه موردنیاز باشد به شکل فرایند بیولوژیکی (هوازی و بی‌هوازی یا ترکیبی از این دو) رخ می‌دهد.
(تصفیه فاضلاب کشتارگاه (ماهی
بورد من و همکاران، تکنولوژی UASB را در دو حالت ناپیوسته و پیوسته مورد ارزیابی قراردادند و حذف BOD، COD و TSS به ترتیب 87، 83 و 83 به دست آمد. همچنین مشاهده کردند که غلظت سدیم در حد 5250 میلی‌گرم در لیتر اثر معکوس روی تصفیه داشت. مندز و همکاران از فیلتر بی‌هوازی برای تصفیه در دماهای ترموفیل و مزوفیل استفاده کردند. حذف 64 درصدی COD در دمای مزوفیلیک در بارگذاری 24 کیلوگرم در مترمکعب در روز و حذف 73 درصدی در دمای ترموفیلیک در بارگذاری 9 کیلوگرم در مترمکعب به دست آمد.
هر دو راکتور در کلراید (19-8 میلی‌گرم در لیتر) و سولفات بالا (2.7 تا 0.6 میلی‌گرم در لیتر) بهره‌برداری شدند که باعث تولید مقدار زیادی گاز H2S می‌شود. بوردمن و مک وی از UASB در مقیاس آزمایشگاهی برای تصفیه فاضلاب پردازش گوشت خرچنگ استفاده کردند و به حذف بیش از 90 درصدی BOD و COD در میزان متوسط بارگذاری 5.7 کیلوگرم COD در مترمکعب در روز دست یافتند. عدم استفاده از استات متان ساز سبب تغلیظ آمونیاک هم‌شکل (در گسترده غلظت 8 تا 155 میلی‌گرم در لیتر) شده است.
تصفیه بی‌هوازی فاضلاب با مقدار نمک بالا به علت تخلیه هیدرولیکی ماهی از کشتی‌ها به‌وسیله آسپی و همکاران موردمطالعه قرار گرفت ماده تلقیحی موجود در رسوبات دریایی بهتر از موادی بودند که در کود خوک در راه‌اندازی راکتورهای آزمایش وجود داشتند. پارامترهای سنتیکی همراه با حدود بازدارندگی سولفات، سولفید هیدروژن و سدیم در طی مطالعه تعیین شدند. وو و همکاران یافتند که جداسازی به‌وسیله نیروی ثقل (زمان‌ماند 30 دقیقه) و شناورسازی هوای القاء شده فاضلاب، حذف 57 درصدی چربی و 75 درصدی گریس را دارد.
فاضلاب کشتارگاه 1 فاضلاب کشتارگاه 1 فاضلاب کشتارگاه 1
فاضلاب کشتارگاه 2 فاضلاب کشتارگاه 2 فاضلاب کشتارگاه 2
فاضلاب کشتارگاه 3 فاضلاب کشتارگاه 3 فاضلاب کشتارگاه 3
