Trajtimi i ujrave të shkarkuar në industrin ushqimore
Me anë të këtij projekti do të
mundohemi të paraqesim metodat e trajtimit të ujrave të shkarkuar në industrinë ushqimore, në rastin tonë kemi të bëjme me fabriken e përpunimit të qumështit.
Trajtimi i ujrave të shkarkuar mund të bëhet në dy mënyra me metoden aerobike
dhe atë anaerobike, Metoda aerobike kërkon investime më të mdha por arrin të
bëjë konverzimin më të mirë të materjes që do të thotë se COD (chemical oxygen
demand/ harxhimi kimik i oksigjenit) nga
100 kg ulet në 2-10 kg pas trajtimit. Metoda anaerobike është ekonomikisht me
tërheqëse duke marrë parasysh që nga kjo metodë mund të nxjerim energji të shfrytëzueshme, dhe sipërfaqja e nevojshme për aplikimin e
kësaj metode është dukshëm më e vogël, vlera e COD-së nga 100 kg ulet deri 10-
20 kg COD pas trajtimit. Këshillohet që metoda aerobike aplikohet si fazë e dytë, tek metodat anaerobike, me te cilen arrihen standardet e aplikueshme për ujrat e shkarkuar industrial.
Me metoden e anaerobe të trajtimit
të ujrave të shkarkuar, nënkuptojm trajtimin e mbetjeve të cilat janë biodegraduese me
mikroorganizma pa pranin e oksigjenit. Ky lloj i procesit ndodhë edhe në
natyrë, në siperfqen nëntoksore, sikurse janë liqejt dhe nën sedimentin e
oqeaneve, procesë i cili është i njohur me emrin “Aktiviteti anerobik”, gjatë
këtij aktiviteti lirohet metani dhe dioksidi karbonit.
Metodat anaerobe e trajtimit të
ujrave të shkarkuar, mund të aplikohen në industri dhe në amvisni, me që rast
mund të prodhohet energji e shfrytëzueshme. Ky lloj i karbohidrati i liruar gjatë këtij procesi mund të
përdoret si lënd djegëse apo mund trajtohet që të përfitojm biogazin natyral. Mbetjet
të cilat krijohen me rastin e trajtimit të ujrave të shkarkuara, gjithashtu
mund të përdoren si fertilizator në bujqësi. Një ndër arsyet kryesore që
shtetet e zhvilluara e kanë ngritë interesimin për trajtimin e ujrave të
shkarkuar me metoda anaerobe, është lirimi i një sasie të madhe te energjisë se
shfrytëzueshme e cila lirohet gjatë ketijë procesi. Kjo mënyr e trajtimit të
ujrave të shkarkuar ka filluar të aplikohet qysh para 30 vjetesh, ne Europen përendimore. Vlenë të
theksohet se siperfaqja për trajtimin ujrave të shkarkuar me metoden anaerobike
është shum më e vogël se siperfaqja e nevojshme për trajtimin me metoden
aerobike.
Public university in Delft, Netherlands
Proceset aneaerobike të trajtimit të ujrave të shkarkuar në industri ushqimore
Ky lloj i procesi i trajtimit arrihet duke përdorur një numër të madh të
mikrooganizmave të cilat me anë te reaksioneve kimike, shëndrojn biomasen në
biogazë.
Glukoz Dioksidi Karbonit Metani
Përmbledhja e reaksionit kimik që
zhvillohet gjatë procesit të shëndrrimit të biomasës
Tretja anaerobe është një proces shumë fazash që
është e dobishme jo vetëm në menaxhimin e mbetjeve biologjike dhe kimike, por
gjithashtu edhe në krijimin e
energjisë. Ekzistojnë katër hapa themelore të tretjes anaerobe që përfshijnë
hidrolizën, acidogjeneza, acetogjeneza dhe metanogjeneza. Gjatë gjithë këtij
procesi, polimeret të mëdha organike që përbëjnë biomasën janë zbërthyer në
molekula të vogla me ndihmen e kimikateve dhe mikroorganizmave. Pas përfundimit
të procesit të tretjes anaerobe, biomasa është konvertuar në biogas,
përkatësisht dioksid karboni dhe metan, si dhe ujëra të zeza te digjestuara.
Procesi traitimit anaerobik i ujrave të shkarkuar janë
1. Hidroliza
2. Acidifikimi
3. Acetogjeneza
4. Metanogjeneza
1. Hidroliza
Biomasa paraqitet në grimca të mëdha organike polimere të
cilat janë të tretura, te cilat duhet të
konvertohen në monomere të thjeshta. Kjo mundëson reagimin e bakterieve me këto materie organike,
struktura e tyre zingjirore duhet të shkatërrohet në pjesë më të vogla. Këto
monomere, sikurse është sheqeri janë plotësisht të depertueshme për bakterie. Pra
ky proces i shkatrrimit të strukturës
zingjirore të polimereve, duke i shndërruar ato në molekula më të vogla në
tretësirë quhet Hidrolizë
2. Acidifikimi
Acidogjeneza është faza e dytë nga katër fazat e
tretjes anaerobe: kjo paraqet procesin e vazhdueshëm të zbërthimit të komponenteve
me anë të bakterieve acidogjene. Ky është një reagim biologjik ku monomeret e
thjeshta janë konvertuar në acide yndyrore të paqëndrueshme, se bashku me
amonium, dioksid karbonit dhe sulfite te hidrogjenit.
3. Acetogjeneza
Acetogjeneza paraqet fazen e tretë të trajtimit me
anë të metodes anaerobike duke e shndërruar në acetogjene, kjo paraqet një fazë
ku krijohen molekulat e thjeshta me anë të procesit te acetogjenezes te cilat
vazhdojnë te degradohen duke u konvertuar në acid acetik, dioksidi i karbonit, dhe
hidrogjen.
4. Metanogjeneza
Faza përfundimtare e procesit anaerobik të trajtimit
të ujrave të shkarkuar është Metanogjeneza. Këtu metanogjenet i përdorin
produktet e ndërmjetme për të i konvertuar ne metan dioksid karbonit dhe ujë. Pra
paraqet një proces biologjik ku acetatet janë konvertuar në metan dhe dioksidit
të karbonit, gjërsa hidrogjeni konsumohet.
Si më posht paraqitet mënyra e shndërrimit
të materies organike
Konfiguracioni i Reaktorit per tetrajtimin e ujrave te shkarkuar me metoden anaerobike
Në ditët e sotme
në Europë janë konfiguruar lloje të ndryshme të reaktorëve. Por ato të
cilat implementohen më se shumti janë te tipit më përzierje të plotë, lloje të
tjera të reaktoreve janë me filtera anaerobik dhe ato me krijimin e shtreses së
siperme tte llumi te njohur si mbulesa (UASB). Me poshtë do të skjarohen llojet një nga një.
A.
Reaktorët me përzierje të plotë
Reaktorët me përzierje të plotë faktikisht paraqet një
tank në të cilin uji shkarkuar nxehetë dhe përzihet me një masë aktive të
mikororganizmave. Sasia e fluideve të hyrje në këtë reaktor është e njejtë me
atë të daljes, duke e mbajtur kështu nivelin e njejtë te fluideve në reaktor.
Mikrogorganizmat qe formojn metanin dhe dalin jashtë se basku nga digjestori me fluidet e derdhura. Për të arritur një sasi optimale të biogazit,
duhet qe fluidet rrjedhëse të mbahen 20- 30 ditë. Mbajtja e lëngjeve mund të
redukohet nëm 4-6 ditë kur një pjesë e
mikroorganizmave kthehen ne digjestor. Në sisteme me përzieje të plotë,
substancat e forta solide fundorhen në një sitë gjersa mikroorganizmat e
nevojshme kthehen ne digjestore.
B. Filteri Anaerobik
Filteri anaerobik paraqet një shtresë fikse
biologjike e cila përdoret për trajtimin e ujrave te shkarkuar, ajo krijon një
lidhje siperfaqësore ku gjinden mikroorganizmat anaerob në formë të biofilmit.
Trajtimi i kryhet në atë mënyrë që lëngjet për trajtim rrjedhin në drejtim së
larti nëpërmjet të kësaj shtrese fikse, ashtu që ndotësit të cilët duhen
trajtuar absorbohen në biofilm. Filtrat anaerob janë
sisteme anaerobe që eliminojn nevojën e separimit të materieve solide dhe
riciklimin, duke krijuar një sasi të madhe të llumit dhe nivel të ulët të
qendrimit të ujrave për trajtim. Kufizimi i filtrave anaerobe janë kryesisht ato
fizike që lidhen me përkeqësimin e strukturës së sipërfaqes se tyre për shkak
të akumulimit gradual të lëndëve te ngurta jo-biodegraduese. Kjo çon
përfundimisht në kanalizimin dhe krijimin e një qarku të shkurtër të rrjedhës,
dhe për këtë arsye filtrat anaerobe janë të papërshtatshme për ujërat e zeza me
përmbajtje të lartë të materieve te ngurta.
Univerziteti Teknologjik "Delft", Holandë
C. Mbulesa Anaerobik e Llumit me Rrjedhë Përpjet (UASB)
Në këta reaktor, mikrobet suspendohen (ndahen) në
menyrë të vazhdueshme nga rrjedha e lëngut i cili rrjedh prej poshtë lartë (përpjet).
Rrjedha përcaktohet në atë mënyr që të lëshoj grimcat të vogla të rrjedhin
përpjet, gjersa i pamundëson largimin e grimcave të mdha duke i mbajtur në
digjestor. Mikroorganizmat krijojn biofilmin për reth llumit, dhe substancat (granulat
mikrobike) krijuese te metanit mbesin ne digjestor. Efluenti dales ndonjëher
kthehet në digjestor duke u ricikluar, njëherit duke mbajtur rrjedh konstante prej
poshtë lartë (përpjet). Në këto raste të digjestorve koha mbajtjes mund të jetë
nga një orë deri një ditë, gjersa mbajtja e materialeve të mdha solide deri 90
ditë. Në këtë mënyr ky sistem është në gjendje ti ndajë materiet solide dhe
koha e mbajtjes të rritet nëpermjet mbulesa së krijuar nga llumi.
1. Llumi /
Biomasa Hyrja
2. Pllakat
Ndarese të Gazit
3. Kthimi i
llumit të mbetur
Bazuar ne principet e anaerobike te sistemit UASB
(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) janë zhvilluar disa modifikime të këtij
sistemi sikurse që është Zgjerimi i Shtratit te Llumit (EGSB- Expanded Granular
Sludge Beds) dhe Cirkulim Intern, krejt këto modifikime janë kryer që ti
përshten proceseve të ndryshme të prodhimit.
d). Llumi me shtrat të zgjeruar për tretje EGSB (Expanded granular sludge bed
digestion)
Ky llojë i reaktorit
aplikohet për ato sisteme ku rrjedha e eflunetit është e lartë, dhe mundësia e
kalimit të efluentit nëpër shtratin
e madhë të llumit për mundësuar përmirsimin e kontatktit të ujrave të zhgarkuar
(të zeza) me llumit. Ky përmirism mundësohet duke përdorur reaktor të gjatë ose
duke inkorporuar një reciklim rrjedhës (ose te dyjat bashk).
Përparsit:
përzierjen intensive te influentit dhe riqarkullimin e jashtëm rezulton në
përqendrim optimal COD, mundësia e rregullimit të shpejtësis që të mundësohet
adaptimi i rrethanave të veçanta,
linjat e shumta te hyrse që mund të rregullohen individualisht kontroll e
ngjeshur, me kotnroll të plotë të gazit të liruar (pa erë), biogazi mbledhet në
krye te reaktorit dhe dergohet për përmirsim.
Rrjed ha e llumit me cirkulim të jashtem në EGSB
Pamja e mbërndeshme e kolektorit te gazit
Pamja e rezervuarit te Biogazit të fituar gjate trajtimit anaerobik
Proceset Biokimike që Zhvillohen Gjatë Shëndrrimit të Biomases në Biogaz
Tretja anaerobe është një proces kompleks biokimik i
reagimeve të ndërmjetësuara biologjikisht nga një konsorcium të
mikroorganizmave për të kthyer në komponimet organike në metan dhe dioksidit të
karbonit. Ky është një proces stabilizimit, i cili e ulë kudërmimin, edhe redukohen patogjenet dhe masa njëkosisht.
Bakteret hidrolitike formojnë shumë lloje të produkteve
të reduktuara, në fund nga fermentimi i
një substrati të caktuar. Përfaqësues termofilik i baktereve hidrolitike anaerobe
është e ashtequajtura baktere Brockie, e cila e fermenton glukozën, nëpërmjet rrugës
Embden-Meyerhof Parnas. Baketeria termofilike Brockie e hetero-acidit laktik,
është baktere atipike sepse përveç acidit laktik dhe etanolit ajo e formon edhe
hidrogjenin molekulare (H2).
Redukton në fund-produktet e fermentimit të glukozës te cilat janë formuar me
enzime nga piruvatet, nëpërmjet mekanizmave të mëposhtme:
- kripa e acidit laktik nga [bisphosphatet fruktozes në fruktoze
- te gjitha fosfatet (F6P) aktivizohen ne laktat te dehidrogjenazës;
- H2 nga piruvatet për fer-redox dhe oksidoreduktaza dhe hydrogjenazes A; nëpërmjet NADH dhe NADPH- te lidhura me etanol (alkool) dehidrogjenazës.
Nga ana e saj, aktiviteti acidogjenetik u gjet në
fillim të shekullit 20, por kjo nuk ishte aplikuar deri në mes të viteve 1960
sepse procesi i ndarjes se fazave ishte supozuar se përmirëson stabilitetin dhe
tretës te mbeturinave gjatë trajtimit. Në këtë fazë, Molekulat komplekse
(Karbohidratet, lipide, dhe proteina) janë depolimerizuar në komponime të
tretshme nga enzimat hidrolitike (celulases, hemicelulazes, amylazes, lipazes
dhe proteaza). Komponimet e hidrolizuara dhe te thartuara në acide yndyrore janë
të paqëndrueshme, sikurse janë: (acetatet, propionatet, butiratet, dhe laktatet),
dhe komponimet neutrale (etanol, metanol), si dhe amoniaku, hidrogjeni dhe
dioksidit të karbonit.
Acetogjeneza
është një nga reaksionet kryesore të kësaj faze, në këtë fazë, metabolitët
ndërmjetme të prodhuar metabolizohen në acetate të hidrogjenit dhe në gazë
karbonik nga tri grupet kryesore të baktereve: Homoacetogjenet, Syntrofet dhe
Sulforeduktoret.
a). Homoacetogjenet.
Homoacetogjenet
janë shumë më të adaptueshëm se metanogjenet, sepse përveç të qënit autotrofe
ata mund të jetojnë si kemoheterotrofe. Në regjimin rritjes heterotrofike ato
mund të fermentojnë glukozën dhe të nxjerrin disa ATP nga nivel substrat i
fosforilimit. Duke vepruar kështu ato prodhojnë dyokside të karbonit dhe
hidrogjenit të cilat pastaj mund të përdoren për të fuqizuar mekanizmin
kemiosmotik e cila u lejon atyre të nxjerrin disa ATP edhe mundëson frymëmarrjen anaerobe. Stekiometria e përgjithshme e kësaj mënyre të rritjes së homoacetogjeneve
është treguar si më poshtë.
Ekuacioni i parë
përshkruan fermentimin e glukozës, ku ATP është prodhuar nga niveli substrat i
fosforilimit. Ekuacioni i dytë tregon reduktimin e dioksidit të karbonit, me që rast ATP është e gjeneruar nga frymëmarja anaerobe. Ekuacioni i tretë tregon shumën
e dy stekiometrive, ku acetati i prodhuar është paraqet një substrat të rëndësishëm për
metabolizmin e ndërmjetësimit.
b.) Syntrofet;
Sintrofobakteret
janë baktere mashkullore, janë një llojë i proteobakterieve me dy familje, të
gjithat janë totalisht anaerobe. Shumë familje nga aceto sintrofobaktere janë reduktuese
te sulfateve, disa lloje prej ketyre baktereve janë të lëvizshme duke përdorur
një zgjatim polare.
C.) Sulforeduktoret. (trajtimi i aromave të këqija në ujëra të zeza)
Sulforeduktoret
janë kontrollues te aromave te këqija të cilat lirohen nga
ujërat e zeza, pellgjet septike, kanalizimi
i ujërave të zeza, etj. Vendet ku bakteret sulforeduktoret bëjn prodhimin, ndër
të tjera përfitohet edhe acidi sulfhidrik, i cili dallohet me erën e saj karakteristike te
vezëve të prishura. Me shtimin e para-di-kloro-benzeneve, heqim bakteret sulfo
reduktues, duke shmangur formimin e derivateve të squfurit, të cilat normalisht
janë shkaku kryesor i aromave të këqija. Për shkak të përmbajtjes së saj në
tretës alifatike, ajo dobëson yndyrat e krijuar në siperfaqe,
duke e bërë kështu më të lehtë pastrimin e siperfaqeve. Në sajë të fuqisë së
saj emulzive, formon emulzione krijohet mundesia ma e mir e ventilimt më të
mirë të sipërfaqeve.
Për shkak të karakterit të saj neutral, nuk ka efekt korodive për metale,
dhe nuk do te krijoj ndryshime në pH-në e ujit të trajtuar.
Krahasimi I Teknologjive Të Trajtimit Në Industrinë E Qumështit
Ujrat e
shkarkuar në fabrikat e përpunimit të qumështit mund të trajtohen me teknologji
kimike ose teknologji biologjike.
Proceset Fiziko
Kimike e kanë një përparsi pasi që përdorin sipërfaqe të kufizuar dhe zakonisht
mund të vëndosen afër fabrikes. Anët negative të kësaj teknologjie është se për
këto procese përdoret sasi e madhe e kemikaljave, dhe në të njejten kohë
krijojn sasi të madhe të llumit, e cila më pas duhet largohet. Harxhimet e për
hemiklaje dhe largimit e llumit, e bëjnë këtë lloj të trajtimit mjaft të
kushtueshëm.
Në proceset
biologjike, substancat ndotëse që gjinden në ujrat e shkarkuar mund të
biodegradohen njejtë sikurse ndodh në natyrë. Në se zgjidhet një sistem korrekt
i trajtimit dhe bëhet dizajnimi adekuat i proceseve bikogjike mund të jepë një
zgjidhje me pruarje ekonomike profitabile në industrin e përpunimit të
qumështit.
Sistemet
Biologjike mund të ndahen në ato aerobike dhe anaerobike. Në sistemet aerobike
ndotësit organik do të biodegradohen me anë të oksigjenimit, për të bërë këtë
duhet energji për të futur oksigjenin në ujë. Në sistemet anëaeorbike, nuk kemi
prani të oksigjenit, dhe ndotësit organik do të biodegradohen me anë të
baktereve anaeorbike, me që rast lirohet biogazi.
Si
më poshtë bëhet krahasimi në pika të shkurta i sistemit aerobik dhe anaerobik i
trajtimit të ujrave të zhgarkuara.
Sistemi Aerobik
E Realizueshme për ujrat e Zeza
Temperatura të ulëta 10-20 0C Sistemi Anaerobik
Nivel të ulët të ulët të COD
E Realizueshme për Ujrat e Zeza
Temperatura mesatare reth 300C
Nivel mesatar/ Lartë/ COD
Efikasiteti i
trajtimi: Efikasiteti i trajtimi: Reth 85 %
Më tepër se 95 % Për ti arritur standardet
Ujrat e trajtuar
i plotësojn standardet e kerkuara nevojitet
e kerkuara edhe trajtimi aerobik
Si nusë produkt: Si nusë produkt:
Sasi e madhe e
llumit Sasi e vogel e llumit
Biogazi shumë i deshiruar
Harxhmiet e
operimit Harxhmiet e operimit
Të larta
(Ajërimi- kushton) Sasi energjisë e vogël e shfrytezuar
Harxhimet për
largimin e llumit Prodhim i energjisë (biogazi)
Harxhime të vogla për
largimin e llumit
Konkluzion
Shfrytëzimi
apo trajtimi i hirrës e cila lirohet gjatë procesimit të djathit paraqet një
nder shqetësimet më të mdha në ditët e sotme. Duke marr parasysh që përmban
sasi të madhe të materieve organike, dhe duke marr parasysh sasinë e madhe të
liruar gjatë prodhimit të djathit kjo paraqet një problem serioz për mjedisin.
Megjithatë, prodhimi potencial i biogazit (metanit), hidrogjenit ose produkteve
të tjera të tregtueshme, me reduktimin e njëkohshme të lartë COD-së përmes
trajtimit të duhur dëshmon se hirra e cila lirohet gjatë prodhimit të djathit
duhet të konsiderohet si një burim i energjisë dhe jo ndotës. Prania e
komponentëve të biodegradueshme në hirrë, së bashku me avantazhet e proceseve
anaerobe, e bën metoden e trajtimit anaerobë më atraktive për trajtimin e
hirrës. Ky projekt ka për qellim të shqyrtoi aplikimet më reprezentative të
cilat janë duke u kryer momentalisht në hirrë, të cilat procese vijnë duke u
përsosur në bazë të studimeve shkencore të cilat janë duke u zhvilluar.
http://productionprocessofpolyurethanefoam.blogspot.com/2023/04/anaerobic-waste-water-treatment-plant.html
Te lumte Ardian, vetem vazhdo me postime te tilla ne lamine e ushqimeve.
ReplyDelete