Monitoring and evaluation of a UASB system for wastewater pretreatment from a Palestinian poultry slaughterhouse

العناوين الأخرى

مراقبة و تقييم مفاعل حمأة لاهوائي صاعد (UASB)‎ لمعالجة أولية لمياه صرف صحي من مسلخ دجاج فلسطيني

مقدم أطروحة جامعية

Diyab, Ammar

مشرف أطروحة جامعية

al-Said, Rashid

الجامعة

جامعة بيرزيت

الكلية

معهد الدراسات البيئية و المائية

القسم الأكاديمي

هندسة المياه و البيئة

دولة الجامعة

فلسطين (الضفة الغربية)

الدرجة العلمية

ماجستير

تاريخ الدرجة العلمية

2020

الملخص العربي

تواجه الجهات التشريعية الفلسطينية تحديات كبيرة في فرض وتطبيق قوانين وتشريعات خاصة بالملوثات الناتجة عنا الأنشطة الصناعية، حيث يؤدى تصريف المياه العادمة "الصناعية عبر المعالجة إلى تدهور البيئة، سواء تم التخلص منها بشكل مباشر الى مجاري الأودية أو عن طريق ضحها داخل شبة التصريف، ففي حالة التخلص منها في الشبكة العامة دون معالجة، فإن ذلك يؤدى إلى حدوث اعطال في محطات المعالجة، و في حال صحها مباشرة إلى مجاري الأودية والسيول فإن ذلك يترتب عليه خطر كبير على تلوث المياه الجوفية تقاوم الأنشطة الصناعية في كثير من الأحيان تدفيذ اللوائح والتشريعات التي تضعها السلطات، حوفا من التكاليف الإضافية والتي بالتالي ستتم إضافتها إلى سعر المنتج النهائي.

تصميم وتنفيذ حلول و ممارسات المعالجة المتطورة بما في ذلك ممارسات الإنتاج الأنطف ( CPs ) للصناعات الغذائية ( معاصر الزيتون، المسالح، مصانع الألبان والأعلية و غيرها ) يعطي الأصحاب هذه الصناعات فرص هائلة لتقليل مخرجات التلوث و توفير الأموال من حائل استخدام أفضل للموارد، ففي فلسطين ما لا يقل عن 35 مسلح قيد التشعيل حاليا، 14 مسلح للدواجن، و 21 مسلح للحراف والابقار، تقوم عدة مسالح في فلسطين بتصريف كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي الخاصة بها والناجمة عن عملية الذبح والتعليف من مرافقها مباشرة إلى شبكة الصرف الصحي دون أى معالجة أولية، أو قد تذهب لأبعد من ذلك وتقوم بتصريف هذه المياه إلى مجاري الوديان مباشرة عادة ما تحتوى هذه المياه العادمة على مستويات عالية من المواد العضوية والعناصر الغذائية مثل COD ( 5، 000 - 15، 000 ملعم / لتر )، وتختلف مكونات هذه المياه العادمة حسب نوع وعدد الحيوانات المذبوحة و متطلبات المياه في عملية الذبح والسلع والتنطيف وغيرها، مصادر الملوثات الرئيسية في المسالح هي البرار والبول و الدم والعرق و الدهون و الجثث و الأطعمة غير المهضومة في أمعاء الحيوانات المذبوحة، بالإضافة إلى بقايا الإنتاج، و تنطيف المنشأت ونظرا لهذه الخصائص والحامل المرتفع لهذه المياه العادمة يجب إيجاد طريقة ناجعة المعالجة هذه المياه العادمة بشكل امن بينيا قبل تصريفها إلى شبكة المجارى العامة أو مصبات الأودية.

تحاول هذه الدراسة حل هذه المشكلة عن طريق تصميم وبناء نظام تجريبي في حرم جامعة بيرزيت المعالجة المياه العادمة في المسالح والتحقق من جدوى استخدام مفاعل الحماة اللاهوائي الصاعد UASB ( UPFLOW ANAEROBIC SLUDGE BLANKET ) كخيار للمعالجة لتقليل تلوث مياه الصرف الصحي من حال تحقيق تحفيض في النسب المئوية للمواد الصلبة العالقة و الزيت والشحوم والمحتوى الكربوني و غيرها قبل التصريف إلى شبكة الصرف الصحي و محطة معالجة مياه الصرف الصحي ( إن وجدت ).

من ثم تشغيل وتحسين مراحل المعالجة وما بعد المعالجة الإنتاج مياه مستصلحة تتوافق مع المواصفات الفلسطينية لتصريف المياه العادمة للمسالح في المسطحات المائية، و أخيراً تقييم أداء النظام وفعالية بعد تعديته بمياه المسالح العادمة، ومن ثم اقتراح استراتيجية الإدارة الممكنة لمعالجة المياه العادمة المصالح، سواء عن طريق عملية الفصل أو الخلط في.

تم أحد عيدات من مسلحين مختلفين في منطقة رام الله مسلح بلدية البيرة المركزي للماشية، ومسلح بيرزيت للدواجن الاكسجين الممتص كيميائيا ( COD ) كان المؤشر الأولي للمقارنة بين المسلحين، و كانت النتائج 8.830.0 ملعم المتر و 14.188.0 منعم المتر على التوالي.

نظرا لأن مسلح بلدية البيرة المركزي للماشية موصول مباشرة بشبكة الصرف الصحي، لم يكن من الممكن الحصول على عيدات من مياه الصرف الصحي التي تعكس مواصفات المياه العادمة للمسلح.

لذلك تم اعتماد مسلح بيرزيت للدواجن كمصدر مستمر لتعذية نظام المعالجة اللاهوائي، و تم نقل المياه العادمة باستخدام شاحنة تصح، و تجدر الإشارة إلى أن مسلح الدواجن يستهلك حوالي 2000-300.0 متر مكعب يوميا، و أحيانا حائل موسم الصيف وشهر رمضان يصل الاستهانك إلى 400.0 متر مكعب يوميا ممثلة تم تحليل عيدتين من مصدرين مختلفين لمياه الصرف من داخل مصلح الدواجن، تم أحد العيدة الأولى من مياه الصرف الصحي المحرجة مباشرة بعد عملية الذبح و التنطيف، و الثانية من داخل حران التجميع الذي يحتوى على مياه الصرف الصحي الخاصة بالمسلح ككل.

حيث يختلط كل شيء بداخله، وقد تم إجراء تحلياتت كاملة للعيدتين، وكانت نتائج تحليل عيدة المياه العادمة بعد الذبح و التنطيف مباشرة على النحو التالي : ( 6.790 VSS 1، 438 ) ( TSS 1.500 ) ( COD 14، 188 ) ( BOD5 ) ملعرام ليتر، بيدما كانت نتائج تحليل عيدة المياه العادمة لبئر التجميع على النحو التالي : ( VSS 1450 ) ( TSS 1508 ) ( COD 14، 801 ) ( BOD57.230 ) ملعراما ليتر.

نظرا لأن المسلح غير متصل بشبكة الصرف الصحي، ويتم التخلص من مياه الـ رف الصحي من حزان التجميع الرئيسي بشكل يومي، لذلك قررنا اعتبار حران تجميع الصرف الصحي مصدرا لتعذية التحنام البحثي التجريبي.

تمت دراسة إمكانية معالجة مياه الصرف الصحي في المسالح باستخدام مفاعل UASB كمعالجة لا مركزية على مدار 10 أشهر.

تم تشغيل النظام في ظروف تشغيل مختلفة ( معدلات تدفق تعدية مختلفة .

ر من الاحتفاظ الهيدروليكي ) تحت معدل تحميل عضوى غير مستقر، لإزالة المواد العضوية والمواد الصلبة من مياه الصرف الصحي.

تم تشغيل مفاعل UASB تحت معدلين مختلفين لتدفق التعذية وهما 225 مل/ دقيقة و 450 مل / دقيقة.

تمت إزالة الملوثات العضوية جزئيا في مفاعل UASB الاهوائي، وكان متوسط كفاءة الازالة لكل من VSS TSS COD، 77، 55، %58 على التوالي، بمتوسط معدل التحميل العضوي [ COD / m3.day 8.6 تراوحت نسبة إزالة COD بين 20-96، تراوحت نسبة إرالة TSS بين 11-90%، بينما تراوح معدل إزالة VSS بين 15-90%، كانت كفاءة الإزالة الإجمالية للنظام حائل المراحل المطبقة واعدة، و استوفت معايير تصريف شبكة الصرف الصحي في معظم الأحيان.

هذه النتائج التي تم الحصول عليها تساعد واضعي السياسات والمشرعين في مجال المياه على اعتماد التطبيق الواسع التقنية UASB في جميع المسالح العاملة في فلسطين.

و أخيرا، يتمتع مهام UASB بفوائد بيلية واقتصادية ذات صلة بخفض التدهور البيئي الحالي وتقليل دفقات مياه الصرف الصحي في المسالح.

الملخص الإنجليزي

Palestinian regulators face big challenges to enforce laws on industrial pollution.

Discharge of untreated “Industrial” wastewater leads to environmental degradation.

In the case of disposal into the municipal sewer, it leads to treatment plant malfunctions.

With current operational 21 Livestock and 14 Poultry Slaughterhouse in Palestine (PCBS, 2018), many slaughterhouses discharge untreated wastewater to Wadi or directly into the municipal sewer system without any treatment.

Meat processing produce huge quantities of wastewater due to the slaughtering processes and facilities cleaning.

Slaughterhouse wastewater contains high amounts of organics and nutrients e.g., COD (5,000-15,000 mg/l), where the wastewater characteristics can vary depending on the numbers and types of animals slaughtered and the water requirements for the process.

The main source of slaughterhouse wastewater is blood, non-digested food in the intestines of the slaughtered animals, urine, feces, lint, fat, carcasses and the production leftovers and the cleaning of the facilities.

Thus, due the high-strength characteristics of the slaughterhouse wastewater (effluent), an extensive treatment is needed for a safe effluent discharge into the environment.

This study evaluates the design, operation and monitoring a pilot scale system for slaughterhouse wastewater treatment at Birzeit University campus.

The aim entails checking the feasibility of using an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) system as a pretreatment option to reduce the organic pollution loads before entering the sewer network.

To achieve this purpose, the UASB pilot system was designed, installed put into operation, operated under process optimization as a pretreatment stage to comply with Palestinian regulations for slaughterhouse wastewater connection to public sewerage system.

The evaluation of the system performance and process efficacy of the UASB pilot scale was evaluated under variable hydraulic and organic pollution loads.

Samples were taken from two different slaughterhouses in Ramallah district, (Albireh Municipality Centralized Slaughterhouse-Hooved Livestock), and Berezat Poultry Slaughterhouse.

Chemical Oxygen Demand (COD) was the first indicator to compare between the two (2) slaughterhouses, the results were 9,630.0 mg/l and 14,188.0 mg/l, respectively.

Since Albireh Livestock slaughterhouse has a direct connection to the municipal sewerage network, it was not possible to obtain representative wastewater samples reflecting slaughterhouse wastewater.

Therefore, wastewater form Birzeit Poultry Slaughterhouse formed the feed of the UASB using a vacuum truck.

The Poultry slaughterhouse consumes about 200- 300 m3 per day and sometimes during hot season (Ramadan, etc.) reaching 400.0 m3 /day.

Two wastewater samples were analyzed from different wastewater sources from inside the slaughterhouse; the first sampling source was from the fresh wastewater stream directly after the slaughtering and cleaning process.

The second sampling was taken from inside the underground storage tank, which contains the whole wastewater originating from inside the slaughterhouse, where all wastewater streams are mixed inside it.

A full analysis was made for the two samples, and the results obtained from fresh wastewater stream for (BOD5, COD, TSS and VSS) was 6790, 14188, 1436 and 1500 mg/l respectively, while the results obtained from the storage tank for (BOD5, COD, TSS and VSS) was 7239, 14901, 1509 and 1450 mg/l, respectively.

Since the Slaughterhouse lacks a central sewerage service, produced daily wastewater is stored in a large septic tank with intermittent discharge on a daily basis forming the feed source for the UASB systems.

The possibility of slaughterhouse wastewater treatment using a UASB reactor as a decentralized treatment solution was investigated.

The system was operated at two different operating conditions (different feed flow rates → hydraulic retention time) under unsteady organic loading rate, for removal of organic matter and solids from the wastewater.

The UASB reactor was operated under two variable flow rates (225 ml/min and 450 ml/min.

Organic pollutants were partially removed in the UASB reactor, COD, TSS, VSS average removal efficiency was 77%, 55% and 58% respectively at an average organic loading rate [8.6 kg COD/(m3 .day)].

The COD removal ranged from 20-96%, TSS removal ranged 11-90%, while VSS removal rate was 15-97%.

The overall removal efficiency of the UASB system during the applied phases was promising, complying with local standards for sewer network connection.

These results obtained help water policymakers and legislators endorse the wide application of the UASB technology at all operational slaughterhouses in Palestine.

Finally, the UASB system has environmental and economic benefits pertinent to the reduction of current environmental degradation and reduces wastewater expenditures at slaughterhouses.

التخصصات الرئيسية

الهندسة المدنية

الموضوعات

• محطات معالجة المياه
• الحمأة

عدد الصفحات

76

قائمة المحتويات

• APA
• MLA
• AMA

لغة النص

الإنجليزية

نوع البيانات

رسائل جامعية

رقم السجل

BIM-977544