بررسی آلودگی های لجن ناشی از تصفیه پساب کشتارگاه های صنعتی

 و ارائه راهکارهای عملی جهت کاهش آن(مطالعه موردی کشتارگاه صنعتی مشهد)

 

 

شادی کافی ملاک

کارشناس ارشد مهندسی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات (عهده دار مکاتبات)

مشهد- فارغ التحصیلان 3- 05115019943،shadi_k_m@yahoo.com

 

مصطفی خضری

استادیار دانشکده مهندسی محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

تهران- دانشکده مهندسی محیط زیست و انرژی، 02144809827

مسعود منوری

استادیار دانشکده مهندسی محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

 

پروین فرشچی

استادیار دانشکده مهندسی محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده:

 

لجن به عنوان یک ماده اضافی در فرآیند تصفیه در طولانی مدت باعث ایجاد مشکلات فراوان در سیستم تصفیه می شود و باید جمع آوری گردد و به روشهایی بهداشتی دفن گردد. دفن لجن به رعایت ضوابط خاصی نیازمند است و معمولاً به دلیل رعایت نکردن این ضوابط محیط زیست آلوده می گردد. آلودگی می تواند از طریق آب و خاک به محصولات کشاورزی و انسان منتقل گردد. بهترین راه مهار این مشکلات استفاده بهینه از این ماده زائد می باشد، زیرا این ماده در صورت عمل آوری صحیح می تواند به یک ماده مفید تبدیل گردد. به این منظور، در این تحقیق به بررسی راهکارهایی جهت کاهش آلودگی لجن تصفیه فاضلاب کشتارگاه صنعتی مشهد بعنوان نمونه و استفاده بهینه از آن پرداختیم.

پس از انجام چندین مرحله نمونه گیری از لجن حاصل از تصفیه فاضلاب کشتارگاه صنعتی مشهد، آزمایشات میکروبی، شیمیایی، بررسی فلزات سنگین و خوراک دام بر روی لجن به منظور مقایسه آلودگی آن نسبت به استانداردهای زیست محیطی و پی بردن به ارزش این ماده به عنوان خوراک دام، صورت گرفت. نتایج حاصله نشان دادند که از این لجن می توان به عنوان یک بخش تشکیل دهنده خوراک دام استفاده کرد. پس از جیره نویسی با توجه به استانداردهای خوراک دام، کنستانتره تهیه شد و آزمایشات خوراک دام مجدداً برروی آن صورت پذیرفت و نتایج حاصل با سایر خوراکها، از قبیل کنسانتره های تولیدی کارخانجات خوراک دام، سبوس برنج و گندم، کاه و جو، مقایسه شد. پس از رسم منحنی های مربوطه، نتایج نشان دادند کنسانتره تولید شده از لجن تصفیه فاضلاب کشتارگاه صنعتی مشهد دارای ارزش غذایی مناسب به عنوان خوراک دام می باشد. به جرأت می توان گفت که روش پیشنهادی ما، اولین کار تحقیقاتی است که به بررسی لجن حاصل از تصفیه می پردازد و کاربرد این عامل مهم و سرنوشت ساز را در تهیه خوراک دام در نظر می گیرد.

 

کلمات کلیدی:کشتارگاه صنعتی مشهد- لجن تصفیه فاضلاب کشتارگاه- خوراک دام- کنسانتره- جیره غذایی گاو

 

 

 

 

 

 

1- مقدمه:

 

کشتارگاههای صنعتی دارای فاضلاب و ضایعات بسیار آلوده می باشند. آلودگی های فاضلاب ناشی از کشتارگاهها،  یکی از مشکلات عمده کشتارگاههای سراسر دنیا می باشد]1[.

لجن حاصل از تصفیه فاضلاب نیز به عنوان ماده زائد جانبی در سیستم تصفیه فاضلاب حائز اهمیت است. زیرا که  لجن حاصل از تصفیه فاضلاب کشتارگاهها شامل آلاینده هایی از قبیل پاتوژن های حیوانی و قابل انتقال از دام به انسان می باشد و برخی از این عوامل بیماری زا حتی طی طرح تصفیه بی هوازی قادر به زیست بوده و در لجنهای هضم شده یافت می شود و این امر ریسک بهداشتی استفاده از این لجنها را به عنوان کود افزایش می دهد، زیرا پس از استفاده از چنین لجنهایی به عنوان کود زراعی گاوهای آلوده به کرم کدو مشاهده شدند]2[ ]3[.

همچنین لجنهای فاضلاب عمدتاً حاوی فلزات سنگین هستند که می توانند در خاک باقی مانده و موقعیتی مخاطره آمیز برای انسان ،حیوان و گیاه به وجود آورند]4[. به خاطر وجود این آلودگی ها، در دهه های اخیر روشهای مختلف سوزاندن لجن و دفع لجن در اراضی و اقیانوسها با محدودیت قانونی مواجه شد در نتیجه انواع روشهای استفاده مجدد از لجن به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفت. زیرا طبق قوانین ترمودینامیک، ضایعات نابود نمی شوند، تنها می توان آنها را به موادی با ترکیبات مختلف تبدیل کرد که سرانجام وارد آب، خاک و اتمسفر می گردند. استفاده از حیوانات مزرعه در امر به مصرف رساندن ضایعات، دستاوردی امیدوار کننده جهت حداقل کردن اثر ضایعات بر محیط زیست با کاهش کمی ضایعات آلوده کننده محیط زیست است]2[. زیرا که لجن تصفیه فاضلاب با رطوبت مناسب و میزان مجاز فلزات سنگین وعوامل بیماری زا، به عنوان پارامتر مؤثر درخوراک دام استفاده می شود. البته اطلاعات ناچیزی در مورد تغذیه دام از لجنها وجود دارد ولی عده ای از دانشمندان بر این حقیقت تأکید داشته اند که، لجنها مواد خام بسیار ارزانی هستند که در مقادیر تقریباً نامحدود در دسترس می باشند و مورد استفاده قرار دادن آنها باعث پاکیزگی محیط زیست می شود. آنها لجنها را به عنوان منابعی از اسیدهای آمینه و ویتامین های گروه Bمورد توجه قرارداده اند]2[ .

استفاده از لجن به عنوان کود، سیمان و...، در ایران رواج دارد ولی تا کنون استفاده های خوراکی از لجن تصفیه فاضلاب کشتارگاهها به عمل نیامده است]5[. در تحقیقی که بر روی لجن تصفیه فاضلاب شهری صورت گرفته است نشان داده شده که وقتی در جیره غذایی خوک، طیور و نشخوارکنندگان به ترتیب 5%، 8% و 8% از لجن استفاده گردد مشکل تغذیه ای به وجود نخواهد آمد و این مواد می توانند تأمین کننده بخشی از خوراک دام مورد نظر باشند]6[. در کشورهای خارجی استفاده از ضایعات به عنوان خوراکهای غیر معمول در تغذیه حیوانات حائز اهمیت است . دریکی از کشتارگاههای آفریقا، از لجن تصفیه فاضلاب که حدود 40 درصد پروتئین داشت به عنوان مکمل خوراک دام استفاده شد، طوریکه هزینه های صرف شده جهت تصفیه و عمل آوری لجن از طریق فروش محصول مورد نظر در عرض یک سال جبران شد]7[. در ادامه مقاله که شامل هفت بخش می باشد مطالب زیر آورده شده است: در فصل دوم به بررسی محل انجام تحقیق می پردازیم. در فصل سوم مراحل نمونه گیری وآزمایشات لجن معرفی می گردند. آزمایشات خوراک دام بر روی لجن مورد تحقیق جهت بررسی کمبودها و بهبودها و قابلیت استفاده در فصل چهارم مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل پنجم مراحل تهیه خوراک دام را معرفی می نماییم. فصل شش حاوی نتایج آزمایشات و بررسیهای صورت گرفته است و در فصل آخر نتایج و کارهای آتی در این زمینه پیشنهاد   می گردد.

2- بررسی محل انجام تحقیق (سیستم تصفیه خانه کشتارگاه صنعتی مشهد):

 

این تحقیق بر روی لجن بی هوازی حاصل از تصفیه خانه کشتارگاه صنعتی مشهد صورت گرفته است. کشتارگاه صنعتی مشهد در زمینی به مساحت 28 هکتار در حاشیه خط راه‌ آهن مشهد - تهران و در مجاورت ایستگاه سلام واقع شده است و یکی از مهم ترین مراکز استحصال و تبدیل گوشت در استان خراسان می باشد. واحدهای تشکیل دهنده این کارخانه در جدول شماره (1) ذکر شده است.

جدول شماره(1): واحدهای صنعتی زیر مجموعه مؤسسه [کشتارگاه صنعتی مشهد,1386]

 

سیستم تصفیه فاضلاب کشتارگاه صنعتی مشهد به صورت نمودار شماره (1) مشخص شده است. در این کشتارگاه میزان ورودی فاضلاب  با کشتار متوسط برابر800 متر مکعب در نظر گرفته می شود. این میزان فاضلاب وارد سیستم آشغالگیری شده و از آنجا به سیستم تصفیه اختیاری منتقل می شود. این بخش شامل 4 لاگون اختیاری می باشد که هر کدام از این لاگونها بر اساس 8 شبانه روز زمان ماند طراحی شده اند. پس از این مرحله فاضلاب وارد مرحله تصفیه هوازی می شود، در این بخش 4 لاگون که 2 به 2 سری و موازی هستند وجود دارد. پس از این بخش فاضلاب وارد مرحله ته نشینی شده و از آنجا وارد استخرهای کلرزنی می گردد و سپس در انتهای بخش، فاضلاب تصفیه شده به زمینهای کشاورزی اطراف پمپ می شود.

 

نمودارشماره(1): سیستم تصفیه فاضلاب کشتارگاه مشهد ، 1386

3- مراحل نمونه گیری وآزمایشات لجن:

در ابتدا نمونه گیری از لجن ، به صورت تصادفی و به مقدار کافی و همگن صورت گرفت. نمونه لجن با استفاده از میله فلزی بلندی که در انتهای آن ظرفی متصل بود مطابق شکل شماره (1) از لاگون شمارة 3 که یک لاگون  اختیاری می باشد برداشته شد. لجن مطابق شکل به حالت قیری شکل و نیمه جامد و سیاه رنگ می باشد . آن را در ظرف سربسته ای ریخته و به منظور انجام آزمایشهای شیمیایی، اندازه گیری فلزات سنگین، آزمایشهای میکروبی و آزمایشهای مربوط به خوراک دام (به منظور بررسی ارزش غذایی لجن) به آزمایشگاه منتقل می گردید. برای انجام هر کدام از آزمایشها نمونه گیری لجن به طور جداگانه و در فواصل زمانی مختلف صورت گرفت. لازم به ذکر است برای انجام آزمایشات فوق لجن به همان صورت که نمونه گیری شد به صورت  آسفد[1] (به شکل طبیعی که حاوی رطوبت و ماده خشک است) به آزمایشگاه منتقل گردید.

 

 

 

 

شکل شماره(1): لجن بیهوازی تصفیه فاضلاب کشتارگاه صنعتی مشهد، 1385

 

3-1        آزمایشات مربوط به پارامترهای شیمیایی لجن:

جهت ارائه راهکارهایی جهت کاهش آلودگی های لجن لازم است قبل از هر اقدامی آلودگی های لجن مورد آزمایش قرار گیرد. به همین منظور نمونه لجن به همان صورت که نمونه گیری شد (حاوی رطوبت و ماده خشک)، به آزمایشگاه مرکز تحقیقات زیست محیطی استان خراسان منتقل شد. در این آزمایشگاه آزمایشات مربوط به  BODوCOD  بر اساس استاندارد متد سال 1995 و اندازه گیری نیتریت با روش رنگ سنجی و فسفات توسط جذب اتمی با دستگاه اسپکتوفتومتر مطابق با استاندارد متد سال 1995 صورت پذیرفت. نتایج به صورت جدول شماره (2) ذکر شده است.

جدول شماره(2): پارامترهای شیمیایی موجود در لجن فاضلاب کشتارگاه مشهد

3-2        آزمایشات مربوط به پارامترهای میکروبی لجن:

 

به منظور بررسی آلودگی های میکروبی لجن، نمونه گیری از لجن در دو مرحله صورت گرفت و نمونه به منظور بررسی  قارچ، باکتری و انگل به آزمایشگاه مرکزی اداره کل دامپزشکی خراسان رضوی منتقل و آزمایشات، براساس استانداردهای اداره کل دامپزشکی خراسان رضوی به صورت زیر انجام شد.

·        بررسی باکتر های موجود در لجن

در این نوع آزمایش ، بررسی باسیلهای موجود در لجن مدنظر می باشد. برای شناسایی باسیلهای موجود در لجن به غیر از باسیلوس آنتراسیس که عامل بیماری شاربن می باشد، بعد از رقیق سازی نمونه لجن، از محیط بلادآگار برای کشت استفاده شد. پس از تشکیل، نوع کلنی ها به صورت میکروسکوپی و ماکروسکوپی تشخیص داده شد. در این آزمایش باسیلوس سوبتیلیس که باسیل خاک می باشد ]8[ در محیط به صورت کلنی های نامنظم و کنگره ای دیده شد که خاصیت همولیز داشته و باعث کدر شدن محیط کشت می شود. در این آزمایش به منظور بررسی باسیلوس آنتراسیس که باکتری بسیار خطرناکی می باشد و از اهمیت بیشتری برخوردار است ، به طور جداگانه نمونه را کشت می دهند.

¨   آماده سازی و کشت نمونه

نمونه را در محیط «لاکتوز براس» کشت داده ، به این صورت که محیط کشت «لاکتوز براس» را داخل نمونه ریخته مطابق شکل شماره (2) در دمای 64 درجه سانتی گراد به مدت 20 دقیقه داخل انکوباتور نگهداری می شود. بعد از این که در محیط کشت اسپور مشاهده شد، آن را به فرم رویشی تبدیل کرده و در هر دو محیط بلادآگار و نوترینت براس، اسپورها را رشد داده و ازفاکتورهای مختلف جهت بررسی و شناسایی این باسیل استفاده میگردد.

 

 

 

 

 

 

 

¨   آزمایش مربوط به قارچ شناسی لجن

برای بررسی قارچ در نمونه ، ابتدا لجن را توسط سرم فیزیولوژی رقیق کرده و آن را در محیط کشت سابرو دکس تروز آگار کشت داده و به مدت 2 تا 5 روز در دمای 25 درجه در انکوباتور قرار داده می شود.اگر نمونه حاوی قارچ باشد ،کلنی های قارچ تشکیل شده و برای شناسایی آنها ، از روش های ماکروسکوپی و میکروسکوپی کمک گرفته می شود.

 جدول شماره (3): میکروبیولوژی لجن تصفیه فاضلاب کشتارگاه صنعتی مشهد، 86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¨   آزمایش مربوط به تشخیص انگل در لجن

 

جدول شماره(4): فلزات سنگین موجود در لجن کشتارگاه صنعتی ،85

در اینجا برای شناسایی انگل از روش شناورسازی استفاده شد. نتایج آزمایشات به صورت جدول شماره (4) نشان داده شده است.

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-3        آزمایشات مربوط به بررسی فلزات سنگین در لجن:

در این تحقیق میزان فلزات As، Hg، Ni، Mn، Cu، Pb، Cr، Cd و Co اندازه گیری شد. برای اندازه گیری فلزات سنگین، لجن به همان صورت که نمونه گیری شد (حاوی رطوبت و ماده خشک) به آزمایشگاه شیمی پارک علمی و فن آوری خراسان منتقل شد. مشخص کردن فلزات توسط دستگاه جذب اتمی صورت گرفت و کلیه مراحل مربوط به جذب اتمی از قبیل تهیه مواد مورد نیاز، نمونه برداری، تنظیم مقیاس دستگاه، روش کار و محاسبه مطابق با استاندارد متد شماره 2354 ایران انجام شد. نتایج بر حسب ppm  در جدول شماره (4) آورده شده است و در جدول شماره (5) نتایج به منظور لزوم مقایسه با استانداردهای خوراک دام به میلی گرم در کیلوگرم ماده خشک تبدیل گردید.

 

 

 

 

 

 

 

 

4- آزمایش خوراک دام بر روی لجن:

 

آزمایشات خوراک دام از طریق تجزیه مقدماتی[2] صورت می گیرد و به نام تجزیه ویندر[3] نامیده می شود]9[. در این روش لجن را به 2جزء کلی رطوبت و ماده خشک تقسیم می نمایند و به طور دقیق تر به 6جزء رطوبت، الیاف خام، چربی خام ،پروتئین خام، ازت آزاد و خاکستر تقسیم می نمایند. از روی نتایج حاصل می توان اطلاعات سودمندی درباره ارزش غذای نمونه مورد آزمایش به دست آورد]10[. کلیه آزمایشات مربوط به اندازه گیری پارامترهای موثر برای خوراک دام مطابق با استانداردهای موجود در آزمایشگاه اداره کل دامپزشکی خراسان صورت پذیرفت ونتایج به صورت جدول شماره (6) آورده شده است. از آنجا که خوراک ها از نظر رطوبت بسیار متغیر هستند بسیار ساده است ترکیب غذاها و احتیاجات غذایی دام ها براساس ماده خشک بیان گردد]11[. به همین منظور پارامترهای خوراک دام موجود در لجن را در 100 درصد ماده خشک بدست آورده و نتایج حاصل از تناسبات به صورت جدول شماره(7) می باشد.

4-1        روش تعیین پارامترهای خوراک دام:

 

 -رطوبت خام: شامل کلیه موادی است که در حرارت 103 با انحراف معیار 2 درجه سانتی گراد و به مدت 2 ساعت فرار باشد یک پلیت شیشه ای را که حداقل به مدت دو ساعت درآون با دمای 100-105 درجه سیلسیوس برای رطوبت گیری قرار داده  و به مدت 15 دقیقه در داخل دسیکاتورگذاشته وپلیت سرد شده را با ترازوی حساس آزمایشگاهی با دقت 0001/0 گرم وزن کرده حدود 15 تا 20 گرم نمونه را داخل پلیت توزین نموده وزن دقیق آن یادداشت می شود. پلیت حاوی نمونه را پس از ثبت شماره حداقل 8 ساعت داخل فور قرار داده می شود. پلیت و نمونه رطوبت گیری شده را به مدت 15 دقیقه در دسیکاتور سرد نموده و وزن کشی نموده و میزان رطوبت از روابط ریاضی به دست می آید.

- خاکستر خام: از آن جائیکه مواد اکثراً از کربن تشکیل شده اند سوزاندن آنها در حرارت 550 درجه سانتیگراد موجب تبدیل آنها به خاکستر می شود. خاکستر ممکن است حاوی عناصری نظیر گوگرد و فسفر که در ترکیب مواد آلی مثل پروتئینها شرکت دارند باشد یا حاوی مقداری از عناصر فراوان مثل سدیم، کلر، پتاسیم، فسفر و گوگرد باشد که در جریان سوختن از بین می روند بنابراین خاکستر مقدار حقیقی مواد معدنی غذا را از لحاظ کیفیت و کمیت تعیین نمی کند.

- پروتئین خام: از طریق روش کجلدال و توسط 2 دستگاه هضم پروتئین و کلدال اندازه گیری می شود.

- ازت آزاد: بسیاری از ترکیباتی که دارای پروتئین بالا هستند مانند پودر گوشت در طول مدت ذخیره و نگهداری به علت وجود میکروارگانیسم ها و عدم شرایط محیطی مناسب نگهداری دچار تغییراتی از قبیل فساد باکتریایی و قارچی می شود و این تغییرات در اثر فعالیت آنزیمهای مترشحه از باکتری ها در گوشت به وجود می آیند و نتیجه این فعل و انفعالات باعث تولید و آزاد شدن مقادیری مواد فرار و آمونیاک از گوشت و پودر ماهی می شود. مصرف ترکیباتی با میزان ازت آزاد بیش از حد مجاز در جیره طیور و دام باعث بروز مسمومیت می گردد]10[.

- چربی خام: برای اندازه گیری چربی از دستگاه دسیکاتور و از دستگاه سوکسله جهت چربی گیری استفاده شد.

 - فیبر خام: بخش فیبر خام شامل سلولز می باشد. آزمایش تعیین فیبر خام در ابتدا به منظور محاسبه مواد غیر قابل هضم غذا متداولگردید ولی نشخوارکنندگان قادرند قسمت اعظم فیبر خام را به وسیلة باکتری هضم و سپس جذب نمایند]9[.

- کلسیم:  روش اندازه گیری آن به روش ماکرو و میکرو می باشد. در اینجا برای اندازه گیری کلسیم روش ماکرو به کار رفت.

 

جدول شماره(6): پارامترهای خوراک دام درلجن کشتارگاه صنعتی مشهد، 85

- فسفر: اندازه گیری فسفر خوراک دام تهیه شده با استفاده از مولیبدووانادات آمونیوم بر اساس استاندارد ملی ایران(530) صورت گرفت.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول شماره(7): پارامترهای خوراک دام لجن در 100%   مادة خشک

 

 

 

 

 

 

 

 

4-2        مقایسه پارامترهای لجن کشتارگاه صنعتی مشهد با پارامترهای خوراک دام:

 

به منظور بررسی عملی شدن تولید خوراک دام از لجن لازم است قبل از انجام مراحل تهیه خوراک دام و جیره نویسی پارامترهای اندازه گیری شده با استانداردهای خوراک دام از لحاظ ارزش غذایی و آلودگی های میکروبی مقایسه شده و از عملی شدن این روش اطمینان حاصل گردد. مطابق با جدول شماره (8)، حد مجاز میکروارگانسیم ها در مواد غذایی دام با لجن مقایسه شده است و در جدول شماره (9)، مواد معدنی مجاز و تقریبی در خوراک دام با مواد معدنی موجود در لجن مقایسه شدند.

 

	جدول شماره(8): مقایسه حد مجاز میکروارگانیسم ها در مواد غذایی دام و طیور با لجن کشتارگاه ]8[

 

 

 

 

 

جدول شماره(9): مقایسه مواد معدنی لجن کشتارگاه با مواد معدنی مجاز و تقریبی در خوراک دام [11] ،[2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

همچنین به منظور بررسی ارزش غذایی لجن قبل از عمل آوری از نظر پارامترهای خوراک دام در نمودارهای شماره(2) و (3)، ارزش غذایی لجن با ارزش غذایی ارزن و چغندر قند مقایسه شده است.

 

 

 

5- مراحل تهیه خوراک دام:

 

بعد از انجام مراحل مقایسه پارامترهای خوراک دام لجن با استانداردهای مربوط به خوراک دام لازم است عمل آوری لجن به منظور پایین آوردن رطوبت آن  تا میزان مجاز مطابق با جدول شماره (10)، صورت گیرد. مطابق با مراحل زیر خوراک دام تهیه شد.            

 جدول شماره(10):  مقایسه رطوبت مجاز مواد غذایی با رطوبت لجن کشتارگاه [اداره کل دامپزشکی خراسان رضوی ، 1385]

 

 

 

 

 

 

 

-  عمل آوری لجن و رساندن  رطوبت آن به 7 درصد     

- خشک کردن لجن عمل آوری شده

- آسیاب کردن لجن عمل آوری شده

- جیره نویسی

- تهیه مواد جیره و آسیاب کردن هر یک از مواد

- مخلوط کردن مواد با لجن آسیاب شده

- انجام عملیات آزمایشگاهی

¨   روش عمل آوری لجن

 

ابتدا مطابق شکل شماره (3)، لجن را حرارت داده و در مقابل آفتاب قرار داده تا کاملاً آب خود را از دست دهد. پس از خشک شدن کامل، لجن را آسیاب کرده و جیره نویسی توسط کارشناس خوراک دام برای گاو پرواری که درسنین بین  3ماه تا 2 سال می باشد انجام شد و تهیه مواد جیره مطابق با جدول شماره 1 صورت گرفت.

 مصرف کنسانتره در تغذیه گاوهای پرواری باید بین 1 تا 5/1درصد وزن بدن باشد و لجن به نحو مطلوبی می تواند در کنسانتره به کار رود ]6 [و مطابق شکل شماره (4)، خوراک دام تهیه شد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

به منظور بررسی ارزش غذایی کنسانتره تهیه شده، نمونه به آزمایشگاه منتقل شد و نتایج به صورت جدول شماره (12) ذکر شده است. 

جدول شماره(11):  جیره غذایی گاو پرواری برای سنین

3 ماه تا 2 سال

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

جدول شماره(12): پارامترهای خوراک دام کنسانتره تولیدی

[ اداره کل دامپزشکی خراسان رضوی,5/6/86 ]

 

 

 

                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

6- نتایج:

6-1 مقایسه پارامترهای لجن کشتارگاه صنعتی مشهد با استانداردها

در این بخش به منظور بررسی آلودگی های لجن و پی بردن به ارزش غذایی کنسانتره تهیه شده، مقادیر اندازه گیری شده  با استانداردها و سایر خوراک های معمول برای دام مقایسه شدند. در جدول شماره (13)، مواد آلاینده لجن با استانداردهای خروجی فاضلاب جهت بررسی اثرات سوء این ماده بر محیط زیست مقایسه شد. جدول شماره (14)، فلزات سنگین موجود در لجن را با استانداردهای خروجی فاضلاب جهت بررسی اثرات سوء این ماده در صورت دفع در محیط زیست نشان می دهد.

جدول شماره(13): مقایسه مواد آلوده کننده لجن با استانداردهای خروجی فاضلاب

[ضوابط و استانداردهای زیست محیطی , 82]

 

جدول شماره(14): مقایسه فلزات سنگین موجود در لجن با استانداردهای خروجی فاضلاب

[ضوابط و استانداردهای زیست محیطی ، 1382]

 

6-2 مقایسه خوراک تهیه شده با سایر خوراک ها

در نمودارهای شماره 4، 5 و6 خوراک تهیه شده از لحاظ پارامترهای مورد نیاز دام به ترتیب با کنسانتره تولیدی توسط کارخانه خوراک دام پارس و سبوس برنج و سبوس گندم مقایسه شد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6-3 بحث وتفسیر نتایج

 

- بر اساس جدول شماره (13)، مشاهده می شود که پارامترهای شیمیایی لجن به غیر از pH و نیتریت بیش از استانداردهای خروجی فاضلاب می باشد و تخلیه لجن در آبهای سطحی و زیر زمینی و مصارف کشاورزی، مغایر با استانداردها و ضوابط زیست محیطی است. در بین پارامترهای ذکر شده، میزان COD و فسفات به مقدار قابل توجهی بالاست. بالا بودن مواد آلوده کننده لجن نسبت به استانداردهای فاضلاب باعث می شود تا تدابیری جهت جلوگیری از تخلیه لجن به محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن اندیشیده شود. طبق نظریه مهندسین تصفیه فاضلاب کشتارگاه، بالا بودن فسفات به میزان زیاد (1890 ppm) به علت راه یافتن مقادیر بسیار زیادی از مواد داخل شکمبه دام به لاگون های تصفیه فاضلاب می باشد و علت این امر به علت سیستم ناقص تصفیه مکانیکی در این کشتارگاه می باشد.

 - مطابق با جدول شماره (14)، میزان فلزات سنگین موجود در لجن با استانداردهای زیست محیطی فاضلاب مقایسه شد و دیده می شود که میزان فلزات Ni، Hg، As، Cd و Co نسبت به استاندارد ناچیز می باشند و آلودگی در آبهای سطحی، زیر زمینی و مصارف کشاورزی ایجاد نمی کند.

همچنین فلزات Cu، pb، cr تا حدودی نزدیک به استاندارد هستند ولی در بین فلزات موجود  mn به میزان زیادی با استاندارد فاصله دارد و جدول شماره (9)، مقادیر ذکر شده را با مواد معدنی مجاز در خوراک های دامی نشان می دهد. در بین عناصر موجود در لجن، در مقایسه با استانداردهای خوراک دام، منگنز  بیشتر از استاندارد می باشد و  بقیه عناصر در حد تعیین شده می باشند. در بعضی از منابع عوارض و مسمومیتهایی که منگنز ایجاد می کند شامل کاهش اشتها و تأخیر در رشد حیوانات می باشد. همچنین در بعضی از منابع دیگر ذکر شده است که مسمومیت با منگنز به ندرت اتفاق می افتد و منگنز در بیشتر خوراکهای دامی یافت می شود، به طوریکه سبوس برنج و پوسته های خارجی بذر گندم از منابع غنی منگنز به شمار  می آیند و اکثر مراتع 200-40 میلیگرم در کیلوگرم منگنز دارند]6[ ]11[.

- مطابق با جدول شماره (3)، لجن بی هوازی کشتارگاه صنعتی مشهد فاقد عوامل بیماری زا (قارچ، انگل و باکتری)      می باشد. این لجن فقط حاوی باسیلوس سوبتیلیس[4] است. این باسیل فاقد هر گونه عامل خطرناک و بیماری زا بوده و در خاک به طور معمول وجود دارد و در تخمیر اسیدی و به طور کلی در تجزیه مواد آلی به طور موثر شرکت دارد]12[. بیماری زا نبودن لجن به عنوان عامل موثر و مفید برای استفاده از این ماده به عنوان پارامتر تشکیل دهنده خوراک دام محسوب         می گردد. زیرا که، این لجن در مقایسه با سایر لجنهای دیگر کشتارگاهها در وضعیت مطلوبی قرار دارد به طوریکه در تحقیقی لجن 13 کشتارگاه را بررسی کردند و لجن حاصل از این کشتارگاهها بسیار آلوده بودند، طوریکه در تمامی لجنها سالمونلا که به عنوان باکتری بیماری زا و مشترک بین انسان و دام مطرح  می باشد و عامل بیماری سالمونلوز است دیده شد]13[.

- نمودار شماره (2)، نتیجه مقایسه لجن و ارزن را نشان می دهد. پروتئین لجن از ارزن به عنوان ارزش غذایی بالاتر است. وجود الیاف خام زیاد در ارزن، این ماده را برای هضم توسط حیوانات جوان نامناسب می سازد. منظور از کلمه غیره در ستون آخر جدول، شامل موادی از قبیل نشاسته، قند، الیاف نامحلول و مواد معدنی می باشد.

- نمودار شماره (3) پارامترهای لجن و تفاله چغندرقند را به عنوان پارامتر خوراک دام نشان می دهد. طبق جدول میزان پروتئین و چربی لجن بیشتر از تفاله چغندرقند می باشد در صورتیکه اگر میزان مادة خشک تفاله چغندرقند 30-20% باشد با داشتن چنین درصد چربی، یک خوراک انرژی زای مطلوب برای دام ها محسوب می شود]14[.

-  با توجه به اینکه لجنهای عاری از تخمهای انگلی و عوامل بیماری زا را می توان با استفاده از حرارت دادن در دمای 60 درجه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه تهیه نمود]2[. برای اطمینان بیشتر، برای عمل آوری لجن  از روش حرارت دادن استفاده شد. در تحقیقی دیگر میزان جذب فلزات سنگین در مزارع کاهو که توسط لجن فاضلاب کوددهی شده بودند در جنوب استرالیا در آدلاید بررسی شده است. براساس این تحقیق میزان جذب فلزات سنگین کادمیوم، مس، نیکل، منگنز، سرب و روی در مزارعی که به طور مداوم از لجن استفاده شد بررسی شد و به نتیجه رسیدند استریلیزاسیون لجنها از طریق حرارت دادن باعث کاهش جذب فلزات شده است ]15[. در نتیجه عمل آوری لجن از طریق حرارت دادن می تواند درکاهش جذب فلزات سنگین نیز موثر باشد.

- جدول شماره(10) رطوبت مجاز مواد غذایی دام را نشان می دهد. مطابق با جدول رطوبت لجن بسیار بالاتر از حد مجاز می باشد و علت این امر انتقال لجن پس از نمونه گیری (به همان صورت که حاوی ماده خشک و رطوبت است) به آزمایشگاه می باشد و این امر، حرارت دادن لجن را برای کاهش رطوبت و رساندن آن به میزان مجاز ضروری می سازد.

 

6-4 تفسیر آزمایشات مربوط به خوراک دام تهیه شده

- رطوبت: طبق جدول شماره (12), رطوبت برابر با 8/6% می باشد که برای خوراک دام رطوبت نرمالی است.

- پروتئین خام: این مقدار پروتئین (14%) تقریبا مقدار نیاز دامی است که برای آن جیره نویسی صورت گرفته است.

- TVN: طبق دستورالعمل سازمان دامپزشکی کل کشور، مواد مصرفی در خوراک دام، طیور و آبزیان مقدار ازت آزاد (TVN) نباید بیش از gr100/mg100 باشد. در غیر اینصورت خوراک مربوطه سمی محسوب می شود. طبق جدول شماره(12)، TVN نسبت به استاندارد، مجاز می باشد.

- چربی: میزان چربی(6/1%) می باشد که منجر به تولید انرژی معادل 2920(کیلوکالری بر kg شده است) و این مقدار انرژی، انرژی نسبتاً مناسب برای دامی می باشد که برای آن دام، جیره نویسی صورت گرفته است. اما بهتر است که به وسیلة مکمل های خوراکی  مقدار انرژی خوراک را برای بهتر پروار شدن بالا برد.

- خاکستر: مقدار خاکستر (7/8%) نشان دهنده برآورد شدن میزان مناسبی از مواد معدنی موجود در خوراک است و البته به صورت جداگانه نیز این خاکستر مورد آنالیز قرار گرفته است.

- فیبر: فیبر خام (5/13%) در حدی است که بتوان به عنوان کنسانتره از آن استفاده کرد و تا تکمیل شدن ظرفیت فیبر خام که جیره می شود، می توان از علوفه یا کاه استفاده کرد.

- نمک: میزان نمک معمولا در کنسانتره های دامی 1 درصد در نظر گرفته می شود.کمبود نمک در کنسانتره بایستی به صورت کمکی در اختیار دام گذاشته شود. 

- کلسیم و فسفر: میزان کلسیم و فسفر در مقایسه با نیاز گاو شیری به کلسیم و فسفر در حد متعادلی در جیره وجود دارد.کلسیم و فسفر باید به میزان حداقل در خوراک موجود باشد و رابطة آن دو حائز اهمیت است. این رابطه معمولاً باید به نسبت 2 به 1 تا 3 به 1 باشد. برای اینکه دام بتواند این عنصر را جذب نماید وجود ویتامین(د) ضروری می باشد]9[.

- در نمودار شماره (4)،کنسانتره تولیدی با کنسانتره دامی کارخانه خوراک دام پارس مقایسه شده است. مواد اولیه و تشکیل دهنده کنسانتره دامی تولید شده توسط کارخانه خوراک دام پارس شامل: ذرت، جو،کنجاله تخم پنبه, تفاله چغندر، سبوس گندم، سبوس برنج، ذرت، پودر ماهی، مکمل ویتامینه و معدنی، ب کمپلکس و بیکربنات سدیم می باشد..

• میزان انرژی کنسانتره دامی خوراک دام پارس برای گاو پرواری برابر با 2800 kcal/kg می باشد و در مقایسه انرژی حاصل از کنسانتره تهیه شده که برابر با 2920 kcal/kg می باشد کمتر است.
• مطابق با نمودار شماره (4) میزان پروتئین 2 کنسانتره با یکدیگر برابر می باشد ومیزان کلسیم و نمک تقریباً مشابه با خوراک دام مورد نظر است. همچنین الیاف خام کنسانتره تهیه شده، بیشتر از کنسانتره خوراک دام پارس می باشد.

-       نمودارهای شماره (5) و (6)، ارزش غذایی سبوس گندم وبرنج را با کنسانتره تهیه شده نشان می دهد. بر اساس منحنی ها مشاهده می شودکه کنسانترة تهیه شده پارامترهای مشابه با خوراکها دارد و ارزش غذایی آن در بعضی موارد برابر و یا حتی بیشتر از خوراکهای مذکور است که به طور رایج در تغذیه دام به کار می رود.

 

7- نتیجه گیری و پیشنهادات آتی:

 

¨   نتایج

-  آزمایش های انجام شده نشان داد که لجن حاصل از تصفیه فاضلاب کشتارگاه صنعتی مشهد عاری ازمیکروارگانیسم های بیماری زا است.                                                                          

-    آنالیز فلزات سنگین نشان داد به غیر از فلز Mn سایر فلزات در لجن در حد استاندارد و یا نزدیک به استاندارد می باشند و چون مطابق با جدول شماره (10)، میزان 7 درصد از لجن در جیره به کار رفته مقدار منگنز نیز کاهش می یابد.

-   آنالیز خوراک دام لجن نشان داد که می توان از این لجن به عنوان مکمل خوراک دام استفاده کرد.

-   مشکل اصلی در تهیه خوراک دام نداشتن سیستم لجن خشک کن و یا سیستم های مکانیکی آبگیری لجن نظیر فیلتر پرس و سانتریفوژ یا سیستم های حرارتی خشک کردن لجن نظیر Flash drier و Rotary drier  می باشد.                       

-   اگر لجن به طریق مناسب آبگیری شود، می توان از آن برای مکمل خوراک دام استفاده کرد.

-   از خوراک دام تهیه شده که جیره آن برای گاو پرواری نوشته شده بود به میزان 7% از لجن آبگیری شده استفاده شد و استفاده از مقادیر بیشتر نیازمند آزمایشهای بیشتر وتحقیقات میدانی است. بدین معنی که نتایج حاصله بر روی دامهایی که با این خوراک تغذیه می شوند مورد مطالعه قرار گیرند.

-   با توجه به فسفر بالای لجن می توان از آن به عنوان کود نیز استفاده کرد. زیرا میزان عوامل بیماری زا و میزان فلزات سنگین آن در حد قابل قبولی می باشد و برای گیاهان درختی مناسب است.

-   بالا بودن BOD، COD و فسفات لجن و بعضی از پارامترهای اندازه گیری شده نشان دهنده اثرات  مخرب زیست محیطی لجن در صورت تخلیه آن به آب و خاک می باشد در نتیجه پیدا کردن راه کارهایی از جمله درست کردن خوراک دام با لجن اضافی می تواند نقش مؤثری در کاهش این آلودگی  ها ایفاء کند.

-   ایده درست کردن خوراک دام از لجن به عنوان استفاده بهینه از این ضایعات از یکی از کشتارگاه های آفریقا گرفته شد که در آن کشتارگاه لجن حاصل از تصفیه فاضلاب حاوی 40 درصد پروتئین بود که به عنوان مکمل خوراک دام استفاده شد و تمام هزینه های صرف شده در این کشتارگاه جهت تصفیه و آبگیری و عمل آوری لجن از طریق فروش این ماده به عنوان مکمل خوراک دام جبران شد.

-   در این تحقیق جنبه های اقتصادی درست کردن خوراک دام مدنظر نمی باشد، بلکه جنبه های زیست محیطی آن مد نظربوده است .

-   با توجه به نتایج به دست آمده از مقایسه ارزش غذایی کنسانتره تهیه شده با سایر خوراکها، نتایج موفقیت آمیزی حاصل شد. زیرا در بسیاری از موارد ارزش غذایی کنسانتره تهیه شده با ارزش غذایی مواد ذکر شده برابر بود و حتی در بعضی موارد بیشتر بود.

 

 

 

 

 

¨   پیشنهادات

 

-  اکثر کشتارگاهها به علت هزینه بالای تصفیه لجن، از تصفیه آن خودداری می کنندکه این امر باعث آلودگی شدید            می گردد. پیشنهاد می شود این سیستم در کشتارگاهها تعبیه شود تا آثار سوء زیست محیطی لجن کاهش یابد.

-   عمل‌آوری لجن بدون آنکه توسط سیستم آبگیری اولیه، آبگیری نشده باشد بسیار دشوار است و نیاز به  صرف زمان زیاد جهت خشک کردن لجن می باشد. اگر آبگیری اولیه صورت می گرفت، عمل آوری لجن  بسیار ساده تر می شد و لجن به حالت خمیری در می آمد. در آن صورت یکی از راههای عمل آوری پیشنهادی استفاده از روش (flash drier) می باشد. با توجه به این که در این روش مواد غذایی در مدت  کوتاهی خشک می شوند، بدون اینکه نیاز باشد در معرض حرارت دهی طولانی مدت قرار گیرند، و در این روش احتمال از بین رفتن ارزش مواد غذایی کاهش می یابد.

-   پیشنهاد می شود از این ماده در تغذیه نشخوارکنندگان استفاده شود. زیرا که جیره غذایی حیوانات نشخوارکننده معمولاً با پروتئین کمتر نسبت به جیره غذایی طیور وآبزیان تنظیم می گردد. زیرا  بعضی از خوراک های دام در صورت داشتن پروتئین بالا، اسید آمینه قابل جذب کمی دارند.

-   پیشنهاد می شود برای استفاده از لجن به عنوان خوراک دام، این ماده در کنسانتره به کار برده شود. زیرا در کار دامپروری هیچ ماده غذایی را مستقیم به دام نمی دهند.

-   به علت اینکه استفاده از لجن به عنوان خوراک دام به دلیل پیچیدگی این ماده، نیاز به انجام تحقیقات گسترده تری دارد، بنابراین پیشنهاد می شود تا قبل از تحقیقات گسترده بیش از 5 تا 7 درصد استفاده نگردد.

-   به علت اینکه کاهش ارزش غذایی لجن در صورت حل شدن در آب مورد آزمایش قرار نگرفت و احتمال می رود که اگر ماده غذایی تهیه شده در آب حل شود ارزش غذایی آن کاهش می یابد، پیشنهاد می شود تا حد امکان از این ماده برای تغذیه آبزیان استفاده نشود.

-  پیشنهاد می شود برای ترغیب تولید کنندگان خوراک دام و همچنین نهادینه کردن این روش در ابتدای امر تا زمانی که این مسئله جایگاه خود را باز کند، کشتارگاههای صنعتی لجنهای خود را به صورت رایگان در اختیار کارخانجات تولید خوراک دام قرار دهند.

 

منابع

 

[1]       مرکز تحقیقات زیست محیطی خراسان, اداره محیط زیست خراسان, 1379, ”بررسی سیستم های رفع آلودگی آب در صنایع عمده منتخب مصرف کننده آب در سطح استان خراسان,شامل گروه کشتارگاهها“.

[2]       کلمان بودا ، 1379 ،”خوراکهای غیرمعمول در تغذیه حیوانات“ ، ترجمه علی رضا جعفری صیادی ، انتشارات دانشگاه گیلان.

[3]      Martens,Wolfram,Bohm,Reinhard,2006,“Public health aspects connected to the use of sludge on land,”Hohen university.

[4]       فرزادکیا، م، 1378 ، ” ارائه الگوهای مناسب جهت تثبیت لجن فاضلاب شهر تهران “، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشت درمانی تهران، دانشکده بهداشت.

[5]      مؤمنی, ل, 1380, ” ارائه طرح مدیریتی لجن فاضلاب شهری(مطالعه موردی تصفیه خانه شهرک قدس) “, پایان نامه کارشناسی ارشد, دانشگاه تهران, دانشکده محیط زیست.

[6]      هاشمی، م، 1375, ”کاربرد فضولات حیوانی در تغذیه دام،,طیور و ماهی“, انتشارات فرهنگ جامع.

[7]      Gauris.Mittal,2005,“Treatment of waste water from abattoirs before land application-a review”,school of engineering, university of Guelph,Canada.www.sciencedirect.com

[8]      فضائلی نژاد ، 1384، ”اصول بهداشت دام و طیور“، انتشارات پرتو واقعه تهران.

[9]      ساعدی، ه و همکاران، 1371, ”اصول تغذیه دام وطیور“, جلد دوم، انتشارات دانشگاه تهران.

[10]      نوریان، الف و همکاران، 1385، ”اصول تجزیه خوراک دام و طیور“، انتشارات دانشگاه راضی.

[11]      مکدونالد ،الف، گرین هال، م، 1379، ”تغذیه دام“، ترجمه بهمن نویدشاد و علی رضا جعفری صیادی، انتشارات فرهنگ جامع تهران.

[12]      گاگیک بدلیانس قلی کندی، 1381، ”طراحی فرایندهای فیزیکی,شیمیایی و بیولوژیکی تصفیه فاضلاب“, انتشارات صنعت آب و برق.

[13]      G.Nicoline,etal,1996,“Pathogenic microorganism in slaughter house sludge-a survey”,International journal of food microbiology,volum33,Issues 2-3,pages245-256

[14]       وسلی.ان.ایویینگ,1380, ”راهنمای خوراکهای دام و طیور“, ترجمه عبدالرضا کامیاب, انتشارات حق شناس.

[15]      Vries MPC de and KG.Tiller,2006,“the effects of sludge from two Adelaide sewage treatment plants on the growth of and heavy metal concentrations in lettuce, Australian journal of experimental Agricultural 18/901-143-147     

 

 

 

 

Investigation of pollution related to sludge obtained from the effluent treatment

Of slaughter house and making the practical proposal

 (Study was conducted in mash had slaughter house)

 

Shadi Kafi Mallak

Faculty of Environment and Energy, Science and Research Campos, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Mostafa Khezri

Faculty of Environment and Energy, Science and Research Campos, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Masoud Monavari

Faculty of Environment and Energy, Science and Research Campos, Islamic Azad University, Tehran, Iran

Parvin Farshchi

Faculty of Environment and Energy, Science and Research Campos, Islamic Azad University, Tehran, Iran

 

Abstract

Sludge, as an additional element in the process of treatment will cause numerous problems in long runs. Therefore, it has to be collected and disposed in sanitary ways. Disposing the sludge requires certain rules and it is often polluted by not following the environmental rules. Pollution will be transferred to human and agriculture crops through water and soil. The best method to control this problem is to utilize that material in an efficient way. In this paper, we proposed an efficient method to decrease the pollution of sludge obtained from Mashhad slaughter house, as an applicable sample, and we tried to optimize its usage in an efficient application. We sampled the sludge, obtained from the treatment process in Mashhad slaughter house, for several times. Then, we carried out the relative tests such as: chemical pollution (BOD, COD, PH, Nitrate, and phosphate), heavy metal (As, Hg, Ni, Mn, Cu, Pb, Cr, Cd, Co), microbiology pollution, and animal feeding tests on the sludge samples. The obtained results indicate that the sludge could be utilized as animal feed. We prepared the cattle ration by using the utilized sludge as a portion. After cattle ration, the animal feed was prepared together with sludge and other elements. For measuring the value of the obtained ration, different experiments were conducted and outcome was compared with other factories' concentrated animal feed obtained forms such as: rice bran, wheat bran, straw, sugar beet pulp and barley. By drawing the relative curves, results showed that, the sludge obtained from Mashhad slaughter house satisfied the animal feed standard rules and perform better than other factories' products. To the best of our knowledge, our proposed method is the first research which studies the sludge obtained from the treatment process and tries to utilize its application efficiently in an animal feed ration which is very important and significant applicable research work.

 

Key word: Mashhad slaughter house, sludge effluent treatment, animal feed, concentrate, cattle ration      

 

تعداد مشاهده مقاله: 8,589

تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,097