تصفیه فاضلاب صنایع مختلف

تصفیه فاضلابهای صنعتی

فاضلاب های روغنی

فاضلاب های روغنی (نفتی) حاوي مواد پلیمری با وزن مولکولی زیاد و کاتیون های فلزی با بار زیاد مي باشند و در صورتي تصفیه می شوند که امولسیون آنها شکسته شود. زماني که امولسیون آنها شکسته شود می توان توسط فرآيندهاي شناورسازی یا ته نشینی ثقلی اين گونه مواد را تصفیه کرد. بطور کلي در محيط هاي آبي دو نوع امولسیون وجود دارد: امولسیون فیزیکی و امولسیون شیمیایی. تصفیه و شکستن امولسیون های فیزیکی نسبتاً ساده می باشد اما امولسیون های شیمیایی از قبیل امولسیون آب و روغن های محلول، در هم شکستن این نوع امولسیون ها خیلی سخت است مگر اینکه روغن را بوسیله مکانیکی از امولسیون جمع آوری کنند. شکستن امولسیون های شیمیایی تازه خیلی سخت می باشد. در امولسیون هایی که به سختی شکسته می شوند از سولفات آلومینیوم یا کلرید فریک برای شکستن امولسیون استفاده می شود و سپس فاضلاب تصفیه می شود. برای تجزیه امولسیون های خیلی سخت ابتدا pH را به کمتر از 2 رسانده و به مدت 10 دقیقه در این pH نگه داشته می شود. سپس نمک های آلوم یا فریک را اضافه کرده تا امولسیون بشکند و در نهايت pH را به آرامی با افزودن هیدروکسیدسدیم یا آهک به حالت نرمال بر می گردانند. پساب حاصل از این فرآيندها احتمالاً زرد رنگ خواهد بود که نشان دهنده مقادیر زیادی از نمک های محلول می باشد. اما اگر از سولفات فریک یا سولفات آلومینیوم براي شكستن امولسيون استفاده شود و سیستم توسط آب آهک خنثی سازی شود این رنگ را می توان کاهش داد. ميزان مواد جامد از اين نوع سيستم تا 1700 میلی گرم در لیتر افزایش خواهد یافت که به خاطر حلالیت سولفات کلسیم می باشد. فلوک های آلوم یا آهک خیلی بزرگ و متراکم هستند و به سرعت ته نشین می شوند و آب لخته سازی شده را جاروب کرده و فلوک های آن را ته نشین می کنند. در اين گونه موارد، از اسید سولفوریک برای تنظیم pH استفاده می کنند. در اين حالت اسيد سولفوریک باعث رسوب آهک می شود.

 امولسیون روغن های گیاهی از قبیل روغن نحل (پالم) کانیولا و پارافین ها، به سختی شکسته می شوند. برای تصفیه بهتر این روغن ها از پلیمرهای کاتیونی و به دنبال آن فیلتراسیون با سرعت پایین استفاده می شود. پساب حاصل از  تصفیه این نوع روغن ها، شفاف بوده و عاری از مواد جامد معلق می باشد. ولی ممکن است مقداری روغن محلول داشته باشد. همه روش هایی که در بالا به آن اشاره شد می تواند در تصفیه فاضلاب های حاوی خون، پروتئین و نشاسته های پخته شده معلق نيز بکار گرفته شود. در صورت اضافه كردن اسيد به فاضلاب هاي حاوي پروتئين و نشاسته اين گونه مواد به صورت لخته در خواهند آمد. اگر هدف از تصفیه، بازیافت نشاسته به منظور تغذیه حیوانات باشد از پلیمرهای تایید شده توسط USDA به منظور جلوگیری از مسمومیت حیوانات اهلی استفاده می شود. فاضلاب هاي حاوي نشاسته خوبی رسوب نمی هند. بنابراين تصفيه اين فاضلاب ها به سختي انجام مي گيرد. یکی از معایب استفاده از آهك در تصفيه فاضلاب هاي روغني، در این است که آهک باعث افزایش سختی کربناته به بیش از 40 گرین خواهد شد.

خون و پروتئین

فاضلاب هاي حاوي خون و پروتئين عمدتا در گشتارگاهها توليد مي شود. حذف خون از اين فاضلاب ها به سخت انجام مي گيرد. بهترین روش براي تصفيه اين نوع فاضلاب ها، اين است كه ابتدا ذرات معلق خون و پروتئين حذف گردند. در تصفيه اين نوع فاضلاب ها، ابتدا pH را پائين آورده و سپس سولفونات ليگنين به فاضلاب افزوده مي شود. در این صورت پساب زرد رنگی ایجاد خواهد شد. پیش تصفیه شیمیایی به تنهایی باعث پایین آوردن pH و مقدار سولفونات لگنین مصرفي می شود. سولفونات محصول جانبی کارخانه های کاغذ سازی است و می توان آن را از کارخانه های محلی تهیه کرد. سولفات لیگنین را باید با نسبت تقریبی یا متناسب با زمان به فاضلاب افزود. توصیه شده است که در هنگام تصفیه این نوع فاضلاب ها، pH به کمتر از 4 کاهش یابد و سپس سولفونات لیگنین در حد استئوکیومتریک به فاضلاب اضافه شود. مقدار متغیر خون در فاضلاب استفاده از سيستم هاي تصفیه منقطع و آزمایش جار را ضروری می نماید. فاضلاب های خونی حاوی مقادیر بالایی از BOD و نیتروژن هستند ولی مقدار فسفر آنها کم می باشد. این فاضلاب ها را می توان به وسیله یکنواخت سازی و رسوبدهی شیمیایی همراه با تصفیه بی هوازی با سرعت بالا تصفیه کرد. همچنين این فاضلابها را مي توان با فرآيندهاي تصفيه بي هوازي و متعاقب آن فرآيندهاي هوازي تصفيه كرد. به دليل كمبود فسفر در اين نوع فاضلاب ها، در صورت استفاده از فرآيندهاي تصفيه بيولو‍يكي، اضافه کردن فسفر ضروری مي باشد. فرآيندهاي رسوبدهی شیمیایی می توانند مقدار زیادی از BOD را کاهش دهند اما مقدار زیادی از BOD بصورت محلول در فاضلاب وجود باقي خواهد ماند. در سالهاي اخير نيز یک فرآیند نسبتاً جدیدي به نام فرآیند آناموکس-شارون بر روی فاضلاب هایی که دارای مقدار نسبتاً بالایی از آمونیاک هستند از قبیل مایع روی هاضم ها آزمایش شده است.

فاضلاب صنایع شیر

صنايع شير و لبنيات يكي از عمده ترين صنايع هر كشوري محسوب مي گردد و تقريبا در تمام شهرا وجود دارند. فاضلاب حاصل از اين صنايع اغلب حاوب ذرات ريز شير مي باشند. اين نوع فاضلاب ها اغلب غني از چربي، پروتئين و كربوهيدرات مي باشند. همچنين این فاضلاب ها به شدت کمبود نیتروژن دارند. بسته به قدرت فاضلاب، به این نوع فاضلاب ها آمونیاک اضافه شده و سپس توسط فرآیندهاي تصفيه بی هوازی، روی آنها پیش تصفیه صورت گرفته و سپس با فرآیندهاي هوازی مورد تصفیه قرار می گيرند. در صورت اضافه نكردن منبع نیتروژن، فاضلاب های صنایع شیر بعد از تصفیه بیولوژیکی تشکیل لخته نخواهند داد.

فاضلاب پالایشگاه ها

این نوع فاضلاب ها نیز بشدت آلوده بوده و لازم است كه بروي آن پيش تصفيه صورت گيرد و سپس توسط ساير فرآيندها تصفيه گردنن. استفاده از دستگاههاي جدا کننده API بمنظور پیش تصفیه محدود شده است و بیشتر به عنوان ابزار کنترل از آنها استفاده می شود. جداکننده های API بسته به نوع مواد موجود در فاضلاب، مقدار لكه هاي نفتي را به 50 – 15 میلی گرم در لیتر کاهش می دهند و برای فاضلاب های امولسیون شده هیچ نوع حذفی را انجام نمی دهند. لخته سازی شیمیایی همراه با شناورسازی با هوای محلول برای این نوع فاضلاب ها بسیار توصیه شده است. برخی اوقات جداکننده های API نمی توانند برای تصفیه به تنهایی کافی باشند و استفاده از صافی های منعقد کننده یا سیستم لخته ساز از نوع چورون (chevron) می تواند عملکرد API را افزایش دهد. برای فاضلاب های با دبی کم از یک پیش فیلتر استفاده می شود و سپس از یک فیلتر مخلوط کننده فولادی کارتریج همانند فیلترهای ساخته شده توسط سرفیلکو(Serfilco)، پال(Pall) و دیگر فیلترها استفاده می شود. این نوع سیستم ها به خوبی کار می کنند و قادرند روغن های آزاد را به کمتر از 15 میلی گرم در لیتر کاهش دهند. تصفیه هوازی از نوع لجن فعال نیز برای تصفیه این نوع فاضلاب ها استفاده می شود. در اين گونه موارد لجن هاي ته نشين شده حاوي انواع مختلفي از مواد مي باشند كه مي توانند باعث ايجاد سميت شوند. براي استفاده از سيستم هاي هوازي جهت تصفيه فاضلاب پالايشگاها، لازم است كه ابتدا آزمايشهاي پايلوت انجام گيرد تا عملكرد سيستم در طولاني مدت مشخص گردد. در اين نوع فاضلاب ها مساله شوک بار آلی نیز مهم می باشد. به اين منظور خنثی سازی در این موارد اکیداً توصیه می شود. هوادهی گسترده نیز برای تصفیه فاضلاب پالایشگاه ها می تواند به خوبی مورد استفاده قرار گيرد. فاضلاب صنايع پالايشگاهي نيز غني از مواد كربنه مي باشد و در عوض مقدار نيتروژن و فسفر كمي دارند. بنابراين در برخي از موارد براي تامين منبع نيتروژن و فسفر و همچنين ارگانيسم هاي زنده، اين نوع فاضلاب ها را با فاضلاب هاي شهري مخلوط مي كنند. بايد به اين نكته توجه شود كه خصوصيات فاضلاب روغن هاي گياهي متفاوت تر از فاضلاب حاوي روغن هاي نفتي مي باشد و در انتخاب روش تصفيه بايد به اين نكته توجه كافي گردد.

فاضلاب صنایع فلزکاری

در تصفيه این فاضلاب ها ممکن است از رسوبدهی چند مرحله ای استفاده شود. اگر فاضلاب حاوی کروم شش ظرفیتی باشد لازم است که بوسیله اسید سولفوریک در pH برابر 2 ، کروم شش ظرفیتی را به کروم 3 ظرفیتی کاهش داد و سپس توسط آهک کروم سه ظرفیتی را حذف کرد. ممکن است روش های بهتر نیز برای این نوع از فاضلاب ها به کار رود. حذف بهینه فلزات اغلب در دو محدوده pH انجام می گيرد. در موارد خاص بعد از فیلتراسیون غلظت فلزات به کمتر از 5 نانوگرم در لیتر خواهد رسید. اگر فاضلاب حاوی روغن باشد در ابتدا لازم است كه روغن حذف شود و سپس دیگر فاضلاب مورد تصفيه قرار گيرد.

فاضلاب های حاوی نشاسته

این فاضلاب ها در فرآیند های توليد کارخانه سیب زمینی و دیگر صنایع به وجود می آید. تصفیه فاضلاب های حاوی نشاسته خام بسيار سخت می باشد. این فاضلاب ها نه به خوبی فیلتر می شوند و نه بخوبی لخته ایجاد می کنند. این فاضلاب ها غنی از کربن بوده و می توانند به صورت بی هوازی تصفیه شوند. تصفیه فاضلاب های حاوی نشاسته پخته شده نسبتا آسان مي باشد. در این نوع فاضلاب ها با اضافه کردن اسید لخته سازی انجام داده و سپس خنثی سازی بر روی آن انجام می دهند.

فاضلاب کارخانه های مواد شیمیایی و فنل ها

فاضلاب حاوی فنل را می توان توسط سیستم های حاوی باکتریهای سازش یافته تصفیه کرد. در اين نوع سيستم ها، این فاضلاب ها به مقدار زیادی رقیق شده و به مدت طولانی هوادهی می شوند. باکتری های سازش یافته را می توان از خاک های اطراف کارخانه پیدا و استخراج کرد و به بیش از 1500 میلی گرم در لیتر تغلیظ کرد. با این کار می توان مساله سمیت این نوع فاضلاب ها را نيز حل کرد. تصفیه به روش لجن فعال نیز برای این نوع از فاضلاب ها توصیه می گردد. شوک بار عمده ترین مساله در این نوع فاضلاب ها می باشد.

فاضلاب های با جریان کم

برای فاضلاب های با دبی کم تا متوسط می توان از راکتور بسته متوالی (SBR) استفاده کرد. بايد به اين نكته توجه شود كه اين نوع سيستم ها نباید به سیستم راکتور ممتد همانند لجن فعال تبدیل شوند. روش SBR ویژگی های مخصوص به خود را دارد و روش ارزان برای تصفیه فاضلاب های با حجم کم و زیاد می باشد. مزیت سیستم های SBR در این است که این سیستم ها نیازی به زلال ساز ندارند. بنابراین باعث صرفه جویی در هزینه ها می شوند.

ملاحظات نهایی

لازم است قبل از اقدام به تصفیه فاضلاب و انتخاب فرآیند درک کاملی از فرآیندهای تصفیه فاضلاب داشته باشیم. در بیشتر صنایع تعیین نادرست مشخصات فاضلاب باعث ايجاد مشكلات بسیاری در طرح های تصفیه فاضلاب شده است. در صنایعی که بصورت دوره اي فعالیت می کنند و فرآیند تصفیه در آن بصورت ممتد انجام نمی گیرد، اين گونه صنايع اغلب بزرگترین منبع تولید کننده فاضلاب می باشند و باید در طراحی واحدهای تصفیه برای این نوع فاضلاب ها دقت بسیاری کرد. اغلب اوقات در اين گونه صنايع ابتدا حجم فاضلاب را كاهش داده و سپس فرآيندهاي مختلف تصفيه خانه طراحي مي كنند.