تصفیه فاضلابهای صنعتی

فاضلاب های روغنی

فاضلاب های روغنی (نفتی) حاوی مواد پلیمری با وزن مولکولی زیاد و کاتیون های فلزی با بار زیاد می باشند و در صورتی تصفیه می شوند که امولسیون آنها شکسته شود. زمانی که امولسیون آنها شکسته شود می توان توسط فرآیندهای شناورسازی یا ته نشینی ثقلی این گونه مواد را تصفیه کرد. بطور کلی در محیط های آبی 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 نهایت pH را به آرامی با افزودن هیدروکسیدسدیم یا آهک به حالت نرمال بر می گردانند. پساب حاصل از این فرآیندها احتمالاً زرد رنگ خواهد بود که نشان دهنده مقادیر زیادی از نمک های محلول می باشد. اما اگر از سولفات فریک یا سولفات آلومینیوم برای شکستن امولسیون استفاده شود و سیستم توسط آب آهک خنثی سازی شود این رنگ را می توان کاهش داد. میزان مواد جامد از این نوع سیستم 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 این گونه موارد، از اسید سولفوریک برای تنظیم pH استفاده می کنند. در این حالت اسید 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 نیز بکار گرفته شود. در صورت اضافه کردن اسید به فاضلاب های حاوی پروتئین و نشاسته این 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 های حاوی نشاسته خوبی رسوب نمی هند. بنابراین تصفیه این فاضلاب ها به سختی انجام می گیرد. یکی از معایب استفاده از آهک در تصفیه فاضلاب های روغنی، در این است که آهک باعث افزایش سختی کربناته به بیش از 40 گرین خواهد شد.

خون و پروتئین

فاضلاب های حاوی خون و پروتئین عمدتا در گشتارگاهها تولید می شود. حذف خون از این فاضلاب ها به سخت انجام می گیرد. بهترین روش برای تصفیه این نوع فاضلاب ها، این است که ابتدا ذرات معلق خون و پروتئین حذف گردند. در تصفیه این نوع فاضلاب ها، ابتدا pH را پائین آورده و سپس سولفونات لیگنین به فاضلاب افزوده می شود. در این صورت پساب زرد رنگی ایجاد خواهد شد. پیش تصفیه شیمیایی به تنهایی باعث پایین آوردن pH و مقدار سولفونات لگنین مصرفی 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 سیستم های 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. همچنین این فاضلابها را می توان با فرآیندهای تصفیه بی هوازی و متعاقب آن فرآیندهای هوازی تصفیه کرد. به دلیل کمبود فسفر در این نوع فاضلاب ها، در صورت استفاده از فرآیندهای تصفیه بیولو‍یکی، اضافه کردن فسفر ضروری می باشد. فرآیندهای رسوبدهی شیمیایی می توانند مقدار زیادی از BOD را کاهش دهند اما مقدار زیادی از BOD بصورت محلول در فاضلاب وجود باقی خواهد ماند. در سالهای اخیر نیز یک فرآیند نسبتاً جدیدی 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

صنایع شیر و لبنیات یکی از عمده ترین صنایع هر کشوری محسوب می گردد و تقریبا در تمام شهرا وجود دارند. فاضلاب حاصل از این صنایع اغلب حاوب ذرات ریز شیر می باشند. این نوع فاضلاب ها اغلب غنی از چربی، پروتئین و کربوهیدرات می باشند. همچنین این فاضلاب ها به شدت کمبود نیتروژن دارند. بسته به قدرت فاضلاب، به این نوع فاضلاب ها آمونیاک اضافه شده و سپس توسط فرآیندهای تصفیه بی هوازی، روی آنها پیش تصفیه صورت گرفته و سپس با فرآیندهای هوازی مورد تصفیه قرار می گیرند. در صورت اضافه نکردن 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 که بروی آن پیش تصفیه صورت گیرد و سپس توسط سایر فرآیندها تصفیه گردنن. استفاده از دستگاههای 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 لکه های نفتی 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 این گونه موارد لجن های ته نشین شده حاوی انواع مختلفی از مواد می باشند که می توانند باعث ایجاد سمیت شوند. برای استفاده از سیستم های هوازی جهت تصفیه فاضلاب پالایشگاها، لازم است که ابتدا آزمایشهای پایلوت انجام گیرد تا عملکرد سیستم در طولانی مدت مشخص گردد. در این نوع فاضلاب ها مساله شوک بار آلی نیز مهم می باشد. به این 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 گیرد. فاضلاب صنایع پالایشگاهی نیز غنی از مواد کربنه می باشد و در عوض مقدار نیتروژن و فسفر کمی دارند. بنابراین در برخی از موارد برای تامین منبع نیتروژن و فسفر و همچنین ارگانیسم های زنده، این نوع فاضلاب ها را با فاضلاب های شهری مخلوط می کنند. باید به این نکته توجه شود که خصوصیات فاضلاب روغن های گیاهی متفاوت تر از فاضلاب حاوی روغن های نفتی می باشد و در انتخاب روش تصفیه باید به این نکته توجه کافی گردد.

فاضلاب صنایع فلزکاری

در تصفیه 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 گیرد. 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 که روغن حذف شود و سپس دیگر فاضلاب مورد تصفیه قرار گیرد.

فاضلاب های حاوی نشاسته

این فاضلاب ها در فرآیند های تولید کارخانه سیب زمینی و دیگر صنایع به وجود می آید. تصفیه فاضلاب های حاوی نشاسته خام بسیار 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 می 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 این نوع سیستم 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 نیز 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. باید به این نکته توجه شود که این نوع سیستم 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 ایجاد مشکلات بسیاری در طرح های تصفیه فاضلاب شده است. در صنایعی که بصورت دوره ای فعالیت می کنند و فرآیند تصفیه در آن بصورت ممتد انجام نمی گیرد، این گونه صنایع 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 این گونه صنایع ابتدا حجم فاضلاب را کاهش داده و سپس فرآیندهای مختلف تصفیه خانه طراحی می کنند.

باصری