تصفیه فاضلاب صنعتی به چه شکل انجام می‌شود؟

تصفیه فاضلاب صنعتی

تصفیه فاضلاب صنعتی مکانیسم‌ها و فرآیندهایی است که برای تصفیه آب‌هایی که قبل از انتشار در محیط زیست یا استفاده مجدد از آن‌ها به نوعی توسط فعالیت‌های صنعتی یا تجاری انسانی آلوده شده‌اند، استفاده می‌شود.

اکثر صنایع مقداری زباله مرطوب تولید می کنند، هرچند روندهای اخیر در جهان توسعه یافته، تاکید بر به حداقل رساندن چنین تولیدی یا بازیافت این زباله ها در فرآیند تولید بوده است، با این حال، بسیاری از صنایع وابسته به فرآیندهایی هستند که فاضلاب تولید می کنند.

بسیاری از صنایع نیاز به تصفیه آب برای به دست آوردن آب با کیفیت بسیار بالا برای اهداف مختلف دارند. تصفیه آب از فیلتراسیون تا ته نشینی،  لجن های آلی و معدنی تولید می کند. تبادل یونی با استفاده از رزین‌های طبیعی یا مصنوعی، یون‌های کلسیم، منیزیم و کربنات را از آب حذف می‌کند و آنها را با یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل جایگزین می‌کند. بازسازی ستون‌های تبادل یونی با اسیدها و قلیاهای قوی، فاضلابی غنی از یون‌های سختی تولید می‌کند که به‌راحتی به بیرون رسوب می‌کنند؛ به‌ویژه زمانی که با فاضلاب‌های دیگر مخلوط می‌شوند.

انواع مختلف آلودگی فاضلاب نیاز به استراتژی های مختلفی برای حذف آلودگی دارد. در ادامه به توضیح بخش های مختلف تصفیه فاضلاب صنعتی که به طور معمول در این نوع تصفیه مورد استفاده قرار میگیرند، خواهیم پرداخت.

مراحل تصفیه فاضلاب های صنعتی

وقتی اهمیت تصفیه پساب های صنعتی آشکار شده است، موضوعی که پس از آن اهمیت پیدا می‌کند این است که چگونه باید این کار را انجام داد؟ یعنی به چه شکل باید برای تصفیه فاضلاب های صنعتی اقدام کرد؟ ضمن این که باید در نظر داشت که فاضلاب صنعتی هم نیاز به پیش تصفیه دارد،  در ادامه مراحل این کار را با هم بررسی خواهیم کرد.

حذف مواد جامد

اکثر جامدات را می توان با استفاده از روش های تصفیه فیزیکی فاضلاب، مثل تکنیک های ته نشینی ساده، حذف کرد. در این میان، جامدات بسیار ریز و جامدات با چگالی نزدیک به چگالی آب، مشکلات خاصی را ایجاد می کنند که در چنین مواردی ممکن است نیاز به فیلتراسیون یا اولترافیلتراسیون باشد. اگرچه، لخته سازی ممکن است با استفاده از نمک های آلوم یا افزودن پلی الکترولیت ها مورد استفاده قرار گیرد.

حذف روغن و گریس

شکل 1- یک جداکننده معمولی API روغن و آب که در بسیاری از صنایع استفاده می شود

بسیاری از روغن ها را می توان از سطوح آزاد آب، با دستگاه های اسکیمینگ جداسازی کرد. اسکیمرهای روغن که روشی مطمئن و ارزان برای حذف روغن، گریس و سایر هیدروکربن ها از آب هستند، گاهی اوقات می توانند به سطح مطلوبی از خلوص آب دست پیدا کنند. در مواقع دیگر، اسکیمینگ روشی مقرون به صرفه برای حذف بخش قابل توجهی از روغن، قبل از استفاده از فیلترهای غشایی و فرآیندهای شیمیایی است. اسکیمرها از گرفتگی زودهنگام فیلترها جلوگیری می کنند و هزینه های شیمیایی را کاهش می دهند؛ زیرا روغن کمتری برای جداسازی وجود دارد.

از آنجایی که فرایند جداسازی گریس، حذف هیدروکربن های با ویسکوزیته بالاتر است، کفگیرها باید مجهز به گرم کن هایی به اندازه کافی قوی باشند تا گریس را برای تخلیه به صورت مایع نگه دارند. اگر گریس شناور به صورت توده ها یا تشک های جامد تشکیل شود، می توان از میله اسپری، هواکش یا دستگاه مکانیکی برای تسهیل حذف استفاده کرد.

با این حال، روغن های هیدرولیک و اکثر روغن هایی که به هر میزانی تجزیه شده اند نیز دارای یک جزء محلول یا امولسیون شده هستند که برای از بین بردن آن نیاز به تصفیه بیشتری است. حل کردن یا امولسیون کردن روغن با استفاده از سورفکتانت ها یا حلال ها معمولاً به جای حل مشکل، مشکل را تشدید می کند و فاضلابی تولید می کند که تصفیه آن دشوارتر است.

در تصفیه فاضلاب صنعتی صنایع بزرگ مانند پالایشگاه‌های نفت، کارخانه‌های پتروشیمی، کارخانه‌های شیمیایی و کارخانه‌های فرآوری گاز طبیعی معمولاً حاوی مقادیر ناخالص نفت و مواد جامد معلق هستند با استفاده از دستگاهی به نام جداکننده آب و روغن API استفاده انجام می‌شود که این دستگاه برای جدا کردن روغن و مواد جامد معلق از پساب‌های فاضلاب طراحی شده است. این نام از این واقعیت گرفته شده است که این جداکننده ها بر اساس استانداردهای منتشر شده توسط موسسه نفت آمریکا (API) طراحی شده اند.

جداکننده API یک دستگاه جداسازی گرانشی است که با استفاده از قانون استوکس یعنی سرعت صعود قطرات روغن بر اساس چگالی و اندازه آنها طراحی شده است. این طراحی بر اساس تفاوت وزن مخصوص بین روغن و فاضلاب است زیرا این تفاوت بسیار کمتر از اختلاف وزن مخصوص بین مواد جامد معلق و آب است. مواد جامد معلق به عنوان یک لایه رسوبی در کف جداکننده ته نشین می شوند، روغن به سمت بالای سیال صعود میکند و فاضلاب تمیز شده، لایه میانی بین روغن روی سیال و مواد جامد ته نشین شده است.

به طور معمول، لایه روغن جدا می شود و متعاقباً دوباره پردازش یا دفع می شود، و لایه رسوب پایین ، توسط یک زنجیر و flight scraper (یا دستگاه مشابه) و یک پمپ لجن برداشته می شود.  آب برای تصفیه بیشتر به واحدی که اغلب شامل یک ماژول الکتروفلوتاسیون برای حذف اضافی هر گونه روغن باقیمانده است ارسال و سپس به نوعی واحد تصفیه بیولوژیکی برای حذف ترکیبات شیمیایی محلول نامطلوب فرستاده می شود.

شکل 2- یک نمونه جداکننده صفحه موازی

جداکننده های صفحه موازی شبیه جداکننده های API هستند اما شامل مجموعه های صفحه موازی کج شده (همچنین به عنوان بسته های موازی شناخته می شوند) هستند. صفحات موازی سطح بیشتری را برای قطرات معلق روغن فراهم می کنند تا در گلبول های بزرگتر با هم ترکیب شوند. این سیستم ها نیز بر اساس روابط وزن مخصوص بین روغن معلق و آب  طراحی می‌شوند. با این حال، صفحات موازی میزان جدایی روغن و آب را افزایش می دهند. نتیجه این است که یک جداکننده صفحه موازی به فضای کمتری نسبت به جداکننده API معمولی برای رسیدن به همان درجه جداسازی نیاز دارد. همچنین چربی گیر DAF از دیگز مواردی است که می‌توان از آن برای تصفیه چربی‌های فاضلاب صنعتی استفاده نمود.

حذف مواد آلی زیست تخریب پذیر

مواد آلی زیست تخریب پذیر با منشاء گیاهی یا حیوانی، معمولاً با استفاده از فرآیندهای متداول تصفیه فاضلاب معمولی مانند لجن فعال یا فیلتر چکنده، قابل تصفیه هستند. وجود مواد پاک کننده، ضدعفونی کننده ها، آفت کش ها یا آنتی بیوتیک ها می تواند تأثیرات مخربی بر فرآیندهای تصفیه داشته باشد. البته باید فاکتورهای تعیین کننده آلودگی آب را هم در نظر داشت و همچنین به هدفی که پس از تصفیه به دنبال آب است، توجه نمود

فرآیند لجن فعال و نقش آن در تصفیه فاضلاب صنعتی

شکل 3- یک نمودار کلی و شماتیک از فرآیند لجن فعال.

لجن فعال یک فرآیند بیوشیمیایی برای تصفیه  فاضلاب صنعتی است که از هوا (یا اکسیژن) و میکروارگانیسم‌ها برای اکسیداسیون بیولوژیکی آلاینده‌های آلی استفاده می‌کند و یک لجن زباله (یا لخته) حاوی مواد اکسید شده تولید می‌کند. به طور کلی، فرآیند لجن فعال شامل موارد زیر است:

مخزن هوادهی که در آن هوا (یا اکسیژن) تزریق می شود و به طور کامل در فاضلاب مخلوط می شود.

یک مخزن ته نشینی (معمولاً به عنوان “زلال کننده” یا “ته نشین کننده” نامیده می شود) تا لجن زباله ته نشین شود. بخشی از لجن زباله به مخزن هوادهی ارسال و لجن زباله باقی مانده برای تصفیه بیشتر و دفع نهایی حذف می شود.

فرآیند فیلتر چکنده

شکل 4- مقطع شماتیک سطح تماس بستر در فیلتر چکنده

فیلتر چکنده شامل بستری از سنگ، شن، سرباره، پیت ماس ​​یا محیط پلاستیکی است که فاضلاب روی آن به سمت پایین جریان می‌یابد و با یک لایه (یا لایه‌ای) از لجن میکروبی که محیط بستر را می‌پوشاند، تماس می‌گیرد. شرایط هوازی با جریان هوای اجباری در بستر یا با همرفت طبیعی هوا حفظ می شود. این فرآیند شامل جذب ترکیبات آلی در فاضلاب توسط لایه لجن میکروبی، انتشار هوا در لایه لجن برای تامین اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون بیوشیمیایی ترکیبات آلی است. محصولات نهایی شامل گاز دی اکسید کربن، آب و سایر محصولات اکسیداسیون است. با ضخیم شدن لایه لجن، نفوذ هوا به لایه سخت می شود و یک لایه بی هوازی داخلی تشکیل می شود.

اجزای اساسی  یک سیستم فیلتر چکنده کامل عبارتند از:

  • بستری از محیط فیلتر که بر روی آن لایه ای از لجن میکروبی ترویج و توسعه می یابد.
  • محفظه یا ظرفی که بستر محیط فیلتر را در خود جای دهد.
  • سیستمی برای توزیع جریان فاضلاب روی محیط فیلتر.
  • سیستمی برای حذف و دفع هر گونه لجن از پساب تصفیه شده.
  • تصفیه فاضلاب یا سایر فاضلاب ها با فیلترهای چکنده یکی از قدیمی ترین و شناخته شده ترین فن آوری های تصفیه است.
  • فیلتر چکنده اغلب فیلتر چکه، بیوفیلتر چکنده، بیوفیلتر، فیلتر بیولوژیکی یا فیلتر چکش بیولوژیکی نیز نامیده می شود.

تصفیه سایر مواد آلی

 حذف مواد آلی مصنوعی از جمله حلال‌ها، رنگ‌ها، داروها، آفت‌کش‌ها، محصولات کک ‌ساز و غیره می‌توانند بسیار مشکل باشند. روش های تصفیه اغلب مختص ماده ای است که باید حذف شود. روش‌ها شامل فرایند اکسیداسیون پیشرفته، تقطیر، جذب سطحی، انجماد شیشه‌ای، سوزاندن، تثبیت شیمیایی یا دفع دفن زباله است. برخی از مواد مانند برخی مواد شوینده ممکن است قابلیت تخریب بیولوژیکی را داشته باشند و در چنین مواردی می توان از شکل اصلاح شده تصفیه فاضلاب استفاده کرد.

حذف اسیدها و قلیاها در تصفیه پساب های صنعتی

اسیدها و قلیاها معمولاً در شرایط کنترل شده خنثی می شوند. خنثی سازی، اغلب رسوبی را تولید می کند که به عنوان یک باقیمانده جامد که ممکن است سمی نیز باشد، نیاز به تصفیه دارد. در برخی موارد، گازهایی ممکن است ایجاد شوند که نیاز به تصفیه دارند. به دنبال خنثی سازی معمولاً برخی از اشکال دیگر تصفیه مورد نیاز است.

جریان های لجنی، غنی از یون های سختی ناشی از فرآیندهای یونیزاسیون، می توانند به راحتی یون های سختی را در تجمع نمک های کلسیم و منیزیم رسوب داده شده از دست بدهند. این فرآیند بارش می تواند باعث خراب شدن شدید لوله ها شود و در موارد شدید می تواند باعث انسداد لوله های دفع شود. در دهه 1970 یک لوله تخلیه صنعتی با قطر 1 متر که در یک مجتمع بزرگ مواد شیمیایی استفاده میشد، توسط چنین نمک هایی مسدود گردید. تصفیه نهایی در واقع با تغلیظ فاضلاب های یونیزاسیون و دفع در محل دفن لجن یا مدیریت دقیق pH فاضلاب آزاد شده انجام می شود.

تصفیه مواد سمی

مواد سمی شامل بسیاری از مواد آلی، فلزات (مانند روی، نقره، کادمیوم، تالیم و غیره) اسیدها، قلیایی ها، عناصر غیرفلزی (مانند آرسنیک یا سلنیوم) عموماً در برابر فرآیندهای بیولوژیکی مقاوم هستند مگر اینکه خیلی رقیق شوند. فلزات اغلب می توانند با تغییر pH یا با استفاده از سایر مواد شیمیایی رسوب داده شوند. برای تکمیل این فرآیند گاهی ممکن است به تمرکز و سپس دفن زباله یا بازیافت نیاز داشته باشند. مواد آلی محلول را می توان با فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته در داخل فاضلاب سوزاند.

جمع بندی

در کل تصفیه فاضلاب صنعتی، وابسته به نوع فاضلابی که وجود دارد می‌تواند تفاوت‌های زیادی داشته باشد. برای مثال تصفیه فاضلاب یک پالایشگاه که حاوی مشتقات نفتی است، دشوار تر تصفیه فاضلاب کارگاه های کوچک می‌باشد. هر کدام از این موارد، به خودیه خود، پکیج تصفیه فاضلاب مختص خود را می‌طلبند. که پیشنهاد می‌کنیم، در صورتی که به دنبال این دسته پکیج‌ها هستید، با مشاورین تیم مهندسی پاک پساب اقلیم، تماس بگیرید. همچنین در صورتی ک سوالی برای شما وجود داشت، در قسمت نظرها آن را برای ما به ثبت برسانید تا به آن ها پاسخ داده شود.

منبع:

https://www.iwapublishing.com/news/industrial-wastewater-treatment

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

Call Now Button