صنعت تولید شکر فرآیندی فصلی بوده، شکر از نیشکر یا چغندر تولید می شود. تولید این محصول تا حد 100 روز در سال محدود می شود. به علت فصلی بودن تولید این محصول، صنعت شکر مشکلات ویژه ای برای کنترل آلودگی از خود نشان می دهد.
نیشکر بریده شده از زمین پس از شست وشو با آب به قطعات کوچک تری تقسیم می شود و به منظور استخراج شیره ی خام، فشرده می شود. این عمل سبب تولید محصول زائدی به شکل تفاله شده که ماده خام برای تولید کاغذ می باشد. این شیره تا 102 درجه سانتیگراد گرم شده و PH آن توسط آهک در تنظیم می شود. سپس به منظور حذف جامدات معلق و آهک واکنش نیافته از شیره قند، وارد زلال سازهای سینی دار شده و به حالت سکون باقی می ماند. لجن تولید شده به این روش به نام لجن آهک شناخته می شود. این لجن در فیلترهای خلاء آبگیری شده و مایع بدست آمده از آن بازیابی می شود. لجن آهک آبگیری شده دفع می شود. رنگ زرد کمرنگ شیره ی فیلتر شده توسط دی اکسیدسولفور تصفیه می شود. همچنین ممکن است از کربناسیون دوگانه نیز استفاده شود. شیره ی حاصل در ابتدا تحت حرارت بیشتری قرار گرفته تا رطوبت آن گرفته شود و سپس به منظور حذف بیشتر رطوبت و افزایش جامدسازی، از میان حوض خلاء و کریستال کننده ، عبور داده می شود. سانتریفیوژ کردن این شیره، کریستال ها را از رطوبت باقیمانده جدا می نماید. این ماده به نام ملاس معروف بوده .بلورهای شکر چسبیده به دیواره ی سانتریفوژ، تراشیده می شود و پس از الک شدن درجه بندی می شود و در کیسه های مخصوص بسته بندی می شود.
حداکثر مصرف آب در هر روز به ازائ هر تن نیشکر خرد شده برابر با 20-27 مترمکعب در فرآیندهای مختلف کارخانه است.و حدود 85 درصد از این آب مصرفی به فاضلاب تبدیل می شود.
مشخصات جریان فاضلاب تولید شده از واحدهای بهره برداری مختلف در جدول زیر آورده شده است.
پارامتر | محدوده مقدار |
---|---|
حرارت | 30-40 |
PH | 4.6-6 |
جامدات محلول | 1000-1200 mg/l |
جامدات معلق | 250-300 mg/l |
روغن و گریس | 5-10 mg/l |
COD | 3000-6000 mg/l |
BOD | 2000-5000 mg/l |
دفع مستقیم به کانال یا جریانهای مجاور این صنایع منجر به ماندابی (ایستایی) و تولید بوهای ناخوشایند می شود. این فاضلاب سیاه رنگ نیز می شود. مشخصات فاضلاب نشان دهنده ی آن است که فاضلاب می تواند باعث آلودگی و همچنین آب زیرزمینی شود. به علاوه نسبت COD به BOD برای مطالعه تصفیهبیولوژیکی فاضلاب قابل توجه است.
بنابراین برای بررسی این شکل از تصفیه، به خاطر سپردن اینکه این صنعت فصلی است و واحدهای تصفیه، فاضلاب خام را برای زمان محدودی دریافت خواهند کرد، مفید است و انتخاب روش تصفیه، باید بر طبق آن باشد.
1. ته نشینی ساده
2. تصفیه میکروبیولوژیکی (بی هوازی)
3. تصفیه میکروبیولوژیکی(هوازی)
دو نوع پسماند از کارخانه های قند و شکر تولید می شود که عبارتند از:
1. تفاله
2. لجن فشرده
تفاله در فرآیند خرد کردن تولید می شود و عمدتا بعنوان سوخت در دیگ های بخار کارخانجات استفاده می شود. همچنین می توان از آن به عنوان ماده ی خام در تولید کاغذ استفاده نمود.
لجن فشرده شده شامل تمام ناخالصی های بدون منبع، همراه با CaCo3 ترسیب شده و سولفات می باشد. لجن فشرده حاصل از اضافه نمودن سولفید دوگانه شامل مواد مغذی ارزشمندی مانند نیتروژن، فسفر، پتاسیم و غیره می باشد و بنابراین بعنوان کود مورد استفاده قرار می گیرد.
در صنعت به منظور کنترل pH، کنترل بارآلودگی میکروبی، کنترل کف (Foaming)، ممانعت از رسوب گرفتگی و کنترل سایر پارامترهای فرآیندی نیاز به دستگاههای افزایش مواد و کنترل کننده پارامترهای مورد اشاره می باشد.
در صنعت آب و فاضلاب کلرزنی، ازن زنی، افزایش شیرآهک، سولفات آهن، کلرید آهن ، تضمین جریان،محافظت از تجهیزات فرایند مانند خطوط لوله و بهینه سازی فرایندها در تاسیسات و. . . نیاز به کنترل دارد. در صنایع غذایی افزایش ضد کف ها، افزایش ضد رسوب ها، افزایش اسید و بازها جهت کنترل pH، افزایش سایر افزودنیهای مجاز و . . . احتیاج به سیستم های کنترل کننده دارد. در صنایع شیمیایی بسیاری از پارامترهای فرآیندی باید بصورت اتومات مورد کنترل قرار گیرد. پکیج های تزریق مواد شیمیایی دارای تجهیزات لازم جهت تهیه، نگهداری و افزایش خودکار مواد کنترل کننده پارامترهای فرآیندی می باشد. نحوه کار این سیستم به این صورت است که مواد شیمیایی به صورت محلول با نسبت تعریف شده از مخزن نگهدارنده توسط یک دستگاه پمپ تزریق از نوع دیافراگمی و نازل مربوطه به نقاط مورد نظر تزریق می شود.
1-پکیج تزریق کلر و تنظیم میزان کلر آزاد در مخازن آب آشامیدنی و پساب تصفیه خانه فاضلاب به منظور حذف میکروارگانیزمها، باکتری ها و جلبک ها وعدم تشکیل رسوب بیولوژیکی بر روی ممبران ها
2-پکیج تزریق مواد ضد رسوب و کنترل غلظت آنتی اسکالانت ها در آب مصرفی دیگ های بخار، برج های خنک کننده، مبدل های حرارتی، کندانسورها و تغلیظ کننده ها
3-پکیج تزریق مواد شیمیایی در خطوط تولید کارخانه های مواد شیمیایی و غذایی
4-پکیج تزریق مواد منعقد کننده وکمک منعقد کننده از قبیل سولفات آلومینیوم ،کلروفریک،سولفات فرو ،سولفات فریک،پلی آلومینیوم(PAC) و... به منظور افزایش راندمان ته نشینی و فیلتراسیون در فرایند های سختی گیری و حذف کدورت در تصفیه آب و افزایش راندمان آبگیری لجن در تصفیه فاضلاب
5-پکیج تزریق اسیدها(H2SO4 ,...)و بازها(NAOH (…,به سیالات فرآیندی در فرایند های مختلف از قبیل اسمز معکوس،احیا سیستم های رزینی، سیکل شست و شوی ممبران ها در سیستم های RO،NF،UF،جهت کنترل PH
6- پکیج تزریق متابی سولفید سدیم (SMBS)به عنوان ماده خنثی کننده جهت کاهش پتانسیل شیمیایی و حذف کلر آزاد و جلوگیری از اکسیداسیون ممبران ها
7- پکیج تزریق آب ژاول(هیپوکلریت سدیمNAOCL)
1- استراکچر از جنس استنلس استیل304 جهت نصب تجهیزات
2- مخزن جهت نگهداری و محل اختلاط محلول
3- MIXER که شامل شافت و پروانه از جنس استیل304، الکترو موتورجهت تبدیل انرژی اکتریکی به مکانیکی و گیربکس جهت تبدیل سرعت و گشتاور الکترو موتور به مقدار مورد نظر میباشد.
4- دوزینگ پمپ جهت تزریق مقدار دقیقی از ماده شیمیایی
5- تابلو برق جهت کنترل پمپ تزریق و همزن الکتریکی و ...
فاضلاب صنایع دارویی یکی از انواع فاضلاب های صنعتی خاص می باشد که با توجه به نوع و گستره داروهای تولید در هر کارخانه ماهیت فاضلاب تولیدی نیز متفاوت و متغییر است. همچنین ترکیبات و آلاینده هایی در پساب صنایع دارویی دیده می شود که به طور معمول در سایرپساب های صنعتی وجود ندارد نظیر ترکیبات آنتی بیوتیک و یا ترکیبات آلی خاص که در فرایند تولید به کار می روند. از این رو طراحی و اجرای یک سیستم تصفیه فاضلاب کارامد و بهینه مستلزم شناخت کامل ماده دارویی تولیدی و مشخصات دقیق فاضلاب تولیدی از نظر کمی و کیفی می باشد. با توجه به ماهیت خاص فاضلاب صنایع داروسازی معمولا از روش های تصفیه تلفیقی شیمیایی - بیولوژیکی و همچنین از روش های تصفیه پیشرفته برای این دسته از فاضلاب ها استفاده می شود.
1. پساب تولیدی از فرآیندهای ساخت ( آنتی بیوتیک ، ویتامین و ...)
2. پساب مواد شیمیایی
3. پساب کندانسورها
4. شستشوی آزمایشگاه و وسایل
5. ....
1. تصفیه فیزیکی (Reverse Osmosis ، Dialysis ، Electrodialysis، Evaporation ،Granular ActivatedCarbon Adsorption ، Filtration ، Sedimentation ،Flocculation )
2. تصفیه شیمیایی( Ion-Exchanger ، Neutralization ، Oxidation & Reduction )
3. تصفیه حرارتی (Incinerator ، Pyrolysis )
4. تصفیه بیولوژیکی( Activated Sludge ، Aerated Lagoons ، Anearobic Digestion )
پسابهای صنعتی از جمله منابع مهم آلاینده محیط زیست به شمار می روند در ضمن با توجه به روند روز افزون صنعتی شدن کشور به تدریج حجم آلودگیها و فاضلاب های صنعتی افزایش یافته .بنابراین ضروری است که وضعیت این آبها بصورت پیوسته مورد بررسی قرار گیرد و استفاده از آنها با آگاهی کامل و بصورت بهینه جهت جلوگیری از مخاطرات زیست محیطی و ورود ترکیبات سمی به زنجیره غذائی صورت پذیرد. زیرا با ورود این مواد به زنجیره غذایی در بافت های زنده تراکم پیدا کرده و دفع نمی شوند. این تراکم یافتن، تا رسیدن به غلظت های سمی و ایجاد بیماری و حتی مرگ و میر موجودات زنده ادامه می یابد.
با توجه به مطالب مذکور تدوین کنندگان استاندارد های زیست محیطی توجه ویژه ای به حدود غلظت فلزات سنگین که توسط صنایع وارد محیط زیست می شوند، نموده اند و هر ساله استاندارد های سختگیرانه تری در این مورد وضع می شود. لذا توجه به تصفیه ی زائدات این صنایع و علی الخصوص تصفیه فاضلاب آنها دارای الزامات قانونی بوده و در نهایت نیز موجب سلامتی محیط زیست و پایستگی رشد اقتصادی خواهد شد.
مواد خام مورد استفاده در این کارخانه مفتول های قطورتر تولید صنایع ذوب فولاد است که به صورت بندل های چند تنی وارد کارخانه شده و در انبار های سرپوشیده و یا فضای آزاد نگهداری می شوند تا به تدریج وارد فرآیندهای تولید شوند. مفتول های خام مورد استفاده معمولاً دارای لایه های زنگ آهن و آلودگی بر روی سطح بوده لذا سطح آنها قبل از ورود به فرآیند تولید، باید زنگ زدایی شده ولایه های سست سطحی برداشته شوند.
همچنین برای بالابردن مقاومت مفتول ها در هنگام فرآیند کشش و ایجاد لایه ای فسفاته روی سطح آنها بعد از زنگ زدایی از سطح، فرآیندی تکمیلی روی مفتول ها صورت می پذیرد تا آماده ورود به خط تولید شوند. برای مواد خام ساخته شده از فولاد کم کربن نیز قبل از ورود به خط تولید فرآیند آنیل کردن صورت می پذیرد.
به منظور تولید مفتول های منطبق بر نیاز بازار، بایستی سطح فلز را آماده کرد. اولین قدم در آماده سازی سطح فلز به دست آوردن یک سطح تمیز است . عمل فسفاته کاری باید روی سطحی تمیز و عاری از هر گونه آلودگی و زنگ و غیره انجام پذیرد تا به واسطه واکنش شیمیایی بین یونهای فسفات و سطح فلز عمل فسفاته انجام پذیرد، بنابراین تمیزکاری قبل از فسفات کاری لازم و ضروری است.که در این مورد از اسید سولفوریک 13% به روش غوطه وری برای زدودن زنگ آهن و محصولات خوردگی استفاده شده است. پس از این مرحله بسته های مفتول از وان اسید خارج شده با فشار آب شسته می شوند و در وان محلول فسفاته روی غرقاب می شوند. پوشش فسفاته به منظور آماده سازی سطوح آهنی، استیل، استیل گالوانیزه یا آلومینیوم می باشد که توسط یک محلول رقیق اسید فسفریک و مواد شیمیایی دیگر صورت می گیرد. سطح فلز با محلول اسید واکنش شیمیایی داده و یک سطح محافظت کننده از کریستالهای فسفات بر روی لایه ایجاد می کند.
استفاده از پوشش فسفات مزایای دیگری نیز دارد. این پوشش با ایجاد سطح صاف و روان، باعث شده جایگزین لایه های ضخیم روغن شده و با بوجود آوردن خاصیت ضد رطوبت فلز، از خوردگی آن جلوگیری به عمل می آورد. در مرحله انتهایی مفتول وارد وان حاوی مواد صابونی و قلیایی می شود تا کریستالهای ریز شکل بگیرند و فرآیند کشش بهتر انجام شود. در مورد مواد خام ساخته شده از فولاد کم کربن مرحله آنیل نمودن در کوره آنیل واقع در محوطه کارخانه صورت می پذیرد.
در نهایت پس از طی مراحل آماده سازی مواد خام بسته به قطر نهایی مورد نیاز توسط دستگاه های مخصوص مورد کشش قرار می گیرند. در طی کشش مفتول ها در دستگاه مفتول از محلولی قلیایی حاوی پودر کشش عبور داده می شود تا هم فرآیند خنک کاری و هم فرآیند آغشته شدن سطح مفتول به مواد صابونی و پودر کشش جهت بهبود خواص کششی مفتول صورت پذیرد.
در مورد مفتول هایی که نیاز به روکش مسی دارند. پس از فرآیند کشش و ایجاد قطر مناسب برای مفتول، توسط دستگاهی مفتول به ترتیب از سه وان اسید، کات کبود و آب عبور داد میشود تا در وان اول فرآیند آماده سازی سطح مفتول، در وان دوم فرآیند نشاندن لایه مس روی سطح و در وان سوم فرآیند شستشوی مواد اضافی از سطح صورت پذیرد و در نهایت مفتول حاصل دارای روکشی میکرونی از مس گردد.
بخش لایه نشانی مس بر روی مفتول (به ترتیب از دور به نزدیک: وان اسید، کات کبود و آب) محلول سولفاته روی
همانطور که از شرح فرآیند تولید مشخص است، غالب آب مصرفی و بالطبع فاضلاب تولیدی به مرحله آماده سازی مفتول ها برای کشش (اسید شویی و غرقاب نمودن در وان های فسفاته روی و مواد صابونی) اختصاص دارد. البته مقداری فاضلاب نیز در مرحله اجرای روکش مسی تولید می شود. آب مورد استفاده در دستگاه های کشش جهت خنک سازی توسط شبکه ای جمع آوری شده و پس از گذراندن از توری به منظور جمع آوری براده های آهن به کولینگ تاور های واقع در اطراف سالن های تولید انتقال داده شده و در چرخه ای دوباره به دستگاه ها باز می گردد؛ و فاضلاب خاصی در این مرحله تولید نمی شود.
سرویس های بهداشتی ساختمان اداری، سرویس ها و محل استحمام ساختمان خدمات و رستوران محل هایی دیگری جهت تولید فاضلاب خانگی(بهداشتی) هستند. همچنین تعدادی شیر آب در محوطه وجود دارد که گاه به گاه توسط نیرو های کار مورد استفاده قرار می گیرد.
تمامی فاضلاب های تولیدی اعم از صنعتی و غیرصنعتی در این مجموعه به چاه جذبی واقع در آن انتقال داده شده و دفع می گردد که بنا به اظهارات بهره برداران تاکنون مسئله ای در مورد تخلیه و یا رفع گرفتگی و پرشدن چاه به وجود نیامده است.
به طور کلی فاضلاب کارخانه در بخش صنعتی از ترکیب فاضلاب های اسیدی، قلیایی که حاوی مقادیر بالایی فلزات سنگین از جمله آهن و روی و همچنین ترکیب فسفات می باشد، تشکیل شده است. این فاضلاب حاوی جامدات معلق و محلول قابل توجه بوده که پس از انجام آزمایشات توسط آزمایشگاه مشخصات ذیل درمورد فاضلاب خروجی بدست می آید .
مطابق استاندارد خروجی فاضلاب ایران که به استناد ماده 5 آیین نامه جلوگیری از آلودگی آب ها تهیه شده مقادیر مجاز تخلیه آلاینده های آهن، روی، مس و فسفات در آبهای سطحی و چاه های جذبی به ترتیب 3، 2، 1و 6(برحسب فسفر) میلی گرم در لیتر می باشد. همچنین بر اساس این استاندارد فاضلاب های حاوی آهن و روی با غلظت های مذکور قابلیت استفاده برای مقاصد کشاورزی و آبیاری را دارند.
در مورد pH برای تخلیه در آبهای سطحی، چاه های جذبی و مصارف کشاورزی به ترتیب حدود 6.5 تا 8.5، 5 تا 9 و 6 تا 8.5 تعیین شده است. در مورد دما تنها برای تخلیه آبهای سطحی در شعاع 200 متری محل تخلیه نباید اختلاف دمایی برابر 3 درجه ایجاد گردد و محدودیتی برای تخلیه به چاه جذبی و مصرف کشاورزی وجود ندارد. رنگ و کدورت خروجی نیز نباید از 75 و 50 واحد تجاوز کند البته در مورد تخلیه به چاه جذبی محدودیت کدورتی وجود ندارد.
مجموع مواد جامد معلق برای تخلیه به آبهای سطحی و مصرف کشاورزی به ترتیب نباید از 40 و 100 میلی گرم در لیتر تجاوز
بخش اعظم آلاینده های فاضلاب مورد مطالعه را فلزات سنگین تشکیل می دهند . به طور معمول در دنیا روش های حذف فلزات سنگین به روش های ابتدایی(متعارف)، روش های پیشرفته و روش های نوین تقسیم بندی می شوند. برخی از روش های ابتدایی حذف فلز سنگین عبارتند از: ترسیب شیمیایی و سیمانی کردن. در روش های پیشرفته نیز از الکترودیالیز، جذب یونی، فرآیندهای غشایی، جذب با کربن فعال و جذب توسط موجودات زنده جهت حذف فلزات سنگین استفاده می شود. روش های ابتدایی معمولاً هزینه بالایی نداشته ولی راندمان متغییر و در برخی موارد پایینی دارند اما روش های پیشرفته قابلیت حذف فلزات سنگین تا مقادیر باقی مانده بسیار پایین را دارند و از طرفی امکان بازیابی فلزات سنگین در این روشها می باشد.
در اکثر روش های ابتدایی حذف فلزات و مخصوصاً در ترسیب شیمیایی تنظیم pH و نوع ماده شیمیایی رسوب دهنده از اهمیت بالایی برخوردار است.
فسفات نیز از دیگر موادی است که در پساب این کارخانه غلظت زیادی دارد. به منظور حذف فسفات نیز می توان از روشهای متنوعی استفاده کرد ولی همانطور که اشاره شد به دنبال روشی هستیم که بتوان با کمترین هزینه و امکانات به بالاترین راندمان برای حذف این مواد دست یافت.
فسفر در دریاچه ها و مخازن به شکل معدنی (3-(PO4 جذب جلبک می گردد و وارد ساختار ترکیبات آلی می شود . وقتی جلبک ها می میرند در طول عمل تجزیه شدن آنها ، فسفر به صورت معدنی آزاد می گردد. آزاد شدن فسفر از سلولهای جلبک مرده به سرعت صورت می گیرد، با این حال به مرور فسفر از طریق تجزیه مواد آلی ، رسوب شیمیایی به وسیله آهن ، آلومینیوم ، کلسیم و مجاورت با ذرات رس ته نشین می شود. غلظت بیش از حد فسفر سبب پدیده اتریفکاسیون می شود و این پدیده در دریاچه سبب کاهش میزان اکسیژن محلول می شود و در نهایت مرگ آبزیان و موجودات زنده در آب می گردد .
یکی از روشهای متداول حذف فسفر، افزودن مواد شیمیایی از قبیل آهک و نمکهای آهن و آلومینیوم است . علاوه بر روشهای شیمیایی برای حذف فسفر، می توان از روشهای بیولوژیکی نیز استفاده کرد. این روشها عمدتا تکنیکهای تغییر شکل یافته ای از فرایند لجن فعال که قادرند در صورت هوادهی شدید تا 80 در صد فسفر را حذف کنند این روشها شامل در انواع مختلف و با توجه به امکانات موجود و روش های مناسب برای حذف باقی آلاینده های موجود به کار می روند.
روش معمول ترسیب شیمیایی توسط یونهای هیدروکسید یا سولفید و کربنات مدت هاست برای جدا کردن فلزات سنگین از فاضلاب به کار می رود. این مواد بسته به pH محیط با فلزات سنگین رسوب پایدار تشکیل داده و می توان با رسوب فلز و جمع آوری لجن آن فاضلاب را تصفیه نمود( و در نهایت فلزات از طریق لجن تشکیل شده از پساب دفع می شوند.) نمودارهایی برای مشخص نمودن رابطه pH با غلظت فلزات رسوب نیافته مختلف برای مواد ترسیب دهنده گوناگون وجود دارد(نمودارهایی به منظور مشخص نمودن رابطه بین pH با غلظت نمک فلزات محلول رسم شده است.)
همانطورکه در نمودار 1 مشاهده می شود (فلدر & وسلی, 2000) برای رساندن غلظت فلز روی به میزان مجاز استاندارد برای تخلیه با استفاده از ماده ترسیب دهنده هیدروکسید به pH 9 تا 11 نیاز می باشد. همچنین در این نمودار مشاهده می گردد غلظت فلز مس پس از ترسیب با هیدروکسید در محدوده pH 7.5 تا 11 به زیر حد استاندارد می رسد لذا می توان آنرا نیز به همراه روی توسط هیدروکسید تا غلظت مجاز استاندارد تخلیه تصفیه نمود. همچنین می توان دید که، با استفاده از سولفید در این حدود pH می توان به غلظت های پایین تری نیز دست یافت.
در مورد آهن نیز در pH حدود 7 اکسید شدن آهن محلول از فرو به فریک در حضور اکسیژن باعث می شود که هیدروکسید فریک تشکیل شده نامحلول شده و سریعاً رسوب کند البته افزایش pH و همینطور وجود یون سیانید و تشکیل کمپلکس با آهن موجب حل شدن دوباره رسوبات می شود. مورد قابل توجه در این فرآیند حضور اکسیژن کافی جهت اکسید نمودن آهن فرو به فریک می باشد.
رابطه pH و غلظت های حاصل فلزات سنگین پس از ترسیب با هیدروکسید یا سولفید:
با این اوصاف در استفاده از روش های ترسیب شیمیایی نیاز به تنظیم pH می باشد و در نهایت نیز پس از انجام ترسیب برای بازگرداندن pH فاضلاب به حد استاندارد یک مرحله تنظیم pH نیاز است. روش های مبتنی بر جذب مانند استفاده از کربن فعال و یا جذب توسط میکرو ارگانیزم ها دارای مشکلاتی مانند، عدم امکان بازیابی کربن فعال در حذف فلزات سنگین و نیاز به مقادیر زیاد کربن فعال و همچنین بهره برداری تخصصی و نیاز به تجهیزات گسترده جهت جذب فلزات سنگین توسط میکروارگانیزم ها، می باشد.
روش های دیگر از جمله استفاده از اسمز معکوس و الکترودیالیز روش هایی با کارایی مطلوب و امکان بازیابی مواد تصفیه شده هستند، اما هر دو روش مصرف انرژی قابل توجهی داشته و در آنها از تجهیزات مکانیکی متعددی استفاده شده که نیاز به نگهداری دوره ای دارند. البته روش های مذکور برای فاضلاب هایی با کمیت نه چندان بالا و در کنار روش های معمول و بعنوان مکمل نهایی آنها هم از نظر اقتصادی و هم از نظر کیفی و فنی دارای توجیه هستند. روش تعویض یونی نیز مانند دو روش قبل دارای مزایایی از جمله کارایی بالا و قابلیت بازیابی مواد تصفیه شده، است. همچنین نسبت به روش های قبل دارای مزیتی مانند مصرف کم انرژی می باشد. اما روش مذکور نیاز به استفاده از رزین ها جهت تعویض یون و در نتیجه شارژ و بازیابی دوره ای آنها دارد. این روش نیز مانند روش قبل در مورد فاضلاب های حجیم با غلظت های بالا توجیه نداشته و در صورتی که در مرحله اول با روش های کم هزینه تر غلظت آلاینده را به حد پایینی رسانده باشیم، می تواند مکمل خوبی بوده و غلظت آلاینده را با هزینه معقول به حد استاندارد و حتی مقادیری بسیار پایین برساند. از این روش حتی در تولید آبهای عاری از مواد معدنی استفاده می شوند که نشان دهنده کارایی و قابلیت بالای آن است.
در مورد حذف فسفات استفاده در از روش ترسیب با کمک مواد شیمیایی روش معمول و متداولی بوده است. در این فرآیند متداولترین نمکهای فلزی مورد استفاده سولفات آلومینیم (آلوم) و کلرید فریک می باشند. سولفات فروس و کلرید فروس که از محصولات جانبی عملیات فولاد کاری تحت عنوان آب ترش تولید می شوند نیز مورد استفاده قرار می گیرند. آلومینات سدیم عمدتا برای فاضلاب هایی که قلیاییت کمی دارند استفاده می شوند. در ادامه می توان به کلرو هیدرات آلومینیم و پلی آلومینیم کلراید و برخی از انواع پلیمر های آنیونی اشاره کرد. امروزه در اغلب تصفیه خانه ها، آهک در حذف فسفر جای خود را به کلرید فریک و آلوم داده است. علت اصلی آن است که با اضافه کردن آهک، حجم لجن تولیدی در مقایسه با نمکهای فلزی بالاست. مکانیزم واکنش بدین صورت است که یون فلزی با ارتوفسفات تا تشکیل رسوب نامحلول فسفات فلزی واکنش می دهد. به منظور تعیین مقدار بهینه مواد شیمیایی ، می توان از آزمون جار تست استفاده کرد. در ضمن pH بهینه در حذف فسفر با آلوم بین 5/5 تا5/6 می باشد. در حین استفاده از آلوم pH کاهش می یابد که این شدت کاهش به قلیاییت فاضلاب و مقدار تزریقی آلوم بستگی دارد. می توان این کاهش pH را با افزودن مواد شیمیایی قلیایی جبران کرد.
هر دو فرم یونهای فرو (Fe2+ ) و فریک(Fe3+ ) به فرمهای کلرید فریک ، کلرید فرو ، سولفات فریک و سولفات فرو مورد استفاده قرار می گیرند . کلرید فرو و سولفات فرو از محصولات عملیات فلز کاری می باشند . هر چند که این دو دارای مقادیر بالایی از اسید هیدرو کلرید ریک و سولفوریک می باشند و می توانند منجر به کاهش pH شوند .
در مورد روش های حذف بیولوژیکی فسفر در ادامه به اختصار به برخی از روش های به کار رفته اشاره می گردد:
تنها فرایند بیولوژیکی حذف فسفراست که در مسیر جریان لجن برگشتی یک ناحیه بی هوازی منظور شده است که حدود 20 تا 30 درصد از جریان لجن برگشتی وارد تانک بی هوازی شده و در نهایت فسفر در این تانک آزاد می شود و سپس همراه جریان سرباره راهی تانک ترسیب شیمیایی شده و در آنجا با افزودن آهک به طریق شیمیایی رسوب داده می شود
در این سیستم چون تنها بخشی از جریان فاضلاب در معرض تصفیه شیمیایی قرار می گیرد ، مقدار آهک مصرفی نسبت به سیستمهای آهک زنی مصرف آهک کمتر بوده و لجن تولیدی کمتر است.
در این سیستم بر گشت لجن از مراحل هوازی به مرحله آنوکسیک درون برگشت می شود.
در این روش با قطع عمل هوادهی در بالا دست تانک هوادهی منطقه ای بی هوازی ایجاد می شود.
این روش به منظور حذف نیتروژن و فسفر طراحی شده است.
با اعمال تغییراتی در سیستم SBR متعارف از طریق افزودن دو مرحله بیهوازی و هوادهی امکان حذف فسفر فراهم می شود. شامل 5 مرحله :
1- مرحله پر شدن (filling)
2- مرحله اختلاط بی هوازی (anaerobic mix)
3- مرحله هوادهی(aeration)
4- مرحله ته نشینی(settling)
5- مرحله تخلیه (withdrawal)
شرکت پالود صنعت نیکان با استفاده از توانمندی مهندسین و تکنولوژیهای روز دنیا ، سعی بر رفع این معظل نموده اند . لذا شرکت با هدف به حداقل رساندن هزینه های تصفیه فاضلاب های صنعتی و حفظ محیط زیست آماده همکاری در تصفیه پساب کارخانه های فولاد و مفتول سازی ... می باشد.کلیه سیستم های تصفیه فاضلاب طراحی شده در قالب پکیج آماده در خدمت مراکز صنعتی قرار میگیرد .
تصفیه اولیه-تصفیه ثانویه- تصفیه ثالث
هدف جداسازی مواد جامد از فاضلاب ورودی و جدا کردن نخاله های بزرگ توسط غربالها و یا خرد کردن آن ها با تجهیزات خرد کننده، جدا سازی جامدهای معدنی در کانالهای دانهگیر و بیشتر جامدات معلق آلی با ته نشینی، جداسازی تقریبا نیمی از جامدات معلق که تقریبا BOD 30% کل فاضلاب ورودی را تشکیل می دهند.
حذف جامدات درشت از فاضلاب، غربالهای درشت از میله های عمودی به فاصله 1 سانتی متر از یکدیگر و غربالهای ریز از سیمهای بافته شده و یا صفحات سوراخدار تشکیل شده اند. مقدار جامدات حذف شده در غربال کردن به اندازه رئزنه های غربال بستگی دارد. دفع در محل دفن بهداشتی زباله، خرد کردن و باز گردانیدن به جریان فاضلاب، خاکسترسازی متداولترین عملیات دفع جهت جامدات غربال شده به شمار می رود.
آشغال گیری که اولین واحد تصفیه خانه های رایج می باشد، عمل حذف آشغالهای با اندازه نسبتا بزرگ از فاضلاب عبوری را انجام می دهد که منبع مهمی برای میزان BOD فاضلاب محسوب شده و نیز امکان آسیب رسانی به تجهیزات مکانیکی تصفیه خانه را دارند. آشغالگیرها معمولا از میله های با جنس استیل که بصورت موازی کنار هم قرار می گیرند تشکیل شده و تمیز کردن آنها بصورت دستی و یا مکانیکی انجام می شود.
در آشغالگیرهای مکانیکی، شبکه آشغالگیر توسط یک بازوی مکانیکی که از یک سوییچ در بالادست آشغالگیر فرمان می گیرد، تمیز می شود. برخی ئیژگیهای آشغالگیرهای مکانیکی عبارتند از:
1-حداقل مقاومت در برابر جریان آب و کمک به استفاده موثرتر از کانال
2- نگهداری و تعمیر آسان آشغالگیر
آشغال گیرهای دستی شامل دو نوع شبکه ریز و شبکه درشت می باشد.
آشغالگیرهای شبکه درشت، ذرات بزرگ جامد را از فاضلاب حذف می کند.
آشغالگیرهای شبکه ریز، نوعا برای حذف موادی بکار می روند که ممکن است در ادامه روند تصفیه مشکلات نگهداری و عملکردی ایجاد کند.
مواد غربال شده گاهی پس از خرد کردن به جریان فاضلاب باز می گردانند. خرد کننده معمولا جامدات درشت را تا اندازه تقریبی 8 میلی متر خرد می کند و به فاضلاب بر می گرداند. دستگاههای خرد کننده باید جلوتر از دستگاههای پمپاژ قرار بگیرند.
دانه شامل گونه ها و انواع مختلفی مانند جامدات معدنی شامل نخاله ها، شن، گل و لای، پوسته تخم مرغ، شیشه و خرده فلز و یا ترکیبات آلی سنگین تر و بزرگتر مانند تکه های استخوان، دانه ها و تفاله های چای و قهوه می باشد. از یک میلیون مترمکعب فاضلاب 15 مترمکعب دانه جدا می شود. دانه های دارای مواد آلی یا در محل دفن بهداشتی دفع می شوند و یا همراه با مواد غربال شده سوزانده و سپس دفع می شوند.
دانستن شدتهای هیدرولیکی جریان برای عملکرد بسیاری از راکتورها در واحد تصفیه فاضلاب ضروری می باشد.
عملیات واحدی است که برای تغلیظ و جداسازی جامدات آلی معلق از فاضلاب طراحی می شود. زمانیکه تصفیه اولیه کافی تلقی می شود ته نشین سازی مقدماتی مهم ترین قسمت واحد تصفیه می باشد.
عملکرد این بخش جهت کاهش بار آلودگی وارد شونده به جریانهای طبیعی آب بسیار حساس می باشد. این عمل بدون افزایش منعقد کننده های شیمیایی و اختلاط مکتنیکی و یا عملیات لخته سازی می باشد. مواد آلی اندکی از آب سنگین تر هستند و ته نشین می شوند و مواد سبک تر مانند روغن ها در سطح فاضلاب شناور می شوند. جداسازی کف توسط لجن روب و جداسازی مواد شناور توسط یک سر ریز کف انجام می گیرد. ته نشین سازهای اولیه یا به شکل مخازن مستطیل بلند و یا مخازن استوانه ای می باشند.
یک سیستم کشت میکروبی معلق است که از اوایل قرن بیستم توجه و استفاده می شود. لجن ته نشین شده حاوی میکروارگانیسم های زنده و فعال می باشد و به همین دلیل لجن فعال نامیده می شود. لجن فعال از نوع کشت میکروبی معلق با لجن بازگشتی می باشد وبه صورت اختلاط کامل یا جریان لوله ای می باشد. فرایند هوازی و اکسیژن به وسیله تزریق هوا تامین می شود.
در فرایند لجن فعال سرعت مصرف اکسیژن همیشه از سرعت جایگزینی طبیعی آن بیشتر است. اکسیژن به طور مصنوعی در اثر هوادهی مایع مخلوط در راکتور بیولوژیکی تامین می شود. سرعت مصرف اکسیژن تابعی از خواص فاضلاب و راکتور می باشد. تکنیک های هوادهی عبارتند از:
پخش کننده های هوا (دیفیوزر ) برای تزریق هوای فشرده و همزنهای مکانیکی ( سطحی ) برای اختلاط شدید جهت توزیع هوا در مایع و استفاده از هوای پخش شده در سیستم های جریان لوله ای و هواده های مکانیکی در سیستم های کاملا مخلوط شده اند.
• هواده های سطحی دور تند
این نوع هواده قدرت پمپاژ بالایی داشته و با ایجاد اختلاط شدید هوا و آب از راندمان انتقال اکسیژ ن بالایی برخوردار است.
از جمله ویژگیهای این هواده ها می توان به سهولت در نصب و اجرا، سهولت در نگهداری، پایین بودن هزینه نصب کامل، نصب سریع و آسان، بالاترین بازدهی انتقال اکسیژن، ایده آل جهت تصفیه فاضلاب، سهولت در تنظیم موقعیت قرارگیری، عدم قرارگیری قطعات الکترومکانیکی هواده در داخل فاضلاب، سهولت در مقید کردن هواده، عملکرد مطلوب حتی در صورت متغیر بودن سطح آب و عدم احتمال بروز نشتی روی سطح شناور از طریق درزپیچ ها و یا عوامل دیگر، اشاره کرد.
این هواده ها در قسمتهای مختلف تصفیه خانه ها از قبیل لاگونهای هوادهی، تانکهای متعادل ساز، هاضم هوازی لجن و تانکهای ذخیره لجن کاربرد دارد.
• هواده های سطحی دور کند
هواده های سطحی مکانیکی با ایجاد حرکت در فاضلاب پیرامون خود، سبب سهولت در انحلال هوا در آن می شوند. هواده های دور پایین جهت چرخاندن روتور از گیربکس کاهنده استفاده می کنند. این هواده ها به دلیل سرعت کم از عمر طولانی برخوردارند.
برخی ویژگیهای این هواده ها عبارتند از:
- سهولت در نصب و اجرا
- سهولت در نگهداری
- پایین بودن هزینه نصب کامل
- نصب سریع و آسان
- بازده بالا در انتقال اکسیژن
- قابل بکارگیری در مورد فاضلاب های خورنده
- ایده آل جهت تصفیه فاضلاب
هواده های دورکند در قسمتهای مختلف تصفیه خانه ها از قبیل لاگونها و تانکهای هوادهی کاربرد دارند.
• هوادهی عمقی
در شرایطی که امکان استفاده از دستگاههای هواده سطحی نباشد، هوادهی عمقی کاربرد قطعی و موثر در حوضچه های تصفیه فاضلاب خواهد داشت، این هواده برای حوضچه های با عمق زیاد و سطح کم مطلوبترین عملکرد را دارا می باشد.
کاربرد:
- مخازن اختلاط و متعادل ساز
- تثبیت لجن
- شناور سازی
- هوادهی استخرهای تصفیه
مزایای فنی:
- نصب آسان حتی در مخازن موجود
- کارکرد نرم و کم صدا
- جلوگیری از رسوب لجن در ته استخر
- جذب اکسیژن و بازدهی بالا در انتقال
تبدیل بیولوژیکی مواد آلی کلوئیدی و محلول به جرم زنده که بعدا به وسیله ته نشین سازی جدا می شود. تماس بین میکروارگانیسم ها و مواد آلی در اثر معلق بودن جرم زنده در فاضلاب و یا عبور فاضلاب از سطح جرم زنده چسبیده به سطوح جامد معروفترین سیستم جرم زنده معلق لجن فعال می باشد. جرم زنده تولید شده توسط کاتابولیسم خود خوری و سایر میکروارگانیسم ها قابل تجزیه می باشد.
معمولا تصفیه بیشتر لجن ثانوی توسط فرایندها بیولوژیکی بی هوازی صورت می گیرد. محصولات نهایی گازی شکل، متان، دی اکسید کربن و مایعات و جامدات بی اثر تولید می شوند. متان دارای ارزش حرارتی است. مایعات با غلظت های بالای ترکیبات آلی به واحد تصفیه بازگردانده می شوند. جامدات با مقدار زیادی از ترکیبات معدنی به عنوان تنظیم کننده مواد خاک و یا کود در زمینهای کشاورزی مصرف می شوند. بقیه جامدات را با سوزاندن و دفن بهداشتی دفع می کنند.
گاهی تصفیه اولیه و ثانویه همراه با هم انجام می شود. فاضلاب در حوضچه های اکسیداسیون ریخته می شود و فاضلاب در سطح به طور هوازی و در عمق به صورت غیرهوازی تجزیه می شود در سیستم لاگون هوادهی شده، اکسیژن در اثر هوادهی مکانیکی تامین می شود و تجزیه در کل عمق برکه به صورت هوازی می باشد. در اغلب موارد تصفیه ثانویه جهت دستیابی به استاندارهای جریان خروجی کافی می باشد.
جریان خروجی از تصفیه اولیه هنوز دارای 40 تا 50 درصد از مواد جامد معلق و تقریبا تمام مواد آلی و معدنی محلول اولیه می باشد. جهت حذف مواد آلی در تصفیه ثانویه از فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و یا بیولوژیکی استفاده می شود. در تصفیه بیولوژیکی مواد آلی فاضلاب به عنوان غذا توسط میکروارگانیسم ها مصرف شده و به سلولهای بیولوژیکی یا جرم زنده تبدیل می شود. ارگانیسم هایی که در سیستم های آبهای شیرین طبیعی به تجزیه مواد آلی می پردازند. ارگانیسم های دخالت کننده در تصفیه فاضلاب می باشند. جداسازی جرم زنده تازه تولید شده از فاضلاب جهت تکمیل فرایند تصفیه ضروری می باشد.
در برکه ها که معمولا کم عمق هستند، فاضلاب برای مدت نسبتا طولانی جهت فرایند پالایش طبیعی و رسیدن به تصفیه مطلوب نگه داشته می شود. در برکه ها حداقل قسمتی از سیستم باید هوازی باشد. لاگونها حوضچه هایی هستند که اکسیژن آنها از طریف هوادهی مصنوعی تامین می شود. لاگونها معمولا اختیاری هستند و جامدات در قسمت کف ته نشین می شود و به شکل بی هوازی تجزیه می شوندو برکه ها و لاگونهای اختیاری راکتورهای کاملا بهم خورده، بدون جریان برگشتی جرم زنده هستند و جامدات فاضلاب در نزدیکی محل ورود جریان ته نشین می شوند.
ضرورتا در مواردی که در بخش هایی از جریان خروجی ممکن است با انسان تماس یابد، انجام داده می شود.
فرایندهای گندزدا مشابه با فرایندهای گندزدایی در مورد آب آشامیدنی می باشد. اکسید کننده های شیمیایی موثرترین مواد گندزدا جهت فاضلاب می باشند. پرمصرف ترین گندزدا کلر می باشد. با وجود اینکه کلر با اجزای مشخصی در فاضلاب ترکیب شده و ایجاد ترکیب هالوفرم می نماید بیش از سایر مواد گندزدا به مصرف می رسد.