روش های تصفیه فاضلاب نساجی و رنگرزی

کیفیت پساب نساجی

صنایع نساجی از جمله بزرگترین صنایع مصرف کننده آب است و در نتیجه فاضلاب زیادی تولید می کنند. معمولا در پساب های نساجی به موارد زیر برمی خوریم:
• مواد معلق که حاصل مصرف مواد شیمیایی و مواد اولیه در نساجی است.
• BOD ناشی از شستشوی مواد اولیه، یا مصرف رنگ های مختلف
• ازت و فسفر ناشی از مصرف مواد پاک کننده
• درجه حرارت
• فلزات سنگینی که ناشی از مصرف رنگ های محتوی فلزات سنگین می باشد.
• اسید و قلیا که در بعضی رنگرزی ها به کار رفته و وارد فاضلاب نساجی می شود و در PH آن موثر است.
• مجموع املاح محلول های فاضلاب های نساجی نسبتا بالا است.
مقدار فاضلاب تولید شده در پساب های نساجی تابع نوع تولید و روش رنگرزی، کیفیت مواد اولیه و کیفیت محصول تولید شده است.

کیفیت پساب فرآیندهای مختلف نساجی:

شستشوی مواد اولیه : BOD و مواد معلق خیلی زیاد محتوی چربی و روغن-حرارت بالا
پشم شویی : حاوی پشم، اوره، خون، چربی، عرق و … که باعث BOD بالا می شود. – غنی از روغن و گریس- فنل و آفت کش ها
آهارزنی: BOD و مواد معلق نسبتا بالا- PH قلیایی
رنگرزی و چاپ: BOD و مواد معلق متوسط- PH خنثی تا قلیایی – COD نسبتا زیاد
مرسریزاسیون ( مر سری کردن) : BOD و مواد معلق کم- PH قلیایی
شستشوی الیاف رنگ شده: BOD و مواد معلق کم – PH متغیر-املاح محلول زیاد – COD بالا

تصفیه فاضلاب نساجی

پساب نساجی که حاوی رنگ است، اغلب BOD معرف آن 1 تا 26 درصد COD است، یعنی نمی توان پساب نساجی را به راحتی فاضلاب شهری که BOD آن حداقل 50 درصد COD است، تصفیه و تجزیه کرد.

فرآیندهای تصفیه زیستی عموما برای حذف BOD و جامدات معلق SS موثر است اما برای حذف رنگ از این فاضلاب ها کارایی زیادی ندارد، زیرا ترکیبات رنگی دارای ساختارهای مقاوم و پیچیده ای است که به روش تصفیه زیستی براحتی قابل انجام نیست. در واقع برای کاربرد روش های زیستی، ابتدا باید روی فاضلاب، عملیات پیش تصفیه انجام دهیم.

مراحل تصفیه پساب های نساجی 

• تصفیه مقدماتی
• پیش تصفیه
• تصفیه بیولوژیکی

پیش تصفیه:

متداول ترین روش های پیش تصفیه برای حذف رنگ از فاضلاب نساجی شامل روش های فیزیکی – شیمیایی نظیر انعقاد و لخته سازی، انعقاد الکتریکی و اکسایش و … که هر کدام از این روش ها دارای مزایا و معایبی هستند.

الف) روش انعقاد و لخته سازی

• اختلاط سریع مواد شیمیایی با فاضلاب
• انعقاد مواد معلق ریز
• ته نشینی مواد منعقد شده
یکی از معایب این روش تولید حجم زیادی از لجن است.

ب) انعقاد الکتریکی

روش انعقاد الکتریکی برای حذف بسیاری از مواد محلول و غیر محلول به کار می رود. فرآیند انعقاد الکتریکی در کاهش نیترات، آرسنیک، فلوراید، مواد آلی و مواد معدنی به کار رفته است و بازده حذف آن برای برخی آلاینده ها تا 90 درصد نیز مشاهده شده است.
این روش به دلیل برخورداری از مزایایی چون بازده بالای حذف، لجن دفعی اندک، زمان ماند کوتاه، هزینه کم و زمان کوتاه راه اندازی، تجهیزات ساده، بهره برداری آسان و در بسیاری موارد عدم نیاز به مواد شیمیایی به ویژه برای فاضلاب های قوی و سمی بسیار مناسب است.
با توجه به نوع آلاینده هدف، جنس الکترودها که یکی از مهم ترین عوامل در تصفیه به شمار می آید، متفاوت انتخاب می شود و با توجه به نوع الکترود انتخاب شده، PH بهینه متفاوت خواهد بود. الکترودهای به کار رفته در این فرآیند معمولا از جنس آلومینیوم و آهن هستند.
در انعقاد الکتریکی، با برقرار کردن جریان برق بین دو یا چند الکترود شناور فلزی از جنس آهن و یا آلومینیوم در نمونه فاضلاب، لخته های هیدروکسید فلزی تولید می شوند که با جذب سطحی مواد آلاینده باعث ترسیب آن ها و تصفیه فاز آبی می شوند.یکی از معایب روش انعقاد الکتریکی مصرف انرژی بالا به خصوص هنگامی که نیاز به درصد حذف بالاتری از آلاینده ها باشد.

مزایای تولید ازن در محل

به دلیل کوتاه بودن طول عمر ازن باید این گاز را در محل تولید کرد. از مزایای تولید در محل این است که از مشکلاتی از قبیل حمل و نقل و یا نگهداری در انبار جلوگیری می شود. از دیگر مزایای این گاز این است که وقتی در محل تولید می گردد می تواند از غلظتی برابر با 200000ppm برخوردار شود. هرگاه این گاز در آب آزاد گردد، غلظت آن فقط به چند ppm تنزل می یابد و پس از اینکه قسمتی از گاز آزاد شده در آب، در نهایت به سطح آب و به هوای آزاد می رسد. به سختی می توان غلظت آن را بیش از 0.1 ppm اندازه گیری نمود و پس از مدت کوتاهی اثری از ازن در آب باقی نمی ماند.

ازن برای اولین بار در دهه ی نخست قرن بیستم برای گندزدایی منابع آب در فرانسه مورد استفاده قرار گرفت. کاربرد آن رفته رفته به چندین کشور اروپای غربی و نهایتا به آمریکای شمالی گسترش یافت. بیش از 1000 مورد تاسیسات گندزدایی با ازن در سراسر جهان وجود دارد که تقریبا تمامی آن ها به منظور گندزدایی منابع آب مورد استفاده می باشند. در حدود 200 مورد از تاسیسات در آمریکای شمالی در حال بهره برداری است. یکی از کاربردهای متداول دستگاه ازن ساز در تاسیسات از بین بردن عوامل ایجاد مزه، بو و رنگ است.

تاثیر ازن بر روی دیواره باکتری ها، 51% بیشتر از کلر و از نظر زمانی نیز 3100 برابر سریع تر از کلر عمل می کند.

ازن قابلیت کشتن و از بین بردن میکروارگانیسم های مختلف شامل انواع باکتری ها، قارچ ها، ویروس ها، مخمرها و جلبک ها را دارد. ازن در برابر کیت های پرتوزدایی چون ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم نیز موثر بوده که کلر فاقد این خاصیت است.

کاربرد ازن در تصفیه فاضلاب 

اگر چه ازن در گذشته بیشتر به منظور گندزدایی آب مورد استفاده بوده است. پیشرفت های اخیر در تولید و فناوری ایجاد محلول آن، این گندزدا را برای استفاده در گندزدایی فاضلاب از نظر اقتصادی قابل رقابت کرده است. از ازن ژنراتور همچنین می توان در تصفیه ی پیشرفته فاضلاب به منظور حذف مواد آلی مقاوم، به جای فرآیند جذب سطحی کربن استفاده نمود.

اخیرا ازن به دلیل قدرت اکسیداسیون و گندزدایی بالای خود در صنعت تصفیه آب و فاضلاب توجه زیادی را جلب نموده است. ازن به خوبی برای حذف بو، مزه و رنگ و همچنین ترکیبات آلی موجود در آب مورد استفاده قرار می گیرد. ازون ژنراتور یکی از قوی ترین عوامل اکسید کننده می باشد و قدرت اکسید کنندگی ترکیبات آلی و معدنی با ازن به پتانسیل اکسیداسیون آن مربوط می شود.

واکنش شیمیایی ازن با ترکیبات آلی در محلول های آبی بسیار پیچیده می باشد. مولکول ازن می تواند مواد آلاینده موجود در آب و فاضلاب را با روش اکسیداسیون مستقیم که بصورت انتخابی عمل می کند اکسید نماید و یا از طریق مکانیسم واکنش های زنجیره ای که تولید رادیکال های هیدروکسیل آزاد می نماید و به صورت غیر انتخابی عمل می کند تجزیه کند.

با توجه به اینکه ساختار مولکولی ازن در محلول های آبی به صورت قطبی می باشد. لذا واکنش ازن مولکولی به عنوان یک ترکیب قطبی با آلاینده های آلی از طریق واکنش های الکتروفیلیک حلقه زایی و نوکلئوفیلیک انجام می گیرد. در محیز های آبی بیشتر واکنش ها الکتروفیلیک و حلقه زایی بوده و واکنش های نوکلئوفیلیک تنها در تعدادی از سیستم های غیر آبی انجام می گیرد. بنابراین ازون ژنراتور یک ترکیب با واکنش پذیری بالا و تقریبا نامحلول در آب می باشد. نیمه عمر مولکول ازن در آب وابسته به pH، دما و غلظت ترکیبات آلی و معدنی محلول در آب در محدوده ی چند ثانیه تا چند دقیقه می باشد.

مقدار pH محلول تاثیر بسیار مهمی در تجزیه ازن در آب دارد. pH قلیایی سبب افزایش تجزیه ازن می شود. در pH کمتر از 3، رادیکال های هیدروکسیل نمی تواند تاثیری در تجزیه ازن داشته باشند. در pH بین 7 تا 10، نیمه عمر معمول ازن در آب بین 15-20 دقیقه می باشد.

ازن به طور موفق در صدها تصفیه خانه آب مورد استفاده قرار گرفته ولی بدلیل وجود معایب حلالیت و پایداری کم آن در آب و در نتیجه نیاز به هزینه های زیاد تولید و مصرف ازون ژنراتور، کاربرد آن در صنعت تصفیه فاضلاب دارای محدودیت اقتصادی می باشد.

از طرف دیگر ازن قادر به اکسیداسیون کامل ترکیبات آلی موجود در آب و فاضلاب نبوده و از طریق اکسیداسیون ناقص با آن ها وارد واکنش می گردد.

ازن یکی از قوی ترین اکسیدکننده ها می باشد، اما واکنش آن با بعضی از ترکیبات آلی مانند ترکیبات آروماتیک آهسته بوده و طی اکسیداسیون ترکیبات آلی سبب تشکیل اسید کربوکسیلیک، ترکیبات کربونیل، و بسیاری دیگر از ترکیبات می شود که باعث می شود پساب خروجی با یک فرآیند تکمیلی دیگر مانند فرآیندهای بیولوژیکی مورد تصفیه قرار گیرد.

ازن از دو راه سبب اکسیداسیون ترکیبات آلی می گردد:

• اکسیداسیون مستقیم توسط ازن
• اکسیداسیون توسط رادیکال های آزاد تولیدی

ازن گازی است که در محل و از طریق اکسیژن اتمسفری و یا اکسیژن فشرده تولید می شود. غلظت ازن تولیدی از اکسیژن و هوای اتمسفری به ترتیب 5% و 1% است.

روش های تصفیه فاضلاب سیانید

روش های مختلفی برای تصفیه ی فاضلاب های مقاوم به سیانید به کار رفته است که به اختصار شامل: کلریناسیون قلیایی، ازن زنی، اسیدسازی و هوادهی طبیعی در برکه، اسیدسازی و به دنبال آن هوادهی اجباری درون یک لوله ی بلند، تصفیه با سولفات آهن(II)، اکسیداسیون الکترولیتیک در حضور یون کلراید، تصفیه با فرآورده های اضافی و غیره می باشد. متداول ترین روش مورد استفاده کلریناسیون قلیایی است.

مرحله ی بسیار مهمی که در مرحله ی آبکاری باید انجام شود جداسازی همه ی جریان های فاضلاب های اسیدی از جریان های مقاوم به سیانید برای اجتناب از تشکیل اسید هیدروسیانیک، حتی به طور تصادفی، می باشد که ماده ی شیمیایی بسیار خطرناکی است.

تخریب سیانید می تواند به صورت بسته یا پیوسته انجام شود. تخریب ناپیوسته (Batch) مرجع است زیرا بدون استفاده از ابزار آنالیز دقیق که برای تخریب پیوسته ضروری است، شدت تخریب قابل تشخیص است. اکسیداسیون سیانید به وسیله کلر تحت شرایط قلیایی تا مرحله سیانات (^–CNO) یا تا مرحله دی اکسید کربن و نیتروژن وابسته به نیازمندی های تخلیه انجام می شود.

تصفیه فاضلاب فرآوری گوشت

 تصفیه فاضلاب کارخانه فرآوری گوشت یکی از ضروریات حفظ محیط زیست از ورود مستقیم این فاضلاب است. صنعت گوشت یکی از بزرگترین تولید کنندگان پسماند آلی در بین صنایع تولید کننده مواد غذایی است. تعریف گوشت عبارت است از محصول تولیدی از کلیـه حیواناتی نظیر گوساله ها، گاوها،گوسفندان و سایر گوشت هایی که در مجموعه طیور قرار نمی گیرد. این گوشت ها به گوشت قرمز نیز معروف هستند. این تعریف همچنین محصولاتی نظیر غذاهای پخته شده و ادویـه زده شده و غذاهای دودی را نیز شامل می شود. کل گوشت تولیدی در جهان حدود 143 میلیون تن در سال است.

اولین مرحله تولید گوشت در کشتارگاه اتفاق می افتد که چند فعالیت مشترک روی گوشـت اتفـاق انجـام می شود. این فعالیت ها شامل نگهداری حیوانات برای کشتار، بی حس کردن، سـربریدن، تخلیـه شـدن خـون، حذف پوست و مو، تخلیه امعاء و احشاء، حذف فضولات، شستشـوی لاشـه، مرتـب کـردن و حـذف ضـایعات گوشت، بسته بندی و لفاف کشی گوشت هستند. کارهای ثانویه ای نیز ممکن است روی گوشت انجام شود که شامل خرد کردن، بی استخوان کردن، چرخ کـردن، تبـدیل بـه محصـولاتی مثـل محصـولات دودی، تولیـد سوسیس، کالباس،همبرگر و محصولاتی از این نوع می باشند.

روش های کمینه سازی آب برای تولید کمتر فاضلاب شامل:

• استفاده از نازل های اسپری آب برای شستشوی لاشه که میزان آب مصرفی را تا 20 %کاهش میدهد؛
• استفاده از سیستم های کندانسه کننده بخار آب در تانک آب جوش برای حذف مو و سم؛
• بستن قطع کننده های سریع روی شیلنگ های شستشو؛
• استفاده از پاک کننده های مناسب؛
•  استفاده مجدد از آب های زلال (مثل آب سیستم خنک کننده چیلر) برای شستشو

خصوصیات فاضلاب

پساب ناشی از کشتارگاه ها و بسته بندی گوشت حاوی بار بالایی از جامدات، مواد شـناور (چربـی)، خـون، فضولات و ترکیبات گوناگون آلی ناشی از پروتئین ها است. ترکیب فاضلاب ها تا حد بسیار زیادی به نوع محصول تولیدی، تأسیسات خط کشتار و فرایند تولید گوشت بستگی دارد.

در این مراحل انواع ترکیبات آلی قابل تجزیه بیولوژیکی که عمدتاً چربی و پروتئین هستند به دو صورت معلق و محلول تولید می گردند. این فاضلاب از نظر اکسیژن مورد نیـاز بیوشـیمیایی BOD ،اکسـیژن مـورد نیـاز شیمیایی COD ،جامدات معلق SS ،نیتروژن و فسفر در مقایسه با فاضلاب شـهری بسـیار قـوی تر اسـت.

می توان فاضلاب تولیدی در کارخانه فرآوری گوشت را به چهار رده تقسیم کرده است. این چهار رده شامل:

• فاضلاب حاوی فضولات و مواد دفعی
• فاضلاب عاری از فضولات و مواد دفعی – حاوی مقادیر گریس بـالا
• فاضـلاب عاری از فضولات و مواد دفعی – حاوی مقادیر کمی گریس
•  آب تمیز

فرآیند تصفیه فاضلاب فرآوری گوشت

درجه تصفیه فاضلاب به خصوصیات کیفی پساب قابل دفع به محیط زیست بستگی دارد. فاضلاب هایی کـه مستقیماً به داخل سیستم فاضلاب رو دفع می گردند نسبت به آنهایی که به منابع آب دفع می گردند، نیـاز بـه تصفیه کمتری دارند. در اتحادیه اروپا تخلیه مستقیم بایستی استانداردهای تخلیه فاضلاب را تأمین نماید.

واحدهای لازم برای تصفیه فاضـلاب کشـتارگاه های حیوانـات و ماکیـان شـامل:

آشـغالگیری در سـایزهای مختلف، حوض متعادل سازی، شناورسازی با هوای محلـول و تصـفیه بیولـوژیکی ( بی هوازی – هوازی ) هسـتند.