روش های تصفیه فاضلاب صنعتی

قبل از اقدام به تصفیه فاضلاب و انتخاب فرآیند، درک کامل فرآیندهای تصفیه فاضلاب ضروری است. در اکثر صنایع، تعیین نادرست مشخصات فاضلاب باعث ایجاد مشکلات زیادی در پروژه های تصفیه فاضلاب شده است. در صنایعی که به صورت دوره ای فعالیت می کنند و فرآیند تصفیه به طور مستمر انجام نمی شود، این صنایع اغلب بزرگترین منبع فاضلاب هستند و باید در طراحی واحدهای تصفیه برای این نوع فاضلاب دقت شود. اغلب در چنین صنایعی ابتدا حجم فاضلاب کاهش می یابد و سپس فرآیندهای مختلف تصفیه طراحی می شود.

تصفیه فاضلاب صنعتی

فاضلاب روغنی
فاضلاب روغنی (نفت) حاوی مواد پلیمری با وزن مولکولی بالا و کاتیون های فلزات سنگین است و در صورت شکستن امولسیون آن تصفیه می شود. هنگامی که امولسیون آنها شکسته می شود، این مواد می توانند توسط فرآیندهای شناورسازی یا رسوب گرانشی تصفیه شوند. به طور کلی دو نوع امولسیون در محیط های آبی وجود دارد: امولسیون فیزیکی و امولسیون شیمیایی. امولسیون‌های فیزیکی نسبتاً آسان برای خالص‌سازی و تجزیه می‌شوند، اما امولسیون‌های شیمیایی مانند امولسیون‌های آبی و روغن‌های محلول به سختی تجزیه می‌شوند، مگر اینکه روغن به صورت مکانیکی از امولسیون جمع‌آوری شود. شکستن امولسیون های شیمیایی تازه بسیار دشوار است.

در امولسیون هایی که به سختی شکسته می شوند، از سولفات آلومینیوم یا کلرید آهن برای شکستن امولسیون استفاده می شود و سپس فاضلاب تصفیه می شود. برای تجزیه امولسیون های بسیار سخت ابتدا PH را به کمتر از ۲ کاهش دهید و به مدت ۱۰ دقیقه در این pH نگه دارید. سپس نمک های آلوم یا آهن را اضافه کنید تا امولسیون تجزیه شود و در نهایت با افزودن هیدروکسید سدیم یا آهک pH را به آرامی به حالت عادی برگردانید. پساب حاصل از این فرآیندها احتمالاً زرد خواهد بود که نشان دهنده مقادیر زیادی نمک های محلول است.

اما اگر از سولفات آهن یا سولفات آلومینیوم برای شکستن امولسیون استفاده شود و سیستم با آب آهک خنثی شود، می توان این رنگ را کاهش داد. میزان مواد جامد در این نوع سیستم ها تا ۱۷۰۰ میلی گرم در لیتر افزایش می یابد که به دلیل حلالیت سولفات کلسیم است. فلوک های زاج یا آهک بسیار بزرگ و متراکم هستند و به سرعت ته نشین می شوند و آب منعقد شده را از بین می برند و فلوک ها را می نشینند. در چنین مواردی از اسید سولفوریک برای تنظیم pH استفاده می شود. در این حالت اسید سولفوریک باعث رسوب آهک می شود.
امولسیون های روغن نباتی مانند روغن نخل، کانولا و پارافین به سختی تجزیه می شوند. برای خالص سازی بهتر این روغن ها از پلیمرهای کاتیونی و به دنبال آن فیلتراسیون با سرعت کم استفاده می شود. پساب حاصل از تصفیه این نوع روغن شفاف و عاری از مواد جامد معلق است. اما ممکن است حاوی مقداری روغن محلول باشد. از تمام روش های ذکر شده در بالا می توان برای تصفیه فاضلاب های حاوی خون معلق، پروتئین و نشاسته پخته نیز استفاده کرد. اگر اسید به فاضلاب حاوی پروتئین و نشاسته اضافه شود، این مواد منعقد می شوند.

اگر هدف از درمان بازیافت نشاسته برای خوراک دام باشد، از پلیمرهای تایید شده وزارت کشاورزی ایالات متحده برای جلوگیری از مسمومیت حیوانات خانگی استفاده می شود. فاضلاب حاوی نشاسته به خوبی ته نشین نمی شود. بنابراین تصفیه این فاضلاب مشکل است. یکی از معایب استفاده از آهک در تصفیه فاضلاب روغنی این است که آهک باعث افزایش سختی کربنات به بیش از ۴۰ گرم می شود.

خون و پروتئین

فاضلاب حاوی خون و پروتئین عمدتاً در کشتارگاه ها تولید می شود. خون گیری از این فاضلاب ها مشکل است. بهترین راه برای تصفیه این نوع فاضلاب ابتدا حذف ذرات معلق خون و پروتئین است. در تصفیه این نوع فاضلاب ابتدا PH را کاهش داده و سپس لیگنین سولفونات را به فاضلاب اضافه می کنند. در این صورت پساب زرد رنگ ایجاد می شود. پیش تیمار شیمیایی فقط pH و میزان مصرف سولفونات لگنی را کاهش می دهد. سولفونات محصول جانبی کارخانه های کاغذسازی است و می توان آن را از کارخانه های محلی تهیه کرد.

لیگنین سولفات باید به طور تقریبی یا متناسب با گذشت زمان به پساب اضافه شود. هنگام تصفیه این نوع فاضلاب توصیه می شود PH را به کمتر از ۴ کاهش داده و سپس لیگنین سولفونات را در سطح استئوشیمیایی به فاضلاب اضافه کنید. مقدار متفاوت خون در فاضلاب مستلزم استفاده از سیستم های تصفیه ناپیوسته و آزمایش های شیشه ای است. پساب های خون حاوی مقادیر زیادی OD و نیتروژن هستند، اما سطوح پایینی از فسفر دارند. این فاضلاب را می توان با استانداردسازی و رسوب شیمیایی با تصفیه بی هوازی با سرعت بالا تصفیه کرد.

علاوه بر این، این فاضلاب ها را می توان با فرآیندهای تصفیه بی هوازی و فرآیندهای هوازی بعدی تصفیه کرد. با توجه به کمبود فسفر در این نوع فاضلاب، در صورت استفاده از فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی، نیاز به افزودن فسفر می باشد. فرآیندهای رسوب شیمیایی می تواند مقادیر زیادی OD را کاهش دهد، اما مقادیر زیادی از OD محلول در فاضلاب باقی می ماند. در سال های اخیر، فرآیند نسبتا جدیدی به نام فرآیند Anamox-Sharon بر روی فاضلاب با مقادیر نسبتاً بالایی آمونیاک، به عنوان مایع در هضم، آزمایش شده است.
فاضلاب صنایع لبنی
صنایع لبنی و لبنیات یکی از صنایع اصلی هر کشوری است و تقریباً در هر شهر وجود دارد. فاضلاب این صنایع اغلب حاوی ذرات ریز شیر است. این نوع فاضلاب معمولاً سرشار از چربی، پروتئین و کربوهیدرات است. این ضایعات همچنین دارای کمبود شدید نیتروژن هستند. بسته به قدرت پساب، آمونیاک به این نوع پساب اضافه می شود و سپس توسط فرآیندهای تصفیه بی هوازی پیش تصفیه شده و سپس با فرآیندهای هوازی تصفیه می شود. اگر منبع نیتروژن اضافه نشود، شیر حاصل از فاضلاب صنعتی پس از تصفیه بیولوژیکی لخته نمی شود.
تصفیه خانه های فاضلاب
این نوع فاضلاب نیز بسیار آلوده است و باید پیش تصفیه و سپس توسط فرآیندهای دیگر تصفیه شود. استفاده از جداکننده های API برای پیش اشکال زدایی محدود است و عمدتاً به عنوان ابزار کنترل استفاده می شود. جداکننده های API میزان لکه های روغن را بسته به نوع مواد موجود در فاضلاب به ۵۰-۱۵ میلی گرم در لیتر کاهش می دهند و برای فاضلاب امولسیون شده هیچ گونه حذفی انجام نمی دهند.

لخته سازی شیمیایی همراه با فلوتاسیون هوای محلول برای این نوع فاضلاب بسیار توصیه می شود. گاهی اوقات جداکننده های API ممکن است به تنهایی برای تصفیه کافی نباشند و استفاده از فیلترهای انعقادی یا سیستم لخته سازی شورون می تواند عملکرد API را افزایش دهد. برای فاضلاب کم جریان از یک پیش فیلتر و سپس از فیلتر مخلوط کارتریج فولادی استفاده می شود، مانند فیلترهای ساخت شرکت Serfilco، Pall و فیلترهای دیگر. این نوع سیستم ها به خوبی کار می کنند و می توانند روغن های آزاد را به کمتر از ۱۵ میلی گرم در لیتر کاهش دهند.

این نوع سیستم ها به خوبی کار می کنند و می توانند روغن های آزاد را به کمتر از ۱۵ میلی گرم در لیتر کاهش دهند. برای تصفیه این نوع فاضلاب نیز از تصفیه لجن فعال هوازی استفاده می شود. در چنین مواردی، لجن ته نشین شده حاوی انواع مختلفی از مواد است که می تواند باعث مسمومیت شود. برای استفاده از سیستم های هوازی برای تصفیه فاضلاب پالایشگاهی، لازم است ابتدا تست های آزمایشی برای تعیین عملکرد بلند مدت سیستم انجام شود. در این نوع فاضلاب موضوع شوک بار آلی نیز حائز اهمیت است.

خنثی سازی در این موارد به شدت توصیه می شود. همچنین می توان از هوادهی گسترده برای تصفیه فاضلاب پالایشگاهی استفاده کرد. پساب پالایشگاهی نیز سرشار از کربن و نیتروژن و فسفر کم است. بنابراین در برخی موارد برای تامین منبع نیتروژن و فسفر و همچنین موجودات زنده، این نوع فاضلاب را با فاضلاب شهری مخلوط می کنند. لازم به ذکر است که ویژگی های فاضلاب روغن نباتی با پساب های حاوی روغن های نفتی متفاوت است و در انتخاب روش تصفیه باید به این نکته توجه کافی شود.
فاضلاب صنایع فلزکاری

برای تصفیه این فاضلاب می توان از رسوب دهی چند مرحله ای استفاده کرد. اگر فاضلاب حاوی کروم شش ظرفیتی باشد، لازم است که کروم شش ظرفیتی را با اسید سولفوریک در pH 2 به کروم سه ظرفیتی کاهش داده و سپس با آهک، کروم سه ظرفیتی را حذف کنیم. برای این نوع فاضلاب نیز می توان از روش های بهتری استفاده کرد. حذف بهینه فلز اغلب در دو محدوده pH انجام می شود. در موارد خاص، پس از فیلتراسیون، غلظت فلز به کمتر از ۵ نانوگرم در لیتر می رسد. در صورتی که فاضلاب حاوی روغن باشد، لازم است ابتدا روغن را خارج کرده و سپس فاضلاب دیگر را تصفیه کنید.
فاضلاب حاوی نشاسته
این فاضلاب در فرآیندهای تولیدی کارخانه سیب زمینی و سایر صنایع تولید می شود. تصفیه فاضلاب حاوی نشاسته خام بسیار دشوار است. این فاضلاب به خوبی فیلتر نمی شود و به خوبی منعقد نمی شود. این فاضلاب غنی از کربن است و می توان آن را به صورت بی هوازی تصفیه کرد. تصفیه فاضلاب نشاسته پخته شده نسبتاً آسان است. در این نوع فاضلاب با افزودن اسید منعقد و سپس خنثی می شود.
فاضلاب کارخانه های شیمیایی و فنل ها
فاضلاب های حاوی فنل را می توان با سیستم های حاوی باکتری های آسیب دیده تصفیه کرد. در این نوع سیستم، این فاضلاب به مقدار زیاد رقیق شده و برای مدت طولانی هوادهی می شود. باکتری های سازگار را می توان از خاک اطراف گیاه یافت و استخراج کرد و با غلظت بیش از ۱۵۰۰ میلی گرم در لیتر. این می تواند مشکل سمیت این نوع فاضلاب را حل کند. تصفیه لجن فعال نیز برای این نوع فاضلاب توصیه می شود. بارگذاری ضربه ای مشکل اصلی در این نوع فاضلاب است.
فاضلاب کم جریان
راکتور بسته متوالی (SR) را می توان برای فاضلاب با دبی کم تا متوسط ​​استفاده کرد. لازم به ذکر است که این نوع سیستم نباید مانند سیستم لجن فعال به یک سیستم راکتور پیوسته تبدیل شود. روش SR ویژگی های خاص خود را دارد و روشی ارزان برای تصفیه فاضلاب با حجم کم و زیاد است. مزیت سیستم های SR این است که به شفاف کننده نیاز ندارند. بنابراین آنها در پول خود صرفه جویی می کنند.