تصفیه فاضلاب صنعتی: مراحل ، فرآیند و مزایا

تصفیه فاضلاب صنعتی یکی از موضوعاتی است که در سالهای اخیر با توجه به کاهش منابع آب و گسترش صنایع مختلف به شدت پر رنگ شده است. چرا که عموما صنایع از حجم زیادی آب در عملیات تولیدی خود استفاده می کنند. همچنین به دلیل اینکه مقداری از این آب در پروسه تولید آلوده می شود، قبل از تخلیه و رها سازی در محیط زیست، نیاز به تصفیه دارد. به همین جهت و به دلیل کاهش اثرات نا مطلوب زیست محیطی در اثر تخلیه پسماندهای صنعتی، قوانین محیطی سختگیرانه ای توسط سازمان محیط زیست کشور بر پساب صنایع اعمال شده است که درجه تصفیه لازم برای محافظت از کیفیت آب در آن مشخص شده است.

تصفیه پساب صنعتی
تصفیه پساب صنعتی در کارخانه های مختلف

تصفیه خانه های فاضلاب برای تبدیل فاضلاب خام به پساب نهایی قابل قبول و دفع مواد جامد حذف شده یا تولید شده در طی فرآیند طراحی شده اند. که در بیشتر موارد، برای آلودگی های معلق و محلول به انجام پروسه های خاص نیازمندیم. مثلا برای حذف برخی از آلاینده ها مانند فسفر یا فلزات سنگین، سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی ویژه ای مورد نیاز است.

مراحل تصفیه فاضلاب

انجام صحیح چرخه تصفیه فاضلاب، آب مورد نیاز سایر مصرف کنندگان را تولید می نماید. این نیازها ممکن است برای تأمین آب شهری (به عنوان مثال چمن های آب شهری یا استفاده در سیستم های دیگ بخار)، استفاده های صنعتی یا کشاورزی، یا پرورش ماهی و حتی تفریح باشد. برای کاستن از فرایندهای پیچیده تصفیه فاضلاب، می توان فاضلاب را تا حد قابل قبول برای استفاده جهت آبیاری گیاهان مورد استفاده قرار داد. بدیهی است که این عمل باعث کاهش مصرف منابع آب شیرین می شود.

از آنجا که نوع آلاینده های صنعتی بسیار متنوع و متفاوت است (از جمله ترکیبات آلی، مواد مغذی، جامدات، اسیدها و مواد قلیایی و فلزات) مهندسین طراحی فرآیند از انواع روش ها و ابزارهای آزمایش و اثبات شده برای تصفیه فاضلاب استفاده می کنند.

مراحل تصفیه فاضلاب

از آنجا که آلودگی های فاضلاب صنعتی متنوع است، فرایندهای مورد نیاز برای تصفیه این نوع فاضلاب نیز متنوع است. با این وجود، مراحل اساسی تصفیه فاضلاب اغلب برای فاضلاب شهری و صنعتی یکسان است و به شرح ذیل می باشد:

مرحله 1: آشغالگیری، ابتدا برای حذف موارد بزرگ و دوم خرد کردن.
مرحله 2: شفاف سازی اولیه برای جداسازی مواد آلی جامد.
مرحله 3: هوادهی برای تشویق تبدیل NH3 به NO3 و تأمین اکسیژن برای رشد باکتری ها.
مرحله 4: شفاف سازی ثانویه برای اجازه ته نشین شدن رسوبات آلی باقیمانده، اغلب از طریق تصفیه شیمیایی.
مرحله 5: ضد عفونی با استفاده از کلر ، UV یا سایر روش ها.
مرحله 6: تخلیه آب و دفع جامدات، احیا ذرات جامد بیولوژیکی / بیوگاز.

مرحله 1: آشغالگیری فاضلاب

هدف اصلی از آشغالگیری، حذف مواد جامد از فاضلاب است که می توانند به سایر تجهیزات فرآیندی آسیب برسانند. ذرات جامد همچنین باعث کاهش کارایی کل سیستم یا آلودگی مجاری آب می شوند.

آشغالگیرهای مرسوم، که از یک سیستم نسبتا ساده استفاده می کنند، اغلب از از یک چنگک تمیز کننده چرخ دنده ای استفاده می کنند تا تکه های آشغال را بوسیله یک سیستم قفسه ای ساخته شده از تعدادی میله به یک ناودانی تخلیه برای حذف انتقال دهند. جدا کردن کامل و صحیح تکه های آشغال در ابتدای فرآیند به راحتی از انسداد خطوط در حال بهره برداری جلوگیری می کند. همچنین چنگک به راحتی از قفسه میله ها جدا می شود.

مرحله 2: شفاف سازی و تفکیک اولیه

با تصفیه فاضلاب، مواد جامد معلق حذف می شوند و پساب تا حدودی شفاف شده برای فرآیندهای تصفیه پایین دست فراهم می شود.

به طور کلی دو نوع شفاف سازی (Clarification) برای فاضلاب وجود دارد: شفاف سازی اولیه و شفاف سازی ثانویه

شفاف سازی اولیه: مواد جامد را از فاضلاب قبل از تصفیه بیولوژیکی حذف می کند.
شفاف سازی ثانویه: لجن فعال را به سرعت پس از تصفیه بیولوژیکی به مخزن هوادهی برمی گرداند.

فرآیندهای جداسازی مواد جامد در ادامه فرایند تصفیه نیز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا در تهیه آب آشامیدنی، آب صنعتی و در پیش تصفیه بسیاری از انواع فاضلاب بسیار مهم هستند.

بسیاری از فاضلاب های صنعتی حاوی مقادیر قابل توجهی مواد جامد معلق هستند. که می توانند شامل الیاف تفاله در ضایعات تولید کاغذ، ذرات فلزی حاصل از عملیات فرآوری آهن و فولاد، خاکسترهای کک از نیروگاه ها، روغن و گریس حاصل از فرآوری مواد غذایی یا عملیات تصفیه روغن و گاز یا فقط ذرات رسی حاصل از رواناب کارخانه باشند. بنابراین تأسیسات تصفیه فاضلاب صنعتی اغلب شامل مرحله حذف مواد جامد در تصفیه اولیه هستند. همچنین فرایندهای جداسازی جامدات در ادامه فرایند در تصفیه خانه فاضلاب برای جداسازی وتغلیظ مواد بیولوژیکی در مرحله تصفیه ثانویه، حذف مواد معلق باقیمانده از طریق فیلتراسیون در انتهای تصفیه و پاک کردن آب از مواد جامد یا لجن استفاده می شود.

در مواردی که فاضلاب حاوی مقادیر قابل توجهی هیدروکربن باشد، حذف این آلاینده ها به یک مشکل تبدیل می شود. چگالی روغن معمولاً کمتر از آب است. بنابراین، اگر روغن امولسیون نشده باشد، می توان آن را در یک مرحله جدا سازی حذف نمود. همچنین این فرایند می تواند در مخازن دو منظوره که به طور همزمان برای شناور شدن روغن و ته نشینی مواد جامد طراحی شده، به انجام برسد. به عنوان مثال، در اکثر تصفیه خانه های صنعتی از یک کلریفایر مستطیل شکل با یک اسکیمر سطحی برای روغن و یک پاروی کفی برای جمع آوری مواد جامد به عنوان یک تجهیزات استاندارد استفاده می شود. این مدل از کلریفایر که توسط انستیتوی نفت آمریکا استاندارد سازی شده است و به عنوان جدا کننده API تعیین شده است.

در مواردی که اختلاف چگالی برای جداسازی روغن و جامدات آغشته به روغن کافی نیست، ممکن است از دمنده های هوا (air flotator) برای افزایش حذف روغن استفاده شود. در این روش حباب های هوا به ذرات آلاینده متصل می شوند و بدین ترتیب اختلاف چگالی ظاهری بین ذرات افزایش می یابد. شناور سازی هوای محلول (DAF) روشی است که هوا را به جریان جانبی یا جریان برگشتی در فشارهای بالا به منظور ایجاد جریان فوق اشباع وارد می کند. وقتی این جریان به جریان حاوی آلاینده وارد می شود، فشار به فشار جوی کاهش می یابد و هوا به صورت حباب های کوچک آزاد می شود. این حباب ها به آلاینده های موجود متصل می شوند، از چگالی موثر آنها می کاهند و به جداسازی آنها کمک می کنند.

مرحله 3: هوادهی

هوادهی مرحله مهمی در فرآیند لجن فعال است. به طور معمول در فرایند تصفیه از چندین روش هوادهی استفاده می شود:

  • هوادهی با سرعت (نرخ) بالا: هوادهی با سرعت بالا در مرحله رشد به سیستم اعمال می شود. غذای اضافی برای زیست توده (Biomass) با گردش مجدد تأمین می شود. بنابراین، پساب حاصل از این روش شامل مقادیر قابل توجهی از اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی یا BOD است ( اصولا، فرآیند اکسیداسیون تا پایان کار انجام نمی شود).
  • هوادهی معمولی: متداول ترین طرح لجن فعال مورد استفاده در شرکت های آب و فاضلاب شهری و روستایی و صنعت به منظور تولید پساب قابل قبول در سطح BOD و کل جامدات معلق (TSS) در فاز درونی کار می کند. هوادهی معمولی نشان دهنده رویکرد “میانه ” است زیرا سرمایه و هزینه های عملیاتی آن بالاتر از هزینه های هوادهی با سرعت بالا است، اما هزینه های این روش کمتر از حوضچه های هوادهی گسترده است.
  • هوادهی طولانی: حوضچه های با سیستم هوادهی طولانی در فاز درونی کار می کنند اما از اکسیداسیون طولانی تر برای کاهش سطح BOD پساب استفاده می کنند. این امر مستلزم افزایش سرمایه و هزینه های عملیاتی (به عنوان مثال حوضچه های بزرگتر و هوای بیشتر) است. در این روش با BOD پایین تر، هوادهی طولانی هنگام تولید بیش از حد مطلوب ته نشینی طبیعی، پساب حاوی ذرات جامد معلق نسبتاً زیاد تولید می کند.
  • هوادهی مرحله ای / هوادهی مخروطی: در یک حوضچه مخروطی، سر حوضچه فاضلاب را در غلیظ ترین شکل دریافت می کند. بنابراین ، متابولیسم و ​​نیاز اکسیژن در آن مرحله بیشتر است. همانطور که فاضلاب داخل حوضچه پیش می رود، میزان جذب اکسیژن (میزان تنفس) کاهش می یابد، که نشان دهنده مرحله پیشرفته اکسیداسیون است.

مرحله 4: شفاف سازی ثانویه

ذرات ریز تقسیم شده در آبهای سطحی یکدیگر را دفع می کنند زیرا بیشتر سطوح دارای بار منفی هستند. بنا بر این در اینجا از روش انعقاد و لخته سازی Coagulation and) flocculation) استفاده می شود.

انعقاد را می توان از طریق افزودن نمکهای معدنی آلومینیوم یا آهن انجام داد. این نمک های غیر آلی بار ذراتی را که باعث کدورت آب خام شده است را خنثی می کند. همچنین این ذرات را هیدرولیز میکند تا رسوبات اولیه نامحلول ایجاد شود تا سایر ذرات نامحلول را به دام بیندازند. انعقاد همچنین می تواند تحت تأثیر افزودن پلیمرهای آلی محلول در آب برای خنثی سازی بار ذرات انجام شود.

پس از اکثر فرایندهای شفاف سازی، مرحله لخته سازی انجام می شود. لخته سازی از زمانی شروع می شود که ذرات خنثی شده یا به دام افتاده شروع به برخورد به یکدیگر و چسبیدن می کنند و ذرات بزرگتری را تشکیل می دهند. این روند می تواند به طور طبیعی اتفاق بیفتد و یا می تواند با افزودن لخته ساز پلیمری سرعت بیابد. لخته شدن، تجمع ذرات بی ثبات در ذرات بزرگ، می تواند با افزودن پلیمرهای آلی با وزن مولکولی بالا و محلول در آب ، افزایش یابد. این پلیمرها سایز فولیکول را از طریق اتصال و ایجاد پل مولکولی افزایش می دهند.

کلریفایر گرد
نمونه کلرفایر گرد در تصفیه پساب صنعتی

مرحله 5: ضد عفونی کردن

فاضلاب یک کارخانه صنعتی ممکن است طیف گسترده و متغیری از آلاینده ها را شامل شود – از جمله BOD ، نیاز اکسیژن شیمیایی یا COD (مقدار اکسیژن قابل مصرف در اثر واکنش در محلول اندازه گیری شده)، رنگ، فنل ها، سیانیدها، زباله های بهداشتی و تعداد زیادی از مواد شیمیایی پیچیده.

ازن، در ترکیب با اشعه ماورا بنفش (UV) و یا سایر عوامل فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی، به دلیل خاصیت اکسیداتیو قوی خود، توانایی گندزدایی پسماندهای پیچیده صنعتی را دارد. در ترکیب با اشعه ماورا بنفش، ازن با فشار متوسط​​ قدرت اکسیداسیون پیشرفته برای کاهش TOC و همچنین تخریب مواد آلی را از خود نشان می دهد. صنایع بالقوه ای که برای تصفیه پساب خود می توانند از ازن و UV بهره مند شوند شامل داروسازی ها، نساجی ها، خودروسازها و ریخته گری ها است.

اشعه ماورا بنفش از نظر زیست محیطی بی خطر است و در طیف وسیعی از عوامل بیماری زا از جمله ویروس ها بسیار موثر شناخته می شود. امروزه، از اشعه ماورا بنفش برای ضد عفونی کردن فاضلاب شهری، آب آشامیدنی شهری و انواع کاربردهای صنعتی، استخرها و سونا ها مورد استفاده قرار می گیرد.

سیستم های تابش اشعه ماورا بنفش با غیرفعال سازی میکروارگانیسم های بیماری زا مانند ویروس ها، باکتری ها و انگل ها محیط را ضد عفونی می کنند. در طیف نوری (200-280 نانومتر)، ثابت شده است که طول موج 254 نانومتر کارآمدترین طول موج برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم ها با آسیب رساندن به اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA) است، که توانایی تکثیر ارگانیسم را مختل می کند.

در کاربردهای عادی، UV این مزیت را دارد که هیچ ماده شیمیایی به آب تصفیه شده اضافه نمی شود و هیچگونه محصولات جانبی ضد عفونی نیز تشکیل نمی شود. همچنین به دلیل ابعاد کوچک، تجهیزات UV می توانند به راحتی در اکثر تصفیه خانه های موجود ادغام شوند.

برای بیش از 40 سال، ازن زنی ، تابش اشعه فرابنفش و فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP) در طیف گسترده ای از کاربردهای تصفیه آب شهری و صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین ازن برای چندین دهه برای آب آشامیدنی بهترین راه حل کلاسیک بوده است. اما خصوصیات منحصر به فرد اکسیداسیون آن را به ابزاری قدرتمند برای استفاده کنندگان آب در تمام بخشهای صنعت تبدیل کرده است.

راهکارهای ازن زنی، UV و AOP برای استفاده در فاضلاب و استفاده مجدد از منابع آب، پرورش آبزیان، سفید سازی خمیر کاغذ، سنتز شیمیایی و شستشوی گاز هستند.

AOP یک اکسید کننده ثانویه قدرتمندتر و کمتر انتخابی در آب ایجاد می کند. این اکسید کننده ثانویه می تواند باعث اکسیداسیون بیشتر ترکیبات آلی شود تا زمانی که کاملاً به صورت دی اکسید کربن و آب تبدیل شوند. رادیکال هیدروکسیل پتانسیل اکسیداسیون بسیار بالاتری نسبت به ازن یا پراکسید هیدروژن دارد و معمولاً حداقل یک میلیون بار سریعتر واکنش نشان می دهد، بنابراین منجر به زمان تماس و تاثیر کمتری می شود.

کلر و مشتقات کلر از جمله همه کاره ترین مواد شیمیایی هستند که در تصفیه آب و فاضلاب صنعتی استفاده می شوند. این عوامل اکسید کننده قدرتمند برای موارد زیر استفاده می شود:

  • ضد عفونی
  • کنترل میکروارگانیسم ها
  • حذف آمونیاک
  • کنترل طعم و بو
  • کاهش رنگ
  • تخریب مواد آلی
  • اکسیداسیون سولفید هیدروژن
  • اکسیداسیون آهن و منگنز

البته هرچند که کلر برای بسیاری از کاربردها مفید است، اما اغلب قبل از تخلیه آن در محط های طبیعی لازم است نیاز به به دکلره کردن نیاز است. چرا که، باقیمانده های زیاد کلر برای سیستم های صنعتی مانند رزین های تبادل یونی و برخی از غشاهای مورد استفاده در واحدهای الکترودیالیز و اسمز معکوس مضر است. کلر همچنین ممکن است در مسمومیت پساب موثر باشد. بنابراین، غلظت آن در برخی از انواع تصفیه، محدود شده است.

مرحله ششم: دفع مواد جامد

دفع جامدات تولید شده توسط تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی به مواردی مانند مقررات دولتی، موقعیت جغرافیایی و خصوصیات لجن بستگی دارد. روش های دفع نهایی شامل احیای مجدد، سوزاندن ، کاربرد زمین و محل دفن زباله است.

منابع تولید فاضلاب

صنایع مختلف بزرگترین تولید کنندگان فاضلاب هستند. که در صورت عدم تصفیه مناسب و رها سازی این پساب ها در طبیعت، آسیب های بسیار جدی محیط زیستی به بار خواهد آمد. همچنین هرکدام از این صنایع نیازهای خاصی برای محدود کردن آسیب های زیست محیطی خود دارند.

به عنوان مثال، صنعت برق – یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب – همچنین یکی از بزرگترین آلاینده های محیط زیست است. کارخانه های مصرف کننده زغال سنگ مانند قطران به طور منظم کادمیوم، کروم و سرب را به آبراه های عمومی تخلیه می کنند. جیوه نیز به دلیل نصب سیستم های گوگردزدایی در بسیاری از تاسیسات سوختن زغال سنگ، به طور فزاینده ای به یک آلاینده قابل توجه در کارخانه های تولید زغال سنگ تبدیل شده است. پروسه گوگرد زدایی منجر به کاهش قابل توجه انتشار جیوه در هوا شده است اما در عوض این کار باعث انتقال آلاینده های جیوه جریان فاضلاب شده است. همچنین سایر صنایع مانند تصفیه نفت (پالایشگاه ها)، بازیابی گاز طبیعی و سایر صنایع سبک و سنگین نیز فاضلاب آلوده به جیوه تولید می کنند.

تصفیه پساب صنعتی
استفاده مجدد از منابع آب با استفاده از تصفیه پساب صنعتی

صنایع غذایی، مانند کارخانه های سوسیس و کالباس و سایر این صنایع نیز چربی ها و روغن های زیادی در پساب خود وارد می کنند که لازم است قبل از رها سازی در طبیعت این روغن ها از پساب به طور کامل جداسازی شود.

شرکت های تولید کاغذ و خمیر کاغذ بایستی سولفید هیدروژن تولید شده در تأسیسات تصفیه زباله خود را کاهش دهند. علاوه بر این تولید کنندگان کاغذ بایستی، سطح اکسیژن محلول در پساب خود را بهبود بخشند، چرا که کمبود اکسیژن می تواند زندگی آبزیان را به خطر بیندازد.

کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان از تجربه کافی در زمینه تصفیه پساب فاضلاب صنایع مختلف مانند موارد زیر برخوردار می باشند.

صنایع غذایی

صنایع کاغذ سازی

نفت و گاز
پالایش گاه
فرآوری مواد شیمیایی
میکرو الکترونیک
فلزات و معدن
داروسازی

مزایای تصفیه فاضلاب

تصفیه مناسب فاضلاب صنعتی می تواند به کارخانه شما در محافظت از محیط زیست، محافظت از تجهیزات و محافظت از شهرت شما کمک کند. به عنوان مثال، تولید کنندگان مواد غذایی در سالهای اخیر با اجرای راهکارهای تصفیه پساب، قادر به جلوگیری از جریمه های نظارتی، کنترل میزان انتشار گازهای گلخانه ای و از سرگیری تخلیه پساب سازگار با طبیعت در محیط زیست شده اند.

نیروگاه ها نیز برای کاهش آلایندگی باقیمانده مواد حاصل از احتراق را از طریق آبگیری در حوضچه ها، تصفیه پسماندها و شیرابه ها و جریان های رواناب و تصفیه آب های زیرزمینی استفاده کرده اند. همچنین شرکتهای فرآوری مواد شیمیایی در مناطق جنوبی کشور در یک رویکرد یکپارچه و مشترک در طول چرخه حیات محصول، با حفظ رقابت، در سالهای اخیراثرات نامطلوب زیست محیطی را کاهش داده اند.

تجهیزات تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی

انتخاب سازگارترین پروسه برای تصفیه فاضلاب به دلیل تاثیر مستقیم در هزینه اولیه و هزینه تعمیر و نگهداری از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. پس از مشخص شدن پروسه تصفیه، پایپینگ و انتخاب تجهیزات از مهمترین مباحث می باشد. چرا که انتخاب اشتباه تجهیزات هزینه های تعمیر و نگهداری را تا حد زیادی تحت تاثیر قرار می دهد. به همین دلیل انتخاب صحیح شیر آلات صنعتی، پمپ ها، لوله های ارتباطی و سایر تجهیزات فرایندی حتما بایستی توسط متخصصین و کارشناسان با تجربه انجام پذیرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خدمات تصفیه فاضلاب صنعتی می توانید با کارشناسان شرکت پادمیرا صنعت دایان تماس حاصل فرمایید.

منبع:

https://www.suez-na.com/en-us/our-offering/resources/industrial-wastewater-treatment-steps

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

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