تصفیه فاضلاب صنعتی

تصفیه فاضلاب فرایندی است برای دستیابی به کیفیت آب مورد نیاز برای تخلیه آب “استفاده شده” به محیط زیست استفاده می شود. در واقع یک فرایند تصفیه فاضلاب صنعتی اقدامات لازم برای مجوز تخلیه آب استفاده شده  به محیط از نظر سازمان بهداشت و محیط زیست است، که این سازمان ها برای حفظ محیط زیست قوانین و مقرارتی تائین می کنند.

تصفیه فاضلاب مواد زائد را متمرکز کرده، آنها را تبدیل کرده و یا آنها را برای دفع و تخلیه آب به محیط زیست یا کارهای تصفیه با مالکیت عمومی (POTW) منتقل می کند.

فرایندهایی که در زیر توضیح داده شده است ، عمده ترین تکنیک ها و فن آوری های مورد استفاده در تصفیه فاضلاب است. سیستم های تصفیه فاضلاب از مکانی به مکان دیگر بسیار متفاوت است،  که برای پاسخگویی به نیازهای یک مکان خاص، تأسیسات یا واحد تولید برای فرآورده های زائد خاص آن طراحی می شود. بسته به منبع فاضلاب و الزامات کیفیت آب خروجی، از  تصفیه آب با مراحل در توالی ها و مقیاس های مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال، ممکن است قبل ازتصفیه  بیولوژیک، مرحله حذف جامدات سطحی وجود داشته باشد و به دنبال آن مرحله حذف مواد جامد به طور قابل توجه تری انجام شود.

تصفیه بیولوژیکی

تصفیه بیولوژیکی، فرایندهای تجزیه بیولوژیکی موجود در طبیعت را برای از بین بردن مواد مغذی (مانند نیتروژن و فسفر) و مولکول های آلی، که اغلب به صورت BOD یا COD  اندازه گیری می شوند را تقویت می کند. سیستم های تصفیه بیولوژیک برای دستیابی به اهداف تصفیه آب، یک اکوسیستم میکروبیولوژیکی را برای هضم میکروبی زباله ها پرورش می دهند. برای حفظ میکروب ها، سیستم تصفیه چرخه های مختلف مواد مغذی را مدیریت می کند. به طور خاص، چرخه نیتروژن و چرخه کربن متابولیسم سلولی و رشد را تعیین می کنند، در حالی که وجود یا عدم وجود اکسیژن در آب انواع گونه های میکروبیولوژیکی موجود را تعریف می کند.

تصفیه هوازی چیست

تصفیه هوازی از یک اکوسیستم میکروبیولوژیکی با استفاده از اکسیژن باعث پرورش میکروب های مفید ملکول های آلی را حذف می کنند و باعث کاهش BOD از طریق نیتروژن زدایی می شوند که منجر به تولید دی اکسید کربن و لجن زیست توده می شود.

تصفیه  بی هوازی چیست

تصفیه هوازی از یک اکوسیستم میکروبیولوژیکی با استفاده از اکسیژن باعث پرورش میکروب های مفید می شود و ملکول های آلی را حذف می کنند و باعث کاهش BOD از طریق نیتروژن زدایی می شوند که منجر به تولید بیوگاز غنی از متان و لجن زیست توده می شود.

تصفیه آنوکسیک چیست

تصفیه آنوکسیک مانند بی هوازی است، زیرا اکسیژن وارد نمی شود، اما ممکن است مقداری اکسیژن مولکولی به صورت نیترات (NO3-) یا نیتریت (NO2-) در دسترس باشد. تصفیه آنوکسیک یک تغییر متداول کمتر در دستکاری چرخه نیتروژن برای تصفیه آب است.

نمونه های زیادی از سیستم های تصفیه بیولوژیک وجود دارد، به طور کلی آنها با توجه به نوع مدیا مورد استفاده برای رشد میکروب ها دسته بندی می شوند:

در یک سیستم رشد پیوسته، میکروب ها به یک محیط بی اثر متصل می شنود (به عنوان مثال توپ های پلاستیکی یا سنگ های گدازه). محیط ممکن است ثابت باشد، مانند فیلتر صافی، یا در ستون آب معلق باشد، مانند یک راکتور بستر متحرک (MBBR).

در سیستم رشد معلق، میکروب ها به صورت سوسپانسیون در فاضلاب مورد تصفیه نگهداری می شوند. در داخل “لیکور مخلوط” ، فاضلاب حاوی مواد جامد، میکروب های منفرد یا خوشه های مختلف (فلوکه ها) است.

تصفیه مکانیکی

تصفیه مکانیکی فرایند جدا سازی جامدات از آب از طریق فرایند فیزیکی و مکانیکی است. به عنوان یک قاعده کلی ، حذف ذرات بزرگ ارزان است و با کاهش اندازه ذرات هزینه افزایش می یابد. در زمینه سیستم تصفیه فاضلاب، تفکیک مواد جامد ممکن است در چند مرحله انجام شود تا حداکثر بهره وری و بهینه سازی و کاهش هزینه های تصفیه را به دست آورد.

با استفاده از زمان ماند و استراحت به پستاب با استفاده از نیروی گرانش می توان ذرات جامد بسیار زیادی را از آب جدا کرد. نیروی جاذبه باعث شناور سازی و یا ته نشینی مواد جامد می شود و می توان به راحتی آن ها را از آب جدا کرد.

رفتار ته نشینی ذرات با استفاده از قانون استوکس به خوبی مطالعه و قابل پیش بینی است. نمودار زیر نتایج یک معادله را خلاصه می کند، که نشان می دهد چگونه اندازه ذرات، چگالی و گرانروی آب میزان ته نشینی مواد جامد را تائین می کنند.

Settling Time

in 1m Water

Type

of Particle

Diameter

of Particle

۱ second Gravel ۱۰ mm
۱۰ seconds Sand ۱ mm
۲ minutes Fine Sand ۱۰۰ µm
۲  hours Silt, Dust ۱۰ µm
۸  days Clay ۱ µm
۲  years Colloids ۰/۱ µm

نمونه هایی از تجهیزات ته نشینی و شفاف سازی در زمینه فاضلاب صنعتی شامل صاف کننده های دایره ای یا مستطیلی، مخازن ته نشینی بالای سطح زمین، تالاب ها یا مواد شفاف کننده لاملا است. روش دیگر استفاده از جاذبه برای شفاف سازی آب شناور سازی است. که این اجازه  را می دهد مواد جامد سبک تر از آب (به عنوان مثال جلبک ها، چربی ها، روغن ها، گریس ها) با هم ادغام شوند و یا در بالای ستون آب جمع شوند و از آب خارج شوند.

غالباً، از حباب های هوا برای افزایش جداسازی استفاده می شود. هوا (یا گاهی اوقات یک گاز خاص). حباب های گاز به مواد جامد معلق یا آلاینده های روغنی متصل می شوند، وزن مخصوص آنها را کاهش می دهد، که به آنها اجازه می دهد از روی آب شناور شوند، و یک لایه بدون کف را تشکیل می دهند که از بالای آب جدا می شود.

سیستم های شناور سازی هوا (DAF) از حباب هایی به اندازه ۳۰-۵۰ میکرومتر استفاده می کنند.

سیستم های شناور سازی هوای القایی (IAF) از حباب هایی به اندازه ۷۰-۱۵۰ میکرومتر استفاده می کنند.

فیلتراسیون فرآیند عبور مواد معلق از یک ماده متخلخل به منظور جذب مواد جامد است در حالی که آب به راحتی از آن عبور می کند. انتخاب  فیلتر مدیا  با توجه به اندازه ذراتی که قرار است از آب خارج شوند، تعیین می شود. در یک روند تصفیه فاضلاب با چندین مرحله فیلتراسیون، ترتیب آنها بدین گونه است که  ابتدا بزرگترین ذرات را حذف می کنند،سپس کوچک ترین ها را حذف می کند.

نمونه های متداول فیلترها شامل فیلترهای مدیا، فیلترهای کیسه ای و ممبران است.

فیلترهای مدیا ممکن است ظروف تحت فشار یا حوضچه های گرانش باشند، مانند سیستم های فیلترشنی. بسترهای فیلتر ممکن است از انواع مختلفی یا مخلوطی از فیلتر مدیا دارای دانه های ریز تشکیل شده باشند و ممکن است عمق های مختلفی داشته باشد. عمق بستر مدیا ظرفیت فیلتراسیون، قابل توجهی را فراهم می کند و برای افزایش کارایی فیلتر به یک مزیت تبدیل می شود. مدیاها بسیار متفاوت هستند. فیلتر مدیا ساکن، مانند شن و ماسه، شن یا شیشه خرد شده، ذرات معلق را به ۱۰-۲۵ میکرومتر می رساند.

فیلتر مدیا فعال، مانند کربن فعال یا رزین تبادل یونی، مواد جامد را به ۱۰-۲۵ میکرومتر می رسانند، اما اغلب برای جذب آلاینده های محلول خاص مانند هیدروکربن های نفتی PFAS ، PFOA و غیره ترکیب می شوند. فیلترهای مدیا فعال معمولاً در انتهای سیستم تصفیه به عنوان یک مرحله “پرداخت یا صیقل” ، پایین دست سایر مراحل حذف مواد جامد استفاده می شوند. با فرستادن آب شفاف و پیش تصفیه شده به بسترمدیا فعال، سیستم تصفیه با کمترین بهره از فیلترمخصوص استفاده می کند و هزینه های عملیات را به حداقل می رساند.

فیلترهای کیسه ای لوله های تحت فشار هستند که شامل کیسه ای ساخته شده از پارچه، نمد یا کاغذ مخصوص است. فیلترهای کیسه بسیار گسترده هستند و معمولاً برای حذف ذرات بین ۱ تا ۱۰۰ میکرومتر درجه بندی می شوند.

فیلترهای ممبران ظروف تحت فشار هستند که حاوی یک فیلتر کارتریجی کاملاً فنی ساخته شده از پلاستیک های خاص یا سرامیک هستند. نوع فیلتراسیون ممبران با توجه به اندازه منافذ غشا، میکروفیلتراسیون (۰.۱ میکرومتر)، نانو فیلتراسیون (۰.۰۱ میکرومتر) و نانو فیلتراسیون (۰.۰۰۱ میکرومتر) تا اسمز معکوس (۰۰۰۱/۰ میکرومتر) تعریف می شود. بسته به نوع سیستم ممبران، کارتریج ممکن است مجموعه ای از لوله های ساخته شده از غشا  خاص باشد، یا کارتریج ممکن است یک قطعه پلاستیکی جامد باشد. در هر صورت ، منافذ موجود در پلاستیک به قدری کوچک هستند که با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند. فیلترهای غشایی در تخصصی ترین و فنی ترین فرایندهای تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند. بسیاری از سیستم های تصفیه تکنیک های تصفیه شیمیایی  را به عنوان جایگزینی برای یکپارچه سازی فیلتراسیون غشایی ادغام می کنند.

تصفیه شیمیایی

تصفیه شیمیایی فرآیند دستکاری شیمیایی آب برای تبدیل یا حذف آلاینده ها است. تصفیه شیمیایی ممکن است واکنشهای شیمیایی خاصی را هدف قرار دهد و می توان از آن برای تغییر خواص آب و آلاینده های آن استفاده کرد. معمولاً برای تقویت پدیده ای طبیعی یا افزایش کارایی مراحل جداسازی مواد جامد، از تصفیه استفاده می شود.

تنظیم pH، دستکاری تعادل یون های هیدروژن و هیدروکسیل در آب است که دو جز مولکول آب هستند.

H۲ H+ + OH

رنج pH 1-14 است، جایی که “خنثی” (۷) است، نشان می دهد که یون های هیدروژن و هیدروکسیل متعادل هستند. هنگامی که pH ماده زیر ۷ باشد ، به دلیل فراوانی یون های هیدروژن موجود، به عنوان “اسیدی” طبقه بندی می شود. هنگامی که pH ماده بیش از ۷ باشد، به دلیل کمبود یون های هیدروژن موجود “بازی” است.

یک ارتباط پویا با PH، قلیایی بودن است که ظرفیت آب برای خنثی سازی یک اسید را مشخص می کند. با غلظت کربناتها، بی کربناتها و هیدروکسید در آب اندازه گیری می شود. در حالی که قلیائیت به ندرت به طور خاص تنظیم می شود، مهم است که در تصفیه آب درک شود زیرا “ظرفیت بافر” ایجاد می کند، که توانایی آب در برابر تغییر pH است.  آبی با ظرفیت بافر بالا برای تغییر PH در مقایسه با آبی با PH معادل اما ظرفیت بافر پایین به دوز بیشتری اسید یا باز نیاز دارد.

اکسیداسیون (یا “واکنش اکسایش-کاهش”) به انتقال الکترون بین مولکول ها اشاره دارد. این امر با افزودن اکسیژن به آب برای ایجاد گروه های هیدروکسیل (-OH) که می تواند برای ضدعفونی کردن، رسوب برخی فلزات و از بین بردن بو استفاده شود، انجام می شود. اکسیژن ممکن است از طریق هوادهی آب با گاز اکسیژن خالص (O2) یا با جو محیط اضافه شود. تزریق مایع حاوی اکسیژن به آب، مانند پراکسید هیدروژن (H2O2) یا سفید کننده کلر (هیپوکلریت سدیم NaOCl) در تصفیه فاضلاب بیشتر متداول است.

ته نشینی فرآیند تغییر شکل ماده که  نامحلول در آب هستند به یک ذره جامد است. این فرایند   حلالیت یون محلول را کاهش می دهد و باعث تشکیل یک ذره جامد می شود. از واکنشهای ته نشینی می توان برای حذف فلزات محلول یا مواد معدنی محلول با افزودن واکنشهای شیمیایی خاص، با استفاده از اکسیداسیون، تنظیم pH یا واکنشهای الکتروشیمیایی استفاده کرد.

انعقاد باعث ایجاد بی ثباتی و خنثی سازی بارهای الکترواستاتیکی سطح ذرات جامد در آب می شود. این فرآیند مولکول های کوچک اما بسیار پر بار را وارد آب می کند تا بارهای ذرات، کلوئیدها یا مواد روغنی موجود در سوسپانسیون را بی ثبات کند. گاهی اوقات بی ثباتی ذرات ناشی از سوسپانسیون کلوئیدی باعث ایجاد “میکروفلوکه” می شود که فقط با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. بسیاری از برنامه های تصفیه فاضلاب وجود دارد که نیاز به واکنش های انعقادی دارد، مانند حذف مواد جامد کلوئیدی از آب ، امولسیون های روغن ضد عفونی کننده (“شکستن امولسیون”). همچنین انواع مختلفی از منعقد کننده ها برای تأمین این نیازها در دسترس است. معمولا برای حذف مواد کلوئیدی آب و فاضلاب، از ترکیبات فلزاتی مانند آلومینیوم یا آهن استفاده می‌شود. املاح فلزات که به عنوان منعقد کننده وارد آب می‌شوند، در اثر هیدرولیز به صورت یونی یا هیدروکسیدهای باردار، در می‌آیند. بوجود آمدن این مولکول های باردار بزرگ با خنثی نمودن ذرات کلوئیدی و کاهش پتانسیل زتا (اختلاف پتانسیل بین فاز پخش شده و محیط اطراف آن) که عامل اصلی دافعه بین ذرات کلوئیدی می‌باشد، امکان لازم برای عمل نمودن نیروی واندروالسی را فراهم آورده و موجب چسبیدن ذرات به یکدیگر می‌شود.

لخته سازی فرآیند جمع شدن ذرات در کنار هم برای ساختن لخته های بزرگتر است. این فرآیند یک مولکول بزرگ را ذرات دارای بار الکترواستاتیکی را برای جذب ذرات یا میکرو فلوکه های دارای بار مخالف است. در حوضچه فلوکولاسیون از مخلوط کن پارویی یا تیغه ای که به آرامی در آب می چرخد استفاده می شود. این پاروها بطور افقی در جهت موازی یا متقاطع با جریان آب نصب می شوند. سرعت کم این پاروها باعث یک حرکت بسیار ملایم در سیال می‌گردد و در نتیجه سبب تصادم و نزدیکی ذرات به هم خواهد شد. سرعت زیاد در حوضچه لخته سازی، باعث شکسته شدن لخته های تشکیل شده خواهد شد. در نهایت، لخته های تشکیل شده، در حوضچه ته نشینی از سیال جدا می شود.

فرایند تصفیه آب از صنعتی به صنعت دیگر بسیار متفاوت است و نیاز به سیستم ها و تجهیزات متفاوتی دارند، شرکت شیمی گستر محیط زیست بهترین گزینه برای کمک و بهبود سیستم تصفیه فاضلاب است که می تواند به شما مشتریان عزیز خدمات بدهد.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

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

پیمایش به بالا