تصفیه فاضلاب صنایع کارتن باید بر اساس مشخصات واقعی فاضلاب طراحی شود و نمی‌توان برای تمام کارخانه‌ها یک فرآیند ثابت در نظر گرفت.
صنایع کاغذسازی، مقواسازی و کارتن‌سازی از جمله صنایع مهم در زنجیره تولید محصولات سلولزی هستند. این صنایع برای تولید خمیر، آماده‌سازی الیاف، شست‌وشو، شکل‌دهی، آبگیری، تولید کاغذ و مقوا و همچنین شست‌وشوی تجهیزات به آب نیاز دارند. به همین دلیل، بسته به نوع خط تولید، مواد اولیه، فناوری مورد استفاده و میزان بازچرخانی داخلی، می‌توانند با مصرف قابل‌توجه آب و تولید فاضلاب صنعتی مواجه شوند.
در کارخانه‌هایی که از کاغذ باطله و مواد بازیافتی استفاده می‌کنند، ماهیت فاضلاب با کارخانه‌هایی که خمیر تازه تولید می‌کنند یکسان نیست. در خطوط تولید کارتن نیز ممکن است مقدار زیادی از آلودگی به‌صورت الیاف، نشاسته، مواد چسبنده، رنگ، مواد معلق و ترکیبات آلی وارد پساب شود.
از طرف دیگر، افزایش هزینه تأمین آب و محدودیت منابع آبی باعث شده است که بسیاری از واحدهای صنعتی فقط به تصفیه و دفع فاضلاب اکتفا نکنند. امروزه بازچرخانی فاضلاب و استفاده مجدد از پساب تصفیه‌شده نیز به یکی از اهداف مهم پروژه‌های تصفیه فاضلاب صنعتی تبدیل شده است.
در این مقاله، ویژگی‌های فاضلاب صنایع کارتن و کاغذسازی، مهم‌ترین آلاینده‌ها، مراحل تصفیه، روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، چالش‌های طراحی و بهره‌برداری و همچنین امکان استفاده از فناوری‌هایی مانند MBBR، MBR، DAF و تصفیه تکمیلی را بررسی می‌کنیم.
فاضلاب صنایع کارتن و کاغذسازی چگونه تولید می‌شود؟
فاضلاب این صنایع ممکن است از بخش‌های مختلف کارخانه تولید شود. بنابراین، نخستین مرحله در طراحی تصفیه‌خانه، شناسایی منابع تولید پساب است.
مهم‌ترین منابع تولید فاضلاب عبارت‌اند از:
-
آماده‌سازی و خمیرسازی
-
شست‌وشوی الیاف
-
تولید کاغذ و مقوا
-
آبگیری و شکل‌دهی
-
شست‌وشوی ماشین‌آلات
-
شست‌وشوی کف سالن
-
واحدهای چاپ
-
آماده‌سازی رنگ و چسب
-
تولید کارتن
-
شست‌وشوی تجهیزات جانبی
-
پساب ناشی از مواد اولیه و مواد شیمیایی
البته همه کارخانه‌های کارتن‌سازی تمام این جریان‌ها را ندارند. برای مثال، یک کارخانه‌ای که کاغذ و مقوای آماده خریداری می‌کند و عمدتاً عملیات برش، چاپ، لمینت و چسب‌زنی انجام می‌دهد، فاضلاب متفاوتی نسبت به کارخانه‌ای دارد که کاغذ را از مواد بازیافتی تولید می‌کند.
ازاین‌رو، تفکیک جریان‌های فاضلاب و تعیین سهم هر واحد در بار آلودگی، نقش مهمی در طراحی اقتصادی و فنی تصفیه‌خانه دارد.
مصرف آب در صنایع کاغذ و کارتن
صنایع سلولزی از نظر مصرف آب می‌توانند در گروه صنایع آب‌بر قرار گیرند؛ بااین‌حال، نمی‌توان یک عدد ثابت را به‌عنوان مصرف آب تمام کارخانه‌های کاغذ و کارتن اعلام کرد.
مصرف آب به عوامل متعددی وابسته است، ازجمله:
-
نوع محصول
-
استفاده از خمیر تازه یا کاغذ بازیافتی
-
ظرفیت کارخانه
-
فناوری تولید
-
تعداد مراحل شست‌وشو
-
کیفیت آب ورودی
-
میزان بازچرخانی آب
-
وضعیت تجهیزات
-
مدیریت مصرف آب
کارخانه‌هایی که از سیستم‌های بازچرخانی داخلی استفاده می‌کنند، می‌توانند مصرف آب تازه را نسبت به خطوط قدیمی کاهش دهند.
بنابراین، در بررسی مصرف آب باید علاوه بر ظرفیت تولید، میزان آب ورودی تازه، میزان آب در گردش داخلی و مقدار آب خروجی از فرآیند نیز بررسی شود.
چه مقدار فاضلاب در صنایع کارتن تولید می‌شود؟
نسبت آب مصرفی به فاضلاب تولیدی نیز یک عدد ثابت نیست.
بخشی از آب مصرف‌شده در فرآیند باقی می‌ماند، بخشی همراه محصول یا لجن از سیستم خارج می‌شود و بخشی نیز ممکن است در اثر تبخیر یا سایر فرآیندها از چرخه خارج شود.
به همین دلیل، برای طراحی تصفیه فاضلاب صنایع کارتن بهتر است به‌جای استفاده از یک ضریب عمومی، دبی واقعی فاضلاب در محل اندازه‌گیری شود.
در پروژه‌های صنعتی، معمولاً این اطلاعات بررسی می‌شوند:
-
دبی متوسط روزانه
-
دبی لحظه‌ای
-
دبی پیک
-
الگوی تولید فاضلاب در شیفت‌های مختلف
-
تغییرات دبی در روزهای کاری و تعطیل
-
مقدار آب مصرفی هر واحد
-
میزان بازچرخانی داخلی
این اطلاعات مستقیماً بر حجم مخازن، ظرفیت پمپ‌ها، اندازه تجهیزات و هزینه ساخت تصفیه‌خانه اثر می‌گذارند.
بیشتر بخوانید: تصفیه فاضلاب صنعتی
ویژگی‌های فاضلاب صنایع کارتن و کاغذسازی
فاضلاب کارخانه‌های کاغذ و کارتن می‌تواند ترکیبی از آلاینده‌های فیزیکی، شیمیایی و آلی داشته باشد.
مهم‌ترین پارامترهایی که معمولاً در ارزیابی این فاضلاب بررسی می‌شوند عبارت‌اند از:
-
BOD5
-
COD
-
TSS
-
pH
-
رنگ
-
کدورت
-
چربی و روغن
-
مواد آلی محلول
-
الیاف
-
نشاسته
-
مواد چسبنده
-
مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند
-
نیتروژن
-
فسفر
-
در برخی فرآیندها فلزات و ترکیبات خاص
مقادیر واقعی این پارامترها به فرآیند تولید وابسته‌اند و باید با نمونه‌برداری و آنالیز آزمایشگاهی تعیین شوند.
به‌عنوان نمونه، فاضلاب یک کارخانه تولید کاغذ بازیافتی ممکن است مقدار قابل‌توجهی TSS، الیاف و مواد آلی داشته باشد، درحالی‌که در کارخانه‌ای با فرآیند متفاوت، رنگ یا مواد شیمیایی خاص اهمیت بیشتری پیدا کند.
مهم‌ترین آلاینده‌های فاضلاب کارتن‌سازی
۱. مواد جامد معلق و الیاف
الیاف سلولزی یکی از مهم‌ترین اجزای فاضلاب بسیاری از واحدهای کاغذ و کارتن هستند.
اگر این مواد مستقیماً وارد واحدهای بعدی شوند، می‌توانند باعث:
-
افزایش TSS
-
گرفتگی تجهیزات
-
افزایش بار لجن
-
کاهش راندمان تصفیه
-
افزایش نیاز به شست‌وشوی تجهیزات
شوند.
به همین دلیل، حذف الیاف و جامدات درشت معمولاً باید در مراحل ابتدایی فرآیند انجام شود.
۲. COD و BOD
مواد آلی موجود در فاضلاب باعث افزایش COD و BOD می‌شوند.
BOD نشان‌دهنده مقدار اکسیژن موردنیاز برای تجزیه زیستی بخش قابل‌تجزیه مواد آلی است، درحالی‌که COD شاخص گسترده‌تری برای اندازه‌گیری مواد اکسیدشدنی در فاضلاب محسوب می‌شود.
نسبت BOD به COD نیز می‌تواند در انتخاب فرآیند بیولوژیکی اهمیت داشته باشد.
اگر بخش قابل‌توجهی از COD زیست‌تخریب‌پذیر باشد، تصفیه بیولوژیکی می‌تواند نقش مهمی در کاهش بار آلی ایفا کند.
۳. نشاسته
نشاسته در برخی فرآیندهای تولید کاغذ و کارتن کاربرد دارد و می‌تواند به بار آلی فاضلاب اضافه کند.
از نظر تصفیه، نشاسته معمولاً یک ترکیب آلی قابل‌تجزیه است؛ بنابراین در صورت وجود شرایط مناسب، فرآیندهای بیولوژیکی می‌توانند در حذف آن مؤثر باشند.
۴. چسب‌ها و رزین‌ها
بسته به نوع تولید، چسب‌ها و مواد اتصال‌دهنده می‌توانند وارد جریان فاضلاب شوند.
نوع و زیست‌تخریب‌پذیری این مواد باید مشخص شود، زیرا همه ترکیبات آلی موجود در چسب‌ها رفتار یکسانی در تصفیه بیولوژیکی ندارند.
۵. رنگ و مواد رنگ‌زا
در کارخانه‌هایی که عملیات چاپ یا رنگ‌آمیزی انجام می‌شود، ترکیبات رنگی می‌توانند موجب ایجاد رنگ در پساب شوند.
کاهش COD لزوماً به معنی حذف کامل رنگ نیست. به همین دلیل، اگر رنگ یکی از اهداف اصلی تصفیه باشد، ممکن است به فرآیندهای تکمیلی مانند انعقاد، جذب یا اکسیداسیون پیشرفته نیاز باشد.
۶. چربی و روغن
روغن و چربی می‌تواند از تجهیزات، روان‌کننده‌ها یا برخی جریان‌های شست‌وشو وارد فاضلاب شود.
غلظت بالای چربی می‌تواند انتقال اکسیژن و عملکرد سیستم بیولوژیکی را مختل کند و همچنین موجب گرفتگی تجهیزات شود.
بنابراین، در صورت وجود بار قابل‌توجه چربی، استفاده از چربی‌گیر یا DAF می‌تواند در طراحی مورد بررسی قرار گیرد.
آیا فاضلاب کاغذسازی حاوی مواد شیمیایی خطرناک است؟
نوع مواد شیمیایی موجود در فاضلاب به فرآیند تولید وابسته است.
در صنایع مختلف کاغذ و سلولز ممکن است ترکیباتی مانند:
-
مواد سفیدکننده
-
مواد رنگ‌بر
-
مواد شیمیایی فرآیند
-
مواد افزودنی
-
رزین‌ها
-
مواد ضدکف
-
مواد نگهدارنده
-
ترکیبات مورد استفاده در چاپ
وجود داشته باشند.
اما نمی‌توان وجود همه این ترکیبات را برای تمام کارخانه‌ها قطعی دانست.
همچنین برخی ترکیبات خاص مانند فنول‌ها، ترکیبات کلردار یا فلزات باید تنها در صورت مشاهده در آنالیز آزمایشگاهی در طراحی فرآیند لحاظ شوند.
ازاین‌رو، پیش از طراحی تصفیه‌خانه، نمونه‌برداری و آنالیز کامل فاضلاب اهمیت بسیار زیادی دارد.
پارامترهای مهم برای آنالیز تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
برای طراحی دقیق، معمولاً مجموعه‌ای از پارامترها بررسی می‌شود.
پارامترهای پایه
-
pH
-
دما
-
EC
-
TDS
-
TSS
-
کدورت
پارامترهای آلی
-
BOD5
-
COD
-
TOC در صورت نیاز
-
روغن و گریس
مواد مغذی
-
آمونیاک
-
نیتروژن کل
-
فسفر
پارامترهای اختصاصی
بسته به فرآیند کارخانه ممکن است موارد زیر نیز بررسی شوند:
-
رنگ
-
فنول
-
فلزات سنگین
-
ترکیبات خاص مواد اولیه
-
ترکیبات کلردار
-
مواد شیمیایی اختصاصی خط تولید
این آنالیزها کمک می‌کنند فرآیند تصفیه بر اساس داده واقعی طراحی شود.
مراحل تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
فرآیند تصفیه فاضلاب کارتن‌سازی معمولاً از چند مرحله تشکیل می‌شود.
یک فرآیند متداول می‌تواند به‌صورت زیر باشد:
فاضلاب خام → آشغال‌گیری → متعادل‌سازی → انعقاد و لخته‌سازی/DAF در صورت نیاز → تصفیه بیولوژیکی → جداسازی جامدات → تصفیه تکمیلی → گندزدایی → تخلیه یا بازچرخانی
این فرآیند برای تمام کارخانه‌ها یکسان نیست و بر اساس کیفیت فاضلاب تغییر می‌کند.
۱. تصفیه مقدماتی؛ نخستین سد در برابر آلاینده‌ها
تصفیه مقدماتی با هدف حذف مواد درشت و محافظت از تجهیزات پایین‌دست انجام می‌شود.
آشغال‌گیر
آشغال‌گیر مواد درشت مانند:
-
تکه‌های مقوا
-
الیاف درشت
-
پلاستیک
-
نخ
-
قطعات جامد
را جدا می‌کند.
در صنایع کارتن، عملکرد مناسب آشغال‌گیر اهمیت زیادی دارد؛ زیرا ورود الیاف و مواد درشت به پمپ‌ها می‌تواند مشکلات عملیاتی ایجاد کند.
دانه‌گیر
اگر فاضلاب حاوی شن و ذرات معدنی باشد، دانه‌گیر می‌تواند برای حذف این مواد استفاده شود.
چربی‌گیر
در صورت وجود چربی و روغن، استفاده از واحد مناسب جداسازی چربی می‌تواند از ایجاد مشکل در فرآیند بیولوژیکی جلوگیری کند.
۲. مخزن متعادل‌سازی
مخزن متعادل‌سازی یکی از اجزای مهم در بسیاری از تصفیه‌خانه‌های صنعتی است.
فاضلاب کارخانه در ساعات مختلف روز کیفیت یکسانی ندارد. ممکن است در یک شیفت، حجم زیادی فاضلاب با COD بالا تولید شود و در ساعت دیگری دبی کاهش پیدا کند.
مخزن Equalization این نوسانات را کاهش می‌دهد.
مزایای آن شامل:
-
یکنواخت‌کردن دبی
-
کاهش شوک آلودگی
-
کنترل pH در صورت نیاز
-
ایجاد شرایط پایدار برای فرآیند بیولوژیکی
-
افزایش قابلیت کنترل فرآیند
است.
۳. انعقاد و لخته‌سازی
اگر فاضلاب دارای TSS، رنگ، کلوئیدها یا برخی مواد آلی قابل حذف فیزیکی-شیمیایی باشد، فرآیند انعقاد و لخته‌سازی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.
در این روش، ماده منعقدکننده به فاضلاب اضافه می‌شود تا ذرات ناپایدار به هم نزدیک شوند.
سپس با استفاده از فلوکولاسیون، ذرات بزرگ‌تر تشکیل می‌شوند.
در نهایت، این ذرات می‌توانند با ته‌نشینی یا شناورسازی جدا شوند.
انتخاب ماده شیمیایی باید بر اساس آزمایش Jar Test انجام شود و نمی‌توان یک ماده منعقدکننده را برای همه فاضلاب‌های صنایع کارتن مناسب دانست.
۴. واحد DAF در تصفیه فاضلاب کارتن
DAF یا Dissolved Air Flotation یکی از روش‌هایی است که در برخی پروژه‌های کاغذ و کارتن می‌تواند برای جداسازی:
-
الیاف
-
مواد معلق
-
روغن و چربی
-
فلوک‌های شیمیایی
به کار رود.
در DAF، حباب‌های ریز هوا به ذرات متصل می‌شوند و آن‌ها را به سطح آب منتقل می‌کنند.
لایه شناور سپس توسط مکانیزم جمع‌آوری حذف می‌شود.
DAF در بسیاری از پروژه‌های صنعتی می‌تواند به کاهش بار ورودی به واحد بیولوژیکی کمک کند؛ اما استفاده از آن باید بر اساس آزمایش و طراحی واقعی انجام شود.
۵. تصفیه بیولوژیکی
پس از حذف بخش قابل‌توجهی از جامدات و ترکیبات مزاحم، در صورت مناسب‌بودن ماهیت فاضلاب، مرحله بیولوژیکی می‌تواند بخش مهمی از COD و BOD را کاهش دهد.
در این مرحله، میکروارگانیسم‌ها مواد آلی قابل‌تجزیه را مصرف می‌کنند.
فناوری‌های مختلفی برای این بخش وجود دارد.
MBBR برای تصفیه فاضلاب کارتن
در سیستم MBBR، میکروارگانیسم‌ها روی مدیاهای مخصوص رشد می‌کنند.
این مدیاها سطح مناسبی برای تشکیل بیوفیلم فراهم می‌کنند.
در واقع MBBR می‌تواند در پروژه‌هایی که به فرآیند بیولوژیکی فشرده و مقاوم نیاز دارند، مورد بررسی قرار گیرد.
مزایای احتمالی آن عبارت‌اند از:
-
حجم نسبتاً مناسب راکتور
-
امکان تحمل برخی نوسانات بار
-
قابلیت توسعه مرحله‌ای
-
سادگی نسبی فرآیند
البته انتخاب MBBR باید بر اساس BOD، COD، دبی، دمای فاضلاب، نسبت مواد مغذی و قابلیت تجزیه زیستی انجام شود.
لجن فعال در تصفیه فاضلاب کاغذ و کارتن
سیستم لجن فعال یکی از روش‌های متداول تصفیه بیولوژیکی است.
در این فرآیند، با هوادهی مناسب، میکروارگانیسم‌ها مواد آلی را مصرف می‌کنند.
برای کنترل عملکرد سیستم باید پارامترهایی مانند:
-
MLSS
-
MLVSS
-
DO
-
SRT
-
HRT
-
F/M
پایش شوند.
اگر شرایط بیولوژیکی مناسب نباشد، راندمان حذف COD و BOD کاهش پیدا می‌کند و مشکلاتی مانند ته‌نشینی نامناسب لجن ایجاد می‌شود.
MBR در تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
در پروژه‌هایی که کیفیت بالای خروجی و بازچرخانی آب اهمیت دارد، MBR یا بیوراکتور غشایی می‌تواند یکی از گزینه‌های قابل بررسی باشد.
در MBR، تصفیه بیولوژیکی با جداسازی غشایی ترکیب می‌شود.
غشا می‌تواند بخش عمده جامدات معلق و زیست‌توده را در سیستم نگه دارد و آب تصفیه‌شده از غشا عبور کند.
این فناوری در شرایطی که محدودیت فضا وجود دارد یا کیفیت بالای پساب موردنیاز است، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
بااین‌حال، گرفتگی غشا، مصرف انرژی و نیاز به نگهداری تخصصی از چالش‌های مهم MBR هستند.
۶. تصفیه شیمیایی و حذف رنگ
اگر پساب کارتن‌سازی دارای رنگ قابل‌توجه باشد، فرآیند بیولوژیکی به‌تنهایی ممکن است برای دستیابی به کیفیت موردنظر کافی نباشد.
در این شرایط می‌توان فرآیندهایی مانند:
-
انعقاد و لخته‌سازی
-
جذب با کربن فعال
-
ازن
-
فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته
-
سایر فرآیندهای تکمیلی
را بر اساس نوع ترکیبات موجود بررسی کرد.
انتخاب فرآیند باید با انجام آزمایش و بررسی هزینه-فایده صورت گیرد.
۷. تصفیه تکمیلی
پس از فرآیند بیولوژیکی ممکن است هنوز برخی آلاینده‌ها در آب باقی بمانند.
در این شرایط، فیلترهای تکمیلی می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند.
از جمله:
-
فیلتر شنی
-
فیلتر چندلایه
-
فیلتر کربنی
-
UF
-
NF
-
RO
هر یک از این تجهیزات هدف متفاوتی دارند.
برای مثال، RO عمدتاً برای کاهش املاح محلول و تولید آب با کیفیت بالاتر استفاده می‌شود و نباید آن را جایگزین تصفیه بیولوژیکی در نظر گرفت.
۸. گندزدایی
اگر آب تصفیه‌شده قرار است برای استفاده مجدد یا کاربردی حساس مورد استفاده قرار گیرد، ممکن است گندزدایی ضروری باشد.
روش‌های متداول شامل:
-
کلرزنی
-
UV
-
ازن
هستند.
انتخاب روش به کیفیت آب، هدف استفاده و الزامات پروژه بستگی دارد.
تصفیه فاضلاب کاغذسازی برای بازچرخانی آب
یکی از مهم‌ترین اهداف امروزی تصفیه فاضلاب صنایع کارتن، بازچرخانی پساب است.
در این رویکرد، فاضلاب به جای اینکه صرفاً تصفیه و تخلیه شود، پس از رسیدن به کیفیت مناسب دوباره در فرآیند استفاده می‌شود.
البته آب بازیافتی باید متناسب با کاربرد موردنظر تصفیه شود.
برای مثال، آب مورد استفاده در شست‌وشوی محوطه به کیفیتی متفاوت از آب مورد استفاده در فرآیند حساس تولید نیاز دارد.
در برخی پروژه‌ها، فرآیند ممکن است به شکل زیر باشد:
فاضلاب → تصفیه مقدماتی → DAF → تصفیه بیولوژیکی → MBR → RO → آب بازچرخانی‌شده
اما این تنها یکی از سناریوهای ممکن است و در همه کارخانه‌ها به RO یا MBR نیاز نیست.
مزایای بازچرخانی تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
بازچرخانی مناسب پساب می‌تواند مزایای مختلفی ایجاد کند.
کاهش مصرف آب تازه
هرچه بخش بیشتری از آب تصفیه‌شده در کاربردهای مناسب دوباره استفاده شود، نیاز به برداشت آب تازه کاهش پیدا می‌کند.
کاهش حجم پساب خروجی
بازچرخانی می‌تواند حجم جریان نهایی تخلیه‌شده را کاهش دهد.
کاهش فشار بر منابع آب
در مناطق دارای محدودیت منابع، استفاده مجدد از آب صنعتی می‌تواند اهمیت بیشتری پیدا کند.
کاهش هزینه‌های مرتبط با آب
میزان صرفه‌جویی به تعرفه آب، ظرفیت کارخانه، کیفیت آب بازچرخانی‌شده و مقدار مصرف مجدد بستگی دارد.
چرا فاضلاب کارتن‌سازی برای تصفیه بیولوژیکی نیاز به بررسی دارد؟
وجود COD بالا به‌تنهایی به معنی زیست‌تخریب‌پذیربودن تمام مواد آلی نیست.
ممکن است بخشی از COD مربوط به ترکیباتی باشد که به‌راحتی توسط میکروارگانیسم‌ها تجزیه نمی‌شوند.
به همین دلیل، نسبت BOD/COD و آزمایش‌های قابلیت تجزیه زیستی می‌توانند در انتخاب فرآیند بسیار مفید باشند.
اگر فاضلاب قابلیت زیست‌تخریب‌پذیری مناسبی داشته باشد، فرآیند بیولوژیکی می‌تواند بخش مهمی از تصفیه را بر عهده بگیرد.
در غیر این صورت، ممکن است به پیش‌تصفیه یا فرآیند شیمیایی نیاز باشد.
مشکلات رایج در بهره‌برداری از تصفیه‌خانه کارتن‌سازی
نوسان شدید COD
ورود ناگهانی فاضلاب با بار آلی بالا می‌تواند سیستم بیولوژیکی را تحت فشار قرار دهد.
راهکار:
متعادل‌سازی و کنترل جریان‌های ورودی
ورود الیاف زیاد
الیاف می‌توانند پمپ‌ها و تجهیزات را دچار مشکل کنند.
راهکار:
آشغال‌گیری و جداسازی جامدات در ابتدای فرآیند
افزایش چربی
چربی می‌تواند انتقال اکسیژن را مختل کند.
راهکار:
جداسازی چربی و در صورت نیاز استفاده از DAF
تغییر pH
تغییرات شدید pH می‌تواند فعالیت میکروارگانیسم‌ها را کاهش دهد.
راهکار:
کنترل و تنظیم pH در صورت نیاز
گرفتگی غشا در MBR
تجمع مواد روی سطح غشا می‌تواند Flux را کاهش دهد.
راهکار:
پیش‌تصفیه مناسب، کنترل MLSS، هوادهی غشا و برنامه شست‌وشوی اصولی
مدیریت لجن در تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
تصفیه فاضلاب فقط به تولید آب تصفیه‌شده محدود نمی‌شود.
در فرآیندهایی مانند DAF، انعقاد، ته‌نشینی و تصفیه بیولوژیکی، لجن تولید می‌شود.
این لجن می‌تواند شامل:
-
الیاف
-
مواد معلق
-
زیست‌توده
-
فلوک شیمیایی
-
مواد آلی
باشد.
بنابراین باید برای:
-
تغلیظ لجن
-
آبگیری
-
ذخیره‌سازی
-
انتقال
-
دفع یا استفاده مجاز
برنامه مشخصی در نظر گرفته شود.
انتخاب روش آبگیری نیز به مشخصات لجن بستگی دارد. تجهیزاتی مانند فیلترپرس، اسکروپرس و سانتریفیوژ می‌توانند در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گیرند.
تأثیر کیفیت فاضلاب بر انتخاب تجهیزات
یکی از مهم‌ترین اصول طراحی تصفیه‌خانه این است که تجهیزات بر اساس کیفیت واقعی فاضلاب انتخاب شوند.
برای مثال، اگر TSS بالا باشد، باید روی جداسازی جامدات تمرکز شود.
اگر رنگ بالا باشد، ممکن است فرآیند شیمیایی یا اکسیداسیون مطرح شود.
درصورتیکه COD بالا و زیست‌تخریب‌پذیر باشد، فرآیند بیولوژیکی می‌تواند نقش اصلی داشته باشد.
وقتی املاح محلول بالا باشد، فرآیندهایی مانند RO باید بررسی شوند.
بنابراین، یک زنجیره تصفیه ممکن است برای یک کارخانه کاملاً مناسب باشد اما برای کارخانه‌ای دیگر عملکرد مطلوبی نداشته باشد.
عوامل مؤثر بر قیمت تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
قیمت نهایی پروژه به عوامل متعددی وابسته است.
ظرفیت تصفیه‌خانه
هرچه دبی بیشتر باشد، ابعاد تجهیزات و ظرفیت پمپ‌ها، بلوئرها و مخازن افزایش پیدا می‌کند.
کیفیت فاضلاب
فاضلاب دارای COD، TSS یا رنگ بالا ممکن است به تجهیزات بیشتری نیاز داشته باشد.
روش تصفیه
MBBR، SBR، MBR، لجن فعال، DAF و فرآیندهای شیمیایی هزینه‌های متفاوتی دارند.
سطح اتوماسیون
ابزار دقیق، سنسورها، PLC و سیستم مانیتورینگ بر قیمت اثر می‌گذارند.
جنس سازه
بتن، فولاد کربنی، استیل و کامپوزیت هرکدام شرایط و هزینه متفاوتی دارند.
هدف نهایی
تصفیه برای تخلیه، آبیاری یا بازچرخانی صنعتی به کیفیت خروجی یکسانی نیاز ندارد.
درنتیجه، برای برآورد قیمت پکیج تصفیه فاضلاب کارتن‌سازی یا تصفیه‌خانه کامل، ارائه دبی و آنالیز فاضلاب ضروری است.
آیا استفاده از انرژی خورشیدی هزینه تصفیه فاضلاب را کاهش می‌دهد؟
استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند در برخی پروژه‌ها بخشی از انرژی موردنیاز تجهیزات را تأمین کند، اما این موضوع باید با توجه به توان مصرفی تجهیزات، الگوی کارکرد، سطح موردنیاز پنل‌ها، شرایط اقلیمی و هزینه سرمایه‌گذاری بررسی شود.
بنابراین انرژی خورشیدی را نمی‌توان به‌عنوان یک راهکار عمومی و قطعی برای کاهش هزینه تمام تصفیه‌خانه‌ها معرفی کرد.
به‌طور معمول، کاهش مصرف انرژی از طریق:
-
انتخاب صحیح بلوئر
-
کنترل هوادهی
-
استفاده از تجهیزات با راندمان مناسب
-
کنترل پمپ‌ها
-
بهینه‌سازی فرآیند
نیز اهمیت زیادی دارد.
روش‌های نوین در تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
فناوری‌های جدید امکان طراحی تصفیه‌خانه‌های فشرده‌تر و هوشمندتر را فراهم کرده‌اند.
MBR
برای پروژه‌هایی که کیفیت بالای پساب و فضای محدود اهمیت دارد.
MBBR
برای تصفیه بیولوژیکی فشرده با استفاده از مدیا.
DAF
برای جداسازی مواد معلق، چربی، روغن و برخی فلوک‌های شیمیایی.
UF
برای جداسازی ذرات و مواد معلق بسیار ریز و به‌عنوان یکی از مراحل تصفیه پیشرفته.
RO
برای کاهش املاح محلول و تولید آب با کیفیت بالاتر.
اکسیداسیون پیشرفته
برای برخی ترکیبات مقاوم و آلاینده‌هایی که با فرآیندهای معمول به‌خوبی حذف نمی‌شوند.
انتخاب فناوری باید پس از بررسی فنی و اقتصادی انجام شود.
نقش آزمایش پایلوت در طراحی تصفیه‌خانه کارتن
در پروژه‌های پیچیده، آزمایشگاهی و پایلوت می‌تواند ریسک طراحی را کاهش دهد.
برای مثال، می‌توان در مقیاس آزمایشگاهی بررسی کرد:
-
میزان انعقادپذیری فاضلاب
-
ماده شیمیایی مناسب
-
قابلیت تجزیه بیولوژیکی
-
میزان حذف COD
-
میزان حذف رنگ
-
عملکرد DAF
-
احتمال گرفتگی غشا
این آزمایش‌ها کمک می‌کنند فرآیند نهایی با اطمینان بیشتری انتخاب شود.
چرا طراحی تصفیه فاضلاب صنایع کارتن باید اختصاصی باشد؟
فاضلاب یک کارخانه کارتن‌سازی ممکن است فقط حاوی الیاف، نشاسته و مواد آلی باشد، درحالی‌که کارخانه دیگری علاوه بر این ترکیبات، رنگ، مواد چاپ، چربی یا مواد شیمیایی خاص نیز داشته باشد.
حتی دو کارخانه با محصول مشابه نیز ممکن است به دلیل تفاوت در:
-
ماشین‌آلات
-
مواد اولیه
-
میزان آب مصرفی
-
روش شست‌وشو
-
مواد افزودنی
-
سیستم بازچرخانی
فاضلاب متفاوتی تولید کنند.
بنابراین، طراحی اختصاصی باعث می‌شود تجهیزات موردنیاز بر اساس نیاز واقعی انتخاب شوند و از نصب تجهیزات اضافی یا ناکافی جلوگیری شود.
مراحل طراحی تصفیه‌خانه فاضلاب کارتن‌سازی
یک فرآیند طراحی اصولی می‌تواند شامل مراحل زیر باشد:
مرحله اول: بازدید از کارخانه
منابع تولید فاضلاب، خطوط تولید، مسیرهای انتقال و محل مناسب نصب بررسی می‌شوند.
مرحله دوم: نمونه‌برداری
از جریان‌های اصلی و در صورت نیاز از نقاط مختلف کارخانه نمونه‌برداری انجام می‌شود.
مرحله سوم: آنالیز
پارامترهای موردنیاز در آزمایشگاه بررسی می‌شوند.
مرحله چهارم: انتخاب فرآیند
بر اساس نتایج، فرآیندهایی مانند DAF، انعقاد، MBBR، SBR، MBR یا فرآیندهای تکمیلی بررسی می‌شوند.
مرحله پنجم: طراحی تجهیزات
ابعاد مخازن، ظرفیت پمپ‌ها، بلوئرها، سیستم هوادهی، تجهیزات جداسازی و تابلو برق تعیین می‌شود.
مرحله ششم: ساخت و نصب
تجهیزات ساخته و در محل پروژه نصب می‌شوند.
مرحله هفتم: راه‌اندازی
سیستم تحت شرایط کنترل‌شده راه‌اندازی و فرآیند بیولوژیکی تثبیت می‌شود.
مرحله هشتم: آموزش و بهره‌برداری
اپراتورها با نحوه کار تجهیزات، پایش پارامترها و برنامه نگهداری آشنا می‌شوند.
بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب
نقش نهرآب زیست در تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
طراحی تصفیه فاضلاب صنایع کارتن نیازمند شناخت فرآیند تولید، بررسی دقیق کیفیت پساب و انتخاب فرآیند متناسب با هدف پروژه است.
شرکت نهرآب زیست با تمرکز بر طراحی و اجرای سیستم‌های تصفیه فاضلاب صنعتی، آمادگی دارد خدمات مشاوره، بررسی فنی، طراحی، ساخت و اجرای تصفیه‌خانه فاضلاب صنایع کاغذ، مقوا و کارتن را متناسب با ظرفیت و شرایط هر پروژه ارائه کند.
در این پروژه‌ها می‌توان بر اساس نتایج آنالیز فاضلاب، فرآیندهایی مانند پیش‌تصفیه، انعقاد و لخته‌سازی، DAF، تصفیه بیولوژیکی، MBBR، MBR و تصفیه تکمیلی را بررسی کرد.
همچنین در صورت مناسب‌بودن شرایط، امکان بررسی بازچرخانی پساب و استفاده مجدد از آب تصفیه‌شده وجود دارد.
جمع‌بندی
تصفیه فاضلاب صنایع کارتن و کاغذسازی یکی از بخش‌های مهم مدیریت زیست‌محیطی و مصرف آب در صنایع سلولزی است.
فاضلاب این صنایع می‌تواند حاوی الیاف، مواد معلق، مواد آلی، نشاسته، چسب، رنگ، روغن و ترکیبات شیمیایی مختلف باشد. البته ترکیب دقیق فاضلاب به نوع خط تولید و مواد اولیه بستگی دارد.
به همین دلیل، نمی‌توان یک فرآیند ثابت را برای تمام کارخانه‌های کارتن‌سازی تجویز کرد.
در یک پروژه ممکن است استفاده از آشغال‌گیر، متعادل‌سازی و تصفیه بیولوژیکی کافی باشد؛ در پروژه‌ای دیگر ممکن است به DAF، انعقاد و لخته‌سازی، MBBR یا MBR نیاز باشد. همچنین اگر هدف، بازچرخانی آب و استفاده مجدد صنعتی باشد، ممکن است تصفیه تکمیلی و در برخی موارد RO نیز در نظر گرفته شود.
ازاین‌رو، مهم‌ترین گام پیش از خرید یا ساخت تصفیه‌خانه، نمونه‌برداری و آنالیز دقیق فاضلاب، بررسی فرآیند تولید و تعیین هدف نهایی تصفیه است.
نهرآب زیست می‌تواند بر اساس مشخصات واقعی فاضلاب و ظرفیت کارخانه، فرآیند مناسب را بررسی و در زمینه طراحی و اجرای تصفیه‌خانه فاضلاب صنعتی مشاوره ارائه کند.
جهت دریافت مشاوره بیشتر و قیمت تصفیه فاضلاب کارتن سازی با کارشناسان شرکت نهراب زیست تماس بگیرید.
پرسش‌های متداول درباره تصفیه فاضلاب صنایع کارتن
۱. فاضلاب صنایع کارتن چه آلاینده‌هایی دارد؟
بسته به فرآیند تولید، فاضلاب می‌تواند حاوی TSS، الیاف، COD، BOD، نشاسته، چسب، رنگ، روغن و سایر مواد شیمیایی باشد.
۲. آیا فاضلاب کارخانه کارتن‌سازی COD بالایی دارد؟
ممکن است COD بالا باشد، اما مقدار آن به نوع فرآیند، مواد اولیه و میزان آب مصرفی بستگی دارد و باید با نمونه‌برداری مشخص شود.
۳. آیا فاضلاب کاغذسازی برای تصفیه بیولوژیکی مناسب است؟
در بسیاری از موارد بخش قابل‌توجهی از مواد آلی فاضلاب قابلیت تجزیه زیستی دارد؛ بااین‌حال، قابلیت زیست‌تخریب‌پذیری باید با آزمایش و نسبت BOD/COD بررسی شود.
۴. بهترین روش تصفیه فاضلاب کارتن‌سازی چیست؟
روش واحدی برای همه کارخانه‌ها وجود ندارد. انتخاب فرآیند به دبی، COD، BOD، TSS، رنگ، مواد شیمیایی و هدف نهایی تصفیه بستگی دارد.
۵. آیا DAF برای تصفیه فاضلاب صنایع کارتن مناسب است؟
در فاضلاب‌هایی که مقدار الیاف، جامدات شناور، چربی یا فلوک‌های شیمیایی بالاست، DAF می‌تواند یکی از گزینه‌های مناسب برای پیش‌تصفیه باشد.
۶. آیا MBBR برای تصفیه فاضلاب صنایع کارتن کاربرد دارد؟
بله، MBBR می‌تواند به‌عنوان فرآیند بیولوژیکی در برخی پروژه‌های کاغذ و کارتن مورد استفاده قرار گیرد، مشروط بر اینکه مشخصات فاضلاب برای فرآیند مناسب باشد.
۷. آیا MBR برای فاضلاب کارتن‌سازی مناسب است؟
MBR در پروژه‌هایی که کیفیت بالای پساب، محدودیت فضا یا بازچرخانی آب اهمیت دارد، می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد. گرفتگی غشا و مصرف انرژی از ملاحظات مهم آن هستند.
۸. آیا می‌توان پساب کارتن‌سازی را بازچرخانی کرد؟
بله. در صورت دستیابی به کیفیت مناسب و رعایت الزامات کاربرد موردنظر، بخشی از پساب می‌تواند دوباره در کارخانه استفاده شود.
۹. آیا برای بازچرخانی فاضلاب کارتن حتماً به RO نیاز است؟
خیر. RO فقط زمانی ضرورت پیدا می‌کند که کیفیت آب موردنیاز و میزان املاح محلول، استفاده از این فناوری را توجیه کند.
۱۰. آیا رنگ فاضلاب کارتن‌سازی با تصفیه بیولوژیکی حذف می‌شود؟
ممکن است بخشی از رنگ کاهش پیدا کند، اما حذف کامل یا رسیدن به کیفیت موردنظر به نوع ترکیبات رنگی بستگی دارد و ممکن است به فرآیند شیمیایی یا اکسیداسیون تکمیلی نیاز باشد.
۱۱. مهم‌ترین مرحله پیش تصفیه فاضلاب صنایع کارتن چیست؟
بسته به فاضلاب، آشغال‌گیری، جداسازی الیاف، متعادل‌سازی و در صورت نیاز DAF یا انعقاد و لخته‌سازی می‌توانند اهمیت زیادی داشته باشند.
۱۲. آیا pH فاضلاب کاغذسازی ثابت است؟
خیر. pH می‌تواند با توجه به مواد اولیه، مواد شیمیایی و فرآیند تولید تغییر کند. به همین دلیل، پایش pH در طراحی و بهره‌برداری اهمیت دارد.
۱۳. چه عواملی باعث گرفتگی تجهیزات تصفیه فاضلاب صنایع کارتن می‌شوند؟
الیاف، جامدات درشت، چربی، مواد چسبنده و برخی ترکیبات کلوئیدی می‌توانند موجب گرفتگی تجهیزات شوند. به همین دلیل پیش‌تصفیه مناسب اهمیت زیادی دارد.
۱۴. چه آزمایش‌هایی برای طراحی تصفیه فاضلاب صنایع کارتن لازم است؟
حداقل باید دبی و پارامترهایی مانند pH، TSS، COD، BOD، TDS و چربی بررسی شوند. بسته به فرآیند، رنگ، نیتروژن، فسفر، فلزات و ترکیبات اختصاصی نیز ممکن است نیاز به بررسی داشته باشند.
۱۵. آیا فاضلاب صنایع کارتن حاوی فلزات سنگین است؟
وجود فلزات سنگین به فرآیند و مواد مورد استفاده بستگی دارد و نباید وجود آن‌ها را برای تمام کارخانه‌های کارتن‌سازی فرض کرد. در صورت احتمال وجود، باید آزمایش انجام شود.
۱۶. قیمت تصفیه‌خانه فاضلاب کارتن‌سازی چگونه تعیین می‌شود؟
ظرفیت، کیفیت فاضلاب، فرآیند تصفیه، تجهیزات پیش‌تصفیه، سطح اتوماسیون، جنس سازه و کیفیت موردنیاز خروجی از عوامل اصلی تعیین قیمت هستند.
۱۷. آیا امکان ساخت پکیج تصفیه فاضلاب برای کارخانه کارتن وجود دارد؟
بله. در ظرفیت‌های مختلف می‌توان سیستم‌های پکیج یا تصفیه‌خانه‌های ثابت طراحی کرد. انتخاب ساختار به ظرفیت، فضای موجود و شرایط پروژه بستگی دارد.
۱۸. آیا فاضلاب کارتن‌سازی را می‌توان مستقیماً وارد واحد بیولوژیکی کرد؟
در بسیاری از پروژه‌ها ابتدا باید جامدات، الیاف، چربی و سایر ترکیبات مزاحم کنترل شوند. در صورت وجود مواد بازدارنده نیز ممکن است به پیش‌تصفیه نیاز باشد.
۱۹. چگونه می‌توان مصرف آب کارخانه کارتن را کاهش داد؟
کاهش نشتی، بهینه‌سازی شست‌وشو، جداسازی جریان‌های آب، استفاده از مدارهای بسته و بازچرخانی پساب تصفیه‌شده از جمله راهکارهای قابل بررسی هستند.
۲۰. برای طراحی تصفیه‌خانه فاضلاب کارتن‌سازی چه اطلاعاتی باید ارائه شود؟
ظرفیت تولید، دبی فاضلاب، آنالیز کیفی پساب، فرآیند تولید، مواد اولیه، مواد شیمیایی مصرفی، فضای موجود و هدف نهایی تصفیه یا بازچرخانی از مهم‌ترین اطلاعات موردنیاز هستند.