فرایندهای تصفیه فاضلاب صنعتی
Industrial Wastewater Treatment processes

اصول بکار رفته در تصفیه فاضلابها و آبهای آلوده بر مبنای جداسازی مواد آلوده کننده معلق و محلول از آب می باشد. اصول تصفیه فاضلابهای شهری و یا صنعتی تلفیقی از روشهای تجزیه شیمیائی، جداسازی فیزیکی و فیزیکی شیمیائی و یا فرایندهای بیولوژیکی است که بنابر نوع و کیفیت و کمیت آلودگی بکار گرفته می شود. انتخاب فرایند و روش تصفیه فاضلاب های صنعتی تابعی از نوع آلودگی فاضلاب صنعتی می باشد و برخلاف فاضلاب شهری که معمولا ترکیبات آن مشخص و قابل پیش بینی است، در فاضلاب صنعتی دامنه تغییرات مشخصات فاضلاب بسیار گسترده می باشد و لذا در هر صنعت شناخت کیفی و کمی فاضلاب و انجام آزمایشات اولیه برای انتخاب روش تصفیه امری الزامی است. برخی مواقع آزمایشات تصفیه پذیری نیز برای انتخاب روش تصفیه انجام می گیرد تا مشخص گردد که چه فرایندی برای تصفیه از کارآیی بیشتر و بهتری برخوردار است. از طرفی باید توجه نمود که در انتخاب روش تصفیه ملاحظات زیست محیطی و الزامات تخلیه پساب در محیط زیست و ملاحظات اقتصادی، جغرافیایی، اجتماعی باید در نظر گرفته شود. بنابراین طراحی تصفیه خانه فاضلاب صنعتی می‌بایست بصورت منحصر به فرد و برای هر صنعت به طور جدا صورت پذیرد.

بطور کلی از فرایندهای زیر برای حذف مواد آلاینده در تصفیه فاضلابهای صنعتی استفاده می‌گردد.

روشهای تصفیه فیزیکی فاضلاب صنعتی

روشهای تصفیه فیزیکی برای حذف مواد معلق و شناور، کدورت، رنگ و … بکار برده می‌شود. این روش‌ها شامل: آشغالگیری، ته‌نشینی با و یا بدون کمک مواد شیمیایی، شناورسازی، فیلتراسیون شامل: فیلتر شنی، پارچه‌ای و غشائی از جمله UF, MF می‌باشد. لازم به توضیح است که در بسیاری مواقع همراه با تصفیه فیزیکی، مراحل پیش تصفیه شامل متعادل‌سازی، تنظیم pH و خنثی‌سازی هم انجام می‌گیرد.

فرایندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب صنعتی

فرایندهای بیولوژیکی به فرایندهایی گفته می‌شود که جهت تصفیه فاضلاب از میکروارگانیزم‌ها و یا آنزیم‌ها استفاده می‌گردد. این روش برای حذف مواد آلی محلول بکار برده می‌شود. استفاده از میکروارگانیزم‌ها برای جداسازی مواد آلی محلول یکی از اصول شناخته شده و بسیار متداول در تصفیه فاضلاب‌ها می‌باشد. با تصفیه بیولوژیکی براحتی می‌توان مواد آلی مثل کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، چربی‌ها و بسیاری از سایر مواد آلی محلول را تجزیه و از آب حذف نمود (مشروط بر آنکه از قابلیت تجزیه بیولوژیکی برخوردار باشند). روش تصفیه بیولوژیک بر مبنای استفاده از رشد دادن میکروارگانیزم‌ها (باکتری‌ها) در محیط فاضلاب می‌باشد. میکروارگانیزم‌ها برای تغذیه و تکثیر شدن نیاز به مواد غذایی دارند که از طریق مواد آلی محلول در آب تامین می‌شود. این امر باعث مصرف و یا تجزیه مواد آلی (ارگانیک) در فاضلاب می‌گردد که در عمل باعث تصفیه فاضلاب می‌شود.

البته نباید فراموش شود که برخی از مواد مانند فلزات و یا مواد آلی خاص قابلیت تجزیه بیولوژیکی را ندارند و اینگونه ترکیبات را نمی‌توان با روش بیولوژیکی حذف نمود. لذا روش‌های بیولوژیکی برای تصفیه پساب‌هایی مثل پساب کارخانجات صنایع غذایی، لبنیات، نوشابه‌سازی، کشتارگاه و … ایده‌آل و بسیار مناسب می‌باشند ولی در مواردی که مواد آلاینده از قابلیت تجزیه بیولوژیک برخوردار نباشند از فرایندهای شیمیایی و غیره باید استفاده شود. بطور کلی تصفیه بیولوژیکی برای کاهش غلظت BOD5 و اکسیداسیون ترکیبات ازته و یا تجزیه مواد آلی در جامدات باقیمانده (لجن) بکار برده می‌شود. سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی ممکن است به دو صورت هوازی و یا بی‌هوازی صورت بگیرد.

فرایندهای تصفیه شیمیایی فاضلاب صنعتی

در برخی مواقع برای حذف مواد آلاینده استفاده از روش‌های شیمیایی ضرورت پیدا می‌کند. این روش‌ها بر مبنای اضافه کردن یک ماده شیمیایی به آب و انجام واکنش شیمیایی می‌باشد. بعنوان مثال ترکیبات سیانور را بوسیله اکسیداسیون با کلر می‌توان خنثی و تجزیه نمود و یا فرمالین را به کمک آهک می‌توان تبدیل به نوعی قند (پنتوز) کرد تا قابل تجزیه گردد. روش‌های تصفیه شیمیایی در کنترل آلودگی‌های مربوط به فاضلاب‌های شیمیایی نقش مهمی دارند. اصولا روش‌های شیمیایی ممکن است بر مبنای فرایند خاصی بکار گرفته شوند مثل:

الف- فرایند رسوب سازی ماده آلاینده – مثل حذف فلزات سنگین
ب- فرایند تجزیه ماده آلاینده مثل اکسیداسیون و تجزیه سیانور
ج- تغییر ماده آلاینده به فرم قابل تجزیه مثل تبدیل فرمالین به پنتوز
ح- جداسازی ماده آلاینده مثل دوفازی کردن پساب و جداسازی فاز شناور (جداسازی لاتکس و…)

روشهای تصفیه فیزیکی – شیمیایی فاضلاب صنعتی

برخی از روش‌هایی که در تصفیه بکار برده می‌شوند ترکیبی از عملیات فیزیکی و شیمیایی است. این فرایندها در مواقع خاصی بکار برده می‌شوند از جمله: جداسازی گازها از فاضلاب (مثل جداسازی آمونیاک و یا مواد آلی فرار – VOC – بوسیله فرایند دفع گاز (عریان‌سازی))، عملیات تبادل یونی برای تبادل یون فلزات مختلف مثل کرم یا جیوه و … با یون‌های کم‌خطرتر. فرایند تبادل یونی در صنعت تصفیه آب استفاده وسیعی دارد و در تصفیه پساب‌های آبکاری نیز زیاد استفاده می‌شود.

فرایند جذب سطحی: مثل عبور آب آلوده از روی ستون‌های فیلتر کربن اکتیو که باعث رنگبری فاضلاب و یا جذب مواد آلاینده محلول می‌گردد.

سایر روش‌های دفع و حذف آلاینده‌ها

در برخی مواقع بدلیل ماهیت خاص پساب امکان استفاده از روش‌های متداول وجود ندارد و یا دارای توجیه اقتصادی نمی‌باشد. لذا برخی از روش‌های دفع مواد آلاینده مطرح می‌گردند مثل: اکسایش پیشرفته یا فرایند فنتون پیشرفته که از ازن، اشعه UV و کاتالیست اکسید تیتانیوم استفاده می‌گردد. غشاءها یا ممبران‌های صنعتی از نوع UF (اولترا فیلتر) برای جداسازی مولکول‌های بزرگ و یا MF (مایکرو فیلتر) برای جداسازی ذرات معلق کلوئیدی. روش‌های الکترو مغناطیسی برای جداسازی آنیون‌ها و کاتیون‌ها.