تصفیه فاضلاب چرمسازی

چرمسازی یکی از صنایع قدیمی ایران است بطوریکه سابقه آن به دوره قبل از اسلام می رسد. این صنعت در بسیاری از شهرهای کشور حضور فعال دارد و کارخانجات مختلفی برای تبدیل پوست گوسفندی به سالامبور (چرم نیمه ساخته) جهت صادرات، تبدیل پوست گاوی به چرم قابل استفاده در تولیدات چرمی مثل: کفش و کیف و البسه فعال می باشند.

با توجه به ظرفیت کشتار سالانه در حدود 50 میلیون راس گوسفند و گاو در کشور، این صنعت دارای ظرفیت قابل توجهی برای تامین چرم مورد نیاز کشور و همچنین تولید محصولات صادراتی دارد. صنعت چرمسازی یکی از صنایع بسیار آلاینده محسوب می گردد.

علاوه بر ضایعات جامد پوست و ضایعات دام، فاضلاب این صنعت آلوده به انواع ضایعات طبیعی، مواد شیمیایی و ترکیبات خطرناک می باشد که از این میان ترکیبات کروم و سولفیدها در این پساب نقش مهم تری دارند. لذا کنترل آلودگیهای مربوط به تخلیه فاضلابهای این صنعت در محیط دارای اولویت زیادی در حفظ محیط زیست می باشد.

تصفیه فاضلاب چرمسازی: روش تولید چرم و منشاء آلودگیها

بطور کلی آب آلوده یا پساب به آبی گفته می شود که در اثر مصارف گوناگون و ورود مواد خارجی کیفیت آن تغییر یافته و برای مصرف قبلی غیر قابل استفاده شده است. پساب های صنعتی در اثر مصرف آب در فعالیتهای صنعتی و یا از منابع صنعتی و در طول مراحل مختلف تولید بوجود می آیند و بعضاً خطرناک ترین نوع پساب ها را تشکیل میدهند.

تقریباً هیچ صنعتی بدون استفاده از آب نمیتواند ادامه حیات بدهد و آب مصرف شده به همراه مواد زائد سربار تولید، تشکیل پساب را داده و باید به نحو مناسب تصفیه و سپس دفع گردد. با توجه به تنوع بسیار زیاد مواد شیمیائی مصرفی در صنعت و کاربرد روشهای گوناگون در تولید، کیفیت آلودگی پسابهای صنعتی بسیار متنوع بوده و بستگی زیادی به صنعت مربوطه دارد.

مثلاً در صنایع فلزی، فرایند تولید یا پوشش قطعات فلزی، مقدار زیادی پسابهای آلوده به فلزات سنگین از قبیل مس، کادمیوم، نقره، جیوه، کرم و یا نیکل ایجاد می کند که این عناصر از خطرناک ترین عوامل آلاینده محسوب شده و اثرات ژنتیکی و یا سرطانزائی آنها به اثبات رسیده است.

یا در صنایع لبنیات مقدار زیادی چربی های محلول از بخش های مختلف واحد تولید وارد پساب شده و لزوما بایستی با روش های مخصوص جداسازی و حذف گردد.

معمولاً پساب های صنعتی به گروه های زیر تقسیم میگردند:

•  پساب مربوط به خط تولید و یا فرایند صنعتی
• پساب بخش تاسیسات، مربوط به فرایند تصفیه آب، زیر آب بویلر و برج خنک کن و تاسیسات عمومی.
• پساب مربوط به شستشوی مخازن، محوطه، تخلیه ناگهانی و … که مشابه پساب خط تولید محسوب می گردد.

با توجه به اینکه ماهیت آلودگیهای فوق بعضاً متفاوت است بنابراین روشهای تصفیه پساب صنعتی نیز متفاوت می باشد. در مورد پساب های صنعتی، معمولاً غلظت پساب را بوسیله ماده آلوده کننده می سنجند مثلاً در مورد پساب آبکاری میزان غلظت فلزات سنگین (مس ، کادمیوم ، کرم ، نیکل و ….) و یا املاح دیگری مثل سیانورها و …اندازه گیری می نمایند. لذا در آنالیز کیفی پسابهای صنعتی عوامل مربوطه باید اندازه گیری و تعیین گردند.

با این وجود بخش عمده پسابهای صنعتی نیز دارای آلودگیهائی هستند که توسط مواد آلی ایجاد شده (محلول یا نا محلول)   که مهمترین شاخص آلودگی میباشند مشخص میشوند. برحسب BOD₅ و COD از روی مقادیر پارامترهای فوق می توان درجه و شدت آلودگی پساب صنعتی را به طور تقریبی تعیین نمود که در جدول زیر یک دسته بندی کلی جهت انواع پساب های صنعتی ارائه گردیده است.

علاوه بر آلودگیهای متداول که مورد اشاره واقع شدند بسیاری از ترکیبات دیگر در پسابهای صنعتی یافت میشوند که بعضاً بسیار خطرناک بوده و یا از برخی جهات مورد توجه قرار میگیرند. بنابراین اولین گام در تصفیه پساب صنعتی انجام آنالیز کیفی و تشخیص نوع آلودگی پساب می باشد. در مرحله بعد سیستم تصفیه پساب متناسب نوع آلودگی موجود در پساب بر مبنای سه روش کلی تصفیه فیزیکی، تصفیه شیمیایی و تصفیه بیولوژیکی  طراحی و اجرا می گردد.

در صنعت چرمسازی پوست دام به صورت نمک سود شده وارد کارخانه می شود. در اولین مرحله در مخازن متعددی خیسانده می شود تا به حالت پوست تازه در آید. پس از مرحله خیساندن وارد مرحله موگیری (جداسازی پشم و موی حیوان از پوست) ، لش زنی ، (جداسازی چربی های مازاد) می گردد. در این عملیات سولفید سدیم و آنزیم های گیاهی نقش بسزایی دارند و لذا این ترکیبات در پساب صنعت به وفور یافت می گردند.

پس از طی مراحل اولیه، پوست در محلول اسید سولفوریک خوابانیده می شود تا برای مراحل بعدی قابل نگهداری و آماده باشد. به پوست اسیدی شده اصطلاحا (پیکل یا سالامبور) گفته می شود. سالامبور به صورت عمده به خارج از کشور صادر می گردد و یکی از ارقام مهم صادراتی کشور محسوب می شود.

ولی بخش قابل توجهی از پیکل تولید شده نیز تبدیل به چرم می گردد. به این ترتیب سالامبور تولید شده وارد بخش تکمیل و چرمسازی شده و تحت عملیات دباغی قرار می گیرد. در فرایند دباغی (تانینگ و ریتانینگ) از ترکیبات مختلف مثل املاح کروم و یا زیرکونیوم، آلومینیوم و تانن های گیاهی برای دباغی پوست استفاده می گردد. پوست دباغی شده که بنام وت بلو معروف است وارد مرحله تکمیل و فینیش می شود.

در این مرحله روغن های مختلف برای نرم کردن و لطیف کردن سطح پوست، رنگ و ترکیبات مختلف برای تولید چرم و مواد تثبیت کننده رنگ به پوست اضافه می شود تا چرم برای مصارف مخصوص و مورد نظر ساخته شود. چرمی که برای کیف، دستکش و یا کفش استفاده می گردد از نظر مواد اولیه و نحوه عمل آوری و تکمیل اندکی متفاوت می باشد.

ولی عملیاتی که بکار برده می شود تا حدودی مشابه هستند. علاوه بر پوست دام (گاو، گوسفند و بز) از پوست حیوانات دیگری نیز چرم تولید می شود. از جمله: از پوست شتر و یا شتر مرغ و حتی خزندگان (سوسمار) نیز چرمهای خاصی برای مصارف مختلف تولید می گردد.

تصفیه فاضلاب چرمسازی: کیفیت فاضلاب

با توجه به فرایندهای بکار برده شده، پساب این صنعت آلوده به انواع ضایعات حیوانی (چربی، عرق پوست حیوان، روغن بدن حیوان و … )، املاح معدنی مثل نمک طعام، آهک، سولفات سدیم، سولفیدها بخصوص سولفید سدیم، املاح کروم، ترکیبات آلی مثل تاننها (اسید تانیک)، روغنهای آلی، رنگهای سنتتیک مختلف و تثبیت کننده ها می باشد.

بنابراین پساب این صنعت معجونی از آلاینده های مختلف است که از این میان سولفیدها و املاح فلزات سنگین مثل زیرکونیوم و کرومیوم خطرناک تر محسوب می گردند. علاوه بر آلاینده های شیمیایی، پساب این صنعت معمولا غنی از انواع میکروارگانیزم های خطرناک، حتی میکروب بروسلا، آنتراکس (سیاه زخم) و انگل های مختلف است که همراه با حیوان کشتار شده (گوساله ، گوسفند ، شتر و ….) وارد پساب شده و باعث آلودگی میکربی می گردد.

تصفیه فاضلاب چرمسازی: کمیت فاضلاب

در صنعت چرمسازی، میران جریان فاضلاب تولیدی بستگی زیادی به نوع پوست مصرف شده و نوع چرم تولیدی دارد. ولی در مجموع کیفیت فاضلاب این صنعت با مطالعه چندین کارخانه چرم سازی داخلی بشرح زیر می باشد:

جریان حجمی فاضلاب کارخانجات چرم سبک (گوسفندی): 180 – 100 لیتر به ازاء هر جلد پوست

جریان حجمی فاضلاب کارخانجات چرم سنگین (گاوی): 700 – 400 لیتر به ازاء هر جلد پوست

این ارقام بر مبنای فرایند بکار برده شده و نوع مواد شیمیایی و چرم تولیدی و میزان آب مصرفی قرار دارد که تاثیر زیادی در مورد کیفیت و کمیت پساب دارد.

تصفیه فاضلاب چرمسازی: روش تصفیه

اصول بکار رفته در تصفیه فاضلابها و آبهای آلوده بر مبنای جداسازی مواد آلوده کننده معلق و محلول از آب می باشد. در بسیاری از موارد که این مواد بصورت نا محلول و شناور هستند با روشهای فیزیکی و یا ترکیبی از روشهای فیزیکی – شیمیایی عمل جداسازی و یا حذف انجام می گیرد ولی در صورتیکه مواد آلوده کننده بصورت محلول باشند، ابتدا با اعمال روشهای شیمیائی و بیولوژیکی این مواد تجزیه و یا به صورت جامد و شناور در آمده و سپس از آب جدا می گردند.

بنابراین 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. در سالهای اخیر اهمیت بیشتری به روشهای بیولوژیکی داده شده است زیرا این روشها که از موجودات زنده ذره بینی برای تجزیه و یا جذب مواد شیمیائی استفاده می کنند اثرات جانبی کمتری داشته و معمولا ضایعات کم خطرتر و بی اثرتری از خود بجا می گذارند.

انتخاب فرایند و روش تصفیه فاضلاب های صنعتی تابعی از نوع آلودگی می باشد. بنابراین با شناخت کیفی و کمی فاضلاب و انجام آزمایشات اولیه روش تصفیه و نوع پکیج تصفیه فاضلاب انتخاب می گردد. برخی مواقع آزمایشات تصفیه پذیری برای انتخاب روش تصفیه نیز انجام می گیرد تا مشخص گردد که چه فرایندی برای تصفیه از کارآیی بیشتر و بهتری برخوردار است.

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

الف- روشهای تصفیه فیزیکی

روشهای تصفیه فیزیکی برای حذف مواد معلق و شناور، کدورت، رنگ و … بکار برده می شود. این روشها شامل: آشغالگیری، ته نشینی با و یا بدون کمک مواد شیمیایی، شناور سازی، فیلتراسیون شامل: فیلتر شنی، پارچه ای و غشائی از جمله UF, MF است.

اصول کلی روشهای تصفیه فیزیکی بر مبنای قطر ذرات (جداسازی ذرات با توجه به قطر آنها مثل روش فیلتراسیون) و یا وزن مخصوص آنها صورت می گیرد ( مثل روشهای شناورسازی و یا ته نشین سازی). لازم به توضیح است که در بسیاری مواقع همراه با تصفیه فیزیکی، مراحل پیش تصفیه شامل متعادل سازی، تنظیم pH و خنثی سازی هم انجام می گیرد.

ب- فرایندهای تصفیه بیولوژیکی

فرایندهای بیولوژیکی به فرایندهایی گفته می شود که جهت تصفیه فاضلاب از میکروارگانیزم ها و یا آنزیم ها استفاده می گردد. اگرچه تکنولوژی کاربرد آنزیمها هنوز بطور صنعتی در کنترل و تصفیه فاضلاب ها و آبهای آلوده رواج نیافته است ولی پیش بینی می شود کاربرد این مواد در حد تجارتی و صنعتی در آینده بسیار توسعه یابد.

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 فاضلاب صنعتی و سیستم های پکیج تصفیه فاضلاب می باشد. 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 برمبنای استفاده از رشد دادن میکروارگانیزمها (باکتریها) در محیط فاضلاب قرار دارد. میکروارگانیزم ها برای تغذیه و تکثیر شدن نیاز به مواد غذایی دارند که از طریق مواد آلی محلول در آب تامین می شود. این امر باعث مصرف و یا تجزیه مواد آلی (ارگانیک) در فاضلاب می گردد که در عمل باعث تصفیه فاضلاب میشود.

در برخی از مواقع با پرورش باکتریهای خاصی برای تصفیه و تجزیه مواد آلی محلول عملیات تصفیه بیولوژیکی انجام می گیرد. ولی در غالب موارد باکتریهای موجود در فاضلاب بتدریج با محیط خو گرفته و با تامین مواد غذائی خود از مواد آلی محلول در فاضلاب شرایط لازم برای رشد و تکثیر را ایجاد نموده و در ضمن باعث حذف آلاینده ها میشوند.

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، نوشابه سازی، کشتارگاه و … ایده آل 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 می شود. سیستم های تصفیه بیولوژیکی ممکن است به دو صورت هوازی (با استفاده از اکسیژن محلول-مانند پکیج تصفیه فاضلاب MBBR)و یا بی هوازی بصورت پکیج تصفیه فاضلاب بی هوازی (با استفاده از اکسیژن ترکیبات شیمیایی) صورت بگیرد.

ج-  فرایندهای تصفیه شیمیایی

در برخی از 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 می باشد. 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 مکن است بر مبنای فرایند خاصی بکار گرفته شوند مثل:

– فرایند رسوب سازی ماده آلاینده – مثل حذف فلزات سنگین

– فرایند تجزیه ماده آلاینده مثل اکسیداسیون و تجزیه سیانور

– تغییر ماده آلاینده به فرم قابل تجزیه مثل تبدیل فرمالین به پنتوز

– جداسازی ماده آلاینده مثل دوفازی کردن پساب و جداسازی فاز شناور (جداسازی لاتکس و…)

– روشهای تصفیه فیزیکی – شیمیایی

برخی از روشهایی که در تصفیه بکار برده می شوند 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 (عریان سازی)، عملیات تبادل یونی برای تبادل یون فلزات مختلف مثل کرم یا جیوه و …… با یون های کم خطرتر. فرایند تبادل یونی در صنعب آب استفاده وسیعی دارد و در تصفیه پسابه ای آبکاری نیز زیاد استفاده می شود. فرایند جذب سطحی : مثل عبور آب آلوده از روی ستونهای فیلتر کربن اکتیو که باعث رنگبری فاضلاب و یا جذب مواد آلاینده محلول می گردد.

خ- سایر روشهای دفع و حذف آلاینده ها

در برخی مواقع بدلیل ماهیت خاص پساب امکان استفاده از روشهای متداول وجود ندارد و یا دارای توجیه اقتصادی نمی باشد. لذا برخی از روشهای دفع مواد آلاینده مطرح می گردند مثل : فرایند تبخیر Evaporation (مثل تبخیر آبهای شور)، خشک کردن و سوزاندن  Incineration (مثل سوزاندن روغنهای ضایعاتی و هیدروکربورهای سنگین) و یا حتی روش دفن بهداشتی ضایعات ممکن است موثرترین روش باشد (مثل دفن بهداشتی روغنهای مخصوص از قبیل پلی کلر بای فنیلها- PCB – و یا دی اکسینها).

این روش ها فقط در مواقعی بکار برده می شود که هیچ راه حل روشن و از نظر اقتصادی با صرفه ای برای دفع آلودگیها وجود نداشته باشد. همچنین روشهای در حال توسعه که فقط در شرایط خاصی بکار برده میشوند مانند: اکسایش پیشرفته یا فرایند فنتون پیشرفته که از ازن ، اشعه UV و کاتالیست اکسید تیتانیوم استفاده میگردد. غشاء ها یا ممبرانهای صنعتی از نوع UF (اولترا فیلتر) برای جداسازی مولکولهای بزرگ و یا MF (مایکرو فیلتر ) برای جداسازی ذرات معلق کلوئیدی در پکیج تصفیه فاضلاب استفاده می شود. روشهای الکترو مغناطیسی برای جداسازی آنیون ها و کاتیون ها.

روش تصفیه پساب های صنعت چرمسازی، تلفیقی از روشهای شیمیایی و بیولوژیکی است. در اولین مرحله پساب از آشغالگیرهای متعددی عبور می کند تا پشم و الیاف و پوست همراه فاضلاب جدا شود. در مرحله بعدی چربی گیری و ته نشینی قرار دارد تا ذرات سنگین همراه با فاضلاب از جمله خاک و شن همراه با پوست حیوان ته نشین گردد.

سپس چربی گیری، برای جداسازی چربی های سبک و شناور بعمل می آید. در مرحله بعدی با استفاده از مواد منعقد کننده مثل آهک و سولفات آهن و پلی الکترولیتها، سولفیدها و املاح کروم ته نشین می شوند. چنانچه این مرحله بنحو مناسبی انجام شود در حدود 60 درصد از بار آلودگی (بر حسب کیلوگرم COD) را می توان حذف نمود.

طبیعی است که تصفیه شیمیایی بدلیل مصرف زیاد مواد شیمیایی فرایندی نسبت گران قیمت می باشد و لذا در کارخانجات چرمسازی بطور نسبی و محدود بکار برده می شود. پس از ته نشین سازی شیمیایی، مرحله تصفیه بیولوژیکی برای حذف مواد آلی محلول بکار برده می شود. فرایند لجن فعال از نوع هوادهی در این مورد بیشتر بکار برده می شود.

با توجه به وجود انواع مواد شیمیایی که در اکسیداسیون بیولوژیکی اثرات بازدارنده ای دارند (مثل سولفیدها، نمک و ….. ) ، فرایند لجن فعال به مدت زمان زیادی برای رسیدن به شرایط عادی نیاز دارد و اصولا بدلیل ترکیبات بازدارنده سیستم لجن فعال، در حد تصفیه خانه های بیولوژیکی متعارف بازدهی ندارد.

پساب خروجی از مرحله لجن فعال باید بطور کامل ضد عفونی شود تا آلودگی میکروبی نیز حذف گردد. بحث دفع لجن در سیستم تصفیه این صنعت نیز حایز توجه است. لجن ایجاد شده در مراحل مختلف و در طول فرایند تصفیه به دلیل آلودگی زیاد قابل استفاده نیست و باید پس از تثبیت، سوزانیده و یا دفن بهداشتی گردد.

این لجن دارای فلزات سنگین، آلودگی شدید میکروبی و املاح مضر است. پساب تصفیه شده نیز بدلیل وجود املاح زیاد، وجود انگل و ترکیبات مضر مثل کروم، برای آبیاری و زراعت مناسب نیست و بهتر است در حوضچه های مناسبی تبخیر گردد و یا با حجم زیادی آب مخلوط و وارد آبراه های طبیعی گردد.

از این رو این صنعت را صنعت آلاینده ای بشمار می آورند بطوریکه در بسیاری از کشورهای اروپایی عملیات چرمسازی فقط در مراحل نهایی بکار برده می شود و بدیل هزینه زیاد عملیات تصفیه پساب از نظر اقتصادی با مشکل روبروست. کنترل آلودگی این صنعت در ایران با احداث چرمشهرهای مختلف  مثل چرمشهر تبریز و چرمشهر تهران (ورامین) انجام می گیرد تا با تمرکز این صنایع در حد امکان آلودگی آنها را نیز بتوان کنترل نمود.

تصفیه فاضلاب چرمسازی: سخن آخر

شرکت نهراب زیست با دارا بودن سالها تجربه در طراحی و ساخت تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی و پکیج تصفیه فاضلاب آماده خدمت رسانی به صنایع و کارخانه های کشور می باشد. تصفیه خانه های فاضلاب شرکت نهراب زیست تماما توسط کادر رسمی  شرکت نهراب زیست طراحی و ساخته می شوند و پس از تست و اطمینان از عملکرد مناسب،  راه اندازی می گردند.

تمام مراحل طراحی، ساخت و نصب و راه اندازی تصفیه خانه فاضلاب چرمسازی توسط پرسنل شرکت نهراب زیست صورت می گیرد. خواهشمند است جهت دریافت مشاوره بیشتر با کارشناسان شرکت نهراب زیست تماس بگیرید.