بررسی فاضلاب صنعتی و روش های تصفیه آن

در این پست تصمیم داریم جهت آشنایی بیشتر با فاضلاب صنعتی و روش های تصفیه آن مطالبی را در اختیار شما بازدیدکنندگان گرامی قرار دهیم، با ما همراه باشید.

مقدمه

تصفیه آب معمولاً جهت شرب و سایر مصارف صنعتی صورت می‌ گیرد ولی تصفیه فاضلاب ها اساساً جهت کاهش آلایندگی یا حذف مواد خطرناک آن ها صورت می گیرد. فرآیند های تصفیه آب عمدتاً شامل روش های فیزیکی (فیلتراسیون و ته نشینی) و روش های شیمیایی (انعقاد با مواد شیمیایی خاص) می باشند. ممکن است با استفاده از برخی فرآیندهای پیشرفته (اسمز معکوس، رزین ها، تبادل یونی و …) نیز صورت پذیرد.

پیشنهاد مطالعه : روش های تصفیه و شیرین کردن آب دریا

با افزایش روز افزون صنایع، تصفیه فاضلاب ناشی از این صنایع نیز روز به روز در حال پیشرفت می باشد. از مهمترین صنایع آلوده کننده محیط زیست می توان به صنایع غذایی (شامل صنایع لبنی، صنایع فرآورده های گوشتی و غیره)، صنایع فولاد، صنایع کاغذ و مقوا، صنایع نساجی، صنایع شیشه‌ سازی، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و سایر صنایع اشاره نمود.

روش های تصفیه فاضلاب صنعتی به صورت زیر خواهند بود :

روش های فیزیکی تصفیه فاضلاب صنعتی

به روش هایی که طی آن ها از نیروها و ویژگی های فیزیکی مواد برای حذف آنها استفاده می شود، روش های فیزیکی می گویند. آشغال گیری، دانه گیری، فیلتراسیون و ته نشینی نمونه هایی از روش های فیزیکی تصفیه فاضلاب هستند.

روش های شیمیایی تصفیه فاضلاب صنعتی

به روش هایی که در آن ها برای حذف آلاینده ها از مواد و واکنش های شیمیایی استفاده می شود، روش های شیمیایی می گویند. اکسیداسیون آهن، انعقاد و لخته سازی و تنظیم PH جزء روش های شیمیایی محسوب می گردند.

روش های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب صنعتی

به آن دسته از روش هایی که در آن ها از فرآیندهای بیولوژیکی برای حذف آلاینده ها استفاده می شود، روش های بیولوژیکی می گویند. روش های بیولوژیکی را به دو دسته کلی تقسیم بندی می نمایند :

 روش های هوازی

برخی از فرآیندهای بیولوژیکی در حضور اکسیژن محلول صورت می پذیرد که به آن ها فرآیندهای هوازی و به روش هایی که از فرآیندهای هوازی در آن ها استفاده می شود، روش های بیولوژیکی هوازی گفته می شود. روش لجن فعال و لجن فعال به هوادهی گسترده، نمونه هایی از روش های بیولوژیکی هوازی می باشند.

روش های بی هوازی

به فرآیندهایی که در غیاب اکسیژن محلول توسط میکرو ارگانیسم ها اتفاق می افتد، فرآیندهای بی هوازی می گویند. در روش های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب از این فرآیندها استفاده می شود.

پکینگ مدیا

در سال های اخیر استفاده از پکینگ مدیا به دلیل دارا بودن سطح تماس زیاد با حجم کم و در نتیجه افزایش راندمان تصفیه فاضلاب به خصوص در روش های بیولوژیکی، روز به روز در حال گسترش است. این پکینگ ها از بهترین مواد و عمدتا به صورت بلوک های سبک با ساختاری بسیار مقاوم در طرح های متنوع به شکل لانه زنبوری و شانه تخم مرغی با کانال عمودی، متقاطع و مورب تولید می گردند.

کاربرد و مواد مصرف پکینگ های مدیا

کاربردها و مواد مصرف پکینگ های مدیا به شرح زیر می باشند :

1 . بستر تماس در برج های گاز زدایی

2 . به عنوان موج گیر جریان در مخازن ته نشینی و چربی گیری

3 . به عنوان بستر پر کننده رآکتورهای تصفیه فاضلاب

4 . بستر مبادله کننده حرارتی در برج های خنک کننده

مزایای پکینگ های پلاستیکی

مزایای پکینگ های پلاستیکی به شرح زیر می باشند :

1 . سطح مخصوص زیاد در واحد حجم کم

2 . مقاومت بالا در برابر اشعه uv و عوامل خوردگی

3 . وزن کم، استحکام بالا، سهولت حمل و نقل

پکینگ مدیا

استفاده از فرایند رشد چسبیده در سیستم های هوازی و بی هوازی با تثبیت میکرو ارگانیزم ها بر روی پکینگ و تشکیل بیو فیلم موجب افزایش جرم زیست توده به صورت چسبیده و معلق می شود و در عین بالا بردن تصفیه زیستی موجب کاهش حجم مورد نیاز تصفیه می شود.

در اصلاح سیستم های هوازی می توان با نصب مدیای بیوفیکس (تحقیقات پیشرفته) ظرفیت تصفیه خانه را چندین برابر افزایش داد و یا تصفیه خانه هایی که دارای مشکل می باشند ارتقاء داده و بهینه سازی نمود. در بیو راکتورهای بی هوازی مانند UASB با نصب مدیای بیوفیکس (تحقیقات پیشرفته) در قسمتی از حجم راکتور و یا تمامی آن، می توان علاوه بر بالا بردن ظرفیت، بیو راکتور را نسبت به شوک های آلی، هیدرولیکی، شیمیایی و حرارتی مقاوم ساخته و از فرار لجن جلوگیری نمود. بر همگان واضح است که در صورت فرار لجن از راکتورهای بی هوازی به علت سرعت رشد (yield) پایین میکرو ارگانیسم های بی هوازی ماه ها وقت لازم است بیوراکتور دوباره به وضعیت مطلوب اولیه بازگردد.

موارد کاربرد این پکینگ مدیا افزایش ظرفیت تصفیه خانه های موجود، بهینه سازی بایو راکتورهای در حال کار و مقاوم نمودن آنها به شوک های آلی – حرارتی و هیدرولیکی، حذف نیترات از آب شرب به روش بیولوژیکی، حذف آمونیاک از مزارع پرورش ماهی و افزایش ظرفیت آن، برج های تماس مایع و گاز، برج های گاز زدایی و برج های خنک کننده و موارد بسیار دیگر می باشد. در شکل 1 یک نمونه تصفیه فاضلاب صنعتی نشان داده شده است.

شکل 1 . بررسی تصفیه فاضلاب صنعتی

مزایای پکینگ مدیا Packing Media

1 . پیشرفته ترین مدیای تولید شده در جهان.

2 . به صورتی طراحی شده است که قطعات به یکدیگر و با هر حجمی مونتاژ می گرددن.

3 . تمامی بستر به صورت یکسان در دسترس می باشد.

4 . هیچ فضای مرده ای وجود ندارد.

5 . مشکل گرفتگی نداشته و احتیاج به بک واش ندارند.

6 . جریان به هیچ عنوان شانس کانالیزه شدن ندارد.

7 . دارای سطح تماس بسیار بالا می باشد.

روش SBR ـ (Sequencing Batch Reactor)

هنگامی که دبی فاضلاب ورودی به سیستم تصفیه خیلی کم باشد، در نظر گرفتن واحدهای هوادهی و ته نشینی بصورت مجزا باعث افزایش هزینة تصفیه به ازای هر متر مکعب فاضلاب می گردد. در چنین مواردی با انجام یک تغییر در روش لجن فعال این روش برای بکارگیری در سیستم تصفیهT مناسب سازی می شود. طی این تغییر مخازن هوادهی و ته نشینی را با یکدیگر ترکیب نموده و فرآیندهای هوادهی و ته نشینی را بصورت متناوب و در زمان های متوالی به انجام می رساند.

روش RBC ـ (Rotating Biological Contactor)

در تمامی روش های مبتنی بر لجن فعال رشد میکروارگانیسم ها بصورت معلق بوده و مقداری انرژی صرف هوادهی می شود. در شرایطی که هزینة تأمین انرژی بسیار بالا باشد، می توان با استفاده از روش RBC انرژی مصرفی را کاهش داد. چرا که در این روش میکرو ارگانیسم ها بر روی سطح صفحاتی گردان و نیمه مستغرق در فاضلاب چسبیده و روی آن ها رشد می کنند.

روش MBR ـ (Membrane Biological Reactors)

امروزه یکی از روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب صنعتی روش غشایی (MBR) است که در این روش جداسازی میکروب ها توسط غشا انجام می شود. با نصب این غشا ها در درون رآکتور بیولوژیکی دیگر نیازی به بخش های ته نشینی و فیلتراسیون نیست و همین غشاها وظیفه جداسازی فاضلاب تصفیه شده از لجن را انجام می دهند. استفاده از غشا باعث می شود که در فضای کم، تصفیه فاضلاب با راندمان بالا انجام شود به طوری که کیفیت فاضلاب تصفیه شده از استانداردهای فاضلاب برای تخلیه به آب های سطحی نیز بهتر است.

در تصفیه فاضلاب، ممبرین بیو – رآکتور (MBR) فن‌آوری جدیدی محسوب می‌شود که ترکیبی از تصفیه‌ به‌ روش لجن فعال سنتی و فن‌آوری نوین جداسازی توسط ممبرین می ‌باشد. به‌علت خاصیت جداسازی قوی ممبرین، لجن فعال و مواد آلی با مولکول‌های بزرگ می‌توانند در مخزن MBR جمع‌آوری شوند و آب تمیز هم می‌تواند با عبور کردن از میان ممبرین تصفیه گردد. فرآیندهای مربوط به سیستم MBR، بیو – رآکتور و فیلتراسیون آب می‌توانند به‌ صورت هم‌ زمان انجام شوند. مخزن برای لجن رسوب شده لازم نمی‌باشد. در این روش، غلظت لجن بسیار بیش ‌تر از روش سنتی است. زمان اقامت فاضلاب در مخزن (HRT) و زمان اقامت لجن در مخزن (SRT) می ‌تواند به‌ صورت جداگانه کنترل شود. در روش MBR نه ‌تنها فاضلاب معمولی بلکه بسیاری از فاضلاب‌ های آلوده شده با مقادیر بسیار زیاد مواد آلی نیز می ‌توانند تصفیه گردند. با استفاده از فن‌آوری MBR می ‌توان به‌ آسانی بسیاری از فاضلاب‌ ها را تصفیه نمود.

به‌ علت خاصیت جداسازی ممبرین، عملکرد بیو – رآکتور توسط MBR ارتقاء زیادی پیدا کرده است. این روش در مقایسه با روش سنتی تصفیه فاضلاب، دارای مزیت ‌هایی می‌باشد، مانند مؤثر تر واقع شدن عملکرد بیو – رآکتور، مقاومت خوب در برابر فشار و ضربه‌ ی ناشی از فاضلاب خروجی، کیفیت بالای آب خروجی، اندازه‌ی کوچک تأسیسات مربوط به تصفیه فاضلاب، طول عمر زیاد لجن و نیز این‌ که سیستم MBR می‌ تواند توسط PLC به‌طور خودکار کنترل شود. به‌عبارت دیگر، به‌ علت خاصیت جداسازی مربوط به ممبرین، آب خروجی دارای کیفیت خوبی بوده، آن‌ چنان‌ که می ‌تواند بدون بروز هرگونه مشکلی، مورد استفاده مجدد قرار گیرد. در شکل 2 یک نمونه تصفیه فاضلاب صنعتی نشان داده شده است.

شکل 2 .  بررسی تصفیه فاضلاب صنعتی

روش IFAS ـ (Integrated Fixed Film Activated Sludge)

این روش ترکیبی از دو فرآیند لجن فعال و فرآیند MBBR است. به همین دلیل توأما دارای مزایای روش های بستر ثابت و لجن فعال می باشد. با ترکیب لجن فعال با قابلیت انعطاف پذیری بسیار زیاد و بستر ثابت با مقاومت بالا در مقابل شوک بار آلی و بیولوژیکی می توان راندمان بسیار بالایی را برای این سیستم فراهم آورد.

پیشنهاد مطالعه :  جزوه اصول تصفیه آب و فاضلاب دکتر کریمی

منبع :

کتاب اصول تصفیه آب و پساب های صنعتی از نادر جعفر زاده