روش های تصفیه پساب در نساجی

ﺻﻨﻌﺖ ﻧﺴﺎﺟﻲ از ﺑﺰرﮔﺘﺮﻳﻦ ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪه آب و ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻛﻨﻨﺪه ﻓﺎﺿﻼب ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. ﻓﺎﺿﻼب ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه در اﻳﻦ ﺑﺨﺶ داراي ﻣﻘﺎدﻳﺮ زﻳﺎدي ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻫﺎي آﻟﻲ، ﻣﻮاد رﻧﮕﻲ و ذرات ﻣﻌﻠﻖ و ﻛﻠﻮﺋﻴﺪي است. اﻳﻦ ﻓﺎﺿﻼب ﺑﻪ ﻋﻠﺖ داﺷﺘﻦ ﺣﺠﻢ ﺑﺎﻻﻳﻲ از ترکیبات آلی از COD بالایی برخوردار می باشد ولی در مقابل مقدار BOD آن نسبت به COD کم است که نشان دهنده زیست تجزیه ناپذیر بودن این فاضلاب است. همچنین مقادیر قابل توجهی از مواد رنگی در این نوع فاضلاب ها وجود دارد که سبب رنگی دیده شدن آب می گردد.

روش های تصفیه آب در صنعت نساجی

تصفیه آب در نساجی

تحقیقات اخیر نشان میدهد گروه های عاملی رنگزا در این مواد می تواند سبب تغییرات ژنتیکی و یا سرطان شود. ﺑﺮ اﺳﺎس ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﻮﺟﻮد، روش ﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪدي ﺑﺮاي ﺗﺼﻔﻴﻪ ﻓﺎﺿﻼب ﻧﺴﺎﺟﻲ اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﺮﺧﻲ از اﻳﻦ روش ﻫﺎ ﺗﻨﻬﺎ ﺟﻨﺒﻪ ﻧﻈﺮي داﺷﺘﻪ و در ﺷﺮاﻳﻂ ﺧﻴﻠﻲ ﺧﺎص ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﻮﻧﺪ و ﺑﺮﺧﻲ در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ در ﺗﺼﻔﻴﻪ ﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎ ﺑﻪ ﻛﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد. از ﻣﺸﻜﻼﺗﻲ ﻛﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ اﻳﻦ روش ها ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه دارﻧﺪ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﺑﺎﻻ و ﻳﺎ ﺻﺮف زﻣﺎن زیاد میﺑﺎﺷﺪ.

از آﻧﺠﺎیی ﻛﻪ در ﺻﻨﻌﺖ اﺳﺘﻔﺎده از روش ﻫﺎي ﻛﻢ ﻫﺰﻳﻨﻪ و ﻗﺎﺑﻞ اﻧﺠﺎم در زﻣﺎن ﻛﻮﺗﺎه اولویت دارد روش های موجود، ﺑﻪ ﻟﺤﺎظ ﻛﺎرﺑﺮدي ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮار نگرفته ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ برخی از اﻳﻦ روش ﻫﺎ (ﻣﺎﻧﻨﺪ اﻛﺴﻴﺪاﺳﻴﻮن) در ﺻﻮرت اﻧﺠﺎم ﻧﺎﻗﺺ ﻓﺮآﻳﻨﺪ می ﺗﻮاﻧﻨﺪ سبب ﺗﻮﻟﻴﺪ آﻟﻮدگی ثانویه شده که به طور عمده غیر قابل تجزیه و یا حتی سمی می باشند.

از انواع روش های تصفیه فاضلاب نساجی می توان به روش های اکسیداسیون با استفاده از اشعه UV و یا گاما، اوزوناسیون تصفیه زیستی با استفاده از لجن فعال، خاک و یا قارچ های تجزیه کننده، استفاده از جاذب ها، فیلترهای طبیعی و یا مصنوعی، استفاده از اسمز معکوس، انعقاد و لخته سازی اشاره کرد.

روش های تصفیه آب در صنعت نساجی

روش اکسیداسیون

در روش اکسیداسیون با استفاده از مولد اکسید کننده یا اکسیژن سعی می شود ترکیب های آلی و سایر ناخالصی های موجود در فاضلاب نساجی را اکسید نموده و به ترکیب های بی ضرر تبدیل نمایند. با این حال ممکن است در طی این فرآیند ترکیب هایی قابل تجزیه و یا سمی تولید شوند.

لذا استفاده از این روش همراه با تولید آلودگی ثانویه می باشد که مشکلاتی را برای بخش های بعدی تصفیه خانه و یا محیط زیست ایجاد می کند. در روش اکسیداسیون عموما از مواد اکسید کننده استفاده می گردد و از مواد کالتالیزوری و یا اشعه uv به کار گرفته می شود.  

روش اوزوناسیون

گاز اوزون بی ثبات بوده که به شدت تمایل دارد یکی از اعضای خود را به صورت یک رادیکال از دست بدهد. در ادامه این رادیکال اکسیژن سبب تولید رادیکال هیدروکسیل می گردد. این دو واکنش به علت سرعت انجام واکنش هم زمان در نظر گرفته می شود.

هر دو رادیکال تولید شده می توانند گروه رنگزای مواد رنگی و پیوندهای دوگانه ترکیب های موجود در فاضلاب نساجی را بی رنگ نموده و سایر ترکیب های آلی موجود در فاضلاب را اکسید نمایند. در این فرآیند مواد موجود در فاضلاب اکسید شده و اغلب به ترکیب های سازگار با محیط زیست تبدیل میشوند.

روش های تصفیه آب در صنعت نساجی

استفاده از جاذب ها

پدیده جذب از دو طریق فیزیکی و شیمیایی انجام می گیرد. از جمله ویژگی های جذب شیمیایی، که آن را تا حدودی از جذب فیزیکی متمایز می سازد می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • جذب شیمیایی معمولا در دمای بالا و با مقدار زیادی انرژی فعال سازی انجام می گیرد.
  • تنها در نقاط ویژه ای جذب انجام می شود.
  • وجود اتصال های محکم مانند پیوندهای شیمیایی، جذب را برگشت ناپذیر می کند.
  • حرارتِ فرآیندِ جذب بالا، و مانند حرارت حاصل از واکنش شیمیایی است.

عوامل متعددی بر فرآیند جذب موثر اند که شامل: دما، طبیعت حلال، مساحت سطح، ساختار حفره ها، طبیعت حل شونده (جذب شونده)، pH محلول و از جمله جاذب هایی که برای تصفیه پیشنهاد شده است می توان به کربن فعال، سیلیکای فعال و جاذب های ارزان قیمت همچون رس یا بینتونیت، ضایعات کشاورزی، زیست توده ها و کیتوسان اشاره کرد.

روش تصفیه زیستی

ﻳﻜﻲ از ﻣﻬﻢ ﺗﺮﻳﻦ مزیت های روش تصفیه زیستی ﻛﻢ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﺑﻮدن و بی ﺿﺮر ﺑﻮدن آن ﺑﺮای ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ می ﺑﺎﺷﺪ. در این فرآیند ﻓﺎﺿﻼب ﺑﺪون ﻫﻴﭻ ﻫﺰﻳﻨﻪ ای و ﺑﺪون ﻣﺼﺮف ﻣﺎده ﺷﻴﻤﻴﺎیی و ﺗﻨﻬﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻘﺪاري ﻟﺠﻦ ﻓﻌﺎل، ﻛﻪ ﺣﺎوي ﺑﺎﻛﺘﺮی ﻫﺎی ﻫﻮازی ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ، ﺑﻪ ﻃﻮر ﺧﻮد ﺑﻪ ﺧﻮدي ﺗﺼﻔﻴﻪ ﻣﻲ ﮔﺮدد.

ﻣﻮاد ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺷﺪه ﺑﺮاي ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ ﺑﻲ ﺿﺮر ﺑﻮده، ﻣﺸﻜﻞ ﺳﻤﻲ ﺑﻮدن و آﻟﻮدﮔﻲ ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ در آن ﭼﻨﺪان ﺷﺪﻳﺪ ﻧﻴﺴﺖ. اﻣﺎ اﻳﻦ روش داراي ﻣﺸﻜﻼت و ﻧﻘﺎط ضعف ﻧﻴﺰ میﺑﺎﺷﺪ. ﺑﺎﻛﺘﺮي ﻫﺎی ﻫﻮازی در ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺗﺼﻔﻴﻪ زیستی ﻗﺎدر ﺑﻪ ﺗﺠﺰﻳﻪ برخی ترکیب های آروماتیکی ﻧبوده و ممکن است ترکیب های آلی را به سختی و طی ﻣﺪت زﻣﺎن بیشتری ﺗﺠﺰﻳﻪ کنند. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﻮاد ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺷﺪه در اﻳﻦ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻣﺎده ای مغزی برای گیاهان آبی و جلبک ها می باشند و به رشد آنها کمک کرده در نتیجه کیفیت آب را کاهش می دهند.

روش های تصفیه آب در صنعت نساجی

روش انعقاد و لخته سازی

یکی از روش هایی که امروزه در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می گردد انعقاد و لخته سازی است. از این روش به عنوان فرآیند اولیه و یا نهایی در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می گردد. این فرآیند یک روش شیمی_فیزیکی بوده که در آن مواد معلق، ذرات عامل کدورت و مواد رنگی حل شده یا کلوئیدی با استفاده از مواد منعقد کننده بی ثبات شده و تمایل به تجمع دارند( فرآیند شیمیایی).  بر اثر تجمع این ذرات لخته های سنگین و متراکم تولید شده که ته نشین می گردند (فرآیند فیزیکی) .

(با توجه به اینکه ﻛﻪ در اﻳﻦ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ذرات ﻋﺎﻣﻞ ﻛﺪورت و ﻳﺎ رﻧﮕﺰاي ﻣﻮﺟﻮد در ﻓﺎﺿﻼب نساجی از آب ﺟﺪا شده، ﺑﺮ روي آب ﻣﻌﻠﻖ و ﻳﺎ ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻦ ﻣﻲ ﮔﺮدﻧﺪ) از این روش عموما ﺑﻪ ﻋﻨﻮان اوﻟﻴﻦ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺗﺼﻔﻴﻪ، ﺑﻌﺪ از ﺟﺪا ﻛﺮدن آﺷﻐﺎل ها و ذرات درشت استفاده می شود. لذا کارایی مراحل بعدی تصفیه افزایش یافته، هزینه ها کاهش و به تجهیزات تصفیه خانه خسارت وارد نمی گردد.

در ﻓﺮآﻳﻨﺪ اﻧﻌﻘﺎد و ﻟﺨﺘﻪ ﺳﺎزی از ﻣﻮادی ﻫﻤﭽﻮن ﻧﻤﻚ ﻫﺎی ﺳﻪ ظرفیتی آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم ﻳﺎ آﻫﻦ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﮔﺮدد. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ تحقیقاتی پیرامون استفاده از منیزیم و پلی الکترولیت ها به عنوان مواد منعقد کننده انجام شده است. استفاده از آلومینیوم و آهن سه ظرفیتی از دیرباز در فرآیند انعقاد و لخته سازی مرسوم بوده اما از معایب این مواد تولید لجن آب دار و حجیم است که دفع لجن را با مشکل همراه می سازد.

همچنین برای برخی فاضلاب ها جهت انجام فرایند انعقاد و لخته سازی به مقدار زیادی منعقد کننده نیاز است. مقداری از این مواد بعد از فرایند انعقاد و لخته سازی در آب باقی می ماند. لذا در صورتی که مقادیر زیادی از این مواد برای تصفیه فاضلاب استفاده شود، آلودگی ثانویه شدیدی را موجب می گردد.

اﻣﺮوزه اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻮاد پلیمری دارای گروه های ﻳﻮﻧﻴﺰه ﺷﻮﻧﺪه و پلی اﻟﻜﺘﺮوﻟﻴﺖ ﺑﺴﻴﺎر ﻣﻄﺮح هستند. یکی از اﻳﻦ پلی اﻟﻜﺘﺮوﻟﻴﺖ ﻫﺎ پلی اﻛﺮﻳﻞ آﻣﻴﺪ اﺳﺖ ﻛﻪ یک پلی اﻟﻜﺘﺮوﻟﻴﺖ کاتیونی میباشد. اﻳﻦ ﭘﻠﻴﻤﺮﻫﺎ طی ﻓﺮآﻳﻨﺪِ ﭘﻠﻴﻤﺮﻳﺰاﺳﻴﻮنِ تراکمی ﺗﻮﻟﻴﺪ میﮔﺮدﻧﺪ ﻛﻪ مقادیری از منومرهای واﻛﻨﺶ ﻧﺪاده و ﺗﺮﻛﻴﺐ های آﻏﺎزﮔﺮ را ﺑﺎ ﺧﻮد ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه دارﻧﺪ؛ ﻟﺬا در ﻓﺮآﻳﻨﺪ اﻧﻌﻘﺎد و ﻟﺨﺘﻪ سازی، این مواد به صورت محلول وارد آب شده و موجب آلودگی ثانویه می گردند.

همچنین مقدار مصرف بهینه پلی الکترولیت، جهت انجام فرآیند انعقاد و لخته سازی، بسیار محدود بوده و در صورتی که مقدار پلی الکترولیت افزوده شده به فاضلاب بیشتر و کمتر از مقدار بهینه باشد، راندمان عمل انعقاد و لخته سازی کاهش خواهد کرد. از مزیت های پلی الکترولیت می ﺗﻮان ﺑﻪ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻟﺠﻦ ﻛﻢ آب ﺗﺮ و ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺗﺮ اﺷﺎره ﻛﺮد ﻛﻪ باعث ﻛﺎﻫﺶ ﻫﺰﻳﻨﻪ های ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺣﻤﻞ و ﻧﻘﻞ و از بین بردن لجن می گردد.

ازطرفی استحکام این لخته ها بالا بوده و تحت نیروهای فیزیکی مثل همزن و جابجایی سیال به سادگی از هم متلاشی نمی شوند.

روش های تصفیه آب در صنعت نساجی

مقدمه انعقاد

انعقاد و لخته سازی کاربردهای متنوعی دارد که می توان به کاربرد آن در زیست-شیمی، تولید لاستیک ها و الاستومرها، تصفیه آب و فاضلاب اشاره کرد. استفاده از انعقاد و لخته سازی برای تصفیه آب و فاضلاب به گذشته های دور باز می گردد. 2000 سال قبل از میلاد مسیح، در مصر از پوست بادام آسیاب شده برای تصفیه آب رودخانه استفاده میشد.

فرایندهای انعقاد و لخته سازی فرآیندهای پیچیده ای هستند که هنوز کاملا شناخته شده نمی باشند چراکه آب های سطحی و فاضلاب دارای ناخالصی های متنوعی اند که سبب ایجاد کدورت و یا شاید رنگی شدن آب و فاضلاب گردند. کدورت ممکن است به علت وجود ذرات کلوئیدی آلی و معدنی یا به علت وجود باکتری ها باشد که به صورت معلق در آب ها و فاضلاب ها وجود دارند ابعاد این ذرات می تواند از چند انگستروم تا چند میلی متر باشد.

رنگ موجود در آب و یا فاضلابی که به تصفیه خانه وارد می شود ممکن است دارای کدورت بالا، رنگ کم و یا بر عکس کدورت کم و رنگ زیاد باشد. جدا کردن ذراتی که سبب کدورت و رنگی شدن آب می گردد، بسیار دشوار است زیرا این ذرات بر اثر نیروی جاذبه ته نشین نمی شوند و تا اندازه ای کوچک می باشند که از بیشتر فیلترها عبور کرده و موجب مسدود شدن فیلترها و غشاها می گردند.

برای جدا کردن این مواد از آب لازم است که اندازه ذرات آن بزرگ باشد تا بر اثر نیروی جاذبه ته نشین و با استفاده از فیلتر یا غشا به راحتی جدا گردند. تجمع این ذرات با یکدیگر می تواند سبب بزرگ شدن آنها شود اما این تجمع فرایندی پیچیده و دشوار است.

چرا که ذرات به علت نیروهای فیزیکی و الکتریکی از یکدیگر فاصله گرفته و از تجمع خودداری می کنند. با استفاده از مواد شیمیایی خاص می توان این نیروهای دافعه را کم و ذرات موجود در آب را بی ثبات کرد. عامل تجمع ذرات معلق مثل ذرات رس را انعقاد شیمیایی می نامند در حالی که بی ثبات کردن ترکیب های رنگی آلی بیشتر از طریق فرایند ته نشینی شیمیایی انجام می گیرد. 111 - روش های تصفیه پساب در نساجی  

فرآیند انعقاد و لخته سازی

انعقاد فرآیندی است که در آن کلوئیدها و یا ماده محلول بی ثبات می گردد و در فرآیند لخته سازی ذرات بی ثبات شده، با ذرات تشکیل شده بر اثر بی ثبات سازی تجمع کرده و مجموعه های بزرگتری را تشکیل می دهند.

در اﻧﻌﻘﺎد و ﻟﺨﺘﻪ ﺳﺎزی ﻋﺎﻣﻞ ﻛﺪورت و رﻧﮓ ﺑﻪ اﻧﺪازه ﺗﻮده ﻫﺎی درﺷﺖ در می آﻳﻨﺪ و در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺣﺬف آﻧﻬﺎ ﺑﻪ روش ﻫﺎی فیزیکی ﻣﺜﻞ ﺗﻪ نشینی، ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻛﺮدن و ﻳﺎ ﺷﻨﺎوری ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﻣﻌﻘﻮل ﻗﺎﺑﻞ اﻧﺠﺎم می ﺷﻮد که بصورت گسترده در ﺗﺼﻔﻴﻪ آب و ﻓﺎﺿﻼب ﻫﺎی صنعتی اﺳﺘﻔﺎده می گردد.

در تصفیه خانه ها ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﻮع ﻓﺎﺿﻼب از روش اﻧﻌﻘﺎد و ﻟﺨﺘﻪ ﺳﺎزي ﺑﻪ ﻋﻨﻮان اوﻟﻴﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﺼﻔﻴﻪ و ﻳﺎ آﺧﺮﻳﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﺼﻔﻴﻪ اﺳﺘﻔﺎده میشود. انجام این کار سبب کاهش مقدار آلودگی و انجام فرآیند های تصفیه به ویژه تصفیه زیستی را در مراحل بعد آسانتر و کوتاه تر می سازد.

از آﻧﺠﺎﻳﻲ ﻛﻪ آب ﻣﺎده اي ﻗﻄﺒﻲ است، ﻟﺬا ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻫﺎي  و ﻣﻮاد ﻣﻌﻠﻖ در آب ﺑﻪ ﻧﻮﻋﻲ ﻗﻄﺒﻲ و در اﺻﻞ ﺑﺎردار ﺣﻞ ﺷﺪه میباشند ﺑﺎ اﻳﻦ وﺟﻮد ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﻫﺎي ﻏﻴﺮ ﻗﻄﺒﻲ و ﺑﺪون ﺑﺎر در آب و ﻓﺎﺿﻼب نیز وﺟﻮد داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ.

ناپایدار سازی ذرات کلوئیدی

ذرات ﻛﻠﻮﺋﻴﺪی ﺑﻪ ﻋﻠﺖ داﺷﺘﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﺳﻄﺢ ﺑﻪ ﺟﺮم ﺑﺎﻻ در آب ﺑﺎ ﺛﺒﺎت ﻫﺴﺘﻨﺪ. اﻳﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﻣﻮﺟﺐ ﻣﻲ ﮔﺮدد ﻛﻪ ﻧﻴﺮوی ویسکوزیته رو به بالای سیال پیرامون ذره بر نیروی جاذبه وارد شده به ذره غلبه کند.

از آنجایی که اغلب این ذرات دارای بار سطحی می باشند، به علت آب پوشی و دافعه الکترواستاتیکی از یکدیگر فاصله می گیرند. آب پوشی و دافعه الکترواستاتیکی را نیروهای بین سطحی می نامند. به طور کلی برای بی ثبات کردن ذرات کلوئیدی و معلق درون آب و فاضلاب دو فرآیند می بایست انجام گیرد:

  • نیروی دافعه بین ذرات کاهش یابد.
  • ذرات بی ثبات شده انتقال پیدا کرده و با هم در تماس قرار گیرند.

منابع

www.elsevier.com

Sureyya Meric, Huseyin Selcuk, Vincenzo Belgiornoa, Acute toxicity removal in textile finishing wastewater by Fenton’s oxidation, ozone and coagulation–flocculation processes, 21 December 2004

Sureyya Meric, Deniz Kaptan, Tugba Olmez, Color and COD removal from wastewater containing Reactive Black 5 using Fenton’s oxidation process, 15 August 2003

O.S. Amuda, I.A. Amoo, Coagulation/flocculation process and sludge conditioning in beverage industrial wastewater treatment, 24 July 2006

Guibal, J. Roussy, Coagulation and flocculation of dye-containing solutions using a biopolymer (Chitosan), 31 August 2006

Manikavasagam Karthik, Nishant Dafale, Pradyumna Pathe, Tapas Nandy, Biodegradability enhancement of purified terephthalic acid wastewater by coagulation–flocculation process as pretreatment, 19 October 2007

F. Renault, B. Sancey, P.-M. Badot, G. Crini, Chitosan for coagulation/flocculation processes – An eco-friendly approach, 25 December 2008

دیدگاهتان را بنویسید

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