تصفیه فاضلاب آبکاری

تصفیه فاضلاب آبکاری تولید شده توسط صنایع آبکاری فلزات که حاوی مقادیر بسیار بالای آلاینده هایی است که برای محیط زیست و سلامت افراد بسیار خطرناک و مضر می باشد، همزمان با سختگیرانه تر شدن قوانین زیست محیطی مربوط به تخلیه فاضلاب و افزایش روز افزون مقدار فاضلاب تولیدی، نیاز به روشی کارآمد و اقتصادی برای حذف آلاینده های خطرناک به خصوص فلزات سنگین، دارد.

پکیج پالاباکس سری I این شرکت با بهبود فرایند الکتروکواگولاسیون و رفع موانع تکنیکال در این فرایند، سیستمی کارا و راهکاری مقرون به صرفه برای تصفیه فاضلاب آبکاری، عرضه می‌دارد.

چه مواردی پالاباکس سری I را منحصر به فرد می نماید:

عملکرد چندگانه

تصفیه فاضلاب آبکاری به جهت دارا بودن طیف گسترده ای از آلاینده ها، نیازمند مراحل چندگانه متفاوتی است. پالاباکس سری I تمامی مراحل تصفیه را تماماً در یک پکیج انجام می دهد. این امر کاهش قابل توجه هزینه ساخت و فضای مورد نیاز را در پی دارد.

کاهش مصرف مواد شیمیایی

پکیج تصفیه فاضلاب پالاباکس سری I برای تصفیه فاضلاب آبکاری از فرایند الکتروکواگولاسیون بهره می برد. این سیستم از نقطه نظر مصرف مواد شیمیایی، تنها به تنظیم pH نیازمند است.

کاهش مصرف انرژی

بر خلاف سیستم های تصفیه معمول که دارای تجهیزات الکترومکانیکال مصرف کننده انرژی متعدد هستند، پالاباکس سری I تنها به منظور انجام فرایند، به مقادیر بهینه شده و کم انرژی نیازمند است، در نتیجه بهره برداری از این سیستم را مقرون به صرفه می نماید.

بالاترین راندمان تصفیه فاضلاب آبکاری

واحد تحقیق و توسعه این شرکت با درک نگرانی صاحبان صنایع  با بهینه سازی المان‌های مختلف موثر بر فرایندهای مورد نیاز، عملکرد پالاباکس سری I را برای دستیابی به استانداردهای زیست محیطی با صرف حداقل انرژی و منابع مالی، ارتقاء داده اند.

استفاده مجدد از فاضلاب

هزینه های مرتبط با مصرف آب را به جهت استفاده مجدد از پساب پس از تصفیه فاضلاب آبکاری ها توسط پالاباکس سری I می توان به نحو چشمگیری کاهش داد.

حداقل تولید لجن

از جمله مشکلات مهم در تصفیه خانه های فاضلاب علی الخصوص تصفیه فاضلاب آبکاری ها، هزینه‌های بالای مربوط به دفع لجن و مشکلات مرتبط با تصفیه لجن است. پالاباکس سری I به گونه ای بهینه‌سازی شده است که علاوه بر کاهش حجم لجن تولیدی، خروجی لجن ایمن و مطابق با استانداردهای دفع لجن خواهد داشت.

حداقل نیاز به بهره برداری و نگهداری

سیستم کنترل مرکزی پالاباکس سری I کلیه فرایندها و عملکردهای سیستم را به صورت کاملاً اتوماتیک کنترل می نماید لذا نیاز به نیروی بهره‌بردار را تقریباً به صفر می رساند  و تنها بازدیدهای دوره ای به منظور اطمینان از عملکرد نرمال سیستم، کافی است.

شناخت ماهیت و مروری بر روش های تصفیه فاضلاب آبکاری

طبق قوانین زیست محیطی موجود و همچنین با توجه به محدودیت و بحران شدید آب در کشور، تمام صنایع از جمله صنایع آبکاری پیش از تخلیه فاضلاب خود به شبکه های فاضلاب و علی‌الخصوص محیط زیست می بایست اقدام به پیش تصفیه و تصفیه فاضلاب خود نمایند و در همین راستا قوانین زیست محیطی و مربوط به تخلیه فاضلاب به محیط استانداردهای سختگیرانه‌تری را در مورد فلزات سنگین و سایر آلاینده های نگران کننده تعیین کرده است. با توجه به موارد فوق، روشی با راندمان بالا و هزینه های پایین برای حذف فلزات سنگین به نیاز اصلی صنایع در تصفیه فاضلاب آبکاری تبدیل شده است.

تصفیه فاضلاب آبکاری که شامل آلاینده های مختلفی از قبیل فلزات سنگین، مواد آلی، سیانید و جامدات معلق با غلظت بسیار بالا می باشد و تهدیدی جدی برای سلامت افراد و محیط زیست محسوب می شود ضروری است. اما فلزات سنگین با توجه به غلظت و سمیت بسیار بالا در این دسته از فاضلاب‌ها، برای انسان و حیات سایر موجودات مهم ترین نگرانی در فرآیندها به ویژه در تصفیه فاضلاب آبکاری می‌باشند. فلزات سنگینی که چالش تصفیه فاضلاب آبکاری می باشند، در اکثر موارد شامل کادمیم، کروم، مس، سرب، نیکل، نقره، روی و طلا می باشند. جدول زیر نشان دهنده ی استانداردهای جهانی (BPT) مربوط به فاضلاب صنایع آبکاری می باشد.

در حال حاضر روش متدوال مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب آبکاری ها فرایندهای شیمیایی می باشند. فرآیندهای مورد استفاده در این روش ها برای تصفیه فاضلاب آبکاری ها شامل ترسیب فلزات سنگین، لخته سازی، ته نشینی و تخلیه می باشد. این فرآیندها بسیار زمان بر بوده و نیازمند تجهیزات فراوانی می باشند. هر مرحله از فرآیند تصفیه در این روش در مخزن جداگانه ای انجام شده و فرآیند کلی تصفیه نیاز به تنظیمات مختلف pH، افزودن اسید، منعقد کننده ها، آهک یا سود سوزآور و پلیمرهای لخته ساز دارد. علاوه بر موارد فوق، حجم تولید لجن/مواد زائدی که دارای غلظت بالای فلزات سنگین می باشند، زیاد بوده و این مواد نیز نیاز به دفع به روش های صحیح و بی خطر دارند.

در حال حاضر بهترین روش مورد استفاده برای حذف فلزات سنگین و سایر آلاینده های خطرناک در تصفیه فاضلاب آبکاری ها، تثبیت این مواد در ساختاری غیراشباع می باشد تا از ورود و نفوذ آنها به محیط در زمان دفع زائدات در محل های دفع زباله جلوگیری شود. این راهکار معمولا در تصفیه خانه های فاضلاب و از طریق واکنش زائدات تولید شده با مواد شیمیایی ای که به عنوان اصلاح کننده ها شناخته می شوند، انجام می شود و منجر به تصفیه مخلوط می گردد.

این روش موجب بالا رفتن هزینه های تصفیه و تحمیل تجهیزات اضافی به تصفیه خانه می شود. دفع زائدات تولید شده با این روش تصفیه فاضلاب باعث افزایش 50 تا 200 درصدی هزینه های کلی فرآیند تصفیه، بسته به ماهیت و میزان فلزات موجود در فاضلاب، خواهد شد. با این حال می توان گفت هزینه های مربوط به حذف مواد غیر سمی و غیرخطرناک 50 تا 70 درصد کمتر از مواد سمی و خطرناک (در حجم و وزن) یکسان است. توجه به این نکته که هزینه های کلی تصفیه فاضلاب دربرگیرنده هر دو بخش تصفیه و دفع مواد زائد می باشد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است و بهترین روش ممکن باید با در نظر گرفتن هزینه های مربوط به این دو بخش انتخاب شود.

به عنوان مثال در مطالعاتی که در ایالات متحده و در ایالت میشیگان بر روی یک واحد صنعتی که به طور متوسط روزانه 2000 گالن فاضلاب حاوی مقادیر بسیار زیاد کادمیوم تولید می کند، صورت گرفت، هزینه ی تصفیه آب چیزی در حدود 25000 تا 30000 دلار در سال و هزینه ی مربوط به تجهیزات دفع مواد زائد نیز 16000 تا 20000 دلار در سال برآورد شد که این نتایج نشان دهنده ی هزینه های بالای مربوط به دفع مواد زائد می باشد.

روش های معمول تصفیه

در این روش، ترسیب روش جایگزین برای حذف فلزات سنگین محلول است. ترسیب فلزات سنگین موجب کاهش غلظت تمام فلزات می گردد. نکته ی کلیدی برای موفقیت این روش، میزان انحلال پذیری ترکیبات فلزی ته نشین شده می باشد؛ اگر فلزی قادر به تشکیل ترکیبی نامحلول باشد، می توان آن ترکیب را توسط زلال سازی و فیلتراسیون حذف نمود.

روش های محدودی برای ترسیب فلزات سنگین وجود دارد، که برخی از آنها استفاده از هیدروکسیدها، سولفیدها و کربنات ها می باشند. با این حال دو روش اصلی که در حال حاضر بیشترین استفاده را دارند، هیدروکسیدها و سولفیدها می باشند. هر دو روش شامل واکنش کاتیون های فلز با ^–S² یا ^–OH برای تشکیل سولفیدها یا هیدروکسیدهای فلزی نامحلول می باشند :

M²⁺ + 2OH^– → M(OH)₂

M²⁺ + S^2- → MS

اما پرکاربردترین روش برای تصفیه فاضلاب آبکاری ترسیب فلزات سنگین با استفاده از هیدروکسیدها می باشد که این فرآیند به شدت به pH حساس می باشد. فاضلاب صنایع آبکاری حاوی فلزات مختلفی با غلظت بالا می باشد بنابراین قبل از انجام فرآیند تصفیه، تشخیص pH بهینه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اغلب هیدروکسیدهای فلزات سنگین در pH در بازه‌ی 9/5 – 8/5 ترسیب می شوند. خارج از این محدوده، هیدروکسیدهای فلز ممکن است کامل شکل نگیرند و یا مجددا به حالت محلول درآیند. جدول زیر نشان دهنده pH مناسب برای ترسیب هیدروکسیدهای فلزی می باشد.

هیدروکسیدهای فلزات سنگین به صورت ذرات باردار کلوئیدی ته نشین می شوند که برای کاهش بار و بزرگتر شدن اندازه ذرات نیاز به افزودن منعقد کننده هایی مانند آلوم یا آهن دارند. برای تسریع روند ته نشینی، ذرات منعقد شده با استفاده از لخته سازها به لخته تبدیل می شوند. ته نشینی لجن/لخته های حاوی آهن در زلال ساز یا مخزن ته نشینی صورت می گیرد. سپس سیال تصفیه شده در صورت تامین استانداردهای مورد نظر، تخلیه شده و لجن با عبور از فیلتر پرس فشرده شده و محصولی نیمه جامد تولید می کند. شکل زیر نشان دهنده ی یک سیستم تصفیه می باشد.

با وجود آنکه ترسیب توسط سولفید و کربنات وابستگی کمتری به pH داشته و توانایی تولید خروجی با کیفیتی را نیز دارد، اما به دلیل سمی بودن سولفید، واکنش پذیری بالای لجن حاوی سولفید با اسیدها و تولید گاز سمی هیدروژن سولفید و خطرناک بودن دفع لجن سولفید دار از آن استفاده زیادی نمی شود. علاوه بر موارد فوق قیمت این مواد شیمیایی نیز بسیار بالا می‌باشد به عنوان مثال ترسیب توسط کربنات 4 تا 8 برابر و ترسیب با سولفید 10 تا 20 برابر گرانتر از هیدروکسید می باشد.

دفع لجن

دفع لجن حاصل از تصفیه فاضلاب آبکاری ها همواره مشکلی اساسی و چالش برانگیز بوده است. همواره این احتمال وجود دارد که با خارج شدن pH از محدوده ی بهینه ی خود، فلزات سنگین ترسیب شده دوباره به حالت محلول بازگردند. تجزیه زباله های شهری و مواد هومیک باعث تولید اسیدهای آلی (کاهش pH) شده و همین امر موجب افزایش میزان حلالیت فلزات سنگین می گردد (پراکنده شدن آنها در محیط). زائدات دارای سولفید و سیانید نیز با اسیدهای آلی واکنش داده و گازهای سمی ای مانند هیدروژن سولفید و هیدروژن سیانید تولید می کنند.

برای کاهش تاثیر نامطلوب بر روی آب های زیرزمینی می بایست لجن و سایر زائدات را در محل‌های مخصوص دفع زباله و پسماند قرار داد. در مواردی که این امکان مهیا نمی باشد، نیاز به استفاده از سیستم های جمع آوری برای حذف فلزات سنگین از لجن و سایر زائدات می باشد.

روش تصفیه پیشنهادی آویسا

روش های معمولی که در حال حاضر برای تصفیه فاضلاب آبکاری ها مورد استفاده قرار می‌گیرند بسیار زمان بر بوده و نیازمند استفاده از تجهیزات فراوانی می باشند، به خصوص در مواردی که از فرآیندهای ناپیوسته استفاده می شود. در این فرآیندها از مواد شیمیایی مختلف و در برخی موارد سمی استفاده می شود که بسیاری از آنها نیز در آب و هوای سرد دچار یخ‌زدگی می شوند.

برخی مشکلات مربوط به این مسئله شامل گرفتگی لوله های ورودی و تجمع مواد جامد در کف مخازن تغذیه می باشد که می توانند موجب تغییرات شدید در میزان حلالیت مواد شیمیایی گردد. این امر می تواند باعث بروز اختلال در فرآیند تصفیه شده و نیاز به استفاده بیشتر از مواد شیمیایی گردد. همچنین در برخی موارد برای رفع این مشکل نیاز به استفاده از سیستم های گرمایشی در محل قرار گیری مخازن تغذیه می باشد که این کار موجب بالا رفتن هزینه های تصفیه می شود. از طرف دیگر، روش ترسیب روش مطمئنی برای حذف تمام فلزات موجود در فاضلاب نمی باشد چرا که تمام فلزات در یک pH مشترک ته نشین نمی شوند و تا زمانی که جریان خروجی به استانداردهای تخلیه نرسد نیاز به تصفیه مجدد می باشد.

فرایند الکتروکواگولاسیون روش دیگری است که توانسته است در حذف بسیاری از آلاینده‌های موجود در انواع فاضلاب موفق عمل نماید. یکی از ویژگی های این فرایند، عملکرد بسیار مناسب در حذف انواع آلاینده ها در تصفیه فاضلاب آبکاری ها می باشد. از این رو واحد R&D این شرکت اقدام به باز طراحی و بهینه سازی این فرایند نموده است. این امر موجب کاهش هزینه‌های ساخت، نگهداری و بهره برداری و افزایش کارایی این سیستم شده است.