تصفیه خانه فاضلاب صنایع سلولزی:

با پيشرفت تکنولوژي و تعدد صنايع مختلف، پسآب حاصل از فرآيندهاي صنعتي تهديدي جدي براي محيط زيست به شمار ميرود. در اين بين، صنايع با بار آلودگي زياد که نقش عمده اي در آلودگي زيست محيطي ايفا ميکنند.  بالایی دارندBOD و COD سبب ايجاد مشکلاتي در تصفيه فاضلاب اين صنايع ميشود که اين امر لزوم متمايز کردن روشهاي تصفيه فاضلاب اين صنايع را بيش از پيش بيان ميکند. صنايع سلولزي از جمله صنايع مهم و زيربنايي کشور است که طيف وسيعي از فعاليت ها را به خود اختصاص مي دهد. يکي از مهم ترين صنايع سلولزي، کارخانجات توليد خمير کاغذ و تخت فيبر است که به عنوان آلاينده زيست محيطي مطرح می باشند. الزم است که پسآب صنايع سلولزي و خمير کاغذ قبل از ورود به آبهاي پذيرنده، توسط سيستم مناسبي تصفهي شوند که روش نانوفيلتراسيون بعد از تيمار بيولوژيکي لجن فعال روش مناسبي براي خالص سازي پسآب براي استفاده مجدد در فرآيند توليد کاغذ می باشد.با رشد روز افزون جمعيت و گسترش صنايع، حفظ کيفيت آبها به لحاظ آلودگي از اهميت ويژه اي برخوردار است. اگر اين منابع مهم حياتي دستخوش آلودگي هاي ميکروبي و شيميايي شوند آسيب هاي فراواني بر محيط زيست و در نهايت به بشريت وارد خواهد شد که جبران آن يا غيرممکن است و يا با صرف هزينه هاي بسيار گزافي همراه است. از جمله صنايعي که نقش عمده اي در آلودگي آبهاي پذيرنده دارند، صنايع سلولزي و خمير کاغذ است. مصرف زياد آب در اين صنايع و نوع فرآيندهاي موجود، سبب شده تا مقادير زيادي پسآب با بار آلودگي بالا در بخش هاي مختلف فرآيند توليد شود. مواد خام مصرفي و نيز مواد شيميايي به کار رفته در قسمت هاي مختلف و نوع بهره برداري، باعث آلودگي فزاينده پسآب شده است .در فناوري نوين نانو با بکارگيري روشهاي متنوعي ميتوان آب را از پسآبهاي آلوده براي مصارف کشاورزي، صنعتي و حتي خانگي بازيافت کرد. همچنين استفاده از فناوري نانو در راستاي کاهش اثرات سوء زيست محيطي به عنوان يکي از راهکارهاي مديريتي مطرح است و نانو تکنولوژي به عنوان جبران کننده زيانهاي زيست محيطي ناشي از ضايعات صنعتي شناخت ميشود  و پسآب حاصل از صنايع سلولزي عموماً از فرآيندهاي شستشو و تبديل آن به روش مکانيکي يا شيميايي منشاء ميگيرد. سلولز به عنوان مهمترين هيدرات کربن (از نظر حجم ، اندازه و مقاومت در برابر تجزيه ) در پسآب صنايع سلولزي وجود دارد. ليگنين و مشتقات آن به واسط وجود زنجيره هاي به پيوست کربن از نوع بي فنيل و ساير زنجيره ها در برابر تجزي مقاوم بوده و علاوه بر ايجاد رنگ در پسآب، از فرآيند فتوسنتز در آبهاي پذيرنده توسط گياهان، جلوگيري مي کند. ثبات اکوسيستم هاي آبي و حيات آبزيان و مصرف کنندگان ثانويه به دليل اين اثرات نامطلوب مورد تهديد قرار ميگيرد . مشتقات ليگنين، تاننها و ترکيبات فنل کلرين شده با وزن مولکولي که در شرايط بي هوازي قابل تجزيه هستند. ليگنين و تانن ها با وزن مولکولي زياد به شرايط بي هوازي مقاوم اند. وجود مواد آلي مقاوم در برابر پسآب اين صنايع، باعث محدوديت در قابليت حذف بار آلي در تصفيه بي هوازي ميشود و همچنين مواد سمي پسآب صنايع سلولزي ممکن است از متابوليسم مواد قابل تجزيه زيستي جلوگيري کند. اين مواد سمي شامل ترکيبات رزين چوب، ترکيبات فنل کلرين شده و تانن ها هستند که در غلظتهاي ناچيز داراي سميت زيادي براي باکتريهاي متان در تصفيه بي هوازي مي باشند. مشتقات ليگنين تا حدودي از عمل متان سازي جلوگيري ميکند. ترکيبات رزين چوب  نظير اسيدهاي رزين و ترپن هاي فرار نيز در حدود 70 درصد از اکسيژن خواهي شيميايي را به خود اختصاص مي دهند .

2-ويژگي های پسآب های صنعتي صنايع سلولزی :

به طور کلي صنايع خميرکاغذ از جمل صنايعي به شمار ميرود که مقدار آلاينده ها در پسآب آنها زياد ميباشد و لذا تيمار پسآب در اين صنعت ضروري ميباشد. قسمت اعظم پسآبهاي صنعتي صنايع خميرکاغذ از فرايند خميرسازي ناشي ميشود که عمدتاً حاوي آلاينده جامدات معلق، رنگ و مواد کلوئيدي ميباشند. به صورت عام، عمليات تيمار پسآب برپاي حذف مواد جامد و اکسيژن خواهي بيولوژيك  متمرکز ميباشد. تيمار بيولوژيك پسآب تا آنجايي انجام مي شود که پسآب نهايي فاقد مواد سمي باشند. در غير اين صورت، اگر ميزان عامل رقيق سازي پسآب تيمار شده نهايي در حد کمي بوده و آن را در محيطهايي مثل درياچه ها، رودخانه ها يا دره ها رها کنيم ، علاوه بر تاثير منفي روي زيبايي آن محيط، وجود مواد آلاينده و سمي براي طبيعت بسيار مضر و بحراني محسوب ميشود. همچنين، وجود مواد جامد آلي در پسآب تخليه شده در آبهاي طبيعي مشکل رسوب اين مواد را به دنبال داشت و بسيار مضر تلقي ميشود. زيرا در شرايط کمبود اکسيژن، فعاليت باکتريهاي غير هوازي روي رسوب مواد جامد آلي منجر به توليد متان و سولفيد هيدروژن ميشود. اين گاز بوي تخم مرغ گنديده دارد و همچنين سمي نيز ميباشد .

2-1 -روشهای مختلف تصفیه پسآب های صنعتي صنايع سلولزی:

1-1-2تیمار اولیه:

اين مرحل تيمار براي زدودن مواد جامد و الياف معلق از پسآب انجام ميگيرد. زدودن مواد جامد قابل رسوب و معلق با زمان ماندگاري مناسب در زلال ساز بطور مطلوبي صورت ميگيرد. مواد جامد (لجن اوليه ( ته نشين شده در کف زلال ساز توسط دو بازوي مکانيکي به صورت دوره اي در يك چاه فاضلاب دفع مي شوند. اين بازوها به وسيله سيستم متحرک دستگاه زلال ساز به متصل شده اند و مواد زائد را به يك سرعت ثابت به چاه تخليه ميکنند. سرعت بازوهاي مکانيکي ميتواند بسته به نياز از سريع تا آرام متغیر باشد. کيفيت عمل دستگاه زلال ساز از طريق ضريب حذف مواد جامد، که خود تابعي از سرعت ورود آب به درون زلال ساز است اندازه گيري ميشود. معمولا زلال ساز اوليه براي ميزان بين 8000 تا 2000 ليتر آب در فوت مربع در روز طراحي ميشود .در حدود 81-31 درصد از BOD کل نيز در مرحله تيمار اولي حذف مي شود. اين مقدار BOD به همراه مواد جامد ته نشين شده در زلال ساز بوده و به عنوان لجن اوليه حذف ميشود. در بعضي موارد در عمليات تيمار اوليه بجاي يك زل ساز ت نشين کننده از يك زلال ساز بر پايه سيستم شناور سازي استفاده مي شود. در اين نوع زلال ساز، هوا ابتدا تحت فشار به آب )حل شده( دميده شده و سپس بصورت حبابهاي ريزي آزاد مي شود. ذرات معلق و مواد جامد ب ايهن حباب هاي ريز هوا متصل مي شوند. اين عمل دانسیته ذرات منفرد را کاهش داده و سبب مي شود در سطح مايع شناور شوند. سپس ذرات شناور شده در سطح ، الي اي از مواد جامد شناور را تشکيل مي دهند و اين الي توسط يك بازوي مکانيکي متحرک از روي سطح مايع زدوده شده و به يك مخزن يا چاه ريخته ميشود. در مرحل بعد اين مواد براي آبگيري بيشتر ب يك مخزن ذخيره لجن پمپ مي شوند.گاهي اوقات براي بهبود ته نشيني مواد جامد از برخي پليمرها استفاده ميشود. اين عمل سبب افزايش هزينه عمليات شده ولي کارآيي تيمار اوليه را بهبود مي بخشد.

2-1-2تیمار ثانویه :

معمولا جريان سرريز خروجي از زلال ساز اوليه به مرحل بعدي يعني جايي که نياز به اکسيژ ن مواد آالينده به صورت بيولوژيك و تحت شرايط هوازي برآورده ميشود، ميرود. ميکرو ارگانيزمها )اغلب باکتري ها(، آالاينده هاي آلي را به عنوان غذا مصرف ميکنند. حذف BOD سهبب تشکیل برخي از مواد جامد بيولوژيك ميشود ک در ساير زلال سازها، که زلال ساز ثانويه ناميده مي شوند، ته نشين مي شوند. يك بخش مهم در اغلب فرآيندههاي بيولوژيك هوازي، هوادهي و هم زدن کافي اسهت تها از ايجاد شرايط غيرهوازي جلوگيري شود. فرآيند غيرهوازي اغلب براي تيمار پسآ ب هاي بهداشهي مهورد اسهتفاده قهرار ميگيرد اما معموال براي تيمار پسآب کارخان خمير وکاغذ استفاده نمي شود. زيرا حجم ايهن پسآب زيهاد بوده و حاوي مقادير زياد گوگرد نيز مي باشهد  .)تيمار بيولوژيك هوازي را مي توان با روشهاي مختلفي انجام داد ک ب عواملي مثل ويژگيههاي پسهآب ، سهطح در دسهترس و درجه تيمار مورد نياز براي رفع محدوديت ها بستگي دارد. در بيشتر موارد الزم است مواد ت ذي کننده شهيميايي مانند نيتروژن و فسفر براي انجام فعاليت متابوليك افزوده شوند. ساده ترين شکل تيمار هوازي، تاالب هاي بزرگ هوادهي است ک در آنها از هواده ها يا پراکنده سازهاي مکانيکي براي حل کردن مقادير زياد اکسيژن در پسآب استفاده مي شود. افزودن حدود 1/0 ميلي گرم بر ليتر اکسيژن در سرتاسر تاالب و زمان نگهداري حدود 70-1 روز متداول است. اگر فضاي کافي در اختيار باشد تاالب ههوادهي روش مطلهوب اکسيداسهيون بيولوژيك است، هزين هاي سرماي اي و عملياتي نيز معموال در اين روش کمتر از هزين هاي سيست لجن فعال است. سيست لجن فعال و بسياري از مدل هاي عملياتي اصالح شده آن، متداولترين روش تيمارپسآب ب شمار مي رود.

3-1-2-زدودن رنگ:

رنگ قهوه اي پسآب کارخان خمير از عمليات خمير سازي شيميايي و رنگ بري منشهء مي گيهرد .وجود رنگ ب ترکيبات تانن و ليگنين موجود در چوب نسبت داده مي شود. تجزي و تخريب بيولوژيك ايهن ترکيبات بسيار کند است. همانگون ک ذکر شد تنها در مواردي ک فاکتور رقيق سازي جريهان آب دريافهت کننده پسآب نسبتا ک باشد وجود رنگ ايجهاد مشهکل مهي کنهد. روش مهورد اسهتفاده يهك روش انعقهاد فيزيکي- شيميايي است. اين روش موجب انعقاد ذرات رنگ شده و با استفاده ازمهواد کمهك کننهده به ته نشيني، ميزان ت نشين شدن مواد جامد بهبود مي يابد. مواد شيميايي مورد استفاده عبارتند از :

1-آهك

2-آلوم به همراه پليمر

3-پليمر

هر سه روش موثر ولي گران هستند. زيرا منجر به هزينه هاي زياد براي توليد لجن اضافي و آب گيري زياد و دفع زائدات مي شوند.

2-1-4 نانو فیلتراسیون:

يکي از کاربردهاي فناوري نانو استفاده از نانو فيلترها است ک گام مؤثري در حفظ محيط زيست و صرف جويي در انرژي شناخت مي شود. نانو فيلترها براساس منافذشان ب 8 گروه: ميکرو، اولترا و نانوفيلترها طبق بندي شده اند. غشاهاي نانو فيلتراسيون معموالً از3 الي تشکيل ميشود. الي هاي نازک و متراک عمل جداسازي و الي محافظ عمل حفاظت در برابر فشار سيست را انجام مي دهد. غشاها در اشکال مختلف مارپيچي، صفح اي، لول اي و فيبري هستند. نانوفيلتراسيون يك فرآيند جداسازي تحت فشار ما بين اسمز معکوس و اولترا فيلتراسيون است. نانو فيلتراسيون نسبت ب اسمز معکوس و اولترا فيلتراسيون برتري دارد، چرا ک در اولترا فيلتراسيون مقدار آالينده هاي مصرفي نسبت ب حد مجاز باالتر بوده و در اسمز معکوس ميزان خلوص آب حاصل بيشتر از حد محصول است ک پيامد آن افزايش قيمت اين روش استعموما پس از تيمار بيولوژيکي براي خالص سازي پسآب از غشاي اولترافيلتراسيون استفاده ميکنند. اما فقط در تعداد کمي از مطالعات مانند خالص سازي پسآب خميرکاغذ از غشاي نانو فيلتراسيون استفاده ميشود. نانوفيلتراسيون کلي ذرات معلق، ويروس ها و باکتري هاي آب را بدون نياز ب هيچ گون مواد افزودني از بين برده و باعث حذف کامل رنگ )بيشتر از 8/99 )%مي شود. زيرا بعد از نانوفيلتراسيون ترکيباتي با وزن مولي بسيار زياد )از قبيل ليگنين، محصوالت حاصل از تخريب آنها( در غشاي نانوفيلتراسيون نگ داشت شده و پسآب تصفي شده براي استفاده مجدد در صنايع خمير و کاغذ بسيار مناسب مي باشد )حسني و همکاران،7890 .)از ديگر مزاياي استفاده از نانوفيلتراسيون در تصفي آب و پسآب عبارتند از: حذف نمکهاي چند ظرفيتي )از قبيل آهن، منگنز، اوراني و برخي آفت کش ها(، امکان توليد ميزان آب تصفي شده در مقياس وسيع، از بين بردن انواع باکتري، ويروس و ميکروارگانيزم ها، حذف آالينده هاي آلي، حفظ مواد معدني مورد نياز سالمت انسان، از بين بردن اثرات مخرب زيست محيطي، حذف کدورت، سختي و شوري آب، پايين بودن هزين تصفي و عدم نياز ب افزودن مواد شيميايي زيان آور براي محيط زيست و انسان.

گروه مهندسی  پتروپایدارمفید آماده ارائه خدمات مشاوره ، اجرای پروژ های تصفیه و تأمین تجهیزات مرتبط سیستم های تصفیه صنایع سلولزی می باشد.