تصفیه فاضلاب صنعتی به روش اکسیداسیون شیمیایی
تصفیه فاضلاب صنعتی به روش اکسیداسیون شیمیایی
تصفیه فاضلاب صنعتی به روش اکسیداسیون شیمیایی یکی از روش های نوین برای تصفیه فاضلاب هایی می باشد که به روش های معمول قابل تصفیه نیستند. عموم تصفیه خانه های فاضلاب به روش لجن فعال فعالیت دارند. لجن فعال یک فعالیت زیستی می باشد و در صورت حضور مواد سمی و مواد با تغییرات پی اچ زیاد امکان اجرا صحیح فرآیند تصفیه نمی باشد. مثلاحذف رنگ از فاضلاب صنايع نساجي يكي ازمشكلات اصلي اين صنعت است که با روش های متعارف تصفیه امکان پذیر نیست.
قابليت تجزيه بيولوژيكي در اين فاضلاب ها پايين است، براي مثال نسبت BOD / COD براي رنگ هاي راكتيو بلو 21 ، دايركت بلو 80و وات ويولت به ترتيب برابر با 0.056 ، 0.016و 0.092مي باشد، بنابراين روش هاي متداول تصفيه قادر به اكسيداسيون بيولوژيكي اين مواد نمي باشند. همچنين از خصوصيات رنگ هاي آزو وجود پيوند N=N كه بيش از 50درصد رنگ هاي صنعتي را تشكيل مي دهند. كه 50تا 70درصد آنها در فاضلاب باقي مي مانند. و غير قابل تجزيه بيولوژيكي هستند. همچنين وجود غلظت فراوان رنگ، تركيبات شيميايي مختلف، فلزات سنگين و مقادير بالاي نمك هاي غيرآلي و مواد معلق، قابليت تجزيه بيولوژيكي آنها را مشكل كرده است. تصفیه فاضلاب صنعتی به روش اکسیداسیون شیمیایی یکی از راه های حل های پیش رو جهت صنایع رنگرزی است.
فرایندهای اکسایش پیشرفته
به طور کلی فرایندهای اکسایش پیشرفته در برگیرنده کلیه فرایندهایی هستند که در انها با روش های مختلف رادیکال های فعال هیدروکسیل تولید می شوند. از انجا که رادیکال های هیدروکسیل قدرت اکسید کنندگی بسیار بالایی دارند. باعث تجزیه کامل اکثر الاینده ها می گردند. فرایندهای اکسایش پیشرفته در برگیرنده روش های مختلفی است که اسامی تعدادی از انها در شکل زیر امده است.
کاربرد مشترک ازن و اشعه فرابنفش
ازون یک مولکول ناپایدار است که خاصیت اکسندگی بسیار بالایی دارد. ازون در تصفیه پساب های صنعتی به منظور اکسید کردن سیانید به سیانیت و اکسیداسیون فنول ها و رنگ ها به مواد با سمیت کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. برای افزایش کارایی ازون از ترکیب مشترک ازون با اشعه فرابنفش استفاده می کنند. واکنش انجام گرفته در فرایند اکسایش به وسیله ازون و اشعه فرابنفش به صورت زیر نشان داده می شود.
به دلیل کارایی این فرایند تحیقات زیادی در زمینه تجزیه و تخریب انواع آلاینده های آلی خطرناک با استفاده از فرایند اکسایش ازون و اشعه فرابنفش انجام گرفته است. مهمترین مواد الاینده آلی حذف شده با این فرایند عبارتند از
- ترکیبات آلی فرار از آب
- ترکیبات آلی فرار از هوا
- ترکیبات آلی کلردار، تتراکلراید
- انواع سموم دفع آفات کشاورزی
- انواع رنگ های نساجی و مواد رنگ زای آلی
- ترکیبات فنلی
فرایند فتوفنتون
مطالعات اخیر نشان می دهد که روش فتوفنتون روش موثری در حذف ترکیبات آلی است. این فرایند سیستم های زیر را در بر می گیرد. مکانیسم پیچیده این روش در شکل زیر نشان داده شده است.
مهمترین مواد آلاینده ای که به کمک این روش می توان آنها را حذف کرد عبارتند از
- متیل ترسیو بوتیل اتر
- دیوکسین و فوران
- حلال های آلی
- ترکیبات آلی فرار
- مواد رنگرزی مورد استفاده در صنایع رنگ رزی و نساجی
فرایندهای اکسایش فتوکاتالیزی
یکی از فرایندهای اکسایش پیشرفته که در سال های اخیر به منظور حذف انواع آلاینده از آب های آلوده مطالعه و پیشنهاد شده است روش های اکسایش فتوکاتالیزی می باشند. طی این فرایند مواد آلاینده موجود در آب در اثر تابش اشعه فرابنفش و در حضور کاتالیزورهای نیمه رسانا مانند دی اکسید تیتانیم و اکسید روی و تولید شدن رادیکال های فعال هیدروکسیل به طور کامل به دی اکسید کربن و آب و یا سایر مواد بی ضرر تجزیه می شوند. در حال حاضر فرایندهای فتوکاتالیزی به طور گسترده ای به عنوان یک روش مناسب جهت حذف عوامل بیماری زا و میکروب های مقاوم مورد توجه واقع شده اند. مکانیسم فتوکاتالیزی در تصویر زیر به نمایش گذاشته شده است.
به دليل ناكارآمدي روش هاي بيولوژيكي در حذف رنگ، از روش هاي ديگر فيزيكي يا فرآيندهاي شيميايي نظير انعقاد و لخته سازي، شناورسازي ، فيلتراسيون غشايي، تجزيه الكتروشيميايي، پرتودهي، رسوب دهي، استفاده از امواج ماوراء صوت، احياء شيميايي جذب سطحي و فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته AOP بصورت مجزا و يا توام با فرآيندهاي بيولوژيكي جهت حذف رنگ از فاضلاب صنعت استفاده مي شود در جدول زیر مزايا و معايب برخي از فرآيندهاي غيربيولوژيكي رنگ زدايي در فاضلاب صنايع نساجي آمده است :
لخته سازي ترسيب
مواد شيميايي گوناگوني را مي توان براي انجام فرايند لخته سازي ـ ته نشيني به فاضلاب اضافه كرد كه عبارتند از:
- اضافه كردن نمك آهن- Ca(OH)2كه روش نسبتاً ساده و ارزان قيمت است، اما هزينه هاي جداسازي و دفع لجن بايستي مدنظر قرار گيرد.
- ناپايدارسازي تركيبات محلول با اضافه كردن نمك هاي آهن و آلومينيم و اضافه كردن پلي الكتروليت ها براي تقويت تجمع جامدات و شكل گيري لخته هاي بزرگ و قابل ته نشيني.
حذف مواد قابل ته نشيني شكل گرفته با ته نشيني، شناورسازي و فيلتراسيون قابل دسـتيابي است. اگر هدف بازيافت آب باشد، خالص سازي بيشتر با استفاده از روش هاي جذب سطحي صورت مي گيرد. در حال حاضر اين روش ها كه بر پايه ايجاد حجم زيادي لجن حاوي تركيبات با قابليت تجزيه پذيري بيولوژيكي ضعيف هستند، بايستي پس از بهينه سازي دقيق شرايط فرايند، مورد استفاده قرار گيرند. بطور كلي روش هاي فيزيكي و شيميايي متداول كارايي مناسبي در حذف رنگ ندارند.
