تصفیه پساب رنگ و رزین

پساب صنعت رنگ و رزین از شستشوی مخازن رنگ و تولید رزین بوجود می آید و دارای آلایندگی و سمیت بالایی است. پساب این صنعت عمدتا حاوی مواد آلی، رنگ، حلال ها و مواد شیمیایی مختلف است که برای محیط زیست و سلامت انسان خطرناک می باشد. برای تصفیه این نوع پساب، می توان از روش های فیزیکی، شیمیایی و زیستی استفاده کرد.  برای تصفیه این نوع پساب، روشهای مختلفی پیشنهاد میشود که عبارتند از:

• انعقاد و لخته سازی

یکی از روش های شیمیایی که در تصفیه پساب رنگ و رزین کاربرد دارد، روش انعقاد و لخته سازی است. در این روش، با اضافه کردن مواد منعقدکننده و کمک منعقدکننده به پساب، مواد آلوده در آب به صورت لخته های قابل جداسازی تجمع می کنند. سپس با استفاده از فرایندهای ته نشینی، فلوتاسیون یا فیلتراسیون، لخته ها از آب جدا میشوند. برای بهینه سازی این روش، باید به عوامل مؤثر بر فرایند انعقاد و لخته سازی مانند شدت و زمان همزدن، غلظت و نوع مواد منعقدکننده و کمک منعقدکننده، دما، pH و خصوصیات پساب توجه داشت. برای تعیین بهترین شرایط فرایند، معمولا از آزمایش جارتست استفاده میشود.

• الکتروکواگولاسیون

روش الکتروکواگولاسیون یک روش شیمیایی است که با اعمال جریان الکتریکی به الکترودهای فلزی، مواد منعقدکننده و گازهای شناورساز را در محل تولید می کند. این روش مزایایی مانند کاهش مصرف مواد شیمیایی، افزایش کارایی حذف رنگ و COD، کاهش زمان واکنش و حجم لجن دارد. این روش برای تصفیه پساب های رنگ و رزین کاربرد دارد.
برای اجرای روش الکتروکواگولاسیون، نیاز به یک راکتور الکتروشیمیایی است که دارای الکترودهای فلزی از جنس آلومینیوم یا آهن است. الکترودها معمولا به صورت صفحات یا مشبک قرار می گیرند. با اعمال جریان الکتریکی به الکترودها، آند فلزی انحلال پیدا کرده و یون های باردار تولید می کند. این یون ها با خنثی کردن بار سطحی ذرات کلوئیدی، باعث تجمع و لخته شدن آنها می شوند. همچنین با الکترولیز آب، گاز هیدروژن و اکسیژن تولید می شود که با صعود به سطح، لخته ها را شناور می کنند. سپس با استفاده از دستگاه های جداساز، لخته ها از آب جدا می شوند.

Emerging usage of electrocoagulation technology for oil removal from wastewater: A review – ScienceDirect

برای بررسی و بهینه سازی عملکرد روش الکتروکواگولاسیون، باید به پارامترهای مؤثر بر فرآیند توجه کرد. این پارامترها عبارتند از:

• با افزایش شدت جریان، سرعت انحلال آند و تولید گاز هیدروژن افزایش می یابد. این عامل باعث افزایش کارایی حذف رنگ و COD میشود. اما همچنین باعث افزایش مصرف انرژی و لجن نیز میشود. بنابراین باید یک شدت جریان بهینه تعیین کرد.
• با افزایش غلظت رنگ در پساب، کارایی حذف رنگ و COD کاهش میابد. زیرا با افزایش غلظت رنگ، مقاومت الکتریکی پساب کاهش میابد و در نتیجه جریان الکتریکی کاهش میابد. بنابراین باید یک غلظت رنگ مناسب برای ورود به راکتور انتخاب کرد.
• pH: pH پساب تأثیر مستقیم بر فرایند انعقاد دارد. با افزایش pH، کارایی حذف رنگ و COD افزایش میابد. زیرا با افزایش pH، سرعت هیدرولیز یونهای فلزی افزایش میابد و در نتیجه بار سطحی ذرات کلوئیدی سریعتر خنثی میشود. اما همچنین با افزایش pH، مصرف آند و لجن نیز افزایش میابد. بنابراین باید یک pH بهینه تعیین کرد.
• اکسیداسیون پیشرفته (AOP)

روش اکسیداسیون پیشرفته یک روش شیمیایی است که با تولید رادیکالهای آزاد هیدروکسیل، مواد آلوده در پساب را اکسیده و تجزیه میکند. برای اجرای روش اکسیداسیون پیشرفته، نیاز به یک راکتور شیمیایی است که دارای منابع تولید رادیکال های آزاد هیدروکسیل است. این منابع ممکن است شامل مواد شیمیایی مانند یاآب اکسیژنه و نمک آهن یا آب اکسیژنه و ازن باشند. همچنین ممکن است شامل منابع فوتوشیمیایی مانند باشند. با ترکیب این منابع، مقدار بیشتر و کاراتر رادیکال های آزاد هیدروکسیل تولید می شود.

• جاذب سطحی

روش جاذب سطحی یک روش فیزیکی است که با استفاده از مواد جاذب مانند زغال فعال، نانوذرات، لجن، خاکستر، پوست میوه و غیره، مواد آلوده در پساب را جذب و از آب جدا میکند. این روش برای تصفیه پسابهای رنگ و رزین کاربرد دارد، زیرا این نوع پسابها حاوی مواد آلی، رنگ، حلالها و مواد شیمیایی مختلف هستند که برای محیط زیست و سلامت انسان خطرناک هستند.

برای اجرای روش جاذب سطحی، نیاز به یک ستون بستر ثابت است که دارای ماده جاذب در داخل آن است. پساب وارد ستون شده و با ماده جاذب تماس پیدا میکند. در این فرایند، مواد آلوده به سطح ماده جاذب چسبیده و در نتیجه از آب حذف میشوند. سپس آب تصفیه شده از خروجی ستون خارج میشود.

• تصفیه بیولوژیکی

روش بیولوژیکی یکی از روشهای مهم تصفیه پساب رنگ و رزین است که با استفاده از موجودات ریز ذرهبینی مانند باکتریها، قارچها و جلبکها، مواد آلی و آلایندههای موجود در پساب را تجزیه و تبدیل به محصولات کم ضرر یا بیضرر می کند. این روش معمولاً در حضور یا غیاب اکسیژن انجام میشود و بسته به نوع پساب، ممکن است نیاز به فرآیندهای همراه داشته باشد. برخی از فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه پساب رنگ و رزین عبارتند از:

• فرآیند لجن فعال

  در این فرآیند، پساب با لجن فعال (مخلوطی از موجودات ریز ذرهبینی) در یک رآکتور هوادهی شده تماس پیدا میکند و سپس به یک ته نشین کننده منتقل میشود که در آن لجن فعال از آب جدا شده و بخشی از آن به رآکتور بازگردانده میشود

• فرآیند اوربال

  در این فرآیند، پساب با لجن فعال در یک رآکتور هوادهی شده تماس پیدا میکند و سپس به یک تهنشینکننده منتقل میشود که در آن لجن فعال از آب جدا شده و بخش کمتری از آن به رآکتور بازگردانده میشود. این فرآیند باعث کاهش حجم لجن تولید شده و بهبود کارایی حذف نیتروژن و فسفر میشود

• فرآیند رآکتور ناپیوسته با عملیات متوالی (SBR)

  در این فرآیند، پساب و لجن فعال در یک رآکتور هوادهی شده قرار داده میشود که دارای چندین دوره عملکرد است. در هر دوره، پساب تغذیه، هوادهی، تثبیت، تخلیه و بازگشت لجن صورت میگیرد. این فرآیند دارای قابلیت کنترل بالای شرایط عملکرد و حذف نوسانات پساب ورودی است.

• فرآیند هیدروليز-اسيدوژنز-متانوژنز

  در اين فرآيند، پساب باكتري هاي بي هوازي تحت شرايط خاصي قرار داده مي شود كه در آن مواد آلي به CO2 و CH4 تبديل مي شوند. اين فرآيند باعث كاهش مقدار لجن توليدي و توليد گاز متان به عنوان يك منبع انرژي مي شود.

• فرآیند رآکتور بیهوازی بافل دار (ABR)

  در این فرآیند، پساب با لجن فعال بیهوازی در یک رآکتور شامل چندین محفظه متصل به هم با وسیله بافلها قرار داده میشود. در هر محفظه، یک مرحله از فرآیند هیدرولیز-اسیدوژنز-متانوژنز صورت میگیرد. این فرآیند دارای سادگی طراحی و نگهداری و کارایی بالای حذف مواد آلی است.

این روشها بسته به نوع و خصوصیات پساب، مقدار آلاینده ها، استانداردهای زیست محیطی و هزینه های اقتصادی انتخاب می شوند. همچنین، استفاده از مواد جدید با قابلیت تجزیه زیستی، بازیافت و استفاده مجدد از مواد شیمیایی، ساخت رآکتورهای آزمایشگاهی و صنعتی، کاربرد نانومواد به عنوان جاذب و کاتالیست و انرژی های تجدیدپذیر از جمله فناوریهای دوستدار محیط زیست هستند که در حوزه تصفیه پساب صنعت رنگ و رزین قابل بررسی و پژوهش هستند.