روش های تصفیه شیمیایی فاضلاب

مقدمه

تصفیه شیمیایی فاضلاب یکی از مؤثرترین روش‌های حذف آلاینده‌های مختلف از پساب‌های صنعتی و شهری است. این روش‌ها بر پایه واکنش‌های شیمیایی و تغییر ماهیت آلاینده‌ها عمل می‌کنند و می‌توانند موادی را که روش‌های فیزیکی قادر به حذف آنها نیستند، از فاضلاب جدا کنند. در این مقاله به بررسی جامع روش‌های تصفیه شیمیایی فاضلاب، مزایا، معایب و کاربردهای هر کدام می‌پردازیم.

1. اصول تصفیه شیمیایی فاضلاب

1-1. تعریف تصفیه شیمیایی

تصفیه شیمیایی به فرآیندهایی گفته می‌شود که با استفاده از مواد شیمیایی و واکنش‌های شیمیایی، آلاینده‌های فاضلاب را حذف یا بی‌خطر می‌کنند. این روش‌ها معمولاً پس از تصفیه فیزیکی و قبل از تصفیه بیولوژیکی به کار می‌روند.

1-2. مزایای تصفیه شیمیایی

• توانایی حذف مواد محلول

• سرعت عمل بالا

• کنترل دقیق فرآیند

• قابلیت حذف فلزات سنگین و ترکیبات آلی مقاوم

1-3. معایب تصفیه شیمیایی

• هزینه بالای مواد شیمیایی

• تولید لجن شیمیایی

• نیاز به کنترل دقیق شرایط عملیاتی

• احتمال تشکیل محصولات جانبی خطرناک

2. روش‌های اصلی تصفیه شیمیایی فاضلاب

2-1. انعقاد و لخته‌سازی (Coagulation & Flocculation)

مراحل فرآیند:

1. انعقاد: اضافه کردن مواد منعقدکننده مانند آلوم یا PAC

2. لخته‌سازی: تشکیل ذرات بزرگتر با کمک پلیمرهای لخته‌ساز

3. ته‌نشینی: جداسازی لخته‌های تشکیل شده

کاربردها:

• حذف ذرات کلوئیدی

• کاهش کدورت

• حذف فسفر

2-2. خنثی‌سازی (Neutralization)

مواد شیمیایی مورد استفاده:

• اسیدها (سولفوریک، هیدروکلریک)

• بازها (سود سوزآور، آهک)

کاربردها:

• تنظیم pH فاضلاب‌های اسیدی یا قلیایی

• آماده‌سازی فاضلاب برای مراحل بعدی تصفیه

2-3. اکسیداسیون شیمیایی

انواع روش‌های اکسیداسیون:

1. کلرزنی: استفاده از هیپوکلریت یا گاز کلر

2. ازن‌زنی: اکسیداسیون قوی با ازن

3. پراکسید هیدروژن: همراه با کاتالیست (فرآیند فنتون)

4. پرمنگنات پتاسیم: برای اکسیداسیون انتخابی

کاربردها:

• گندزدایی

• تخریب ترکیبات آلی مقاوم

• حذف رنگ و بو

2-4. کاهش شیمیایی

مواد کاهنده متداول:

• متابیسولفیت سدیم

• سولفیت سدیم

• آهن دوظرفیتی

کاربردها:

• حذف کروم شش‌ظرفیتی

• کاهش ترکیبات کلردار

• حذف فلزات سنگین

3. فناوری‌های پیشرفته تصفیه شیمیایی

3-1. اکسیداسیون پیشرفته (AOP)

انواع فرآیندهای AOP:

1. UV/H2O2: ترکیب پراکسید هیدروژن با نور فرابنفش

2. فتوکاتالیست: استفاده از TiO2 و نور UV

3. ازن/H2O2: ترکیب ازن با پراکسید هیدروژن

مزایا:

• تولید رادیکال‌های هیدروکسیل قوی

• تخریب کامل ترکیبات آلی

• عدم تشکیل محصولات جانبی خطرناک

3-2. تبادل یونی (Ion Exchange)

انواع رزین‌ها:

1. رزین‌های کاتیونی: حذف یون‌های مثبت

2. رزین‌های آنیونی: حذف یون‌های منفی

کاربردها:

• سختی‌گیری آب

• حذف نیترات

• بازیابی فلزات با ارزش

3-3. رسوب‌دهی شیمیایی

مواد رسوب‌دهنده متداول:

• آهک

• سود سوزآور

• سولفید سدیم

کاربردها:

• حذف فلزات سنگین

• کاهش سولفات

• حذف فسفر

4. انتخاب روش مناسب تصفیه شیمیایی

4-1. عوامل مؤثر در انتخاب روش

• نوع و غلظت آلاینده‌ها

• کیفیت مورد نیاز پساب خروجی

• هزینه مواد شیمیایی

• امکانات و تجهیزات موجود

• میزان لجن تولیدی

4-2. راهنمای انتخاب روش‌ها بر اساس نوع آلاینده

5. کاربردهای صنعتی تصفیه شیمیایی

5-1. صنایع آبکاری

• حذف فلزات سنگین (کروم، نیکل، روی)

• تصفیه اسیدها و بازها

• بازیابی فلزات با ارزش

5-2. صنایع نساجی

• حذف رنگ‌های صنعتی

• کاهش COD

• خنثی‌سازی فاضلاب‌های رنگی

5-3. صنایع غذایی

• حذف چربی و روغن

• کاهش BOD و COD

• گندزدایی پساب

6. مدیریت لجن شیمیایی

6-1. ویژگی‌های لجن شیمیایی

• حجم بالا

• رطوبت زیاد

• احتمال وجود فلزات سنگین

6-2. روش‌های مدیریت لجن

1. تغلیظ: کاهش حجم با روش‌های گرانشی یا مکانیکی

2. تثبیت: کاهش سمیت با مواد شیمیایی

3. دفع: دفن بهداشتی یا استفاده مجدد

7. نتیجه‌گیری

روش‌های تصفیه شیمیایی فاضلاب با توجه به تنوع و اثربخشی بالا، جایگاه ویژه‌ای در سیستم‌های تصفیه پساب دارند. انتخاب روش مناسب باید بر اساس نوع آلاینده‌ها، هزینه‌های عملیاتی و کیفیت مورد نیاز پساب انجام شود. امروزه ترکیب روش‌های شیمیایی با فرآیندهای فیزیکی و بیولوژیکی، بهینه‌ترین راهکار برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی و شهری محسوب می‌شود. پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های اکسیداسیون پیشرفته و تبادل یونی، امکان حذف موثرتر آلاینده‌های مقاوم را فراهم کرده‌اند.

کلمات کلیدی: تصفیه شیمیایی فاضلاب، انعقاد و لخته‌سازی، اکسیداسیون شیمیایی، تبادل یونی، اکسیداسیون پیشرفته، رسوب‌دهی شیمیایی، روش‌های گندزدایی، تصفیه پساب صنعتی

در کلیپ زیر، مراحل مختلف تصفیه فاضلاب نمایش داده شده: