فاضلاب نساجی و رنگرزی

 فاضلاب های صنعتی یکی از منابع مهم آلاینده محیط زیست هستند، به طوری که گاهی غلظت COD و BOD و دیگر ترکیبات موجود در آنها به ده ها هزار میلی گرم در لیتر می رسد. پساب های رنگی، مانند پساب صنایع نساجی و رنگرزی یکی از فاضلاب های مهم صنعتی به شمار می آید که معضلات زیستی محیط پردامنه ای را به وجود آورده است. صنعت نساجی و رنگرزی یکی از بزرگترین مصرف کنندگان آب هستند. در این صنایع به علت تنوع روش های تولید، پساب های مختلفی که از نظر کمی و کیفی تفاوت زیادی با یکدیگر دارند، تولید خواهند شد. فرآیندهای رنگرزی با ورود مواد رنگ زا به فاضلاب، عمده ترین و مهم ترین عامل آلودگی در فاضلاب صنایع نساجی و رنگرزی محسوب می شوند.

در صنایع نساجی و رنگرزی معمولا از الیاف طبیعی مانند پشم، الیاف طبیعی گیاهی مانند پنبه، الیاف مصنوعی و یا مخلوط الیاف طبیعی و مصنوعی استفاده می کنند. امروزه کاربرد الیاف مصنوعی در نساجی و رنگرزی بر الیاف طبیعی پیش گرفته است.

اختلاف عمده صنایع نساجی و رنگرزی با یکدیگر در سه عامل زیر خلاصه می شود:

• نوع الیاف مصرفی
• انواع رنگ های مصرفی
• روش های مختلف رنگرزی

علاوه بر موارد ذکر شده صنایع نساجی و رنگرزی مصرف کننده موادی همچون رزین ها، انواع حلال های آلی، انواع روغن ها، انواع پاک کننده ها و سیلیکات ها خواهند بود. ضمنا اهم رنگ های مصرفی در نساجی و رنگرزی عبارت است از رنگ های اسیدی، رنگ های آزوئیک، رنگ های بازیک، رنگ های مستقیم، رنگ های دیسپرس، رنگ های دندانه ای، رنگ های راکتیو، رنگ های گوگردی، رنگ های خمی، رنگ های متال کمپلکس، رنگ دانه ها نیز هستند.

در صورت عدم تصفیه فاضلاب نساجی و رنگرزی، مواد رنگی به طور مستقیم به محیط زیست راه می یابند و آثار نامطلوبی برجای می گذارند. ورود مواد رنگی به محیط های آبی به دلیل اثر آنها بر کاهش نفوذ نور، به ایجاد اختلال در عمل فتوسنتز منجر خواهد شد. از سوی دیگر، خطر راه یابی این مواد به زنجیره غذایی انسان وجود دارد. همچنین حضور مواد رنگ زا به کاهش انتقال اکسیژن و سایر گازها به آب خواهد انجامید.

کیفیت پساب نساجی و رنگرزی

صنایع نساجی و رنگرزی از جمله بزرگترین صنایع مصرف کننده آب است و در نتیجه فاضلاب زیادی تولید می کنند. معمولا در پساب های نساجی و رنگرزی به موارد زیر برمی خوریم:

• مواد معلق که حاصل مصرف مواد شیمیایی و مواد اولیه در نساجی و رنگرزی است.
• BOD ناشی از شستشوی مواد اولیه، یا مصرف رنگ های مختلف
• ازت و فسفر ناشی از مصرف مواد پاک کننده
• درجه حرارت
• فلزات سنگینی که ناشی از مصرف رنگ های محتوی فلزات سنگین می باشد.
• اسید و قلیا که در بعضی رنگرزی ها به کار رفته و وارد فاضلاب نساجی و رنگرزی می شود و در pH آن موثر است.
• مجموع املاح محلول های فاضلاب های نساجی و رنگرزی نسبتا بالا است.

مقدار فاضلاب تولید شده در پساب های نساجی و رنگرزی تابع نوع تولید و روش رنگرزی، کیفیت مواد اولیه و کیفیت محصول تولید شده است. میزان فاضلاب تولیدی در فرآیندهای نساجی و رنگرزی مطابق جدول زیر است.

میزان متوسط BOD در فاضلاب های مختلف نساجی و رنگرزی با کاربرد مواد مختلف به قرار زیر است:

کیفیت پساب فرآیندهای مختلف نساجی و رنگرزی

شستشوی مواد اولیه : BOD و مواد معلق خیلی زیاد محتوی چربی و روغن-حرارت بالا

پشم شویی : حاوی پشم، اوره، خون، چربی، عرق و ... که باعث BOD بالا می شود. – غنی از روغن و گریس- فنل و آفت کش ها

آهارزنی: BOD و مواد معلق نسبتا بالا- pH قلیایی

رنگرزی و چاپ: BOD و مواد معلق متوسط- pH  خنثی تا قلیایی – COD نسبتا زیاد

مرسریزاسیون ( مر سری کردن) : BOD و مواد معلق کم-  pH قلیایی

شستشوی الیاف رنگ شده: BOD و مواد معلق کم – pH متغیر-املاح محلول زیاد – COD  بالا

تصفیه فاضلاب نساجی و رنگرزی

پساب نساجی و رنگرزی که حاوی رنگ است، اغلب BOD معرف آن 1 تا 26 درصد COD است، یعنی نمی توان پساب نساجی و رنگرزی را به راحتی فاضلاب شهری که BOD آن حداقل 50 درصد COD است، تصفیه و تجزیه کرد. فرآیندهای تصفیه زیستی عموما برای حذف BOD و جامدات معلق SS موثر است اما برای حذف رنگ از این فاضلاب ها کارایی زیادی ندارد، زیرا ترکیبات رنگی دارای ساختارهای مقاوم و پیچیده ای است که به روش تصفیه زیستی به راحتی قابل انجام نیست. در واقع برای کاربرد روش های زیستی، ابتدا باید روی فاضلاب، عملیات پیش تصفیه انجام دهیم.

تصفیه پساب های نساجی و رنگرزی در سه مرحله مهم زیر مورد بررسی قرار می گیرند.

• تصفیه مقدماتی
• پیش تصفیه ( برای حذف رنگ )
• تصفیه بیولوژیکی

پیش تصفیه:

متداول ترین روش های پیش تصفیه برای حذف رنگ از فاضلاب نساجی و رنگرزی شامل روش های فیزیکی – شیمیایی نظیر انعقاد و لخته سازی، انعقاد الکتریکی و اکسایش و ... که هر کدام از این روش ها دارای مزایا و معایبی هستند.

الف) روش انعقاد و لخته سازی

• اختلاط سریع مواد شیمیایی با فاضلاب
• انعقاد مواد معلق ریز
• ته نشینی مواد منعقد شده

یکی از معایب این روش تولید حجم زیادی از لجن است.

ب) انعقاد الکتریکی

روش انعقاد الکتریکی برای حذف بسیاری از مواد محلول و غیر محلول به کار می رود. فرآیند انعقاد الکتریکی در کاهش نیترات، آرسنیک، فلوراید، مواد آلی و مواد معدنی به کار رفته است و بازده حذف آن برای برخی آلاینده ها تا 90 درصد نیز مشاهده شده است.

این روش به دلیل برخورداری از مزایایی چون بازده بالای حذف، لجن دفعی اندک، زمان ماند کوتاه، هزینه کم و زمان کوتاه راه اندازی، تجهیزات ساده، بهره برداری آسان و در بسیاری موارد عدم نیاز به مواد شیمیایی به ویژه برای فاضلاب های قوی و سمی بسیار مناسب است.

با توجه به نوع آلاینده هدف، جنس الکترودها که یکی از مهم ترین عوامل در تصفیه به شمار می آید، متفاوت انتخاب می شود و با توجه به نوع الکترود انتخاب شده، pH بهینه متفاوت خواهد بود. الکترودهای به کار رفته در این فرآیند معمولا از جنس آلومینیوم و آهن هستند.

در انعقاد الکتریکی، با برقرار کردن جریان برق بین دو یا چند الکترود شناور فلزی از جنس آهن و یا آلومینیوم در نمونه فاضلاب، لخته های هیدروکسید فلزی تولید می شوند که با جذب سطحی مواد آلاینده باعث ترسیب آنها و تصفیه فاز آبی می شوند. یکی از معایب روش انعقاد الکتریکی مصرف انرژی بالا به خصوص هنگامی که نیاز به درصد حذف بالاتری از آلاینده ها باشد.