تصفیه شیرابه

تصفیه شیرابه

تصفیه شیرابه یكی از روش هاي مدیریت آن است که هدف اصلی‌اش رساندن سطح آلاینده هاي موجود در شیرابه به حدي ایمن است به گونه اي كه رها سازي آن در محیط زیست یا كاربرد مجدد آن براي مصارف مختلف از جمله كشاورزي را بلامانع كند. با وجود این که روش‌های مختلف فیزیکی- شیمیایی و بیولوژیکی برای تصفیه شیرابه مورد استفاده قرار می‌گیرند ...

روش‌های مختلف تصفیه شیرابه

تصفیه شیرابه یكی از روش هاي مدیریت آن است که هدف اصلی‌اش رساندن سطح آلاینده هاي موجود در شیرابه به حدي ایمن است به گونه اي كه رها سازي آن در محیط زیست یا كاربرد مجدد آن براي مصارف مختلف از جمله كشاورزي را بلامانع كند. با وجود این که روش‌های مختلف فیزیکی- شیمیایی و بیولوژیکی برای تصفیه شیرابه مورد استفاده قرار می‌گیرند اما به دلیل تنوع شیرابه‌ها، هیچکدام از آن‌ها توانایی تصفیه کامل انواع شیرابه را ندارند. در انتخاب گزینه مناسب نسبت BOD/COD می‌تواند پارامتر اثرگذاری باشد. این نسبت با گذشت زمان و مسن تر شدن شیرابه کوچک‌تر می‌شود و به کارگیری روش‌های بیولوژیکی را با محدودیت روبرو می‌کند، درنتیجه به منظور رفع این مشکل می‌توان روش‌های مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را با یکدیگر ادغام کرد. به طورکلی روش‌های مرسوم برای تصفیه شیرابه به سه گروه بیولوژیکی، فیزیکی- شیمیایی و تلفیقی تقسیم بندی می شوند که در ادامه توضیح مختصری در رابطه با هریک از آن‌ها ارایه شده است. 

تصفیه شیرابه

1. روش‌های بیولوژیکی

روش های بیولوژیکی از مرسوم ترین شیوه‌های تصفیه شیرابه هستند. راهبری آسان و هزینه های پایین از ویژگی های مثبت این روش‌ها بوده و در صورت بالا بودن نسبت BOD5/COD این روش ‌ها انتخاب مناسبی می باشند. بسته به میزان اکسیژن موجود، فرایندهای بیولوژیکی به دو دسته هوازی و بی هوازی تقسیم می‌شوند. در شرایط هوازی میکروارگانیسم ها ترکیبات آلی را به CO2 و لجن و در شرایط بی هوازی به بیوگاز یعنی CO2 و متان تبدیل می کنند. از  سیستم‌های هوازی به منظور تصفیه شیرابه با غلظت های پایین تر استفاده می شود. از سیستم های رشد معلق مانند لجن فعال، لاگون های هوادهی، SBR و همچنین از سیستم های رشد چسبیده مانند بیوفیلترها بدین منظور استفاده می‌شود. به منظور تصفیه شیرابه های با بار آلی بیشتر می توان از سیستم های بی هوازی استفاده كرد. حذف نیتروژن از ویژگی های مثبت روش های بی هوازی است. روش‌های بی هوازی قادر به كاهش چشمگیر بار آلی شیرابه هستند، هرچند فرایندها در آن به كندی صورت می گیرد و نیازمند زمان ماند بالا می باشد. با وجود مزایای زیاد روش های بیولوژیکی، مقادیر زیادی از مواد آلی تجزیه ناپذیر در فاضلاب خروجی باقی می ماند.

2. روش‌های فیزیکی شیمیایی

توجه به عدم توانایی روش های بیولوژیکی در تصفیه مواد غیر قابل تجزیه بیولوژیکی و افزایش تولید این گونه مواد در سالیان اخیر و همچنین نیاز به بی خطرسازی كامل آلایندهای تولیدشده، استفاده از روش های فیزیکی شیمیایی به تنهایی یا به همراه سایر روش ها افزایش یافته است. این روش‌ها منجر به افزایش راندمان یا سهولت کار در هنگام مختل شدن اکسیداسیون بیولوژیکی می‌شوند. روش های انعقاد و لخته سازی، ترسیب شیمیایی، جذب، فیلترهای غشایی، تبادل یونی و اكسیداسیون شیمیایی از جمله این روش های فیزیکی-شیمیایی هستند که در ادامه توضیحات مختصری در رابطه با آن‌ها داده می‌شود.

1-2 انعقاد و لخته سازی

در این روش با افزودن گونه ای از مواد منعقدكننده به شیرابه، ذرات كلوئیدی باردار موجود در آن خنثی شده و قابلیت تجمع می یابند؛ سپس در مرحله لخته سازی به یکدیگر چسبیده و ذرات بزرگ تر با قابلیت ته نشینی را ایجاد می نمایند كه به راحتی قابل جداشدن از محیط هستند. این روش به عنوان پیش تصفیه قبل از فرایند اسمز معکوس یا بیولوژیکی و همچنین به منظور جداسازی آلاینده های تجزیه ناپذیر در انتهای سیستم های تصفیه كاربرد دارد.

2-2 ترسیب شیمیایی

از ترسیب شیمیایی غالباً برای حذف ترکیبات غیرقابل تجزیه بیولوژیکی، آمونیاک و فلزات سنگین موجود در شیرابه استفاده می شود. از مزایای این روش می توان به سادگی و ارزان بودن آن اشاره کرد. طی این فرایند یون‌های حل شده در محلول توسط واکنش‌های شیمیایی به جامدات غیر محلول تبدیل می‌شوند تا به وسیله ته نشینی و یا فیلتراسیون جداسازی شوند از معایب ترسیب شیمیایی می توان به بازده پایین در حذف COD، حساسیت به pH، نیاز به دوز بالای رسوب کننده و همچنین تولید لجن اشاره کرد.

3-2 جذب

جذب فرآیند انتقال جرم است كه در آن ماده ای از فاز مایع به سطح یک جامد منتقل شده و توسط فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی بر روی آن قرار می گیرد. جذب به منظور حذف مواد آلی سرطان زا مانند فلزات سنگین و ترکیبات سخت تجزیه پذیر از شیرابه مورداستفاده قرار می گیرد. به دلیل ظرفیت حذف بالا، ساختار متخلخل جاذب‌ها و واكنش های سطحی، امروزه از جاذب هایی چون كربن فعال پودری یا گرانوله به صورت گسترده به منظور حذف آلاینده ها از شیرابه استفاده می شود. 

4-2 فیلترهای غشایی

همانطور که از اسم این روش مشخص است، اساس کار فیلترهای غشایی، عبور مایع از نوعی صافی می‌باشد. فرایندهای غشایی با مصرف کم انرژی و عدم نیاز به فضای زیاد، قادر به جداسازی دامنه وسیعی از ذرات محلول و معلق از فاضلاب می‌باشند. به همین دلیل، امروزه این فرایندها در زمره‌ی روش‌های تصفیه مطلوب و مقرون به صرفه قرار می‌گیرند. چهار گروه از فیلترهای غشایی پرکاربرد در تصفیه شیرابه عبارتند از میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس. میکروفیلتراسیون به تنهایی گزینه مناسبی برای تصفیه نمی باشد و معمولاً از آن همراه با سایر فیلترهای غشایی و یا در کنار سایر روش‌های تصفیه برای حذف مواد معلق و کلوییدی از شیرابه استفاده می‌شود. از معایب روش اسمز معکوس می توان به رسوب غشا و مصرف انرژی بالا اشاره کرد. با این وجود استفاده مناسب از روش اسمز معکوس برای تصفیه شیرابه به کنترل مداوم رسوب غشا نیاز دارد. علاوه بر این باید به این نکته توجه داشت که انتخاب غشای مناسب برای تصفیه شیرابه به عوامل مختلفی مانند pH، دما، ویژگی‌های فاضلاب و نوع و غلظت مواد موجود در شیرابه بستگی دارد. 

5-2 تبادل یونی

تبادل یونی، تبادل برگشت پذیر یون‌ها بین فاز جامد و مایع است که قادر به حذف یون‌های فلزی و مواد آلی محلول در آب و فاضلاب می‌باشد. تبادل یونی می‌تواند به وسیله رزین‌ها و یا مواد پلیمری مصنوعی که با پیوند کووالانسی با گروه‌های عاملی فعال متصل شده‌اند، انجام شود. علاوه بر رزین‌ها، تبادل یونی با استفاده از زئولیت‌های طبیعی، مواد معدنی سیلیکاتی طبیعی و کائولینیت به دلیل کم هزینه بودن و فراوانی زیاد، برای از بین بردن فلزات سنگین استفاده می‌شود. معمولاً پیش از تبادل یونی استفاده از فرایندهای بیولوژیکی یا سیستم‌های پیش تصفیه مناسب (به عنوان مثال برای حذف مواد معلق از شیرابه) لازم است. از معایب بزرگ این سیستم می‌توان به هزینه عملیاتی بالای آن اشاره کرد.

6-2 اکسیداسیون شیمیایی

اكسیداسیون شیمیایی به طور گسترده در تصفیه فاضلاب های سخت تجزیه پذیر و شیرابه مورد مطالعه قرارگرفته است؛ در این میان، فرایندهای اكسیداسیون پیشرفته كاربرد بسیاری در این زمینه یافته اند. اغلب این روش های تصفیه به جز ازن زنی ساده، از تركیبی از روش ها تشکیل یافته اند كه با تلفیق فرایندهایی چون ازن زنی، كاربرد اكسیدكننده هایی چون پراكسید هیدروژن و پرسولفات، انواع تابش ها مانند ماورا بنفش، اولتراسونیک و مایکروویو، كاربرد كاتالیست هایی همچون فلزات واسطه و فتوكاتالیست ها و ... به تصفیه زائدات می پردازند. به کارگیری روش های اكسیداسیون غالباً منجر به دو نتیجه می شود:
• ماده آلاینده به پایدارترین وضعیت خود اكسید شده و با تبدیل شدن به دی اكسید كربن و آب به طور كامل معدنی سازی می شود.
• با شکسته شدن تركیبات سخت تجزیه پذیر، قابلیت تجزیه بیولوژیکی آن افزایش یافته؛ از این رو توسط سیستم های بیولوژیکی قابل تجزیه است.

3. فرایندهای تلفیقی

تحقیقات ثابت کرده است که تلفیق دو یا چند روش نسبت به استفاده از یک روش به تنهایی، راندمان بیشتری در تصفیه شیرابه دارد. این امر می تواند به این دلیل باشد که استفاده از دو یا چند روش باعث هم افزایی مزایای مربوط به هر روش و غلبه بر محدودیت های آن می شود. فرایندهای تلفیقی برای تصفیه شیرابه به سه دسته تقسیم بندی می شوند:
• تلفیق دو یا چند روش تصفیه فیزیکی-شیمیایی
• تلفیق دو یا چند روش تصفیه بیولوژیکی
• تلفیق روش های فیزیکی-شیمیایی و بیولوژیکی
معیارهای اصلی برای انتخاب روش مناسب تصفیه شیرابه شامل راندمان، هزینه و آثار زیست محیطی فرایند مورد استفاده است.

تصفیه شیرابه
 

امتیاز دهید :
ثبت نظر
کد امنیتی