تصفیه فاضلاب از طریق فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی

تصفیه فاضلاب فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی مواد شیمیایی در طی تصفیه فاضلاب در مجموعه ای از فرآیندها برای تسریع در گندزدایی استفاده می شود.

این فرآیندهای شیمیایی که باعث ایجاد واکنش های شیمیایی می شوند، فرآیندهای واحد شیمیایی نامیده می شوند.

و در کنار فرآیندهای پاکسازی بیولوژیکی و فیزیکی برای دستیابی به استانداردهای مختلف آب مورد استفاده قرار می گیرند.

مواد شیمیایی تخصصی مانند کلر، پراکسید هیدروژن، کلریت سدیم، و هیپوکلریت سدیم (سفید کننده) به عنوان عواملی عمل می کنند که به ضدعفونی وتصفیه فاضلاب در تاسیسات تصفیه کمک می کنند.

چندین فرآیند واحد شیمیایی متمایز از جمله انعقاد شیمیایی، رسوب شیمیایی، اکسیداسیون شیمیایی، و اکسیداسیون پیشرفته، تبادل یونی و خنثی سازی و تثبیت شیمیایی وجود دارد که می تواند در حین تمیز کردن به فاضلاب اعمال شود.

• خنثی سازی

خنثی سازی شامل افزودن مواد شیمیایی به منظور تنظیم pH فاضلاب است. این شامل افزودن اسیدها (برای کاهش pH) یا قلیاها (برای افزایش pH) بسته به pH اولیه ورودی است.

• رسوب شیمیایی

رسوب شیمیایی رایج ترین روش برای حذف فلزات محلول از محلول فاضلاب حاوی فلزات سمی است. برای تبدیل فلزات محلول به شکل ذرات جامد، یک معرف رسوب به مخلوط اضافه می شود.

یک واکنش شیمیایی که توسط معرف ایجاد می شود، باعث می شود فلزات محلول ذرات جامد تشکیل دهند. سپس می توان از فیلتراسیون برای حذف ذرات از مخلوط استفاده کرد.

اینکه این فرآیند چقدر خوب کار می کند به نوع فلز موجود، غلظت فلز و نوع معرف مورد استفاده بستگی دارد. در رسوب هیدروکسید، یک فرآیند رسوب شیمیایی معمول استفاده می شود، هیدروکسید کلسیم یا سدیم به عنوان معرف برای ایجاد هیدروکسیدهای فلزی جامد استفاده می شود.

با این حال، ایجاد هیدروکسید از ذرات فلزی محلول در فاضلاب می تواند دشوار باشد زیرا بسیاری از محلول های فاضلاب حاوی فلزات مخلوط هستند.

رسوب یک فرآیند شیمیایی است که یک ماده محلول قبلی را از یک مایع جدا می کند. یک روش رایج ایجاد یک واکنش رسوبی با افزودن عوامل مناسب است.

برای مثال، از طریق بارش، فلزات سنگین به هیدروکسیدهای فلزی غیر قابل حل تبدیل می شوند. شرایط دیگر ممکن است مستلزم رسوب به کربنات ها یا سولفیدها باشد.

آنیون ها اغلب می توانند به صورت نمک های کلسیم، آهن و آلومینیوم رسوب کنند. جداسازی یون های فلوراید، به عنوان مثال، از طریق رسوب با شیر آهک حاصل می شود.

در طی تصفیه فاضلاب در تصفیه خانه، افزودن نمک هایی مانند سولفات آهن (II)، کلرید آهن یا کلرید آلومینیوم غلظت فسفات را کاهش می دهد.

رسوب فسفات می تواند به عنوان رسوب همزمان در مرحله تصفیه بیولوژیکی ادغام شود یا به عنوان یک مرحله فرآیند جداگانه بعدی اضافه شود.

• لخته سازی

در فرایند لخته سازی ذرات بسیار ریز را که به صورت معلق یا به صورت محلول های کلوئیدی وجود دارند برای حذف از آب آماده می کنند. اگر بار سطحی این ذرات بسیار ریز یکسان باشد، ذرات به دلیل دافعه الکتریکی متقابل نمی توانند در آگلومراهای بزرگتر جمع شوند.

در این مورد، مواد شیمیایی مناسب، لخته‌سازها و کمک‌های لخته‌سازی به تجمع چنین ذرات معلق کمک می‌کنند.

و باعث ایجاد تکه‌های ماکرو می‌شوند که رسوب می‌کنند. لخته سازی برای بهبود خواص ته نشینی و همچنین تخلیه لجن فاضلاب استفاده می شود.

استفاده از نمک های آهن و آلومینیوم برای لخته سازی امکان لخته شدن فسفات را به طور همزمان فراهم می کند.

• انعقاد شیمیایی

این فرآیند شیمیایی شامل بی ثبات کردن ذرات فاضلابی است که در طول لخته سازی شیمیایی جمع می شوند.

ذرات جامد ریز پراکنده در فاضلاب بارهای الکتریکی منفی سطحی (در حالت پایدار عادی خود) را حمل می کنند که از تشکیل گروه های بزرگتر و ته نشین شدن آنها جلوگیری می کند.

انعقاد شیمیایی این ذرات را با وارد کردن منعقد کننده هایی با بار مثبت که بار منفی ذرات را کاهش می دهد، بی ثبات می کند.

هنگامی که بار کاهش می یابد، ذرات آزادانه گروه های بزرگتری را تشکیل می دهند. سپس یک لخته آنیونی به مخلوط وارد می شود.

از آنجایی که فلوکولانت در برابر مخلوط با بار مثبت واکنش نشان می دهد، یا گروه های ذرات را خنثی می کند یا بین آنها پل هایی ایجاد می کند تا ذرات را به گروه های بزرگتر متصل کند.

پس از تشکیل گروه های ذرات بزرگتر، می توان از ته نشینی برای حذف ذرات از مخلوط استفاده کرد.

• اکسیداسیون شیمیایی/کاهش و اکسیداسیون پیشرفته

تصفیه فاضلاب فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی با معرفی یک عامل اکسید کننده در طی اکسیداسیون شیمیایی، الکترون ها از اکسیدان به سمت آلاینده های فاضلاب حرکت می کنند.

سپس آلاینده ها دستخوش تغییرات ساختاری شده و به ترکیبات مخرب کمتری تبدیل می شوند. کلرزنی قلیایی از کلر به عنوان یک اکسید کننده در برابر سیانید استفاده می کند.

با این حال، کلرزنی قلیایی به عنوان یک فرآیند اکسیداسیون شیمیایی می تواند منجر به ایجاد ترکیبات کلردار سمی شود و ممکن است مراحل بیشتری مورد نیاز باشد.

اکسیداسیون پیشرفته می تواند به حذف هر گونه ترکیب آلی که به عنوان محصول جانبی اکسیداسیون شیمیایی تولید می شود،

از طریق فرآیندهایی مانند جداسازی بخار، جداسازی هوا، یا جذب کربن فعال کمک کند.

از واکنش های ردوکس برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود. هیدروکربن‌های کلردار و آفت‌کش‌ها را می‌توان با استفاده از درمان ازن و پراکسید هیدروژن به طور موثر از فاضلاب حذف کرد.

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته همچنین برای تجزیه مواد دارویی مانند آنتی بیوتیک ها یا داروهای سیتواستاتیک که ممکن است در آب یافت شوند استفاده می شود. از فرآیندهای احیا نیز می توان برای تبدیل یون های فلزات سنگین به سولفید استفاده کرد.

• تبادل یون

تصفیه فاضلاب فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی هنگامی که آب بیش از حد سخت است، تمیز کردن آن دشوار است و اغلب یک بقایای خاکستری باقی می‌گذارد. (به همین دلیل است که لباس‌هایی که در آب سخت شسته می‌شوند اغلب رنگ تیره‌ای را حفظ می‌کنند.)

فرآیند تبادل یونی، مشابه فرآیند اسمز معکوس، می‌تواند برای نرم کردن آب استفاده شود.

کلسیم و منیزیم یون های رایجی هستند که منجر به سختی آب می شوند. برای نرم شدن آب، یون های سدیم با بار مثبت به شکل نمک کلرید سدیم محلول یا آب نمک وارد می شوند.

یون‌های کلسیم و منیزیم سخت با یون‌های سدیم مبادله می‌کنند و یون‌های آزاد سدیم به سادگی در آب آزاد می‌شوند.

با این حال، پس از نرم شدن مقدار زیادی آب، محلول نرم‌کننده ممکن است با یون‌های کلسیم و منیزیم اضافی پر شود که نیاز به شارژ مجدد محلول با یون‌های سدیم دارد.

• جذب شیمیایی

جذب فرآیندی است که در آن مواد بر روی سطوح یک جسم جامد به دلیل نیروی واندروال جمع می شوند.

این فرآیند یک فرآیند فیزیکی است – وقتی همان اتفاق در نتیجه یک پیوند شیمیایی رخ می دهد، این فرآیند به عنوان جذب شیمیایی شناخته می شود.

در تصفیه فاضلاب، کربن فعال اغلب برای اتصال به عناصر محلول در آب استفاده می شود که در مراحل اولیه فرآیند تصفیه مانند مکانیکی یا بیولوژیکی حذف نمی شوند.

رنگ‌ها از رنگ‌های نساجی، باقیمانده‌های دارویی، آرسنیک و فلزات سنگین نمونه‌هایی از موادی هستند که می‌توانند به طور موثر از طریق این فرآیند حذف شوند.

ترکیب فرآیند تصفیه فاضلاب

بسته به ترکیب فاضلاب، تصفیه شیمیایی و فیزیکی اغلب در مراحل جداگانه انجام می شود.
کارشناسان محیط زیست DAS به طور موثر این مراحل فرآیند را با فناوری فاضلاب مناسب به عنوان راه حلی کارآمد و مقرون به صرفه برای تصفیه فاضلاب مشتری ترکیب می کند.

فاضلاب های حاوی مواد نامحلول در آب یا کلوئیدها به طور موثر از طریق فرآیندهایی مانند ته نشینی، فیلتراسیون و جداسازی گریز از مرکز تصفیه می شوند.

شناورسازی، جایی که ذرات ماده به دلیل نیروهای چسبنده به حباب های هوا می چسبند، فرآیند دیگری است که بسته به ترکیب فاضلاب، متخصص محیط زیست DAS اغلب به عنوان بخشی از مرحله تصفیه فیزیکی از آن استفاده می کند.

تمیز کردن اولیه مکانیکی و مطمئن برای تصفیه فاضلاب های بهداشتی به منظور جلوگیری از آسیب در مراحل بعدی تصفیه اهمیت ویژه ای دارد.

تصفیه فاضلاب شیمیایی، آلاینده هایی را که در فاضلاب حل می شوند مجبور می کند تا از طریق افزودن هدفمند مواد خاص، راحت تر جدا شوند.

در طول بارش، ماده ای که قبلاً حل شده است به ماده ای محلول تبدیل می شود که می تواند از مایع فیلتر شود. روش های دیگر حذف آلاینده ها تبادل یونی، لخته سازی، UV و تصفیه ازن است.

در نتیجه پردازش فاضلاب برای استفاده, بازیافت و استفاده ی مجدد نشان دهنده ی یکپارچگی فناوری های متمایزی است که شامل سیستم های تصفیه ، فیلتر مکانیکی ، مواد شیمیایی تخصصی ، تجهیزات طراحی شده ویژه و خدمات تصفیه فاضلاب جهت به دست آوردن راه حل های رضایت بخش برای چالش های تصفیه آب است.