تصفیه شيميايی

مقاله ها

تصفیه شیمیایی بسیار پیچیده تر از روش فیزیکی می باشد و در این فرآیند از انعقاد شیمیایی و انعقاد الکتریکی استفاده می شود. در این شیوه که از کلر و ازن به عنوان ماده های اصلی واکنش نام برده می شود، با کمک تبادل یونی و تنظیمPH  تصفیه صورت می پذیرد. مواد شیمیایی از باز تولید باکتری ها در آب جلوگیری می کنند و باعث خالص شدن آب می شوند. این روش به دلیل تولید لجن بسیار در انتهای فرآیند که سمی و بسیار پر هزینه می باشد، خیلی توصیه نمی شود. طی این پروسه، انواعی از مواد و واکنش های شیمیایی برای تصفیه پساب به ویژه تصفیه فاضلاب های صنعتی استفاده می شوند.

ذرات کلوئیدی و چربی و روغن موجود در فاضلاب و پساب های صنعتی و بهداشتی با توجه به بار الکتریکی بالایی که دارند قادر به ته نشینی در کف تصفیه خانه نیستند. تنها راه تصفیه این ذرات سنگین با استفاده از روش های شیمیایی است تا حد امکان بتوان از غلظت و سنگینی این ذرات کاست. هنگامی که این بارهای الکتریکی وزن خود را از دست می دهند توانایی اتصال به یکدیگر را پیدا می کنند و لایه ای لخته شکل در کف استخر یا روی سطح شناور فاضلاب به وجود می آید. در مرحله پایانی می توان با کمک اویل اسکیمر نسبت به جمع آوری این لایه اقدام کرد.

در حالت کلی تصفیه شیمیایی شامل موارد حذف مواد آلی قوی، حذف فلزات سنگین، حذف BOD، کنترل بو فاضلاب، و کنترل PH فاضلاب می شود. از مهمترین کاربردهای روش های شیمیایی تصفیه فاضلاب می توان به ترسیب، انعقاد و اکسیداسیون اشاره کرد. برخلاف روش های فیزیکی و بیولوژیکی تصفیه فاضلاب، این روش منجر به افزایش TDS پساب می شود که میتواند در واحد های پس از واحد تصفیه شیمیایی مشکل ساز باشد.

روش جمع آوری و منعقد کردن ذرات موجود در پساب با توجه به نوع آنها متفاوت بوده و می توان از پکیج فلوکولانت استفاده کرد. اساس کار این پکیج ها با تزریق پلی الکترولیت یا پلی آکریل آمید بوده و نوع مواد و پودری که در آن استفاده می گردد و به دو نوع کاتیونی و آنیونی طبقه بندی می شوند.

ترسیب

ترسیب شیمیایی متداول ترین روش برای حذف فلزات محلول از فاضلاب صنعتی حاوی فلزات می باشد که کیفیت پساب را تحت تاثیر قرار دهد. این واکنش که به طور کامل به PH وابسته است و چگونگی عملکرد این فرآیند به نوع فلز موجود، غلظت فلز و نوع معرف مورد استفاده بستگی دارد. این روش در راستای داشتن خروجی پساب زلال و با کیفیت بهتر از مواد شیمیایی جهت ترسیب شدن مواد و ته نشینی مواد معلق استفاده می شود. موادی مانند فسفر، فلزات سنگین از قبیل مس، جیوه، نیکل، باریوم و سانیوم و روی با این روش قابل حذف خواهند بود. واکنش های بسیاری در این شیوه رخ می دهد که ما به نام برخی از آنها اشاره می کنیم. آنها شامل واکنش های زاج، آهک، فرو سولفات و آهک، و فریک کلراید می شوند.

ضمنا این شیوه با سه حالت واکنش را شروع میکند. پیش ترسیب، ترسیب همزمان و پس ترسیب از مراحل این روش شیمایی هستند. لازم به ذکر است که در فرایند ترسیب گاهی خود آب با ذرات موجود در فاضلاب واکنش می دهد. از آنجاییکه ذرات موجود در فاضلاب به دو گروه آب دوست و آب گریز تقسیم می‌شوند و در این میان ذرات آب دوست تمایل زیاد برای واکنش با آب دارند.

انعقاد

هدف از انعقاد و لخته سازی استفاده از مواد منعقد کننده در جدا سازی ذرات کلوئیدی و محلول از فاضلاب که دارای بار الکتریکی منفی می باشد. با استفاده از این مواد، ذرات کلوئیدی و کوچک به صورت لخته و ذرات بزرگی تبدیل می شوند که بر اثر نیروی وزن ته نشین می شوند. این ذرات کلوئیدی، چربی و روغن موجود در فاضلاب و پساب های صنعتی و بهداشتی به کمک روش تصفیه بیولوژیکی قابل حل نبوده و تنها راه تصفیه آنها، کمک گرفتن از روش های تصفیه شیمیایی می باشد.

در این روش با استفاده از مواد منعقد کننده بار الکتریکی ذرات را تا حد امکان کاهش می دهند. لازم به ذکر است که از نمک های آلومینیوم و آهن در بسیاری از مواقع به عنوان مواد منعقد کننده استفاده می شوند. در این هنگام ذرات کلوئیدی که بار الکتریکی خود را از دست داده اند به هم متصل شده و لایه ای لخته مانند را به وجود می آورند. این لایه ها یا در کف استخر ته نشین شده یا بر روی سطح فاضلاب شناور می شوند و با کمک اویل اسکیمر قابل جمع آوری می شوند.

این فرآیند شیمیایی شامل بی ثبات سازی ذرات فاضلاب است. نوع و مقدار مصرف ماده منعقد کننده را می توان با آزمایش جار تعیین نمود. مهم ترین مواد منعقد کننده در فاضلاب عبارتند از پولیمرها و پلی الکترولیت ها، سولفات ها و هیدرات های آلومینیوم. افزودن مواد منعقد کننده به فاضلاب مقدار لجن بدست آمده در استخرهای ته نشینی را دو تا سه برابر می کند و به طبع آن، حجم منبع های هضم لجن و مقدار گاز تولید شده نیز افزایش می یابد.

اکسیداسیون شیمیایی

این روش نیز در تصفیه آب و فاضلاب کاربرد دارد که نوعی از ترکیبات اکسیژن خالص را به آب یا فاضلاب اضافه می کنند. واکنش های اکسیداسیون از جمله واکنش های مهم در فرآیند  تصفیه شیمیایی فاضلاب به شمار می روند. این مواد با ایجاد رادیکال های هیدروکسیل در آب به از بین بردن آلودگی های آلی بسیار کمک می کنند.  در تصفیه خانه های فاضلاب شهری  از باکتری های هوازی برای پایدار سازی و جدا کردن مواد موجود در فاضلاب استفاده می کنند. اکسیداسیون شیمیایی به دو روش کلاسیک و پیشرفته انجام می شود. این روش برای تخریب مواد دارویی مانند آنتی بیوتیک ها یا داروهای سیتواستاتیک که ممکن است در آب یافت شوند، نیز استفاده می شود.