طراحی و اجرای سیستم تصفیه فاضلاب صنعتی
صنایع شیمیایی مقدار زیادی آب شیرین مصرف می‌کنند و درعین‌حال فاضلاب تولید می‌کنند که باید قبل از تخلیه تصفیه شود؛ زیرا مواد شیمیایی سمی خطرات قابل‌توجهی برای محیط‌زیست ایجاد می‌کنند. اگر آب تصفیه شده قابل‌استفاده مجدد باشد، مصرف آب شیرین را می‌توان به میزان قابل‌توجهی کاهش داد. به‌عنوان‌مثال، چین در سال‌های اخیر سالانه حدود 20 میلیارد تن پساب صنعتی تولید کرده است. در حال حاضر مجموعه دیجی شیمی سرویس به‌عنوان یکی از ارائه‌دهندگان خدمات ویژه طراحی و اجرای سیستم‌های تصفیه فاضلاب صنعتی، امکان بهره‌برداری حداکثری از پساب‌های صنعتی به کارگاه‌ها، کارخانه‌ها، شرکت‌ها و همین‌طور مولدهای تولیدی و مجموعه‌های مختلف را می‌دهد. این چند مزیت مهم خواهد داشت. اول این که در هزینه‌ها صرفه‌جویی شده و در درجه دوم، عملیات پاک‌سازی برای محیط‌زیست یک منطقه یک منفعت مهم خواهد بود. موضوع طراحی سیستم تصفیه فاضلاب صنعتی بخصوص در ایران دغدغه مهمی است. اگر جستجویی در اینترنت داشته باشید، با شرکت‌ها و مراکز مختلفی مواجه می‌شوید که در این زمینه فعالیت می‌کنند. آن‌ها به شما امکان استفاده از پلن‌های مختلف را می‌دهند. یکی از این پلن‌ها که مدت‌زمان نسبتاً طولانی است مورداستفاده قرار می‌گیرد. طراحی و اجرای سیستم فاضلاب صنعتی بر مبنای حذف شن، ته‌نشینی و استفاده از بیورآکتور خواهد بود.
فرایندهای کلی اجرای سیستم تصفیه فاضلاب صنعتی
سنتز فرایند، مدل‌سازی و آزمایش‌ها اجزای اصلی در طراحی تصفیه‌خانه‌های فاضلاب صنعتی هستند. ازآنجایی‌که فاضلاب صنعتی حاوی آلاینده‌های خاص فرایند است و از نظر ماهیت بسیار متنوع است، اطلاعات محدودی در انتخاب بهترین واحد تصفیه برای یک فاضلاب صنعتی معین با استفاده از روش‌های اکتشافی در دسترس است. آزمایش‌ها می‌توانند با تعیین بهترین واحد تصفیه برای فاضلاب صنعتی و به‌دست‌آوردن پارامترهای مدل برای شبیه‌سازی فرایند قابل‌اطمینان‌تر، توسعه صفحه جریان مبتنی بر اکتشاف را تکمیل کنند. این در نهایت منجر به یک تصفیه‌خانه فاضلاب صنعتی با کارایی بالا و مقرون‌به‌صرفه می‌شود. تصفیه فاضلاب فرایند تبدیل پساب به آب آشامیدنی است تا بتوان آن را به داخل بدنه‌های آبی تخلیه کرد تا بتوان آن را مخلوط کرد و به دلیل فرایند تصفیه طبیعی دوباره از آن استفاده کرد. فاضلاب معمولاً حاوی مواد شیمیایی سمی، باکتری‌ها و سایر رزین‌های مضر است. هدف واحد تصفیه کاهش آلاینده‌ها تا حد قابل قبولی است تا بتوان آن را دوباره به محیط تخلیه کرد. اگر فقط 5 درصد از پساب صنعتی تصفیه و مورداستفاده مجدد قرار گیرد، صرفه‌جویی در مصرف آب شیرین برای تأمین آب شیرین موردنیاز جمعیت 7 میلیون نفر به مدت یک سال کافی خواهد بود. علاوه بر این، مقررات زیست‌محیطی سخت‌گیرانه در مورد تخلیه و استفاده مجدد آب نیز باعث افزایش نیاز و ضرورت توسعه تصفیه‌خانه‌های فاضلاب با کارایی بالا (و ترجیحاً کم‌هزینه) می‌شود.
انواع تصفیه‌خانه صنعتی
به طور عمده دو نوع تصفیه‌خانه وجود دارد: تصفیه‌خانه فیزیکی و شیمیایی و تصفیه‌خانه بیولوژیکی فاضلاب. فاضلاب بیولوژیکی نوع دیگری است که در آن از مواد بیولوژیکی و باکتری‌ها برای تجزیه مواد زائد استفاده می‌شود. تصفیه زباله‌های فیزیکی هم از واکنش‌های شیمیایی و هم از فرایندهای فیزیکی استفاده می‌کند. بیشتر فاضلاب صنایع حاوی مواد شیمیایی و سمی است که می‌تواند تا حد زیادی بر محیط‌زیست تأثیر بگذارد. در مجموعه دیجی شیمی سرویس از بروز ترین تکنیک‌ها برای انجام عملیات تصفیه استفاده خواهد شد. مسئله مهم در مورد آن، بهره‌گیری از متدهای استاندارد جهانی و مورد تأیید سازمان‌های بهداشت و محیط‌زیست خواهد بود. این در نوع خودش یک مزیت محسوب می‌شود. علاوه‌برآن، این مرکز تمامی مجوزهای لازم در این مورد را دریافت کرده است و زیر نظر تمامی سازمان‌ها و نهادهای ناظر فعالیت می‌کند. جمع‌آوری فاضلاب در مراحل زیادی انجام می‌شود، برخی از مراحل متداول جمع‌آوری فاضلاب است که عمدتاً توسط مدیریت شهری انجام می‌شود. با تکنیک کانال انجام می‌شود و آب در کانال‌ها به یک نقطه مرکزی جریان می‌یابد. سپس این آب با استفاده از سیستم‌های زیرزمینی به تصفیه‌خانه هدایت می‌شود. عامل مهم دیگر کنترل بو است؛ زیرا فاضلاب حاوی مقدار زیادی مواد کثیف با بوی بد در طول زمان است. تمام منابع بو با استفاده از مواد شیمیایی مهار و خنثی می‌شوند. با تعداد زیادی واحد تصفیه موجود برای حذف آلاینده‌ها در فاضلاب، انتخاب مناسب‌ترین فرآیند تصفیه اغلب دشوار است. برای پرداختن به این موضوع، محققان مختلف بر توسعه به اصطلاح سیستم طراحی مبتنی بر دانش (KBDS) تمرکز کرده‌اند که از پایگاه‌های اطلاعاتی و اکتشافی برای انتخاب واحدهای تصفیه مناسب و ارائه تمام صفحات جریان فرآیند تصفیه فاضلاب ممکن و به دنبال آن شبیه‌سازی فرآیند استفاده می‌کند. 
پارامترهای طراحی
مسئله مهم دیگر طراحی پارامترهایی است که می‌توانند این عملیات را در کم‌ترین زمان ممکن به نتیجه برسانند. طراحی کلی تصفیه‌خانه فاضلاب شامل 4 مرحله است:
- تصفیه اولیه که شامل غربالگری، حذف شن و ته‌نشینی است.
- تصفیه ثانویه شامل یک بیورآکتور است.
غربالگری
صفحه‌نمایش معمولاً از سیم گوه تشکیل شده است. پروسه مهمی به‌حساب می‌آید در دو فاز انجام می‌شود. در مرحله 1 که به آن غربالگری درشت نیز می‌گویند، اندازه دهانه 20-30 میلی‌متر است. اجسام بزرگ را می‌گیرد. در مرحله دوم که غربالگری ظریف نامیده می‌شود، دهانه‌ها بین 1.5 تا 6.4 میلی‌متر متغیر است. سطح مقطع صفحه‌نمایش‌ها معمولاً 1 میلی‌متر مربع است.
رسوب اولیه در سیستم تصفیه
ته‌نشینی فرایند حذف ذرات جامد سنگین‌تر از آب توسط ته‌نشین شدن گرانش است. در تصفیه فاضلاب، از رسوب‌گذاری برای حذف مواد معدنی و آلی که در شرایط جریان پیوسته قابل ته‌نشینی هستند، استفاده می‌شود. مخزن ته‌نشینی شامل یک مخزن با 2 قیف ته‌نشینی است که زباله‌های جامد در آن ته‌نشین می‌شوند. قیف‌ها برای بهبود فرایند ته‌نشینی استفاده می‌شوند. ضایعات در این مرحله 20 کیلوگرم در ساعت برای تغذیه 1000 کیلوگرم در ساعت حذف می‌شوند.
بیورآکتور بستر شنی برای انجام پروسه کنترل ماسه‌ای
یک بیورآکتور بسته‌بندی‌شده با ماسه با اندازه ذرات مؤثر 0.3-0.5 میلی‌متر. ضریب یکنواختی (معیار تشابه شکل و اندازه در ذرات ماسه) شن و ماسه 4 است. با فرض حذف 30% BOD توسط ته‌نشینی، حدود 92% حذف BOD در این رآکتور صورت می‌گیرد.
حذف نیتروژن و فسفر موجود در فاضلاب صنعتی
برای حذف نیتروژن، از یک فرایند هوازی آنوکسیک تغذیه مرحله‌ای استفاده می‌شود. در این فرایند، فاضلاب در چندین نقطه تغذیه وارد می‌شود. آزادسازی فسفات و نیترات‌زدایی در ناحیه بدون اکسیژن انجام می‌شود. در ناحیه هوازی نیتریفیکاسیون و حذف BOD صورت می‌گیرد.
هضم لجن و پاک‌سازی آن
هضم لجن شامل تصفیه ضایعات آلی بسیار غلیظ در غیاب اکسیژن توسط باکتری‌های بی‌هوازی است. لجن خشک شده به مخزن RCC استوانه‌ای به قطر 6 متر و ارتفاع لجن در مخزن 6 متر تغذیه می‌شود.
واحد کنترل pH و نرخ سختی آب
آب تخلیه شده به نهرها نباید بسیار اسیدی و قلیایی باشد. pH تخلیه قابل‌قبول 6:5. pH آب در مخزن اندازه‌گیری می‌شود که به‌عنوان ورودی به یک کنترل‌کننده عمل می‌کند. اگر pH نزدیک به 6.5 نباشد، جریان خروجی قطع می‌شود. طراحی تصفیه‌خانه فاضلاب صنعتی یک کار پیچیده است. این پروسه شامل سنتز (تولید جایگزین‌های صفحه جریان)، مدل‌سازی (شبیه‌سازی و بهینه‌سازی عملکرد فرایند)، و آزمایش‌ها (انجام آزمایش‌های لابراتورار تخصصی و مقیاس آزمایشی شیمی) است. البته که این مسئله سبب می‌شود هزینه‌ها نیز در درازمدت کم‌تر شود. متأسفانه بسیاری از کارفرمایان این مسئله را یک هزینه مازاد می‌دانند، درصورتی‌که به‌هیچ‌عنوان چنین نیست.
گزارش کار
در نهایت لازم است که مرکز مورد یک گزارش کار دقیق از این مسئله در اختیار شما قرار دهد. این گزارش کار شما را مطمئن می‌کند که کل این پروسه به‌درستی انجام گردیده و همه چیز به منطقی‌ترین شکل ممکن پیش می‌رود. مدل‌های ریاضی و تکنیک‌های بهینه‌سازی معمولاً برای تعیین فلو شیت بهینه برای تصفیه‌خانه‌های فاضلاب استفاده می‌شوند. با استفاده از مدل‌های توسعه‌یافته مانند مدل لجن فعال برای فرایند تصفیه زیستی، می‌توان یک راه‌حل بهینه برای کارخانه موردمطالعه را به‌صورت کمی تعیین کرد. بسیاری از مطالعات تحقیقاتی بر توسعه مدل‌های فرایندی برای ارزیابی عملکرد واحدهای تصفیه خاص متمرکز هستند که اطلاعات ارزشمندی را برای ارزیابی کمی جایگزین‌های فرایند در طراحی تصفیه‌خانه فاضلاب ارائه می‌کنند. در حالت ایده‌آل، مدل‌های مناسبی انتخاب می‌شوند تا شبیه‌سازی را تاحدامکان آسان‌تر انجام دهند، اما همچنان پدیده‌های فیزیکی کلیدی واحدهای درمان را نشان می‌دهند. شبیه‌سازی سبب می‌شود که تمامی مشکلات احتمالی بررسی شده و در صورت وجود هرگونه نقص، عملیات بازسازی به‌درستی انجام گردد.
پروسه نهایی تصفیه فاضلاب صنعتی
تبدیل رنگ آزو با استفاده از باکتری‌ها با تمرکز بر طراحی رآکتور و مسائل عملیاتی از جمله متداول‌ترین عملیاتی است که انجام می‌گردد. بخش دوم بر نتایج اخیر در مورد تبدیل رنگ آزو با استفاده از بیوفیلم باکتریایی در یک راکتور انتقال هوایی حلقه داخلی متمرکز است. نتایج تجربی در پرتو یک مدل رآکتور جامع تحلیل می‌شوند. تصفیه فیزیکوشیمیایی و تصفیه زیستی فرایندهای فرعی اصلی برای حذف آلاینده‌ها در فاضلاب هستند. سپس آب تصفیه شده با تصفیه آب و ضدعفونی آب قبل از استفاده مجدد در فرایند تولید بالادست، تصفیه می‌شود. در طراحی چنین تصفیه‌خانه‌هایی باید مسائل مختلفی را در نظر گرفت. به‌جای انتخاب واحدهای تصفیه برای تصفیه فاضلاب، برخی از محققان بر روی مشکل به‌حداقل‌رساندن هزینه تصفیه با تعیین کسری از جریان‌های فاضلاب ورودی یا کنترل مجموعه‌ای از واحدهای تصفیه از پیش تعیین شده تمرکز می‌کنند. یکی از این مسائل، چگونگی ایجاد یک جدول فرایند، مانند انتخاب روش‌های تصفیه مناسب برای یک فاضلاب معین و سفارش یا اتصال واحدهای مختلف تصفیه برای دستیابی به هدف تصفیه است. مسئله مهم دیگر مسئله تخصیص آب است که در آن کسری از جریان‌های مختلف فاضلاب ورودی یا دورزدن واحدهای تصفیه به‌منظور به‌حداقل‌رساندن هزینه تصفیه یک کارخانه تعیین می‌شود.