توليد فاضلاب صنعتی با تركيبات متنوع شناخته شده و ناشناخته يكی از چالش های عظیم زيست محيطی جوامع بشری است كه سلامت جامعه و محیط زیست را تهديد جدی می نماید. لذا شناخت دقيق آلاينده های صنايع مختلف و فرايندهای پیشرفته تصفيه فاضلاب صنعتی و روش های تصفیه فاضلاب صنعتی و اصول بهره برداری مدرن از تصفیه خانه های تصفیه فاضلاب صنعتی امری مهم و شايان توجه است. از طرفی روند رو به افزايش مصرف آب در جوامع بشری و كم آبی پهنه وسيعی از خشكی های كره زمين سبب شده است تا موضوع حفاظت از آب از يك دانش تخصصی محض فراتر رفته و گستره مرزهای حقوقی، سياسی، اجتماعی و اقتصادی را در نوردد و به يكی از چالشهای مهم فرا روی بشر در قرن بيست و يكم تبديل شود. كشور ما جزء مناطق كم آب دنياست و ميزان بارندگی سالانه حدود يك چهارم معيار جهانی (970 ميلی متر در سال) است. از اين رو بروز كم آبی و خشكسالی شديداً مشهود است. بنابراين اگر دفع پساب حاصل از تصفيه فاضلاب صنعتی به روش صحيح و اصولی انجام گيرد، علاوه بر پيشگيری از آلودگی های زيست محيطی و كاهش بيماريها، يك منبع ارزشمند آب محسوب می شود كه می توان آن را جهت مصارف مختلف استفاده نمود.

شرکت آرکاگستر با هجده سال سابقه درخشان در زمینه تصفيه فاضلاب صنعتی با طراحی و اجرای تصفيه خانه های تصفیه فاضلاب صنعتی مهمترين و بزرگترین صنايع موجود در كشور از جمله صنايع پتروشیمی، فولاد، پالایشگاه، نیروگاه، خودرو سازی، لوازم خانگی، لبنی، نساجی، مواد غذایی، كشتارگاه و فرآوری گوشت، صنعت غذاهای دريايی، كاغذ و چوب، فلزات، اسیدسولفوریک، آبکاری و صنايع تبدیلی می باشد. کیفیت و کمیت هر فاضلاب صنعتی جداگانه توسط کارشناسان خبره شرکت آرکا گستر مورد بررسی قرار  می گیرد و بهینه ترین، مناسب ترین، مدرن ترین و اقتصادی ترین فرایند های تصفيه فاضلاب صنعتی مرتبط با هر کدام از صنایع مذکور توسط شرکت آرکا گستر طراحی و اجرا می گردد.

 

روش رآکتور بافل دار بی هوازی ABR

رآکتور ABR، رآکتوری است که در آن ردیف هایی از بافل ها قرار گرفته تا سبب حرکت جریان فاضلاب از بالا و پایین بافل ها شود. باکتری های موجود در رآکتور براساس خصوصیات رفتار جریان ممکن است معلق مانده یا ته نشین شوند.

• راندمان این روش 85-75 % می­باشد. بنابراین استفاده ازآن در بارهای آلودگی بالا اقتصادی است.
• این سیستم معمولا جهت تصفيه فاضلاب های با بار آلودگي بيشتر و با BOD₅ بالای 2000 میلیگرم برلیتر استفاده می شود.
• هزینه ساخت آن کم است و نیازی به سیستم های اختلاط مکانیکی یا قسمت های متحرک ندارد.
• زمان ماند هیدرولیکی آن نسبت به روش های مشابه پایین است و پایداری قابل قبولی نسبت به شوک های هیدرولیکی و آلی دارد.
• نیازی به تجهیزات جداساز گاز و یا مایع ندارد.

 

روش بستر لجن بی­هوازی با جریان روبه بالا  UASB

این روش جزء مهمترین روش های بیولوژیکی و بی­هوازی تصفیه فاضلاب صنعتی است. در این روش راکتور مورد استفاده یک نوع راکتور با جریان رو به بالا است که در آن بستری از دانه­هایی که به شکل بیولوژیکی تشکیل یافته­اند، نقش پرکننده را دارند. هنگامی که فاضلاب به شکل یکنواخت از کف مخزن وارد می­شود، مایع از میان ناحیه هضم، که ناحیه جداسازی جامد و مایع است، عبور می­کند.

 جامداتی که در ناحیه ته­نشینی جداشده­اند به ناحیه بستر فعال بازگردانده می­شوند درحالیکه مایع به شکل پساب از سرریز خارج می­گردد. موادآلی توسط توده زیستی تثبیت می­شود و گاز حاصل ازتثبیت مواد زاید درمحفظه گاز جمع­آوری می­گردد.

راندمان این روش 85-75 % می­باشد. بنابراین استفاده از آن در بارهای آلودگی بالا اقتصادی است. چراکه با استفاده از آن می­توان بار وارده به واحدهای بعدی مانند واحدهای هوازی را تاحد زیادی و با هزینه­ای بسیار کم، کاهش داد.

این سیستم معمولا جهت تصفيه فاضلاب های با بار آلودگي بيشتر و با BOD₅ بالای 2000 میلیگرم برلیتر استفاده مي شود. لجن تولیدی این روش بسیار کمتر از روشهای هوازی است.

به سبب بی­هوازی بودن سیستم و عدم نیاز به هوادهی، انرژی مصرفی در این سیستم بسیار کم است.

 

روش های تصفیه فاضلاب با قابلیت حذف نیترات و فسفات  BNR    

در سال‌های اخیر توجه به حفاظت از محیط زیست به ویژه جمع آوری و تصفیه فاضلاب با نگرش جدید مورد توجه قرار گرفته و همزمان با حذف مواد آلی، حذف نیتروژن و فسفر نیز از اهميت بيشتری برخوردار گرديد. با پیشرفت صنعت تصفیه فاضلاب در جهان روش‌های قدیمی توسعه یافته و روش‌های جدیدی ابداع شده‌اند. در حال حاضر چند نوع فرایند تصفیه فاضلاب با حذف همزمان مواد آلی، نیترات و فسفات (BNR) موجود می باشد. در طراحي این سیستم ها تصفیه و حذف مواد آلی و پيرو آن كاهش بارآلودگي ارتقا يافته و علاوه بر آن حذف نیترات، حذف فسفات و در برخی از اين روشها حذف هر دو اين پارامترها همزمان انجام می پذيرد. فرایند مورد نظر، بسته به کیفیت مورد نظر پساب خروجی، تجربه بهره­بردار، کمیت وکیفیت فاضلاب ورودی انتخاب می شود. روش های مختلف فرایندهای BNR بر اساس توالی سیستم­های بی­هوازی، انوکسیک و هوازی و زمان ماند طراحی می­شوند. از فرایندهای معمول روش BNR  می توان به موارد زیر اشاره کرد:

فرایند PhoStrip

در سال 1967 این روش جهت افزایش راندمان حذف فسفر معرفی گردید که در مسیر لجن برگشتی از واحد ته نشینی به واحد هوادهی در روش لجن فعال هوادهی گسترده یک واحد بی هوازی قرار می­گیرد اما به علت بهره برداری دشوار آن به سرعت جای خود را در روشهای نوین تصفیه از دست داد شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

 

فرایند لودزاک-اتینگر اصلاح شده  MLE

در سال 1973 این روش با تلفیق فرایند لجن فعال هوادهی گسترده به همراه یک مرحله انوکسیک اولیه  جهت حذف  نیترات ابداع شد. که در جوامع غربی به سرعت جهت تصفیه فاضلاب بهداشتی بخصوص جهت تصفیه فاضلاب با دبی ورودی کوچک با راندمان تصفیه بالا و حذف نیترات مورد توجه قرار گرفت. در این روش به منظور فراهم نمودن غلظت نیترات بیشتر در قسمت انوکسیک، یک خط برگشت از قسمت هوادهی به قسمت انوکسیک قرار داده می­شود که باعث افزایش دنیتریفیکاسیون و حذف نیتروژن می­گردد. میزان حذف نیترژون در این فرایند بستگی به میزان مهارت در تنظیم میزان فاضلاب برگشتی از حوض هوادهی به حوض انوکسیک دارد. از معایب این سیستم می­توان به لزوم کنترل DO قبل از برگشت فاضلاب از قسمت هوادهی به قسمت انوکسیک (میزان اکسیژن محلول در قسمتی از حوضچه هوادهی که فاضلاب از آنجا به حوض بی­هوازی برگشت داده می­شود باید کنترل شده تا باعث افزایش غلظت DO در حوض انوکسیک نگردد.) و وابستگی میزان حذف نیتروژن به میزان برگشت فاضلاب از قسمت هوادهی به قسمت انوکسیک اشاره نمود. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

 

فرایند A/O

به عنوان یکی از ساده ترین فرایندهای تصفیه فاضلاب بهمراه زدایش زیستی فسفر مطرح گردید که به ترتیب از تلفیق روش بی­هوازی و لجن فعال هوادهی گسترده ایجاد شد که بسیار ساده و کارآمد برای جوامع کوچک می­باشد. زمان ماند ناحیه بی­ هوازی  در این سیستم بین 5/0 تا 1 ساعت است و همچنین SRT ناحیه هوادهی بین 2 تا 5 روز است که وابسته به دما می­باشد. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان   می­دهد.

 

فرایند A²O

پس از فرایندMLE ، A/O و با اهمیت یافتن حذف فسفر و نیترات توام با یکدیگر در سال 1976 به عنوان روش بسیار کارآمد در تصفیه فاضلاب به همراه حذف نیترات و فسفات با راندمان بالا معرفی گردیدکه به ترتیب از تلفیق روش بی­هوازی، انوکسیک و لجن فعال هوادهی گسترده ایجاد شد. زمان ماند در ناحیه انوکسیک این سیستم تصفیه حداقل یک ساعت است و استفاده از ناحیه انوکسیک مقدار نیترات لجن برگشتی به واحد بی­هوازی را کاهش می­دهد و همچنین SRT ناحیه هوادهی بین 5 تا 25 روز افزایش می­یابد.

این روش تصفیه فاضلاب به علت راندمان خوب در حذف مواد آلی، نیترات و فسفات بخصوص برای جوامع کوچک و با در نظر گرفتن صرفه اقتصادی و بهره برداری آسان مورد قبول بسیاری از جوامع قرار گرفته است. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

فرایند  VIPR

به عنوان روش تصفیه فاضلاب به همراه حذف نیترات و فسفات معرفی گردیدکه به ترتیب از تلفیق روش انوکسیک، بی­هوازی و لجن فعال هوادهی گسترده ایجاد شد که جهت افزایش راندمان حذف فسفر از تزریق مواد شیمیایی (Acetate) استفاده گردید که با گذشت زمان مقبولیت خود را به همین علت از دست داد.

 

فرایند تغذیه مرحله ای(Step Feed)

روش تغذیه مرحله ای از جمله روش های تصفیه فاضلاب بهمراه حذف نیتروژن است که در آن مراحل انوکسیک و هوازی تعویض می­شوند. این روش از ترکیب چند واحد انوکسیک و هوادهی تشکیل می­شود که این واحدها به صورت متقارن در نظر گرفته می­شوند. جریان ورودی در چندین نقطه به حوض­ها وارد شده و لجن برگشتی به ابتدای اولین حوض باز می­گردد. درصد توزیع فاضلاب در یک فرایند تغذیه چهار مرحله ای به صورت 20، 30، 35، 15 می باشد که نسبت جریان نهایی به آخرین مرحله انوکسیک- هوادهی از اهمیت بسیاری برخوردار است. زیرا نیترات تولیدی در واحد هوادهی این جریان، کاهش نمی­یابد و بنابراین غلظت ازن نیتراته نهایی در پساب خروجی را تعیین خواهد کرد. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.   

 

فرایند دانشگاه کیپ تاون  UCT

در دانشگاه کیپ تاون آفریقا سال 1980 به عنوان روش کارآمد در تصفیه فاضلاب به همراه حذف فسفات با راندمان بالا معرفی گردید. که مرکب از سه واحد بی­هوازی، انوکسیک و هوازی است که با برگشت لجن فعال به مرحله انوکسیک، ورود نیترات به واحد بی هوازی محدود می­شود بدین وسیله حذف فسفر در مرحله بی­هوازی زیاد می­شود و با یک جریان برگشتی دیگر، مایع مخلوط انوکسیک (که حاوی BOD محلول زیاد و نیترات کم می­باشد) را به بی­هوازی منتقل می­کند که هدف از این کار ایجاد شرایط بهینه در واحد بی­هوازی با کاهش بار نیترات ورودی به این ناحیه به منظور انجام بهتر واکنش­های زدایش فسفر است که این خط برگشت معمولا دو برابر دبی ورودی فاضلاب می­باشد. سن لجن در این فرآیند 13 تا 25 روز است. همچنین SRT ناحیه هوادهی بین 10 تا 25 روز می­باشد.

فرایند Modified UCT

از تلفیق روش UCT و MLE روش کارامدتری جهت تصفیه فاضلاب بهمراه حذف نیترات و فسفات به وجود آمد که به علت راندمان عالی در حذف نیترات و فسفات جهت تصفیه فاضلاب با دبی ورودی زیاد مورد استقبال قرار گرفت. در فرایند UCT باید برگشت نیترات از ناحیه  بی­هوازی به انوکسیک به نحوی کنترل شود تا مقدار نیترات در ناحیه انوکسیک کم نباشد و میزان نیترات برگشت داده شده به ناحیه بی­هوازی به حداقل ممکن برسد به این علت از ظرفیت جداسازی نیتروژن بطور کامل استفاده نمی­شود برای رفع این مشکل با اضافه کردن یک ناحیه انوکسیک ثانویه این فرایند اصلاح شد که در آن لجن برگشتی وارد ناحیه انوکسیک اولیه می­شود و از همین ناحیه جریان مایع به بی­هوازی برگشت داده می­شود و یک واحد انوکسیک ثانویه بعد از واحد انوکسیک اولیه قرار می­گیرد و جریان برگشت حاوی نیترات را از واحد هوادهی دریافت میکند که بدین ترتیب نقش مهمی در حذف نیترات خواهد داشت. این سیستم تصفیه به علت بهره برداری سخت فقط جهت تصفیه فاضلاب جوامع بزرگ به صرفه و کارآمد می­باشد. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

 

روش  VPI

این فرآیند مشابه فرآیندهای UCT و A²O می­باشد. در این فرایند، تمام مناطق مرحله بندی شده است که شامل حداقل دو بخش سری با اختلاط کامل می­باشد. لجن فعال برگشتی همراه با جریان برگشتی نیتریفایر شده منطقه هوازی به ورودی منطقه انوکسیک تخلیه می­شود. مایع مخلوط حاصل از منطقه انوکسیک به ابتدای منطقه بی­هوازی برگشت داده می­شود.همچنین این فرایند بعنوان یک سیستم با سرعت بالا طراحی شده است که بهره برداری با SRT خیلی کمتر، راندمان حذف بیولوژیکی فسفر را افزایش می­دهد.

 

روش تغذیه مرحله­ای اصلاح شده(Modified Step Feed)

حاصل تلفیق روش تغذیه مرحله­ای و UCT، روش تغذیه مرحله‌ای اصلاح شده است. روش تغذیه مرحله‌ای اصلاح شده از جدیدترین روش های تصفیه فاضلاب بوده و در حذفمواد آلی همزمان  با حذف نیتروژن و فسفر کاربرد دارد. کارایی این روش در حذف نیتروژن و فسفر به اندازه‌ای است که اگر از این روش به شیوه‌ی صحیح بهره‌برداری شود، پساب خروجی این روش به عنوان ورودی تصفیه خانه‌ی آب آشامیدنی می­تواند مورد استفاده قرار گیرد. تا کنون در مقیاس صنعتی گزارشی از این روش  منتشر نشده است و تنها اطلاعاتی در سطح آزمایشگاهی مربوط به کشور چین در سال 2010  موجود است. برای اولین بار در ایران، تصفیه‌خانه فاضلاب شهر همدان به این روش ساخته شده و به مرحله بهره‌برداری رسیده است. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

 

فرایند باردنفو (Bardenpho Process)

در سال 1975به منظور حذف نیترات و افزایش راندمان حذف از تلفیق لجن فعال هوادهی گسترده و انوکسیک به همراه تعویض مراحل انوکسیک، هوادهی در این سیستم استفاده شد. روش باردنفو مركب از چهار ناحيه انوكســيك/ هوادهی / انوكســيك / هوادهی اســت. در روش باردنفو بدون اســتفاده از منبع كربن اضافى زدايش نيتروژن تا 90 درصد انجام می­پذيرد . ســن لجن در اين سامانه به طور معمول 10تا 20 روز است كه بستگى به دما و غلظت نيتروژن ورودى دارد ولى اگر بخواهند عمل تثبيت لجن در آن صورت گيرد حجم حوضچه­ها را بزرگتر می­كنند و ســن لجن حدود 20تا 30 روز انتخاب  می­شود. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

فرایند باردنفو اصلاح شده(Modified Bardenpho Process)

 بعد از فرایند باردنفو و پاسخگو بودن آن به حذف نیترات با قراردادن یک ناحیه بی هوازی اولیه، جهت حذف فسفات این فرایند اصلاح شد که بسیار مورد توجه قرار گرفت. سپس جریان مخلوط از سامانه چهار مرحله باردنفو (انوکسیک- هوادهی - انوکسیک- هوادهی) عبور می­کند که شامل 5 مرحله بی­هوازی-انوکسیک- هوازی- انوکسیک- هوازی می­شود که بدون استفاده از منبع کربن اضافی حذف نیترژون تا 90 درصد انجام می­پذیرد. همچنین SRT ناحیه هوادهی بین 10 تا 20 روز است. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

مقایسه فرایندهای BNR

 

روش های چربی گیری فاضلاب

شناور سازی از عملیات واحدی است که برای جداسازی ذرات جامد یا مایع از یک فاز مایع به کار می رود. بسیاری از فاضلاب های صنعتی شامل مقادیر زیادی چربی و روغن و مواد معلق شناور می باشد. تخلیه این گونه فاضلابها باعث گرفتگی چاههای جاذب و آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی می گردد. خاصیت کم بودن جرم حجمی و سبک بودن چربی  و روغن موجب استفاده از روشهای شناورسازی برای حذف آنها می شود.

 

روش (American Petroleum Institute) API

در جداسازی روغن، روغن آزاد در سطح تانک شناور شده و سپس از آن زدوده می شود. وضعیت و شرایط مشابه ذخیره برای ته نشینی ذرات است، به استثنای اینکه قطرات و ذرات سبکتر از آب به سطح سیال صعود می کنند.

طراحی جداسازی ثقلی مبتنی بر مشخصات موسسه نفت آمریکا (API) بر اساس جداسازی همه قطرات روغن آزاد بزرگتر از 0,015 cm می باشد.

 

روش  CPI (Corrugated Plate Interceptor)

در این سیستم، جداسازی چربی و روغن توسط صفحات موجدار مورب صورت می گیرد. جداسازهای صفحه ای بمنظور جداسازی قطرات روغن بزرگتر از cm 006/0 با بالاترین راندمان طراحی می شوند. در عمل ثابت شده است که جداسازی ذرات cm 006/0، معمولا باعث حصول خروجی با غلظت روغن آزاد غیر امولسینهmg/L  10می شود.

 

روش ( DAF (Dissolved Air Flotation

در سیستم شناورسازی با هوای محلول(DAF) هوا چندین اتمسفر فشار در فاضلاب حل شده، سپس فشار تا حد فشار اتمسفر کاهش می یابد. در نتیجه، حباب های کوچک هوا از محلول آزاد شده به سطح حوضچه آمده و ذرات سبک نظیر چربی و روغن را با خود به سطح هدایت می کنند و توسط نیم لوله جمع آوری می گردند.

 

چربی گیرهای ثقلی (Grease Trap)

روش چربی­گیری ثقلی یکی از روش­های فیزیکی تصفیه فاضلاب است که طی آن نیاز به هیچ گونه تجهیزات الکترومکانیکالی وجود ندارد و از جهت هزینه اولیه و نگهداری کاملاً مقرون به صرفه می­باشد. از آنجا که وزن مخصوص روغن و چربی کمتر از فاضلاب و حدود 9/0 گرم بر سانتیمتر مکعب است، این ذرات تمایل به شناوری بر روی سطح فاضلاب را دارند. به منظور انجام این فرایند فاضلاب باید در یک محیط کاملاً آرام و بدون اغتشاش وارد شود تا ذرات چربی بتوانند فرصت لازم جهت شناورشدن در سطح فاضلاب را پیدا کنند. در انتها می­بایستی چربی شناور شده در دفعات مناسب از سطح فاضلاب جمع آوری گردد.

 

فرایند فيزيكو شيميايی

در روش فرایند فیزیکو شیمیایی از عملكرد توام فرايندهای فيزيكی و فرايندهای شيميايی در تصفیه فاضلاب صنعتی استفاده می گردد. در اين روش برای حذف برخی آلاينده ها مانند فلزات سنگين، مقدار معينی مواد شيميايی به فاضلاب تزريق می گردد كه اين مواد شيميايی سبب تشكيل رسوبات اين فلزات سنگين در داخل فاضلاب می گردد. سپس با فرايندهای فيزيكی مانند ته نشينی، اين رسوبات را در كف حوضچه، ته نشين كرده و با استفاده از فرايند فيلتراسيون، اين رسوبات را از فاضلاب جدا می كنند.

 

فرايند اكسيداسيون شيميايی

اكسيداسيون شيميايی به واكنش هايی گفته می شود كه در آنها يک ماده اكسيد كننده، الكترونهای ماده شيميايی مورد نظر را می گيرد و آن را اكسيد می كند. اين واكنش ها بستگی به قدرت اكسيدكنندگی عامل اكسيدكننده دارد. از فرايند اكسيداسيون شيميايی در تصفیه فاضلاب صنعتی استفاده می گردد.

فرايندهای اكسيداسيون شيميايی در تصفیه فاضلاب صنعتی به دو دسته كلی تقسيم می شوند:

الف- فرآیندهای اکسیداسیون شیمیایی کلاسیک

ب- فرآیندهای اکسیداسیون شیمیایی پیشرفته (AOP)

در تصفیه فاضلاب صنعتی و تصفیه های شیمیایی کلاسیک معمولا يک عامل اکسیدکننده را  به آب حاوی آلودگی اضافه می كنند تا آلودگی ها توسط آن عامل اكسيدكننده، اكسيد شده و آلاينده ها از پساب حذف شوند.

اين افزودنی ها كه سبب اكسيد شدن آلودگی ها در پساب می شوند شامل موارد زير می باشند:

• كلر
• پرمنگنات پتاسيم
• پراكسيد هيدروژن
• ازن

كه هر يک از اين عوامل اكسيد كننده طی واكنش های مخصوص به خود سبب حذف آلودگی ها از پساب مورد نظر می شوند.

 

اكسيداسيون با كلر

كلر، يک عامل اكسيدكننده می باشد كه يا به صورت عنصری و يا به صورت هيپوكلريت می تواند با قدرت سبب اكسيد كردن عوامل آلودگی همچون سيانيد شوند.

 

اكسيداسيون با پرمنگنات پتاسيم

از این اکسید کننده جهت حذف برخی از ترکیبات آلی استفاده می شود.عمدتا در حذف آلدئید‌ها، مرکاپتان ها، فنل و اسیدهای غیر اشباع به کار برده می شود. در طی واکنش، حلقه آروماتیک شکسته شده و مولکول با وضیعت خطی ایجاد می گردد. ترکیبات آلیفاتیک بیشتر اکسید شده و آب و دی اکسید کربن بوجود می آید. پیشرفت واکنش سریع بوده و بستگی زیادی به pH محیط دارند. pH به دلیل هزینه زیاد مواد مورد نیاز و سمیت آن برای آبزیان در مقیاس بزرگ توسعه نیافته است.

 

اکسیداسیون با پراکسید هیدروژن

پراکسید هیدروژن یک ترکیب اکسید کننده بسیار قوی است که جهت اکسیداسیون ترکیباتی چون فنل ها، سیانیدها، ترکیبات گوگردی و یونهای فلزی به کار گرفته شده است. ترکیب تجاری آن در آب محلول، بی رنگ و با درصد خلوص۷۰-۳۰ درصد می باشد. این ترکیب در طی تجزیه، اکسیژن و گرمای زیادی ایجاد می کند.مقادیر كمی از بعضی فلزات می تواند نقش کاتالیزور را در فرآیندهای اکسیداسیون با پراکسید هیدروژن ایفا كند. این اکسید کننده یک ماده به نسبت بی خطر بوده و در تصفیه فاضلاب صنعتی و تصفیه بسیاری از مواد آلی و معدنی و حلقه بنزنی به كار گرفته شده است. دامنه pH بهینه در اين فرايند  بين ۴-۳ متغییر است. پراکسید هیدروژن در حضور كاتاليزور، رادیکال هیدروکسیل ايجاد ميكند  که اين راديكال هيدروكسيل با مواد آلی ترکیب شده و ساختار آن ها را متلاشی مي كند. از مزايای مهم اين اكسيد كننده ، قيمت مناسب ، سهولت حمل ونقل ، عدم ايجاد محصولات سمي و حلاليت بالا در آب می‌باشد.

 

اکسیداسیون با ازن

ازن برای موارد مختلفی همچون حذف رنگ، گندزدايی، حذف بو و طعم، حذف منیزیم و ترکیبات آلی كاربرد دارد. ازن در شرایط دما و فشار استاندارد، حلاليت كمی دارد وهمچنين ناپايدار است. حلاليت ازن تقريبا 10 برابر حلاليت اكسيژن در آب است.

قدرت اکسیدکنندگی ازن دو برابر قدرت اكسيد‌كنندگی  پراکسید هیدروژن می باشد.ازن در تصفيه پساب‌های حاوی تركيبات فنی به كار می‌رود.و هدف آن در تصفیه فاضلاب‌ صنعتی و پساب‌ محتوی ترکیبات فنلی، اکسید کردن این ترکیبات به مواد آلی واسطه است. اگرچه سمی هستند ولی کاملا از نظر زیستی قابل تجزیه می‌باشند.

 

فرايند اكسيداسيون پيشرفته  (AOP)

 فرايند اكسيداسيون پيشرفته يكی از روشهای مؤثر در تصفيه فاضلاب‌ صنعتی حاوی آلاينده های سمی و صنعتی می‌باشد. با توجه به اينكه فرايندهای بيولوژيكی متداول در تصفيه پسابهای صنعتی، در حذف و ازبين بردن مقادير بالای تركيبات آلی، ناتوان هستند، از فرايندهای اكسيداسيون شيميايی كه با توليد راديكال‌های هيدروكسيل در محل، موجب اكسيداسيون و تجزيه آنها می شود، استفاده می كنند. در اين روش اكسيژن خالص و ازن را در فواصل مختلف به فاضلاب می‌افزايند و اين فرايند‌ها در تصفيه پسابها و نيز تصفيه نهايی آب شرب مورد استفاده قرار می‌گيرند. اين كار سبب خاصيت اكسيدكنندگی قوی درفاضلاب شده و به حذف BOD فاضلاب منتهی می‌شود. كه باعث حذف تمامی باكتری ها و ويروس ها در تصفيه نهايی آب می شود.

 

راديكالهای هيدروكسيل از طرق مختلف توليد می شوند كه عبارتند از:

• تركيب تابش ماورای بنفش و افزودن و افزودن آب اكسيژنه
• افزودن توأم گاز ازن و آب اكسيژنه
• تركيب تابش ماورای بنفش و افزودن ازن
• تركيب تابش ماورای بنفش و TiO2
• تركيب تابش ماورای بنفش و ازن و پراكسيد هيدروژن
• فتوفنتون
• الكتروفنتون
• واكنش فنتون
• افزودن آب اكسيژنه و نمک آهن به عنوان كاتاليزور
• ازن زنی در PH قليايی

 

نمونه‌هايی از كاربرد اين فرايند در تصفیه فاضلاب صنعتی

• تصفيه شيرابه زباله
• از بين بردن مواد راديو اكتيو
• تصفيه پسابهای نفتی و پترو شيمی
• از بين بردن تركيبات شيميايی حاصل از سموم كشاورزی
• تصفيه پسابهای با بار آلی بسيار بالا
• حذف بو از گاز خروجی از صنايع
• تصفيه خاكهای آلوده به تركيبات شيميايی
• پيش تصفيه در شكست ماكرو مولكول های غير قابل تصفيه به روش بيولوژيكی

 

فرایند الكتروشيميايی

فرايندهای الكتروشيميايی در اواخر قرن 19 ميلادی در انگلستان آغاز به كار كردند که در اوايل توسعه چندانی پيدا نكردند. اما در حال حاضر اين فناوری به دليل ساختار دوستدار محيط زيست آن، بسيار مورد استفاده قرار می گيرد. و اين روش در سال های اخير برای تصفيه فاضلاب های صنعتی و آلی كاربردهای زيادی داشته است و در حال حاضر هم، از لحاظ هزينه و كارايی در مقايسه با روشهای ديگر، مناسبتر است.

فرآيند الکتروکواگولاسیون با وجود اين كه  یک فرایند پیچیده است،  اما کاركردن با آن ساده می باشد و راندمان حذف بسیار بالايي دارد. اين فرآيند با كمک گرفتن از چند مكانيسم به صورت همزمان سبب حذف مقادير بالايی آلاينده، از فاضلاب می شود.

الکتروکواگولاسیون دارای يک اتاقک تصفيه می باشد كه در آن جريان برق عبور می دهند  و با اين جريان برق، سبب تصفیه محدوده وسیعی از فاضلاب های مختلف شامل فلزات سنگین، گندزدایی، علف کش ها، آرسنیک، MTBE، سیانید، BOD ،TDS و TSS می شود. الکتروکواگولاسیون برای تصفیه فاضلاب های شهری، صنعتی و شیمیایی استفاده می شود.

مزیت اصلی این روش، فراهم نمودن کاتیون های فعال بدون احتياج به افزودن  نمک يا ساير مواد منعقد كننده به آب یا فاضلاب می باشد که برای عمل انعقاد مورد نیاز است.

 

موارد استفاده از فرايندهای الكتروشيميايی در تصفیه فاضلاب صنعتی

• بازيابی فلزات قيمتی
• پرهيز از خوردگی
• از بين بردن آلاينده های فلزی و آلی و معدنی

 

مزايای فرایندهای الكتروشيميايی در تصفیه فاضلاب صنعتی

• دوستدار محيط زيست و توليد لجن محدود
• زمان ماند ناچيز
• قابليت اضافه كردن مواد شيميايی جهت بهبود كارايی سيستم تصفيه.
• كاربری آسان و عدم نياز به تجهيزات مكانيكی و الكترومكانيكی خاص
• در شرايط دمايی سخت و فشارهای بالا ميتوان اين روش را به كار برد.

 

معايب فرايند‌های الكتروشيميايی در تصفیه فاضلاب صنعتی

• نيروهای كارآزموده و متخصص در اين زمينه كم است.
• واكنش های شيميايی در سطح الكترود مشكل ايجاد می كند و در صورت اشكال در سطح الكترود، عملكرد و عمر سيستم كم می شود.

 

انواع روشهای الكتروشيميايی در تصفیه فاضلاب صنعتی

• شناورسازی و انعقاد الكتروشيميايی
• رسوب دهی الكتروشيميايی
• اكسيداسيون و احيا الكتروشيميايی