کاربرد فیلتر شنی در تصفیه پساب نساجی و رنگرزی
از بزرگ ترین مصرف کنندگان آب در سراسر کشور ، می توان به صنایع مختلف اشاره نمود که بر همین اساس سهم بسیار زیادی را در تولید پساب صنعتی نیز دارا می باشند. یکی از این صنایع ، صنعت نساجی می باشد ، که در پروسه های مختلف رنگرزی ، تکمیل و چاپ حجم بالایی از آب را مصرف نموده و به تبع آن پساب زیادی را هم تولید می کند. پساب تولید شده دارای مقادیر زیادی رنگ ، مواد شیمیایی و ذرات معلق آلوده کننده آب می باشد و در صورتی که وارد طبیعت شود سلامتی موجودات زنده و انسان ها را به خطر می اندازد. بنابراین تصفیه پساب نساجی از دو جهت بسیار حائز اهمیت می باشد:
- حفظ محیط زیست و عدم ترکیب مواد مضر با طبیعت
- صرفه جویی در مصرف آب و بازگشت مجدد آن به چرخه صنایع تولیدی
تصفیه پساب نساجی و صنایع رنگرزی
روش های زیادی نظیر فیزیکی ، شیمیایی ، بیولوژیکی ، غشایی و … برای تصفیه پساب نساجی وجود دارد. برای این منظور پارامترهایی از قبیل میزان سختی آب ، سمیت ، کدر بودن ، قلیائیت و … باید ارزیابی شود.
در کارخانجات نساجی ، فاضلاب تولیدی در بخش های شستشوی اولیه ، رنگرزی ، سفیدگری و تکمیل پارچه تولید می گردد.
وجود مواد رنگزا با فرمول های شیمیایی پیچیده (دارای حلقه های بنزنی) ، فرآیند تصفیه را سخت و دشوار می نمایند.
نکته : استفاده از ترکیبات اکسیدکننده مانند ازن و UV یکی از راه های شکستن این فرمول های پیچیده می باشد.
هم چنین فاضلاب های رنگرزی فاقد موادی همچون ازت و فسفر هستند که باعث رشد میکرو ارگانیسم ها می شوند و به دلیل ترکیبات رنگی نیاز به روش های تصفیه متعددی دارند. بر همین مبنا ، هزینه ناشی از تصفیه این نوع پساب ها هم افزایش می یابد.
پساب رنگرزی به دلیل وجود ترکیبات اسیدی و بازی دارای رنج متغیر PH می باشد. بنابراین استفاده از واحد یکنواخت ساز برای تنظیم PH ضروری است. باید توجه داشت که واحدهای تصفیه بیولوژیکی فقط در PH خنثی راندمان خوبی را در بر خواهند داشت.
در این نوع فاضلاب مقادیر بسیار زیادی از ذرات جامد شامل الیاف طبیعی ( پنبه ، پشم ، ابریشم )، الیاف مصنوعی ( پلی استر ، اکریلیک ، ویسکوز ، نایلون ) ، ذرات و رنگدانه های غیرمحلول که علاوه بر بالا بردن سختی آب باعث می شوند تا پساب تولیدی کدورت بالایی نیز داشته باشد.
در تصفیه فیزیکی و شیمیایی ، با توجه به کدروت زیاد ، از فرآیندهایی چون انعقاد شیمیایی و انعقاد الکتریکی برای حذف مواد معلق و رنگ بهره گرفته می شود. پس از آن فاضلاب به منظور تصفیه بیولوژیکی آماده می شود و حذف مواد سمی با واحدهای هوازی و بی هوازی صورت می پذیرد.
کاربرد فیلتر شنی در تصفیه پساب نساجی
جداسازی ذرات معلق در عملیات تصفیه پساب نساجی ، شامل فرآیند فیلتراسیون می باشد. به دلیل اینکه نوع ذرات و اندازه آن ها متفاوت است ، برای جداسازی آن ها باید فیلترهای مناسبی را در نظر گرفت. البته دقیق ترین و بهترین زلال سازها نیز قادر نیستند که همه ذرات جامد را بوسیله ته نشینی ، برداشت نمایند و باید در مراحل بعدی تصفیه ، آن ها را از آب حذف کرد.
معمول ترین و ساده ترین شکل فیلتراسیون ، استفاده از فیلتر شنی می باشد ، که در آن ذرات جامد معلق در بین بسترهایی از شن به دام افتاده و از آب جدا می شوند. برداشت ذرات توسط فیلتر شنی از طریق مکانیسم های مختلفی صورت می گیرد، مثل: صاف کردن، جذب، لخته سازی و ته نشینی.
فرآیند صاف کردن در قسمت بالایی بستر و نزدیک فصل مشترک فیلتر و آب اتفاق می افتد.
تنها ذرات بزرگ به این صورت برداشت می شوند چرا که نمی توانند به فضای بین بستر نفوذ کنند. دیگر ذرات کوچک تر در عمق بیشتری از بستر، به صورت ذرات تجمع یافته روی هم در فضاهای خالی، حذف می گردند.
بنابراین می توان نتیجه گرفت که آب در اثر عبور از لایه های خاکی و بسترهای متخلخل شنی، ذرات معلق و شناور ( مانند باکتری ها) و تا حدودی آلودگی های میکروبی و مواد آلی (مانند رنگ ها) خود را از دست می دهد. با توجه به زیاد بودن مقادیر شن در مسیر جریان، شانس تماس زیاد بوده و ذرات از جریان پساب حذف می گردند.
مکانیزم جذب سطحی در فیلتر شنی
ذرات معلق موجود در آب تحت تاثیر نیروهای واندروالسی، الکترواستاتیکی و جذب سطحی، داخل خلل و فرج شن ها گیر افتاده و این نیروها باعث تثبیت ذرات معلق روی بستر شنی فیلتر شنی شده و مانع از شناور سازی مجدد آن می شوند.
مکانیزم غربالی در فیلتر شنی
همان طور که از نام آن پیداست، مکانیزم غربالی مانع از حرکت ذرات با قطر بزرگتر از لابه لای منافذ با قطر کوچک تر شن ها می شود و به این ترتیب ذرات شناور در لا به لای منافذ شن ها حبس شده و هنگام شستشو توسط آب از فیلتر شنی خارج می گردند.
با افزودن پلیمر قبل از ورود به فیلتر می توان راندمان برداشت فیلتر را افزایش داد.
پلیمرها در این مورد به عنوان عامل انعقاد عمل می کنند. مواد منعقد کننده به سطح بستر فیلتر چسبیده و فرآیند جذب را تقویت می نمایند. اما در استفاده از آن نباید افراط کرد ، زیرا مقادیر بیش از اندازه از پلیمرها موجب مسدود شدن فیلتر گشته و به کل کارایی آن را مختل می سازد.
سایر روش های تصفیه پساب رنگرزی
مرحله بعدی عمل تصفیه پساب رنگرزی، روش غشایی می باشد که خود شامل سه مرحله زیر می باشند:
1- اسمز معکوس
2- اولترافیلتراسیون
3- نانوفیلتراسیون
آب حاصل از روش تصفیه به وسیله مواد جاذب مصنوعی مانند شن تنها می تواند در حمام های آبکشی مورد استفاده قرار گیرد. در این روش موفق شده اند تا حد 50 % آب را برگشت دهند.
آب حاصل از روش اولترافیلتراسیون نیز می تواند قابل برگشت به فرآیند تولید باشد و با توجه به اندازه منافذ و قدرت انتخاب ذرات، این آب می تواند در مراحل مختلف مانند رنگرزی استفاده شود.
آب حاصل از روش اسمز معکوس نیز به دلیل اینکه کلیه ناخالصی های خود از جمله ذرات محلول را از دست می دهد، در کلیه مراحل حتی بجای آب گرم، کاملاً قابل استفاده است.
آرام نازل ؛ تولید کننده انواع نازل فیلتر شنی با قیمت مناسب و کارایی بالا ، به منظور استفاده در دستگاه های فیلتر شنی برای تصفیه پساب های صنعتی از جمله تصفیه پساب نساجی و رنگرزی می باشد.
