بررسی فاضلاب صنایع مختلف

بررسی فاضلاب صنایع مختلف در آزمایشگاه آب و پساب

یکی از آلودگیهای مهم در کلیه فعالیتهای صنعتی و از جمله نیروگاههای برق،‌فاضلابهای صنعتی است که ضروری است بطور اصولی توسط آزمایشگاه معتمد محیط زیست کنترل شوند تا علاوه بر جلوگیری از اثرات سوء آن، در مصرف منابع محدود آبی کشور نیز صرفه‌جویی شود. بطور کلی در صنایع و نیروگاههای برق با فرآیندهای تکمیلی، می‌توان براحتی بخش عمده‌ای از فاضلاب تولید شده در نیروگاهها را به منظور استفاده مجدد در فرآیندهایی که نیاز به آب دارند، برگردانده و به مصرف رسانید.

ضرورت استفاده از آب جبرانی در سیکل آب و بخار و سیکل خنک‌کننده نیروگاههای بخاری و بخصوص در نیروگاههایی که از برجهای خنک‌کن‌تر استفاده می‌کنند این واحد صنعتی را جزء پرمصرف‌ترین صنایع از نظر مدیریت منابع آبی قرار داده است. بر طبق آمارهای موجود میزان مصرف آب مورد نیاز برای یک نیروگاه بخاری با برج خنک‌کن‌تر در هر مگاوات معادل ۲ تا ۳ متر مکعب‌بر ساعت تخمین زده شده است که این روند مصرف آب و تولید فاضلاب با توجه به رشد سریع تولید برق در کشور به شدت رو به افزایش است. از این رو با بازیابی فاضلاب نیروگاه می‌توان تا حدی بالا بودن مصرف آب کل نیروگاه را جبران کرد. فاضلابهای نیروگاهی فاضلابهای صنعتی در یک نیروگاه بخاری عمدتاً از نظر کیفی به چهار دسته فاضلابهای نمکی شامل انواع نمکهای محلول، فاضلابهای سمی (در موارد شستشوهای شیمیایی تجهیزات)‌شامل فلزات سنگین،‌ بازدارنده‌ها و دترجنتها، فاضلابهای لجنی شامل ذرات معلق ناشی از تخلیه زلال‌سازها و شستشوی معکوس فیلترها و فاضلابهای آلوده به سوخت و روغن تقسیم می‌شود. فاضلابهای نمکی اغلب محتوی ترکیبات سولفاتها، ‌سولفیت‌ها، نیتراتها، کلرورها،‌ فسفاتها، کربناتها، بی‌کربناتها و ... هستند.

این فاضلابها از نظر شکل ظاهری شفاف بوده و بدون هیچگونه رنگ و طعم هستند ولی به دلیل بالا بودن مقدار املاح محلول در آن قابل استفاده مجدد نبوده و یا جهت تخلیه به محیط‌زیست مناسب نیستند. فاضلابهای لجنی شامل کلیه مواد معلق و رسوبات موجود در درین زلال‌سازهای بخش تصفیه مقدماتی آب و شستشوی معکوس فیلترهای فیزیکی هستند. این فاضلابها از نظر شکل ظاهری شفاف نبوده و تیره هستند و در مواردی به شکل لجن آب در فرآیندهای مختلف تولید می‌شوند که برخلاف گونه اول از املاح محلول کمتری برخوردار بوده ولی به دلیل وجود ذرات معلق بالا در آن، قابل استفاده مجدد یا جهت تخلیه به محیط‌زیست مناسب نیستند. فاضلابهای سمی شامل فلزات سنگین از قبیل وانادیم، نیکل، کرم،‌ کبالت، کادمیم، آهن، مس و ترکیبات آلی بازدارنده و دترجنتهای مورد مصرف در شستشوهای شیمیایی تجهیزات مختلف نیروگاه هستند.

فاضلاب صنايع فرآوري سيب زميني:

در طي دو دهه گذشته صنعت سيب زميني در جهان رشد سريعي داشته است. در نتيجه فاضلاب توليدي در اين صنعت افزايش ناگهاني داشته است. پسماند توليدي اين صنعت در ايالات متحده آمريكا سالانه حدود 109*3/1 kg  برآورد مي شود. حجم زيادي از فاضلاب و پسماندهاي آلي توليدي در اين صـنعت ناشـي از 9 kg آب مصرفي در مراحل شستشو، پوست گيري و ساير فرايندهاي خط توليد در اين صنعت است . صنعت سيب زميني به توليد كننده مقادير زيادي پسماند آلي معروف است. تصـفيه مطلـوب فاضـلابهاي صنايع فراوري سيب زميني جهت به حداقل رسانيدن اثرات نامطلوب آنها بر محيط زيست ضروري است. اخيراً، بدليل افزايش تمايل مردم به محصولات با كيفيت بالاي فراوري سيب زميني، ايـن صـنايع نيـز بـه منابع آب با كيفيت بهتري نياز دارند. اين نيازمنديها، صنايع فراوري سيب زميني را مجبور نموده تا روشـهاي مؤثري براي حذف جامدات معلق قابل ته نشيني و محلول موجود در فاضلاب توليـدي ايـن صـنعت بـه كـار بگيرند تا بتوانند به استانداردهاي كيفي ملي هر كشور نايل گردند. علاوه بر اين، تحقيقات در خصوص كاهش پسماند توليدي و بازيافت آنها نيز به طور مداوم در حال انجام است.
كيفيت بالاي سيب زميني خام در فراوري آن مهم است. كيفيت سيب زميني بـر روي محصـول نهـايي و مقدار پسماند توليدي مؤثر است. معمولاً سيب زميني هاي حاوي جامدات زياد، داراي خاصيت حفظ قند خود، پوست نازك و داراي شكل و اندازه يكنواخت براي فراوري مطلوب هستند. سيب زمينيها حاوي حدوداً 18 % نشاسـته ، 1 %سـلولز و 81 درصد آب هستند كه در آب آنها تركيبات آلي محلول مثل پروتئين و كربوهيدرات وجود دارد. برداشت سيب زميني از مزارع يك مرحله مهم نگهداري از سيب زميني است، زيرا بايستي طوري برداشت گردند كه حداقل آسـيب به سيب زمينيها برسد. بهبود عمليات برداشت ماشيني ميزان افت كيفيـت محصـول و پسـماند توليـدي را كاهش ميدهد. نوع واحد فراوري به نوع محصول توليدي بستگي دارد. براي مثال چيپس سيب زميني، سيب زميني سرخ كرده فريز شده و ساير محصولات يخ زده، پوره سيب زميني دهيدراته، قطعات مكعبي كوچك دهيدراته سيب زميني، ورقه هاي نازك سيب زميني، نشاسته سيب زميني، آرد سيب زميني، سيب زميني سفيد بسته بندي شده در ظروف فلزي، سيب زميني پوست گيري شده از محصولات فراوري سيب زميني هستند. فراينـدهايي عمدهاي كه در توليد و فراوري همه محصولات وجود دارند شامل شستشو، پوست گيري، تراش، برش، سـفيد كردن، پختن و خشك كردن ميباشند

فاضلاب صنايع نساجي:

صنايع نساجي يكي از بزرگترين مصرف كنندگان آب هستند. آب مصرفي در اين صنايع داراي كيفيـت بالايي است. بنابر اين در فرايندهاي گوناگون نساجي مقادير قابل توجهي فاضلاب توليد و وارد محيط زيست ميگردد. مقدار مصرف آب در صنايع نساجي حدود 100-200 لیتر به ازاي هر كيلوگرم محصول توليدي است. با در نظر گرفتن توليد سالانه 40 ميليون تن الياف نساجي، مقدار فاضلاب توليدي بيش از 8-4 ميليارد متـر مكعب در سال برآورد ميگردد. فاضلاب حاصل از اين صنعت حاوي مقادير زيادي انواع مختلـف رنـگ هـا و مواد شيميايي است و بنابراين يك چالش زيست محيطي بزرگ در دنيا محسوب مـيشـود. آلـودگي اصـلي فاضلاب اين صنايع مربوط به فرآيندهاي رنگرزي و تكميل آنهاست. زيـرا در ايـن فراينـدها اغلـب تركيبـات شيميايي با ساختمان پيچيده مصرف ميشوند كه دفع آنها در محـيط زيسـت مشـكلات زيـادي بـه همـراه دارد.
 در طي ساليان گذشته سميت ناشي از رها كردن فاضلاب عمدتاً با شناسايي اثـرات بيولـوژيكي آلودگيهـا، توليد كف بيش از حد و رودخانه هاي حاوي جريانات آب رنگي در مجاور كارخانجات نساجي قابل مشاهده بود. اما در حال حاضر شناسايي و طبقه بندي فاضلاب داراي قوانين مدون و ثابت ميباشد.
قوانين موجود مهمترين مواردي را كه در اثر مصرف مواد شيميايي باعث مشكلات بحراني ميشود، تعريف نموده و راهكارهايي براي به حداقل رسانيدن پخش مواد زائد خطرناك به محيط زيست را پيشنهاد مينمايد. اين دستورالعملها بايستي در فرايندها و مراحل توليد بكارگرفته شوند. محدوده فعاليتهاي تصفيه اي پسماندهاي خطرناك از ممنوعيت هاي قانوني تا بازچرخش مواد شيميايي با اهداف اقتصادي متغير است كه با توجه به نوع محصـول و نـوع تصـفيه مورد نظر، اين مراحل به بسيار متغير است. خصوصـيات اصـلي فاضـلاب صـنايع نسـاجي بـا انـدازه گيـري ،Total-P ،pH ،رنـگ، قليائيـت، سـولفات، الكتريكـي هـدايت،TKN, VSS, TSS, COD, BOD5, NH3 كلرايدهاي آلي و آمينهايي آرومانيك تعيين ميشود كه خاصيت سرطانزايي برخي از آنها بسيار قابل ملاحظه ميباشد.

فاضلاب صنایع دارویی :

صنايع داروسازي شامل صنايع توليد كننده محصولات بيولوژيكي، مواد شيميايي پزشكي، محصولات گياهي و  محصولات دارويي داراي كدهاي طبقه بندي استاندارد صنعتي 2831و2833و2834 ميباشند. اين صنايع از نظر محصولات توليدي، فرايندها، ظرفيت كارخانه و همچنين كميت و كيفيت فاضلاب توليدي متنوع هستند. درواقع صنايع داروسازي شامل دامنه وسيعي از واحدهاي عملياتي و فرايندي هستند كه محصولات متنوعي را توليد می نمايد. بنابراين، به دليل اين تنوع، تعيين خصوصيات عمومي براي فاضلاب صنايع داروسازي تقريباً غير ممكن است. رشد كارخانجات داروسازي در طي جنگ جهاني دوم به دليل نياز شديد نيروهاي نظامي به محصولات نجات دهنده جان انسانها بسيار زياد بوده است.اين افزايش در توليد محصولات جديد، باعث افزايش مشكلات در تصفيه فاضلاب اينگونه صنايع شده است.صنعتي شدن در طي دهه هاي اخير توليد و پخش پسماندهاي مايع، جامد و گاز به محيط زيست را افزايش داده است دفع اين پسماندها به محيط زيست باعث افزايش بيماريها و بدنبال آن افزايش توليد دارو براي درمان آنها دركشورهاي مختلف شده است. در نتيجه مشكلات مربوط به تصفيه و دفع اينگونه فاضلابها افزايش يافته است.بيشترين تركيبات با منشا دارويي كه در محيط زيست و منابع آب شناسايي شده اند عبارتند از کوپروستانول(استروئید مدفوعی) ، کلسترول(استروئیدهای گیاهی و حیوانی) ، دورکننده حشرات، کافئین(محرک) و تری کلوسان(گندزدای ضد میکروبی) و غیره هستند.

فاضلاب صنایع تولید نان:

صنعت نانوايي يكي از پر مصرف ترين آب در بين صنايع است. در اتحاديه اروپا و ايالات متحده آمريكا مصـرف روزانه آب در اين صنعت در حدود 300000-10000 گالن است. بيش از نيمي از ايـن آب بـه فاضـلاب تبـديل ميگردد. به دليل قوانين سخت گيرانه وهزينه بالاي پيش تصفيه، بيشتر صاحبان نانوايي ها مصمم به صرفه جويي در مصرف آب، استفاده از تكنولوژيهاي پاك و پيشگيري از آلودگي در فرايندهاي توليد خودهستند.
منبع اصلي فاضلاب در نانوايي ها، شستشوي دستگاهها و كف سالن ها است. اين نوع فاضلا ها داراي خصوصيات بار آلي بالا، تغييرات شديد دبي و غني از روغن و گريس هستند. آرد، شكر، روغن، گريس و مخمـر، از تركيبـات اصلي پسماندهاي توليدي هستند.

فاضلاب های نوشیدنیهای غیر الکلی:

تركيب اصلي نوشيدنيهاي غيرالكلـي آب اسـت. نوشـيدنيهاي غيرالكلـي معمـولي حـاوي90 %آب هسـتند. درحاليكه نوع رژيمي اين نوشيدنيها حاوي 99 %آب ميباشند. آب مورد استفاده در صـنعت توليـد نوشـيدنيهاي غيرالكلي بايستي خالص و بدون طعم باشد. به همين دليل اگر منابع آب داراي طعمهاي خاص باشند براي حذف عوامل ايجاد كننده طعم روشهاي پيش تصفيه بكار ميروند. روشهاي پيش تصفيه شامل انعقـاد -لختـه سـازي، صاف سازي، تبادل يون و جذب سطحي هستند.
فاضلاب نوشابه سازي از شربت و نوشابه دفع شده به فاضلاب، آب ناشي از شستشوي بطريهـا و قوطيهـا كـه حاوي دترجنتها و مواد قليايي است و مواد روان كننده بكار رفته در تجهيزات و ماشين آلات تشكيل شده است. بنابراين مهمترين آلاينده هاي اين فاضلاب شامل كل جامدات معلـق ( TSS) ،BOD5 ،COD ، نيتـرات، فسـفات، سديم و پتاسيم هستند.

پسماندهای ناشی از پرورش دام و طیور:

در طي 50 سال گذشته دامپروريهاو مرغداريها از شكل سنتي و پراكنده به مجتمعهاي بزرگ و متمركز تبديل شده كه اين كار باعث كاهش هزينههاي پرورش دام و ماكيان شده است. يكي از مشكلات بزرگ اينگونه مراكـز، توليد بوهاي نامطبوع ميباشد. در سالهاي اخيرتوجهات زيادي به اكثراينگونه مراكز روي كيفيت منابع آب، خاك و هوا بوده است. افزايش متان در اتمسفر يك چالش جديد است. متان يك گاز گلخانه اي است كه در تغييرات جهاني آب و هوا نقش دارد. اين گاز توسط حيوانات نشخوار كننده مانند گاو، گوسفند، گاوميش و بز توليد ميگردد. اين حيوانـات به خاطر سيستم گوارش ويژه اي كه دارند، ميتوانند گاز متان توليد نمايند. مقدار جهاني گاز متان توليدي توسط دستگاه گوارش حيوانات نشخواركننده حدود 80 ميليون تن در سال است كه حدود 22 %گاز متان توليدي در اثر فعاليتهاي انساني در سطح زمين است. پرورش حيوانات نشخواركننده، ساير گازهاي گلخانهاي مثل اكسيدازت و دي اكسيدكربن را نيز توليد ميكند. پسماندهاي ماكيان و حيوانات نشخواركننده به صورت جامد، مايع و گـاز دفـع مـيگردنـد. آلاينده هاي بالقوه عمدتاً نيتروژن و فسفرهستند. ساير آلايندهها شامل جامدات، عوامل بيماري زا و تركيبـات بدبوهستند. همچنين كودمنبع نمكها و عناصر جزئي مختلف (از قبيل روي و مس)، آفت كشها، آنتي بيوتيكها و هورمونها است. كود حاوي مواد مغـذي بـوده كـه مـواد ارزشـمندي بـراي بارورسـازي خـاك ميباشند با اين حال مواد مغذي موجود در كود داراي غلظت نسبتاً پاييني هسـتند، بطوريكـه هزينـه ذخيـره سازي آنها بالا است. بنابراين بايستي پس از توليد به عنوان باروركننده در كشاورزي مورد اسـتفاده قـرار گيرنـد. چنانچه كود و فاضلاب دامپروريها و مرغداريها به خوبي مديريت نگردنـد، آينـدههـاي ناشـي از آنهـا، از طريـق روانابها وارد منابع آب ميگردند.

فاضلاب صنایع کاغذ و چوب:

كارخانجات كاغذ و چوب يكي از منابع بزرگ آلودگي صنعتي در جهان هستند. اكثر آلايندههاي مايع، جامد و گاز در مراحل توليد خمير و رنگبري توليد ميگردند . توليد خمير فرايندي است كه در آن ماده خام براي حذف ليگنين مـورد تصـفيه مكـانيكي و شـيميايي قـرار ميگيرد. حذف ليگنين به منظور تسهيل در جداسازي الياف سلولز و همي سلولز و بهبود خواص الياف به منظور توليد كاغذ انجام ميشود. رنگبري يك فرايند چند مرحله اي براي سفيد كردن و جلا دهي خمير است. اين كار از طريق حذف باقيمانده ليگنين از خمير كاغذ انجام ميشود. عمليات توليد خميـر و رنگبـري يكـي از واحـدهاي پرمصـرف از نظـر انـرژي، آب و مـواد شـيميايي هسـتند. مـواد شـيميايي بكـار رفتـه در ايـن عمليـات شـامل هيدروكسيدسـديم، كربنـات سـديم، سولفيدسـديم، بـي سـولفيتهـا، كلـر يـا دي اكسـيدكلر، اكسيدكلسـيم، اسيدكلريدريك و غيره هستند.
بطور معمول محدوديتهايي در خصوص شاخصهاي آلودگي مثل BOD5 ،COD ،TSS و غيره وجود دارند. اما با توجه به تركيبات آلي كلرينه كه داراي اثرات زيان بار روي فرايندهاي بيولوژيكي هستند، قوانين سختگيرانه اي در مورد اين گروه از صنايع تدوين شده است. صنايع كاغذ و چوب جهت دفع پساب توليدي خود به محيط زيست با يك چالش روبه رو هستند. اينگونه صنايع نه تنها بايستي جامدات معلق و BOD پساب توليدي را كاهش دهند، بلكه بايستي كل رنگ و AOX را نيز قبل از دفع پساب به محيط زيست كنترل نمايند. در سالهاي اخير، ايـن دو رويكرد با درجه اهميت برابر مطرح شده و صـنايع بايسـتي در تخليـه پسـاب توليـدي بـه محـيط زيسـت ايـن استانداردهاي تدوين شده را رعايت نمايند.

فاضلاب صنایع پرداخت فلز:

اين صنعت دامنه وسيعي از تركيبات فلزي مثل قوطيها، ابزار آلات، ظروف فلزي، كارد و چنگـال و محصـولات فلزي ساختماني را توليد ميكند. بسياري از صنايع، فلز پرداخت شده را براي توليد محصول، در خط توليد خـود مصرف ميكنند. پرداخت فلزات يك بخش ضروري براي تعدادي از صنايع مثل اتومبيل سازي، الكترونيك،دفاعي، هوا - فضا، توليد ظروف، تجهيزات سنگين، وسايل و تجهيـزات صـنعتي و خـانگي، مخـابرات و توليـد زيـورآلات ميباشد. با اين وصف، صنعت پرداخت فلزات جزء مهمترين فعاليتهاي صـنعتي در جهـان محسـوب مـيگردنـد.
صنايع پرداخت فلزات از گروه وسيعي مواد شيميايي از قبيل حلالها، اسيدها، بازها، سورفاكتانتها، مواد آلي پيچيده و نمكهاي فلزاتي مثل كادميوم، نيكل و كروم براي توليد محصولات خـود اسـتفاده مـيكننـد. اين صنعت يكي از مصرف كنندگان بزرگ مواد شيميايي سمي در كشورهاي صـنعتي اسـت( 3 .(بنـابراين، اين صنايع يكي از بزرگترين منابع تخليه آلايندههاي سمي به بخشهاي مختلف محـيط زيسـت مثـل هـوا، منابع آبهاي زير زميني و سطحي، خاك و تصفيه خانههاي فاضلاب شهري و صنعتي هستند. البتـه بخـش قابل توجهي از پسماندهاي توليـدي در ايـن گـروه از صـنايع، جمـع آوري، ذخيـره، تصـفيه و يـا بازيافـت ميگردند. اين موضوع باعث شده تا صنايع پرداخت فلزات روي كنترل آلودگي محيط حساسـيت بيشـتري داشته باشند و سازمانهاي ناظر نيز با دقت بيشتري بر نحوه كنترل و دفع پسماندها آنها به محـيط زيسـت نظارت داشته باشند. بنابراين در مقايسه با ساير صنايع، صنعت پرداخت فلزات بايستي فرايندهاي متنـوعي را براي تصفيه فاضلاب توليدي خود بكار گيرد.

فاضلاب صنایع انفجاری:

فاضلاب حـاوي موادانفجاري، از تأسيسات نظامي كه در توليد، بارگيري،مونتاژ، بسته بندي مهمات وهمچنين خنثي سازي و نابودي آنها ناشي ميشود. در طي مراحل مختلف LAP ،در حين عمليات شستشوو نظافت محيط كار، فاضلاب توليـد ميگردد. معمولاً غيرفعال سازي با خارج كردن موادانفجاري از بمبها يامحفظه ها با آب يا بخار آب صورت مـيگيـرد. معمولاً فاضلابهاي آلوده به مواد انفجاري براساس رنگ به دوگروه تقسيم ميشوند: فاضلابهاي قرمز كه فقط از خط توليد 2،4،6 تري نيتروتولوئن حاصل ميشود و فاضلابهاي صورتي كه شامل همه فاضلابهاي مرتبط با عمليات LAP يا غيرفعال سازي مهمات در تماس با TNT ميشود. فاضلاب ناشي از عمليات توليد و بسته بندي، بيشترين خطر را بـراي منـابع آب زيرزمينـي دارنـد.

فاضلاب بیمارستانی:

فاضلاب بیمارستانی از خطرناک ترین فاضلاب های تولید شده در محیط های بیمارستانی و درمانی انسان و دام می باشد که ورود آنها به طبیعت می تواند تاثیرات نامطلوب متعددی را به همراه داشته باشد. علاوه بر ایجاد بوی زننده و بد در محیط، این پساب های می توانند مشکلاتی از قبیل جهش ژنتیکی در انسان و همچنین تغییرات جنسی در ماهی ها را نیز سبب شود. به همین دلیل تصفیه فاضلاب در بخش های درمانی اهمیت بسیار زیادی داشته و در حال حاضر نیز محدودیت های بسیار زیادی برای ورود این پساب ها به طبیعت اعمال شده است.
مصرف آب در محیط های بیمارستانی بسیار زیاد می باشد و علاوه بر بخش عظیمی از آب ها که صرف شستشوی سطوح و سالن ها، سالن های رختشویی، رستوران و غیره می شود، بخشی نیز در سرویس های بهداشتی مورد استفاده قرار میگیرند. در پاسخ به این سوال که فاضلاب بیمارستانی چیست می توان گفت، به کلیه پساب های تولید شده در بیمارستان ها و واحدهای درمانی گفته میشود که به مواد دارویی، مواد ضدعفونی کننده و گند زداها و همچنین مواد شیمیایی و رادیواکتیوی آلوده هستند. هیچ یک از گروه های پساب های بیمارستان که حاوی مواد عفونی و دارویی و همچنین ادرار و مدفوع می باشند، به طور مستقیم امکان ورود به فاضلاب شهری و همچنین طبیعت را نخواهند داشت.
از مهم ترین مواد آلاینده موجود در این فاضلاب ها می توان به انواع داروهای هورمونی و آنتی بیوتیک ها اشاره نمود. علاوه براین، حجم بالایی از مواد حاوی رادیواکتیو نیز در فاضلاب این محیط ها وجود دارد که اغلب از بخش های پرتور درمانی بدست آمده و خطرات زیادی را به همراه دارند  و نیازمند این است که طبق دستورالعمل سازمان محیط زیست این فاضلاب ها طبق شیوه نامه خود اظهاری به صورت مرتب توسط آزمایشگاه معتمد محیط زیست مورد سنجش و ارزیابی قرار گیرند.