تجزیه شوینده موجود در آب آلوده به کمک اشعه فرابنفش

خصوصیات کلی کلوئیدها

مقالات
بازدید: 38

مطالعه تجزیه شوینده موجود در آب آلوده به کمک اشعه فرابنفش:

اشعه فرابنفش UV محدوده معینی از امواج الکترومغناطیسی از حدود 180 الی 400 نانومتر را تشکیل می دهد. آثار حرارتی این اشعه کم ولی تأثیرات شیمیایی آن قابل توجه است. اشعه مذکور توسط آفتاب ساطع می شود و قسمت عمده ای از آن قبل از رسیدن به سطح زمین توسط لایه ازن موجود در اتمسفر،جذب می شود. تابش مستقیم این اشعه برای چشم و پوست بدن انسان مضر و حتی سرطانزا است. در زیر خلاصه ای از تحقیق انجام شده در خصوص حذف مواد شوینده از آب توسط اشعه ماوراء بنفش آورده شده است.

 

تحقیقات انجام شده:

در پژوهشی که صورت گرفته اثر اشعه فرابنفش ساطع از لامپهای آزمایشگاهی و نور مستقیم آفتاب بررسی و مورد مقایسه قرار گرفته است. طی هر دو روش، شوینده موجود در آب تجزیه می گردد و با افزایش مدت تابش، می توان شوینده باقیمانده در آب را به کمتر از 5 درصد مقدار اولیه کاهش داد. طی کلیه آزمایشها، غلظت شوینده موجود در آب در محدوده 5 الی 80 میلی گرم در لیتر انتخاب شده و لذا این امر سبب شد تا از شدت جذب نور که در حدود طول موج 205 نانومتر ظاهر می شود، جهت تعیین غلظت شوینده استفاده گردد. در ضمن، اختلاف فاحش غلظت شوینده، قبل و بعد از تجزیه این امکان را می دهد که با اطمینان خاطر بیشتری در زمینه چگونگی انجام فرآیند مورد نظر،مطالعه و اظهار نظر نمود.

محلول آب مقطر و شوینده، با وجود اینکه برای 6 ساعت در مقابل اشعه فرابنفش قرار گرفته، ولی غلظت شوینده از 55 به 54 میلی گرم در لیتر تغییر یافته، یعنی کاهشی در حدود کمتر از 10 درصد. ولی وقتی که به این محلول دی اکسید تیتانیوم اضافه می شود، مقدار شوینده در پایان 6 ساعت تابش فرابنفش از 54 به 1/4 تغییر می یابد، یعنی کاهشی در حدود 93 درصد. این نتایج به طور مشخص گویای نقش دی اکسید تیتانیوم در فرآیند تجزیه شوینده است.

در نهایت می توان نتیجه گیری کرد که شوینده موجود در آب در حضور کاتالیزور دی اکسید تیتانیوم و تحت تأثیر تابش اشعه فرابنفش حاصل از لامپهای آزمایشگاهی و یا نور آفتاب به نوعی تجزیه و از هم پاشیده می شود.

مقایسه روشهای حذف مواد شوینده از فاضلاب:

1- فرآیند انعقاد و لخته سازی قادر به حذف مواد شوینده در حد بالایی می باشد. این فرآیند همچنین فاضلاب را برای مراحل بعدی تصفیه در تصفیه خانه فاضلاب مستعد و آماده می سازد.

2- فرآیند شناورسازی با میزان هوای یک لیتر بر دقیقه به ازای هر گرم ماده شوینده و میزان هوادهی 75 دقیقه، میزان حذفی برابر با 75 درصد را حاصل نموده است. مواد شوینده در این حالت بصورت حبابهای کف عظیمی در آمده و در سطح حوض شناورسازی شناور می شوند. عمل جمع آوری و پردازش لجن حاصله کار سختی می باشد که باعث افزایش هزینه ها می شود. بعلاوه حرکت باد می تواند باعث انتقال بیماریها توسط کف حاصله گردد.

3- فرآیند لجن فعال هوادهی گسترده با زمان ماند هوادهی برابر 20 ساعت و در غلظت 100 میلی گرم بر لیتر ماده شوینده، قادر به حذف 90 درصد ماده شوینده بوده است. این فرآیند با وجود تحمیل هزینه های بالای ساخت و بهره برداری، در غلظتهای بالای مواد شوینده کارآیی لازم را ندارد، چرا که مواد شوینده بعنوان عامل محدود کننده رشد میکروارگانیزمها عمل می کنند. همچنین در این فرآیند باید مواد غذایی لازم به سیستم افزوده شود، زیرا فاضلاب مربوطه مواد غذایی لازمه را با نسبتهای مطلوب دارا نمی باشد.

4- مواد شوینده موجود در آبها می تواند توسط اشعه ماوراء بنفش متلاشی گردد. ولی به منظور متلاشی مواد شوینده موجود در آب، به مدت زمان تابش زیادی نیاز می باشد که این موضوع هزینه های لازم را افزایش می دهد. این مدت برای غلظت 75 میلی گرم بر لیتر ماده شوینده و حذف 52 درصدی آن برابر 6 ساعت بوده است.

5- فرآیند جذب قادر است مواد شوینده و همچنین رنگ موجود در فاضلاب را که به سبب وجود مواد شوینده در آن مشهود است، حذف نماید. لذا بمنظور جلوگیری از افزایش هزینه های ساخت و بهره برداریو پرهیز از تعدد فرآیندهای تصفیه که تبعات آن افزایش هزینه های اجرایی و راهبری، بروز مشکلات عدیده کاربری و ... می باشد، و همچنین با عنایت به مزایا و معایب روشهای گوناگون حذف مواد شوینده ، فرآیند انعقاد و سپس جذب سطحی توسط کربن فعال بعنوان الگوی شماره یک روش تصفیه فاضلاب های حاوی مواد شوینده پیشنهاد می شود.

بررسی فرآیند تولید فاضلاب در کارخانجات تولید کننده مواد شوینده:

کارخانجات تولید کننده مواد شوینده، بسته به محصولات تولیدیشان، دارای واحدهای تولیدی گوناگونی می باشند. ولی کارخانجات دارای محصولات تولیدی مشابه، عمدتا دارای واحدهای تولیدی و تکنولوژی تولید مشابه نیز می باشند. بعضی از کارخانجات نیز به سبب تولید برخی محصولات صنعتی دیگر، دارای واحدهای تولیدی متفاوتی می باشند. در حالت کلی، کارخانجات تولید کننده مواد شوینده دارای واحدهای پخت صابون، قالب گیری و بسته بندی صابون، سولفوناسیون، تولید پودر، تولید مایعات ظرفشویی و دستشویی، تولید شامپو، تولید خمیر دندان، تولید پودر لباسشویی و تولید پودر ماشین لباسشویی می باشند. دو واحد سولفوناسیون و تولید پودر معمولا در کارخانجات بسیار بزرگ وجود دارند.

در زیر به بررسی روند تولید و نحوه بوجود آمدن فاضلاب در واحدهای تولیدی گوناگون کارخانجات تولید مواد شوینده می پردازیم.

واحد تصفیه پیه:

برای تولید صابون نیاز به اسیدهای چرب یا همان چربیها می باشد که در صنعت به آن پیه می گویند. از آنجا که پیه صنعتی مورد استفاده در پخت صابون حاوی ناخالصی هایی است که از کیفیت صابون تولیدی می کاهد، لذا برای بهبود کیفیت صابون، پیه مورد نظر را تحت تصفیه قرار می دهند تا ناخالصی های آن را جدا سازند. مواد گرفته شده که بصورت جامد است، برای دفع به همراه زباله منتقل می گردد.

در این واحد از کارخانه، پیه را ضمن حرارت دادن، با خاک تونسیل مخلوط نموده و ناخالصیهای آن را جدا می سازد. خاک تونسیل بمنظور انعقاد و گرفتن آلودگیهای موجود در پیه به آن افزوده می شود.

پساب تولیدی این واحد ناشی از شستشوی کف محوطه می باشد. این کار به منظور شستشو و تمیز کردن کف محل از آلودگی و چربیهایی که احتمالا در اثر بی احتیاطی یا سر رفتگی مخازن در حین تخلیه بر روی زمین ریخته شده، صورت می گیرد. کار شستشو هر روز با آب گرم انجام می شود. پساب تولیدی این واحد وارد تله چربی شده تا چربی آن بازیافت گردد. فاضلاب تولیدی این واحد می تواند حاوی بار آلودگی زیادی باشد.

 

واحد بازیابی گلیسیرین:

پس از اینکه در واحد پخت صابون عمل پخت روی چربیها انجام گرفت، مخازن شستشو می شوند که پساب حاصل می تواند حاوی حدود 10 درصد گلیسیرین باشد. لذا این پساب را به واحد بازیابی گلیسیرین برمی گردانند.

در این واحد پس از افزودن اسید سولفوریک و نمک سولفات سدیم، قسمت چربی آن را جدا ساخته و به واحد اسید چرب منتقل می نمایند. سپس آب صابون حاصله وارد فیلتر فشاری می شود و مجددا به پساب حاصله سود مایع افزوده می شود تا دوباره قسمت چربی آن جدا گشته و راهی واحد اسید چرب گردد.

آب صابون حاصله پس از گذشتن از فیلتر فشاری، وارد برج تقطیر می گردد. پس از عبور از سه برج تقطیر کننده، غلظت گلیسیرین به 80 درصد می رسد. سپس این گلیسیرین را وارد واحدهای گاز زدا می نمایند تا غلظت گلیسیرین به 90 درصد برسد و سپس آن را وارد دستگاه تقطیر کننده دیگری موسوم به  SC می نمایند که پس از آن به ترتیب وارد واحدهای جدا کننده، خشک کن و سرد کننده ها می شود که در انتهای این مرحله، غلظت گلیسیرین به 100 درصد می رسد. سپس به گلیسیرین حاصله کربن فعال افزوده می شود و پس از آن وارد فیلتر فشاری می گردد تا بدین ترتیب رنگ موجود در آن نیز زدوده شود.

در این واحد پساب چندانی تولید نمی گردد و پساب احتمالی تولید شده می تواند ناشی از شستشوی محل و یا خنک کردن دستگاهها و لوله ها باشد.

واحد اسید چرب:

روغن سویا و یا چربیهای برگشت داده شده از واحد بازیابی گلیسیرین، مواد اولیه این واحد به شمار می آیند. این مواد در ابتدا توسط بخار جوشانده شده وسپس توسط اسید شستشو می شود تا صمغ و ناخالصی آن گرفته شود. محصول حاصله توسط آب تا رسیدن به  PH=2 شستشو می شود. قسمت عمده پساب تولیدی این واحد، در این مرحله بدست می آید. پساب حاصله دارای PHپایینی می باشد. لذا با افزودن سود، PHآن را افزایش می دهند. محصول بدست آمده در مرحله شستشو با آب،وارد مخازنی می گردد تا بصورت دو فاز جدا از هم، آب و چربی درآید تا بتوان چربی آن   می رسانند که در این مرحله چربی شکسته شده و منجر به تولید اسید چرب و 700Psi را جدا نمود. چربی جدا شده را توسط آب و بخار به فشار آب گلیسیرین می شود. اسید چرب حاصله وارد برج تقطیر می شود و پس از تقطیر و خنک شدن به تولید سه نوع محصول که در رنگ سازی، رزین سازی و تهیه غذای طیور کاربرد دارند، می انجامد. آب گلیسیرین حاصله نیز به واحد بازیابی گلیسیرین فرستاده می شود.

همانگونه که اشاره شد،قسمت عمده پساب حاصله، ناشی از شستشوی مواد اولیه با اسید می باشد. مقداری پساب نیز ناشی از شستشوی کف محل  می باشد که در حدود سه بار در هفته انجام می شود. پساب تولیدی این واحد دارای اکسیژن خواهی شیمیایی زیاد و  PH پایینی میباشد.

لازم به ذکر است، از آنجا که پساب تولید شده در واحدهای تصفیه پیه، گلیسیرین و اسید چرب حاوی چربی فراوانی می باشد که قابل بازیافت است، لذا فاضلاب این سه واحد وارد یک تله چربی می شود که قسمت چربی آن جدا شده و برای استفاده مجدد به واحد اسید چرب برگشت داده می شود و پساب حاصل وارد شبکه جمع آوری فاضلاب می گردد.

واحد پخت صابون:

این واحد تولیدی دارای هشت مخزن ذخیره و شانزده مخزن پخت می باشد. در این قسمت عمل پخت صابون انجام می گیرد. پس از شستشوی مخازن این واحد، مقدار زیادی آب صابون تولید می شود که به واحد بازیابی گلیسیرین برگردانده می شود. پساب تولیدی این واحد ناشی از سر رفتگی مخازن و شستشوی کف محل و روی مخازن می باشد که دارای بار آلودگی و PH بالایی می باشد.

واحد تولید و بسته بندی صابون:

این واحد دارای چهار خط تولیدی می باشد که انواع مختلف صابونها را قالب گیری و بسته بندی می نمایند. مواد اولیه مورد نیاز از واحد پخت صابون گرفته می شود و مواد افزودنی مورد نیاز از قبیل روغن پارافین، تیوکسید تیتان، سولفات منیزیم، رنگ و اسانس به آن افزوده شده و سپس برای قالب گیری و بسته بندی فرستاده می شود. پساب تولیدی این واحد ناشی از شستشوی کف و دستگاهها می باشد که می تواند اکسیژن خواهی شیمیایی و بیو شیمیایی بالایی داشته باشد.

واحد سولفوناسیون:

این واحد، کار تهیه و تولید مواد اولیه محصولاتی از قبیل پودر لباسشویی، مایع ظرفشویی، شامپو، خمیر دندان و مایع دستشویی را بعهده دارد.

مواد اولیه ای همچون دودسیل بنزن و یا لوریل الکل، در این محل سولفونه شده و سپس با سود خنثی می شوند تا بدین ترتیب مواد فعال سطحی مورد نیاز حاصل شوند. برای سولفونه کردن این مواد، به گوگرد نیاز است.

 دراین قسمت هوا پس از گذر از فیلتر، وارد خشک کن می شود تا رطوبت آن گرفته شود. سپس هوا را با گوگرد می سوزانند تا گاز SO3 حاصل گردد. این گاز را تحت شرایط خاصی با مواد اولیه ( مثلا آلکیل بنزن ) ترکیب می نمایند تا بدین ترتیب مواد فعال سطحی مانند آلکیل بنزن سولفانات حاصل شود.

پساب تولیدی این واحد دارای بار آلودگی نسبتا کمی است و دارای مواد فعال سطحی نیز می باشد. این پساب بطور پیوسته از این واحد خارج می شود و دارای نوسانات کمی است. مقداری پساب نیز در اثر شستشوی محل ویا خنک کردن برجها و لوله های ارتباطی تولید می شود که می تواند حاوی مواد معلق و ذرات گوگرد باشد.

واحد تولید پودر:

دراین قسمت، اسید سولفونیک تولید شده در واحد سولفوناسیون با سود خنثی می شود و بدین ترتیب خمیر خنثی حاصل می شود. سپس این محصول بدست آمده برای تولید پودرهای رختشویی و ماشین لباسشویی مورد استفاده قرار می گیرد. مواد افزودنی دیگر از قبیل سدیم تری پلی فسفات و کربنات سدیم ( سختی گیر آب )، سیلیکات سدیم ( محافظ ماشین لباسشویی )، کربوکسیل متیل سلولز ( ممانعت کننده از رسوب مجدد چرک روی پارچه )، پربورات سدیم ( سفید کننده )، تی.ا.ای.دی ( لکه زدا و شستشو کننده بهتر در دماهای مختلف ) و اپتیکال برایتنر ( درخشنده کننده لباسها ) نیز در این محل به آن افزوده می شوند و سپس ماده بدست آمده از برجهای مرتفع افشانده می شود تا بدین ترتیب پودر حاصل شود و سپس پودر حاصل برای بسته بندی ارسال گردد.

پساب تولید شده در این واحد، دارای دبی اندکی است و بطور پیوسته جریان دارد. این پساب ناشی از پمپهای فشار قوی موجود در این محل می باشد. چند نوع پساب دیگر که آلودگی آنها بسیار کم است نیز تولید می گردند. از جمله آب گرم و آب مازاد که مورد مصرف قرار نگرفته است.

در اثر شستشوی کف محل تولیدی و شستشوی تانکها نیز پسابی تولید می گردد که می تواند حاوی اکسیژن خواهی شیمیایی و مواد فعال سطحی نسبتا کمی باشد.

واحد تولید مایع ظرفشویی:

برای تولید این محصول از مواد فعال سطحی خطی استفاده می شود. مواد فعال سطحی تولید شده در واحد سولفوناسیون که با سود خنثی شده است و بدین ترتیب خمیر سولفانات حاصل شده است با موادی از قبیل اوره، کمپرلان، کوکونات دی اتانول آمید، فرمالین، آب نمک، لیترون، آب کندانس، رنگ و اسانس ترکیب می شود تا مایع مزبور حاصل گردد.

این واحد تولیدی دارای سه خط تولید می باشد که همگی هر روز در شروع هر سه شیفت کاری شستشو می شوند. پساب حاصل از این واحد تولیدی دارای مواد فعال سطحی فراوانی می باشد.

واحد تولید محصولات صنعتی:

در این واحد تولیدی محصولاتی از قبیل صابون مایع، مایع ظرفشویی و فوم حفاری تولید می گردد. مواد اولیه از قسمت سولفوناسیون آورده شده و افزودنیهای دیگر به آن اضافه می شود و پس از بسته بندی به انبار فرستاده می شود.

از آنجا که نوع محصول تولیدی یا رنگ آن هر روز عوض می شود، لذا هر روز یک بار مخازن ذخیره و مسیر لوله ها از مخزن تا قسمت تزریق مواد شستشو می شود. پساب تولیدی حاوی مواد فعال سطحی فراوانی می باشد.

واحد تولید پودر سفید کننده:

این واحد تولیدی روزانه 24 تن پودر را تولید می کند. مواد فعال سطحی مورد نیاز از واحد تولید پودر گرفته می شود و افزودنیهای دیگر مثل سیلیس ( 87 درصد ماده تولیدی )، بلیچ، رنگ و اسانس به آن اضافه می شود و سپس بسته بندی می گردد.

در این واحد تولیدی هیچگونه پسابی به جز پساب حاصل از شستشو که بندرت صورت می گیرد، تولید نمی شود.

واحد تولید شامپو و خمیر دندان:

از آنجا که مواد اولیه این واحد، در قسمت سولفوناسیون آماده شده و به این مرحله ارسال می شود و در این واحد، تنها افزودن موادی همچون گلیسیرین، نمک، آب، سدیم ساخارین، کربنات کلسیم، رنگ، اسانس و غیره به آن صورت می گیرد و از طرف دیگر از آنجا که فقط یک نوع شامپو در این کارخانه تولید می شود، لذا این واحد تولیدی پساب چندانی را بوجود نمی آورد. تنها پساب موجود ناشی از شستشوی کف محل می باشد و از آنجا که هیچگونه نشتی از دستگاههای تزریق یا لوله های ارتباطی وجود ندارد، لذا پساب حاصله می تواند فقط حاوی مواد معلق باشد. لازم به یادآوری است که عمل شستشو نیز خیلی کم انجام می گیرد.

برای مشاهده ادامه این مقاله می توانید مقاله نتایج تعیین خصوصیات کمی و کیفی فاضلاب و تحلیل آن را مشاهده نمائید.

بازدید: 65تاریخ انتشار : 1397/05/22

     

    ظرفیت پروژه های در حال بهره برداری : 3671900

     

    ظرفیت فاضلاب تصفیه شده (مترمکعب در روز): 24307300

     

    سال تجربه : +15

     

    ظرفیت پروژه های انجام شده : 30000000