سوالات متداول
طراحی یک سامانه بیوفیلتر
ساده ترین طراحی یک بیوفیلتر، روش قدیمی پوشاندن محلهای دفن زباله با خاک است. هوای بدبو از لایه خاک بالا میرود و در آن میکروارگانیسمها ترکیبات بدبو را تجزیه میکنند. با این حال، برای برنامه ریزی، طراحی و ساخت یک فیلتر زیستی که به طور مداوم به صورت مطمئن کار کند، به تخصص و تجربه فنی و میکروبیولوژیکی نیاز است. یک پیش نیاز حیاتی برای عملکرد خوب بیوفیلترها، ایجاد و حفظ شرایط فیزیکی و شیمیایی مناسب برای رشد میکروارگانیسمها است. این موضوع شامل حفظ دمای مناسب، رطوبت، مقدار pH و مقدار مواد مغذی است. از اینرو سیستمهای بیوفیلتر از اجزای اساسی زیر تشکیل شدهاند:
هواکش، مرطوب کننده هوا (با سیستم گرمایش اضافه شده در صورت لزوم)، توزیع کننده هوا، مواد فیلتر، تابلو فرمان
در شکل زیر تشکیل بیوفیلم مرطوب بروی سطح یک ذره کمپوست نشان داده شده است. بستر بیوفیلتر (معمولا از نوع چیپسهای درشت چوب) مرطوب شده و بر روی آن بیوفیلم تشکیل میشود. شرایط بیوشیمیایی بیوفیلم موجود بر روی بستر همانند آن چه که در فرآیند کمپوست سازی وجود دارد، برای عملکرد بیوفیلتر یا راندمان حذف از طریق شستشو (اسکرابینگ) اهمیت دارد.
تشکیل بیوفیلم بر روی اجزای کمپوست
در بیوفیلتر ترکیبات فرار از جریان هوای خروجی به لایه بیوفیلم جذب میشود. بیوفیلم لایه ای غنی از باکتریهای هوازی و سایر میکروارگانیسمها (هوازی) است که ترکیبات جذب شده را اکسید میکتند. با مصرف این ترکیبات، انرژی و یا مواد مغذی ضروری نظیر نیتروژن به شکل آمونیاکی (NH3)، که برای حفظ و بقا و تقسیم سلولی ضروری است تولید میشود. کارایی میکروبهای هوازی در بستر بیوفیلتر تحت تاثیر شرایط زیر است:
• میزان سطح بستر
• توزیع نسبتا یکنواخت جریان هوا
• مدت زمان تماس هوا در داخل بستر
• مقدار و میزان پایداری رطوبت، دما و pH
در بیوفیلتر هنگامی که این شرایط در یک محدوده معقول حفظ شود، طیف وسیعی از مواد شیمیایی فرار موجود در هوا با غلظتهای کم در حد ppm به طور موثری اکسید میشوند. با یک حساب ساده در مورد کارایی شستشو (اسکرابینگ) تصریح شده است که بیوفیلترها میتوانند به طور متوسط حداقل یک لوگ (فاکتور 10) کاهش در اغلب ترکیبات قابل اکسید شدن زیستی، فراهم سازند (به عبارتی، کاهش 90 درصدی در بو و VOCs به وجود میآورند). بیوفیلترها انعطاف پذیری خوبی در برابر شرایط مختلف محیطی و فرآیندی از خود نشان میدهند. در بیوفیلتر حتی اگر یک یا چند مورد از شرایط بستر از محدوده هدف نیز خارج شود، معمولاً 70 تا 85 درصد VOC و بو برحسب میزان و مدت زمان شرایط غیرهدف، حذف میشود.
ساده ترین طراحی یک بیوفیلتر، روش قدیمی پوشاندن محلهای دفن زباله با خاک است. هوای بدبو از لایه خاک بالا میرود و در آن میکروارگانیسمها ترکیبات بدبو را تجزیه میکنند. با این حال، برای برنامه ریزی، طراحی و ساخت یک فیلتر زیستی که به طور مداوم به صورت مطمئن کار کند، به تخصص و تجربه فنی و میکروبیولوژیکی نیاز است. یک پیش نیاز حیاتی برای عملکرد خوب بیوفیلترها، ایجاد و حفظ شرایط فیزیکی و شیمیایی مناسب برای رشد میکروارگانیسمها است. این موضوع شامل حفظ دمای مناسب، رطوبت، مقدار pH و مقدار مواد مغذی است. از اینرو سیستمهای بیوفیلتر از اجزای اساسی زیر تشکیل شدهاند:
هواکش، مرطوب کننده هوا (با سیستم گرمایش اضافه شده در صورت لزوم)، توزیع کننده هوا، مواد فیلتر، تابلو فرمان
در شکل زیر تشکیل بیوفیلم مرطوب بروی سطح یک ذره کمپوست نشان داده شده است. بستر بیوفیلتر (معمولا از نوع چیپسهای درشت چوب) مرطوب شده و بر روی آن بیوفیلم تشکیل میشود. شرایط بیوشیمیایی بیوفیلم موجود بر روی بستر همانند آن چه که در فرآیند کمپوست سازی وجود دارد، برای عملکرد بیوفیلتر یا راندمان حذف از طریق شستشو (اسکرابینگ) اهمیت دارد.
تشکیل بیوفیلم بر روی اجزای کمپوست
در بیوفیلتر ترکیبات فرار از جریان هوای خروجی به لایه بیوفیلم جذب میشود. بیوفیلم لایه ای غنی از باکتریهای هوازی و سایر میکروارگانیسمها (هوازی) است که ترکیبات جذب شده را اکسید میکتند. با مصرف این ترکیبات، انرژی و یا مواد مغذی ضروری نظیر نیتروژن به شکل آمونیاکی (NH3)، که برای حفظ و بقا و تقسیم سلولی ضروری است تولید میشود. کارایی میکروبهای هوازی در بستر بیوفیلتر تحت تاثیر شرایط زیر است:
• میزان سطح بستر
• توزیع نسبتا یکنواخت جریان هوا
• مدت زمان تماس هوا در داخل بستر
• مقدار و میزان پایداری رطوبت، دما و pH
در بیوفیلتر هنگامی که این شرایط در یک محدوده معقول حفظ شود، طیف وسیعی از مواد شیمیایی فرار موجود در هوا با غلظتهای کم در حد ppm به طور موثری اکسید میشوند. با یک حساب ساده در مورد کارایی شستشو (اسکرابینگ) تصریح شده است که بیوفیلترها میتوانند به طور متوسط حداقل یک لوگ (فاکتور 10) کاهش در اغلب ترکیبات قابل اکسید شدن زیستی، فراهم سازند (به عبارتی، کاهش 90 درصدی در بو و VOCs به وجود میآورند). بیوفیلترها انعطاف پذیری خوبی در برابر شرایط مختلف محیطی و فرآیندی از خود نشان میدهند. در بیوفیلتر حتی اگر یک یا چند مورد از شرایط بستر از محدوده هدف نیز خارج شود، معمولاً 70 تا 85 درصد VOC و بو برحسب میزان و مدت زمان شرایط غیرهدف، حذف میشود.
آبگيري از لجن در تصفیه فاضلاب آبکاری
آبگيري يك فرايند فيزيكي است كه براي جداسازي جامد و آب بهدستآمده طي فرايند رسوبدهی استفاده میشود. لجن بهدستآمده از واحد زلالساز معمولاً حاوي 5/0 تا 3 درصد جامدات است. براي پايين آوردن هزينه مرحله فيلتراسيون، معمولاً لجن تغليظ میشود. سه روش تغلیظ به شرح زیر وجود دارد:
• تغلیظ با استفاده از نيروي جاذبه (Gravity Thickening)
• تغليظ به روش شناورسازي (Floatation Thickening)
• تغليظ به روش سانتريفيوژ (Centrifugal Thickening)
از ميان این روشها، استفاده از نيروي جاذبه متداولتر است که ميتواند در تانك كلاريفيكاسيون انجام گیرد. درصورتیکه زمان لازم براي تغليظ زياد باشد، از تانک جداگانهای براي اين فرايند استفاده میشود. معمولاً مايع تغليظ شده در ته تانك جمعآوری میگردد. در صورت نياز براي پايين آوردن زمان تغليظ، از مواد شيميايي مانند نمکهای آهن و آلومينيم يا پليمرها مورد استفاده قرار میگیرد.
بعد از فرايند تغليظ براي آبگيري بيشتر، از فرايند آبگيري به روش مكانيكي و يا حرارتي استفاده میشود. فيلتر پرس متداولترین دستگاه مورد استفاده در فرايند آبگيري نهايي به روش مكانيكي است. فيلتر تحت خلاء، سانتريفيوژ و فيلتر نواري ((Belt Filter نيز در بعضي موارد استفاده شده است. درصد جامد در محصول بهدستآمده از آبگيري بين 10 تا 60 درصد است. در صورت نياز به آبگيري بيشتر، از خشککن استفاده میشود كه در اين صورت، امكان رسيدن ميزان مواد جامد به 90 درصد وجود دارد. مزيت پايين آوردن درصد آب، پايين آوردن هزينه حمل و دفع پسماند است.
فرایند فیلتراسیون
فرايند انجام فيلتراسيون توسط فيلترپرس به شرح زیر است: محلول بهدستآمده از رسوبدهی توسط پمپ هيدروليكي با اختلاف فشار حدود 6 بار از پارچه فيلتر عبور داده میشود. كيك روي صفحه جمع و آب از پارچه فيلتر خارج میشود. اين فرايند تا تجمع كامل كيك روی پارچه فيلتر ادامه مييابد. بعد از آن که كيك بهطور کامل تشكيل شد، پمپ هيدروليك خاموش و فيلترپرس بازو كيك از آن جدا میشود. در شرايط معمولي میزان درصد مواد جامد در كيك حاصل از فيلتراسيون توسط فيلترپرس یا استفاده از سود سوزآور 25 تا 40% و با استفاده از آبآهک 35 تا 60 درصد است.
فيلترپرسهای جديد معمولاً داراي مشخصات زیر هستند:
• استفاده از صفحات پلیپروپیلن به دلیل سبك بودن، داشتن طول عمر زياد و مقاومت در مقابل مواد شيميايي
• واشر صفحهای که باعث كاهش خروج آب از كناره صفحات میشود
• استفاده از هواي تحت فشار براي دورریز باقيمانده مايع در فيلترپرس که باعث خشك شدن بيشتر كيك میشود
• استفاده از ميكروپروسسور ميتواند اختلاف فشار هیدرولیکی را كنترل كرده و وقتي فشار هيدروليكي به كمتر از مقدار معيني رسيد، پمپ را بهطور اتوماتيك خاموش كند
• باز و بسته كردن نيمه اتوماتيك صفحات که هزينه عمليات را كاهش میدهد
مزاياي استفاده از فيلترپرس
مزاياي استفاده از فيلترپرس در مقايسه با ساير روشهاي فيلتراسيون عبارتند از:
فيلترپرس براي مقادير متغير و يا كم ذرات جامد كاربرد دارد.
فيلترپرس قابليت توليد كيك خشك در صورت استفاده از اختلاف فشار بالا را دارد. كيك بهدستآمده از فيلترپرس در فشار 6 بار داراي 25 تا 60 درصد جامد است. در حالیکه كيك بهدستآمده از سانتريفيوژ بسكتي داراي 10 تا 25 درصد و بهدستآمده از فیلتر تحت خلأ بين 15 تا 40 درصد جامد است.
آبگيري يك فرايند فيزيكي است كه براي جداسازي جامد و آب بهدستآمده طي فرايند رسوبدهی استفاده میشود. لجن بهدستآمده از واحد زلالساز معمولاً حاوي 5/0 تا 3 درصد جامدات است. براي پايين آوردن هزينه مرحله فيلتراسيون، معمولاً لجن تغليظ میشود. سه روش تغلیظ به شرح زیر وجود دارد:
• تغلیظ با استفاده از نيروي جاذبه (Gravity Thickening)
• تغليظ به روش شناورسازي (Floatation Thickening)
• تغليظ به روش سانتريفيوژ (Centrifugal Thickening)
از ميان این روشها، استفاده از نيروي جاذبه متداولتر است که ميتواند در تانك كلاريفيكاسيون انجام گیرد. درصورتیکه زمان لازم براي تغليظ زياد باشد، از تانک جداگانهای براي اين فرايند استفاده میشود. معمولاً مايع تغليظ شده در ته تانك جمعآوری میگردد. در صورت نياز براي پايين آوردن زمان تغليظ، از مواد شيميايي مانند نمکهای آهن و آلومينيم يا پليمرها مورد استفاده قرار میگیرد.
بعد از فرايند تغليظ براي آبگيري بيشتر، از فرايند آبگيري به روش مكانيكي و يا حرارتي استفاده میشود. فيلتر پرس متداولترین دستگاه مورد استفاده در فرايند آبگيري نهايي به روش مكانيكي است. فيلتر تحت خلاء، سانتريفيوژ و فيلتر نواري ((Belt Filter نيز در بعضي موارد استفاده شده است. درصد جامد در محصول بهدستآمده از آبگيري بين 10 تا 60 درصد است. در صورت نياز به آبگيري بيشتر، از خشککن استفاده میشود كه در اين صورت، امكان رسيدن ميزان مواد جامد به 90 درصد وجود دارد. مزيت پايين آوردن درصد آب، پايين آوردن هزينه حمل و دفع پسماند است.
فرایند فیلتراسیون
فرايند انجام فيلتراسيون توسط فيلترپرس به شرح زیر است: محلول بهدستآمده از رسوبدهی توسط پمپ هيدروليكي با اختلاف فشار حدود 6 بار از پارچه فيلتر عبور داده میشود. كيك روي صفحه جمع و آب از پارچه فيلتر خارج میشود. اين فرايند تا تجمع كامل كيك روی پارچه فيلتر ادامه مييابد. بعد از آن که كيك بهطور کامل تشكيل شد، پمپ هيدروليك خاموش و فيلترپرس بازو كيك از آن جدا میشود. در شرايط معمولي میزان درصد مواد جامد در كيك حاصل از فيلتراسيون توسط فيلترپرس یا استفاده از سود سوزآور 25 تا 40% و با استفاده از آبآهک 35 تا 60 درصد است.
فيلترپرسهای جديد معمولاً داراي مشخصات زیر هستند:
• استفاده از صفحات پلیپروپیلن به دلیل سبك بودن، داشتن طول عمر زياد و مقاومت در مقابل مواد شيميايي
• واشر صفحهای که باعث كاهش خروج آب از كناره صفحات میشود
• استفاده از هواي تحت فشار براي دورریز باقيمانده مايع در فيلترپرس که باعث خشك شدن بيشتر كيك میشود
• استفاده از ميكروپروسسور ميتواند اختلاف فشار هیدرولیکی را كنترل كرده و وقتي فشار هيدروليكي به كمتر از مقدار معيني رسيد، پمپ را بهطور اتوماتيك خاموش كند
• باز و بسته كردن نيمه اتوماتيك صفحات که هزينه عمليات را كاهش میدهد
مزاياي استفاده از فيلترپرس
مزاياي استفاده از فيلترپرس در مقايسه با ساير روشهاي فيلتراسيون عبارتند از:
فيلترپرس براي مقادير متغير و يا كم ذرات جامد كاربرد دارد.
فيلترپرس قابليت توليد كيك خشك در صورت استفاده از اختلاف فشار بالا را دارد. كيك بهدستآمده از فيلترپرس در فشار 6 بار داراي 25 تا 60 درصد جامد است. در حالیکه كيك بهدستآمده از سانتريفيوژ بسكتي داراي 10 تا 25 درصد و بهدستآمده از فیلتر تحت خلأ بين 15 تا 40 درصد جامد است.
اصول تصفیه پساب واحدهای آبکاری
از دو روش تصفیه ناپیوسته و پیوسته میتوان برای انجام عملیات تصفیه پساب آبکاری استفاده کرد. در روش ناپیوسته هر یک از مراحل تصفیه بهصورت متوالی در یک راکتور صورت میپذیرد. در روش پیوسته هر یک از مراحل در راکتورهای مجزا انجام میشود.
مقدمه
در تصفيه شيميايي پساب واحدهاي آبكاري، مراحل مختلفي صورت ميپذيرد. ابتدا لازم است پسابها بهصورت تفکیکشده وارد مخازن جمعآوری و متعادلکننده شوند. بهطورکلی پسابهاي اسيدي، كروم، نيكل و ساير فلزات به يك مخزن ذخيره و پسابهاي سيانوري مانند پسابهاي حاوي سيانور سديم، سيانور مس و سيانور روي در يك مخزن ذخيره مجزا جمعآوری شوند. مرحله بعد عمليات تصفيه شيميايي در مخازن تصفيه صورت ميپذيرد. در تصفیه شيميايي فاضلاب آبکاری باید پنج مرحله عملیات زیر صورت پذیرد:
• اكسيداسيون سیانور
• احیای کروم
• خنثیسازی شیمیایی
• تهنشینی
• فيلتراسيون
پس از انجام تصفيه شيميايي (احیای کروم شش ظرفیتی، اکسیداسیون سیانور و خنثیسازی از طریق رسوبدهی هیدروکسیدی فلزات)، مرحله تهنشینی رسوبات از فرايند تصفيه صورت میگیرد. اين مرحله ميتواند در همان راكتور واكنش شيميايي (در صورت قيفي بودن راكتور) و يا در يك راكتور تهنشینی مجزا انجام شود. پس از تهنشین شدن رسوبات، مرحله تخليه پساب تصفیهشده زلال و تخليه لجن است. بهطور معمول براي آبگيري از لجن از بستر فيلتر شني و يا فيلترپرس استفاده ميگردد.
براي انجام عمليات تصفيه پساب آبکاری ميتوان از دو روش تصفيه ناپيوسته و يا تصفيه پيوسته استفاده كرد. در تصفیه ناپيوسته انجام هر يك از مراحل تصفيه بهصورت متوالي يكي پس از ديگري در يك راكتور صورت ميگيرد. براي اين منظور تنها به يك مخزن واكنش و نيز يك عدد كنترلرpH و كنترلرORP نیاز است. درحالیکه در تصفيه پيوسته هر يك از مراحل اکسیداسیون سيانور، احيای كروم و خنثیسازی در راكتورهاي مجزا انجام ميشود و براي هر مخزن متناسب با نوع واكنش به كنترلر pH و در صورت لزوم به كنترلر ORP نیاز است. در شكلهاي زير نمونههاي از سيستمهاي پكيج تصفيه به دو روش ناپيوسته و پيوسته نشان داده شده است.
از دو روش تصفیه ناپیوسته و پیوسته میتوان برای انجام عملیات تصفیه پساب آبکاری استفاده کرد. در روش ناپیوسته هر یک از مراحل تصفیه بهصورت متوالی در یک راکتور صورت میپذیرد. در روش پیوسته هر یک از مراحل در راکتورهای مجزا انجام میشود.
مقدمه
در تصفيه شيميايي پساب واحدهاي آبكاري، مراحل مختلفي صورت ميپذيرد. ابتدا لازم است پسابها بهصورت تفکیکشده وارد مخازن جمعآوری و متعادلکننده شوند. بهطورکلی پسابهاي اسيدي، كروم، نيكل و ساير فلزات به يك مخزن ذخيره و پسابهاي سيانوري مانند پسابهاي حاوي سيانور سديم، سيانور مس و سيانور روي در يك مخزن ذخيره مجزا جمعآوری شوند. مرحله بعد عمليات تصفيه شيميايي در مخازن تصفيه صورت ميپذيرد. در تصفیه شيميايي فاضلاب آبکاری باید پنج مرحله عملیات زیر صورت پذیرد:
• اكسيداسيون سیانور
• احیای کروم
• خنثیسازی شیمیایی
• تهنشینی
• فيلتراسيون
پس از انجام تصفيه شيميايي (احیای کروم شش ظرفیتی، اکسیداسیون سیانور و خنثیسازی از طریق رسوبدهی هیدروکسیدی فلزات)، مرحله تهنشینی رسوبات از فرايند تصفيه صورت میگیرد. اين مرحله ميتواند در همان راكتور واكنش شيميايي (در صورت قيفي بودن راكتور) و يا در يك راكتور تهنشینی مجزا انجام شود. پس از تهنشین شدن رسوبات، مرحله تخليه پساب تصفیهشده زلال و تخليه لجن است. بهطور معمول براي آبگيري از لجن از بستر فيلتر شني و يا فيلترپرس استفاده ميگردد.
براي انجام عمليات تصفيه پساب آبکاری ميتوان از دو روش تصفيه ناپيوسته و يا تصفيه پيوسته استفاده كرد. در تصفیه ناپيوسته انجام هر يك از مراحل تصفيه بهصورت متوالي يكي پس از ديگري در يك راكتور صورت ميگيرد. براي اين منظور تنها به يك مخزن واكنش و نيز يك عدد كنترلرpH و كنترلرORP نیاز است. درحالیکه در تصفيه پيوسته هر يك از مراحل اکسیداسیون سيانور، احيای كروم و خنثیسازی در راكتورهاي مجزا انجام ميشود و براي هر مخزن متناسب با نوع واكنش به كنترلر pH و در صورت لزوم به كنترلر ORP نیاز است. در شكلهاي زير نمونههاي از سيستمهاي پكيج تصفيه به دو روش ناپيوسته و پيوسته نشان داده شده است.