بهترین روش های تصفیه فاضلاب کاغذ سازی

تصفیه فاضلاب کاغذ سازی و مقواسازی تنها با یک روش امکان پذیر نبوده و مجموعه ای از فرآیندهای تصفیه فاضلاب بر روی آنها اجرا می شود. چون در این نوع پساب تنوع آلاینده ها زیاد است و باید مجموعه ای از روش های فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی در پکیج تصفیه فاضلاب اجرا شوند تا در نهایت خروجی آن برای استفاده در سایر صنایع استاندارد لازم را داشته باشد. در ادامه انواع روش های تصفیه پساب کارخانه های مقواسازی و کاغذسازی را بررسی و ویژگی های این نوع فاضلاب را بررسی می کنیم.

مشخصات فاضلاب کاغذ سازی

چوب اصلی ترین ماده اولیه در صنعت کاغذسازی و مقواسازی است که با طی کردن چند مرحله به خمیر تبدیل می شود. در تمام مراحل تبدیل چوب به کاغذ آب نقش مهمی دارد و مقدار زیادی از آن در نهایت به فاضلاب تبدیل می شود. ویژگی های فاضلاب کارخانه کاغذسازی در جدول زیر ارائه شده است:
منبع تولید فاضلاب در کارخانه های کاغذ سازی شامل موارد زیر است:

ویژگی‌های فاضلاب کارخانه‌های کاغذسازی و مقواسازی

• بار آلی بالا: به دلیل وجود مواد سلولزی، لیگنین و سایر ترکیبات آلی
• وجود فیبر: به دلیل وجود الیاف کاغذ و مقوا در فاضلاب
• رنگ تیره: به دلیل وجود لیگنین و رنگدانه‌ها
• pH متغیر: بسته به نوع فرآیند تولید
• حضور مواد شیمیایی: مانند کلر، فلزات سنگین و ترکیبات آلی هالوژنه

با ورود چوب به کارخانه پوست آنها جداسازی شده و در مرحله شستشو تکه های آن وارد آب می شود.

• چوب تحت فشار بسیار زیادی قرار گرفته و به خمیر تبدیل می شود. در این مرحله از مواد شیمیایی مختلفی برای نرم کردن چوب و خمیری شدن بافت آن استفاده شده و بخشی از آنها وارد فاضلاب می شوند.
• برای سفید کردن خمیر چوب از ترکیبات شیمیایی استفاده میشود و در نهایت وارد فاضلاب می شوند.
• با شستشوی سالن ها و دستگاه های کارخانه مقواسازی و کاغذ سازی نیز مقدار زیادی گل و لای، دترجنت، ذرات کلوئیدی و روغنی وارد فاضلاب می شود.

در مراحل بالا ترکیبات مختلفی وارد فاضلاب می شود که برخی از آنها عبارتند از:

• هیدروکسید سدیم
• اسید کلریدریک
• سولید سدیم
• بی سولفیت ها
• ذرات کلوئیدی و معلق
• لیگنین

دلیل لزوم تصفیه فاضلاب کاغذ سازی

تنوع بسیار زیاد آلاینده ها در این نوع فاضلاب باعث شده است تا مانند صنایع امکان ورود مستقیم آن به طبیعت و محیط زیست وجود نداشته باشد. ذرات معلق و کلوئیدی موجود در این نوع فاضلاب به شدت بر افزایش کدورت آب تاثیرگذار است. کدورت یکی از عوامل مهم در فاضلاب است که به مرور BOD را نیز افزایش می دهد.
با بالا رفتن کدورت فاضلاب نور به سختی به لایه های پایین آن نفوذ می کند. گیاهان آبزی برای فتوسنتز به نور نیاز دارند و با بالا رفتن کدورت این روند با اختلال مواجه خواهد شد. هر اندازه فتوسنتز در فاضلاب کمتر انجام شود، به همان نسبت اکسیژن موجود در آن کاهش پیدا خواهد کرد. با کاهش اکسیژن فاضلاب، تصفیه بیولوژیکی نیز انجام نشده و در نهایت مواد آلی از بین نمی روند.
علاوه براین، در این نوع فاضلاب مقدار زیادی لیگنین که نوعی ماده پلیمری است وجود دارد. سایر ترکیبات شیمیایی نیز به وفور در فاضلاب وارد شده و در نهایت تهدید بزرگی برای آبزیان و سایر جانداران و محیط زیست خواهد بود.

روش تصفیه فاضلاب کاغذ سازی

در حالت کلی برای این نوع پساب از پکیج تصفیه فاضلاب استفاده میشود. چون به مجموعه ای از چند فرآیند نیاز است تا تمام آلاینده ها از فاضلاب حذف شوند. بر همین اساس روش های زیر برای این نوع فاضلاب کاربرد دارد:

تصفیه فیزیکی و حذف ذرات جامد

در ابتدای تصفیه خانه یا پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی مخزن تصفیه فیزیکی اجرا میشود که آشغالگیرها نقش مهمی در آن دارند. با استفاده از آشغالگیرها ذرات و تکه های جامد موجود در فاضلاب حذف می شوند. در فاضلاب کاغذ سازی مقدار ذرات جامد معلق و تکه های چوب و پوست درختان بسیار زیاد است. در نتیجه اگر در این مرحله حذف نشوند باعث گرفتگی لوله و تاسیسات در گام های بعد خواهد شد.

حذف ذرات کلوئیدی فاضلاب

یکی از مهم ترین مراحل در تصفیه فاضلاب مقوا سازی و کاغذسازی، حذف ذرات کلوئیدی است. ذرات کلوئیدی موجود در فاضلاب به دلیل داشتن بارهای هم نام الکتریکی یکدیگر را دفع می کنند و نمی توان آنها را براحتی جداسازی کرد. علاوه براین، ذراتی از قبیل لیگنین آبگریز هستند و جداسازی آنها نیاز به روش های مختلف انعقاد و چربی گیری دارد. برخی از روش های پرکاربرد در این زمینه شامل موارد زیر هستند:

تصفیه با چربی گیر DAF

یکی از بهترین روش ها که بدون نیاز به ترکیبات شیمیایی قابل اجرا است، چربی گیر DAF می باشد. در این روش فاضلاب هوادهی شده و حباب های بسیار ریز داخل آن تشکیل می شود. حباب ها به ذرات معلق در فاضلاب متصل شده و به بالا حرکت می کنند. بعد از تجمع لخته ها روی سطح فاضلاب در نهایت با تجهیزاتی از قبیل اویل اسکیمر می توان آنها را جمع آوری کرد.

تصفیه فاضلاب با مواد منعقدکننده

از دیگر روش های موثر در این زمینه، تزریق مواد منعقدکننده به فاضلاب است. مواد منعقدکننده بعد از تزریق باعث تشکیل فلوک در فاضلاب شده و مانند پل میان ذرات معلق با بار منفی عمل می کنند. لایه های تشکیل شده وزن سنگینی داشته و در کف مخزن مانند لجن ته نشین می شوند. از معایب این روش می توان به هزینه زیاد برای خرید مواد شیمیایی اشاره کرد. علاوه براین، احتمال تولید ترکیبات مضر جانبی در فاضلاب وجود دارد.
همچنین لازم به ذکر است، وزن لجن تولید شده در این روش بالا است و هزینه زیادی برای تخلیه آن باید در نظر گرفت. به همین دلیل از مواد منعقدکننده در تصفیه خانه های کوچک استفاده می شود.

تصفیه بیولوژیکی فاضلاب کاغذ سازی

روش های بیولوژیکی به دلیل عدم تولید ترکیبات مضر جانبی فرآیندهای مناسب برای حذف مواد آلی است. اجرای این فرآیندها در اغلب مواقع نیاز به هزینه زیادی ندارد و در زمان کوتاه می توان آنها را راه اندازی کرد. از بهترین روش های هوازی برای تصفیه پساب های کارخانه کاغذ سازی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

تصفیه فاضلاب با لجن فعال متعارف

یکی از بهترین راهکارها برای از بین بردن مواد آلی فاضلاب، تجزیه آنها به کمک باکتری ها است. باکتری ها برای رشد و تکثیر نیاز به اکسیژن و مواد غذایی دارند. اکسیژن محلول در فاضلاب توسط باکتری ها مصرف شده و در برخی از مواقع نیاز به هوادهی است. باکتری ها از مواد آلی موجود در فاضلاب نیز به عنوان ماده غذایی استفاده می کنند.
بقایای مواد آلی تجزیه شده به مرور در کف مخزن ته نشین می شوند و لجن تشکیل می شود. این لجن نیز منبع بسیار مناسبی برای تغذیه باکتری ها است. به همین دلیل بخشی از لجن از مخزن تخلیه شده و مابقی به مرحله قبل برگشت داده می شود.

تصفیه فاضلاب با روش MBR

از دیگر روش های موثر می توان به تصفیه فاضلاب به روش MBR اشاره کرد. در این روش بخشی از لجن برگشتی برای باکتری ها فراهم شده و با سرعت بیشتری رشد می کنند. در نتیجه سرعت تجزیه مواد آلی در این شرایط بیشتر می شود. بعد از این مرحله فاضلاب از فیلترهای غشایی عبور داده میشوند تا ذرات معلق در آن حذف شود.

تصفیه فاضلاب به روش UASB

علاوه بر روش های هوازی، برای این نوع فاضلاب باید از فرآیندهای بی هوازی نیز استفاده کرد. چون نیتروژن و فسفر موجود در فاضلاب با روش های هوازی قابل حذف نیست. از روش های بی هوازی برای تصفیه فاضلاب کاغذ سازی می توان به فرآیند UASB اشاره کرد. در این روش فاضلاب در شرایط بی هوازی قرار گرفته و مواد آلی تجزیه شده و بیوگازها تولید می شوند.سپس فاضلاب از پایین مخزن مخروطی شکل به سمت بالا حرکت کرده و ذرات معلق در آن ته نشین می شوند. از بالای مخزن تصفیه بیوگازها و فاضلاب تصفیه شده تخلیه می شود.

تصفیه فاضلاب به روش ABR

در این روش نیز فاضلاب در شرایط کاملا بی هوازی قرار میگیرد و با راندمان بسیار بالا آلاینده های خود را از دست می دهد. مخزن این فرآیند از هشت قسمت تشکیل شده و در آنها بافل نصب می شود. فاضلاب در شرایط بی هوازی از بافل اول عبور کرده و باکتری ها مواد آلی آن را تجزیه می کنند. سپس فاضلاب وارد بافل بعد شده و به سمت پایین حرکت می کند و در طول مسیر مواد آلی تجزیه می شوند. این روند ادامه پیدا می کند و در نهایت فاضلاب از بافل آخر تخلیه می شود.

تصفیه فاضلاب با سیستم غشایی

فاضلاب بعد از عبور از مخزن تصفیه بیولوژیکی حاوی تکه های باقی مانده از مواد آلی تجزیه شده است. علاوه براین، هنوز تعداد زیادی ذرات بسیار ریز در فاضلاب وجود دارد که معلق هستند. برای حذف این ذرات می توان از سیستم های فیلتراسیون غشایی استفاده کرد. منافذ روی این غشاها بسیار ریز است و ذرات معلق در فاضلاب امکان عبور از آن را نخواهند داشت.

پکیج تصفیه فاضلاب کاغذ سازی و مقواسازی

بهترین روش تصفیه فاضلاب کاغذ سازی، مجموعه ای از روش های فیزیکی بیولوژیکی و شیمیایی است که به صورت مرحله ای اجرا می شوند. این روش ها همگی در پکیج تصفیه خانه فاضلاب کاغذ سازی با قطعات مناسب پیاده سازی شده و تصفیه کاملا خودکار اجرا می شود. این پکیج ها در ظرفیت های گوناگون در مجموعه آبسازه با بالاترین راندمان و کارایی طراحی و تولید می شود.

اجزای یک پکیج تصفیه فاضلاب کارخانه‌های کاغذسازی و مقواسازی

یک پکیج تصفیه فاضلاب کارخانه‌های کاغذسازی و مقواسازی معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. پیش تصفیه:

   • غربالگری: حذف ذرات درشت مانند چوب، پلاستیک و الیاف بلند
   • ته‌نشینی اولیه: حذف ذرات جامد سنگین‌تر
   • شناورسازی: حذف ذرات روغنی و چربی
   • تنظیم pH: تنظیم pH فاضلاب به محدوده مناسب برای فرآیندهای بعدی

تصفیه بیولوژیکی:

• حوضچه‌های هوازی: حذف مواد آلی محلول با استفاده از میکروارگانیسم‌ها
• حوضچه‌های بی‌هوازی: تجزیه مواد آلی پیچیده به مواد ساده‌تر
• لجن فعال: استفاده از لجن فعال برای تجزیه مواد آلی

• تصفیه ثانویه:

  • ته‌نشینی ثانویه: جداسازی لجن فعال از آب تصفیه شده
  • فیلتراسیون: حذف ذرات بسیار ریز

• تصفیه نهایی:

  • گندزدایی: از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا با استفاده از کلر، اشعه ماوراء بنفش یا سایر روش‌ها
  • تخلیه: تخلیه آب تصفیه شده به محیط زیست یا استفاده مجدد از آن

انتخاب روش مناسب تصفیه فاضلاب مقواسازی

انتخاب روش تصفیه مناسب برای فاضلاب کارخانه‌های کاغذسازی و مقواسازی به عوامل مختلفی از جمله:

• نوع و حجم فاضلاب: ترکیب و مقدار آلاینده‌های موجود در فاضلاب
• مقررات زیست محیطی: استانداردهای تخلیه فاضلاب در منطقه
• هزینه‌های اقتصادی: هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری
• فضای موجود: مساحت زمین در دسترس برای احداث تصفیه‌خانه

بستگی دارد.