چرا تصفیه فاضلاب صنایع نساجی مهم است؟

پساب کارخانه‌های نساجی یکی از چالش‌های جدی آلودگی محیط‌زیست در سراسر جهان است. این واحدهای صنعتی با تولید و تخلیه پساب‌های رنگی، ترکیباتی مضر و پایدار را وارد منابع آبی می‌کنند. فاضلاب نساجی معمولاً حاوی انواع رنگ‌ها و آلاینده‌های شیمیایی است که حذف آن‌ها برای حفظ سلامت اکوسیستم‌ها ضروری است. بر اساس استانداردهای زیست‌محیطی، صنایع نساجی موظف‌اند پیش از رهاسازی پساب در شبکه فاضلاب شهری، فرآیند تصفیه فاضلاب را به‌طور کامل انجام دهند. در این مقاله، مهم‌ترین روش‌ها و راهکارهای مؤثر برای رنگ‌زدایی و تصفیه فاضلاب نساجی را بررسی می‌کنیم.

همچنین بخوانید:

♣ تصفیه فاضلاب نساجی و کاغذ سازی

♣ تصفیه فاضلاب صنایع و کارخانجات چالش ها و راهکارها

نحوه تولید فاضلاب در کارخانجات نساجی و رنگرزی

فاضلاب کارخانه نساجی، یکی از آلوده‌ترین پساب‌های صنعتی را تولید می کنند. یکی از مشکلات مرتبط با کارخانجات نساجی، پساب مضر کارخانجات به ویژه رنگها هست که تصفیه آن ها دشوار است. ویژگی‌هایی که فاضلاب نساجی را خطرناک و برای محیط‌زیست مضر می‌کند، به جنس الیاف و رنگ آن ها باز می گردد. طبقه بندی صنایع نساجی بستگی به نوع پارچه هایی که آن ها تولید می کنند، متفاوت است.

• مواد سلولزی حاصل از گیاهان (به عنوان مثال پنبه، ریون و پارچه)
• پارچه های پروتئینی، که از حیوانات مانند (پشم ، ابریشم و مویر)
• الیاف مصنوعی تولیدی به صورت مصنوعی (نایلون ، پلی استر و اکریلیک).

تولید فیبر در کارخانه های نساجی شامل فرایند های خشک و مرطوب است. فرآیند مرطوب از مقدار قابل توجهی آب قابل شرب استفاده و پساب بسیار آلوده را به محیط زیست رها می کند.

ترکیبات موجود در پساب کارخانجات نساجی

پساب کارخانجات نساجی ترکیبی از رنگ ها، فلزات و سایر آلاینده ها است که در زیر به تفکیک به آن ها می پردازیم:

الف) آلودگی رنگ ها:

رنگ از مهمترين عوامل آلوده كننده فاضلاب صنايع نساجي است و می توان آن ها را به رنگهای طبیعی و مصنوعی تقسیم کرد. فاضلاب کارخانجات نساجی رنگ های مصنوعی به راحتی و در رنگهای مختلف تولید می شوند. به دلیل چسبندگی بیشتر از رنگهای طبیعی مورد استفاده قرار گیرند. رنگ های مصنوعی با توجه به ساختار شیمیایی خود در گروه های مختلفی قرار می گیرند. به عنوان مثال آزو، آنتراكینون، گوگرد، فتالوسیانین و تری تری مكتان که با توجه به نحوه كاربرد آن ها تقسیم می شوند.

ب) آلودگی فلزها:

این آلودگی ها در پساب نساجی، به دلیل وجود رنگ ها و مواد افزودنی (مانند: سود سوز آور، کربنات سدیم و نمک) در مراحل تولید پارچه رخ می دهد. فلزات اصلی عامل ایجاد چالش های زیست محیطی کروم، روی، آهن، جیوه و سرب هستند. با این حال، گزارشات نشان می دهد که فلزات اصلی موجود در کروموفورهای رنگی در پساب نساجی عبارتند از؛ کبالت، مس، کروم.

فرآیند ها و روش های تصفیه فاضلاب صنایع نساجی و رنگرزی

فاضلاب نساجی ایجاد شده از رنگرزی پنبه با رنگ‌های راکتیو به دلیل BOD/COD بالا، رنگ‌آمیزی و بار نمک به شدت آلودگی ایجاد می کند. تعداد کمی از فناوری ها معمولاً برای تصفیه فاضلاب صنایع نساجی بسیار کارآمد هستند. شیوه های حذف رنگ از پساب فاضلاب نساجی به چندین دسته مختلف طبقه بندی می شوند.

سه روش متداول رنگ زدایی فاضلاب نساجی به شرح زیر است:

• شیمیایی
• فیزیکی
• بیولوژیکی

الف) روش‌های شیمیایی رنگ‌زدایی فاضلاب نساجی

روش‌های شیمیایی یکی از مهم‌ترین و مؤثرترین تکنیک‌ها برای حذف رنگ و آلاینده‌های پایدار موجود در پساب نساجی به‌شمار می‌روند. این فناوری‌ها معمولاً زمانی استفاده می‌شوند که فاضلاب حاوی ترکیبات پیچیده و مقاوم باشد. در این روش‌ها، مواد شیمیایی مختلف برای تجزیه یا تبدیل رنگ‌ها و ترکیبات سمی به مواد ساده‌تر و کم‌خطر به کار می‌رود.

روش‌های شیمیایی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs):

در این تکنیک‌ها، رادیکال‌های آزاد بسیار قوی مانند رادیکال هیدروکسیل برای تجزیه ساختار مولکولی رنگ‌های آلی استفاده می‌شوند. روش‌هایی مانند ازن‌زنی، استفاده از پراکسید هیدروژن، فوتوکاتالیست‌ها و UV-هیدروژن پراکسید در این گروه قرار دارند. این فرآیندها می‌توانند حتی مقاوم‌ترین رنگ‌ها را نیز به ترکیبات بی‌خطر تبدیل کنند.

• اکسیداسیون شیمیایی:

در این فرآیندها از موادی مانند کلر، هیپوکلریت‌ها و عوامل اکسیدکننده قوی برای از بین بردن رنگ و کاهش بار آلودگی استفاده می‌شود. روش‌های شیمیایی معمولاً سرعت بالایی داشته و برای فاضلاب‌هایی با بار آلودگی زیاد و رنگ‌های پیچیده بسیار کارآمد هستند.

ب) انواع روش های فیزیکی رنگ زدایی فاضلاب صنایع نساجی:

روش‌های فیزیکی یا فیزیکوشیمیایی بر جداسازی آلاینده‌ها از فاضلاب بدون واکنش‌های شیمیایی پیچیده تمرکز دارند. این روش‌ها معمولاً به‌عنوان پیش‌تصفیه یا در ترکیب با روش‌های دیگر استفاده می‌شوند و می‌توانند بخش قابل توجهی از رنگ و ذرات معلق را حذف کنند.

مهم‌ترین روش‌های فیزیکی عبارت‌اند از:

• انعقاد و لخته‌سازی:

در این روش از مواد منعقدکننده (Coagulants) مانند آلومینیوم سولفات یا کلرید فریک برای تجمع ذرات ریز رنگ و آلاینده‌ها استفاده می‌شود تا به‌صورت لخته‌های بزرگ‌تر ته‌نشین یا جدا شوند. این روش در کاهش کدورت و حذف بخشی از رنگ بسیار مؤثر است.

• جذب:

جذب سطحی با استفاده از موادی مانند کربن فعال، زئولیت یا نانوذرات یکی از روش‌های بسیار کارآمد برای حذف رنگ از فاضلاب است. این مواد قادرند مولکول‌های رنگ را روی سطح خود گیر انداخته و از جریان فاضلاب جدا کنند. جذب یکی از تکنیک‌های مقرون‌به‌صرفه و قابل‌اعتماد در صنایع نساجی محسوب می‌شود.

• فیلتراسیون:

فیلترهایی مانند فیلترهای غشایی (RO، UF، NF) برای جداسازی رنگ و آلاینده‌های محلول مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش‌ها دقت بالایی دارند و می‌توانند مواد بسیار ریز را نیز حذف کنند، اما معمولاً هزینه سرمایه‌گذاری و نگهداری آنها بالاتر است.

• تبادل یونی:

این روش از رزین‌های تبادل یونی برای جذب یون‌های رنگ و آلاینده‌های محلول استفاده می‌کند. تبادل یونی برای فاضلاب‌هایی با غلظت خاص آلاینده‌ها مناسب بوده و در حذف رنگ‌های اسیدی و خمی بسیار مؤثر است.

ج) روش تصفیه بیولوژیکی فاضلاب:

تصفیه بیولوژیکی بر پایه فعالیت میکروارگانیسم‌ها است که با مصرف مواد آلی موجود در فاضلاب، باعث کاهش بار آلودگی و تجزیه رنگ‌ها می‌شوند. این روش‌ها به‌دلیل هزینه عملیاتی پایین و سازگاری با محیط‌زیست، در صنایع نساجی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.

دو روش اصلی در تصفیه بیولوژیکی عبارت‌اند از:

• فرآیند اکسیداسیون بیولوژیکی (هوازی):

در این روش، میکروارگانیسم‌ها با حضور اکسیژن، ترکیبات آلی و رنگ‌های موجود در فاضلاب را تجزیه می‌کنند. سیستم‌هایی مانند لجن فعال، بیوفیلم‌ها و راکتورهای هوازی برای این منظور به‌کار گرفته می‌شوند. روش‌های هوازی سرعت بالایی دارند و برای حذف مواد آلی قابل‌تجزیه زیستی بسیار مناسب‌اند.

• تصفیه بیولوژیکی بی‌هوازی:

در فرآیندهای بی‌هوازی، میکروارگانیسم‌ها بدون حضور اکسیژن فعالیت می‌کنند و قادرند ترکیبات رنگی و آلی پیچیده را تجزیه کنند. این روش علاوه بر کاهش آلودگی، امکان تولید بیوگاز (انرژی) را نیز فراهم می‌کند. تصفیه بی‌هوازی برای فاضلاب‌هایی با بار آلودگی بالا گزینه‌ای اقتصادی و کارآمد است.

مراحل تصفیه پساب نساجی

بهره برداری و نگهداری کارخانه با یک روش کارآمد تصفیه فاضلاب آسان تر است. تصفیه فاضلاب نساجی شامل مراحل زیر است:

• خروج ذرات کوچک از آب فرآیند
• حذف روغن
• توزیع یکنواخت ذرات از طریق همگن سازی
• تغییر pH فاضلاب از طریق خنثی سازی
• درمان شیمیایی-فیزیکی (یکی از روش‌های تصفیه پساب رنگرزی و نساجی)
• خالص سازی
• حذف رنگ ها از طریق جوهر زدایی

روش های کارآمد و تجهیزات بادوام می تواند زمان و منابع مورد نیاز برای تکمیل مراحل بالا و تصفیه فاضلاب در یک کارخانه نساجی را کاهش دهد.

مزایا و اهمیت حذف مواد رنگ‌ زا در تصفیه پساب صنعتی چیست؟

فرآیند رنگ آمیزی یک گام مهم در تولید نساجی است. در این مرحله، رنگ به الیاف اضافه و ممکن است از مواد شیمیایی مختلفی برای بهبود روند جذب بین رنگ و الیاف استفاده شود. هنگام آماده سازی محصول نهایی، برخی از این رنگ ها و مواد شیمیایی، به قسمتی از پساب صنعت نساجی تبدیل می شوند. این رنگ ها و مواد شیمیایی علاوه بر ظاهر غیرقابل قبول و اثر سمی پس از تجزیه آنها ممکن است، خاک، رسوبات و آب های اطراف را آلوده سازد و به یک چالش مهم جهانی آلودگی محیط زیست تبدیل گردد. از این رو حذف رنگ از فاضلاب نساجي بسیار حائز اهمیت است.

کاربردهای تصفیه پساب رنگرزی و نساجی

صنعت نساجی برای تولید الیاف و پارچه، حجم بسیار زیادی آب مصرف می‌کند و در نتیجه مقدار قابل‌توجهی فاضلاب آلوده تولید می‌شود. برآوردها نشان می‌دهد که به‌طور متوسط برای تولید هر یک کیلوگرم محصول نساجی حدود ۲۰۰ لیتر آب مورد نیاز است. این حجم از آب در مراحل مختلف از جمله استفاده از مواد شیمیایی، رنگرزی، شست‌وشوی محصولات نهایی و حتی آبیاری مزارع مرتبط مصرف می‌شود. به همین دلیل، تصفیه و بازیافت پساب نساجی یکی از ضرورت‌های مهم این صنعت به شمار می‌آید.

برای بهبود کیفیت پساب و کاهش آلودگی، از روش‌ها و فناوری‌های مختلفی استفاده می‌شود. یکی از این روش‌ها، بهره‌گیری از راکتور UV همراه با اکسید هیدروژن است که برای تصفیه پساب خروجی از مخزن برابر‌سازی به‌ویژه در صنایع نساجی پنبه کاربرد دارد. این فناوری با تجزیه ترکیبات رنگی و سایر آلاینده‌ها، کیفیت آب خروجی را به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشد.

روش دیگر، اکسیداسیون الکتروشیمیایی است که معمولاً با استفاده از آندهای تیتانیوم یا ترکیبات تانتالوم–پلاتین–ایریدیم انجام می‌شود. این روش برای فاضلاب‌هایی که حاوی رنگ‌ها، سدیم هیدروکسید، سدیم سولفات، سدیم کربنات، مواد شوینده و نرم‌کننده هستند بسیار مؤثر است. راندمان این فرآیند به عواملی همچون شدت جریان الکتریکی، pH محیط، نوع و غلظت الکترولیت و کیفیت اولیه آب بستگی دارد. نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که این روش توانایی بالایی در تخریب ساختار رنگ‌ها و کاهش آلودگی‌های معدنی دارد و می‌تواند یکی از گزینه‌های کارآمد در مدیریت پساب نساجی باشد.

کلام آخر:

تصفیه فاضلاب نساجی و رنگرزی برای محافظت از اکوسیستم، امکان بازیافت و استفاده مجدد پساب کارخانه تصفیه شده برای اهداف آبیاری یا در فرآیندهای کارخانجات ضروری است. کلر و ازن مواد گندزدایی هستند که در تصفیه فاضلاب صنایع نساجی به کار می روند. اما باکتری های مختلف به مرور زمان به کلر و ازن، مقاوم می شوند. از طرف دیگر ازن محلول در فاضلاب نیست، درنتیجه سطح تماس کمی ایجاد می کند. کلر نیز علاوه بر مقاومت باکتریایی، رسوب ایجاد می کند. اگوسیب آرال شیمی، سازگاربا محیط زیست بوده، مقاومت باکتریایی ندارد، معضلات زیست محیطی را به حداقل می رساند و می تواند جایگزین مطمئن و به صرفه ای برای کلر و ازن باشد. همچنین اگوسیب توانایی بالایی در حذف رنگ از فاضلاب نساجی دارد. این محصول علاوه بر از بین بردن آلودگی های میکروبی موجود در فاضلاب، باعث کاهش BOD، کدورت و رنگ زدایی فاضلاب نساجی نیز می شود.

⇐ نسخه بروزرسانی شده در آذر 1404