فاضلاب نساجی شامل چه آلاینده هایی می شود و روش های تصفیه هر آلاینده چیست؟
صنعت نساجی یکی از صنایع آب بر و آلاینده در جهان است که فاضلاب آن دارای انواع مختلفی از آلاینده های شیمیایی و فیزیکی است. با توجه به اهمیت حفظ محیط زیست، تصفیه فاضلاب نساجی به یکی از دغدغه های اصلی در مدیریت منابع آب تبدیل شده است. در این مقاله بررسی می کنیم فاضلاب نساجی شامل چه آلاینده هایی می شود و روش های تصفیه هر آلاینده چیست.
فاضلاب نساجی چیست؟
فاضلاب نساجی، پسابی است که از مراحل مختلف فرآیند تولید در صنعت نساجی مانند رنگرزی، شست وشو، سفیدگری و تکمیل پارچه ها حاصل می شود. این نوع فاضلاب معمولاً دارای حجم بالا و ترکیبات شیمیایی پیچیده ای است که تجزیه پذیری زیستی آن ها بسیار پایین است. وجود مواد سمی، رنگ ها، فلزات سنگین و سورفکتانت ها در این فاضلاب، آن را به یکی از آلاینده ترین انواع پساب صنعتی تبدیل کرده است.
آلاینده های موجود در فاضلاب نساجی
فاضلاب نساجی به دلیل استفاده گسترده از مواد شیمیایی، رنگ ها و ترکیبات آلی، حاوی طیف متنوعی از آلاینده هاست. در ادامه به مهم ترین آلاینده های فاضلاب نساجی و اثرات زیست محیطی آن ها اشاره می شود:
1. رنگ ها و مواد رنگ زا
- نوع آلاینده: ترکیبات آلی پیچیده شامل رنگ های آزو، ری اکتیو، اسیدی، و دیسپرس.
- منبع: مرحله رنگرزی و چاپ روی پارچه.
- اثرات زیست محیطی: کاهش نفوذ نور خورشید در آب، اختلال در فتوسنتز آبزیان، مسمومیت آبزیان، ماندگاری بالا در محیط.
2. ترکیبات آلی با بار آلودگی بالا (COD و BOD)
- نوع آلاینده: مواد آلی قابل تجزیه (مانند نشاسته) و غیرقابل تجزیه (مانند برخی رنگ ها و مواد شوینده).
- منبع: شست وشو، نرم کننده ها، روان سازها.
- اثرات: کاهش اکسیژن محلول در آب، مرگ موجودات زنده، افزایش بو، کدورت و آلودگی زیستی در منابع پذیرنده.
3. فلزات سنگین
- نوع آلاینده: فلزاتی مانند کروم، نیکل، مس، روی و آهن.
- منبع: استفاده از نمک های فلزی در تثبیت رنگ ها و کاتالیزورها.
- اثرات زیست محیطی: سمیت بالا برای جانداران، انباشت در بافت های زیستی، انتقال در زنجیره غذایی و اثرات سرطان زا در انسان.
4. مواد معلق و جامدات معلق (TSS)
- نوع آلاینده: الیاف آزاد شده، رنگ های لخته نشده، خاکستر و مواد اولیه حل نشده.
- منبع: مرحله شست وشو، رنگرزی، و تکمیل مکانیکی پارچه.
- اثرات: افزایش کدورت آب، انسداد مجاری زهکشی و لوله ها، اختلال در فرآیندهای تصفیه.
5. مواد شوینده و سورفکتانت ها
- نوع آلاینده: سورفکتانت های آنیونی، کاتیونی، غیریونی.
- منبع: مواد شوینده مورد استفاده در شست وشو و پاک سازی تجهیزات و منسوجات.
- اثرات: کف زایی زیاد، کاهش اکسیژن محلول، اختلال در تعادل اکولوژیکی آب ها، سمی بودن برای برخی آبزیان.
6. pH نامتعادل (قلیایی یا اسیدی)
- منبع: استفاده از اسیدها (مانند اسید استیک) و قلیاها (مانند سود سوزآور) در رنگرزی، سفیدگری و تکمیل پارچه.
- اثرات: ایجاد شوک در سیستم های بیولوژیکی، آسیب به میکروارگانیسم های مفید در تصفیه بیولوژیکی، خوردگی تجهیزات و لوله ها، آسیب به پوست و سلامت پرسنل.
روش های تصفیه فاضلاب نساجی برای هر نوع آلاینده
فاضلاب نساجی به دلیل تنوع آلاینده ها نیازمند ترکیبی از روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برای تصفیه مؤثر است. در ادامه به تفکیک، بهترین روش های تصفیه برای هر آلاینده موجود در فاضلاب نساجی معرفی می شوند:
- تصفیه رنگ ها و مواد رنگ زا
🔹 روش فیزیکی – شیمیایی (انعقاد و لخته سازی):
- مواد شیمیایی: آلومینیوم سولفات (آلوم)، کلرید فریک.
- کاربرد: کاهش رنگ، حذف ذرات معلق.
- مزایا: فرآیند ساده و کم هزینه.
🔹 روش های اکسیداسیون پیشرفته (AOP):
- فناوری ها: ازن (O₃)، UV، پراکسید هیدروژن (H₂O₂).
- مزایا: تجزیه پیوندهای آلی رنگ ها، کاهش COD و رنگ به طور همزمان.
- مناسب برای رنگ های مقاوم و سنتزی.
🔹 روش های بیولوژیکی (محدود):
- میکروارگانیسم ها تنها قادر به تجزیه رنگ های طبیعی و ساده هستند.
- محدودیت: رنگ های سنتزی مثل رنگ های آزو تجزیه ناپذیر هستند.
- کاهش COD و BOD در فاضلاب نساجی
🔹 روش های بیولوژیکی:
- هوازی: سیستم لجن فعال، RBC (راکتور بیولوژیکی چرخان).
- بی هوازی: راکتورهای UASB و EGSB.
- مزایا: اقتصادی، مناسب برای بار آلی بالا.
🔹 ترکیب با AOP:
- برای شکستن ترکیبات مقاوم و کاهش COD غیرقابل تجزیه زیستی.
- حذف فلزات سنگین
🔹 تبادل یونی (Ion Exchange):
- جایگزینی یون های فلزی با یون های سدیم یا هیدروژن در رزین ها.
- مزایا: بازیافت پذیر، کارایی بالا.
🔹 جذب سطحی:
- جاذب ها: زغال فعال، نانوذرات، خاک بنتونیت، پوسته نارگیل.
- مزایا: ارزان، مناسب برای فلزات در غلظت پایین.
🔹 رسوب دهی شیمیایی:
- با آهک (Ca(OH)₂)، سولفید سدیم (Na₂S).
- فلزات به شکل رسوب از فاز محلول خارج می شوند.
- کاهش مواد معلق و جامدات (TSS)
🔹 ته نشینی (Sedimentation):
- در حوضچه های اولیه برای حذف ذرات درشت و سنگین.
🔹 فیلتراسیون:
- استفاده از فیلترهای شنی، ممبران (UF/MF).
- مزایا: حذف ذرات ریز، افزایش شفافیت آب خروجی.
- حذف سورفکتانت ها و مواد شوینده
🔹 فرآیندهای غشایی:
- نانوفیلتراسیون (NF) و اولترافیلتراسیون (UF) برای جداسازی سورفکتانت ها و ترکیبات آلی.
- مزایا: دقت بالا، مصرف پایین مواد شیمیایی.
🔹 جذب سطحی با زغال فعال:
- جذب مؤثر سورفکتانت های آنیونی و غیر یونی.
- تنظیم pH فاضلاب نساجی
🔹 تزریق اسید یا قلیا:
- کاهش pH با اسید سولفوریک یا استیک؛ افزایش pH با آهک یا سود سوزآور.
- هدف: رساندن pH به محدوده بهینه (6 تا 8) برای محافظت از سیستم های بیولوژیکی و جلوگیری از خوردگی تجهیزات.
فناوری های نوین در تصفیه فاضلاب نساجی
در سال های اخیر، به کارگیری فناوری های پیشرفته در تصفیه فاضلاب نساجی نقش مهمی در افزایش کارایی و کاهش هزینه های زیست محیطی داشته است. برخی از این فناوری های نوین تصفیه فاضلاب نساجی عبارت اند از:
1. نانو فناوری (Nanotechnology)
استفاده از نانوذرات مانند نانوذرات آهن، نقره و گرافن در تصفیه فاضلاب باعث افزایش سطح تماس با آلاینده ها می شود.
- کاربرد: حذف رنگ های مقاوم، جذب فلزات سنگین، اکسیداسیون مواد آلی پیچیده.
- مزایا: راندمان بالا، مصرف پایین مواد شیمیایی، زمان واکنش کوتاه.
2. بیوراکتورهای غشایی (MBR)
MBR ترکیبی از تصفیه بیولوژیکی و فیلتراسیون غشایی است که توانایی بالایی در حذف آلاینده های آلی و جامدات معلق دارد.
- ویژگی ها: کیفیت بالای خروجی، اشغال فضای کمتر نسبت به سیستم های سنتی، عملکرد پیوسته.
- کاربرد: تصفیه نهایی و بازیافت آب در واحدهای نساجی.
3. تصفیه با جلبک (Phycoremediation)
جلبک ها قادرند ترکیبات نیتروژن دار، فسفر، فلزات سنگین و حتی رنگ ها را جذب و تثبیت کنند.
- مزایا: روشی زیستی، پایدار و ارزان.
- افزوده: امکان تولید زیست توده قابل استفاده برای بیوگاز یا کود.
4. فرآیندهای غشایی پیشرفته
از جمله اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF) برای بازیافت آب و حذف مواد محلول باقی مانده.
- کاربرد: بازیافت فاضلاب تصفیه شده برای استفاده مجدد در فرآیندهای صنعتی.
- چالش: گرفتگی غشاها و هزینه نگهداری.
5. اکسیداسیون الکتروشیمیایی (Electrochemical Oxidation)
در این روش از جریان الکتریکی برای تجزیه آلاینده های آلی مانند رنگ ها استفاده می شود.
- مزایا: بدون نیاز به مواد شیمیایی، کنترل دقیق فرآیند.
- کاربرد: حذف رنگ و کاهش COD در فاضلاب نساجی.