بخشی از مقاله
چکیده
بهره برداری بهینه از پسابهای شهری و صنعتی باعث توسعه پایدار کشاورزی و فضای سبزمی شود. و از آلوده شدن محیط زیست به وسیله منابع آلوده کننده آب و خاک جلوگیری می کند. در این بررسی کاربرد مواد منعقد کننده مانند آلومینیم سولفات و آهک جهت کاهش غلظت شوینده ها در پساب ماشین لباسشویی مورد مطالعه قرار گرفته است. پسابی که برای انجام این آزمایشات مورد نیاز بود از پساب خروجی ماشین لباسشویی خانگی تهیه گردید. این پساب دارای کدورتی بالا درحدود 900 NTU میباشد و PH آن حدود 9 است، مقدار COD آن 1900 mg/Lمی باشد و خیلی دیر توسط باکتریها تجزیه می شود.
مطالعات انعقاد و لخته سازی ابتدا با انتخاب یک نوع ماده منعقد کننده و در pH های مختلف - محدوده pH از 3 تا - 10 انجام شد. و pH مناسب برای هر ماده منعقد کننده تعیین گردید . سپس در pH بهینه مقدار مناسب مواد منعقد کننده از طریق آزمایش جار به دست آمد. و با استفاده از اندازه گیری کدورت و COD اثر هر منعقد کننده در کاهش کدورت بررسی شد.
نتایج عمل انعقاد پساب محتوی مواد شوینده با سولفات آلومینیم، آهک، سولفات آهن - III - ، آلومینم کلراید و فریک کلراید به شرح زیر است. یافته های حاصل از این بررسی نشان داد که با استفاده از فرآیند انعقاد میتوان پساب شوینده ها را تصفیه نمود به طوری که از محلولی با کدورت و COD بالا بتوان محلول زلال و بی رنگی با کدورت کمتر حدود 50 NTU و COD کمتر از 100 mg/L تهیه کرد. سپس با تنظیم pH محلول در حدود 7 و رقیق سازی با آب جهت آبیاری فضای سبز استفاده شود.
-1 مقدمه
یکی از راه کارهای مناسب برای جلوگیری از هدر رفتن فاضلابهای خانگی، مخصوصا پساب مواد شوینده بازیافت و تصفیه فاضلابها و پسابها میباشد. این کار علاوه بر جلوگیری از آلوده شدن آبهای جاری و زیرزمینی ، می تواند در جهت آبیاری فضای سبز شهرها و غیره استفاده شود. از جمله پسابهایی که حجم زیادی از پسابها را به خود اختصاص میدهد پساب مواد شوینده میباشد، مانند پساب کارخانجات تولید کننده مواد شوینده و پساب حاصل از شستشو با مواد شوینده در منازل، کارواش ها، قالیشوئی ها، ماشین لباسشویی ها و غیره می باشد.
یکی از کاربردهای مهم فاضلابها و پسابهای تصفیه شده، مصارف زیست محیطی و تفریحی، آبیاری فضای سبز، کشاورزی و گلخانه ها، کنترل حریق، شستشوی خیابانها و ماشینها، مصارف صنعتی و تغذیه مصنوعی سفره های آب زیرزمینی استفاده می شود.
برای جداسازی مواد شوینده از پسابها روشهای مختلف به کار گرفته میشود. یکی از این روشها، تصفیه فیزیک و شیمیایی انعقاد و لخته سازی میباشد. این فرآیند برای حذف ذرات کلوئیدی می باشد که ذرات کلوئیدی باعث بوجود آمدن کدورت در آب میشوند. ذراتی مانند گل و لای، میکروبها، ذرات مسبب رنگ ، مواد شوینده و ویروسها به صورت کلوئیدی در آب وجود دارند. کلوئیدها در مدت زمان معقول و مناسبی ته نشین نمیگردند . مواد کلوئیدی را نمیتوان با چشم غیرمسلح دید ولی مجموع اثرات آنها اغلب به صورت رنگ یا کدورت در آب ظاهر میشوند. ذرات کلوئیدی بقدر کافی کوچک هستند تا از مراحل بعدی تصفیه عبور نمایند، مگر اینکه بوسیله روش انعقاد و لخته سازی از آب جدا شوند.
آزمایش های انعقاد و لخته سازی به کمک دستگاه جارتست انجام میشود. این دستگاه شامل شش همزن است که محتوای شش بشر یک لیتری را به هم میزند. این بشرها دارای حجم های یکسانی هستند و شرایط برای تمام بشرها یکسان است. فرایند جارتست در طی سه مرحله یعنی مرحله اختلاط سریع، همزدن آرام وته نشینی انجام شده ودر پایان هر آزمایش، کدورت پساب زلال شده اندازه گیری شده واثر مواد منعقدکننده مختلف بر حذف ذرات معلق بررسی می شود.
تحقیقات زیادی به منظور بررسی کارایی انعقاد شیمیایی برای حذف شوینده ها از پساب فاضلاب انجام گرفته است. در این طرح با استفاده از منعقد کننده هایی مانند فریک کلراید، آهن - III - سولفات، آلومینیم کلرید، آلومینیم سولفات و کلسیم اکسید - آهک - بر روی پساب حاصل از ماشین لباسشویی خانگی انجام شد و اثر این مواد در pH های متفاوت بررسی شد، برای تعیین اثر اضافه نمودن مواد منعقد کننده از آزمایش کدورت استفاده شد. علاوه بر آزمایش کدورت از اندازه گیری میزان اکسیژن خواهی شیمیایی یا در نمونه های منعقد شده استفاده گردید.
نتایج بدست آمده نشان می دهد میزان کدورت و COD تا میزان %90 کاهش یافته است بنابراین می توان با استفاده از مواد منعقد کننده مواد شوینده موجود در پساب شوینده ها را رسوب داد و از آب تصفیه شده که زلال میباشد پس از عبور از صافی شنی و تنظیم pH آن در مصارف مختلف از جمله آبیاری فضای سبز خیابان ها ، پارک ها و غیره استفاده کرد.
-2 مواد و روش ها
پسابی که برای انجام این آزمایشات مورد نیاز بود از پساب ماشین لباسشویی خانگی با مارک پارس بی کو 75 لیتری و با ظرفیت 5 کیلوگرم لباس خشک استفاده شد. این ماشین لباسشویی دارای 4 مرحله شستشو میباشد. مرحله اول و دوم پساب نسبتا غلیظی با رنگ تیره و کدورت بالا میباشد و حجم هر دو مرحله حدود 25 لیتر است. مرحله سوم و چهارم مربوط به آبکشی لباسها است و کدورت کمتری دارد و حجم آن در حدود 35 لیتر میباشد . یعنی هر سری شستشوی لباسها بطور متوسط تقریبا 60 لیتر آب استفاده میشود. برای بدست آوردن مخلوط یکنواختی از نمونه ها پساب 4 مرحله ماشین لباسشویی با یکدیگر مخلوط شد و برای انجام آزمایشات در داخل ظروف سربسته در جای خنک و دور از تابش آفتاب نگهداری شد. مشخصات پساب استفاده شده برای انعقاد و لخته سازی در جدول 1 ذکر شده است.
جدول 1 مشخصات نمونه مورد آزمایش از پساب ماشین لباسشویی
همیشه مقدار ذرات معلق و کدورت در پساب یکسان نمی باشد و این بستگی به مقدار کثیفی لباس، نوع کثیفی - مثلا چربی یا خاک - ، نوع پودر ماشین لباسشویی، رنگ لباس ها، دمای آب و مقدار لباس های داخل ماشین لباسشویی دارد و مقدار مواد منعقد کننده ای که مصرف می شود به عوامل ذکر شده بستگی دارد و برای هر نوع پسابی متفاوت می باشد.
مطالعات انعقاد و لخته سازی ابتدا با انتخاب یک نوع ماده منعقد کننده و اضافه کردن آن به نمونه یک لیتری پساب در pH های مختلف انجام شد. محدوده pH بین 3 تا 10 انتخاب شد زیرا هر گاه pH کمتر از 3 یا بیشتر از 10 میشد خود اسید یا بازی که به پساب اضافه شده بود، باعث تشکیل لخته و رسوب میشد. پس از اضافه کردن منعقدکننده به نمونه یک لیتری پساب در pH های مختلف مناسبترین pH برای منعقد کننده مزبور تعیین گردید.
برای اندازه گیری pH از دستگاه pH سنج دیجیتالی استفاده شد و به منظور تنظیم کردن pH دلخواه به هر یک از محلولها ، اسید - H2SO4 - و یا باز - NaOH - اضافه شد. پس از بدست آوردن pH مناسب، pH پساب به pH بهینه رسانده شد. سپس مقادیر مختلف مواد منعقد کننده به نمونه های یک لیتری پساب افزوده شد تا مقدار مناسب مواد منعقد کننده از طریق آزمایش جار بدست آید.
برای این منظور پساب و ماده منعقد کننده ابتدا توسط دستگاه جارتست به مدت 1/5 دقیقه با سرعت 150 دور در دقیقه به شدت مخلوط شدند و سپس به مدت 10 دقیقه با سرعت 50 دور بر دقیقه لخته سازی انجام شد .سپس به مدت 30 دقیقه به هریک از محلولها اجازه برای ته نشینی و تشکیل رسوب داده شد، به کمک پیپت مدرج از 1 Cm پائین تر سطح محلول مقداری از محلول رویی برداشته و در ویال های دستگاه کدورت سنج جهت اندازه گیری کدورت محلول ریخته شد و میزان کدورت هر یک از محلول بشرها به منظور تعیین اثر اضافه نمودن مواد منعقد کننده اندازه گیری گردید.
پس از تعیین میزان بهینه ماده منعقد کننده و pH بهینه آن، علاوه بر آزمایش کدورت از اندازه گیری میزان اکسیژن خواهی شیمیایی یا COD در نمونه های منعقد شده استفاده گردید. برای اندازه گیری COD از ویالهای آماده در بازار با رنج - - 0 - 150mg/Lاستفاده شد و به کمک دستگاه هضم COD و دستگاه اسپکتروفتومتر مقدار COD هریک از محلول ها بر حسب g/L یا mg/L اندازه گیری شد.
-3 یافته ها
دست آوردهای حاصل از این تحقیق در نمودارهای 1 تا 9 ارائه گردیده است. نمودارهایی که در این مقاله آورده شده است نتیجه حاصل از آزمایش های مختلف می باشد. و برای کم کردن حجم مقاله از آوردن همه نمودارها خودداری شده است.
-1-3 به بدست آوردن pH مناسب برای 5 نوع منعقد کننده
شکل 1 بدست آوردن pH مناسب برای 5 نوع منعقد کننده
با توجه به شکل مشاهده می شود منعقد کننده آهن - - IIIسولفات، در کمترین pH=4/5 بهتر جواب میدهد در صورتی که آهک در pH بالای 10 لخته - فلوک - های بیشتری تشکیل میدهد.
-2-3 بدست آوردن مقدار منعقد کننده لازم در pH بهینه
پس از تعیین pH بهینه نمودارهای شکل 2 تا 8 مربوط به بدست آوردن مقدار منعقد کننده لازم در pH بهینه است.
نمودار 2 مربوط به تهیه دوز بهینه منعقد کننده Fe2 - SO4 - 3 در pH بهینه4/5 میباشد.
شکل 2 اثر غلظت منعقد کننده Fe2 - SO4 - 3 بر روی کاهش کدورت پساب مشاهده میشود مقدار مناسب برای منعقد کننده Fe2 - SO4 - 3 حدود 1000mg/L است و این مقدار ، کدورت را تا حد 7/5 کاهش میدهد و محلول نسبتا زلالی بدست میآید.
