بخشی از مقاله
خلاصه
با توجه به رشد چشمگیر صنایع و تکنولوژی در کشور ایران و نیز موقعیت جغرافیایی آن، استفاده بهینه از منابع آب موجود و بازیافت پساب از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد. در این گزارش، نتایج مربوط به تصفیه آب چاه و پساب خروجی کارخانه تولید نورد بردسیر و استفاده از آن به عنوان منابع آب مورد نیاز کارخانه ارائه می گردد.
مراحل تصفیه آب با استفاده از سیستم هایپرفیلتراسیون اسمز معکوس شامل پیش تصفیه فیزیکی - فیلتراسیون با استفاده از فیلترهای دوگانه شنی -کربنی، فیلترهای کارتریجی 5 میکرونی - و شیمیایی - به صورت پکیج های تزریق مواد شیمیایی نظیر گندزداها، ضدرسوب ها، اسید و بازکنترل کننده pH، متا بی سولفیت سدیم، ... - در نظر گرفته شدند.
به منظور طراحی سیستم تصفیه اسمز معکوس و انتخاب غشا ها و پوسته های تحت فشار، آنالیز فیزیکوشیمیایی آب خام انجام گردید و پس از طراحی های اولیه تصفیه خانه و بررسی میزان کارآیی آن، پروژه به مرحله اجرا رسید. نتایج مربوط به آنالیز آب تصفیه شده خروجی بیانگر آن است که بازدهی سیستم طراحی شده برای رساندن کیفیت آب خام به حد مطلوب جهت مصارف صنعتی، شرب و آب جبرانی برج های خنک کن بالا بوده که نشان دهنده قابل اعتماد بودن سیستم مذکور در تصفیه آب می باشد.
در کنار پروژه مذکور، با توجه به حجم بالای پساب تولیدی کارخانه، راهکاری جهت بازیافت آن و قرار گرفتن در چرخه استفاده مجدد کارخانه ارائه و اجرا گردید. بدین ترتیب با تعبیه نمودن ایستگاههای پمپاژ در نقاط معین، پساب کارخانه از کانال خروجی وارد مخزن ذخیره سازی شده و پس از عبور از مخزن ته نشینی و روغن زدایی به حوضچه زلال سازی منتقل می شوند.
پس از تزریق مواد شیمیایی منعقد کننده در این حوضچه، پساب توسط پمپ ها وارد فیلترهای خود شوینده شده سپس وارد مخزن برج های خنک کن مدار باز می گردند. برج های خنک کننده با کاهش دما و رساندن آن به حد قابل قبول، پساب تصفیه شده را مجددا به چرخه مصرف کارخانه باز می گردانند. سیستمهای تصفیه آب و پساب مذکور علاوه بر تامین آب مورد نیاز کارخانه با بازیافت پساب توانسته اند کمک شایانی به بهینه نمودن استفاده از منابع محدود آب نمایند.
.1 مقدمه
با توجه به رشد جمعیت و صنعت در سالهای اخیر، بحران کم آبی گریبانگیر بسیاری از کشورها شده است تا حدی که قرن 21 را قرن استرس آبی یا استرس هیدرولوژیک نام نهاده اند .[1] استفاده از آب در تمام صنایع غیر قابل اجتناب است و با گسترش تکنولوژی و افزایش مصرف آب و تولید پسآب های صنعتی، استانداردهای زیست محیطی شرایط خاصی را برای ورود پساب صنایع به چاه های جاذب، فضای سبز کشاورزی یا شهری و ورود مجدد به چرخه تولید در نظر می گیرند. برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست و آب توسط این پساب های صنعتی باید راهی برای تصفیه فاضلاب های صنعتی اتخاذ کرد.
از آنجا که مشکل کم آبی علاوه بر خطرات جدی که برای انسان به وجود می آورد عملکرد صنایع را نیز به شدت مختل می کند، استفاده بهینه از منابع آب جهت مصارف خانگی، صنعتی ، کشاورزی و همچنین استفاده مجدد از پساب تصفیه شده از اهمیت زیادی برخوردار می باشد .[2-4] فاضلاب ها یکی از عوامل آلودگی محیط زیست هستند و لذا بایستی آنها را پس از جمع آوری و خارج نمودن از شهرها پالایش و تصفیه نمود سپس به گردش آب در طبیعت برگرداند.
تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن به علت بحران کم آبی روز به روز بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. به ویژه در ایران، با توجه به موقعیت جغرافیایی و کمبود منابع آب استفاده از فاضلاب های پالایش شده برای مصرف های غیر خانگی مانند آبیاری ، فضاهای سبز درون شهرها ، پارک ها جنگل کاری و شستشوی خیابانها و کانال های فاضلاب اهمیت ویژه ای پیدا می کند.
فاضلابها به صورت خانگی،شهری، صنعتی و کشاورزی طبقه بندی می شوند که می توان بسته به شاخص های آلودگی آنها نظیر اکسیژن مورد نیاز شیمیایی 1 - COD - ، اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی 2 - BOD - ، کل کربن آلی 3 - TOC - ، کل ذرات جامد معلق 4 - TSS - ، اکسیژن محلول 5 - DO - و ... فرآیند تصفیه را طراحی نمود. روشهای تصفیه فاضلاب نیز به صورت فیزیکی - مانند فیلتراسیون، تانک های ته نشینی، سیستم های شناورسازی، چربی گیری،... - ، شیمیایی - مانند هوادهی، انعقاد، لخته سازی، اکسیداسیون شیمیایی، گندزدایی شیمیایی، تنظیمpH،... - و بیولوژیکی - هوازی، بی هوازی - دسته بندی می شوند.[5-8]
استانداردهای جهانی نظیرWHO6، EPA7،FAO8 و استانداردهای سازمان های داخلی مقادیر مطلوب و مجاز پارامترهای موجود در آب را جهت استفاده مجدد آنها در زمینه های مختلف ارائه نموده اند که با استناد به آنها می توان روش های مناسب تصفیه پساب را به کار برد .[ 9-13 ] تکنولوژی های غشایی که شامل میکرو فیلتراسیون9، نانو فیلتراسیون10 ، اولترافیلتراسیون11 و اسمز معکوس12 می باشند قادر به حذف آلودگیهای آلی، معدنی و میکروبی آب بسته به نوع و مقدار آنها می باشند. جدول 1 اطلاعات مربوط به خصوصیات و محدوده عملکرد هر کدام از روشهای مذکور را نشان می دهد.[14]
صرفه جویی در مصرف آب به ویژه در تاسیسات مکانیکی از جمله برج های خنک کن1 به یک چالش مهم برای بسیاری از کشورهایی که در آنها این منبع طبیعی نادر است تبدیل شده است .در عملکرد برج های خنک کن به دلیل استفاده از حجم بالای آب و با توجه به کاهش منابع آب و هزینه های گزاف تصفیه آن با مشکلاتی نظیر خوردگی2، رسوبگذاری3 و مشکلات میکروبی مواجه هستیم و این مشکلات تأثیرات مستقیمی بر روی رفتار و عملکرد برج های خنک کن دارد. بهسازی آب4 از لحاظ افزودن مواد شیمیایی و تصفیه فیزیکی کمک قابل توجهی به صرفه جویی وکاهش مصرف آب می نماید.
با چنین می توان تعداد دفعات گردش آب را در مدار افزایش داده، مصرف آب را کاهش داد. برج های خنک کنی که بدین منظور طراحی می شوند انجام این هدف را ممکن می سازند. افزودن مواد شیمیایی مناسب به آب در گردش، تصفیه فیزیکی آب، انتخاب درست حجم آب جبرانی و زیرآب، کنترل کیفیت آب جبرانی و آب ورودی به برج خنک کن عوامل کلیدی کنترل کیفیت آب می باشند. [15 -21 ]
.2 طراحی مراحل تصفیه آب خام با توجه به کیفیت آن
بر اساس آلودگیها و ناخالصیهای موجود در نمونه آب خام، تصفیه و بهره برداری از آن شامل سه مرحله کلی پیش تصفیه، تصفیه و تصفیه نهایی می باشد. طراحی سیستم اسمز معکوس با استفاده از نرم افزار ROSA5 وبا اطلاعات آب خام ورودی به تصفیه خانه انجام شده است. آنالیز آب خام اولیه و آب خروجی تصفیه خانه - جدول - 1 نشان دهنده کارآیی قابل قبول سیستم تصفیه مذکور مطابق با طراحی ارائه شده می باشد.
