صنایع فلزات و آبکاری و پوشش دهی یکی از آلوده ترین و خطرناک ترین پساب های صنعتی حاوی اکثر فلزات سنگین را تولید می کنند که لزوم به کارگیری شیوه های پیشرفته تصفیه فاضلاب آبکاری (Water Plating Effluent Treatment) را به روشنی نمایان می سازد. تصفیه فاضلاب صنعت آبکاری اجازهی ورود فلزات سنگین و سایر آلوده کننده ها را به محیط نمی دهد یا به اندازه ای غلظت آن ها را پایین میآورد که خطرات بسیار کمی برای محیط ایجاد خواهد کرد. با توجه به تنوع فلزات سنگینی که در پساب صنایع آبکاری وجود دارد، لزوم استفاده از تصفیه فاضلاب آبکاری مختص هر فلز سنگین نسبت به تخلیه آن ها به درون محیط یا روش های با بازدهی بسیار پایین مثل فیلتراسیون و غیره، بیش از پیش احساس شده و در مورد تصفیه فاضلاب آبکاری باید حساسیت بسیار بیشتری نشان داد. این عملیات به منظور کاهش عوارض جانبی زیست محیطی و انسانی پساب های تولید شده در آن مانند کاهش میزان سمی بودن کروم، سرب، نیکل، روی و مس برای میکروارگانیسم ها، اثرات مضر قلع بر روی سیستم ها، اثرات مضر بر روی سیستم های صنایع آبکاری، بیماری های شدید پوستی و سرطان زایی آرسنیک به دلیل داشتن ترکیبات سمی و بیماری و سندرم های ناشی از سمی بودن کادمیم و غیره بسیار حیاتی است.
انواع پساب آبکاری
به طور کلی پساب آبکاری از استفاده فلزات سنگینی مثل نیکل، کروم، مس، روی، کادمیم، قلع، نقره، طلا و پلاتین و … به وجود می آید. مقادیر آزاد شده از آن ها هنگام آبکاری یا شستشوی سطحی به درون شبکه فاضلاب وارد شده و در نهایت پساب بسیار آلوده و خطرناک به وجود خواهد آمد. از همین رو روشهای رایج و قدیمی برای تصفیه فاضلاب آبکاری به تدریج کنار گذاشته شده و روش های نوین جایگزین گردیده است.
به طور کلی پساب صنعت آبکاری در سه دسته قرار می گیرد:
- پساب با خاصیت اسیدی و قلیایی که حاصل شستشوی سطح فلزات است
- پساب حاصل از سیستم های صنایع آبکاری که مقدار زیادی از فلزات سنگین را دارد
- پساب حاصل از نشت وان های مخصوص آبکاری و پوشش دهی
انواع تصفیه فاضلاب آبکاری
پیش از آن که به معرفی انواع تصفیه فاضلاب آبکاری برای تمامی فلزات سنگین بپردازیم، شیوه و مسیر کلی تصفیه فاضلاب آبکاری را شرح میدهیم. همه فلزات سنگینی که در صنایع آبکاری تولید می شوند، ابتدا به وسیله مراحل و شیوه های خاص، جداسازی و سپس پساب باقی مانده از هر کدام در مخزن مشترکی جمع آوری می شوند. از این مرحله به بعد کاملاً مشترک بوده و به شرح زیر است:
- رسوب گذاری و ترکیب شدن: اولین مرحله تصفیه فاضلاب ناشی از آبکاری است. به دلیل وجود یون های کاتیونی در این مرحله با افزایش pH به سمت قلیایی سعی در رسوب دادن آن ها دارند تا مقادیر کمی که از این ذرات باقی مانده نیز رسوب کند. از ابتدا برای تمامی فلزات سنگین این کار را انجام نمی دهند تا از تشکیل لجن جلوگیری به عمل آید. انباشت لجن هزینههای جانبی را به شدت افزایش داده و علاوه بر آن نمی توان از فلزات رسوب کرده بدین شکل استفاده مجدد کرد.
- فلاش میکس: در این مرحله از تصفیه فاضلاب آبکاری در تانک و ناحیه مجزا، پلیمر اضافه خواهد شد تا ترکیبات پراکنده و باز گردند.
- Flocculation: در این مرحله از تصفیه فاضلاب ذرات و تجمعات بزرگ تری از فلزات با میکس آرام، سنگین به وجود می آید.
- شفاف کننده: در این مرحله از تصفیه فاضلاب آبکاری رسوبات تشکیل شده در تانک هایی به نام Clarifier برای شفاف شدن بیشتر مایع فوقانی یا Supernatant وارد تانک لجن یا Sludge شده و مایع فوقانی جدا می شود تا برای کاربرد دوباره یا آبیاری زمینها و کلیه فرآیندهای پایین دستی یا downstream استفاده شود.
- بازیافت لجن: در این مرحله از لجن تولید شده برای ساخت سوخت متان و همچنین کود استفاده می گردد.
بهترین روشهای توصیه شده برای تصفیه فاضلاب آبکاری در مورد هر فلز سنگین
- نیکل یا Nickel (Ni2+): نیازمند روشی به نام Electrocoagulation که در آن عنصر نیکل به کمک آندها به فرم هیدروکسیدی رسوبی تبدیل می گردد.
- کروم یا Chrome (Cr6+): بهترین روش استفاده از تکنیک تعویض آنیونی است که یون های کروم به بستر چسبیده و با محلولهای خاص شستشو داده میشود و پساب حاصل شده فاقد این فلز سنگین خواهد بود.
- مس یا Copper (Cu2+): نیازمند روشی به نام Coprecipitation به همراه یون های منیزیم و آلومینیوم تحت pH=10 و دمای ۶۰ درجه در تانک های مخصوص است که به همراه یون های گفته شده به شکل فوق ساختار رسوب می کنند.
- روی یا Zinc (Zn2+): این روش تصفیه فاضلاب صنعتی برای جداسازی یون های روی به کمک محلول سدیم هیدروکسید در دمای ۴۰ درجه و pH=9 با راندمان ۹۹-۹۶% انجام می شود که بسته به شرایط صنعت متفاوت است.
- کادمیم یا Cadmium (Cd۲+): نیازمند انجام روش الکتروشیمیایی برای باردار کردن فلز کادمیم به شکل آنیون و سپس رسوب دادن آن می باشد.
- قلع یا Tin (Sn2+): این روش پیش تصفیه فاضلاب آبکاری به کمک تبادل یونی انجام می پذیرد.
- نقره یا Silver (Ag+): سمی زدایی به کمک میکروارگانیسم های تجزیه کننده و در نتیجه تصفیه پساب
- طلا یا Gold (Au+): سمی زدایی زیستی به کمک میکروارگانیسم ها
- پلاتین یا Platinum (Pt2+): حذف پلاتین از پساب صنعت آبکاری به کمک قارچ های آسپرژیلوس و در نتیجه طی فرایندی به نام Biodetoxification صورت می گیرد.
تصفیه فاضلاب آبکاری در انواع صنایع
انواع صنایعی که در آن ها فرایند آبکاری و پوشش دهی به کار می رود:
- صنایع خودروسازی
- مخابرات
- تولیدات قطعات الکترونیکی
- تهویه مطبوع
- ساخت تجهیزات نظامی
- ساخت درب و پنجره
- صنایع جواهرسازی
- صنایع ماشین کاری
- صنایع هوافضا
