تصفیه فاضلاب های حاوی فنل

مقدمه

تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی و مخاطرات زیست محیطی مواد باقی مانده در پساب تصفیه خانه ها و همچنین مضرات این ترکیبات بر سلامتی انسان ها همواره مورد توجه کارشناسان بوده است. به طور کلی فرآیند ها و روش های مختلفی جهت تصفیه فاضلاب و تصفیه فاضلاب صنعتی وجود دارند که از نظر اقتصادی و راندمان تصفیه اعم از بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

محتویات فیزیکی فاضلاب ها عموما از ۹۹ درصد آب و ۱ درصد ترکیبات جامد تشکیل شده اند. از سوی دیگر از نظر شیمیایی فاضلاب ها حاوی مواد آلی و غیر آلی و گاز های مختلفی می باشند. یکی از نگرانی های اصلی جهت تصفیه فاضلاب هوازی، بخشی از ترکیبات آلی فاضلاب شامل فنل ها و ترکیبات فنل دار می باشند. آن ها هیدروکسیل های حلقه های بنزنی می باشند که در فاضلاب های بهداشتی و صنعتی وجود دارند.

استاندارد وجود ترکیبات فنل دار

استاندارد وجود ترکیبات فنل دار جهت تخلیه به محیط زیست کمتر از ۰.۱ میلی گرم در لیتر می باشد. این مقدار جهت مصارف آب شرب بر اساس استاندارد بهداشت جهانی ۱ میکروگرم در لیتر می باشد. در این مقاله تمرکز بر روی معرفی جاذب های جدید بر پایه بیومس و اکسید های آهن جهت حذف ۳ نوع از ترکیبات بسیار مضر فاضلابی تحت عنوان فنل، ۴-نیترو فنل و ۴-کلروفنل می باشد.

صنایع مختلفی در پروسخ فرآیندی و تولید خود، باعث ورود مواد فنلی به پساب می شوند. از جمله این صنایع می توان به پالایشگاه های نفتی، صنایع نساجی و رنگرزی، پتروشیمی ها، کارخانه های پلاستیک، رزین، متالوژی و داروسازی اشاره کرد. ترکیبات و طبیعت مواد از صنعتی به صنعت دیگر متفاوت است و به همین ترتیب روش های تصفیه نیز پیچیدگی های خاص خود را دارد.

روش های تصفیه فاضلاب های حاوی فنل

تکنولوژی های مختلفی که شامل روش های تخریبی و غیر تخریبی آلودگی های فنلی می باشند، مورد استفاده قرار می گیرند.روش های تصفیه جهت بازیابی مجدد پساب و یا صرفا جهت تخلیه به محیط زیست و همچنین از نقطه نظر توجیهات اقتصادی حائز اهمیت می باشند.

1. 1. انعقاد و لخته سازی:

      لخته سازی یک روش فیزیکوشیمیایی است که اغلب جهت تصفیه رنگ و کدورت از پساب هایی که حاوی محتویات کلوئیدی می باشند. ( ۱-۲۰۰ میکرومتر). منعقد کننده های مورد مصرف به دو گروه آلی غیر آلی تقسیم می شوند. زمان بهینه جهت اختلاط سریع معمولا چند دقیقه است.

   2. پس از اختلاط تند معمولا اختلاط کند و تزریق کمک منعقد کننده ها را داریم که کمک زیادی به تشکیل لخته ها و ته نشینی بهتر ذرات می نماید. در نهایت در مخزن ته نشینی لخته ها به صورت لجن شیمیایی ته‌نشین می گردند. منعقدکننده های مورد استفاده غالبا شامل فریک کلراید، فرو سولفات، فریک سولفات، آلوم، آهک، پلیمرها و ترکیبات این ها می باشند. نکته ی مهم در استفاده از منعقدکننده ها pH بهینه در تزریق این مواد می باشد.

   3. تعویض یونی:

      از آنجایی که فنول یک اسید ضعیف است، روش تبادل یونی می تواند از نقطه نظر بازیابی مجدد یک روش موثر در تصفیه باشد. تبادل یونی یک روش برگشت‌پذیر می باشد و رزین ها پس از احیا مجددا قابل استفاده می باشند. ایراد اصلی این روش ضعف درمقابل فولینک مواد آلی و باکتریایی و همچنین کلر می باشد.

   4. اکسیداسیون شیمیایی:

      ترکیبات فنل دار از نظر شیمیایی قابلیت تبدیل به ترکیبات ساده تری جهت اکسیداسیون می باشند. اکسیداسیون شیمیایی راندمان بسیار بالایی جهت حذف مواد فنل دار را دارا می باشد، ولی ممکن است در ادامه ی فرآیند باعث تشکیل ترکیبات سخت تجزیه پذیری گردد.
      اکسید کننده هایی که عموما در حذف فنل از آب مورد استفاده قرار می گیرند شامل ازن، کلراین، هیدروژن پراکسید، سدیم هیپوکلریت و پتاسیم پرمنگنات می باشند. ترکیبان فنل دار ۴-NP عموما به سادگی از طریق اکسیداسیون شیمیایی به ترکیبات زیست تجزیه پذیر تبدیل می گردند. جهت تصفیه سایر ترکیبات فنل دار به درجه اکسیداسیون بیشتری نیازمندیم. به همین جهت عموما از روش های اکسیداسیون پیشرفته استفاده می گردد. این روش شامل تکنولوژی ازن زنی، اکسیداسیون هوای مرطوب، هیدروژن پراکسید و یووی بر پایاه فوتوکاتالیست می باشد.

   5. ازن زنی:

      ازن زنی جهت ضدعفونی کردن آب باعث ایجاد رادیکال های آزاد هیدروژن می شود که یکی از اکسیدکننده های قوی در صنعت شناخته می شود. این روش قادر به حذف فنل در غلظت ۱-۵ میلی گرم در لیتر می باشد.
      روش های دیگر حذف فنل شامل الکترولیز، اسمز معکوس، تصفیه زیستی و استفاده از جاذب ها می باند که بسته به نوع ترکیبات و ملاحظات اقتصادی قابل استفاده می باشند.

جاذب های مورد استفاده در صنعت آب و فاضلاب

یکی از رایج ترین جاذب های مورد استفاده در صنعت آب و فاضلاب کربن فعال می باشد. این ماده عموما از ترکیبات کربن دار مانند چوب، زغال و… تهیه می گردد. کربن فعال به علت خواص ویژه در جذب ترکیبات آلی و معدنی شامل رنگ، بو و مزه و همچنین سطح ویژه بالای خود یک ترکیب بسیار پر استفاده در این صنعت می باشد.

اخیرا دانشمندان دریافته اند که از بیومس نیز می توان تحت عنوان جاذب استفاده نمود. از آنجایی که بیومس نیز برپایه ترکیبات کربن دار می باشد استفاده از آن رو به گسترش است.