روش تصفیه فاضلاب کارخانه های شیمیایی را شرح دهید.

1. درمان شیمیایی
 

روش شیمیایی استفاده از واکنش های شیمیایی برای حذف مواد آلی، ناخالصی های معدنی در آب است. به طور عمده روش انعقاد شیمیایی، روش اکسیداسیون شیمیایی، روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی و غیره وجود دارد. هدف اصلی انعقاد شیمیایی مواد معلق ریز و مواد کلوئیدی در آب است. با افزودن عوامل شیمیایی برای تولید انعقاد و لخته سازی، کلوئید برای تشکیل رسوب ناپایدار شده و حذف می شود. روش انعقاد نه تنها می تواند ذرات معلق ریز با اندازه ذرات 1O ~ 10 میلی متر را حذف کند، بلکه کروما، میکروارگانیسم ها و مواد آلی را نیز حذف می کند. این روش به شدت تحت تأثیر مقدار pH، دمای آب، کیفیت و کمیت آب است و سرعت حذف برخی از مواد آلی و معدنی محلول پایین است. اکسیداسیون شیمیایی معمولاً روشی برای حذف آلاینده های آلی در پساب های شیمیایی توسط عامل اکسید کننده است. فاضلاب از طریق REDOX شیمیایی، می تواند فاضلاب موجود در مواد سمی آلی و معدنی را به مواد غیر سمی یا کمتر سمی تبدیل کند تا به هدف تصفیه فاضلاب دست یابد. معمولاً از اکسیداسیون هوا، اکسیداسیون کلر و ازن استفاده می شود. به دلیل ظرفیت اکسیداسیون ضعیف، اکسیداسیون هوا عمدتاً در تصفیه فاضلاب های حاوی مواد احیا کننده قوی استفاده می شود. کلر یک اکسید کننده متداول است که عمدتاً در تصفیه فاضلاب آلی حاوی فنل و سیانید استفاده می شود و ازن در تصفیه فاضلاب با ظرفیت اکسیداسیون قوی و بدون آلودگی ثانویه استفاده می شود. روش اکسیداسیون ازن، روش اکسیداسیون کلر، اثر تصفیه آب آن خوب است، اما مصرف انرژی بالا، هزینه بالا، مناسب برای تصفیه آب بزرگ و غلظت نسبتا کم فاضلاب شیمیایی نیست. روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی در سلول الکترولیتی است، آلاینده‌های آلی فاضلاب در اثر واکنش REDOX روی الکترود حذف می‌شوند، آلاینده‌های موجود در فاضلاب در آند سلول الکترولیتی الکترون‌های خود را از دست داده و اکسید می‌شوند، Cl-, OH- در آب نیز می تواند در آند تخلیه شود تا Cl2 و اکسیژن تولید کند که به طور غیر مستقیم آلاینده ها را اکسید کرده و از بین می برد. در واقع، به منظور تقویت اکسیداسیون آند و کاهش مقاومت داخلی سلول الکترولیتی، اغلب مقداری کلرید سدیم به سلول الکترولیتی فاضلاب برای به اصطلاح کلرزنی الکتریکی اضافه می شود. پس از افزودن NaCl، کلر و هیپوکلریت را می توان در آند تولید کرد که همچنین اثر اکسیداسیون قوی بر روی مواد معدنی و مواد آلی در آب دارد. در سال‌های اخیر برخی مواد جدید الکترود در الکترواکسیداسیون و کاهش الکترود کشف شده و دستاوردهایی نیز حاصل شده است، اما همچنان مشکلاتی مانند مصرف انرژی بالا، هزینه بالا و عوارض جانبی وجود دارد.
 

2. پردازش فیزیکی
 

روش های فیزیکی رایج فاضلاب شیمیایی شامل فیلتراسیون، بارش ثقلی و شناور گازی می باشد. روش فیلتراسیون رهگیری ناخالصی های موجود در آب با یک لایه دانه دانه است، عمدتاً برای کاهش مواد معلق در آب، در تصفیه فاضلاب شیمیایی، فیلتر قاب معمولی و فیلتر میکرو متخلخل، لوله میکرو متخلخل از پلی اتیلن ساخته شده است. اندازه دیافراگم را می توان تنظیم کرد، تبادل راحت تر. روش بارش ثقلی فرآیند جداسازی جامد از مایع با استفاده از قابلیت بارندگی ذرات معلق در آب و رسوب طبیعی تحت اثر میدان گرانشی است. شناورسازی هوا روشی برای حمل ذرات معلق به سطح آب با تولید و جذب حباب های ریز است. این سه روش فیزیکی در فرآیند ساده و مدیریت راحت هستند، اما برای حذف اجزای فاضلاب محلول مناسب نیستند و محدودیت های زیادی دارند.
 

3. تکنولوژی اکسیداسیون فوتوکاتالیستی
 

اکسیداسیون فوتوکاتالیستی از اکسیداسیون فتوتحریک شده برای ترکیب O2، H2O2 و سایر اکسیدان ها با تابش نوری استفاده می کند. نور مورد استفاده عمدتاً نور ماوراء بنفش است، از جمله uv-H2O2، uv-O2 و سایر فرآیندها، که می تواند برای تصفیه CHCl3، CCl4، بی فنیل های پلی کلر و سایر مواد نسوز در فاضلاب استفاده شود. علاوه بر این، در سیستم Feton با نور ماوراء بنفش، یک اثر هم افزایی بین نور فرابنفش و یون آهن وجود دارد که سرعت تجزیه H2O2 را برای تولید رادیکال هیدروکسیل بسیار تسریع می‌کند و باعث حذف اکسیداسیون مواد آلی می‌شود.

به اصطلاح واکنش فتوشیمیایی یک واکنش شیمیایی است که فقط تحت تأثیر نور انجام می شود. در این واکنش، مولکول های جذب کننده انرژی نور به حالت انرژی بالاتر برانگیخته می شوند و سپس مولکول های برانگیخته الکتریکی تحت واکنش های شیمیایی قرار می گیرند. انرژی فعال سازی واکنش فتوشیمیایی از انرژی فوتون حاصل می شود. در استفاده از انرژی خورشیدی، تبدیل فوتوالکتریک و تبدیل فتوشیمیایی همیشه زمینه های فعال در تحقیقات فتوشیمی هستند. در اوایل دهه 1980، استفاده از فتوشیمی در حفاظت از محیط زیست شروع به مطالعه کرد، که در میان آنها تخریب فتوشیمیایی برای کنترل آلودگی مورد توجه ویژه قرار گرفت، از جمله تخریب فتوشیمیایی بدون کاتالیزور و با کاتالیزور. اولی از ازن و پراکسید هیدروژن به عنوان اکسیدان برای تجزیه آلاینده ها تحت تابش فرابنفش استفاده می کند. دومی که به عنوان تخریب فوتوکاتالیستی نیز شناخته می شود، به طور کلی به دو نوع همگن و ناهمگن تقسیم می شود. تجزیه فوتوکاتالیستی همگن عمدتاً از Fe2 پلاس یا Fe3 پلاس و H2O2 به عنوان رسانه استفاده می‌کند و آلاینده‌ها را از طریق واکنش فنتون به کمک عکس، که می‌تواند مستقیماً از نور مرئی استفاده کند، تجزیه می‌کند. تخریب فتوکاتالیستی ناهمگن، اضافه کردن مقدار معینی از مواد نیمه هادی حساس به نور در سیستم آلودگی، همراه با انرژی خاصی از تابش در همان زمان، باعث می شود که نیمه هادی حساس به نور تحت تابش نور تحریک جفت حفره الکترونیکی مانند اکسیژن محلول تولید کند. مولکول های آب بر روی جذب در سوراخ نیمه هادی و الکترونیکی، رادیکال های آزاد اکسید کننده قوی مانند OH تولید می کنند سپس از طریق ترکیب هیدروکسیل، جایگزینی و انتقال الکترون بین آلاینده ها، همه یا تقریباً همه آلاینده ها معدنی می شوند و در نهایت CO2، H2O و یونهای دیگر مانند NO3-،
 

4. تکنولوژی اولتراسونیک
 

فناوری اولتراسونیک، از طریق کنترل فرکانس اولتراسونیک و گاز اشباع، تخریب و جداسازی مواد آلی است.

اثر کاویتاسیون اولتراسونیک قدرت یک محیط فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد برای تخریب مواد آلی مضر در آب فراهم می کند که منجر به تحقق تصفیه فاضلاب اولتراسونیک می شود. انرژی تولید شده از فروپاشی حباب کاویتاسیون اولتراسونیک به اندازه کافی زیاد است که پیوندهای شیمیایی را بشکند. در یک محلول آبی، حباب های کاویتاسیون فرو می ریزند و گروه های هیدروکسیل و هیدروژن تولید می کنند که در اکسیداسیون با مواد آلی واکنش می دهند. محیط فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد کاویتاسیون مسیر واکنش شیمیایی جدیدی را باز می کند، سرعت واکنش شیمیایی را به سرعت افزایش می دهد و توانایی تجزیه قوی برای مواد آلی دارد. پس از سونوگرافی مداوم، مواد آلی مضر را می توان به مواد غیر سمی یا کم سمی مانند یون های معدنی، آب، دی اکسید کربن یا اسید آلی تجزیه کرد.
 

5. جداسازی مغناطیسی
 

روش جداسازی مغناطیسی عبارت است از افزودن دانه مغناطیسی و منعقد کننده به فاضلاب شیمیایی، با استفاده از مغناطیسی باقیمانده دانه مغناطیسی، تحت اثر منعقد کننده به طور همزمان، به طوری که ذرات یکدیگر را جذب کرده و به هم می پیوندند، جداسازی مواد معلق را تسریع می کنند. سپس از جداکننده مغناطیسی برای حذف آلاینده های آلی استفاده کنید، فناوری جداسازی مغناطیسی با گرادیان بالا از آزمایشگاه استفاده شده است.

فناوری جداسازی مغناطیسی برای تصفیه فاضلاب به سه روش استفاده می شود: جداسازی مستقیم مغناطیسی، جداسازی مغناطیسی غیر مستقیم و جداسازی مغناطیسی میکروبی. استفاده از فناوری مغناطیسی برای تصفیه فاضلاب عمدتاً از قابلیت انعقاد آلاینده ها و توانایی افزایشی آلاینده ها استفاده می کند. پیوستگی به آلاینده هایی اطلاق می شود که دارای فرومغناطیس یا پارامغناطیس هستند که تحت تأثیر میدان مغناطیسی به ذرات با قطر سطح افزایش یافته متراکم می شوند و سپس حذف می شوند. افزودن دانه به این معنی است که خواص مغناطیسی آلاینده های ضعیف پارامغناطیس یا غیر مغناطیسی با افزودن دانه های مغناطیسی برای تسهیل حذف جداسازی مغناطیسی افزایش می یابد. یا با افزودن میکروارگانیسم‌ها برای جذب یون‌های پارامغناطیس در فاضلاب و سپس استفاده از جداسازی مغناطیسی برای حذف آلاینده‌های یونی پارامغناطیس.

جداسازی مغناطیسی با گرادیان بالا یکی از روش های فیزیکی تصفیه فاضلاب است. روشی برای جداسازی آلاینده های دانه ای یا استخراج مواد مفید از فاضلاب با استفاده از نیروهای مغناطیسی ایجاد شده توسط میدان مغناطیسی القایی ماتریس مغناطیسی در یک میدان مغناطیسی و یک میدان مغناطیسی با گرادیان بالا. جداکننده های مغناطیسی را می توان به دو دسته جداکننده آهنربای دائمی و جداکننده الکترومغناطیسی تقسیم کرد و هر دسته دارای متناوب و پیوسته می باشند. فناوری جداسازی مغناطیسی با گرادیان بالا برای تصفیه مواد مغناطیسی در فاضلاب استفاده می شود. دارای مزایای فرآیند ساده، تجهیزات فشرده، راندمان بالا، سرعت سریع و هزینه کم است.