بررسی تاثیر انعقادسازی و ازن زنی در بهبود عملکرد فیلتراسیون غشایی بمنظور تصفیه پساب کاغذسازی

Abstract

بیان مساله و اهداف: تصفیه پساب‌های ناشی از صنعت کاغذسازی یکی از جنبه‌های کلیدی در مدیریت محیط‌زیست و دستیابی به پایداری صنعتی محسوب می‌شود. در سال‌های اخیر روش‌های مختلفی برای تصفیه این پساب استفاده‌شده است. فیلتراسیون غشایی یکی از روش‌های نوین و کارآمد در تصفیه پساب‌ها به شمار می‌آید که به‌ویژه در صنایع با آلودگی‌های خاص، به‌عنوان یک راهکار مؤثر شناخته می‌شود. گرفتگی غشایی یکی از مسائل اساسی در فرآیند تصفیه پساب با استفاده از فناوری‌های فیلتراسیون غشایی به شمار می‌آید که اثرات منفی مختلفی نظیر کاهش کارایی، افزایش هزینه‌های تصفیه و کاهش عمر مفید غشاها را به همراه دارد. در این پژوهش از دو روش انعقادسازی و ازن‌زنی برای حل مشکل گرفتگی غشا برای تصفیه پساب کاغذسازی استفاده شد. روش انعقادسازی به‌عنوان یک راهکار مؤثر برای حذف بخش عمده‌ای از ذرات معلق درشت به کار گرفته شد، درحالی‌که روش ازن‌زنی برای حذف رنگ و تخریب ترکیبات پیچیده مورداستفاده قرار گرفت.مواد و روشها: پساب خام موردنظر با تقاضای شیمیایی اکسیژن (COD)، 62000 میلی‌گرم بر لیتر از شرکت صنایع کاغذسازی سپید دماوند تبریز تهیه شده که واقع در استان آذربایجان شرقی است. در این فرایند از سود برای افزایش PH و از پلی آلومینیوم کلراید (PAC) به‌عنوان منعقد کننده استفاده‌شده و بعد از انعقاد و ته‌نشینی ذرات سنگین، پساب پیش‌تصفیه‌شده با استفاده از پمپ به مخزن دیگر انتقال داده شد. در فرایند بعدی تعبیه‌شده، اثر ازن زنی قبل و بعد از انعقادسازی و نیز تأثیر مقدار ازن تزریق شده به پساب بر روی COD پساب بررسی شد. در این راستا ازن زنی با سه مقدار 4/0، 8/0 و 2/1 گرم بر لیتر انجام‌شده و مقدار مناسب ازن برای کاهش COD انتخاب شد. درنهایت، از دو روش انعقاد سازی و ازن زنی با مقدار مناسب به‌صورت ترکیبی به‌عنوان مراحل پیش تصفیه فیلتراسیون غشایی به‌منظور بهبود شار عبوری از غشا استفاده‌شده و کاهش COD پساب بررسی شد.نتایج: بر اساس نتایج به دست آمده، حضور انعقادسازی قبل از مرحله ازن زنی باعث بهبود عملکرد این مرحله شده و مقدار 2/1 میلی‌گرم بر لیتر ازن، بیشترین تأثیر را در مقایسه با مقادیر دیگر بر روی پساب گذاشت. نتایج حاصل از اندازه­گیری COD پساب نشان داد که هرکدام از سه مرحله تصفیه استفاده‌شده در کاهش COD نقش داشتند به طوری که COD پساب بعد از مرحله انعقادسازی، ازن زنی و فیلتراسیون غشایی به ترتیب 37، 48 و 68 درصد نسبت به COD پساب خام کاهش داشت. میزان رنگ پساب نیز با استفاده از فرایند تصفیه استفاده شده کاهش 95 درصدی داشت. علاوه بر این، شار عبوری از غشا نسبت به حالت بدون پیش‌تصفیه 16 برابر شد که معادل با کاهش 16 برابری سطح غشایی موردنیاز در فرایند تصفیه بوده و باعث اقتصادی شدن فرایند تصفیه می‌شود.نتیجه ­گیری: هر یک از این مراحل نقش کلیدی در تصفیه پساب ایفا کردند؛ به‌طوری‌که مرحله انعقادسازی در حذف حجم زیادی از ذرات معلق درشت مؤثر بوده است، مرحله ازن‌زنی در حذف رنگ و تخریب ترکیبات پیچیده نقش داشت و مرحله فیلتراسیون غشایی به‌عنوان مرحله نهایی در حذف ذرات معلق بسیار ریز عملکرد ویژه‌ای را ارائه داد. علاوه بر این، دو مرحله انعقادسازی و ازن زنی نقش بسزایی در کاهش گرفتگی غشایی و بهبود شار عبوری پساب از غشا را داشتند.