فاضلاب صنعتی یکی از مهم ترین منابع آلودگی آب هاست. انواع مختلفی از فاضلاب صنعتی بر اساس صنایع مختلف وجود دارد. میزان قابل توجهی از پساب های صنعتی در رودخانه ها، دریاچه ها و مناطق زیستی رها شده اند که این عمل باعث بروز مشکلات آلایندگی جدی در آب های محیطی و به دنبال آن موجب تأثیرات منفی بر اکوسیستم و زندگی انسان ها شده است. هر بخش از صنعت یک نوع خاص از آلودگی تولید می کند که فرایند تصفیه فاضلاب ناشی از آن ها نیز باید بر اساس نوع خاص آلاینده طراحی شود.
مقدار پساب به سطح فنی فرایند در هر بخش صنعتی بستگی دارد و طبیعتاً با توسعه در تکنولوژی های صنعتی از مقدار آن کاسته می شود. نرخ افزایشی پساب های صنعتی در کشورهای در حال توسعه بسیار بیش تر از کشورهای توسعه یافته است. این حقیقت نشان می دهد که آلاینده های صنعتی، به عنوان یک مسئله زیست محیطی، از کشورهای توسعه یافته به کشورهای در حال توسعه در قرن ۲۱ منتقل شده است.
آلاینده های فاضلاب صنعتی:
آلاینده های موجود در فاضلاب های صنعتی بسیار متنوع هستند. این آلاینده ها شامل آلاینده های معدنی (غیر آلی) و آلی هستند. در مدیریت فاضلاب های صنعتی اگر هر آلاینده به طور جداگانه مورد بررسی قرار گیرد کاری بسیار مشکل و غیرممکن خواهد بود، بنابراین برای راحتی کار چندین شاخص یا پارامتر را که نمایانگر آلاینده های کل صنایع باشد مورد توجه قرار می دهند. در زیر به این پارامتر‌ها اشاره می‌شود.
جامدات کل، جامدات محلول و جامدات معلق جامدات کل به کلیه ناخالصی‌هایی گفته می‌شود که در یک نمونه فاضلاب وجود دارد و بر حسب میلی‌گرم در لیتر بیان می‌شود. جامدات کل به دو دسته جامدات محلول و معلق تقسیم بندی می‌شود. به طور کلی جامدات به عنوان شاخصی از درجه آلودگی فاضلاب محسوب می‌شود. به طوری که هر چه میزان کل جامدات در فاضلاب بیش تر باشد، احتمال وجود آلودگی فاضلاب بیش تر است. برای مثال املاح محلول ممکن است ناشی از یک ماده سمی مانند کروم در فاضلاب باشد یا ناشی از یک ماده با مواد سمی بسیار کم تر مانند کلرید سدیم.
رنگ:
رنگ که از عواملی مانند انواع رنگ ها، جوهر و مرکب ایجاد می‌شود. علاوه بر این‌که از نظر زیبا شناختی، چهره محیط زیست را مخدوش می‌کند، مانع از نفوذ نور به آب و رشد گیاهان آبزی داخل آن مثل جلبک ها می‌شود که برای رشد به نور خورشید نیاز دارند. این جلبک‌ها که غذای ماهی ها به شمار می‌روند، اکوسیستم را تحت تأثیر قرار می دهند. بسته به نوع ماده رنگی و این که در چه ماده‌ای محلول باشد، رنگ می‌تواند روی سطح را بپوشاند و یا در آب مخلوط شود. رنگ حقیقی فاضلاب که ناشی از عوامل محلول ایجاد کننده رنگ در فاضلاب است، از اهمیت بیش تری برخوردار است و با واحد رنگ حقیقی یا TCU بیان می‌شود.
کدورت(Turbidity):
مبنای اندازه‌گیری این پارامتر هم بر اساس تفرق و انعکاس نور است که با دستگاهی به نام کدورت سنج اندازه‌گیری و با واحد NTU بیان می‌شود.
کدورت، ناشی از مواد معلق و ذرات کلوئیدی در فاضلاب است. کدورت علاوه بر ایجاد تیرگی در آب، در کف رودخانه انباشته می‌شود و برای موجودات کف زی خطرآفرین است و باعث گرفتگی آبشش ماهیان شده و یا روی تخم ماهی ها را می‌پوشاند و باعث نابودی آن ها می‌شود.
بو : یکی از شاخص‌‌هایی است که به خصوص از وجود ترکیب‌های آلی در فاضلاب مانند حلال‌های آلی آروماتیک یا حلقوی ایجاد می‌شود. همچنین از تجزیه بیولوژیکی ترکیب‌های آلی در فاضلاب در شرایط غیر هوازی در محیط اتفاق می‌افتد و گازهای بودار مانند هیدروژن سولفید، آمونیاک و یا ترکیب‌های آمین‌ها، دی‌آمین‌ها، اندول و… را تولید می‌کنند که این ترکیب‌ها دارای بو‌های بسیار ناخوشایند و متعفن هستند.
دما:
اگر فاضلاب های صنعتی با دمای بالا وارد رودخانه شود، علاوه بر این که انحلال اکسیژن در آب را کاهش می‌دهند، انحلال‌پذیری گازها در مایع با افزایش دما کاهش می‌یابد، فعالیت و متابولیسم و سوخت و ساز موجودات زنده را هم زیاد می‌کنند و این باعث می‌شود که ماهی‌ها و موجودات اکسیژن خواه در آب به اکسیژن بیش تری نیاز داشته باشند، در صورتی که اکسیژن کم تری در آب موجود است و این اثر مضاعف و تشدیدکننده می‌تواند باعث نابودی ماهی ها شود. دمای بالا باعث تشدید فعالیت های بیولوژیکی و ایجاد بوی بیش تر در آب می‌شود.
روغن و چربی:
چربی و روغن باعث تشکیل ذرات کلوئیدی و امولسیون هایی می شوند که بسته به نوع و منشأ چربی می‌تواند به صورت ذرات بزرگی در سطح آب درآید. اگر پایه های حلال چرب باشد ایجاد مشکل می‌کند. ورود چربی و روغن از طریق فاضلاب در محیط باعث بروز مشکلات زیادی می‌شود. چربی و روغن ممکن است به‌طور ناقص تجزیه شده و بوی ناخوشایند تولید کنند. این مواد سطح آب را می پوشانند و علاوه بر ایجاد مناظر ناخوشایند، باعث عدم نفوذ نور و اکسیژن به آب می‌شوند. هم چنین نفوذ پذیری و حاصل خیزی خاک های کشاورزی را از بین می‌برند.
pH:
با توجه به کاربرد ترکیب های اسیدی و قلیایی در صنایع، اغلب فاضلاب های صنعتی دارایpH اسیدی و یا قلیایی هستند. pH متعادل بین ۵/۶ تا ۵/۸ است و بالاتر و یا پایین تر بودن آن باعث خوردگی می‌شود. علاوه بر آن، موجودات آبزی به تغییرات pH حساس هستند و بنابراین ممکن است کل اکولوژی رودخانه و یا دریاچه تحت تأثیر قرار گیرد.
فلزات سنگین:
وجود فلزات سنگین در بسیاری از فاضلاب های صنعتی بسیار خطرناک است. این فلزات مانند کروم، نقره، جیوه، روی، مس، آهن، کادمیوم، سلنیوم، آلومینیوم، کبالت و… دارای مواد سمی بالا برای انسان و دیگر موجودات زنده هستند. این آلاینده ها در شمار سموم سیستمیک طبقه بندی می‌شوند و هر کدام از آن ها در عضو خاصی از بدن مانند ریه، کبد، کلیه و حتی دستگاه اعصاب مرکزی تجمع می‌کنند و در درازمدت منجر به بروز بیماری های خطرناک از جمله سرطان می‌شوند. این فلزات می‌توانند در موجودات آبزی و گیاهان هم ذخیره شوند و انسان با مصرف آن ها دچار بیماری شود. با توجه به خصلت تجمع پذیری این فلزات، اثرات آن ها می‌تواند به مرور زمان ایجاد شود.
مواد کف کننده:
کاربرد مواد تمیزکننده مانند دترجنت ها در بیش تر صنایع متداول است؛ به خصوص در فاضلاب صنایع تولید مواد پاک کننده و دترجنت، این ترکیب ها وجود دارد. این ترکیب ها در آب علاوه بر ایجاد کف که مانع نفوذ نور خورشید و اکسیژن می‌شوند و ایجاد مناظر ناخوشایندی می‌کنند، دارای مواد سمی برای موجودات آبزی هستند.
ترکیب های ازت وفسفر:
وجود ازت و فسفر در فاضلاب و ورود این ترکیب ها به منابع آب، سبب رشد زیاد موجودات گیاهی آبی به خصوص جلبک ها در آب می‌شود. این مسأله علاوه بر افت شدید کیفیت آب برای مصارف مختلف، در درازمدت ممکن است به از بین رفتن و پیری زودرس منابع آب منجر شود. تبدیل بیولوژیکی این ترکیب ها در آب ممکن است به تولید نیتریت و نیترات منجر شود که آلودگی منابع آب زیر زمینی با این ترکیب ها یک مشکل اساسی خواهد بود.
مواد رادیو اکتیو:
مواد رادیو اکتیو ممکن است در بعضی از صنایع (به خصوص تولید انرژی) مورد استفاده قرار گیرند که با توجه به خطر بسیار شدید این ترکیب ها، اقدامات ویژه‌ای برای کنترل آن ها و عدم نفوذ این ترکیب ها به محیط اعمال می‌شود.
ترکیب‌های آلی با شاخصCOD و BOD :
از جمله ترکیب های بسیار مهم در فاضلاب های صنعتی که اقدامات کنترلی مناسبی در جهت تصفیه آن ها باید انجام شود، ترکیب های آلی هستند. به طور کلی در بیش تر فاضلاب های صنعتی مواد آلی وجود دارند. این ترکیب ها به دو طبقه تقسیم می‌شوند که هر دو دارای اهمیت هستند:
- مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی
- مواد آلی غیر قابل تجزیه بیولوژیکی
مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی:
این مواد به عنوان غذا یا منبع انرژی توسط میکرو ارگانیسم ها تجزیه می‌شوند. این مواد در خلال تجزیه، اکسیژن آب را مصرف می‌کنند و سایر موجودات آبزی داخل رودخانه اعم از ماهی ها و سایر موجودات برای تنفس با مشکل مواجه می شوند. اگر اکسیژن مورد نیاز آبزیان تمام شود، تجزیه به شکل بی هوازی درآمده و ممکن است شرایط عفونی و سپتیک ایجاد شود، که علاوه بر ایجاد بو، ترکیب های آلی اسیدی خطرناکی هم تولید می شود.
مواد آلی غیر قابل تجزیه بیولوژیکی:
این مواد مقاوم به تجزیه بیولوژیکی هستند و ممکن است مدت زمان زیادی (حتی سالیان دراز) در محیط باقی بمانند. اغلب این ترکیب‌ها سنتتیک هستند و از طریق فاضلاب صنایع ممکن است به محیط وارد شوند. این مواد در صورت داشتن مواد سمی، ضرر بیش تری را متوجه محیط زیست می‌کنند.
اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی یا BOD:
شاخص ترکیب های آلی قابل تجزیه در فاضلاب میزان اکسیژنی است که میکرو ارگانیسم ها نیاز دارند تا مواد آلی قابل تجزیه را تجزیه کنند. هرچه مواد آلی بیش تر باشد، BOD بالاتر است. بنابراین شاخص بسیار مهمی در تعیین درجه آلودگی فاضلاب به مواد آلی قابل تجزیه و میزان اکسیژن خواهی فاضلاب است.
اکسیژن مورد نیاز شیمیایی یا COD:
میزانی از مواد اکسیدکننده در آزمایشگاه برای اکسید کردن مواد آلی فاضلاب است. این شاخص بیانگر غلظت کل مواد آلی موجود در فاضلاب است و به عنوان یک شاخص مهم در تعیین درجه آلودگی فاضلاب به ترکیبات آلی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. فاضلاب هایی که نسبت BOD به COD پایین دارند، دارای قابلیت تجزیه پایین هستند و بنابراین اگر مواد آلی آن ها سمی باشد، خطرات بهداشتی بیش تری دارند.
فاضلاب در صنعت چاپ:
صنایع چاپ شامل مجموعه ای از فرایندهای متفاوتی است که ممکن است فاضلاب هایی با ماهیت مختلف تولید کند. گرچه حجم این فاضلاب ها ممکن است کم باشد، ولی درجه آلودگی آن ها بالا است. وجود فلزات سنگین به خصوص نقره، کروم، کادمیم و جیوه در این فاضلاب ها، استفاده از محلول‌های قلیایی و اسیدی در فرایند های ظهور و ثبوت، استفاده از مواد اکسیدکننده مانند آب اکسیژنه یا حلال های آلی، استفاده از جوهرهای رنگی و مرکب و ترکیب های رنگی دیگر، باعث می‌شود این فاضلاب ها دارای pH اسیدی یا قلیایی، مواد سمی مربوط به فلزات و مواد آلی، دارای COD بالا، رنگ بالا و جامدات محلول بالا باشد. بنزین و گازوییل مورد استفاده در صنعت چاپ نیز که ترکیب‌های آلی هیدروکربنی سبکی هستند، علاوه بر بالا بردن پارامتر چربی و روغن، امولسیون هایی تشکیل می‌دهند که تجزیه پذیری پایینی دارند و حذف آن ها مشکل است.
از مشکلات مدیریتی در رابطه با نظارت و کنترل بر دفع بهداشتی فاضلاب صنایع چاپ، باید به پراکندگی این واحدها و وجود کارگاه های کوچک اشاره کرد. به هر حال پیشنهاد می‌شود سازمان حفاظت محیط زیست و ارگان های ذی ربط با ارایه مستندات آموزشی و رهنمود‌های مناسب در قالب کارگاه های آموزشی، صاحبان و مدیران این اماکن را با راهکارهای مناسب مدیریت فاضلاب این واحدها آشنا سازند.
یکی از معمول ترین راهکارها آن است که فاضلاب ناشی از محلول های رنگی، فرایندهای ظهور و ثبوت به نحو مناسب به حوضچه ها یا تشتک هایی از جنس پلی اتیلن و یا فلزی ضد زنگ هدایت شده و پس از جمع آوری با روش‌های مناسب تصفیه و دفع شود.
در صورت استفاده از ظهور دستی می‌بایست یک سینک و تشتک ظهور با امکانات شست و شو و تخلیه فاضلاب نیز تعبیه شود. یک مخزن شست و شو جهت تمیز کردن غلطک ها نیز می‌بایست تعبیه شود.
در بخش تهیه پلیت به ویژه بخش ظهور، انشعاب فاضلاب و کف شوی تخلیه جهت شست و شوی نشتی های احتمالی مواد شیمیایی ظهور پلیت تعبیه شود.
به هر حال پیشنهاد می‌شود در واحد‌های کوچک و پراکنده، فاضلاب های با حجم کم در تانک هایی ذخیره شوند و پس از جمع آوری با تانکرهای مخصوص حمل، به یک تصفیه خانه مرکزی انتقال داده شوند. در چاپخانه های بزرگ باید تصفیه خانه های مناسب به طور جداگانه ساخته و مورد بهره‌برداری قرار گیرد. در ضمن، بازیافت بعضی از فلزات یا ترکیب‌های دیگر از فاضلاب مانند نقره، می‌تواند اقتصادی باشد که باید در طرح تصفیه در نظر گرفته شود.
برای حذف آلاینده های صنعت چاپ می‌توان از روش‌هایی مانند ته نشین سازی، انعقاد، فیلتراسیون، حوضچه تصفیه و حوضچه هوادهی استفاده کرد. برای بازیابی فلزات سنگین هم می‌توان از روش تعویض یونی استفاده کرد (که فلزات با ارزش مثل نقره نیز به این ترتیب استحصال می‌شود) و کاتیون های خطرناک را با کاتیون های بی خطر و با مواد با سمیت کم جایگزین ساخت. روش ترسیب هم با کنترل pH می‌تواند فلزات سنگین را نامحلول و ته نشین کند و رسوب دهد. روش تصفیه فیزیکی و تصفیه شیمیایی مانند جذب سطحی با کربن فعال، اکسیداسیون پیشرفته برای حذف رنگ، کدورت و COD نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
