حذف کروم از فاضلاب صنعتی

کروم از عوامل آلودگی است که در پساب ها و فاضلاب های صنعتی دیده می شود. در این مقاله با نحوه حذف این عامل توسط پکیج های تصفیه آب و فاضلاب شرکت مهندسی و ساخت کندو بیشتر آشنا می شویم.

مواد احیا کننده ای که معمولا برای فاضلاب های حاوی کروم به کار می­ روند عبارتند از: سولفات فرو، بی سولفیت-متاسدیم یا دی اکسید سولفور. سولفات فرو و بی سولفیت-متاسدیم را می ­توان به صورت خشک یا محلول به کار برد. SO2 مستقیما از سیلندرهای گاز به داخل سیستم تزریق می­ شود. از آنجا که احیای کروم در pH اسیدی بسیار موثر است، ماده احیا کننده دارای خصوصیات اسیدی مطلوب است. در مواقعی که سولفات فرو به عنوان ماده احیا کننده به کار می ­رود، SO22 به SO42 تبدیل می­ شود. یون فرو در یک واکنش اکسیداسیون-احیا با کروم شش ظرفیتی واکنش داده و به کروم سه ظرفیتی رسیده و یون فرو به فریک اکسید می­ شود. این واکنش در pH زیر 3 به سرعت روی می­ دهد. خصوصیات اسیدی سولفات فرو در رقت های زیاد پایین است. لذا باید برای تنظیم pH اسید افزوده شود. مصرف سولفات فرو به عنوان یک ماده احیا کننده دارای این ایراد است که در مواقع افزودن قلیا، لجن آلوده کننده Fe(OH)3 تشکیل می­ شود. به منظور تکمیل واکنش لازم است که مقدار 2.5 برابر مقادیر تئوریکی سولفات فرو مصرف شود.

احیای کروم را می­ توان با مصرف سدیم سولفیت یا SO2 نیز تکمیل کرد. در pH بالای 4، فقط یک درصد سولفید به صورت H2SO3 وجود دارد و واکنش بسیار کند است. در طول این واکنش، برای خنثی سازی NaOH تشکیل شده اسید مورد نیاز است. واکنش به شدت به pH و درجه حرارت بستگی دارد. در pH های کمتر از 2، واکنش عملا آنی بوده و به نیازهای تئوریکی نزدیک می­ شود. در pH بالای 3، هنگامی که سولفات کروم بازی تولید می ­شود، مقادیر آهک لازم برای خنثی سازی مرحله بعد کاهش می­ یابد. Cr(OH)3 در pH های 8 الی 9.9 کاملا نامحلول است. مطالعات آزمایشگاهی نشان داده اند که لجن تولید شده به میزان 1 تا 2 درصد وزنی فشرده خواهد شد.

به دلیل وجود اکسیژن فاضلاب، SO2 مازاد باید افزوده شود تا بتوان اکسید SO3-2 را به SO4-2 تبدیل کرد. مقدار مازاد 35 پی پی ام دی اکسید گوگرد معمولا برای واکنش با اکسیژن محلول موجود کافی است. اسید لازم برای احیای Cr6 به اسیدیته فاضلاب اصلی، pH واکنش احیا، و نوع ماده احیا کننده مورد استفاده بستگی دارد (به عنوان مثال، SO2 اسید تولید می­ کند ولی متا بی سولفیت خیر). از آنجا که پیش بینی این نیازها دشوار است، اگر غیر ممکن نباشد، معمولا لازم است که نمونه ای از فاضلاب تا نقطه پایانی pH مناسب با اسید استاندارد تیتر شود.  اقتصادی ترین سیستم برای کارخانه های با ظرفیت کم، استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب ناپیوسته یا SBR است که در آن دو تانک، هر کدام به ظرفیت دبی یک روز، ساخته می­ شود. یکی از تانک ها در مواقعی که دیگری پر است، عمل تصفیه را انجام می­ دهد و سپس از یک دستگاه تصفیه آب RO نیز می توان استفاده کرد. لجن جمع شده خارج شده و برای دفع ذخیره می­ شود یا روی بسترهای خشک کن شنی آبگیری می ­شود. توده خشک شده را می ­توان پس از 48 ساعت از روی بستر شنی برداشت. معمولا هنگامی که حجم روزانه فاضلاب فراتر می رود، تصفیه ناپیوسته میسر نیست زیرا تانک های عظیمی مورد نیاز خواهد بود. تصفیه خانه پیوسته به یک تانک اسیدیفیکاسیون و احیا، سپس به یک تانک اختلاط برای افزودن آهک و یک تانک ته نشینی نیاز دارد. زمان ماند در تانک احیا به pH مورد استفاده بستگی دارد ولی باید حداقل 4 برابر زمان ماند تئوریک باشد تا احیای کامل صورت گیرد. معمولا مدت زمان 20 دقیقه برای لخته سازی کافی است. در مواردی که مقدار کروم آب شستشو تغییرات قابل توجهی می­ کند، باید قبل از تانک احیا متعادل سازی قرار گیرد تا نوسانات سیستم تغذیه مواد شیمیایی به حداقل برسد. نوسانات میزان کروم را می ­توان با تعبیه یک ایستگاه تخلیه قبل از تانک های شستشو به حداقل رسانید. راهبری موفق فرآیند پیوسته کاهش کروم، به تجهیزات و کنترل اتوماتیک نیاز دارد. کنترل pH و اکسیداسیون-احیا برای تانک احیا فراهم می ­شود. افزودن آهک باید با سیستم ثانویه کنترل pH مدوله شود.