محلول های که در صنعت آبکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند با اندکی تفاوت مثل یک زهر خطرناک در مورد موجودات عمل می‌کنند. پساب های تولیدشده در این کارگاه‌ها معمولاً سمی هستند. آنها به قدری زهرآگین می باشند که تزریق مستقیم آنها داخل فاضلاب و کانال های شهری سبب صدمات جدی می‌شوند؛ بنابراین هدف از تصفیه پساب ها این است که پساب طوری دور ریخته شود که زندگی حیوانات و یا گیاهان را تحت تأثیر قرار ندهد و طبیعت حفظ شود.
مهم ترین انواع پساب آبکاری به قرار زیر هستند:
- پساب های اسیدی و قلیایی که در اثر چربی گیری و شستشوی سطوح فلزاتی که روی آنها عمل آبکاری انجام می‌گردد، حاصل می‌شود
- در پساب های ناشی از شستشوی اجسام آبکاری شده بعد از هر مرحله از آبکاری همیشه مقداری کرم، مس، نیکل، روی یا موادی نظیر سیانور موجود است.
- علاوه بر پساب های حاصل از مرحله شستشوی اجسام آبکاری شده ممکن است مقداری مواد سمی ترکیبات فلزات سنگین از وانهای آبکاری نشت نماید.
کاهش پساب صنعت آبکاری
به طرق زیر می‌توان مقدار پساب ها را در صنعت پوشش کاری کاهش داد:
- طولانی نمودن دوره سیکل
- استفاده از حمام های آبکشی ساکن، لوله کشی مداربسته (پمپاژ آب در مداربسته) و استفاده از آبکشی به طور آبشاری.
- استفاده از مونتاژهای صحیح
- استفاده از مواد تر کننده
کرم در فاضلاب آبکاری ممکن است به شکل کرم شش ظرفیتی یا اسید کرمیک یافت شود که می‌بایست قبل از شروع عملیات تصفیه آن را به کرم سه ظرفیتی احیا نمود.
سیانور نیز در محیط قلیایی می‌تواند با گاز کلر یا ترکیبات کلر دار اکسید شود، بنابراین در روش تصفیه شیمیایی پساب آبکاری دو مرحله زیر مورد مطالعه قرار می‌گیرد:
الف) اکسیداسیون سیانور
ب) احیای کرم
اکسیداسیون سیانور که در محیط قلیایی با ph حدود 10.5 تا 11 به وسیله گاز کلر یا ترکیبات کلر دار انجام می‌شود، معمولا با نصب ph متر اتوماتیک در حوض اکسیداسیون که می‌تواند فرمان تزریق مواد قلیایی یا ترکیبات کلر دار را به شیرهای مغناطیسی یا الکتریکی صادر نماید، انجام می‌پذیرد.
حوض های اکسیداسیون سیانور علاوه بر الکترودهای ph متر به همزن با دور نسبتاً شدید هم مجهز هستند. وقتی الکترود ph متر فرمان تزریق مواد قلیایی را صادر کرد، الکترود دیگر که اصطلاحاً orp نامیده می‌شود در عدد 600 میلی ولت فرمان تزریق ترکیبات کلر دار را صادر خواهد نمود. بدین ترتیب سیانور موجود در پساب اکسید خواهد شد.
مشاوره رایگان
اگر سوال و ابهامی دارید ما شما را به صورت رایگان راهنمایی می کنیم
فاضلاب کارگاه آبکاری
در کارگاه های آبکاری ممکن است جریان تولید فاضلاب دایمی یا منقطع باشد که نحوه تصفیه هرکدام اندکی متفاوت خواهد بود در روش آبکاری با جریان دائم ابتدا نسبت به یکنواخت نمودن کیفیت و کمیت پساب سیانوری اقدام می‌کنیم و سپس عمل اکسیداسیون را انجام می‌دهیم، زمان کلی لازم برای اکسیداسیون حداکثر 15-20 دقیقه است، اما در جریان‌های منقطع فاضلاب سعی می‌شود ابتدا پساب‌های حاصل از آبکاری سیانوری در پایان کار در حوضچه‌ای جمع‌آوری و در این حوضچه پس از تنظیم ph و تزریق ترکیبات کلر دار سیانور موجود در پساب را اکسید نمود.
جهت احیای کرم 6 ظرفیتی یا اسید کرمیک موجود می‌بایست ابتدا ph پساب را کاهش داد و سپس با تزریق مواد اکسیدکننده مانند بی سولفیت سدیم، کرم سه ظرفیتی را از پساب جدا نمود.
ابتدا با کنترل ph متر اتوماتیک تزریق اسید تا تقلیل ph به حدود 5/2 یا 4 انجام خواهد گردید (در 400 تا 450 میلی ولت فرمان تزریق احیا کننده های مثل بی سولفیت و غیره صادر خواهد شد)
احیای کرم و تصفیه پساب‌های کرم دار همانند آنچه در مورد تصفیه پساب‌های سیانوری گفته شد ممکن است به صورت جریان دائم یا بعد از پایان آبکاری انجام شود. متذکر می‌شود برای کنترل ph می‌توانیم به صورت دستی یعنی بدون نیاز به فرامین الکترودهای ph متر و orp عمل کنیم.
فاضلاب صنعت آبکاری
در این‌گونه موارد دقت زیادی باید به عمل آید تا در اثر اشتباه، مواد شیمیایی گران قیمت بی‌مورد مصرف نگردد.
در پایان عمل یعنی بعد از اختلاط پساب سیانور اکسیدشده و پساب کرمی احیاشده در مخلوط پساب ترکیبات فلزات کرم سه ظرفیتی مس، روی، نیکل، کادمیوم و غیره موجود است با تنظیم ph تا حدود 8.2 می‌توانیم این ترکیبات را به هیدروکسید های نامحلول آنها تبدیل کنیم و این هیدروکسید ها را در ظرف حداکثر دو ساعت از پساب‌های آبکاری جدا سازیم.
همان‌طور که توضیح داده شد همواره در مراحل مختلف آبکاری مقداری پساب قلیایی و اسیدی تولید خواهد شد که گاهی اوقات در کارگاه‌های کوچک آبکاری ترجیح می‌دهند. آبکاری پساب‌های قلیایی را با پساب‌های سیانوری و پساب‌های اسیدی را با پساب‌های کرمی مخلوط و مورد تصفیه قرار می‌دهند. با این عمل صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف اسید و قلیا خواهد شد.
اگر کنترل ph و تزریق مواد اکسیداسیون و احیاکننده به طور دستی عمل شود، لازم می‌آید مقادیر سیانور و کرم شش ظرفیتی یا کرم‌های موجود در پساب هرروز کنترل و اندازه‌گیری گردد تا میزان مواد اکسیداسیون یا احیاکننده بر اساس این اندازه‌گیری به صورت دستی یا پساب آبکاری اضافه شود.
تصفیه فاضلاب آبکاری
میزان مواد موردنیاز در اکسیداسیون سیانور بدین ترتیب است که برای اکسیداسیون یکصد کیلو یون CN به 308 کیلو سود و 273 کیلو گاز کلر نیاز داریم به عبارت دیگر هر گرم سیانور (CN) به 6.83 گرم کلر و 6.15 گرم سود نیاز دارد.
در مورد احیای کرم، اگر کرم موجود به صورت اسید کرمیک باشد هر یکصد کیلوی آن به 132 کیلو بی سولفیت و 62 کیلو اسیدسولفوریک نیاز دارد.
اگر کرم موجود در پساب به صورت کرمات باشد هر کیلو کرمات به 243 لیتر محلول 40% بی سولفیت سدیم و 2.78 کیلو اسیدسولفوریک 20% نیاز دارد. در مورد مصرف سولفات فرو به ازا هر میلی‌گرم در لیتر کرم شش ظرفیتی 6.03 میلی‌گرم در لیتر سولفات فرو و 6.01 میلی‌گرم در لیتر اسیدسولفوریک نوشته‌اند.
مراحل تصفیه فاضلاب شیمیایی با عملیات ترسیب و ته نشینی مواد ذکرشده اتمام می‌یابد. کلیه پساب‌های آبکاری پس از تنظیم PH به حوض انعقاد یا اختلاط سریع وارد می‌شوند. در این راکتور مواد منعقد کننده از قبیل سولفات آلومینیوم، پلی آلومینیوم کلراید و کمک منعقد کننده‌ها از قبیل پلی الکترولیت‌ها به پساب اضافه می‌شوند و با همزن‌های تعبیه‌شده با سرعت بالا مخلوط می‌گردند و در گام پایانی به حوض ته نشینی یا حوض لخته سازی وارد می‌شوند تا توده‌های شکل‌گرفته در مرحله قبل فرصت فرود آمدن را بیابند و بدین‌صورت فاضلاب تصفیه‌شده از قسمت سرریز این راکتور خارج می‌گردد.
اما یکی دیگر از راه‌های تصفیه پساب های کرم دار استفاده از مبادله کننده کاتیونی است که در آن فلزاتی نظیر مس، روی، کادمیم و نیکل با یون هیدروژن مبادله می‌شوند و خروجی این مبادله یونی دارای اسید کرمیک است که می‌تواند مجدداً به عنوان محلول آبکاری بکار رود، رزین کاتیونی مبادله کننده یون پس از اشباع با اسید و قلیا شستشو می‌شوند.
سیستم ترسیب شیمیایی
از قدیمی ترین روش های تصفیه پساب آبکاری سیستم های ترسیب شیمیایی است که با اعمال تغییر PH، اجزا و عناصر مختلف رسوب می کند و از آب خارج می شود،
روش ترسیب شیمیایی در تصفیه فاضلاب
روش کار بدین گونه است که مقداری مواد شیمیایی در آب حل شده و به پساب اضافه می شود و در پایان هر دو به چاه سرازیر می شوند. مورد گفته شده از جمله ایرادات این روش می باشد.دومین اشکال، عدم کنترل صحیح شوک وارده به سیستم می باشد و این مورد زمانی مشکل ایجاد خواهد کرد که میزان زیادی آلاینده به سیستم وارد شود.
عمل اکسیداسیون
در روش آبكاري با جريان دائم ابتدا نسبت به يكنواخت بودن كيفيت و كميت پساب سيانور اقدام و سپس عمل اكسيداسيون را انجام مي‌دهند. زمان كلي لازم براي اكسيداسيون حداكثر 15 تا 20 دقيقه است. در جريان‌هاي منقطع پساب، سعي مي‌شود ابتدا پساب‌هاي حاصل از آبكاري سيانوري در پايان كاري در حوضچه‌اي جمع‌آوري و در اين حوضچه پس از تنظيم pH و تزريق تركيبات كلردار، سيانور موجود در پساب را اكسيده نمايند.
انعقاد و ته نشينی
پس از آن كه فاضلاب سيانور توسط اكســيداسيون و فاضلاب حاوي اسيد كروميك توسط احيا، سميت‌زدايي گرديدند، هر دو پساب را با پساب حاصل از شستشوهاي اسيدي و قليايي چربي گيري مخلوط كرده و با تنظيم pH در محدوده 5/8 تا 5/9 جهت تشكيل هيدروكسيدهاي فلزي عناصر سنگين موجود در پساب مثل كروم سه ظرفيتي، نيكل، مس، همچنين با افزايش كمي مواد منعقدكننده جهت تسهيل در ته نشيني هيدروكسيدهاي فلزي تشكيل‌شده به همراه مواد معلق و كلوئيدي ديگر موجود در فاضلاب اقدام نموده و پساب را به مخزن ته‌نشين هدايت مي‌نمايند تا لخته‌ها و فلوك‌هاي تشكيل شده ته نشين گرديده و از فاضلاب جدا شوند. اصولاً حجم مخزن ته‌نشين بايستي به گونه‌اي انتخاب گردد كه حداقل يك ساعت زمان ماند جهت ته‌نشيني مناسب لخته‌ها به فاضلاب داده شود. پساب خروجي از كلاريفاير قابليت تخليه شبكه فاضلاب را دارا بوده و چون سميت‌زدايي شده است جهت تصفيه‌خانه‌ها در شهرك صنعتي ضرري نداشته و مشكل‌آفرين نخواهد بود.
کیفیت فاضلاب های آبکاری را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:
- فلزات سنگین به صورت محلول مانند: Cd-Cr-Cu-Fe-Ni-Pb-Zn
- آنیون ها نظیر برات، کلرور-سیانور-فلوئور-فسفات-سولفات
- کمپلکس هایی نظیر سیانور-آمین-آمونیاک-EDTA-سیترات-تارتارات-اگزالات
- اسیدها مانند HCl-So4H2 و ترکیبات محلول فلزات سنگین
- قلیایی ها مانند فسفات ها -سیلیکات ها- سورفاکتان ها
- چربی و روغن
- مواد جامد خنثی
- مواد رنگی
- مواد آلی مختلف
از میان عوامل یاد شده، در درجه اول فلزات سنگین و بعد از آن سیانور و بالاخره اسیدها و قلیاها و چربی و روغن از نظر آلودگی از اهمیت خاصی برخوردارند و در اختلاط با فاضلاب شهری مانع رشد عوامل بیولوژیکی در تصفیه فاضلاب خواهند گردید.
در فاضلاب سیانوری با روش دائمی عمل اکسیداسیون سیانور ممکن است هم با هیپوکلریت سدیم و هم گاز کلر انجام گیرد. در مقادیر کمتر فاضلاب کاربرد هیپوکلریت سدیم و در مقادیر قابل توجه فاضلاب استفاده از گاز کلر ارجحیت دارد.
فعل و انفعالات اکسیداسیون سیانور به صورت زیر می باشد:
H2O+ NaOCL + NaCN => CNCL + 2NaOH
H2O + CL2 + NaCN => CNCL + NaCL
NaCL + 2NaOH + H2O => NaCNO + NaCL + H2O
2NaCNO + 4NaOH + 3CL => 2CO2 + 6NaCL + N2 + 2H2O
مراحل خارج سازی کروم شش از فاضلاب آبکاری به شرح ذیل می باشد:
- افزودن اسید سولفوریک به فاضلاب تا رسیدن pH به حدود 2 یا پایینتر
- افزودن SO2 یا بیسولفات سدیم یا سولفات فرو برای احیای کروم شش به سه
- افزودن سود یا آهک به محیطی که کروم سه موجود است برای راسب شدن آن
شرکت آرکا گستر رسام این امکان را فراهم کرده است که ضمن دستیابی به استاندارد محیط زیست، قیمت های رقابتی مناسب را در اختیار مشتریان خود در پروژه های مختلف پکیج تصفیه فاضلاب قراردهد.