بررسی روش های تصفیه فاضلاب کارخانه کاغذ سازی

تصفیه پساب کارخانه کاغذ سازی

از گذشته تا امروز صنعت خمیر و کاغذ یکی از بزرگ‌ترین منابع آلودگی زیست‌محیطی بوده است، ازاین‌رو موضوع تصفیه پساب کاغذسازی از اهمیت بالایی برخوردار است. فاضلاب صنایع کاغذسازی علاوه بر حجم زیاد، دارای غلظت بالایی از آلاینده‌های فاضلاب به‌ویژه COD است. در این مقاله در مورد تصفیه فاضلاب کارخانه کاغذ سازی و همچنین روش تصفیه پساب در این صنایع بحث شده است.

صنعت کاغذ و فرایند تولید کاغذ به آب زیادی نیاز دارد و این صنعت یکی از صنایع پر پساب به شمار می‌رود. در کارخانه‌های کاغذسازی از منابع سلولزی مانند چوب و بامبو برای تولید خمیر کاغذ استفاده می‌شود. تخمین زده می‌شود که سالانه حدود 100 میلیون کیلوگرم آلاینده سمی از این صنعت خارج می‌شود.

قبل از بررسی روش‌ها و مزایای تصفیه فاضلاب کاغذ سازی بهتر است ابتدا با فرایند تولید کاغذ و محتویات موجود در پساب کاغذسازی آشنا شویم. اگر به طور خلاصه بخواهیم فرایند تولید کاغذ را شرح دهیم باید بگوییم که اولین گام در تولید کاغذ فرایند خمیرسازی است.

فرایند خمیرسازی و تولید خمیرکاغذ منبع اصلی آلودگی فاضلاب در صنعت کاغذسازی است. در این فرایند که پس از مرحله خردکردن (تولید خرده چوب) انجام می‌شود، تصفیه شیمیایی به‌منظور تجزیه بافت و الیاف سلولزی انجام می‌شود.

در نتیجه پسابی سرشار از لیگنین، چربی، کربوهیدرات و مواد شیمیایی تولید می‌کند. مرحله بعدی تولید خمیرکاغذ، رنگرزی است به‌طوری‌که خمیر تولید شده به رنگ تقریباً سفید مناسب برای کاغذ درمی‌آید. در مرحله رنگرزی نیز مجموعه‌ای از فرایندهای شیمیایی صورت می‌گیرد که باعث تولید پساب رنگی می‌شود.

در نهایت پس از تولید خمیر کاغذ، سه مرحله عملیات شیمیایی، صاف کردن و خشک کردن باید انجام شود. برای این منظور از مواد شیمیایی مانند زاج، تالک و چسب به عنوان پرکننده در خمیر استفاده می شود و سپس این خمیر در فرایند صاف کردن از یک سری غلتک که از بزرگ به کوچک چیده شده‌اند عبور داده می‌شود تا لکه‌های احتمالی از بین برود و کاملاً صاف شود. پس از خشک شدن محصول، برش‌هایی در اندازه‌های مختلف انجام می‌شود و در نهایت کاغذ تولید می‌شود.

روش های تصفیه فاضلاب کاغذ سازی

روش تصفیه پساب کارخانه کاغذ سازی

همانطور که در قسمت قبل گفته شد، عمده فاضلاب تولید شده توسط کارخانه کاغذسازی مربوط به خمیرسازی یا تولید خمیر است. در فرایندهای مختلف تولید خمیرکاغذ از مقادیر متفاوتی آب استفاده می‌شود و تمامی این فرایندها مصرف آب بالایی دارند. کیفیت پساب حاصل از مرحله تولید خمیر و رنگرزی به دلیل نوع فرایند و انواع مختلف مواد شیمیایی مورداستفاده، تفاوت زیادی دارد.

برای هر تن خمیرکاغذ تولیدی حدود 200 مترمکعب آب مصرف می‌شود که بیشتر آن به‌خصوص پساب حاصل از فرایند تصفیه شیمیایی بسیار آلوده است. مهم‌ترین منابع آلودگی پساب کاغذسازی به فرایندهای غربالگری و شستشوی خمیر چوب و همچنین فرایند رنگرزی مربوط می‌شود.

در ادامه روش تصفیه فاضلاب کارخانه کاغذسازی بررسی شده است. به‌طورکلی فرایند تصفیه فاضلاب در تولید کاغذ و مقوا را می‌توان شامل دو مرحله زیر دانست:

مرحله اول:

در تصفیه اولیه پساب کاغذسازی، هدف حذف مواد جامد معلق مانند ذرات پوست، فیبر، ضایعات فیبر، پرکننده‌ها و پوشش‌ها و در نتیجه مواد آلی است. سیستم DAF (Dissolved Air Floatation) یکی از روش‌های شناورسازی با هوای محلول است که به‌عنوان تصفیه اولیه کارخانه‌های کاغذسازی استفاده می‌شود.

فلوتاسیون هوای محلول (DAF) برای ذراتی که چگالی نزدیک به آب دارند و به‌سختی ته‌نشین می‌شوند استفاده می‌شود. همچنین پس از این مرحله از مواد منعقد کننده برای مخلوط‌کردن مواد شناور و جداسازی آسان آنها استفاده خواهد شد. بدیهی است که لجن به‌دست‌آمده رطوبت زیادی داردY بنابراین برای کاهش حجم، نیاز به آبگیری با فیلتر پرس خواهد بود.

مرحله دوم:

در این مرحله از تصفیه هدف، تبدیل آلاینده‌ها از حالت محلول به حالت جامد معلق یا لجن است. انواع روش‌های تصفیه بیولوژیکی یا ثانویه به‌عنوان روش‌های پرکاربرد در تصفیه نهایی پساب صنایع کاغذسازی استفاده می‌شود.

تالاب‌های هوازی، سیستم‌های لجن فعال، تصفیه بی‌هوازی و تصفیه بیولوژیکی متوالی (هوازی – بی‌هوازی یا بی‌هوازی – هوازی) رایج‌ترین برنامه‌های تصفیه بیولوژیکی برای کارخانه‌های کاغذ هستند.

البته باید توجه داشت که طراحی سیستم تصفیه فاضلاب کارخانه‌های کاغذسازی از نظر استراتژی یکسان است؛ اما از نظر فنی با توجه به ویژگی‌های خطوط تولید می‌تواند متفاوت باشد.

دکتر کمیکال آماده ارائه مواد شیمیایی موردنیاز تصفیه فاضلاب کاغذ سازی از جمله انواع مواد منعقدکننده، پلی الکترولیت، پلی آلومینیوم کلراید، ضدکف و بایوساید است. جهت دریافت مشاوره دراین‌خصوص با مشاوران ما (02166568403) تماس بگیرید.

صنعت کاغذسازی از انواع سیستم‌های تصفیه پساب و فرایندهای استفاده می‌کند. ترکیب این فرایندها به کیفیت پسابی که قرار است تصفیه شود بستگی دارد. در ادامه این روش‌های مختلف را با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار می‌دهیم.

فرایند ته‌ نشینی

فناوری ته‌نشینی ساده‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش جداسازی مواد جامد از فاز مایع در پساب کاغذ است. راندمان بالا در فرایندهای تصفیه پساب بعدی زمانی حاصل می‌شود که مواد جامد معلق در پساب تاحدامکان در یک مخزن ته‌نشین شده و لجن ته‌نشین شده از مخزن ته‌نشینی خارج شود.

فرایند تصفیه بیولوژیکی

تصفیه بیولوژیکی فاضلاب کاغذسازی برای تخریب آلاینده‌های حل شده در پساب‌ها توسط میکروارگانیسم‌ها طراحی شده است. میکروارگانیسم‌ها از این آلاینده‌ها به‌عنوان مواد مغذی و برای زندگی و تولیدمثل استفاده می‌کنند.

تصفیه بی‌هوازی

از اوایل دهه 1980، تصفیه بی‌هوازی پساب‌های صنعتی کاربرد گسترده‌ای در صنعت خمیر و کاغذ پیدا کرده است. تصفیه بی‌هوازی بیشتر برای پساب‌های منشأ گرفته از کارخانه‌های کاغذ بازیافتی استفاده می‌شود. علاوه بر این، پساب خمیرسازی مکانیکی (سفید شده با پراکسید)، خمیرسازی نیمه شیمیایی و میعانات اواپراتور سولفیت و کرافت ممکن است با این روش تصفیه شود.

تصفیه هوازی

میکروارگانیسم‌های هوازی برای حمایت از فعالیت متابولیکی خود به اکسیژن نیاز دارند. در تصفیه پساب، اکسیژن به‌صورت هوا توسط تجهیزات مخصوص هوادهی به پساب وارد می‌شود. تصفیه هوازی امکان تجزیه بیولوژیکی کامل پساب کارخانه کاغذ را فراهم می‌کند.

پس از جداسازی ذرات جامد معلق و حذف لجن ته‌نشین شده حاصل از تصفیه بیولوژیکی، به‌کارگیری فرایندهای مختلف دیگری برای حذف نیتروژن، فسفر، مواد جامد معلق اضافی، مواد آلی نسوز یا جامدات محلول ضروری است.

درواقع این مرحله سوم تصفیه پیشرفته پساب کاغذ سازی محسوب می‌شود. البته گاهی فرایندهای تصفیه پیشرفته با مرحله اول و دوم تصفیه که قبل‌تر شرح داده شد، (مانند افزودن مواد شیمیایی به زلال‌کننده‌های اولیه یا حوضه‌های هوادهی برای حذف فسفر) ترکیب می‌شود.

تصفیه فاضلاب پیشرفته در صنعت خمیر و کاغذ عمدتاً بر روی راکتورهای غشایی بیولوژیکی، تصفیه ازن و تکنیک‌های فیلتراسیون غشایی مانند میکرو، اولترا یا نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس متمرکز است. در ادامه برخی از این تکنیک‌ها را بررسی می‌کنیم.

حذف سختی آب

در صنعت خمیر و کاغذ، حذف کربنات کلسیم به‌عنوان یک ترکیب رسوب کننده یک نکته کلیدی در استفاده مجدد از فاضلاب است. برای این منظور از روش‌هایی برای رسوب دادن این ترکیب و خارج‌کردن آن از آب استفاده می‌شود. در این روش محصول جامد از طریق یک واکنش شیمیایی تشکیل می‌شود.

الکترودیالیز

الکترودیالیز یک تکنیک جداسازی غشایی الکتروشیمیایی برای محلول‌های یونی است که برای چندین دهه در صنعت کاغذسازی استفاده می‌شود. می‌توان از آن برای جداسازی و تغلیظ نمک‌ها، اسیدها و بازها از محلول‌های آبی، جداسازی یون‌های تک‌ظرفیتی از یون‌های چندظرفیتی و جداسازی ترکیبات یونی از مولکول‌های خنثی استفاده کرد.

لخته‌سازی پیشرفته

فرایند لخته‌سازی شیمیایی یک فرایند بسیار مهم است؛ زیرا باعث افزایش تجمع ذرات پس از بی‌ثبات شدن توسط یک عامل شیمیایی می‌شود. در صنعت خمیر و کاغذ، لخته‌سازی در بخش‌های مختلف فرایند تولید کاغذ نقش دارد. مانند مراحل تشکیل ورق کاغذ، تعیین میزان ماندگاری، میزان زه‌کشی و شکل‌دهی. اما لخته‌سازی در تصفیه فاضلاب کاغذسازی نیز نقش مهمی دارد.

فن آوری اوزون/AOP

امروزه ازن و اشعه ماورای‌بنفش در زمینه تصفیه آب و فاضلاب ازن به‌عنوان اکسیدکننده قدرتمند چندمنظوره و به‌عنوان بهترین تکنیک موجود برای ضدعفونی شناخته شده و ثابت شده است. هدف اصلی این فرایندهای ترکیبی افزایش پتانسیل اکسیداسیون است. فرایندهای ترکیبی شیمیایی (AOP) و اکسیداسیون بیولوژیکی برای حذف مواد مقاوم از فاضلاب و علاوه بر این، رنگ‌زدایی پساب‌های تصفیه شده بیولوژیکی استفاده می‌شوند.

خرید و فروش انواع مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب

فناوری غشایی RO

تصفیه غشایی RO یا اسمز معکوس در صنعت P&P به کاهش مصرف آب شیرین و همچنین تصفیه فاضلاب کمک می‌کند. مزایای دیگر اسمز معکوس عبارت‌اند از: بهبود کیفیت محصول به دلیل کاهش آلودگی آب چرخه، استفاده مجدد از پساب تصفیه شده در تولید کاغذ، بازیافت و به‌حداقل‌رساندن اثرات زیست‌محیطی. فیلتراسیون غشایی در مقیاس بزرگ برای تصفیه پساب‌های خمیر و کاغذ در برخی از کارخانه‌های تولید کاغذ نصب می‌شود.

تصفیه فاضلاب صنعت کاغذ سازی

مزایای تصفیه فاضلاب صنایع کاغذ سازی

در هر صنعتی، تصفیه فاضلاب بسیار ضروری است؛ زیرا در غیر این صورت علاوه بر مشکلات زیست‌محیطی، مقدار زیادی آب هدر خواهد رفت. به طور عمده در صنعت خمیر و کاغذ، مقدار زیادی آب برای تولید انواع مختلف کاغذ، تخته کاغذ و خمیر استفاده می‌شود. تقاضای زیادی برای محصولات کاغذی در بخش‌های مختلف وجود دارد، بنابراین تولید در صنایع خمیر و کاغذ حجم گسترده‌ای دارد.

آلاینده‌های فاضلاب کاغذسازی بسیار متنوع بوده و دارای ساختار پیچیده‌ای هستند به همین دلیل قبل از رهاسازی در طبیعت نیاز به تصفیه فاضلاب دارند.

از جمله دلایلی که باعث می‌شود تخلیه فاضلاب تصفیه نشده از کارخانه کاغذسازی، خطرات زیادی برای محیط‌زیست به همراه داشته باشد، عبارت‌اند از:

• به دلیل وجود الیاف ریز که به‌صورت جامدات معلق در فاضلاب کاغذسازی وجود دارند، امکان گرفتگی دریچه‌ها، پمپ‌ها و کانال‌ها وجود دارد.
• پساب تصفیه نشده صنایع خمیر و کاغذ می‌تواند آب پایین‌دست را تا 80 کیلومتر آلوده کند.
• ترکیبات شیمیایی پیچیده و رنگ زیاد موجود در فاضلاب کاغذسازی باعث شده است که فرایند تخریب آنها بسیار کند انجام شود.
• با توجه به اینکه مواد شیمیایی و رنگ‌های زیادی وارد جریان آب می‌شوند، احتمال افزایش شدید مصرف اکسیژن در آب زیاد است.

دیفومر سیلیکونی در صنعت خمیر و کاغذ

ضد کف سیلیکونی برای صنعت خمیر و کاغذ که توسط دکتر کمیکال توسعه یافته‌اند، به ویژه برای تقویت ادغام حباب‌های هوا در آب سفید و مواد کاغذ سازی و همچنین شکستن حباب‌ها در سطح آب فرموله شده‌اند.

این دیفومر سیلیکونی کیفیت و یکنواختی کاغذ را بهبود می‌بخشد، از ایجاد سوراخ جلوگیری می‌کند، شکستگی کاغذ را کاهش می‌دهد، از سرریز شدن کاغذ در استخر جلوگیری می‌کند و از بین رفتن مواد شیمیایی و الیاف مرطوب را کنترل می‌کند.

این نوع دیفومر زهکشی را در آسیاب کاغذ بهبود می‌بخشد. همچنین باعث بهبود زهکشی در انبار خمیر کرافت، ذخایر سولفیت، سفید کردن منطقه اتاق صفحه نمایش گیاه در آسیاب خمیر می‌شود.

شکستن کاغذ را کاهش می‌دهد و در نتیجه عملکرد دستگاه کاغذ را بهبود می‌بخشد. بنابراین؛ تولید کارخانه کاغذ را افزایش می‌دهد. همچنین باعث کاهش مصرف بخار در خشک‌کن‌ها و در نتیجه صرفه‌جویی در انرژی و همچنین صرفه‌جویی در هزینه می‌شود. ضد کف با از بین بردن حباب‌های ریز در الیاف از ایجاد سوراخ‌های کاغذی جلوگیری می‌کند.

دیفومر سیلیکونی در صنعت خمیر و کاغذ

دوز دیفومر در صنعت کاغذسازی

برای اثربخشی دیفومر سیلیکونی باید از دوزهای مناسب استفاده کرد. اگر از ضد کف سیلیکونی کافی استفاده نشود، کارخانه کاغذسازی به هدف خود نمی‌رسد. از سوی دیگر، اگر بیش از حد از ضدکف سیلیکونی استفاده شود، بر عملکرد عوامل اندازه‌گیری و افزودنی‌های استحکام خشک تأثیر منفی می‌گذارد و علاوه بر این، بر معضل رسوب می‌گذارد. از این رو برای استفاده از دوز مناسب ضدکف سیلیکونی، باید میزان هوای هدباکس را آزمایش کرد.

نتیجه گیری

بنابراین؛ با برنامه‌ریزی صحیح برای تصفیه پساب در کارخانه‌های کاغذسازی و تعبیه تجهیزات لازم برای این منظور، بخصوص از همان ابتدای تأسیس کارخانه، نه‌تنها مشکلاتی که در بالا به آن‌ها اشاره شد ایجاد نمی‌شود؛ بلکه اگر امکان استفاده مجدد از آب در چرخه تولید کاغذ فراهم گردد، در مصرف آب تا حد زیادی صرفه‌جویی شده و هزینه‌ها نیز تا حد زیادی کاهش می‌یابد.

فروش مواد اولیه کاغذ سازی با ارائه نمونه محصول و مشاوره‌های تخصصی