آب و پساب در صنعت نساجی (textile-water-wastewater)

مقدمه
در صنعت نساجی آب نه تنها به عنوان یک ماده اولیه حیاتی جهت تهیه بخار به منظور گرم کردن و یا خشک کردن بکار می رود بلکه اغلب عملیات تکمیلی از قبیل شستشو، سفیدگری و رنگرزی، و چاپ در محیط آبی انجام می گیرد، لذا مشخصات آب مورد مصرف در این صنعت حائز اهمیت فراوان است. صنایع نساجی در مورد تهیه آب با سه مسئله اساسی زیر روبرو می باشند.

الف - تولید آب با مشخصات مناسب جهت عملیات در تولید فرآورده های نساجی؛

ب - تهیه آب لازم برای تغذیه در دیگ های بخار و نیروگاه ها؛

ج - جلوگیری از خوردگی مخازن فلزی خطوط لوله های رابط و غیره؛

نوع آب 

 کلیه آب های طبیعی حاوی مواد معدنی هستند. نوع و مقدار این مواد متفاوت بوده و به منبع آب بستگی دارد. املاح محلول که در آب ها به مقدار کم و بیش یافت می شوند عبارتند از بی کربنات ها، سولفات ها، نیترات ها و كلرورهای کلسیم و منیزیم و سدیم. بعلاوه ممکن است به مقدار جزئی سیلیكان ها و فسفان ها و همچنین ترکیبات مختلف دیگر سدیم و پتاسیم نیز در آن وجود داشته باشد تمام آب ها حاوی گاز اکسیژن و گاز کربنیک می باشند و معمولا " مقدار گاز کربنیک آنها بیش از آن مقداری است که از حل شدن گاز کربنیک هوا در آب حاصل مي شود. آب های طبیعی را بطور کلی می توان به سه دسته آب های چاه یا چشمه، آب های راکد در زمین های بایر و آب های سطحی مانند آب های کانال و رودخانه و تقسیم کرد. یکی از متداول ترین روش های تامین آب برای صنایع، استفاده از آب چاه می باشد. آب چاه معمولا صاف و حاوی املاح مختلف است که مقدار آن ها ثابت می باشد. این آب ها علاوه بر بی کربنات های کلسیم، منیزیم، و احتمالا " آهن ممکن است حاوی بی کربنات سدیم و همچنین گاز کربنیک آزاد باشند. 

همچنین آبی که در دیگ های بخار و تحت فشار کم کار می رود باید سبک شده و عاری از اکسیژن، انیدرید کربنیک، اسیدهای آزاد و ترکیبات آلی دیگر باشد و سنگینی تام آن نباید ازP.P.M  ۳۵  تجاوز کند ولی برای دیگ های بخار که تحت فشار کار می کنند کاهش مواد جامد و قدرت قلیایی اب ضروری بوده و سنگینی تام باید حتی المقدور نزدیک به صفر باشد. ناخالصی های آب را می توان بشرح زیر تقسیم بندی و بررسی کرد:

الف-کدورت و رنگ 

ب- آهن و منگنز 

ج- قدرت قلیائی 

د- سختی

الف - کدورت و رنگ آب

 آب مورد مصرف در صنعت نساجی باید صاف و شفاف باشد. کدورت آب ممکن است ناشی از وجود ذرات ریز و درشت معلق در آب باشد. این ذرات، ممکن است از نوع مواد معدنی مانند خاک، گل ولای، کربنات کلسیم، سیلیکات وغيره و يا از نوع مواد آلی از قبیل سبزينه، چربی ها، باکتری ها و غیره باشد. رنگ آب اغلب مربوط به وجود مواد آلی محلول با مواد کلوئیدی در آب می باشد. ترکیب این مواد که با ذرات کلوئیدی آهن و منگنز و یا مواد آلی همراه می باشند شناخته نشده است.

ب- آهن و منگنز آب 

وجود یون های آهن، کلسیم، منگنز و نمک های آهن و منگنز در آب موجب زرد شدن کالا در عملیات شستشو و سفید گری، نایکواختی در رنگرزی، تولید لکه در پارچه، کاهش مقاومت رنگ پارچه، زبری زیر دست پارچه و عیوب دیگر می شود. یون های فلزات سنگین ممکن است به صورت کتالیزور عمل کرده و موجب تجزیه مواد سفید کننده شده و بالاخره باعث تجزیه پارچه گردد و همچنین در رنگرزی یون آهن با بعضی از رنگ ها ترکیب شده و باعث کدر شدن رنگ می شود.

ج- قلیایی آب

معمولا آب شامل بی کربنات های مختلف می باشد. که مقدار آنها بستگی به منبع تهیه آب دارد. کربنات های قلیایی نیز گاهی در آب دیده می شوند.

د- سختی آب 

نمک های کلسیم و منیزیم موجب سختی آب شده و در عملیات شستشو تولید صابون های نامحلول و چسبناک می کند که معمولا از نوع اولئات ها و استارات های کلسیم و منیزیم می باشند. صابون های نامحلول حاصل در پارچه رسوب کرده و باعث تجمع سریع كثافات و خشن شدن زیر دست آن می گردد، از طرفی چون بطور نایکنواخت در سطح پارچه رسوب می کند، در نتیجه باعث نایکنواختی رنگرزی می شوند. بعلاوه یون های کلسیم و منیزیم می تواند بعضی از رنگ ها را از محیط عمل رسوب دهند.

آب برای دیگ های بخار

گازهای محلول، مواد معلق، املاح نامناسب علاوه بر اینکه ازیک طرف عملیات تکمیل و رنگرزی و شستشو کالای نساجی را مواجه با اشکال می کند از طرف دیگر اهمیت استعمال آنها در دیگ های بخار می کاهد. املاح موجود در آب در دیواره دیگ هاب بخار رسوب می کنند و در حرارت های بالا سختی موقت یعنی بی کربنات کلسیم و منیزیم  موجود در آب تبدیل به کربنات کلسیم و هیدراکسید منیزیم می شود و بصورت یک لایه رسوبي و ژلاتینی به دیواره دیگ می چسبد. 

چون ضریب هدایت حرارتی لایه های رسوبی کم می باشد در نتیجه باعث افزایش مصرف سوخت و موجب گداخته شدن و نرم شدن جداره دیگ و از بین رفتن آن خواهد شد. در ابتدا باید املاح آبی را که برای دیگ های بخار مصرف می شوند بوسیله روش های سختی گیر برطرف کرد و بقیه املاح باقی مانده که امکان تولید رسوب در دیگ دارند به وسیله افزودن کربنات و یا فسفات سدیم به آبی که وارد دیگ های بخار می شود برطرف می گردد.

روش های تصفیه آب های صنعتی:

در یک تقسیم بندی کلی می توان روش های تصفیه آب صنعتی را به سه روش، غشایی، حرارتی و مبادله یونی تقسیم بندی نمود. روش های غشایی بر پایه اندازه مولکولی ذرات، آن ها را از آب جدا می نمایند و به طور کلی رایج ترین روش تصفیه نهایی کلیه منابع آبی، استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی به روش اسمز معکوس (RO) است که امروزه اقتصادی ترین و مناسب ترین روش تصفیه آب می باشد. در روش های مبادله یونی، با استفاده از رزین های تبادل یونی می توان املاح آب را تبادل نموده و آب خالص تولید نمود. در روش های حرارتی که به نام روش تقطیر شناخته می شود، با حرارت دادن آب آن را از حالت مایع به بخار تبدیل نموده و سپس با سرد نمودن بخار، آب بسیار خالص تولید می نمایند.

اسمز معکوس(RO):

همانطور که قبل تر به آن اشاره شد، متداول ترین روش تصفیه آب در صنعت، روش اسمز معکوس می باشد که امروز کاربرد چشم گیری به عنوان آب شیرین کن و تصفیه آب جهت استفاده در صنعت دارد.

پسآب

 پساب کارگاه های رنگرزی کارخانجات معمولا یا به رودخانه ها می ریزد و یا به کانال های معینی هدایت می شود. در هر دو حالت کارخانجات وقتی مجاز به این عمل می باشند که پسآب آنها حاوی ناخالصی معینی باشد، در غیر این صورت لازم است آب را قبل از خارج کردن از کارخانه تا حد مجاز قابل قبول تصفیه کنند.

تصفیه فیزیکی فاضلاب

آشغالگیری، دانه گیری و ته نشینی

متعادل سازی و شناورسازی

از آنجایی که ممکن است فاضلاب خام ورودی به تصفیه خانه دارای نوسانات کمی و کیفی باشد به منظور کاهش شوک آلی به واحد های تصفیه بیولوژیکی،یکنواخت سازی جریان ورودی به تصفیه خانه و فراهم آمدن جریانی پیوسته در طول شبانه روز از حوض متعادل ساز استفاده می گردد.

صاف کردن با بستر دانه ای

به منظور حذف تکمیلی جامدات معلق و زلال سازی در تصفیه خانه به کار می رود. این صافی ها بر اساس نوع عمل، نوع بستر صافی استفاده شده، جهت جریان در طول زمان صاف کردن، فرآیند شستشوی معکوس و روش کنترل جریان تقسیم بندی می گردند. 

تصفیه شیمیایی فاضلاب

انعقاد و لخته سازی

با کمک مواد شیمیایی، مواد معلق سبک و به ویژه مواد نیمه محلول کلوئیدی شکل را به صورت لخته ها و قطعات بزرگی درآورده تا بر اثر وزن خود ته نشین شوند. مهمترین مواد منعقد کننده در فاضلاب عبارتند از پلیمرها و پلی الکتریت ها، سولفات و هیدرات آلومینیوم، سولفات، کلرور و هیدرات دو و سه ظرفیتی آهن، خاک رس و آب آهک. افزودن مواد منعقد کننده به فاضلاب، مقدار لجن بدست آمده در استخرهای ته نشینی را دو تا سه برابر افزایش می دهد و در نتیجه حجم منبع های هضم لجن و مقدار گاز تولید شده افزایش می یابند.

 ته نشینی شیمیایی

هوادهی و تولید لجن فعال

لجن فعال در صورت مواد مغذی و اکسیژن کافی به علت رشد و تکثیر انواع مختلف میکروارگانیسم ها به وجود می آید. اساس این روش تماس میکروارگانیسم های معلق با مواد زائد و استفاده مجدد از میکروارگانیسم ها می باشد. نظربه اینکه  میکروارگانیسم ها اکسیژن محلول را به سرعت مصرف می کنند. بایستی همواره اکسیژن کافی تامین شود به عبارت دیگر باید مخلوط فاضلاب و لجن همواره هوادهی گردد. اجزای اصلی سیستم هوادهی به شرح زیر می باشد:

• تانک هوادهی

• استخر ته نشینی نهایی (کلاریفایر)

• صافی های هوادهی بیولوژیکی