تصفیه فاضلاب
تصفیه فاضلاب که می تواند شامل فاضلاب خانگی و پساب کارخانه های صنعتی باشد، فرآیندی است که توسط آن آلاینده ها حذف می شوند. فرآیندهای زیادی برای حذف این آلاینده ها استفاده می شود، از جمله فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی و همچنین فرآیندهای فیزیکی. پساب تصفیه شده به دست آمده باید به اندازه کافی تمیز باشد تا دوباره در محیط تخلیه شود یا دوباره مورد استفاده قرار گیرد و پسماند جامد باقیمانده دفع شود. پساب و فاضلاب را می توان به روش های مختلفی تصفیه کرد که یکی از آنها تصفیه خانه شهری است. در این کارخانه فاضلاب مراحل مختلف تصفیه اعم از پیش تصفیه، اولیه، ثانویه و ثالثی را طی می کند.
پیش فرآوری
در طول پیش تصفیه، موادی که به راحتی جدا می شوند، از جمله سنگ ریزه (شن و ماسه)، روغن ها، چربی ها و گریس ها، و اجسام بزرگتر جدا می شوند یا غربال می شوند.
درمان اولیه
این به طور کلی حذف مواد جامد معلق با ته نشین شدن و شناور کردن است. در فرآیند تصفیه اولیه، پساب از طریق زلال‌کننده‌های اولیه منتقل می‌شود، که مخازن بزرگی هستند که در آن لجن به پایین فرو می‌رود و گریس‌ها و روغن‌ها به سمت بالا بالا می‌روند (جایی که می‌توان آنها را از بین برد). در طی این فرآیند، جامدات و مایعات از هم جدا می شوند و جامدات در کف مخازن ته نشین می شوند. در آنجا می توان آنها را جمع کرد و منتقل کرد و جداگانه درمان کرد. گاهی اوقات مواد شیمیایی برای کمک به حذف ذرات جامد معلق کوچک اضافه می شود.
درمان ثانویه
در طول تصفیه ثانویه، از فرآیندهای بیولوژیکی هوازی برای تجزیه محتوای بیولوژیکی پساب (ضایعات انسانی یا مواد غذایی و صابون ها، در میان چیزهای دیگر) استفاده می شود. همچنین در این مرحله، اختلاط و هم زدن سریع وجود دارد که می تواند باعث تولید کف فراوان شود. فرآیند بیولوژیکی انتخاب شده به مقدار فاضلاب و زیست تخریب پذیری آب بستگی دارد.
درمان سوم
در طی تصفیه ثالثی، کیفیت پساب از طریق فرآیندهای مختلف ضدعفونی مانند کلرزنی، استفاده از ازن یا اشعه ماوراء بنفش و همچنین برخی روش‌های دیگر مانند فیلتراسیون ماسه‌ای یا قرار دادن پساب در تالاب‌های هوازی بالا یا تالاب‌های ساخته شده بهبود می‌یابد. کلر فراوان و مقرون به صرفه است اما به طور بالقوه می تواند ترکیبات سرطان زا و/یا پساب هایی ایجاد کند که برای گونه های آبزی سمی است (مگر اینکه کلر زدایی شده باشد). اشعه ماوراء بنفش آب سالم تری برای محیط زیست ایجاد می کند. برای باکتری ها و ویروس ها کشنده است زیرا ساختار ژنتیکی آنها را تغییر می دهد و آنها را قادر به تولید مثل نمی کند. اگر آب کدر باشد و عوامل بیماری زا از اشعه ماوراء بنفش محافظت شوند، همیشه موثر نیست. ازن به دلیل ناپایداری، عوامل بیماری زا را از بین می برد و ماهیت واکنشی آن باعث اکسید شدن بیشتر مواد آلی می شود. گاهی اوقات، ترکیبی از درمان های سوم مورد نیاز است.
مسائل کف کردن
علل ایجاد کف در تصفیه خانه فاضلاب متفاوت است و می تواند ناشی از فرآیندهای شیمیایی، بیولوژیکی یا مکانیکی باشد. در سیستم های تصفیه ثانویه، کف معمولاً در اثر فعالیت بیولوژیکی ایجاد می شود. همچنین می‌تواند ناشی از عمل مکانیکی، آلودگی شیمیایی، سورفکتانت‌های موجود در ورودی یا برخی از تیمارهای پلیمری باشد. جدا از علت، ایجاد کف در مناطق تصفیه ثانویه و پساب نهایی می تواند منجر به مسائل زیست محیطی، بهداشتی و ایمنی شود.
کف بیش از حد در حوض هوادهی می تواند تعدادی از مشکلات را ایجاد کند. یک پوشش کف در اینجا می تواند با جذب اکسیژن میکروارگانیسم ها تداخل داشته باشد و مانع کاهش BOD شود.
طیف گسترده‌ای از کف‌زداها – پلی‌ال‌های استری شده، امولسیون‌های آبی الکل‌های چرب و محصولات مبتنی بر سیلیکون – برای درمان کف‌زدایی در حوضه اکسیژن‌رسانی وجود دارد.
این کف‌زداها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با محتوای اکسیژن محلول تداخل نداشته باشند. این کف زداها به دلیل سمیت کم و زیست تخریب پذیری خوب، اثرات زیست محیطی جزئی دارند. برای اکثر کاربردها، فوم سبک مشکل ساز نیست، اما فوم بیش از حد و/یا فوم متراکم اغلب می تواند منجر به مشکلات مختلف پردازش شود. این مشکلات از قرائت های نادرست از تجهیزات کنترل و اندازه گیری (مانند دماسنج ها و ترانسمیترهای سطح و جریان جرم) متغیر است. همچنین، اختلاط ضعیف واکنش‌دهنده‌ها در مخازن فرآیند شیمیایی و محصولاتی که در فوم گیر می‌کنند، می‌تواند باعث ضرر در تولید شود. کف زدا برای محدود کردن، کاهش، جلوگیری یا از بین بردن کف استفاده می شود.
مکانیسم بسیاری از محصولات کنترل فوم اضافه کردن روغن های هیدروکربنی یا سیلیکونی است که آبگریز هستند. این محصولات با فوم های ناشی از سورفکتانت و فوم های ناشی از پلی ساکارید ناشی از کمبود مواد مغذی کار می کنند. با این حال، کف کردن ناشی از باکتری‌های نوکاردیا و باکتری‌های نوع رشته‌ای Microthrix از نظر ماهیت کاملاً متفاوت هستند و نیاز به کف‌زدایی دارند که از نظر شیمیایی متفاوت است. این رشته‌ها آبگریز هستند و معمولاً زمانی وجود دارند که غلظت‌های FOG (چربی، روغن و گریس) بالا و/یا اسیدهای چرب در غلظت‌های قابل توجهی وجود داشته باشند. روغن های هیدروکربن و سیلیکون در واقع می توانند مشکل را بدتر کنند.
کف زداهای مبتنی بر گلیکول بدون روغن معدنی یا روغن سیلیکون را می توان برای این نوع فوم میکروبی بهینه کرد. کف زدا به شکستن توده رشته درهم در فوم کمک می کند و رشته ها را پراکنده می کند تا شستشو را تسریع کند.
مسائل مربوط به فاضلاب
حجیم کردن لجن و فوم دو چالش نامطلوب، پیچیده و غیرقابل پیش بینی برای بسیاری از تصفیه خانه های فاضلاب (WWTP) هستند. رشته های ایجاد کننده لجن حجیم تمایل به شناور شدن دارند و در نتیجه مقادیر زیادی کف تولید می کنند که می تواند در عمق متفاوت باشد و در سراسر مدار بیولوژیکی و همچنین به هاضم های بی هوازی و واحدهای آبگیری گسترش یابد.
رویکرد سنتی این است که به طور مداوم ضد فوم را با سرعتی که معمولاً برای مقابله با فوم در زمان اوج تقاضا تنظیم می شود، در فرآیند قرار می دهد. با این حال، این مقدار، عمدتاً بسیار زیاد است، زیرا در برخی از سیستم‌ها تولید فوم در اکثر مواقع کم است یا اصلاً تولید نمی‌شود. روش دیگر، افزودن مواد شیمیایی به صورت تصادفی، در مقادیر بسیار زیاد و خیلی دیر انجام می شود. در برخی موارد، یک WWTP می‌تواند برای سال‌ها بدون یافتن راه‌حلی پایدار برای مشکل آسیب ببیند. مواد شیمیایی مورد استفاده نیز به مشکل کف می‌افزاید و هزینه مواد شیمیایی و انرژی از طریق پمپاژ غیرضروری می‌تواند قابل توجه باشد.
آنتی فوم کف زدا
انواع کف زدایی که در کارخانه های فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند، از نوع سیلیکونی پایه، روغن معدنی و پلی آلکیلن گلیکول متفاوت است. همانطور که قبلا ذکر شد، کف زداهای حاوی خواص آبگریز می توانند مسئله کف کردن را در انواع باکتریایی بدتر کنند. Lankem به طور فعال در حال توسعه یک سری مواد زیستی برای این نوع فوم ها است.
Dfoam AX1 یک ضد کف بر پایه روغن معدنی است و می تواند به عنوان یک هدف عمومی در سطوح دوز 5 تا 50 ppm استفاده شود.
Dfoam AR2 یک ضد کف بر پایه روغن سفید با ذرات آبگریز است و یک ارتقاء عملکرد بالاتر به Dfoam AX1 است و در سطوح پایین تر مورد استفاده قرار می گیرد.