سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
تصفیه فاضلاب معادن و واحدهای فرآوری مواد معدنی
۱۴۰۴/۰۲/۱۳
23:25
|
در ادامه سه طرح متداول و کاربردی برای تصفیه فاضلاب معادن و واحدهای فرآوری مواد معدنی (عمدتاً با pH اسیدی و غلظت بالای فلزات سنگین مانند آهن، مس، روی، آرسنیک) ارائه می‌شود. هر طرح را از منظر سرمایه‌گذاری اولیه (CAPEX)، فضای مورد نیاز و نرخ بازگشت سرمایه (ROI) مقایسه کرده‌ام و سپس اجزای هر طرح با تشریح عملکرد و حذف‌کننده‌های اصلی آورده شده است.
طرح ۱: خنثی‌سازی شیمیایی و رسوب‌گذاری پایه
مقایسه اقتصادی، فضایی و ROI
این طرح کم‌ترین نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه را دارد زیرا تنها به مخازن pH، سیستم تزریق آهک/سود و حوضچه‌های رسوب‌گذاری نیاز است. فضای مورد نیاز متوسط است (حدود ۸۰۰–۱۰۰۰ مترمربع) به دلیل ابعاد مخازن خنثی‌سازی و ته‌نشینی. نرخ بازگشت سرمایه در کوتاه‌مدت متوسط است، چرا که هزینه مواد شیمیایی پایین و نگهداری ساده است اما حجم قابل توجه لجن و دفع آن بار مالی متوسط ایجاد می‌کند.اجزای اصلی و عملکرد
مخزن برابرسازی (Equalization): یکنواخت‌سازی نوسانات جریان و pH اسیدی پساب معدن، جلوگیری از شوک به مراحل بعدی.
تزریق آهک یا سود (pH Adjustment): افزایش pH تا حدود 8–9 با افزودن Ca(OH)₂ یا NaOH؛ هیدروکسیدهای فلزی (Fe, Al, Cu, Zn) به صورت رسوب نامحلول (M(OH)₂/M(OH)₃) می‌نشینند.
لخته‌سازی و رسوب‌گذاری (Flocculation & Sedimentation): افزودن پلی‌الکترولیت برای تشکیل فلوک‌های بزرگ‌تر و ته‌نشینی مؤثر؛ حذف ۷۰–۸۰٪ فلزات سنگین.
فیلتر چندرسانه‌ای (Multimedia Filter): عبور پساب از بستر شن و آنتراسیت برای حذف ذرات ریز باقیمانده و ارتقای شفافیت تا کمتر از ۱۰ NTU.
انتقال لجن و آبگیری: لجن فلزی ناشی از رسوب‌گذاری خارج و جهت بازیابی یا دفع با حجم کمتر آبگیری می‌شود.
طرح ۲: الکتروکوآگولاسیون + بستر بیوسوربنت + اولترافیلتراسیون
مقایسه اقتصادی، فضایی و ROI
سرمایه‌گذاری اولیه متوسط است؛ سلول‌های الکتروکوآگولاسیون و بستر جذب زیستی فشرده‌اند و همه واحدها در حدود ۶۰۰–۷۰۰ مترمربع جای می‌گیرند. هزینه برق و تعویض بستر زیستی متوسط است اما حذف بالای فلزات (تا ۹۰–۹۵٪) بدون مصرف شیمیایی سنگین و کاهش حجم لجن، ROI مطلوبی در میان‌مدت ایجاد می‌کند.اجزای اصلی و عملکرد
مخزن برابرسازی و پیش‌صاف‌سازی: حذف ذرات درشت و کنترل دبی پیش از الکتروکوآگولاسیون.
الکتروکوآگولاسیون (Electrocoagulation): عبور جریان مستقیم از الکترودهای آهن/آلومینیوم؛ تولید یون‌های فلزی و هیدروکسید در محل، لخته‌سازی و حذف ۸۰–۹۰٪ فلزات سنگین (مختصراً Cr, Cu, Zn).
بستر بیوسوربنت (Biosorption Bed): عبور پساب پیش‌تصفیه‌شده از بسترهای طبیعی (پوسته نارگیل، رزین‌های زیستی) برای جذب نهایی یون‌های فلزی باقیمانده؛ حذف نهایی تا ۹۵٪.
اولترافیلتراسیون (UF): فیلتراسیون غشایی برای برداشت ذرات و کلوئیدهای کوچک‌تر، تضمین SDI ≤ 3 و شفافیت بالا برای تخلیه یا بازچرخش.
طرح ۳: MBR بیولوژیک + اکسیداسیون پیشرفته + تبادل یونی
مقایسه اقتصادی، فضایی و ROI
بیشترین CAPEX و OPEX را دارد ولی تجهیزات غشایی و راکتور بیولوژیک در یک واحد فشرده می‌شوند و کل فضا به حدود ۴۵۰–۵۵۰ مترمربع محدود می‌گردد. کیفیت پساب خروجی تا حد “صنعتی‌خالص” ارتقاء یافته و با بازیابی فلزات از رزین‌ها و کاهش هزینه دفع لجن، ROI بلندمدت بسیار بالا خواهد بود.اجزای اصلی و عملکرد
راکتور غشایی بیولوژیک (MBR): حذف اولیه COD/BOD و بخشی از فلزات چسبیده به زیستی؛ فیلتراسیون UF/MF ذرات معلق، باکتری‌ها و بخش فلزی را جدا می‌کند (حذف ۸۰–۹۰٪ بار آلی و فلزی).
اکسیداسیون پیشرفته (AOP – UV/H₂O₂ یا ازن): تولید رادیکال‌های هیدروکسیل برای تخریب آنیون‌های مقاوم (مثلاً آرسنات) و ترکیبات آلی معدنی‌نشده؛ کاهش اضافی COD و آماده‌سازی پساب برای تبادل یونی.
تبادل یونی (Ion Exchange): ستون‌های رزین کاتیونی و آنیونی برای حذف کامل یون‌های فلزی سنگین (Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺) و اسیدی/قلیایی باقیمانده؛ بازیابی فلزات به صورت نمک خالص و خروجی پساب با فلزات زیر حد تشخیص.
بازچرخش آب و کنسانتره‌سازی: آب تصفیه‌شده برای سیستم خنک‌کن یا پردازش معدنی بازچرخش می‌شود و جریان کنسانتره غلیظ‌شده برای دفع یا فرآوری ثانویه آماده می‌گردد.
مقایسه نهایی
طرح ۱ اقتصادی و ساده است اما فضای متوسط و تولید لجن بالایی دارد؛ ROI آن با توجه به هزینه‌های دفع لجن متوسط است. طرح ۲ تعادلی بین هزینه و عملکرد فراهم می‌کند: CAPEX و فضای میانه، حذف تا ۹۵٪ فلزات بدون مصرف شیمیایی زیاد و ROI مناسب در میان‌مدت. طرح ۳ گرچه گران‌ترین و پیچیده‌ترین است، اما در فضای فشرده اجرا شده، پساب صنعتی‌خالص تولید می‌کند و با بازیابی فلزات و کاهش هزینه‌های جانبی، در بلندمدت بالاترین نرخ بازگشت سرمایه را به همراه خواهد داشت.