صنعت دباغی و تولید چرم، به دلیل فرآیندهای شیمیایی متنوع و استفادهٔ گسترده از مواد قلیایی، اسیدی، نمک‌ها و مواد دباغی‌کننده، یکی از چالش‌برانگیزترین پساب‌های صنعتی را تولید می‌کند. فاضلاب کارخانه‌های چرم دارای سه مشخصهٔ برجسته است که تصفیهٔ آن را دشوار می‌سازد: ۱) غلظت بالای مواد آلی، ۲) غلظت بالای سولفید (ناشی از فرآیند موزدایی پوست) و ۳) غلظت بالای کروم (ناشی از دباغی با کروم سه ظرفیتی). کروم، اگرچه در این شکل سمی کمتری دارد، اما همچنان یک آلایندهٔ فلزی است که دفع آن به محیط زیست ممنوع است. از سوی دیگر، سولفید موجود در پساب، نه تنها بوی بسیار نامطبوعی ایجاد می‌کند، بلکه برای فرآیندهای بیولوژیکی سمی است و باید پیش از ورود به مراحل اصلی تصفیه، حذف یا به شکل بی‌خطر تبدیل شود. بنابراین، هر واحد تولید چرم هنگام خرید پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی باید سامانه‌ای را انتخاب کند که دارای قابلیت‌های تخصصی برای جداسازی جریان‌ها در منبع و حذف مؤثر کروم و سولفید باشد، زیرا این آلاینده‌ها تهدیدی جدی برای محیط زیست و سلامت عمومی محسوب می‌شوند.
۲. تفکیک جریان فاضلاب: کلید کاهش بار آلودگی
به دلیل تفاوت‌های شدید در ترکیب شیمیایی بخش‌های مختلف فرآیند دباغی، تفکیک فاضلاب در منبع، اولین گام و مهم‌ترین اصل در طراحی پکیج تصفیهٔ کارخانهٔ چرم است:
الف) جریان‌های قلیایی و سولفیدی (موزدایی و شستشو):
مشخصات: این جریان‌ها دارای اسیدیته (pH) بالا، غلظت بالای سولفید و مواد جامد معلق هستند.
تصفیهٔ اولیه: این فاضلاب باید ابتدا در یک واحد جداگانه تحت فرآیند اکسیداسیون سولفید قرار گیرد. این کار معمولاً با افزودن مواد شیمیایی مانند کلرید آهن یا دی‌اکسید منگنز یا با هوادهی کنترل‌شده انجام می‌شود که سولفید (HS) را به سولفات (SO4) تبدیل می‌کند تا از ایجاد گاز سمی سولفید هیدروژن در مراحل بعدی جلوگیری شود.
ب) جریان‌های اسیدی و کروم‌دار (دباغی):
مشخصات: این جریان‌ها دارای اسیدیته (pH) پایین، و غلظت بالای کروم سه ظرفیتی هستند.
تصفیه و بازیابی: این جریان با ارزش‌ترین قسمت فاضلاب است و باید برای بازیابی کروم مورد فرآوری قرار گیرد. کروم سه ظرفیتی (CrIII) با تنظیم اسیدیته به محدودهٔ ۳ تا ۳.۵ رسوب داده شده و لجن حاوی کروم جمع‌آوری می‌شود تا دوباره در فرآیند دباغی استفاده شود. این بازیابی، نه تنها کروم را از محیط زیست دور می‌کند، بلکه یک صرفه‌جویی اقتصادی قابل توجه در خرید مواد اولیه ایجاد می‌کند.
ج) جریان‌های عمومی و شستشو:
مشخصات: این جریان‌ها معمولاً دارای بار آلی (COD/BOD) بالا و آلودگی کمتری هستند و پس از تفکیک، برای تصفیهٔ بیولوژیکی آماده می‌شوند.
۳. فرآیندهای اصلی و تکمیلی در پکیج تصفیه
پس از تفکیک و پیش‌تصفیهٔ اختصاصی برای کروم و سولفید، جریان‌های باقیمانده وارد فرآیندهای تصفیهٔ مرکزی می‌شوند:
الف) انعقاد و لخته‌سازی اولیه:
هدف: حذف مواد جامد معلق، بخشی از آلودگی آلی و پروتئین‌ها که به دلیل نمک بالا و اسیدیته متغیر هنوز در پساب باقی مانده‌اند.
روش: افزودن منعقدکننده‌های شیمیایی مانند سولفات آلومینیوم و سپس ته‌نشینی لخته‌های ایجاد شده.
ب) تصفیهٔ بیولوژیکی (هضم لجن فعال):
چالش آلی: فاضلاب چرم پس از حذف فلزات، هنوز دارای غلظت بسیار بالایی از آلاینده‌های آلی است.
روش: استفاده از فرآیند لجن فعال (Activated Sludge) یا سیستم‌های بیوفیلتر که برای بار آلی بالا طراحی شده‌اند. به دلیل غلظت بالای نمک و برخی مواد شیمیایی بازدارنده، بهره‌برداری از واحد بیولوژیکی نیازمند دقت بالا و پایش مستمر است تا جمعیت باکتریایی دچار شوک نشود.
ج) مدیریت لجن تولیدی:
لجن کروم‌دار: لجن حاصل از بازیابی کروم باید دوباره به کارخانه بازگردد یا به مراکز دفع پسماندهای ویژه ارسال شود.
لجن بیولوژیکی: لجن اضافی حاصل از فرآیند بیولوژیکی باید آبگیری شده و دفع یا کمپوست شود. آبگیری لجن به دلیل وجود ذرات ریز چرم و املاح، نیازمند استفاده از فیلتر پرس‌های فشار قوی یا سانتریفیوژ است.
۴. نتیجه‌گیری: تصفیهٔ اقتصادی و مسئولانه
تصفیهٔ فاضلاب صنعت چرم یک فرآیند پیچیده و گران‌قیمت است، اما با رویکرد تفکیک جریان‌ها در منبع و بازیابی مواد ارزشمند (مانند کروم)، می‌توان هزینه‌های عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش داد. در زمان خرید پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی برای این صنعت، لازم است بر سامانه‌هایی که واحدهای تخصصی اکسیداسیون سولفید و ترسیب کروم را شامل می‌شوند، تمرکز شود. این رویکرد، نه تنها انطباق با مقررات زیست‌محیطی را تضمین می‌کند، بلکه با تبدیل یک آلایندهٔ گران‌قیمت (کروم) به یک منبع قابل استفادهٔ مجدد، یک مدل اقتصادی چرخشی برای کارخانه ایجاد می‌کند. مهندسان محیط زیست باید اطمینان حاصل کنند که پکیج انتخابی، قابلیت مدیریت غلظت بالای آلاینده‌ها را داشته باشد و پساب نهایی با کیفیت بالا و بدون خطر آلودگی به محیط زیست تخلیه شود.
صنعت دباغی و تولید چرم، به دلیل فرآیندهای شیمیایی متنوع و استفادهٔ گسترده از مواد قلیایی، اسیدی، نمک‌ها و مواد دباغی‌کننده، یکی از چالش‌برانگیزترین پساب‌های صنعتی را تولید می‌کند. فاضلاب کارخانه‌های چرم دارای سه مشخصهٔ برجسته است که تصفیهٔ آن را دشوار می‌سازد: ۱) غلظت بالای مواد آلی، ۲) غلظت بالای سولفید (ناشی از فرآیند موزدایی پوست) و ۳) غلظت بالای کروم (ناشی از دباغی با کروم سه ظرفیتی). کروم، اگرچه در این شکل سمی کمتری دارد، اما همچنان یک آلایندهٔ فلزی است که دفع آن به محیط زیست ممنوع است. از سوی دیگر، سولفید موجود در پساب، نه تنها بوی بسیار نامطبوعی ایجاد می‌کند، بلکه برای فرآیندهای بیولوژیکی سمی است و باید پیش از ورود به مراحل اصلی تصفیه، حذف یا به شکل بی‌خطر تبدیل شود. بنابراین، هر واحد تولید چرم هنگام خرید پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی باید سامانه‌ای را انتخاب کند که دارای قابلیت‌های تخصصی برای جداسازی جریان‌ها در منبع و حذف مؤثر کروم و سولفید باشد، زیرا این آلاینده‌ها تهدیدی جدی برای محیط زیست و سلامت عمومی محسوب می‌شوند.
۲. تفکیک جریان فاضلاب: کلید کاهش بار آلودگی
به دلیل تفاوت‌های شدید در ترکیب شیمیایی بخش‌های مختلف فرآیند دباغی، تفکیک فاضلاب در منبع، اولین گام و مهم‌ترین اصل در طراحی پکیج تصفیهٔ کارخانهٔ چرم است:
الف) جریان‌های قلیایی و سولفیدی (موزدایی و شستشو):
مشخصات: این جریان‌ها دارای اسیدیته (pH) بالا، غلظت بالای سولفید و مواد جامد معلق هستند.
تصفیهٔ اولیه: این فاضلاب باید ابتدا در یک واحد جداگانه تحت فرآیند اکسیداسیون سولفید قرار گیرد. این کار معمولاً با افزودن مواد شیمیایی مانند کلرید آهن یا دی‌اکسید منگنز یا با هوادهی کنترل‌شده انجام می‌شود که سولفید (HS) را به سولفات (SO4) تبدیل می‌کند تا از ایجاد گاز سمی سولفید هیدروژن در مراحل بعدی جلوگیری شود.
ب) جریان‌های اسیدی و کروم‌دار (دباغی):
مشخصات: این جریان‌ها دارای اسیدیته (pH) پایین، و غلظت بالای کروم سه ظرفیتی هستند.
تصفیه و بازیابی: این جریان با ارزش‌ترین قسمت فاضلاب است و باید برای بازیابی کروم مورد فرآوری قرار گیرد. کروم سه ظرفیتی (CrIII) با تنظیم اسیدیته به محدودهٔ ۳ تا ۳.۵ رسوب داده شده و لجن حاوی کروم جمع‌آوری می‌شود تا دوباره در فرآیند دباغی استفاده شود. این بازیابی، نه تنها کروم را از محیط زیست دور می‌کند، بلکه یک صرفه‌جویی اقتصادی قابل توجه در خرید مواد اولیه ایجاد می‌کند.
ج) جریان‌های عمومی و شستشو:
مشخصات: این جریان‌ها معمولاً دارای بار آلی (COD/BOD) بالا و آلودگی کمتری هستند و پس از تفکیک، برای تصفیهٔ بیولوژیکی آماده می‌شوند.
۳. فرآیندهای اصلی و تکمیلی در پکیج تصفیه
پس از تفکیک و پیش‌تصفیهٔ اختصاصی برای کروم و سولفید، جریان‌های باقیمانده وارد فرآیندهای تصفیهٔ مرکزی می‌شوند:
الف) انعقاد و لخته‌سازی اولیه:
هدف: حذف مواد جامد معلق، بخشی از آلودگی آلی و پروتئین‌ها که به دلیل نمک بالا و اسیدیته متغیر هنوز در پساب باقی مانده‌اند.
روش: افزودن منعقدکننده‌های شیمیایی مانند سولفات آلومینیوم و سپس ته‌نشینی لخته‌های ایجاد شده.
ب) تصفیهٔ بیولوژیکی (هضم لجن فعال):
چالش آلی: فاضلاب چرم پس از حذف فلزات، هنوز دارای غلظت بسیار بالایی از آلاینده‌های آلی است.
روش: استفاده از فرآیند لجن فعال (Activated Sludge) یا سیستم‌های بیوفیلتر که برای بار آلی بالا طراحی شده‌اند. به دلیل غلظت بالای نمک و برخی مواد شیمیایی بازدارنده، بهره‌برداری از واحد بیولوژیکی نیازمند دقت بالا و پایش مستمر است تا جمعیت باکتریایی دچار شوک نشود.
ج) مدیریت لجن تولیدی:
لجن کروم‌دار: لجن حاصل از بازیابی کروم باید دوباره به کارخانه بازگردد یا به مراکز دفع پسماندهای ویژه ارسال شود.
لجن بیولوژیکی: لجن اضافی حاصل از فرآیند بیولوژیکی باید آبگیری شده و دفع یا کمپوست شود. آبگیری لجن به دلیل وجود ذرات ریز چرم و املاح، نیازمند استفاده از فیلتر پرس‌های فشار قوی یا سانتریفیوژ است.
۴. نتیجه‌گیری: تصفیهٔ اقتصادی و مسئولانه
تصفیهٔ فاضلاب صنعت چرم یک فرآیند پیچیده و گران‌قیمت است، اما با رویکرد تفکیک جریان‌ها در منبع و بازیابی مواد ارزشمند (مانند کروم)، می‌توان هزینه‌های عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش داد. در زمان خرید پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی برای این صنعت، لازم است بر سامانه‌هایی که واحدهای تخصصی اکسیداسیون سولفید و ترسیب کروم را شامل می‌شوند، تمرکز شود. این رویکرد، نه تنها انطباق با مقررات زیست‌محیطی را تضمین می‌کند، بلکه با تبدیل یک آلایندهٔ گران‌قیمت (کروم) به یک منبع قابل استفادهٔ مجدد، یک مدل اقتصادی چرخشی برای کارخانه ایجاد می‌کند. مهندسان محیط زیست باید اطمینان حاصل کنند که پکیج انتخابی، قابلیت مدیریت غلظت بالای آلاینده‌ها را داشته باشد و پساب نهایی با کیفیت بالا و بدون خطر آلودگی به محیط زیست تخلیه شود.
پکیج‌های تصفیه برای صنایع تولید چرم: مدیریت کروم و سولفید بالا