فاضلاب صنعت کاغذ
(مقدمه (فاضلاب صنعت کاغذ
تولید و ساخت کاغذ از خمیر کاغذ، صنعتی است که با مصرف آب زیاد همراه بوده و طی دو مرحله انجام می‌شود:
الف) تبدیل مواد خام به خمیر کاغذ به کمک هضم با مواد شیمیایی.
ب) تبدیل خمیر به کاغذ.
کارخانه‌هایی که این دو عمل را در یک محل انجام می‌دهند به نام کارخانه جامع (کامل) خوانده می‌شوند. ماده‌ی خام به‌کاررفته در این صنعت عمدتاً سلولز است که از چوب کاغذهای قدیمی، کنف، ساقه برنج و گندم، خیزران (بامبو)، چمن اسپراتو، تفاله‌ی نیشکر و غیره به دست می‌آید. این مواد خام همچنین شامل همی‌سلولز، لیگنین، قند چوب و غیره نیز است. فرآیند خمیر سازی (خمیرکاغذسازی) سلولز را از این اجزا جدا کرده و سپس این سلولز به کاغذ تبدیل می‌شود. بسته به نوع محصول نهایی موردنظر، ماده‌ی خام تغییر می‌کند، به این معنی که چوب و تفاله‌ی نیشکر برای تولید کاغذ با درجه پایین و متوسط، کاغذ روزنامه برای تولید کاغذهای نوشتاری با اندازه‌ی کوچک به کار می‌رود.
فرآیندهای خمیر سازی به‌کاررفته، بر اساس طبیعت مواد خام متفاوت می‌باشند و شامل:
الف) خمیر سازی مکانیکی.
ب) خمیر سازی نیمه مکانیکی.
ج) خمیر سازی سولفاته.
د) خمیر سازی سولفیته.
ه) خمیر سازی شیمی و مکانیکی.
مواد شیمیایی به‌کاررفته در فرآیند تولید کاغذ هیدروکسید سدیم، سولفات سدیم، بیوسولفیت کلسیم و سولفیت سدیم هستند.
فرآیند خمیر سازی شیمیایی برای باقیمانده‌های کشاورزی نظیر تفاله‌ی نیشکر، کاه و حصیر به‌کاربرده می‌شود که در مخلوطی از آب و اتانول تحت‌فشار برای جداسازی لیگینن از مواد خام استفاده می‌شود. این روش داراری مزایایی ازجمله موارد زیر است.
الف) بازیافت اتانول.
ب) کاهش رنگ در پساب خروجی.
ج) در دسترس بودن لیگنین بازیافت شده برای تبدیل به محصولات باارزش.
فرآیند تولید کاغذ
مواد خام (به‌خصوص کنده‌های چوبی) قبل از هضم باید خیس شود، پوست آن کنده‌شده و ریزریز گردد. خیس کردن باعث نرم شدن پوست درخت گردیده و شیره‌ی درخت را حذف می‌کند. پوست نرم شده‌ی کنده، به‌وسیله‌ی وسایل مکانیکی جدا می‌شود. کنده‌ها سپس به قطعات کوچک‌تر خردشده و به‌وسیله‌ی یکی از روش‌های ذکرشده در بالا (مثل خمیر سازی شیمیایی) هضم می‌شود. مواد شیمیایی مورداستفاده شامل سولفید سدیم، هیدروکسید سدیم و کربنات سدیم است. زمان هضم در دمای ℃ 170 و فشار kg/cm 9-8، از 2 تا 5 ساعت متفاوت است. سلولز توسط فرآیند دمیدن در حوضچه دمش از خمیرکاغذ، جدا می‌شود. فاضلاب تولیدشده در اینجا مایع سیاه‌رنگ بدبویی است که شامل مواد شیمیایی بدون واکنش و دیگر ناخالصی‌های چوب است.
البته طرح‌های نهایی جهت بازیابی مواد شیمیایی باارزش ارائه‌شده است. خمیرکاغذ هضم شده‌ای که به‌طور طبیعی سلولز در آن وجود دارد، با آب شسته می‌شود که این امر سبب تولید پساب قهوه‌ای‌رنگی حاصل از شست‌وشو می‌کند. سپس این خمیرکاغذ برای حذف خرده چوب‌های ریز و فرآوری نشده غربال می‌شود. این خمیرکاغذ به رنگ زرد کم‌رنگ است که به دلیل حضور لیگین و همی سلولز است که سرانجام برای تولید خمیرکاغذ سفید، توسط کلر یا دی‌اکسید کلر، هیدروکسید سدیم و هیپوکلریت کلسیم سفید می‌شود. این خمیر برای تولید کاغذ به کارخانه فرستاده می‌شود. حجم فاضلاب تولیدشده به طبیعت مواد خام بستگی داشته و در محدوده بین 500-150 مترمکعب در هر تن خمیرکاغذ خشک تولیدشده است.
زائدات ناشی از فرآیند جوهر زدایی هنگامی‌که خمیرکاغذ از کاغذهای چاپ قدیمی (کهنه) بازیافت می‌شود، تولید می‌شود و منبع اصلی فاضلاب در اینجا، ماشین شست و شوی خمیر است. مقدار و کیفیت فاضلاب بستگی به درجه و کیفیت کاربرد کاغذ، درجه و نوع تصفیه آن و میزان کارایی ماشین شست‌وشو دارد. تصفیه‌ی فاضلاب ناشی از جوهر زدایی منجر به تولید غلظت بالایی از مواد آلی محلول و همچنین مواد شیمیایی روکش دهنده، پرکننده و بقایای الیاف است. حذف مواد آهاری و پرکننده‌ها از خمیرکاغذ منجر به کاهش حجم به کاهش حجم 40-20 درصدی بین کاغذ و خمیرکاغذ جوهر زدایی شده می‌شود.
فرآیند تولید کاغذ شامل عبور خمیرکاغذ سفید شده از میان یک دستگاه ضربه زن (که سبب استحکام یکنواخت آن می‌شود) است. به‌عنوان یک نیاز برای تولید محصول نهایی، مواد پرکننده‌ای نظیر آلوم، رس، کربنات کلسیم، سولفات باریم، دی‌اکسید تیتانیوم، امولسیون واکس و رنگ اضافه می‌شوند. سپس این خمیر از میان یک دستگاه که جردن خوانده می‌شود، عبور می‌کند و در آن فیبرها به‌اندازه های مناسب بریده می‌شوند. سپس فیبرهای بریده‌شده روی صفحه‌های سیمی متحرک که به نام فوردرینر مشهور بوده، گسترده می‌شود که در قسمت فوقانی آن دوش پیوسته آبی تعبیه‌شده است که سبب یکنواخت کردن (هم‌تراز کردن) الیاف می‌شود. این الیاف روی صفحه‌ی توری مانند، کم‌رنگ می‌گردد که این الیاف کم‌رنگ شده، کاغذاست.
این پاشش آب سبب حذف فیبرهای سلولزی کوچک نیز می‌شود. فاضلابی که در زیر صفحه توری جمع‌آوری می‌شود به نام آب سفید مشهور است که از میان یک توربند عبور داده می‌شود که در آن فیبرها توسط فرآیند ته‌نشینی جداشده و آب سفید را برای استفاده مجدد تصفیه می‌کنند. آب زلال‌شده، برای جلوگیری از تشکیل لکه‌های سیاه روی کاغذ، کلرزنی می‌شود. توربند (Save – all) شامل مکانیسم‌هایی در آشغال‌گیر میله‌ای، ته‌نشینی، شناورسازی یا فیلتراسیون است که در آن از خاک دیاتومه به‌عنوان بستر فیلتراسیون استفاده می‌گردد. الیاف به دستگاه زنش بازچرخش می‌شود. سپس کاغذ مرطوب از یک سری غلتک‌های له کننده که از بیرون با نمد پوشش داده‌شده و از داخل با گرم شده، عبور داده می‌شود. کاغذ خشک‌شده به شکل لوله‌ی کاغذ درآمده و به انبار ارسال می‌گردد.
اثرات آلودگی فاضلاب صنعت کاغذ
اثرات آلودگی تخلیه فاضلاب صنعت کاغذ بصورت خام توسط یک کارخانه‌ی کاغذ در زیر آمده است.
- کاهش اکسیژن در آب‌های پذیرنده.
- حضور رنگ‌های نامطلوب، بو و مزه در آب.
- کاهش فتوسنتز.
- تشکیل بستر مواد معلق ته‌نشین شده در کف آب‌های پذیرنده.
- مرگ ماهی‌ها.
- افزایش سمت در محیط‌های آبی به دلیل شکل‌گیری مرکاپتان ها، پنتاکلروفنل ها، سدیم پنتا کلروفنات و غیره.
ویژگی‌های فاضلاب خام صنعت کاغذ
فاضلاب معمولاً به‌طور ذاتی قلیایی بوده و دارای مواد معلق، کل جامدات و COD بالا است و BOD نسبتاً پایینی دارد. آنالیز تقریبی فاضلاب خام از کارخانه‌ی معمولی تولید کاغذ و خمیرکاغذ در ادامه آمده است:
- مقدار PH: 9-8.
- کل جامدات: 2500-1500 میلی‌گرم در لیتر.
- کل معلق: 1500- 600 میلی‌گرم در لیتر.
- COD: 2500-300 میلی‌گرم در لیتر.
- BODدردمای C °20: 1000-150 میلی‌گرم در لیتر.
دهانشوار و همکاران 4 کارخانه‌ی تولید کاغذ را موردمطالعه قراردادند که دو مورد از آن‌ها از فرآیند کرافت (کاغذ قهوه‌ای‌رنگ برای بسته‌بندی)، یک مورد فرآیند سولفیت و دیگری از ساخت رشته‌ای کاغذ استفاده می‌کردند. مطالعه‌ی آن‌ها نشان داده فرآیند سولفیت فاضلاب قوی‌تری تولید کرده درحالی‌که فرآیند قلیایی، فاضلاب ضعیف‌تری تولید می‌کند. با توجه به آنچه قبلاً ذکر شد، صنایع تولید کاغذ، صنعتی با مصرف آب زیاد می‌باشد، بنابراین همه نوع تلاشی برای استفاده‌ی مجدد، بازچرخش و بازیافت آب و مواد شیمیایی به‌کاررفته در فرآیند ساخت انجام‌شده است. مراحلی از ساخت کاغذ که در آن امکان استفاده مجدد و یا بازچرخش وجود دارد به‌قرار زیر است:
- خیساندن و پوست کندن: به دلیل استفاده‌های مکرر از آب که منجر به تجمع جامدات محلول کل و مواد آلی و درنتیجه ایجاد رشد میکروبی گردیده که ممکن است نیاز به تصفیه‌ی ساده نظیر ته‌نشینی و کلرزنی آب قبل از استفاده مجدد باشد.
- تولید کاغذ: آب سفید ته‌نشین گردیده، زلال سازی شده و پس از کلرزنی در دوش‌های فوردریتر مجدداً مورداستفاده قرار می‌گیرد. همچنین این آب می‌تواند به‌منظور رقیق‌سازی خمیر سفید شده قبل از پخش روی فوردریتر مورداستفاده قرار گیرد.
- بخار به کار گرفته‌شده در خشک‌کردن کاغذ، متراکم شده و مجدداً مورداستفاده قرارمی گیرد.
علاوه بر ذخیره و حفظ آب، توجه زیادی برای مواد شیمیایی باارزش از جریان فاضلاب (بخصوص آب سیاه) صورت گرفته است. هر یک از فرآیندهای خمیر سازی، مواد شیمیایی متفاوتی را مورداستفاده قرار می‌دهند. به‌عنوان‌مثال فرآیند سولفات (که کرافت نیز خوانده می‌شود) از سولفات سدیم، هیدروکسید سدیم و کربنات سدیم استفاده می‌کند که سولفات سدیم در طول مدت خمیر سازی به سولفید سدیم تبدیل می‌شود. محلول سیاه (آب سیاه) حاصل از این فرآیند به‌وسیله گرمادهی تغلیظ می‌شود. بخارات به‌دست‌آمده برای تولید روغن‌های تریانتین فشرده (میعان) می‌شوند. محلول تغلیظ شده با سولفات سدیم تصفیه‌شده و ترکیب حاصل سوزانده می‌شود که سبب نابودی و حذف مواد آلی محصول باقیمانده و تولید گرما می‌گردد.
این باقیمانده که به‌عنوان تفاله مشهور است، به شکل محلول سبزرنگی در آب حل‌شده است. به‌منظور قلیایی سازی و رسوب دادن این محصول سبز و به دست آوردن محلول سفید، از آهک زنده (Cao) استفاده می‌شود. برای تبدیل تراشه‌ها و خرد چوب‌ها به خمیر، محلول حاصل به هاضم برگشت داده می‌شود. لجن ته‌نشین شده شامل کربنات کلسیم (Caco 3) است که برای به دست آوردن دی‌اکسید کربن و اکسید کلسیم خشک می‌شود. اکسید کلسیم به‌دست‌آمده برای قلیایی کردن مایع سبز، بازیافت می‌شود. برای تولید هیدروکسید منگنز (2(OH)Mg)، اکسید منگنز با آب ترکیب می‌شود و آن‌هم برای به دست آوردن بی سولفیت منگنز با دی‌اکسید گوگرد (2SO) تصفیه می‌شود. اگر محلول سولفیت بر پایه‌ی سدیم یا آمونیوم تولید شود، توانایی تخمیر و تولید مخمرتورلا و الکل را دارد. حال اگر در شرایط پیرولیز قرار گیرد ایجاد فنول می‌نماید. افزودن آهک باعث تولید آنیلین می‌شود، به‌علاوه احتمال بازیابی مستقیم اسید فورمیک، دی متیل سولفور اکسید و لیگینولفونات نیز وجود دارد. به‌هرحال، بعضی مواد سمی نیز نظیر دی متیل سولفید، متیل مرکاپتان، نیز در طول مدت فرآیند بازیافت، تولید می‌شود.
تصفیه فاضلاب
فاضلاب ناشی از صنایع خمیرکاغذ و کاغذ، به طبیعت فاضلاب و کیفیت جریان پساب تصفیه‌شده وابسته است که ممکن است قبل از تخلیه به محیط و با استفاده از روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی یا ترکیبی از روش‌های مذکور مورد تصفیه قرار گیرد. در فرآیند تصفیه، حذف رنگ مهم‌ترین نیاز می‌باشد. روش‌های مختلفی برای این مورد پذیرفته‌شده است:
روش‌های حذف رنگ
رنگ در فاضلاب صنعت کاغذ و خمیرکاغذ معمولاً ناشی از عصاره‌های چوب، لیگنین و محصولات جانبی (که برگرفته از واکنش کلر با لیگنین بوده)، می‌باشد. رنگ فاضلاب توسط فرآیند لجن فعال متداول (با مکانیسم جذب در لجن) حدود 1.3 برابر بیشتر نسبت به فعالیت بیولوژیکی حذف می‌شود. استفاده از منعقد کننده‌هایی نظیر آلوم با کلرید آهن و مواد شیمیایی نظیر آهک و سولفات منگنز باعث حذف رنگ می‌شود.
میتال و مه روترا استفاده از آهک و رس را برای حذف رنگ از فاضلاب مخلوط حاصل از فرآیند خمیر سازی کرافت و فاضلاب صنعت کاغذ را موردمطالعه قراردادند. آن‌ها دریافتند که 95% از رنگ حذف‌شده و خاصیت ته‌نشینی لجن با کاهش شاخص حجمی لجن (SVI) از 474 تا 120 میلی‌لیتر بر گرم افزایش می‌یابد. آن‌ها همچنین مشاهده کردند که کاهش PH باعث کاهش دوز بهینه‌ی آلوم می‌شود. بیشترین میزان کاهش رنگ در PH برابر 2.5 بود.
رام تک و همکاران زغال پیرولیز شده از لجن کارخانه‌ی کاغذ را مورداستفاده قرار داده و حذف 75-37.5 درصدی رنگ را از محلول مایع سیاه 1% در دوزهای مختلف کربن (از 100-40) به دست آوردند. در طی بررسی روی استفاده از فاضلاب صنعت کاغذ برای آبیاری دشماخ و دشپانده مشاهده کردند که تراوش‌ها زمینی هیچ رنگ و لیگینی ندارد که دلیل آن را به ظرفیت تبادل پایه‌ی خاک محتوی کلسیم و دیگر نمک‌های چند ظرفیتی نسبت دادند. آن‌ها از سولفات کلسیم برای تهیه یون کلسیم استفاده کرده و دریافتند که در دوز کمتر از 1000 میلی‌گرم در لیتر CASO4 کاهش محسوس لیگنین (و بنابراین رنگ) به دست نمی‌آید.
به ازای غلظت اولیه لیگنین از 1000 میلی‌گرم در لیتر و دوزهای CASO4 به میزان 2500-100 میلی‌گرم درلیتر کارایی حذف لیگین به ترتیب در محدوده بین 80-63.4 درصد متفاوت خواهد بود. در غلظت اولیه CASO4 از 2500 میلی‌گرم در لیتر و لیگنین به‌طور متغیر از 2500-1000 میلی‌گرم بر لیتر کارایی حذف لیگنین بین 80.1 – 67.2 درصد می‌شود. آپدایایا وسنیگ استفاده از عوامل منعقد کننده‌ی شیمیایی مختلف کلر را برای حذف رنگ از فاضلاب‌های تولیدشده در کارخانه‌ی کاغذسازی کرافت موردمطالعه قراردادند. این فاضلاب از کارخانه خمیرکاغذ آب شست و شوی ذخیره قهوه‌ای فاضلاب تخلیه‌شده از مرحله‌ی استخراج قلیا از واحد رنگ‌بری و پساب ترکیب‌شده از تمام سطح کارخانه به دست می‌آمد. آن‌ها دریافتند که ترکیب آلوم، هیپوکلریت کلسیم و سولفات فروش (آهن) در خصوص آب کلردار بیشتر موثربوده و باعث حذف رنگ BOD و COD به ترتیب با مقادیر 97%،71%،64% می‌شود.
پاولز و بهول پلی الکترولیت‌های آنیونی کاتیونی و غیر یونی مختلف را در ترکیب با آلوم کلرید آلومینیم، کلرید فریک و کلرید منگنز در یک کارخانه‌ی کرافت برای مطالعه‌ی کارایی حذف رنگ، COD و جامدات معلق مورد آزمایش قراردادند. کلرید آلومینیوم به‌تنهایی می‌توانست 59.4% رنگ را حذف کند. به میزان mg/l300 با لخته‌ی مغناطیسی و یک پلی الکترولیت آنیونی (0.05 میلی‌گرم بر لیتر) سبب کاهش جامدات معلق COD و رنگ به ترتیب تا حد 91.6% 97% و 66.7% شده است. پلی الکترولیت غیر یونی EA1533 در دوز 0.3 میلی‌گرم با 300 میلی‌گرم آلوم بیشترین میزان حذف رنگ (93.3%) را نشان داد. در تحقیق دیگر به‌منظور کاربرد پلی الکترولیت‌ها با منعقد کننده‌ها برای حذف رنگ روهل و همکاران نمونه‌های فاضلاب را از کارخانه‌ی کاغذ و خمیرکاغذ (که از علف سابای و از پسماند کاغذ بازچرخش شده به‌عنوان ماده‌ی خام استفاده‌شده بود) جمع‌آوری کردند.
آن‌ها در طول مطالعات اولیه این نمونه‌ها را به مدت 60 دقیقه الکترولیز کرده و میزان حذف 97.5 درصد رنگ را مشاهده کردند و حذف کدورت تنها 67.6 درصد به دست آمد. آلوم به‌تنهایی در دوزهای بین 20-10 میلی‌گرم بر لیتر کورت را به میزان 23.14 درصد (بدون حذف رنگ) کاهش می‌داد بنابراین پلی الکترولیت‌های کاتیونی با آلوم (mg/l20) به‌کاربرده می‌شد. استفاده از پلی الکترولیت ریشیلایت 80 در دوز 0.2 به ترتیب کاهش 96.26%،65.55%،58.82% از کدورت، COD و رنگ را می‌دهد. درحالی‌که به‌طور عملی پیشرفت محسوسی با افزودن 20 میلی‌گرم بر لیتر از آلوم وجود نداشت بنابراین نیازی به آلوم اضافی نبود.
پراساد و گوپتا دو قارچ سفید فانروچیت کریسوس پوریوم 787-MTCC و ترامیس وریسکالر 138-MTCC را برای مطالعه‌ی حذف رنگ حاصل از کارخانه‌ی کاغذ (که از اکالیپتوس به‌عنوان ماده خام اصلی استفاده می‌کردند) به کاربردند. به دلیل عدم توانایی استفاده قارچ از لیگنین به‌عنوان منبع کربن مواد مغذی اصلی مثل کربن و نیتروژن باید به محیط کشت این قارچ اضافه می‌شد. در حضور این نوترینت ها حذف رنگ به میزان 93.8% مشاهده شد. پساب کارخانه‌ی کاغذ بر پایه‌ی تفاله نیشکر برای مطالعه‌ی حذف رنگ به‌وسیله‌ی قارچ ترامتس ورسیکالر مورداستفاده قرار گرفت. پسابی که به آن نیترات آمونیوم و گلوکز افزوده‌شده بود در عدم حضور قارچ 40% حذف رنگ را نشان می‌داد.
بیشترین حذف رنگ در چهارمین روز تلقیح قارچ به محیط کشت پس از افزودن 0.175% نیترات آمونیوم و 1% سوبستریت گلوکز به میزان 60% مشاهده گردید. پرالتازامورا و همکاران آنزیم موجود روی رزین تعویض یون آلبریت 400-IRA را جمع‌آوری کردند که بیشترین میزان حذف رنگ و کاهش گونه‌های فنلی را از پساب کارخانه‌ی کرافت، پساب رنگ‌بری خمیر و محلول سیاه نشان داد. حذف رنگ از پساب اشعه UV بهار از پساب بدون اشعه بود و نشان‌دهنده آن است که حذف رنگ‌های فوتو آنزیمی می‌تواند برای کاربردهای صنعتی سودمند باشد.
این تحقیقات همچنین نشان داد که پساب کارخانه‌های نساجی و کارخانه‌های کاغذکرافت به‌وسیله اشعه‌ی ماورا بنفش در حضور دی‌اکسید تیتانیوم آزاد اکسید روی آزاد و اکسید نگهداری شده روی سیلیکا ژل رنگ‌زدایی شد. دوران و همکاران حذف کل رنگ از پساب کارخانه‌ی کرافت پس از گذشت دو ساعت از پرتو تابی uv در حضور اکسید روی را کشف کردند. هنگامی‌که اکسید روی برشن (بسترشنی) ثابت می‌شود، میزان حذف رنگ دو برابر می‌شود. یک فرآیند فتوشیمیایی رنگ‌بری بیولوژیکی ترکیبی موجود است که زمان لازم برای حذف 50 درصدی رنگ بیولوژیکی را پس از 10 پرتودهی به نصف کاهش می‌دهد.
در دانشگاه فلوریدای آمریکا یک روش جوهر زدایی ایجاد گردیده که جوهرها رنگ‌دانه‌ها و رنگ‌های ناشی از کاغذ روزنامه‌ها، مجله‌ها و حتی پارچه‌ها را حذف کرده و مقدار بازیافت کاغذ را افزایش می‌دهد که درنهایت باعث افزایش تولید کاغذ کارخانه‌ها می‌شود.
تصفیه بیولوژیکی
ازجمله روش‌های مختلف تصفیه بیولوژیکی فاضلاب شامل فرآیند لجن فعال در انواع مختلف آن صافی چکیده تصفیه بی‌هوازی و انواع آن و برکه‌های تثبیت است. سیریتی واسان طی مطالعه‌ای روی قابلیت تصفیه پذیری فاضلاب مقوای کاهی با قرار دادن این فاضلاب در معرض تصفیه‌ی باکتریایی قارچی به مدت 14روز و به دنبال آن 6 روز تصفیه با همزیستی جلبک – باکتری به نتایج رضایت بخشی دست‌یافت. مطالعه فوق به‌صورت پایلوت نیز توسط سیرینی واسان، جایان گودار، کوتان دارامان انجام گردید. آن‌ها دریافتند که ماده‌ی تلقیحی انتخابی برای کاهش 90 درصدی BOD نیاز بود بارگذاری BOD به‌کاررفته در حدود 169 کیلوگرم بر هکتار در روز بود. BOD پساب خروجی به میزان 80 میلی‌گرم در روز مشاهده گردید. ورما و همکاران روی حضور و غلظت گونه‌های جلبکی مختلف رشد کرده در پساب یک کارخانه کاغذ در طول مدت تابستان زمان بارندگی‌های موسمی و زمستان مطالعه‌ای ترتیب دادند و دریافتند که علی‌رغم وجود مواد فنولی (86/0 15 میلی‌گرم بر لیتر) در فاضلاب 26 گونه متعلق به 14 دسته وجود داشت.
وال ساما آنتو و جوزف، قابلیت زیستن گیاهان آبی آزولاپنیاتا و لمنامینور و جلبک های سبز سندسموس بیجوگاتوس، در پساب کارخانه‌ی کاغذ را ارزیابی کردند. آن‌ها مشاهده کردند که جلبک‌ها در پساب شفاف با نیتروژن و فسفر افزوده‌شده (اضافی) توانایی رشد دارند. همچنین مشاهده شد که مقدار کاهش BOD و COD از 90 و 1000 میلی‌گرم در لیتر فاضلاب به ترتیب به 18 و 400 میلی‌گرم در لیتر می‌رسد.
به‌طورکلی برکه‌های تثبیت فاضلاب دارای محدودیت‌هایی در تصفیه فاضلاب کارخانه‌های کاغذ می‌باشد علی‌الخصوص به دلیل وجود رنگ که با فتوسنتز تداخل ایجاد کرده و باعث سختی عمل تجزیه سلولز در شرایط هوازی می‌گردد. حتی هنگامی‌که فاضلاب قبل از ورود به برکه تثبیت مورد ته‌نشینی قرارگرفته باشد، کیفیت موردنظر و رضایت بخشی پساب تنها در یک‌زمان ماند 30-20 روز به دست خواهد آمد. لا گون‌های هوادهی مورداستفاده قرار می‌گیرند و وجود مواد مغذی تکمیلی با ترکیبات نیتروژن و فسفر ضروری‌اند. برای فراهم نمودن نیتروژن و فسفر موردنیاز ممکن است از فاضلاب شهری استفاده شود که به‌این‌ترتیب باعث کاهش نیاز به ترکیبات شیمیایی برای افزودن نوترینت ها می‌شود.
رزین‌های اسیدی در فاضلاب تولید کف می‌کنند که درنهایت باعث کاهش شدید انتقال اکسیژن می‌شود. فاصله‌گذاری مناسب هواده‌ها افزودن عوامل ضد کف یا اسپری کننده‌ی فواره‌ای آب (به‌منظور تجزیه کف) ازجمله روش‌های مقابله با کف هست. معیارهای طراحی برای لاگون های هوادهی به‌کاررفته به‌صورت زیر می‌باشد: بار آلی بین 0.06 – 0.04 کیلوگرم بر مترمکعب در روز زمان ماند 10-5 روز عمق 5-4 متر و نسبت C:N:P برابر با 1:100.5:0.3 می‌باشد. چنانچه فضلابی حاوی مقادیر زیادی از جامدات معلق باشد ته‌نشینی اولیه قبل از تصفیه‌ی بیولوژیکی جهت اطمینان از حذف رضایت‌بخش جامدات قابل ته‌نشینی پیشنهادشده است.
ساستری آلاگارسامی و کوتان درامان مطالعه‌ای درباره‌ی ویژگی‌ها و تصفیه فاضلاب ترکیبی از کارخانه‌ی کاغذ و خمیرکاغذ انجام داده‌اند. آن‌ها از مطالعات در مقیاس آزمایشگاهی به این نتیجه رسیدند که ته‌نشینی ساده‌ی مخلوط و زائدات ماشین کاغذسازی سبب کاهش BOD و مواد معلق به ترتیب تا حد %42-30 و %76.6-74 شده است. افزودن آهک یا لجن آهک تا حد 1000 میلی‌گرم در لیتر کیفیت پساب ته‌نشین شده را (برحسب حذف رنگ) بهبود نمی‌بخشد. به‌هرحال این فاضلاب ترکیبی بعد از افزودن مواد مغذی (0.5: 2: 100 =P: BOD:N) تا حد تصفیه بی‌هوازی و هوازی برکه‌ای می‌رسید. سیرینیولسان و متنوئل فهمیدند که فاضلاب ته‌نشین شده‌ی کارخانه‌ی مقواسازی در صورت رقیق‌سازی با فاضلاب خانگی (در نسبت 2 به 1 فاضلاب کارخانه به فاضلاب خانگی) می‌تواند با فرآیند لجن فعال تصفیه شود. راندمان حذف BOD در صورت اضافه کردن نیترات آمونیوم یا فسفات آمونیوم به‌عنوان ماده‌ی مغذی مکمل افزایش می‌یابد.
سیستم راکتور با ظرفیت بالا که در آلمان ابداع گردید متشکل از تانکی از جنس فولاد با نسبت ارتفاع به قطر 6 به 1 بود که در درون لوله‌ی ته باز پیش‌ساخته‌ای قرار داشت و هوای دمیده شده به داخل آن اختلاط شدیدی ایجاد می‌نمود. هوا به‌صورت حباب‌های کوچکی پخش می‌شود و اندازه‌ی توده‌های باکتریایی را کاهش می‌دهد و به‌این‌ترتیب سبب افزایش مساحت سطح آن‌ها می‌شود. این افزایش در مساحت سطح، بیومس را قادر به مقاومت در برابر بارهای ناگهانی و تغییر PH می‌سازد. مزایای ذکرشده برای این فرآیند شامل کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری، کاهش میزان لجن تا حد 60%، کاهش فضای موردنیاز و نیتریفیکاسیون (حتی در دمای پایین) می‌شود.
راج کوماری و مورگسان درباره‌ی کاربرد راکتور UASB برای تصفیه فاضلاب کارخانه‌ی کاغذ و خمیر کاغذ مطالعاتی ترتیب داده و دریافتند که میزان بار آلی و جامدات معلق فرار ازجمله عوامل مهم اختلال کننده در کارایی تصفیه بودند. تولید بیوگاز شدیداً تحت تأثیر کاهش میزان بار آلی بود افزودن نوترینت جهت تغذیه، بستر لخته‌ای را پشتیبانی و غنی می‌سازد که درنهایت کارایی تصفیه را افزایش می‌دهد. تجزیه‌ی بیولوژیکی لیگنین از مایع سیاه کارخانه‌ی کاغذ توسط وودوارد و همکاران موردمطالعه قرار گرفت. آن‌ها ارگانیسم‌های موجود در رودخانه‌ی دریافت‌کننده‌ی فاضلاب‌های حاوی لیگنین را مورد سازش قرار داده و یک محیط کشت باکتری‌های همگن برای تجزیه مؤثر لیگنین فراهم کردند. این لجن فعال سازش یافته، COD را به میزان 80% و لیگنین را به میزان 90% (لیگنین اولیه 1000 میلی‌گرم در لیتر) و رنگ را به میزان 98% کاهش می‌داد. این مکانیسم حذف، جذب بیولوژیکی در طبیعت بود.
دشپانده و همکاران مطالعه‌ای بر روی تصفیه پساب کارخانه‌ی خمیرکاغذ با استفاده از فرآیند بی‌هوازی – هوازی انجام داده‌اند. این کارخانه با ظرفیت 30 تن در روز (TPD) رنگ‌بری تفاله‌ی خمیر کاغذسازی، روزانه 22000-2000 مترمکعب فاضلاب سیاه تولید می‌کرد. این سیستم به‌صورت بی‌هوازی در دو هاضم فولادی نرم با گنجایش 6200 مترمکعب و بازمان ماند 50 ساعت هضم می‌شد. در میزان بار COD برابر با 5 کیلوگرم بر مترمکعب در روز، میزان حذف BOD و COD به ترتیب 90% و 70% مشاهده گردید. میزان تولید گاز در حدود 14000-12000 مترمکعب در روز بوده که 75 درصد آن گاز متان بود. انرژی بیوگاز که در بویلر استفاده می‌گردد روغن LSHS را روزانه 3 تا 4 تن در روز کاهش می‌دهد. پساب هاضم‌ها نیز در یک سیستم لجن فعال تصفیه می‌شود. در کل حذف BOD و COD از این سیستم به ترتیب 95% و 85% بود.
هضم بی‌هوازی پساب کارخانه‌ی کاغذسازی به‌وسیله‌ی سیرینی واسان و دیکسیت مورد مطالعه قرار گرفت. آن‌ها دریافتند که یک هاضم در مقیاس آزمایشگاهی می‌تواند تا حد 3% گرم از موارد فرار بر لیتر به ازای حجم هاضم بر روز بارگذاری گردد و گازی به میزان 59 لیتر بر گرم از مواد فرار افزوده را تولید نماید. تغذیه کردن مواد باید به‌صورت پیوسته و منظم انجام شود، در غیر این صورت عملکرد هاضم متفاوت خواهد بود. رود رایا و همکاران از تماس دهنده بیولوژیکی چرخان بی‌هوازی برای تصفیه فاضلاب یک کارخانه‌ی کاغذ و خمیرکاغذ استفاده کردند. این محققین همچنین به تعیین سنتیک گاز بر اساس مدل‌های مختلف پرداختند. آن‌ها فهمیدند که کارایی حذف مواد مغذی در بارگذاری COD به میزان 6 کیلوگرم در مترمکعب در روز در حد 76 درصد و در بارگذاری 0.3 کیلوگرم در مترمکعب در روز در حدود 96.5 درصد هست. شرایط بهینه به‌دست‌آمده به شرح زیر می‌باشد.
PH جریان ورودی: 7-6.9، حرارت: 35-32، HRT: یک روز، سرعت چرخش: RPM90 و میزان بارگذاری آلی kgCOD/m3 /day 1.45 مال و اپدیای بر روی کاربرد احتمالی فاضلاب تولیدشده در طول مدت تولید کاغذ و خمیر کاغذ مطالعه‌ای انجام دادند. پیشنهاد‌ها آن‌ها برای استفاده از پسماند به شرح زیر هست:
الف) سوزاندن مجدد لجن پس از سیلیس زدایی.
ب) استفاده از خاکستر فرار در ساخت سیمان.
ج) استفاده از لجن آهک، خاکستر فرار و پساب لجن به‌عنوان حاصل خیر کننده خاک.
د) استفاده از گردوغبار بامبو و چوب برای ساخت آجر نسوز برای تولید انرژی.
پرکاش و چاندرا در مورد کاربرد لجن آهک و آلومرا به‌جای رس و آلوم به‌منظور حذف رنگ از فاضلاب کارخانه کاغذ موردمطالعه قرار داده و مشاهده کردند که حجم لجن تولیدی از ترکیب اولی کمتر از دومی بود. علاوه بر آن، ترکیب گل آهک و آلوم، تولید لجنی باقابلیت زهکشی بهتر می‌کند.
بازیافت پسماند سلولزی کارخانه‌ی کاغذ با تولید سلول پروتئینی منفرد (SPS) توسط ساندایا و جوشی پیشنهاد گردید. آن‌ها متوجه شدند که پسماندهای سلولزی کارخانه‌های کوچک کاغذسازی شامل حدوداً 67% سلولز 35-31% مواد عالی هست. این پسماند می‌تواند به شکر، الکل یا SCP تبدیل‌شده و یا به‌عنوان یک منبع کربن در تجزیه‌ی لیگنین مورداستفاده قرار گیرد.
چاکرا وارتی و همکاران، نشان دادند که لجن ثانویه‌ی تصفیه‌خانه فاضلاب کارخانه کاغذ می‌تواند به‌طور مناسبی برای پرورش نوزاد ماهی در مقیاس آزمایشگاهی و در عمل مفید باشد.
میزان رشد و مرگ‌ومیر ماهیان در این روش متناسب با روش‌های متداول پرورش ماهیان از طریق تغذیه دستی هست. پایس و همکاران پساب کارخانه‌ی کاغذسازی مکانیکی حاوی سولفیت ورودی به سیستم لجن فعال را موردمطالعه قراردادند. آن‌ها دریافتند که سولفیت تا 500 میلی‌گرم بر لیتر بدون هیچ اثر زیان بخشی به‌وسیله‌ی لجن فعال کنترل می‌گردد. آن‌ها همچنین دریافتند که با هوادهی به مدت 24 ساعت می‌توان حذف بیش از 90 درصدی BOD و رزین و اسیدهای چرب را به دست آورد. بهاتیا و همکاران یک تانک تثبیت هوادهی شده فعال را برای کنترل میزان بارگذاری بالا طراحی کردند که در آن پساب حاصل از واحد جوهزدایی را با استفاده از تکنولوژی غشایی حبابی فعال‌شده به واحد کاغذسازی ترمومکانیکی (در یک تانک زلال سازی ثانویه) اضافه کردند.
گردش خودکار هوا به هریک از سر لوله‌های هوا با قطع و وصل متناوب همراه است که سبب اختلاط و هوادهی مناسب می‌شود. ویلنه ویه و ترمبلی مطالعات دقیقی برای ساخت سیستم‌های تصفیه‌ی ثانویه‌ی متداول برای چهار کارخانه کاغذ سفید کانادایی انجام دادند. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که استفاده از راکتورهای ناپیوسته منقطع (SBR) روشی مناسب هست و باعث کاهش هزینه تا حد 30 درصد نیز می‌شود. مارشال و همکاران معیارهایی برای انتخاب و عملکرد تماس دهنده‌ی بیولوژیکی مستغرق با فیلم ثابت (SBC ) و سیستم بیولوژیکی با بستر سیال در شرایط پایلوت مطرح کردند. آن‌ها دریافتند که SBC می‌تواند تغییرات زیاد بارگذاری و قدرت فاضلاب را تحمل کند.
دفع فاضلاب صنعت کاغذ
دفع پساب تصفیه‌شده‌ی کارخانه کاغذسازی برای آبیاری روش متداول برای مکان‌هایی است که زمین کافی در دسترس باشد. بار BOD معمولاً تا حد kg/ha/day 225 (کیلوگرم بر هکتار در روز) است. PH باید بین 9-6 و میزان جذب سدیم (SAR) باید کمتر از 8 باشد. آلودگی آب‌های زیرزمینی در چند مورد در محل‌هایی که محلول‌های خمیر سازی برای خاک شنی با تخلخل بالا به کار رفته است، مشاهده گردید؛ بنابراین قبل از چنین کاربری‌هایی باید ارزیابی نوع خاک، مسیر حرکت آب‌های زیرزمینی و مکان چاه‌ها در سطح آبیاری انجام شود.
ویژگی فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی کارخانه کاغذ توسط سوریانارایانان، جایاکوما و بالا سوبرامانیان موردمطالعه قرار گرفت. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که علی‌رغم افزایش PH؛ مقادیر فسفر، نیتروژن، کلسیم و منیزیم (به دلیل افزودن نمک‌های این اجزا در ساخت کاغذ) در پساب تصفیه‌شده نیز بالا بوده که برای آبیاری مناسب خواهد بود.
برای مطالعه بیشتر به لینک‌های زیر مراجعه نمائید
فاضلاب صنعت کاغذ 1 فاضلاب صنعت کاغذ 1 فاضلاب صنعت کاغذ 1
فاضلاب صنعت کاغذ 2 فاضلاب صنعت کاغذ 2 فاضلاب صنعت کاغذ 2
