WASTEWATER TREATMENT
تصفیه پساب (آبکاری)
BY THOMAS J. WEBER
WASTEWATER MANAGEMENT INC., CLEVELAND;
WMI-INC.COM/HOMEPAGE.JHTML
|
امروزه حدود 1500 شرکت در ایالات متحده آمریکا فعالیت هایی در زمینه آبکاری و پوششکاری فلزات انجام می دهند، این موسسات پساب ایجاد شده در روند تولیداتشان را یا به صورت مستقیم درون رودخانه ها یا جریانهای آب تخلیه می کنند یا به صورت غیرمستقیم به درون شبکه های پساب عمومی [1]رها می کنند، کارخانجات پوششکاری فلزات تا به امروز بیشترین میزان تخلیه پساب را نسبت به هر شاخه تولیدی صنعتی دیگری به خود اختصاص می دهند، به طور معمول، آلودگی های پساب کارخانجات پوششکاری فلزات بسیار خطرناک هستند، |
Today, some 15,000 companies in the United States perform electroplating and metal finishing operations. These firms discharge their spent process wastewaters either directly to rivers and streams, or indirectly to Publicly Owned Treatment Works (POTWs). Metal finishing, by far, comprises more individual wastewater discharges than any other industrial category. Typically, pollutants contained in metal finishing process waters are potentially hazardous, . |
|
بنابراین برای پیروی از مقرارات مصوبه ی آب پاک [2]پساب ها باید تصفیه شوند یا آلوذگی ها قبل از تخلیه در جریان های آبی یا شبکه ی پساب عمومی، به روشی برطرف و حذف شوند. در حالت کلی مقررات شامل اکسایش سیانیدها، فرایند کاهش کروم شش ظرفیتی و احیای آن، جدا کردن فلزات سنگین و کنترل pH آب می شود. |
Therefore, to comply with Clean Water Act requirements, the wastewaters must be treated, or contamination otherwise removed, before being discharged to waterways or POTWs. Regulations, in general, require oxidation of cyanides, reduction of hexavalent chromium, removal of heavy metals, and pH control. |
|
به روشنی مشخص است که برای شرکت هایی که پساب خود را به صورت مستقیم وارد جریان های آبی می کنند (تخلیه مستقیم) قوانینی در طی سال ها منتشر شده است که نیازمند دستیابی به محدودیت های شدیدتری از نظر غلظت پساب های سمی است، که مواد تشکیل دهنده آن ها به زندگی آبزیان زیان می رساند جریان های آبی ، قوانین استاندارد توسط سازمان ایالتی معیار کیفیت آب [3]ایجاد شده اند که محدودیت ها را به شکلی کنترل می کنند که سطح غلظت آلاینده ها درون جریان ها را تا حدی پایین آورد که تاثیر منفی بر روی آب آشامیدنی و زندگی آبزیان نداشته باشد، |
Understandably, for companies discharging wastewater directly to water ways (direct discharges), regulations promulgated through the years require attainment of the more stringent concentration-based limitations for toxic wastewater constituents necessary for protection of aquatic life. Stream standards were developed from Federal Water Quality Criteria and limit in stream pollutant concentrations to levels that will not adversely affect drinking water quality and aquatic life. |
|
از دهه 70 میلادی به بعد آژانس های ایالتی تلاش داشته اند که محدودیت های تخلیه مستقیم پساب را به حدی پایین تر از استاندارد های کیفیت آب های جاری برسانند، آن ها از روش هایی نظیر آنتی دگراسیون [4]، ضد بازگشتی [5]و خاصیت پخش کنندگی موجود [6]استفاده می کنند و درنتیجه تعداد تخلیه مستقیم به شدت کاهش یافته است، |
Since the mid-70s, state agencies have continued to drive direct discharge limitations downward to levels well below water quality-based stream standards, using anti degration, ant backsliding, and existing effluent quality (EEQ) policies, and the number of direct dischargers has dropped precipitously. |
|
قرار دادن ضوابط بیولوژیکی در نظارت ها و سنجش های زیستی همچنان باعث از دور خارج شدن ابزارهای تخلیه مستقیم پساب می شود و سبب تغییر روش کارگاه ها به سمت تخلیه درون شبکه فاضلاب عمومی می گردد. |
Implementation of biological-based criteria through bio monitoring and bioassay testing will continue to force direct discharging facility closures and relocation to POTWs. |
|
به دلیل اینکه اکنون اکثر شرکت های پوششکاری فلزات (آبکاری ها) پساب خود را درون شبکه فاضلاب عمومی تخلیه می کنند، سیستم های تصفیه فاصلاب برای این شرکت ها راه اندازی شده است تا با استاندارد های پیش-تصفیه پساب ایالتی، یا در صورت دقیق تر بودن، با استاندارد های محلی تطابق داشته باشند، استاندارد های ایالتی بر اساس فناوری ها پایه گذاری شده اند، برای مثال نمونه برداری مبتنی بر تاریخ یا سنجش های قراردادی سیستم تصفیه پساب از "تجهیزات انتخاب شده که بهترین کارایی را دارند". |
As the overwhelming majority of metal finishing companies are discharging to POTWs, wastewater treatment systems for these firms are installed for compliance with federal pretreatment standards, or local pretreatment limitations if more stringent than the federal regulations. Federal standards are technology based, i.e., developed through historical sampling and testing of conventional wastewater treatment system discharges collected at select, best-operated facilities. |
|
یکی از فناوری های اولیه "بهترین فناوری کنترل قابل اجرای موجود" [7](BPCTCA)یا به صورت ساده تر "بهترین فناوری قابل اجرا"(BPT)نام داشت، سطح دقیق تر آن "بهترین فناوری موجودِ به صرفه اقتصادی"(BATEA) [8]نام داشت که معمولا به صورتBATشناخته می شود، |
The base level technology was called Best Practicable Control Technology Currently Available (BPCTCA), or simply BPT. The more stringent level was termed the Best Available Technology Economically Achievable (BATEA), and is usually referred to as BAT. |
|
فناوری تصفیه BATبه طور عمده از این نظر با فناوری قراردادی فیزیکی- شیمیایی BPTتفاوت دارد که BATشامل فیلتراسیون و تصفیه پساب ممتد (پی در پی) است و معمولا به روش های پیشرفته به تصفیه پساب در آبکاری می پردازد. |
The treatment technology of BAT differs mainly from the conventional physical-chemical treatment of BPT in that it includes subsequent polishing filtration, and normally addresses improved methods of plating bath recovery. |
|
هدف و قصد اصلی قوانین پیش-تصفیه ایالتی و محلی جلوگیری از ورود آلاینده هایی به شبکه فاضلاب است که با عملکرد شبکه فاضلاب عمومی تداخل دارند؛ آلایندگی هایی که از شبکه فاضلاب عمومی عبور می کنند و به جریان های عمومی سرایت می کنند و آلاینده هایی با غلظت هایی که با پروسه های زیستی ناسازگارند یا مانع از روند های زیستی می شوند ؛ و همچنین کاهش غلظت آلاینده های لجن های داخل شبکه فاضلاب از اهداف این قوانین است. |
The purpose and intent of federal and local pretreatment regulations are to prevent the introduction of pollutants into POTWs that will interfere with their operations; to prevent the introduction of pollutants, which will pass through the POTW and contaminate receiving waterways; to prevent pollutant concentrations that are incompatible with biological processes or otherwise inhibit the process; and to reduce the pollutant concentrations of POTW sludge. |
|
از سال 1984 میلادی که قوانین پیش-تصفیه اجرا شدند، کارخانجات پوششکاری فلزات گام هایی بلندی در جهت نصب سیستم ها وتجهیزات کنترل آلاینده ای از طریق تصفیه پساب ها برداشته اند که به خوبی به هدف قوانین وضع شده دست پیدا کرده اند، کاهش قابل توجه و تاریخی در مقدار فلزات در اکثر شبکه های فاضلاب عمومی در کل کشور انجام گرفته شده است. |
Since the pretreatment regulations became effective in 1984, the metal finishing industry has taken major strides in pollution control through wastewater treatment system installation and operation, admirably fulfilling the regulatory intent. Substantial historical reductions for all metals have been demonstrated at many POTWs nationwide. |
|
وضعیت قوانین جاری برای پساب ها
قوانین ایالتی که در جدول های 1 و 2 فهرست شده اند، در حال حاضر بیش از 10 سال از وجودشان، از تاریخ تصویب شدنشان در سال 1984، می گذرد، برای آن دسته از کارخانجات پوششکاری فلزات که هنوز شانس این را دارند که از این مقررات پیروی کنند، هر محدودیت و کاربرد آن برای آن ها به خوبی شناخته شده است، و روز به روز با این قوانین سازگاری بیشتری پیدا می کنند، |
STATUS OF WASTEWATER REGULATIONS The federal regulations listed in Tables I and II have now been in existence in excess of 10 years since the 1984 compliance dates. For those metal finishing companies still fortunate to be limited by these regulations, each limit and the applicability of the regulations are of intimate familiarity and compliance is being achieved on a day-to-day basis. |
|
اما شبکه های فاضلاب به طور فزاینده در حال اعمال نفوذ هستند و یا می توان گفت وادار به اعمال نفود می شوند، محدودیت های پیش-تصفیه محلی به میزان خیلی بیشتری نسبت به قوانین ایالتی دقت دارند، در اغلب موارد غلظت های قوانین محلی 10% الی 15% از موارد ذکر شده در فهرست 2 هستند. |
Increasingly, POTWs are imposing, or are being forced to impose, local pretreatment limitations that are much more stringent than the federal regulations. Often, these local limits are 10-25% of the Table I and II concentrations |
|
انتخاب درست فناوری تصفیه پساب، اصلاح عملکرد تولیدات وپروسه ها، پیشرفت سیستم های کاهش پساب و روش های بازیافت منابع، به صورت پیش نیازی برای به دست آوردن تطابق با قوانین در آمده اند، برای مواجهه با قوانین غیر معقول و بیشتر اوقات بی دلیل محلی که بسیار پایین تر از حدود استاندارد های وضع شده بر پایه فناوری هستند، به کارگیری روش های BAT و BPTناکارامد است، |
Properly selecting wastewater treatment technology, modifying production operations and processes, and improving waste minimization and resource recovery techniques have become prerequisite to achieving compliance. Implementation of the basic BPT and BAT technologies is often inadequate to meet frequently unreasonable and usually unnecessary, |
|
محدودیت های محلی به طور فزاینده روی مدل های ریاضی که توسط نرم افزارهای معیوب ساخته و پرداخته می شوند، استوارند و استاندارد های قراردادی و گاه مستبدانه شبکه های فاضلاب عمومی شکل می گیرند، در صورتی که این محدودیت ها باید بر اساس نتایج علمی و نیازمندی های طبیعت وضع شوند. |
Local limits set far below the technology based standards. Increasingly, local limitations are being based on mathematical models using faulty software programs and arbitrary POTW effluent standards, rather than good science and environmental necessity. |
|
با اینکه قوانین ایالتی از زمان تصویبشان در سال 1984 بدون تغییر باقی مانده اند، آژانس محافظت از محیط زیست آمریکا [9] خواستار شروع دوباره روند افزایش محدودیت های پیش-تصفیه برای پساب های کارخانجات پوششکاری فلزات است، در اواخر سال 1994،EPAآمریکا خواهان طراحی راهنمای تولیدات فلزی و ماشینی [10]شد که منجر به تحمیل محدودیت های غلظت برای تعداد زیادی از کارخانجات تولید فلزات و گردید |
Although federal regulations have remained unchanged since their 1984 effective date, the U.S. EPA proposes to get back into the act of tightening pretreatment standards for metal finishers. In late 1994, the U.S. EPA proposed drafting Metal Products and Machinery (MP&M) Effluent Guidelines, which would impose specific concentration limitations on many metal fabricating and machine shops |
|
که زیر نظر هیچ یک از بخش های قوانین پیش تصفیه پساب ها ی صنعتی ایالتی نبودند، EPAآمریکا تخمین می زند که این قوانین حدود 2000 شرکت دیگر را در کل کشور به زیر چتر قوانین پیش -تصفیه خواهد برد، با این وجود این درخواست چشم اندازی مبنی بر زیر نظر MP&Pرفتن تمام کارگاه های پوششکاری فلزات و آبکاری دارد، که در نتیجه به حذف قوانین کنونی خواهد انجامید، انتظار می رود محدودیت های MP&Pپس از تجدید نظر فناوری های مدیریت غلظت آلاینده ها توسعه بیابد، |
presently not covered under any federal industrial pretreatment category. U.S. EPA estimates the regulation would bring another 20,000 companies nationwide under the pretreatment requirement umbrella. The proposal, however, includes the prospect of shifting all metal finishers and electroplaters to the MP&M Guidelines, thus eliminating the current regulations. The MP&M limits are expected to be developed from reassessing technology-based pollutant concentrations. |
|
این امر می تواند محدودیت های پیش-تصفیه ایالتی را 50 تا 90 درصد - باتوجه به نوع آلاینده- کاهش دهد، درست همانطور که به دلایل زیادی کیفیت پساب ها در میان موسسات پوششکاری فلزات نسبت به دهه 1970 میلادی، یعنی زمانی که BPTو BATشروع به کار کردند، بسیار بالاتر است. |
This could effectively reduce federal pretreatment limitations by 50-90%, depending on the pollutant, as current effluent quality among metal finishers is much lower, for many reasons, than in the 1970s when the original BPTs/BATs were established. |
|
با اینکه سالانه کیفیت پساب آبکاری فلزات و شبکه عمومی در حال بهبود است، وقوع اقدامات اجباری و میزان جرایم ناشی از آن ها نیز افزایش یافته است، بسیاری از شهرداری ها به صورت اتوماتیک هرگونه تخطی از قوانین تخلیه پساب را جریمه می کنند، همچنین دستورات پیش -تصفیه را به گونه ای وضع کرده اند که دریافت جرایم ناشی از از تخلفات را ساده تر می کند. |
Although metal finishing and POTW effluent quality have continued to improve annually, the incidence of enforcement actions and amounts of the resultant penalties have increased. Many municipalities have adopted “automatic "penalties for any discharge violation, and have modified pretreatment ordinances to make it easier to collect penalties. |
|
در مارس 1995 EPAآمریکا ملزم به طرح پیش نویس راهنمایMP&Pشد، بعد از انتشار این اعلامیه در این تاریخ هنوز این قوانین منتشر نشده اند. اگر قوانین به همان صورت که در درخواست اولیه آمده است، نوشته شده باشند، قوانین محدود کننده در آینده بسیار شدیدتر خواهد بود. سیستم پیشرفته تصفیه و عملکرد مناسب آن لازمه اقتصادی مهمتری برای موسسات پوششکاری قلزات خواهد شد. |
The U.S. EPA was required to draft the MP&M Guidelines in March, 1995. As of the date of this writing, the regulation has not been published. If the regulations drafted per the original proposal, future regulatory enforcement will be more likely to increase. Improved treatment system operation and performance will become an even greater economic necessity of the metal finisher. |
|
همچنین تمرکز تصفیه بیشتر از درمان های قراردادی فیزیکی-شیمیایی فاصله می گیرد و به سمت روش های پیشرفته تر و گران قیمت تر میکروفیلتراسیون، صیقل دهی از طریق تبادل یون، روش های مدار بسته بدون تخلیه هرگونه پساب اسمز معکوس و تبخیر جهت گیری می کند. |
Furthermore, the treatment focus will further shift from conventional physical-chemical treatment to the more advanced, more expensive treatment methods of microfiltration and ion exchange polishing, and closed-loop, zero discharge methods of reverse osmosis and evaporation |
|
معیارهای انتخاب سیستم {در صنایع آبکاری} چهار فاکتور اصلی بر اندازه، پیچیدگی و قیمت تمام شده سیتم های تصفیه پساب تاثیر می گذارد. |
SYSTEM SELECTION CRITERIAF Our major factors contribute to the size, complexity, and cost of conventional wastewater treatment systems. |
|
نوع آلاینده (در ابکاریها) پیچیدگی سیستم تصفیه که بتواند آلاینده ها را از پساب جدا کند، توسط نوع و طبیعت آلاینده ای که با آن مواجه هستیم تعیین می شود. برای تعداد مشخص ولی کمی از سیستم های پوشش کاری فلزات، سیستمی ساده که فقط به خنثی سازی ابتدایی و رسوب دهی شیمیایی مربوط به جداسازی جامدات می پردازد، نیاز است، |
Pollutant Type The complexity of the treatment system needed to effectively remove pollutants from a wastewater is determined by the type and nature of the pollutants encountered. A basic system will only require simple neutralization and chemical precipitation prior to solids separation for certain, although few, metal finishers. |
|
روند ایجاد کمپلکس ها و شلات کردن لیگند ها در حمام های تولیدی باعث پیچیده شدن سیستم می شود، که اکثر اوقات نیاز به تصفیه دومرحله ای و خنثی سازی و همچنین به کار بستن منعقد کننده هایا رسوب دهنده های اختصاصی فلزات به منظور کاهش قابلیت حل شوندگی فلزات خواهد داشت. |
The process use of complexing or chelating agents in production baths would increase system complexity, often requiring two-stage treatment or neutralization and the need to apply chemical coagulants or specialty metal precipitants to reduce metal solubility |
