تصفیه فاضلاب صنایع آبکاری
آبکاری: (Electroplating) فرآیند روکش‌دهی فلزی (Plating) است که با احیا کاتیون بوسیله جریان الکتریکی و نشاندن آن بصورت یک لایه روی ماده‌ای دیگر مانند فلز است. این فرآیند برای افزایش ویژگی‌هایی مانند مقاومت به سایش و خوردگی و غیره بکار می‌رود.
فرآیندی که آبکاری بوسیله آن انجام می‌شود، رسوب‌دهی الکتریکی (Electrodeposition) نام دارد. کاتد قطعه ای است که قرار است لایه ای رویش بنشیند، و آند فلزی است که روکش است. این دو به وسیله الکترولیت با هم ارتباط الکتریکی دارند و با به کار بردن یکسوکننده، جریان مستقیم به آند می‌رسد و باعث انحلال اتم‌های آن می‌شود. در سوی دیگر، این اتم‌ها با احیا در فصل مشترک کاتد و الکترولیت، بر روی آن رسوب می‌کنند. سرعت انحلال اتم‌ها از آند و احیای آنها در کاتد برابر است.
در گونه‌ای از آبکاری، آند از فلزی مانند سرب است که حل نمی‌شود و اتم‌هایی که باید برای روکش احیا شوند از پیش در الکترولیت موجودند.
مقدمه‌اي برتصفيه پساب‌هاي آبكاري
در پساب آبكاري هميشه مقادير قابل توجهي املاح فلزات سنگين نظير كروم، مس، نيكل، روي، كادميوم و غيره و مواد سمي ديگري مثل سيانور موجود است. اگر اين پساب‌ها بدون خنثي‌سازي و حذف فلزات سنگين در محيط زيست وارد شوند مشكلات زيادي از نظر آلودگي آب و خاك توليد خواهند كرد. چه بسا آب‌هاي سطحي و زيرزميني دريافت‌كننده اين آلودگي، ديگر قابل‌شرب نباشند. بنابراين ضرورت دارد كه اين پساب‌ها قبل از دفع و رهاسازي در طبيعت، خنثي‌سازي و تصفيه گردند.
پساب صنایع آبکاری
1- پساب‌هاي اسيدي و قليايي كه در اثر چربي گيري و شستشوي سطوح فلزاتي كه روي آنها عمل آبكاري انجام مي‌گردد حاصل مي‌شود.
2- پساب‌هاي ناشي از شستشوي اجسام آبكاري شده بعد از هر مرحله از آبكاري كه بيشتر شامل مقاديري از كروم، مس، نيكل يا مواد سمي نظير سيانور مي‌باشند.
3- علاوه بر پساب‌هاي حاصل از مرحله شستشوي اجسام آبكاري‌شده ممكن است مقداري مواد سمي تركيبات فلزات سنگين از وان‌هاي آبكاري نشت نمايد يا هر چند وقت يك بار، وان‌ها را تخليه نمايند.
كروم موجود در پساب‌هاي آبكاري ممكن است به صورت تركيبات سه ظرفيتي يا به صورت اسيد كروميك و كرومات باشد. در صورت اول تصفيه پساب نيازي به احياي كروم ندارد. در حالي كه كروم شش ظرفيتي يا اسيد كروميك را قبل از تصفيه بايد به كروم سه ظرفيتي احيا نمود. سيانور نيز در محيط قليايي مي‌تواند با گاز كلر يا تركيبات كلردار اكسيد شود. بنابراين در روش تصفيه شيميايي پساب آبكاري، مراحل مهم زير مورد مطالعه قرار مي‌گيرند:
- اكسيداسيون سيانور
- احياي كروم
- انعقاد و ته نشيني
اكسيداسيون سيانور
اكسيداسيون سيانور كه در محيط قليايي با pH حدود 5/10 تا 11 به وسيله گاز كلر يا تركيبات كلردار انجام مي‌شود، معمولاً با نصب دستگاه pH متر اتوماتيك در حوض اكسيداسيون كه مي‌تواند فرمان تزريق مواد قليايي يا تركيبات كلردار را به شيرهاي مغناطيسي يا الكتريكي صادر نمايد، انجام مي پذيرد. وقتي دستگاه pHمتر فرمان تزريق مواد قليايي را در pH حدود 5/10 تا 11 صادر كرد، دستگاه ديگري كه ORP ناميده مي‌شود در رقم mv600 فرمان تزريق تركيب كلردار را صادر خواهد نمود. بدين صورت سيانيد موجود در پساب اكسيد خواهد شد.
در كارگاه‌هاي آبكاري كه ممكن است جريان پساب دائمي يا منقطع باشد، نحوه تصفيه شيميايي متفاوت خواهد بود. در روش آبكاري با جريان دائم ابتدا نسبت به يكنواخت بودن كيفيت و كميت پساب سيانور اقدام و سپس عمل اكسيداسيون را انجام مي‌دهند. زمان كلي لازم براي اكسيداسيون حداكثر 15 تا 20 دقيقه است. در جريان‌هاي منقطع پساب، سعي مي‌شود ابتدا پساب‌هاي حاصل از آبكاري سيانوري در پايان كاري در حوضچه‌اي جمع‌آوري و در اين حوضچه پس از تنظيم pH و تزريق تركيبات كلردار، سيانور موجود در پساب را اكسيده نمايند.
احياي كروم
احياي كــروم در pH حدود 5/2 تا 4 با استفاده از تركيباتي چون بي‌سولفيت سديم، گاز سولفور و سولفات آهن II انجام مي‌گيرد. ابتدا با كنترل pH متر اتوماتيك، تزريق اسيد تا تقليل pH به حدود 5/2 تا 4 انجام خواهد گرديد. سپس با تزريق احياكننده در محيط اسيدي، يون‌هاي كرومات يا اسيد كروميك احيا شده و كروم شش ظرفيتي كه بسيار سمي است به كروم سه ظرفيتي تبديل مي‌گردد. ميزان سميت كروم سه ظرفيتي بسيار كمتر از كروم شش‌ظرفيتي است و در عين حال كروم سه ظرفيتي به راحتي با تنظيم pH بين 5/8 تا 5/9 قابل ته‌نشيني و جدا شدن از فاضلاب مي‌باشد.
احياي كروم و تصفيه پساب‌هاي كروم‌دار همانند آنچه در مورد تصفيه پساب‌هاي سيانور گفته شد ممكن است به صورت جريان دائم يا بعد از پايان كار آبكاري انجام شود. متذكر مي‌شود براي كنترل pH مي توان به صورت دستي نيز اقدام نمود و مواد احياكننده را نيز به صورت دستي به آن اضافه نمود، فقط بايد دقت نمود كه مواد شيميايي را زياد مصرف نكرد.
انعقاد و ته نشيني
پس از آن كه فاضلاب سيانور توسط اكســيداسيون و فاضلاب حاوي اسيد كروميك توسط احيا، سميت‌زدايي گرديدند، هر دو پساب را با پساب حاصل از شستشوهاي اسيدي و قليايي چربي گيري مخلوط كرده و با تنظيم pH در محدوده 5/8 تا 5/9 جهت تشكيل هيدروكسيدهاي فلزي عناصر سنگين موجود در پساب مثل كروم سه ظرفيتي، نيكل، مس، همچنين با افزايش كمي مواد منعقدكننده جهت تسهيل در ته نشيني هيدروكسيدهاي فلزي تشكيل‌شده به همراه مواد معلق و كلوئيدي ديگر موجود در فاضلاب اقدام نموده و پساب را به مخزن ته‌نشين هدايت مي‌نمايند تا لخته‌ها و فلوك‌هاي تشكيل شده ته نشين گرديده و از فاضلاب جدا شوند. اصولاً حجم مخزن ته‌نشين بايستي به گونه‌اي انتخاب گردد كه حداقل يك ساعت زمان ماند جهت ته‌نشيني مناسب لخته‌ها به فاضلاب داده شود. به مخزن ته‌نشيني كلاريفاير نيز مي‌گويند. پساب خروجي از كلاريفاير قابليت تخليه شبكه فاضلاب را دارا بوده و چون سميت‌زدايي شده است جهت تصفيه‌خانه‌ها در شهرك صنعتي ضرري نداشته و مشكل‌آفرين نخواهد بود.
لازم به ذکر است سیستم های تصفیه فاضلاب آبکاری شرکت آبسان زلال صرفاً جهت حذف كرومات، سيانور، فلزات سنگين متداول در آبكاري و تنظيم pH طراحي می شود.