محتواي مقاله حاضر در مورد پساب‌ها و به ويژه پساب‌هاي صنعت چاپ، در دوران کنوني که حفظ محيط‌زيست در کنار افزايش توليد و فعاليت صنعتي اولويت يافته است، براي متخصصان چاپ و صاحبان چاپخانه‌ها ارزشمند است. دکتر احمدرضا يزدان‌بخش دانشيار دانشکده بهداشت دانشگاه شهيد بهشتي در اين مقاله توصيه‌هايي عملي براي رهايي بي‌خطر از دست پساب‌ها عرضه مي‌کند.
به‌طور کلي آب‌هاي برگشتي از مصارف مختلف در يک صنعت را، به طوري که پساب توليدي قابل استفاده براي مصارف خاص نباشد، فاضلاب صنعتي گويند. آب در صنايع مصارف متفاوتي دارد و شايد بتوان گفت صنعتي را نمي‌توان يافت که در آن آب استفاده نشود. آب در صنايع به مصارفي مانند شستشو و تميزسازي مواد خام، تهيه محلولهاي مختلف، وارد شدن در فرآورده، به عنوان عامل خنک‌کننده، توليد بخار براي مصارف مختلف، شستشوي وسايل و تجهيزات، شستشوي سالن و محوطه، مصارف طبخ غذا، مصارف بهداشتي، آبياري و… مورد استفاده قرار مي‌گيرد. به طور کلي در ايران حدود يک تا ۵/۱ درصد از مصارف آب را مصارف صنعتي تشکيل مي‌دهد که بيش از ۷۰ درصد اين آب به فاضلاب تبديل مي‌شود. با توجه به تعدد بسيار زياد صنايع، در مديريت فاضلاب‌هاي صنعتي، صنايع را در ۵ گروه طبقه‌بندي مي‌کنند: صنايع نساجي، غذايي و دارو، مواد (کالا)، شيميايي و انرژي. براي مثال در زيرگروه صنايع غذايي ده‌ها صنعت غذايي وجود دارد.
۱۲ آلاينده فاضلاب‌هاي صنعتي
همانگونه که گفته شد آلاينده‌هاي موجود در فاضلاب‌هاي صنعتي بسيار متنوع هستند. اين آلاينده‌ها شامل آلاينده‌هاي معدني (غير آلي) و آلي هستند. تاکنون هزاران هزار ترکيب آلي سنتتيک ساخته شده که در صنايع، توليد يا مصرف ميشوند و ورود آنها به فاضلاب‌ها اجتناب‌ناپذير است. در مديريت فاضلاب‌هاي صنعتي اگر هر آلاينده به طور جداگانه مورد بررسي قرار گيرد، کاري بسيار مشکل و غيرممکن خواهد بود. بنابراين براي راحتي کار چندين شاخص يا پارامتر را که نمايانگر آلاينده‌هاي کل صنايع باشد مورد توجه قرار مي‌دهند. در زير به پارامتر‌هاي جامدات کل (Total Solids)، جامدات محلول(Total Dissolved Solids) و جامدات معلقTotal Suspended Solids) ) اشاره مي‌شود.
جامدات کل به کليه ناخالصي‌هايي گفته مي‌شود که در يک نمونه فاضلاب وجود دارد و بر حسب ميلي‌گرم در ليتر بيان مي‌شود. جامدات کل به دو دسته جامدات محلول و معلق تقسيم‌بندي مي‌شود. به طور کلي جامدات به عنوان شاخصي از درجه آلودگي فاضلاب محسوب مي‌شود. به طوري‌که هر چه ميزان کل جامدات در فاضلاب بيشتر باشد، احتمال وجود آلودگي آن فاضلاب بيشتر است. براي مثال املاح محلول ممکن است ناشي از يک ماده سمي مانند کروم در فاضلاب باشد يا ناشي از يک ماده با مواد سمي بسيار کم‌تر مانند کلرو سديم.
رنگ (Color): رنگ که از عواملي مانند انواع رنگ‌ها، جوهر و مرکب ايجاد مي‌شود، علاوه بر اين‌که از نظر زيبا شناختي چهره محيط زيست را مخدوش مي‌کند، مانع از نفوذ نور به آب و رشد گياهان آبزي داخل آن مثل جلبک‌ها مي‌شود که براي رشد به نور خورشيد نياز دارند. اين جلبک‌ها که غذاي ماهي‌ها به شمار مي‌روند، اکوسيستم را تحت تاثير قرار مي‌دهند. بسته به نوع ماده رنگي و اين‌که در چه ماده‌اي محلول باشد، رنگ مي‌تواند روي سطح را بپوشاند يا در آب مخلوط شود. رنگ حقيقي فاضلاب که ناشي از عوامل محلول ايجاد کننده رنگ در فاضلاب است، از اهميت بيشتري برخوردار است و با واحد رنگ حقيقي يا TCU بيان مي‌شود.
کدورت (Turbidity): مبناي اندازه‌گيري اين پارامتر هم بر اساس تفرق و انعکاس نور است که با دستگاهي به نام کدورت‌سنج اندازه‌گيري و با واحد NTU بيان مي‌شود.
کدورت: ناشي از مواد معلق و ذرات کلوئيدي در فاضلاب است. کدورت علاوه بر ايجاد تيرگي در آب، در کف رودخانه انباشته مي‌شود و براي موجودات کف‌زي خطرآفرين است و باعث گرفتگي آبشش ماهيان شده يا روي تخم ماهي‌ها را مي‌پوشاند و باعث نابودي آنها مي‌شود.
بو (Odour): يکي از شاخص‌‌هايي است که به خصوص از وجود ترکيب‌هاي آلي در فاضلاب مانند حلال‌هاي آلي آروماتيک يا حلقوي ايجاد مي‌شود. همچنين از تجزيه بيولوژيکي ترکيب‌هاي آلي در فاضلاب در شرايط غيرهوازي در محيط اتفاق مي‌افتد و گازهاي بودار مانند هيدروژن سولفيد، آمونياک يا ترکيب‌هاي آمين‌ها، دي‌آمين‌ها، اندول و… را توليد مي‌کنند که اين ترکيب‌ها داراي بو‌هاي بسيار ناخوشايند و متعفن هستند.
دما (Thermal Pulotion): اگر فاضلاب‌هاي صنعتي با دماي بالا وارد رودخانه شود، علاوه بر اين‌که انحلال اکسيژن در آب را کاهش مي‌دهد –انحلال‌پذيري گازها در مايع با افزايش دما کاهش مي‌يابد- فعاليت و متابوليسم و سوخت و ساز موجودات زنده را هم زياد مي‌کند و اين باعث مي‌شود که ماهي‌ها و موجودات اکسيژن‌خواه در آب به اکسيژن بيشتري نياز داشته باشند، در صورتي که اکسيژن کمتري در آب موجود است و اين اثر مضاعف و تشديدکننده مي‌تواند باعث نابودي ماهي‌ها شود. دماي بالا باعث تشديد فعاليت‌هاي بيولوژيکي و ايجاد بوي بيشتر در آب مي‌شود.
روغن و چربي (Oil & greas): چربي و روغن، ذرات کلوئيدي و امولسيون‌هايي تشکيل مي‌دهند که بسته به نوع و منشا چربي مي‌تواند به صورت ذرات بزرگي در سطح آب درآيد. اگر پايه‌هاي حلال چرب باشد، ايجاد مشکل مي‌کند. ورود چربي و روغن از طريق فاضلاب در محيط باعث بروز مشکلات زيادي مي‌شود. چربي و روغن ممکن است به‌طور ناقص تجزيه شده و بو‌هاي ناخوشايند توليد کند. اين مواد سطح آب را مي‌پوشانند و علاوه بر ايجاد مناظر ناخوشايند، باعث عدم نفوذ نور و اکسيژن به آب ميشوند. همچنين نفوذپذيري و حاصل‌خيزي خاک‌هاي کشاورزي را از بين مي‌برند.
PH با توجه به کاربرد ترکيب‌هاي اسيدي و قليايي در صنايع، اغلب فاضلاب‌هاي صنعتي داراي PH اسيدي يا قليايي هستند. PH متعادل بين ۵/۶ تا ۵/۸ است و بالاتر يا پايين‌تر بودن آن باعث خوردگي مي‌شود. علاوه بر آن، موجودات آبزي به تغييرات PH حساس هستند و بنابراين ممکن است کل اکولوژي رودخانه يا درياچه تحت تاثير قرار گيرد.
فلزات سنگين(Heavy metal) : وجود فلزات سنگين در بسياري از فاضلاب‌هاي صنعتي بسيار خطرناک است. اين فلزات مانند کروم، نقره، جيوه، روي، مس، آهن، کادميوم، سلنيوم، آلومينيوم، کبالت و… داراي مواد سمي بالا براي انسان و ديگر موجودات زنده هستند. اين آلاينده‌ها در شمار سموم سيستميک طبقه‌بندي ميشوند و هر کدام از آنها در عضو خاصي از بدن مانند ريه، کبد، کليه و حتي دستگاه اعصاب مرکزي تجمع مي‌کنند و در دراز مدت منجر به بروز بيماري‌‌هاي خطرناک از جمله سرطان ميشوند. اين فلزات مي‌توانند در موجودات آبزي و گياهان هم ذخيره شوند و انسان با مصرف آنها دچار بيماري شود. با توجه به خصلت تجمع‌پذيري اين فلزات، اثرات آنها مي‌تواند به مرور زمان ايجاد شود.
مواد کف کننده (Detergent) : کاربرد مواد تميزکننده مانند دترجنت‌ها در بيشتر صنايع متداول است، به خصوص در فاضلاب صنايع توليد مواد پاک کننده و دترجنت اين ترکيب‌ها وجود دارد. اين ترکيب‌ها در آب علاوه بر ايجاد کف که مانع نفوذ نور خورشيد و اکسيژن ميشوند و ايجاد مناظر ناخوشايندي مي‌کنند، همچنين داراي مواد سمي براي موجودات آبزي هستند.
ترکيب‌هاي ازت و فسفر( Nitrogen & phosphor) : وجود ازت و فسفر در فاضلاب و ورود اين ترکيب‌ها به منابع آب، سبب رشد زياد موجودات گياهي آبي به خصوص جلبک‌ها در آب مي‌شود. اين مسأله علاوه بر افت شديد کيفيت آب براي مصارف مختلف، در درازمدت ممکن است به از بين رفتن و پيري زودرس منابع آب منجر شود. تبديل بيولوژيکي اين ترکيب‌ها در آب ممکن است به توليد نيتريت و نيترات منجر شود که آلودگي منابع آب زيرزميني با اين ترکيب‌ها يک مشکل اساسي خواهد بود.
مواد راديو اکتيو: مواد راديو اکتيو ممکن است در بعضي از صنايع (به خصوص توليد انرژي) مورد استفاده قرار گيرد که با توجه به خطر بسيار شديد اين ترکيب‌ها، اقدامات ويژه‌اي براي کنترل آنها و عدم نفوذ اين ترکيب‌ها به محيط اعمال مي‌شود.
ترکيب‌هاي آلي با شاخص COD و BOD: از جمله ترکيب‌هاي بسيار مهم در فاضلاب‌هاي صنعتي که اقدامات کنترلي مناسبي در جهت تصفيه آنها بايد انجام شود، ترکيب‌هاي آلي هستند. به طور کلي در بيشتر فاضلاب‌هاي صنعتي مواد آلي وجود دارد. اين ترکيب‌ها به دو طبقه مواد آلي قابل تجزيه بيولوژيکي و مواد آلي غيرقابل تجزيه بيولوژيکي تقسيم ميشوند که هر دو داراي اهميت هستند.
مواد آلي قابل تجزيه بيولوژيکي: اين مواد به عنوان غذا يا منبع انرژي توسط ميکرو ارگانيسم‌ها تجزيه ميشوند. اين مواد در خلال تجزيه، اکسيژن آب را مصرف مي‌کنند و ساير موجودات آبزي داخل رودخانه اعم از ماهي‌ها و ساير موجودات براي تنفس با مشکل مواجه ميشوند. اگر اکسيژن مورد نياز آبزيان تمام شود، تجزيه به شکل بي‌هوازي درآمده و ممکن است شرايط عفوني و سپتيک ايجاد شود که علاوه بر ايجاد بو، ترکيب‌هاي آلي اسيدي خطرناکي هم توليد مي‌شود.
مواد آلي غيرقابل تجزيه بيولوژيکي: اين مواد مقاوم به تجزيه بيولوژيکي هستند و ممکن است مدت زمان زيادي (حتي ساليان دراز) در محيط باقي بمانند. اغلب اين ترکيب‌ها سنتتيک هستند و از طريق فاضلاب صنايع ممکن است به محيط وارد شوند. اين مواد در صورت داشتن مواد سمي، ضرر بيشتري را متوجه محيط زيست مي‌کنند.
اکسيژن مورد نياز بيوشيميايي (BOD): شاخص ترکيب‌هاي آلي قابل تجزيه در فاضلاب ميزان اکسيژني است که ميکرو ارگانيسم‌ها نياز دارند تا مواد آلي قابل تجزيه را تجزيه کنند. هرچه مواد آلي بيشتر باشد، BOD بالاتر است. بنابراين شاخص بسيار مهمي در تعيين درجه آلودگي فاضلاب به مواد آلي قابل تجزيه و ميزان اکسيژن خواهي فاضلاب است.
اکسيژن مورد نياز شيميايي (COD): مقداري از مواد اکسيدکننده در آزمايشگاه براي اکسيد کردن مواد آلي فاضلاب است. اين شاخص بيانگر غلظت کل مواد آلي موجود در فاضلاب است و به عنوان يک شاخص مهم در تعيين درجه آلودگي فاضلاب به ترکيبات آلي، مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. فاضلاب‌هايي که نسبت BOD به COD پايين دارند، داراي قابليت تجزيه پايين هستند و بنابراين اگر مواد آلي آنها سمي باشد، خطرات بهداشتي بيشتري دارند.
فاضلاب در صنعت چاپ
صنايع چاپ مجموعه‌اي از فرايندهاي متفاوتي را شامل مي‌شود که ممکن است فاضلاب‌هايي با ماهيت مختلف توليد کند. گرچه حجم اين فاضلاب‌ها ممکن است کم باشد، ولي درجه آلودگي آنها بالا است. وجود فلزات سنگين به خصوص نقره، کروم، کادميم و جيوه در اين فاضلاب‌ها، استفاده از محلولهاي قليايي و اسيدي در فرايندهاي ظهور و ثبوت، استفاده از مواد اکسيدکننده مانند آب اکسيژنه يا حلال‌هاي آلي، استفاده از جوهرهاي رنگي و مرکب و ترکيب‌هاي رنگي ديگر، باعث مي‌شود اين فاضلاب‌ها داراي PH اسيدي يا قليايي، مواد سمي مربوط به فلزات و مواد آلي، داراي COD بالا، رنگ بالا و جامدات محلول بالا باشد. بنزين و گازوييل مورد استفاده در صنعت چاپ نيز که ترکيب‌هاي آلي هيدروکربني سبکي هستند، علاوه بر بالا بردن پارامتر چربي و روغن، امولسيون‌هايي تشکيل مي‌دهند که تجزيه‌پذيري پاييني دارند و حذف آنها مشکل است.
از مشکلات مديريتي در رابطه با نظارت و کنترل بر دفع بهداشتي فاضلاب صنايع چاپ، بايد به پراکندگي اين واحدها و وجود کارگاه‌هاي کوچک اشاره کرد. به هر حال پيشنهاد مي‌شود سازمان حفاظت محيط زيست و ارگان‌هاي ذي‌ربط با ارايه مستندات آموزشي و رهنمود‌هاي مناسب در قالب کارگاه‌هاي آموزشي، صاحبان و مديران اين اماکن را با راهکارهاي مناسب مديريت فاضلاب اين واحدها آشنا سازد.
يکي از معمول‌ترين راهکارها آن است که فاضلاب ناشي از محلولهاي رنگي، فرايندهاي ظهور و ثبوت به نحو مناسب به حوضچه‌ها يا تشتک‌هايي از جنس پلي‌اتيلن يا فلزي ضد زنگ هدايت شده و پس از جمع‌آوري با روش‌هاي مناسب تصفيه و دفع شود.
در صورت استفاده از ظهور دستي مي‌بايست يک سينک و تشتک ظهور با امکانات شست‌وشو و تخليه فاضلاب نيز تعبيه شود. يک مخزن شست و شو جهت تميز کردن غلطک‌ها نيز مي‌بايست تعبيه شود.
در بخش تهيه پليت به ويژه بخش ظهور، انشعاب فاضلاب و کف‌شوي تخليه جهت شست‌وشوي نشتي‌هاي احتمالي مواد شيميايي ظهور پليت تعبيه شود.
به هر حال پيشنهاد مي‌شود در واحد‌هاي کوچک و پراکنده، فاضلاب‌هاي با حجم کم در تانک‌هايي ذخيره شوند و پس از جمع‌آوري با تانکرهاي مخصوص حمل، به يک تصفيه‌خانه مرکزي انتقال داده شوند. در چاپخانه‌هاي بزرگ بايد تصفيه‌خانه‌هاي مناسب به طور جداگانه ساخته و مورد بهره‌برداري قرار گيرد. در ضمن بازيافت بعضي از فلزات يا ترکيب‌هاي ديگر مانند نقره از فاضلاب، مي‌تواند اقتصادي باشد که بايد در طرح تصفيه در نظر گرفته شود.
براي حذف آلاينده‌هاي صنعت چاپ مي‌توان از روش‌هايي مانند ته‌نشين‌سازي، انعقاد، فيلتراسيون، حوضچه تصفيه و هوادهي استفاده کرد. براي بازيابي فلزات سنگين هم مي‌توان از روش تعويض يوني استفاده کرد (که فلزات با ارزش مثل نقره نيز به اين ترتيب استحصال مي‌شود) و کاتيون‌هاي خطرناک را با کاتيون‌هاي بي‌خطر و با مواد سمي کم جايگزين ساخت. روش ترسيب هم با کنترل PH مي‌تواند فلزات سنگين را نامحلول و ته‌نشين کند و رسوب دهد. روش تصفيه فيزيکي و شيميايي مانند جذب سطحي با کربن فعال، اکسيداسيون پيشرفته براي حذف رنگ، کدورت و COD نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
