מים תעשייתיים: מאיפה הם מגיעים, הרכב, סוגים, טיפולים - סביבה - 2025

במים תעשייתיים הם אלו ששימשו לפעילות התעשייה והמסחר, ולאחר מכן מושלך כפסולת או גרוטאות. כפסולת הם נקראים שפכים תעשייתיים או ביוב.

מים תעשייתיים משמשים למטרות שונות, כגון חומר גלם, ממס, מקור אנרגיה והיגיינה של אזורים, כלים וכוח אדם. הם מגיעים ממקורות טבעיים או ממחזור שפכים תעשייתיים. כשפכים תעשייתיים, מקורותיהם מגוונים מאוד, תלוי בכל אחד מהתעשיות בהן מקורם.

מים בתעשייה ההידרואלקטרית. מקור: vadimpl

הרכב השפכים התעשייתיים משתנה בהתאם לסוג התעשייה בפרט, אפילו בתוך אותו ענף תעשייתי עם מגוון גדול של חומרים כימיים.

שפכים תעשייתיים יכולים להכיל מתכות כבדות, צבעים, שומנים, שמנים, חומרי ניקוי, חומצות ותרופות. הם יכולים לכלול גם נגזרות של בעלי חיים וצמחים בעלי אופי שונה.

סוגי השפכים התעשייתיים משתנים בהתאם למוצא התעשייה, השימוש הניתן להם וחומרי הגלם בהם נעשה שימוש. ניתן לסווג אותם גם לפי הסוג השולט ביותר של חומרים המומסים בהם. הטיפולים המיושמים לטיהור שפכים תעשייתיים משתנים בהתאם לסוג המזהמים הקיימים.

מאיפה מגיעים מים תעשייתיים?

התעשייה מקבלת מים מהרשת הציבורית, בארות, נהרות, מי ים או מים ממוחזרים מהתהליכים התעשייתיים עצמם. כאשר משתמשים בהם בתהליכים שונים כמו שטיפת מתקן, משתמשים כממס, ייצור אנרגיה, זיקוק, סינון והיגיינה אישית, מיוצרים שפכים.

ענף הנייר והקרטון

זו אחת התעשיות הצורכות את מירב המים בתהליכים שלה ובאותה עת מייצרת כמות גדולה של שפכים תעשייתיים. תעשייה זו צורכת 27% מהמים התעשייתיים של התעשייה כולה.

רק 5 עד 10% מהמים שמשתמשים בהם נצרכים, והדבר נחוץ לעיבוד השאר כמי שפכים תעשייתיים.

תעשיית הטקסטיל

מים בתעשיית הטקסטיל. מקור: אנריק

יש לו צריכה גבוהה של מים ודור גדול של שפכים תעשייתיים ולכל קילוגרם של חומר טקסטיל נדרשים כ -200 ליטר מים. לעומת זאת, שפכים תעשייתיים מגיעים לרמות זיהום גבוהות, כתוצאה משימוש בחומרים כימיים שונים.

תעשייה כימית

יש לו צריכת מים גבוהה ומייצרת כמויות גדולות של שפכים תעשייתיים. הזיהום של מים אלה הוא גבוה והמזהמים המומסים רעילים ביותר ברוב המקרים.

חקלאות

היא צורכת כ 17% - מים תעשייתיים, אם כי באזורים מסוימים כמו תעשיות המשקאות רובם משולבים במוצר הסופי. בענף זה, שפכים תעשייתיים משתנים מאוד בהתאם לענף הספציפי. בין היתר ניתן למצוא את ענפי הבשר, החלב, המשקאות, השימורים והסוכר.

תעשיית התרופות

שפכים תעשייתיים מתעשיית התרופות גורמים לבעיות זיהום חמורות. הדבר נכון במיוחד במדינות כמו הודו וסין, בהן קיימות מעט בקרות על הפרשות תעשייתיות.

במים תעשייתיים אלו יש תרופות, כמו אנטיביוטיקה, אשר פעם בסביבה יכולים לייצר עמידות בזנים של חיידקים פתוגניים.

כרייה ועיבוד מתכות

כמויות גדולות של מים נצרכות, ומשתמשות בהן כדחף הידראולי לפירוק הסלע בחיפוש אחר מינרלים. לאחר מכן, בתעשיית עיבוד המתכות מים משמשים בעיקר כנוזל קירור.

מפעלים תרמו-אלקטרוניים וגרעיניים

בענפים אלה המפיקים אנרגיה מים משמשים כקירור קירור, ומייצרים כמויות גדולות של שפכים תעשייתיים. מים אלה הם מזהמים ביותר, ויכולים להכיל מתכות כבדות ואפילו יסודות רדיואקטיביים.

הרכב

שפכים תעשייתיים. מקור: נייג'ל ווילי

הרכב השפכים התעשייתיים משתנה ביותר, מכיוון שהוא תלוי בתהליכים התעשייתיים המייצרים אותם. באופן כללי, יש להם תכולה נמוכה יחסית של חומר אורגני ומתכות כבדות הן המזהמים העיקריים בשפכים תעשייתיים.

מתכות כבדות

המזהמים העיקריים בקבוצה זו הם עופרת, כספית, קדמיום וארסן. מתכות כבדות הן מוצרי פסולת בענפים שונים, בעיקר עיבוד מתכות, נפט וכימיקלים.

במקרים ספציפיים כמו כספית, מקור חשוב הוא שפכים תעשייתיים ממפעלים תרמו-אלקטרוניים מבוססי פחם.

פחמימנים

הם משולבים בשפכים תעשייתיים על ידי תעשיות שונות, בעיקר נפט ופטרוכימיה.

פנולים

הם רלוונטיים במיוחד בשפכים תעשייתיים מענף שיזוף העור.

פעילי שטח

אלו הם סבונים וחומרי ניקוי ונמצאים בסוגים רבים של שפכים תעשייתיים. הסיבה לכך היא שהם נמצאים בשימוש נרחב באזורי ניקוי וכלי בית, כמו גם בעיבוד חומרי גלם. הם מזהמים במיוחד בגלל השפעתם השלילית על ממברנות התא.

צבעי צבע

מגוון רחב של צבעי צבע משמשים בענפים תעשייתיים שונים, למשל בענף הנייר, הטקסטיל, המזון והכימיה.

סיבים ותא

בשפכים תעשייתיים מענפי הנייר והטקסטיל קיימת רלוונטיות לנוכחותם של רכיבים צמחיים כמו סיבים ותאית.

חומר אורגני

שפכים תעשייתיים מתעשיית עיבוד המזון עשירים במיוחד בחומר אורגני, ממקור צמחי ובעלי חיים כאחד. בנוסף, הם יכולים לשלב מגוון של מיקרואורגניזמים, חלקם פתוגנים לבעלי חיים, צמחים או בני אדם.

כימיקלים שונים

התעשייה משתמשת במגוון רחב של כימיקלים בתהליכים תעשייתיים, כחומר גלם או כמגשר לתגובות שונות. רבים מהאלמנטים והתרכובות הכימיות הללו הם פסולת מזהמת במים תעשייתיים.

סמים

אחד הסניפים התעשייתיים הגדולים הוא תרופות, המשתמש בכימיקלים אורגניים ואורגניים שונים. בעזרת תרכובות רפואיות אלה מיוצרים עקבות שבמקרים רבים מסתיימים בשפכים תעשייתיים.

תרופות הפכו למזהמים מתעוררים, בעלי רלוונטיות רבה לבריאות הציבור. בכמה גופי מים התגלו כמויות רלוונטיות של אנטיביוטיקה, משככי כאבים ותרופות אחרות.

סוגי מים תעשייתיים

ניתן לסווג מים תעשייתיים מנקודות מבט שונות, אם על ידי השימוש בהם על ידי התעשייה או על ידי המגזר התעשייתי. בכל מקרה, המאפיינים של השפכים התעשייתיים המתקבלים ישתנו.

- לשימושו

תַבְרוּאָתִי

הם משמשים בתהליכי ניקוי של חומרי גלם, מתקנים, ציוד ובצרכים ההיגייניים של כוח האדם.

העברת חום או קירור

במקרה זה, מים תעשייתיים משמשים כלי רכב תרמיים, או כדי לחלץ חום מתהליך או להעבירו אליו. לדוגמה, השתמש כחומר קירור בתעשיית עיבוד המתכות ובישול בתעשיית המזון.

ייצור קיטור

אדי מים משמשים להנעת טורבינות קיטור כמו גם בתהליכי עיקור, חימום, ניקוי, הידרציה והשפלה.

חומר גולמי

מים תעשייתיים משמשים ישירות כחומר גלם, בעיקר בתעשיית המזון והמשקאות, ורובם משאירים את המערכת כחלק מהמוצר.

מֵמֵס

אופי המים כממס אוניברסלי הופך את זה לשימוש חשוב במים תעשייתיים. בתהליכים רבים בתעשייה הכימית, המזון, הנייר, הטקסטיל, הוא משמש למטרה זו ומייצר כמויות גדולות של שפכים תעשייתיים.

מקור כוח

מים משמשים גם לייצור אנרגיה הידראולית בתעשייה ההידרואלקטרית. יש לו רמות נמוכות של זיהום כימי, אך זיהום תרמי חשוב.

צמחי טיפול

מפעל לטיהור מים תעשייתי. מקור: אנאבל

בתהליך הטיפול בשפכים נוצרים שאריות סופיות שניתן למחזר באותו תהליך. עם זאת, כמות מסוימת אינה ניתנת להחלמה כמו בטיפולי שקיעה בהם עד 75% ממשקל הבוצה הסופית הם מים.

- לפי סניף תעשייתי

ניתן לסווג מים תעשייתיים כסניפים של תעשיות שונות כמו פטרוכימיה, מזון, נייר, טקסטיל, עיבוד מתכת, כרייה ועוד. בכל מקרה בתורו ניתן לחלק את סיווג המים התעשייתיים על פי ההתמחות של מפעל התעשייה הספציפי.

טיפולים

מפעל לטיהור מים תעשייתי. מקור: Xavigivax

תלוי בסוג התעשייה, התהליכים וחומרי הגלם בהם נעשה שימוש, הכמות והתכונות של שפכים תעשייתיים יהיו תלויים. בחירת הטיפול לטיהורם קשורה לסוג השפכים ומידת הטיהור הנדרשת.

- פרמטרים

הן לפני טיפול כלשהו, ​​ובהמשך, יש צורך להעריך פרמטרי איכות מסוימים של שפכים תעשייתיים. אלה כוללים דרישת חמצן כימית (COD), מוצקים מוחלטים מוחלטים (TSS) ונוכחות של תרכובות ספציפיות.

דרישת חמצן כימית

זהו הפרמטר הבולט ביותר בהערכת זיהום המים, כאשר מודדים את כמות החומרים הניתנים לחמצון שנמצאים במים. זה מכוון במיוחד לבסס את כמות החומר האורגני שנמצא כגורם צרכני לחמצן מומס.

סה"כ מוצקים תלויים

פרמטר זה חשוב מאוד בשפכים תעשייתיים אשר שימשו כממיס או כניקוי. נמדדת כמות החלקיקים המוצקים שאינם משקעים.

איתור תרכובות ספציפיות

בהתאם לאופי השפכים התעשייתיים, הוא נבדק לגבי אלמנטים או תרכובות ספציפיות. לדוגמה, נוכחות של מתכות כבדות, תרכובות אורגנוהלוגן, דיוקסינים, בין היתר.

- נהלי טיפול

ישנם נהלי טיפול ראשוניים הכוללים שלבי שקיעה ומשטחים המאפשרים הפרדה של חלק מזהמים. במקרה זה מדובר על אותם חלקיקי חומר שמתיישבים בגלל משקלם או צפים בגלל צפיפותם.

עבור חלקיקים שאינם משקעים משתמשים בניקוי קרישה או משקעים כימיים.

קרישה-הדלקה

כדי להשיג שקיעה של החלקיקים המתלים שאינם משקעים, מתווסף קרישה למי השפכים התעשייתיים. זהו תרכובת שמושכת אליהם חלקיקים תלויים כאמור ויוצרים גושים או קרישים המופקים במיכל משקע.

תהליכים ראשוניים אחרים

ישנם תהליכים ספציפיים רבים, למשל ריכוך סיד להסרת מלחי סידן ומגנזיום מהמים התעשייתיים.

טיפולים משניים

לאחר היישום של הטיפולים הקודמים, המים התעשייתיים נתונים לטיפולים משניים שונים. בין אלה ניתן למצוא בוצה או בוצה מופעלת (התפרקות אירובית), התפרקות אנאירובית, חמצון כימי, בין היתר.

טיפולים שלישוניים

לבסוף, מיושמים טיפולי מסדר שלישי כגון סינון, החלפת יונים או מיצוי על שפכים תעשייתיים. יש גם אוסמוזה הפוכה, שריפה או טיפולים אלקטרוכימיים.

טיפולי חיטוי אחרים הם אוזון, קרינה אולטרה סגולה, חום או כלור. חלקם מאוד ספציפיים, כגון גזים או הפשטה, כדי להפריד בין מימן גופרתי, אמוניה, אלכוהולים, פנולים וסולפידים.

הפניות

1. שינוי שווקים וסביבה אקוסטית (2016). התנגדות אנטיביוטית: כיצד זיהום ממפעלי הסמים בהודו ובסין מפעיל את הופעתם של מעולים. תרגום ספרדית לאקולוגים בפעולה.
2. קרן COTEC לחדשנות טכנולוגית (1999). 10. שפכים תעשייתיים. מסמכי COTEC על צרכים טכנולוגיים.
3. Gilpavas, E., Arbeláez-Castaño, PE, Medina-Arroyave, JD ו- Gómez-Atehortua, CM (2018). הטיפול בשפכים מתעשיית הטקסטיל על ידי קרישה כימית בשילוב לתהליכי פנטון התעצם באולטרסאונד בתדר נמוך. כתב העת הבינלאומי לזיהום סביבתי.
4. המכון הלאומי לסטטיסטיקה (2012). סקר הסביבה בתעשייה. תוצאות הקשורות לייצור פסולת בשנת התעשייה 2010. הודעות לעיתונות.
5. לופז-גרימאו, ו 'וקרספי-רוזל, מ' (2015). ניהול קולחים מתעשיית הטקסטיל. שיפור הפרויקט של כלכלות אזוריות ופיתוח מקומי. מחברת טכנולוגית מספר 18.
6. Mänttäri, M., Viitikko, K. ו- Nyström, M. (2006). Nanofiltration של מי קולחין ביולוגית מענף העיסה והנייר. כתב העת למדעי הממברנה.
7. Muñoz-Lucas, S. ו- Sánchez-García, R. (2018). מים בתעשיית המזון. עלון האגודה הספרדית להידרולוגיה רפואית.
8. מוזארלי, RAA, Weckx, M., Filippini, O. and Sigon, F. (1989). הסרת יוני מתכת קורט ממים תעשייתיים, שפכים גרעיניים ומי שתייה, בעזרת ציטוזאן N- קרבוקסימתיל צולב. פולימרים פחמימות.
9. רודריגז-פרננדז-אלבה, א., פדרו לטון-גרסיה, פ., רוזל-גרסיה, ר., דוראדו-וולינו, מ., וילאר-פרננדז, ס. וסאנז-גרסיה, ג'.מ. (2006). טיפול בשפכים תעשייתיים מתקדם. דוח שעון טכנולוגיה 2.
10. Romero-López, T. de J., Rodríguez-Fiallo, H. and Masó-Mosqueda, A. (2016). אפיון שפכים הנוצרים בתעשיית טקסטיל קובנית. הנדסה הידראולית וסביבתית.