تصفیه پساب کاغذ | آلودگی‌ها، چالش‌ها و نقش فیلتر پرس در صنعت کاغذ
دستگاه فیلتر پرس به‌عنوان یکی از تجهیزات اصلی در بخش تصفیه پساب کاغذسازی شناخته می‌شود و استفاده از آن برای بسیاری از کارخانه‌ها ضروری است.
آمار بازدید 49
مراحل تولید کاغذ و کاربرد فیلتر پرس در صنعت کاغذسازی
صنعت تولید کاغذ یکی از بزرگ‌ترین صنایع مصرف‌کننده آب در جهان است. در کنار فرآیندهای مختلفی که برای تهیه کاغذ انجام می‌شود، حجم قابل‌توجهی پساب یا فاضلاب نیز تولید می‌شود که اگر به‌درستی مدیریت نشود، اثرات زیست‌محیطی جدی به‌همراه خواهد داشت. در این مقاله، مراحل تولید کاغذ، مشکلات و ترکیبات پساب آن و نقش دستگاه فیلتر پرس در تصفیه صنعتی را بررسی می‌کنیم.
مراحل تولید کاغذ از درخت تا محصول نهایی
۱. قطع و جمع‌آوری چوب
درختان در جنگل‌های صنعتی و قابل برداشت قطع شده و به کارخانه منتقل می‌شوند. امروزه علاوه بر چوب، از مواد جایگزینی مانند خرده‌چوب، باگاس نیشکر، کاغذ بازیافتی و ضایعات چوب نیز برای تولید کاغذ استفاده می‌شود.
۲. پوست‌گیری چوب
چوب وارد دستگاه پوست‌گیر شده و لایه بیرونی تنه جدا می‌شود. حذف پوست چوب ضروری است، زیرا وجود آن کیفیت الیاف و محصول نهایی را کاهش می‌دهد.
۳. خرد کردن و تبدیل به چیپس چوب
چوب پوست‌کنده در خردکن صنعتی به قطعات ۱ تا ۳ سانتی‌متری تبدیل می‌شود. این قطعات کوچک، چیپس چوب نام دارند و ماده اولیه خمیرسازی هستند.
۴. خمیرسازی
مهم‌ترین بخش تولید کاغذ، تبدیل چوب به خمیر است. دو روش اصلی وجود دارد:
الف) خمیرسازی مکانیکی
در این روش الیاف چوب با سنگ سایشی یا دیسک ساینده از هم جدا می‌شوند.
ویژگی‌ها:
- تولید خمیر زیاد
- کیفیت پایین‌تر (مناسب کاغذ روزنامه و کارتن)
ب) خمیرسازی شیمیایی – روش کرافت
چیپس چوب در محلول حاوی سود سوزآور و سولفیت پخته می‌شود. این مواد لیگنین (چسب طبیعی چوب) را حل کرده و الیاف را آزاد می‌کنند.
مزایا:
- کیفیت الیاف بالا
- کاغذ مقاوم‌تر
- رنگ‌پذیری بهتر
۵. شستشو و پالایش خمیر
خمیر تولیدشده شسته می‌شود تا مواد شیمیایی و ذرات اضافی حذف شوند.
سپس در دستگاه Refiner الیاف کمی ساییده می‌شوند تا بهتر به هم متصل شده و کاغذ یکنواخت‌تری تولید شود.
۶. سفید کردن خمیر
برای تولید کاغذ سفید، خمیر با مواد سفیدکننده مانند:
- پراکسید هیدروژن
- دی‌اکسید کلر
پردازش می‌شود تا رنگ لیگنین باقی‌مانده حذف شده و خمیر روشن‌تر شود.
۷. افزودن مواد بهبوددهنده کیفیت
در این مرحله مواد زیر به خمیر افزوده می‌شود:
- نشاسته: افزایش مقاومت
- پرکننده‌ها (کربنات کلسیم): افزایش سفیدی و نرمی
- چسب‌ها: مقاومت در برابر نفوذ جوهر
- رنگ‌ها: تولید کاغذ رنگی
۸. ورود خمیر به دستگاه ساخت کاغذ
در دستگاه فوردرینیر (Fourdrinier) سه مرحله اصلی انجام می‌شود:
الف) بخش شکل‌دهی
خمیر رقیق روی یک نوار توری ریخته می‌شود تا آب اضافی خارج شود و لایه اولیه کاغذ تشکیل گردد.
ب) بخش پرس
لایه کاغذ بین غلتک‌ها فشرده می‌شود تا مقدار بیشتری از آب خارج شود.
ج) بخش خشک‌کن
کاغذ از میان استوانه‌های داغ عبور می‌کند تا رطوبت آن کاملاً حذف شود.
۹. صاف‌کاری و پرداخت
در این مرحله سطح کاغذ صاف و صیقلی می‌شود و ضخامت آن یکنواخت می‌گردد. این کار کیفیت چاپ را افزایش می‌دهد.
۱۰. رول‌پیچی و برش نهایی
کاغذ نهایی در قالب رول‌های صنعتی پیچیده می‌شود و سپس بر اساس نیاز بازار به ابعاد A4، A3 و… برش می‌خورد.
کاربردهای کاغذ تولید شده
کاغذ تولیدشده برای موارد زیر استفاده می‌شود:
- چاپ و نشر
- بسته‌بندی
- نوشت‌افزار
- تولید دستمال کاغذی
- کاربردهای صنعتی
پساب صنعت کاغذسازی چیست و چرا تصفیه آن ضروری است؟
ترکیبات موجود در پساب
پساب کاغذسازی معمولاً حاوی موارد زیر است:
- مواد آلی حل‌شده
- الیاف ریز (فیبرهای معلق)
- مرکب و رنگ
- مواد شیمیایی خمیرسازی
- ذرات فلزی و معدنی
این ترکیبات باعث می‌شوند که روند تصفیه آن نسبت به صنایع معمول پیچیده‌تر باشد.
مشکلات زیست‌محیطی فاضلاب کاغذ
اگر این فاضلاب یا پساب بدون تصفیه مناسب وارد محیط زیست شود، موارد زیر رخ می‌دهد:
- کاهش اکسیژن محلول در آب
- ایجاد آلودگی شدید بویایی
- تهدید گونه‌های آبزی
- آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی
چالش‌های کنترل آلاینده‌ها
برخی از مواد آلی و شیمیایی موجود در پساب کاغذسازی سخت‌تجزیه هستند و اگر مرحله آبگیری نهایی به‌خوبی انجام نشود، حجم زیادی از فاز مایع آلوده در محیط باقی می‌ماند.
روش‌ها و مراحل تصفیه پساب در صنعت کاغذسازی
پساب صنعت کاغذسازی به دلیل وجود الیاف سلولزی، رنگ، مواد شیمیایی، پرکننده‌ها و آلودگی‌های آلی، یکی از پیچیده‌ترین انواع فاضلاب صنعتی محسوب می‌شود. به همین دلیل طراحی و اجرای یک سیستم تصفیه پساب کاغذسازی دقیق و استاندارد اهمیت زیادی دارد. در این بخش مراحل تصفیه پساب این صنعت را توضیح خواهیم داد.
جداسازی مواد جامد معلق
اولین مرحله شامل ته‌نشینی و جداسازی الیاف ریز و مواد معلق است. این کار باعث کاهش بار آلودگی در مراحل بعدی می‌شود.
تصفیه بیولوژیکی و شیمیایی
باکتری‌ها و مواد شیمیایی کمک می‌کنند ترکیبات آلی سخت‌حل تجزیه شده و کیفیت آب ارتقا یابد.
مرحله آبگیری نهایی
در این مرحله آب از مواد جامد جدا می‌شود. این قسمت بیشترین اثر را بر حجم فاضلاب نهایی دارد و انتخاب دستگاه مناسب مثل فیلتر پرس اهمیت زیادی دارد.
نقش فیلتر پرس در تصفیه پساب صنعت کاغذسازی
عملکرد فیلتر پرس
فیلتر پرس یکی از موثرترین تجهیزات در آبگیری نهایی پساب است. این دستگاه با ایجاد فشار بالا، مواد جامد را در صفحات فیلتر نگه داشته و آب شفاف را عبور می‌دهد.
مزایای فیلتر پرس
- کاهش حجم نهایی پساب
- تولید کیک خشک با رطوبت کم
- بازیابی آب قابل استفاده مجدد
- کاهش هزینه‌های حمل و دفع فاضلاب
- کارایی بالا در تصفیه پساب صنایع سلولزی
چرا برای صنعت کاغذسازی مناسب است؟
به دلیل وجود الیاف زیاد در پساب کاغذ، استفاده از فیلتر پرس بهترین گزینه برای آبگیری مؤثر و کاهش بار آلودگی است.
انواع فیلتر پرس مورد استفاده در تصفیه پساب کاغذ سازی
بسته به انتظاری که از میزان آبگیری مورد نیاز پساب موجود و خشکی کیک می رود می توان از انواع متفاوتی از صفحات که نهایتا منجر به تولید انواع فیلتر پرس می شود استفاده کرد:
- فیلتر پرس چمبر
- فیلتر پرس ممبران
- فیلتر پرس اتوماتیک
- فیلتر پرس دستی
- فیلتر پرس مدار باز
- فیلتر پرس مدار بسته
تولید کاغذ فرآیندی پرآب و همراه با تولید پساب سنگین است. استفاده از روش‌های اصولی تصفیه و به‌ویژه بهره‌گیری از دستگاه فیلتر پرس در مرحله آبگیری، نقش بسیار مهمی در کاهش آلودگی و افزایش کیفیت آب خروجی دارد. صنایع کاغذسازی با انتخاب تجهیزات مناسب می‌توانند ضمن کاهش اثرات زیست‌محیطی، راندمان فرآیندهای تولید را نیز افزایش دهند.
