دانلود تحقیق آب و پس آب در رنگرزی

آب در صنعت رنگرزی استفاده فراوان دارد و بزرگترین حلال مواد مختلف است.

از آن جایی که منابع تهیه آب متفاوت است(باران، آبهای راکد- رودخانه- چشمه یا چاه) لذا مواد مختلف موجود در آب متفاوت است که هر یک ممکن است به شکلی در امر رنگرزی ایجاد اشکال نماید.

آب در صنعت رنگرزی در موارد زیر به کار می رود.

- جهت مصرف در دیگ های بخار(در رنگرزی صنعتی) - جهت مصرف در مراحل مختلف رنگرزی و شستشو(ماشین ها و حوضچه های رنگرزی) تمام انواع آب های طبیعی حاوی مواد معدنی هستند که نوع و مقدار آنها بستگی به منبع آب دارد.

وجود بعضی مواد ناخالص در آب سبب ایجاد اختلالاتی در کار می شود که اهم آنها عبارتند از: - ایجاد رسوب در دیگهای بخار و لوله های رابط و شیرآلات و یا حوض های رنگرزی در روش های سنتی - ایجاد خوردگی در بعضی قسمت های فلزی دستگاهها - تغییر فام در رنگرزی - ایجاد مواد شیمیایی جدید در برابر بعضی از مواد مصرفی و تغییر خاصیت آنها و در نتیجه امکان ایجاد پوسیدگی در الیاف.

به طور کلی انواع آب های تصفیه نشده دارای بی کربناتها- سولفاتها- نیترات ها- کلرور سدیم- منیزیم و سدیم به میزان های متفاوت و مقدار جزئی سیلکاتها- فسفاتها و سایر ترکیبات سدیم و پتاسیم می باشند.

گاز کربنیک موجود در هوا نیز مقداری در آب حل شده و درآن وجود دارد.

اگر آب ها به دلیلی در معرض آلودگیهای گاز آمونیاک .

یا گازهای هیدروژن سولفوره و انیدرید سولفوریک قرار بگیرند این گازها نیز در آنها حل می شوند.

آب هائی که معمولاً در کارخاتجات و یا کارگاههای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند باید عاری از آلودگیهای زیر باشند.

رنگ آب و کدورت آن: آب باید شفاف و عاری از کدورت باشد.

گفته می شود کدورت آب به دلیل وجود ذرات ریز و معلق از نوع مواد معدنی و یا خاک و گل و لای و یا مواد آلی از قبیل سبزینه ها، جلبک ها، چربیها، باکتری ها و غیره می باشد.

رنگ آب مربوط به وجود مواد آلی محلول و یا کلوئیدی در آب می باشد برای سنجش رنگ آب از دستگاه و روش های مختلف مانند Tintometre می توان استفاده کرد.

در عمل و برای سرعت بخشیدن به کار کافی است مقداری از آب را در شیر و یا لوله آزمایش ریخته و رنگ و کدورت آن را در برابر نور سنجید که در این صورت آب باید کاملاً زلال و شفاف و بیرنگ باشد برای قابل استفاده کردن آب های کدر در یک روش بنا به مورد استخرهای بزرگی در مسیر آن حفر می کنند و آب را قبل از استفاده مدتی در آن به صورت راکد نگهداری می کنند و به این ترتیب ذرات درشت و بزرگ به صورت لجن در ته استخر ته نشین می شود سپس برای صاف کردن مواد کلوئیدی و ذرات ریز آب روئی را قبل از استفاده از پالایه عبور می دهند و یا در مخازن دیگری با استفاده از مواد ته نشین کننده که معمولاً هیدروکسید آلومینیم است(سولفات آلومینیوم + کربنات سدیم) آن را در5/7- 7/5=PH زلال می کنند.

یون های مزاحم: معمولاً وجود یونهای آهن و منیزیم و کلسیم در آب سبب بروز مسائلی از جمله زردی کالا به خصوص در عملیات شستشو و سفید گری، نا یکنواختی رنگرزی و کاهش مقاومت کالا می گردد و لذا باید آنها را از آب خارج کرد.

قلیائی آب: معمولاً آب ها شامل بی کربنات های مختلف هستند که میزان آنها بستگی به منبع تهیه آب دارد که چون درجه قلیایی بودن آب در نتیجه کار رنگرزی و شستشو بسته به روش کار مؤثر است باید PH آب مرتباً توسط معرف متیل اورانژ کنترل گردد.

سختی آب: وجود نمک های کلسیم و منیزیم در آب به نام سختی آب تعریف می شود.

وجود این املاح در عملیات شستشو تولید صابونهای نا محلول و چسبناک می کند که روی کالا رسوب کرده و سبب نایکنواختی در رنگرزی می شود هم چنین وجود این املاح سبب رسوب بعضی از رنگزاها در حمام رنگرزی و ایجاد رسوب در مخازن رنگرزی و لوله ها و دیگ های بخار می گردد.

لذا برای پیش گیری از خسارات گوناگون ناشی از سختی آب باید آب را به یکی از روش های متداول بر حسب شرایط کارگاه قبل از مصرف نرم نمود.

انواع سختی: سختی ها بر دو نوع تعریف می شوند: 1- سختی موقت: کربنات های کلسیم و منیزیم به طور کلی املاح غیر محلول هستند ولی وجود دی اکسید کربن آنها را به بی کربنات های محلول در آب تبدیل می کند.

روابط 16.1 و16.2و16.3و16.4 16.1 Ca(HCO3)2 CaCo3+CO2+H2O → 16.2 MgCo3+CO2+H2O → Mg(HCO3)2 که در اثر حرارت مجدداً گازCO2 آزاد شده و بی کربنات به کربنات تبدیل می شود.

16.3 Ca(CO3H)2 CaCO3+CO2+H2O 16.4 mg(CO3H)2 MgCO3+CO2+H2O مقدار مجموع بی کربنات کلسیم و بی کربنات منیزیم به نام سختی موقت و یا سختی کربنات تعریف می شود این املاح چون در حضورCO2 به صورت محلول هستند به آنها سختی موقت گفته می شود.

2- سختی دائم: وجود کلرورها- سولفات های کلسیم و منیزیم در آب چون در اثر دی اکسید کربن ایجاد رسوب کرده و یا در اثر جوشیدن تجزیه نمی شوند لذا در آب ایجاد سختی دائمی می کنند که باید آنها را به شکلی از محیط دور کرد.

3- سختی کل: مجموع سختی موقت و سختی دائم به نام سختی کل تعریف می شود.

اندازه گیری سختی و واحد آن: یکی از نشانه های آب سخت آن است که صابون در آب کف نمی کند لذا از این خاصیت می توان برای تشخیص آب سخت و میزان سختی آن استفاده کرد در زیر توضیح این روش ساده و عملی مختصراً آمده است.

یکی از نشانه های آب سخت آن است که صابون در آب کف نمی کند لذا از این خاصیت می توان برای تشخیص آب سخت و میزان سختی آن استفاده کرد در زیر توضیح این روش ساده و عملی مختصراً آمده است.

جدول 16.1 سختی آب مناسب برای کارگاههای رنگرزی لوازم مورد نیاز: - آب مقطر - آب سخت - محلول صابون و انکلین(صابون استاندارد) - ارلن، مایر دردار به حجم 250 میلی لیتر - بورت مدرج شیردار - پایه روش آزمایش: ابتدا 70 میلی لیتر از آب سخت را بدرون ارلن مایر منتقل کرده و قطره قطره محلول استاندارد صابون را به آن اضافه کنید و محلول داخل ارلن را تکان دهید هنگامی که کف روی سطح محلول ارلن مشاهده شد افزودن محلول صابون را به 2/0 میلی لیتر کاهش دهید.

هرگاه کف به مدت حداقل 5 دقیقه بر روی سطح آب ثابت باقی بماند تمامی مواد معدنی که باعث سختی آب می گردند تبدیل به صابون غیر محلول شده و رسوب خواهند کرد.

حال همین آزمایش را با 70 میلی لیتر آب مقطر تیتر کنید و مقدار صابون مصرفی آن را تعیین کنید که حدوداً بالغ بر یک میلی لیتر خواهد شد از مقدار صابون مصرفی جهت تیتر کردن آب سخت کم کنید.

اگر آب از سختی زیادی برخوردار بود می توانید آنرا با حجم مساوی آب مقطر رقیق کرده و سپس آن را تیتر کنید.

دقت کنید در این آزمایش - اولاض حجم آب مصرفی همیشه ثابت باشد.

- ثانیاً هرگاه بیش از10 سانتی متر مکعب محلول صابون به منظور تولید کف پایدار در سطح آب به کار رود، نتایج حاصل به علت تولید و دخالت یون های کلسیم و منیزیم نا محلول دقیق نخواهد بود.

در این صورت لازم است حجم معینی از آب سخت مورد آزمایش را با حجم معینی از آب مقطر طوری مخلوط کنید که 50 سانتیمتر مکعب آن با حداکثر10 سانتیمتر مکعب محلول صابون کف پایدار تولید کند.

روش های دیگری برای اندازه گیری سختی از جمله استفاده از معرف EDTA و یا روش های یونیزاسیون وجود پس مانده لجن به ترتیب بالا پس از آبگیری و خشک کردن ممکن است به عنوان کود در بخش جنگلدار و کشاورزی و مرتع داری به کار رود(که در این صورت باید میزان مواد سمی در آن در حدود مجاز باشد) و یا ممکن است آن را سوزاند و کلوخه کرد.

سختی آب معمولاً برحسب مقدار وزنی کربنات کلسیم در یک میلیون واحد وزنی آب(p.pm) محاسبه می شود واحد سختی در کشورهای مختلف با یکدیگر متفاوت است.

در واحد انگلیسی آبی که دارای سختی 4-0 درجه باشد نرم و20-7 درجه متوسط و بالاتر از20 آب سخت نامیده می شود.

آب مناسب برای مصرف در گارگاه رنگرزی باید مطابق جدول 16.1 باشد.

آب مناسب جهت دیگ های بخار و تحت فشار کم باید سبک بوده و عاری از اکسیژن انیدرید کربنیک- اسیدهای آزاد و ترکیبات آلی دیگر باشد و سختی کل آن نباید از35 p.p.m بیشتر باشد برای دیگ های بخار که تحت فشار کار می کنند سختی کل آن باید تقریباً نزدیک صفر باشد.

برای رفع سختی آب روش های گوناگون وجود دارد که به طور عموم عبارتند از: 1- آهک- سودا 2- تبادل یونی(امروزه متداول تر از سایر روش ها است و درهر ظرفیتی از کارخانه قابل اجراست) 3- استفاده از مواد سختی گیر 4- تقطیر با توجه به شرایط کارگاه و حجم تولید از طرفی و تفاوت قیمت روش های مختلف از نظر اقتصادی برای انتخاب روش مناسب مشاوره با مهندسین مشاور آب و فاضلاب لازم است.

پس آب در کارگاههای رنگرزی: پس آب کارخانجات رنگرزی حاوی مقادیر مختلفی مواد شیمیایی و رنگزا است که در اثر عدم جذب و یا فعل و انفعالات مختلف، مواد درآن به جا می ماند.

تخلیه این ..................................................................

محیط زیست می شود که به نوبه خود می تواند مسائل زیادی را از نظر آلودگی آب های کشاورزی و آبزیان و یا سایر موارد به وجود آورد، بنابراین کنترل پس آب و تنظیم آن قبل از روانه سازی به بیرون از کارخانه و انجام تصفیه های لازم و دورسازی آلودگیهای آن در حد متعارف امری اجباری است.

کنترل های لازم از نظر محیط زیست در موارد زیر انجام می شود: - کنترل میزان اکسیژن لازم جهت فعالیتهای بیوشیمیایی - اندازه pH - غلظت فلزات سنگین - دما - مواد معلق و کف زا - مواد رنگزا - مواد چربی و روغن ها و شوینده ها - سایر مواد اکسیژن: مقدار5 میلی گرم در لیتر حداقل میزان اکسیژن لازم برای ادامه حیات آبزیان است که این رقم در آب های سرد تا 6 میلی گرم نیز افزایش می یابد.

در آب های آلوده این رقم گاهی به صفر می رسد.

اکسیژن محلول در آب در اثر عمل فتوسنتز که خاص گیاهان سبز است در نور روز تأمین می شود و به همین دلیل گاهی در ساعات روز مقدار اکسیژن به حد اشباع می رسد.

برای آزمون مقدار اکسیزن از روش BOD5 و COD استفاده می شود که روش اول طولانی بوده و5 روز طول می کشد در حالی که روش دوم سریع و در زمانی حدود 2 ساعت انجام می شود و سپس از منحنی و روابطی که بین BOD5 و COD وجود دارد مقدار اکسیژن محاسبه می شود.

مواد معلق: مواد معلق سبب ایجاد لایه هایی در سطح جریان آب ها گردیده و مانع نفوذ نور خورشید و یا عمل فتوسنتز می گردد.

مواد رنگزا: عدم جذب کامل مواد رنگزا در محلول های رنگرزی یکی دیگر از عواملی است که از عمل فتوسنتز جلوگیری کرده و در نتیجه سبب آلوده شدن آب می گردد.

مواد چربی و روغن ها و شوینده ها: این مواد نیز چون لایه ای سطح آب را می پوشانده و مانع عمل فتوسنتز و اکسیژن گیری خواهند شد- مواد شوینده یا کف زا و یا موادی مثل انواع ضد حشره ها و ضد باکتری ها و خلاصه آفت کش ها می توانند ایجاد مواد سمی و یا سرطان زا در آب بنمایند.

اسیدها و قلیائیها: وجود اسیدها و قلیائیها سبب به هم زدن pH مناسب برای ادامه حیات آبزیان و یا آب مناسب کشاورزی شده و یا سبب ایجاد رسوب و یا بالا بردن تأثیر خوردگی در فلزات می شود.

ترکیب فلزات سنگین: ترکیبات فلزات سنگین مانند کرم- مس- کادمیم و نظایر آنها که در دندانه ها و رنگرزی رنگزاهای پری متالیزه وجود دارند سبب مرگ و میر ماهیها و آلوده شدن آب های کشاورزی می شود که سبب ایجاد سرطان در انسان بوده و به علاوه باعث ایجاد عوارضی در استخوان- ماهیچه- خون- قلب و غیره می شوند رنگزاهای کرمی به دلیل اقتصادی بودن و ثبات خوب دیگر به خصوص گرایش عالی نسبت به الیاف در انواع مشکی و سرمه ای هنوز هم به میزان زیادی در صنعت رنگرزی پشم مصرف دارد.

مسائل زیست محیطی و به ناچار کنترل سیستم های رنگرزی، روش دندانه بعد از رنگرزی را از سایر روش ها مناسب تر تشخیص داده و فعلاً تنها روشی است که از نظر تجارتی دارای اهمیت است.

حتی در این روش هم مسائل پس آب قابل توجه است و رنگرزان و کارشناسان شیوه های مختلفی را جهت اضافه کردن کرم در سیستم رنگرزی پیشنهاد می کنند در این بین کمترین مانده کرم هنگامی به دست می آید که دندانه دادن در حمام 5/3= pH در غیاب یون سولفات انجام شود و در این رابطه تولید کنندگان رنگزا میزان دی کرمات سدیم و یا پتاسیم را حداکثر تا m.f.

5/1% پیشنهاد می کنند.

حداکثر میزان غلظت کرم در پس آب تصفیه شده 1/mg 2 پیشنهاد می شود که برای رسیدن به آن اضافه کردن مواد شیمیایی مناسب به پس آب لازم می باشد اضافه کردن تیوسولفات سدیم در هنگام دندانه دادن باعث می شود میزان کرم تا حد ناچیزی تقلیل پیدا کند.

سازندگان مختلف، مواد و شرایط متفاوتی را برای رسیدن به این هدف غیر از تیوسولفات پیشنهاد کرده اند.

استفاده مجدد از پس آب: پساب معمولاً به سه روش زیر وارد محیط زیست می شود: 1- تخلیه در مجاری جمع آوری فاضلاب شهری 2- تصفیه اختصاصی و تخلیه در محیط زیست 3- بازیابی پساب واستفاده مجدد انتخاب هر یک از سه روش بالا بستگی به منبع تولید آب- موقعیت جغرافیایی کارگاه- حجم تولیدی و قیمت آب مصرفی دارد چنان که پساب در سیستم فاضلاب شهر وارد شود باید ساعات تخلیه و مقدار آن بسته به نوع پساب توسط محیط زیست تعیین گردد.

چنان چه پساب در رودخانه تخلیه گردد باید تصفیه لازم روی آن انجام شود.

ممکن است لازم باشد قسمتی از پساب به مصرف مجدد برسد که بر حسب مورد این عمل قبل و یا پس از تصفیه انجام می شود که در این صورت به میزان وسیعی از هزینه های تصفیه کاسته می شود.

در صنعت رنگرزی قالی، روش کلاف رنگ کنی بیشتر از سایر روش ها استفاده می شود و این سیستم از نظر مصرف آب نسبت به بقیه روش ها پیشی دارد، در مواردی که آب گران است تصفیه و استفاده مجدد از آن پیشنهاد می شود.

البته محاسبه قیمت تصفیه و انتخاب روش اقتصادی برای آن مهم است.

جدول 16.2 کیفیت پساب را برای تخلیه در شبکه های فاضلاب و یا جریان های آب که معمولاً در بیشتر نقاط دنیا متداول است نشان می دهد.

برای رسیدن به جدول بالا روش های مختلف تصفیه وجود دارد که نوع آن بر حسب حجم آب خروجی با توجه به هزینه های زیاد تصفیه انتخاب می شود در بعضی روش ها آب خروجی به طور مستقیم و در بعضی دیگر به طور غیر مستقیم وارد جریان های آب طبیعی می شود در خط تخلیه مستقیم از سیستم های تصفیه …… که هزینه نسبتاً بالایی را دارد استفاده می شود.

جدول 16.2 استاندارد کی فیت پساب جهت تخلیه در فاضلاب و رودخانه(ارقام به میلی گرم در لیتر) در حالیکه کارگاههای کوچکتر معمولاً پساب خود را به طور مستقیم تخلیه می کنند و درنتیجه این کارخانجات باید بتوانند استانداردهای محیط زیست را که در این رابطه وجود دارد در سطح بالاتری رعایت نمایند.

برای حل این مشکل در مواردی که کارگاهها در شهرک های صنعتی قرار دارند می توان از یک سیستم تصفیه مرکزی با مشارکت چندین کارگاه استفاده کرد و در نتیجه هزینه ها را تقسیم نمود.

در سیستم های تصفیه جدید از روش بیو شیمیایی ........

و بیشتر برای تخلیه مستقیم استفاده می شود که در این روش اصول کار چنین است: 1- صاف کردن 2- محفظه ماسه 3- مخزن رسوب گیری اولیه که این مرحله امروزه معمولاً مجهز به سیستم هوادهی است و یا به صورت کمتر رایج، روش فیلتراسیون چکه ای، جائی که پساب از روی خار سنگ های حاصل از آتش نشانی و یا مشابه آن و یا زغال کک آغشته به کلنی های باکتریایی عبور داده می شود که شکل کلی آن به صورت زیر است.

ولی به طور کلی بر حسب شرایط کارگاه برای انتخاب روش مناسب مشاوره با کارشناسان لازم است.

نام مواد موجود در آب مقدار مواد برحسب p.p.mسیلیس 3- 5/0 سختی کل معادل CaCo3 25-0 آهن معادل Fe 2/0-1/0 منگنز معادل Mn 2/0-0 مواد قلیایی(در مقابل متیل اورانژ) معادل CaCO3 64-35 مجموع جامدات محلول در آب 150- 65 5/8-7 کیفیت پساب تخیله در رودخانه تخیله در شبکه فاضلابBOD 20 -- مواد معلق 30 500 فلزات سنگین(کرم – کادمیم- مس- 5/0 30 روی- نیکل و غیره) سیانور 1/0 5 سولفات -- 300 pH 9-6 10-6 آمونیاک 10 --