ارزيابي فرآيند انعقاد و لخته سازي در حذف فلزات سنگين از پساب شيميايي مجتمع فولاد مباركه

Evaluation of Coagulation and Flocculation Process in Removal of Heavy Metals from Chemical Wastewater of Mobarakeh Steel Complex

زمينه و هدف: پساب حاصل از صنايع فولاد به عنوان يكي از منابع آلاينده فلزات سنگين نقش به سزايي در آلوده‌سازي محيط ايفا مي‌نمايد. لذا تصفيه بهينه و حذف اين آلاينده‌ها جهت حفظ محيط‌زيست و رسيدن به استانداردهاي تخليه بسيار اهميت دارد. در مجتمع فولاد مباركه طي فرآيند توليد ورق‌هاي فولادي گالوانيزه و قلع اندود، پسابي توليد مي‌شود كه حاوي غلظت‌هاي بالايي از فلزات آهن و كروم مي‌باشد. در اين تحقيق به ارزيابي كارآيي فرآيند انعقاد و لخته سازي در حذف اين فلزات از پساب تصفيه‌خانه شيميايي مجتمع فولاد مباركه پرداخته مي‌شود. روش بررسي: جهت طراحي آزمايش‌ها از روش طراحي مركب مركزي كه متداول‌ترين نوع طراحي در روش رويه پاسخ است، استفاده مي‌شود. متغيرهاي مورد بررسي در اين تحقيق چهار عامل pH، كدورت ورودي، غلظت منعقدكننده و غلظت كمك منعقدكننده مي‌باشد كه هر يك در پنج سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. براي هر يك از فلزات مورد بررسي يك مدل رگرسيوني درصد حذف بر حسب عوامل موثر به دست آمده است. يافته­ ها: نتايج مرحله مدل‌سازي نشان مي‌دهد pH تاثيرگذارترين عامل بر غلظت آهن خروجي و كدورت ورودي تاثيرگذارترين عامل بر درصد حذف كروم بوده است. نتايج مرحله‌ي بهينه‌سازي نشان مي‌دهد غلظت بهينه منعقدكننده مورد استفاده (كلرور فريك) 397 ميلي‌گرم بر ليتر، غلظت كمك منعقدكننده (پلي الكترولايت) 06/0 ميلي‌گرم بر ليتر، pH بهينه 25/10 و كدورت ورودي بهينه 103 NTU مي‌باشد بحث و نتيجه­ گيري: رويه پاسخ روش موثري در طراحي آزمايش‌ها است كه با ساخت مدل رگرسيوني مرتبه دوم از فرآيند انعقاد ولخته سازي، امكان پيش بيني شرايط مختلف بهره برداري و تاثير هم‌زمان عوامل بر پاسخ فراهم مي شود

Background and Objective: Wastewater from the steel industry as one of the heavy metal pollution sources plays an important role in environmental pollution. Therefore, the optimal treatment and removal of these pollutants are very important to protect the environment and achieve discharge standards. In the Mobarakeh Steel Complex, wastewater is produced during the production of galvanized steel and tin-plated steel, containing high concentrations of ferrous and chromium metals. In this study, the efficiency of the coagulation and flocculation process in removing these metals from the wastewater of Mobarakeh Steel chemical treatment plant is investigated. Method: To design the experiments, the central composite design method, which is the most common design type in response surface methodology (RSM), is used. The variables studied in this study are four factors of pH, inlet turbidity, coagulant and coagulant aid concentrations that each is studied at five levels. For each of the studied metals, a regression model of removal percentage is obtained based on the effective factors. Findings: Results of the modeling stage shows that pH is the most effective factor on the effluent iron concentration and inlet turbidity is the most effective factor on chromium percent removal. The optimization results show the optimum coagulant dose (ferric chloride) 397 mg/L, coagulant aid concentration (polyelectrolyte) 0.06 mg/L, optimum pH of 10.25 and optimum inlet turbidity of 103 NTU. Discussion & Conclusion: RSM is an effective method in experimental design that by developing a second-order regression model of the coagulation-flocculation process, it is possible to predict different operating conditions and simultaneous effect of factors on the response.