תהליך הטיפול בשפכים בתעשיית העיסה והנייר הוא תהליך מורכב ושיטתי, הכולל בדרך כלל שלושה שלבים: טיפול מקדים, טיפול ביולוגי וטיפול מתקדם. השלבים המפורטים של תהליך זה הם כדלקמן:
I. שלב הטיפול המקדים
המטרה העיקרית של שלב הטיפול המקדים היא להסיר מוצקים מרחפים, להתאים את ה-pH ולהפחית את ריכוז החומר האורגני בשפכים, תוך יצירת תנאים לטיפול ביולוגי בהמשך.
1. מסך בר: מסיר מוצקים מרחפים וחומר צף מהשפכים כדי להפחית את העומס על תהליכי הטיפול הבאים. מסכי בר מרותכים בדרך כלל מפלדה שטוחה ומפותלת, וניתן להתאים את המרווח בין הסורגים בהתאם לתנאים בפועל.
2. מיכל שוויון: מווסת את זרימת שפכים ומייצב את איכות המים, מספק תנאי איכות מים יציבים לטיפול בהמשך. למיכלי השוויון יש בדרך כלל נפח גדול כדי לחסום תנודות בזרימת שפכים.
3. מיכל שיקוע/מיכל ציפה: מסיר עוד יותר מוצקים מרחפים עדינים וקצת חומר אורגני מהשפכים. מיכלי שיקוע מנצלים את כוח המשיכה כדי לשקוע מוצקים מרחפים, בעוד שמיכלי ציפה מחדירים מיקרו-בועות למי השפכים, מה שגורם למוצקים מרחפים להיצמד לבועות ולצוף אל פני השטח.
4. מיכל נטרול: מכוון את ה-pH של מי השפכים לטווח מתאים לטיפול ביולוגי. זה מושג בדרך כלל על ידי הוספת חומצה או אלקלי.
II. שלב הטיפול הביולוגי
שלב הטיפול הביולוגי הוא שלב הליבה של טיפול בשפכים לייצור נייר, בעיקר תוך שימוש בטכנולוגיות טיפול ביולוגיות כגון בוצה פעילה וביופילם כדי להסיר מזהמים כגון חומרים אורגניים, חנקן וזרחן מהשפכים.
1. טיפול ביולוגי אירובי:
* תהליך בוצה פעילה: מספיק חמצן מומס מסופק למי השפכים באמצעות ציוד אוורור, המאפשר לבוצה ולמי שפכים להתערבב היטב. מיקרואורגניזמים מפרקים חומרים אורגניים. לאחר פרק זמן, האלכוהול המעורב במיכל האוורור נכנס למיכל שיקוע להפרדת נוזלים מוצקים.- המים המטופלים מוזרמים או מטופלים בהמשך, בעוד שחלק מהבוצה מוחזרת למיכל האוורור כדי לשמור על אוכלוסיית החיידקים.
* תהליך ביופילם: משתמש בביופילם המחובר לפני השטח של נשא כדי לבזות מזהמים אורגניים. כאשר שפכים עוברים דרך שכבת הביופילם, מזהמים אורגניים מתכלים על ידי מיקרואורגניזמים. בהשוואה לתהליך הבוצה המופעלת, לתהליך הביופילם עמידות חזקה יותר לעומסי זעזועים, הוא דורש פחות קרקע וקל יותר לתפעול ולניהול.
2. טיפול ביולוגי אנאירובי: בתנאים אנאירוביים, מיקרואורגניזמים אנאירוביים ממירים מזהמים אורגניים בשפכים לחומרים כמו מתאן ופחמן דו חמצני. טכנולוגיות טיפול ביולוגי אנאירובי כוללות בעיקר מערכות שמיכת בוצה אנאירובית (UASB), המאופיינות ביכולת עומס גבוהה, עלות נמוכה והשבת אנרגיה.
3. סילוק חנקן וזרחן ביולוגי: בשלב הטיפול הביוכימי יש לשקול גם פינוי של חומרי הזנה כמו חנקן וזרחן. סילוק חנקן ביולוגי כולל בדרך כלל שלושה שלבים: אמוניפיקציה, ניטריפיקציה ודניטריפיקציה, השגת המרה והסרה של חנקן באמצעות פעולה סינרגטית של סוגים שונים של מיקרואורגניזמים. הסרת זרחן ביולוגי משתמשת בחיידקים שצוברים פוליפוספט- כדי לצבור זרחן במי השפכים כפולי-פוספט בתוך המיקרואורגניזמים, אשר מוסר לאחר מכן באמצעות הזרמת בוצה.
III. שלב טיפול מתקדם
שלב הטיפול המתקדם מכוון בעיקר לשפכים שעדיין מכילים ריכוזים גבוהים של חומרים אורגניים סוררים ומזהמי צבע לאחר טיפול ביוכימי. טכנולוגיות מתקדמות של חמצון, ספיחה והפרדת ממברנות משמשות לטיפול נוסף על מנת להבטיח שהשפכים עומדים בתקני הזרמה.
1. טכנולוגיות חמצון מתקדמות: כגון חמצון אוזון וחמצון פנטון, משתמשות בחומרי חמצון חזקים לפירוק חומר אורגני סורר, הפחתת COD וצבע במי שפכים.
2. טכנולוגיות ספיחה: השתמשו בחומרי ספיחה כמו פחם פעיל להסרת חומרים אורגניים, צבע ומזהמים אחרים ממי שפכים.
3. טכנולוגיות הפרדת ממברנות: השתמשו בטכנולוגיות הפרדת ממברנות כגון ננופילטרציה ואוסמוזה הפוכה כדי להשיג הפרדה יעילה של חומרים אורגניים, מוצקים מרחפים ומזהמים אחרים ממי שפכים.
