در صنعت شیمی، مشکل غیر معمول، فرآیندهای مناسب جهت تصفیه فاضلاب‌های صنعتی است. تصفیه بیولوژیکی معمولاً به دلیل محتوای بالای ترکیبات آلی شیمیایی قابل اعمال نیست. با این حال، روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی به فرآیند تصفیه مناسب فاضلاب کمک کنند و معمولاً امکان بازیابی مواد آلاینده را نیز فراهم می‌کنند. این پدیده حوزه کاربرد روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب باز می‌کند و می‌تواند نه تنها به اهداف اقتصادی بازچرخانی، بلکه به تخلیه مایع صفر (ZLD) کمک کند. استراتژی فرآیندهای تصفیه فاضلاب صنعتی به تفصیل بررسی می‌شود، که همچنین به این نکته اشاره می‌کند که روش‌های ترکیبی معمولاً می‌توانند برای رسیدن به هدف اولیه – حداکثر بازیابی و استفاده مجدد از مواد آلاینده کارآمد باشند.
فرآیندهای تصفیه فاضلاب صنعتی باید با دقت طراحی و اجرا شوند تا شرایطی برای زندگی پایدار در سیاره ما فراهم شود. این تفکر مستلزم تجزیه و تحلیل چرخه‌های طبیعت و تبدیل مفهوم به عمل صنعتی است؛ زیرا هیچ زباله‌ای در طبیعت وجود ندارد. تمام ماده در یک فرآیند متعاقب استفاده می‌شود (Tong and Elimelech 2016) این اصل می‌تواند برای تصفیه فاضلاب فرآیند صنایع شیمیایی حاوی مواد با ارزش بسیار مفید باشد.
به دنبال این اصل، کمیسیون اروپا (EC) بسته‌ای را برای ترویج‌گذار به اقتصاد دایره‌ای در پایان سال 2015 تصویب کرد (مرکز بین المللی فناوری محیطی 2015). این پیش نویس شرکت‌ها و مصرف‌کنندگان را تشویق می‌کند تا از منابع اقتصادی‌تر استفاده کنند. اقتصاد دایره‌ای تشخیص می‌دهد که در بسیاری از موارد، اثرات زیست‌محیطی را نمی‌توان در یک فرآیند تولید کاهش داد زیرا تولید فاضلاب اجتناب ناپذیر است (کاکوانی و کلبر 2020). در نتیجه، فرآیندهای تولید، مصرف و تولید فاضلاب باید به هم مرتبط شوند و چرخه ذاتی طبیعت باید در صنعت اجرا شود (اندروز و همکاران 2011). کلمش و همکاران (2021) بر اهمیت اجرای مفهوم اقتصاد دایره‌ای در بعد بازیافت زباله های پلاستیکی نیز تاکید کردند. همزیستی صنعتی، که به معنای استفاده از فاضلاب‌های یک بخش به عنوان ماده خام در بخش دیگر است، باید ترویج شود (مرکز فناوری محیطی بین المللی 2015).
در دوره اخیر، حفاظت از محیط زیست در صنایع شیمیایی نیز اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است . اگرچه هدف طراحی فرآیند محیط‌گرا جلوگیری از تولید زباله است، اما در بسیاری از موارد، وقوع آن اجتناب ناپذیر است. یک تجلی معمولی این مثال از فاضلاب‌ها فرآیندی است که به ویژه در صنایع شیمیایی، عمدتاً در صنعت داروسازی تولید می‌شود. در مورد دوم، مدیریت کارآمد فاضلاب‌های انتهای لوله به جای تخلیه مستقیم مورد نیاز است. در ارتباط با روش‌های تصفیه پسماند انتهای لوله، توجه به مواد بالقوه قابل بازیافت و گردش مجدد آن‌ها مهم می‌باشد. ذکر این نکته ضروری است که PWWها در مقادیر بسیار زیاد تولید می‌شوند و می‌توانند حاوی مواد شیمیایی با ارزش زیادی باشند. بنابراین، با پیروی از مفهوم اقتصاد دایره‌ای، شایسته است با مدیریت آن‌ها، استخراج مواد ارزشمند و استفاده محلی از آن‌ها بپردازیم.
روش‌های تصفیه فاضلاب را می توان به 3 دسته فرآیندهای بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی طبقه‌بندی کرد. در مورد حذف آلاینده‌های آلی از فاضلاب، معمولاً در مورد تصفیه بیولوژیکی فاضلاب صحبت می‌کنیم که می‌تواند با عملیات مکانیکی ترکیب شود .
از یک طرف، تصفیه بیولوژیکی فاضلاب یک تصفیه معمولی پسماند انتهای لوله است که در آن گردش مجدد تقریباً به‌طور کامل غیرممکن است. از سوی دیگر، به دلیل محدودیت‌های عملیاتی در مورد فاضلاب‌های تکنولوژیکی با محتوای آلی بالا، همیشه قابل اجرا نیست. در مناطق پرجمعیت، شهرداری‌ها به دلیل فاصله ایمنی احتمالاً ناکافی اجازه استفاده از آن را نمی‌دهند. بنابراین، در کارخانه‌های شیمیایی، به‌ویژه در شهرک‌های پرجمعیت، باید جایگزین‌های دیگر تصفیه فاضلاب در نظر گرفته شود، به عنوان مثال: روش های فیزیکوشیمیایی. از آنجایی که سوزاندن امکان بازیافت را رد می‌کند و همچنین یک فرآیند معمولی آلاینده و گران برای پسماندهای آبی است، این محلول کمترین ارجحیت دارد .
روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب معمول شامل واحدهای جداسازی هستند که براساس تفاوت‌های فرار نسبی عمل می‌کنند. مزیت استفاده از این روش‌های فیزیکوشیمیایی در امکان بازیابی و بازیافت اجزای آلاینده آلی ذکر شده در بالا نهفته است .
ابزارهای قدرتمند به حداقل رساندن پساب در صنایع شیمیایی را خلاصه کردند. از طریق مثال جداسازی مخلوط‌های آزئوتروپیک، نویسندگان بر روش‌های بازیابی حلال‌ها به عنوان پروتکل‌های موثر و پایدار برای محیط‌زیست تأکید می‌کنند. کارشناسان فرآیندهای فیزیکوشیمیایی را به عنوان فناوری‌هایی ذکر کردند که قادر به بازیابی منابع از پساب‌های صنعتی هستند. این تحقیق همچنین تاکید می‌کند که تبدیل از اقتصاد خطی به اقتصاد دایره‌ای یک استراتژی ترجیحی و امیدوارکننده است.
ابتدا از منظر مدیریت پسماند به بحث معضل پیش رو پرداخته می‌شود و سپس به تدریج مشکلات آلودگی و روش‌های حل آن ارائه می شود. در ابتدا کار، به جنبه‌های زیست محیطی بخش صنایع شیمیایی پرداخته می‌شود. پس از آن، استراتژی‌های کاهش پساب این بخش تشریح می‌شود.
فصل زیر شامل معرفی ویژگی‌های فاضلاب و روش‌های اصلی تصفیه است. بخش اصلی کار با معرفی و ارزیابی دقیق روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب شیمیایی ارائه می‌شود. در نهایت، ویژگی‌های زباله‌های مایع در بخش داروسازی نشان داده شده است، جایی که استفاده از روش‌های فیزیکی و شیمیایی می‌تواند به شدت توصیه شود.
سیستم‌های اقتصادی و فناوری با جمع آوری اطلاعات، انرژی و مواد از محیط به منظور تبدیل و بازگرداندن آن‌ها عمل می‌کنند. موادی که از تکنوسفر (تکنوسفر مجموع تمام کارهایی است که بشریت انجام داده است. یعنی پوسته‌ای خاص از این سیاره که در آن فعالیت موضوعی-عملی شخص انجام می‌شود. تکنوسفر شامل شرکت‌های مختلف، ساختمان‌ها، سدها، مزارع و بسیاری موارد دیگر است.) خارج می‌شوند می‌توانند در یکی از دسته‌بندی‌های زیر قرار گیرند: محصول، پسماند یا فاضلاب یا محصول جانبی.
زیست کره، یعنی محیط طبیعی، از نیمه دوم قرن بیستم به دلیل توسعه شدید اقتصاد، مورد استفاده زیادی قرار گرفته است. این همچنین در این واقعیت منعکس شد که تعامل بین زیست کره و تکنوسفر بسیار شدیدتر شده است. با این حال، خطر برخی تغییرات زیست‌محیطی برگشت‌ناپذیر یا بالقوه غیرقابل برگشت، بار بیش از حد زیست‌کره و در دسترس بودن محدود مواد اولیه و درخواست‌هایی در مورد سرعت فعلی توسعه اقتصادی است. در نتیجه، تطبیق نیازهای اجتماعی با امکاناتی که محیط طبیعی ارائه می دهد، وظیفه مهمی است. در واقع، مفهومی که با این ملاحظات شکل می گیرد، توسعه پایدار است.
طبق قانون اول ترمودینامیک، به طور خاص، قانون بقای انرژی، اجرای فناوری بدون پسماند از نظر تئوری غیرممکن است. بازده کامل (100%) محصول، در اصل، قابل دستیابی نیست، زیرا تشخیص محصولات جانبی به دقت تحلیلی بستگی دارد. “عامل محیطی” شاخصی است که برای ضایعات شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که میزان پسماند در هر تن محصول را مشخص می‌کند .
به‌طور کلی، می‌توان بیان کرد که در بسیاری از بخش‌های شیمیایی (مانند صنعت داروسازی)، بازده محصول اصلی اغلب تنها چند درصد کارایی را نشان می‌دهد و معمولاً مقدار زیادی محصولات جانبی و ضایعات تولید می‌شود. با توجه به این تمایل، رویکرد مدرن برای حل مشکل، از محصولات مجاور در نقطه منبع (تولید) آن‌ها جلوگیری می‌کند. کاهش ضایعات نیز یک علاقه اقتصادی عمده برای تولیدکنندگان است . با این حال، هزینه های تولید را می‌توان به‌طور قابل توجهی با مقررات سختگیرانه زیست محیطی و مواد شیمیایی افزایش داد و حفاظت از محیط زیست نه تنها یک مشکل تکنولوژیکی، شیمیایی، بیولوژیکی، بیوشیمیایی و غیره، بلکه یک موضوع اقتصادی نیز اهمیت دارد. جنبه‌های اقتصادی و زیست‌محیطی با این همبستگی‌ها ارتباط تنگاتنگی دارند. الزامات تدوین شده توسط جامعه نسبت به صنایع شیمیایی، در طول زمان، تولیدکنندگان را مجبور می‌کند تا پیشرفت‌های فنی انجام دهند و محصولات سازگار با محیط زیست بیشتری تولید کنند.
به طور سنتی، صنایع شیمیایی بیشتر مستعد آلودگی است و به عنوان یک صنعت مواد و انرژی بر محسوب می‌شود. با این حال، همراه با الحاق به اتحادیه اروپا، حفاظت از محیط زیست برای همه شرکت‌های داخلی اجباری است، صنایع شیمیایی از انرژی قابل توجهی برخوردار است و همچنین طیف گسترده‌ای از مواد خام در مقادیر زیادی برای تولید خود دارد.
در نتیجه، از هر دو طرف ورودی و خروجی، بار قابل توجهی بر محیط زیست وارد می‌کند. پیشرفت‌های فن‌آوری و مدرن‌سازی نه تنها این بار را کاهش می‌دهد، بلکه در مدیریت کارآمدتر مواد و انرژی نیز مفید است که در نتیجه می‌توان ضایعات را به تدریج کاهش داد.
تولید و استفاده از برخی محصولات شیمیایی به دلیل محتوای عامل فعال بالای آن‌ها، خطرات زیست محیطی جدی را به همراه دارد. از این منظر، محصولات گیاهی نیز می توانند مشکلات جدی ایجاد کنند.
شورای ملی تحقیقات ایالات متحده (2013) بررسی کرد که چگونه می‌توان به هماهنگی فوق الذکر دست یافت، یعنی چگونه می‌توان اهداف زیست محیطی بخش اقتصادی را با فرصت‌های ارائه شده توسط فناوری و تحقیقات ترکیب کرد.
می‌توان گفت که فعالیت‌های صنعتی شیمیایی و صنعتی، به طور کلی، با تولید ضایعات اجتناب‌ناپذیر همراه است، زیرا امروزه هیچ فرآیند تکنولوژیکی وجود ندارد که در آن تنها و منحصراً محصول نهایی مطلوب تولید شود. در گذشته، در زمان مقررات زیست محیطی کمتر سختگیرانه و سطح پایین توسعه صنعتی، به اصطلاح راه حل‌های انتهای لوله استفاده می‌شد.
دستورالعمل‌هایی که عموماً اعمال می‌شود، اقداماتی برای دفع زباله (دفن زباله‌های جامد، تصفیه فاضلاب، تصفیه گازهای دودکش فرآیند) و بازیافت احتمالی آن‌ها بود. این عملیات اغلب کاملاً مستقل از فرآیندهای تکنولوژیکی بود که فاضلاب را “تولید” می‌کرد. از دهه 1990 به بعد، حفاظت از محیط زیست مستقل از فناوری‌های شیمیایی به تدریج با مفهوم حفاظت از محیط زیست مرتبط و ادغام شده با فناوری‌ها جایگزین شد. اهداف اصلی حفاظت از محیط زیست به طور ذاتی در فن آوری‌های شیمیایی عبارتند از:
توجه به این نکته مهم است که تغییر در تمرکز حفاظت از محیط زیست به سمت کاهش فاضلاب مستلزم تغییر در روش فرآیندهای شیمیایی است. تغییرات تکنولوژیکی در صنعت شیمیایی، به منظور حفاظت از محیط زیست، را می توان به 2 گروه طبقه بندی کرد:
به عنوان یک قاعده اکتشافی، استفاده از اصول کاهش فاضلاب و ضایعات در طراحی و ساخت کارخانه جدید بیشتر از مدرن کردن فناوری در یک کارخانه موجود است.
در مورد یک کارخانه شیمیایی چند واحدی، اگر واحدهای کارخانه به صورت جداگانه مورد مطالعه قرار گیرند، تنها بهینه محلی را می‌توان به‌دست آورد که برای کاهش انتشار جهانی (کل) زباله کافی نیست. کارخانه شیمیایی، که در فرآیند آن همه واحدها باید درگیر شوند.
در ابتدا، توسعه زیست محیطی در صنایع شیمیایی به صورت add hoc انجام شد. راه‌های اصلی کاهش ضایعات، شیوه‌های صنعتی دقیق، تغییرات کوچک در عملیات و رعایت دقیق استانداردهای مواد خام و استانداردهای تولید بود.
تأثیر، نتایج می تواند به طور قابل توجهی بهتر باشد. این عملیات مبتنی بر طراحی فرآیند شیمیایی سلسله مراتبی است که می‌تواند برای طراحی فناوری های جدید و یا برای ارتقاء فناوری‌های موجود مورد استفاده قرار گیرد.
طراحی فرآیند سلسله مراتبی را می‌توان با روش “Onion Diagram” منتشر شده توسط Linnhoffetal (1994) توصیف کرد. نمودار عناصر اصلی فرآیند تولید شیمیایی را در لایه‌های مختلف که مراحل متوالی طراحی فرآیند سلسله مراتبی را نشان می‌دهد.
طراحی فرآیند با داخلی‌ترین لایه، یعنی راکتور آغاز می‌شود. با حرکت به سمت خارج، سپس با سیستم جداسازی/ چرخش و به دنبال آن سیستم شبکه مبدل حرارتی (HEN انرژی) سیستم‌های کمکی ادامه می‌یابد.
این فرآیند همیشه باید به عنوان یک کل مورد بررسی قرار گیرد زیرا تعاملات و همبستگی‌های نزدیکی بین سطوح مختلف برنامه ریزی فرآیند وجود دارد. به عنوان مثال، فرآیند جداسازی و گردش مجدد را نمی‌توان در طراحی یک تصفیه خانه بهینه نادیده گرفت.
لازم به تاکید است که به‌سازی شبکه مبدل حرارتی نیز یک وظیفه مهم در طراحی فرآیند بی خطر محیطی است.
نمودار باید با یک لایه ساختگی اضافی تکمیل شود، که نمادی از عملیات بیشتر لازم برای عملکرد صاف فرآیند تولید شیمیایی است Mizsey 1994 محیط لازم برای اجرای یک فرآیند پیچیده را تشکیل می دهد. این شامل تصفیه فاضلاب، بازیافت، دفع زباله های تولید شده، تغییر محصول، تبادل مواد خام، تعمیر و نگهداری تجهیزات، ذخیره سازی، راه اندازی فرآیند و تعطیلی و غیره است.
تجزیه و تحلیل داده‌ها در رسانه‌های اجتماعی ممکن است بتواند مدیریت زباله‌های مایع خانگی را تفسیر کند اما اگر هدف جمع آوری اطلاعات پسماندهای صنعتی است، باید از یک پایگاه داده دقیق استفاده شود. ثبت انتشار و انتقال آلاینده اروپا (European Pollutant Release and Transfer Register 2020) بزرگ‌ترین پایگاه داده انتشار آلاینده‌های صنعتی اروپا است که اطلاعاتی را در مورد بیش از 90 ترکیب و 45 بخش اقتصادی ارائه می دهد. این داده‌ها با مشارکت 33 کشور به نمایندگی از کشورهای عضو اتحادیه اروپا، ایسلند، لیختن اشتاین، نروژ، صربستان و سوئیس و بریتانیا گردآوری شده است. E-PRTR آلاینده‌های شیمیایی فاضلاب را به دسته‌های زیر طبقه بندی می کند:
الف) ترکیبات آلی حاوی کلر
ب) سایر ترکیبات آلی
ج) ترکیبات معدنی
د) فلزات سنگین
در سال 2017، مجموع انتشار این 33 کشور بالغ بر 11 میلیون تن بوده است که 92 درصد آن را می‌توان مستقیم و 8 درصد را غیرمستقیم در نظر گرفت. در صورت انتشار مستقیم، فاضلاب تولید شده توسط کارخانه شیمیایی در محل تصفیه می‌شود و متعاقباً به فاضلاب عمومی تخلیه می‌شود.
در هنگام تخلیه غیر مستقیم، فاضلاب از طریق سیستم فاضلاب شهری به تصفیه خانه‌های فاضلاب شهری می‌رسد. پس از تصفیه مناسب، فاضلاب را می‌توان در فضای باز رها کرد. در میان گزینه‌های درمانی، روش‌های تصفیه محلی کارخانه عمدتاً استفاده می‌شود.
اکثریت قریب به اتفاق فاضلاب تولید شده توسط صنایع شیمیایی مستقیماً از واکنش‌های شیمیایی منشأ نمی‌گیرد، اگرچه می‌تواند به طور طبیعی به عنوان میعانات یا محصولات واکنش رخ دهد. بیشتر اوقات، فاضلاب پس از واکنش، در طی مراحل پردازش، توسط عملیات شیمیایی (فیلتر کردن، سانتریفیوژ، استخراج، تقطیر) تولید می‌شود. انواع فاضلاب معمولاً در صنایع شیمیایی در پاراگراف‌های زیر ذکر شده است.
نروژ، صربستان، سوئیس و بریتانیا. E-PRTR آلاینده‌های شیمیایی فاضلاب را به دسته‌های زیر طبقه بندی می‌کند:
الف) ترکیبات آلی حاوی کلر
ب) سایر ترکیبات آلی
ج) ترکیبات معدنی
د) فلزات سنگین
در سال 2017، مجموع انتشار این 33 کشور بالغ بر 11 میلیون تن بوده است که 92 درصد آن را می‌توان مستقیم و 8 درصد را غیرمستقیم در نظر گرفت. در صورت انتشار مستقیم، فاضلاب تولید شده در محل توسط کارخانه شیمیایی تصفیه می‌شود.
نمونه‌های دیگری از پساب‌هایی که ارتباط کمتری با فرآیند تولید دارند اما در نهایت منجر به آلودگی آب می‌شوند:
تقریباً 70 تا 90 درصد از مقدار فاضلاب در این دسته قرار می‌گیرد که عموماً باعث آلودگی کمتری می‌شود.
از نظر آلاینده‌های موجود، پساب شیمیایی می تواند از موارد زیر منشأ بگیرد:
در مدیریت پسماند، دستورالعمل IPPC پیشگیری و کنترل یکپارچه آلودگی برای شرکت‌های صنعتی اعمال می‌شود و برای همه کشورهای عضو شورای اتحادیه اروپا برای تضمین حفاظت از محیط زیست الزامی است که آن را به قوانین ملی منتقل کنند (اصلاح چهارم، 2006). این مقررات باید موقعیت جغرافیایی کارخانه صنعتی و شرایط محیطی محلی را در نظر بگیرد. هدف این دستورالعمل مدیریت یکپارچه آلودگی خاک، هوا و آب، ایمنی صنعتی و استفاده از انرژی است.
اسناد مرجع BAT (BREF) مجموعه‌ای از اطلاعات جامع در مورد بهترین تکنیک‌های موجود است. به عنوان یک دستورالعمل کلی، حذف 90٪ اکسیژن مورد نیاز شیمیایی یک هدف مطلوب برای تصفیه فاضلاب شیمیایی است. اصل دیگر این است که تصفیه فاضلاب با محلول‌های پیش تصفیه کارآمد در غلیظ‌ترین حالت قبل از رقیق‌سازی و اختلاط مفید است، زیرا جایگزین ساده‌تر و ارزان‌تری برای هدایت به تصفیه خانه فاضلاب مرکزی است.
فاضلاب عاری از مواد جامد معلق را می‌توان به بخش‌های زیست تخریب پذیر و غیر زیست تخریب پذیر تقسیم کرد. اگر آلاینده‌ها سمی باشند، قبل از تصفیه بیشتر جدا می‌شوند. رویه‌های تصفیه فاضلاب غیرقابل تجزیه براساس فرآیندهای فیزیکی ویا شیمیایی است. پس از پیش تصفیه مناسب، فاضلاب را می‌توان در ارتباط با نوع آلاینده به حوضه مربوطه، تصفیه خانه بیولوژیکی فاضلاب مرکزی و یا تصفیه خانه فاضلاب شهری تخلیه کرد. شکل زیر روش‌های توصیه شده برای تصفیه فاضلاب در بخش شیمیایی را معرفی می کند.
در ابتدا روش‌های مکانیکی برای تصفیه فاضلاب فرآیندهای شیمیایی به دلیل وجود آلاینده‌های جامد بالقوه توصیه می‌شود. در صنایع شیمیایی از فرآیندهای مختلف، می‌توان طیف گسترده‌ای از مواد جامد، حتی مواد معلق در فاضلاب‌ها را یافت. این شامل نمک‌های نامحلول و باقی مانده‌های کاتالیزور است.
لجن فعال، استفاده از روش‌های بیولوژیکی و به دنبال آن روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب توصیه می شود. اگر نیاز بیوشیمیایی اکسیژن BOD ناچیز باشد، روش های بیولوژیکی مورد نیاز نیست و روش های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب را می‌توان اعمال کرد. با این حال، این یک مورد بسیار نادر در بخش شیمیایی است.
به طور کلی، فاضلاب فرآیندهای شیمیایی زیست تخریب پذیر (لجن فعال) نیستند یا فقط به میزان محدودی هستند و روش‌های بیولوژیکی اغلب برای تصفیه آن نامناسب هستند. معمولاً توسط ترکیبات آلی و معدنی سمی، یون‌های فلزی و آنیون‌ها آلوده می‌شود، بنابراین در بسیاری از موارد استفاده از روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب اجتناب ناپذیر است. اگر ممکن است پس از مرحله فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب، زیست تخریب پذیر شود، ارزش امتحان کردن روش‌های بیولوژیکی را دارد. اگر آلودگی همچنان بالاتر از حد مجاز انتشار باشد یا استفاده از روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب امکان‌پذیر نباشد، فاضلاب باید سوزانده شود .
در ادامه، روش‌های فیزیکوشیمیایی برای تصفیه PWWهای شیمیایی ارائه شده و در پرتو جنبه‌های کاربردی مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. روش‌های دیگر فیزیکوشیمیایی یا ثالثی فاضلاب به شرح زیر است: تبلور، رسوب و الکترولیز. روش‌های ذکر شده در عمل تصفیه فاضلاب اهمیت کمتری دارند.
تعدادی از روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب وجود دارد که می‌توان برای تصفیه پساب‌های فرآیندی، اساساً با هدف حذف حلال‌های آلی و کاهش تقاضای اکسیژن شیمیایی CODاستفاده کرد انتخاب بین این روش‌ها به عوامل بیشتری بستگی دارد، مانند:
در میان فناوری‌های تصفیه پسماند مایع؛ جذب، راندمان جداسازی نرخ خوبی در بازیابی مواد دارد. با این حال، محتوای مواد آلی می‌تواند به طور قابل توجهی ظرفیت جذب را کاهش دهد و جاذب مورد استفاده باید بازسازی یا دفع شود در طول بازسازی، همیشه باید مقداری از دست دادن را انتظار داشت یشترین جاذب‌های مورد استفاده عبارتند از کربن فعال، اکسیدهای فلزی Fly ash، زئولیت‌ها، گوتیت‌ها و زیست توده .
در گذشته، روش‌های زیادی برای حذف فنل‌ها (و کرزول‌ها)، مانند رزین‌های تبادلی جذبی بود. علاوه‌بر این، تعدادی از مطالعات برای تعیین مناسب‌ترین شرایط و گروه‌های عاملی برای ستون‌های جذبی در حال انجام است که می‌توانند به طور موثر برای اتصال فنل در سطح مولکولی مورد استفاده قرار گیرند. در یک سری آزمایش، یک رزین با دو گروه عملکردی (یک مبدل آنیون قوی و یک رزین تبادل آنیون ضعیف: همراه با یک رزین پلیمری بدون گروه عملکردی (پلیمر متقاطع استفاده شد.) مشخص شد که جذب فنل تا حد زیادی تحت تأثیر pH محلول است و رزین پلیمری بدون گروه های عاملی فنل را در شرایط اسیدی بسیار بهتر جذب می کند. در مقابل، رزین با دو گروه عملکردی به‌طور مشابه در شرایط اولیه عملکرد خوبی داشت.
امروزه جذب سطحی به عنوان یک فرآیند تصفیه غیر پیچیده به‌طور موثری مورد استفاده قرار می‌گیرد. آنیون‌ها و کاتیون‌های اصلی را می‌توان به طور موثر با جذب از فاضلاب حذف کرد و از نانو مواد برای جذب و سم زدایی ترکیبات دارویی از فاضلاب استفاده می‌شود.
مبدل‌های یونی را می‌توان به دو نوع مبدل‌های آنیونی و کاتیونی طبقه‌بندی کرد. رایج ترین مبدل‌های یونی مورد استفاده عبارتند از: پلی استایرن سولفونیک اسید، زئولیت‌ها، سیلیکات‌های سدیم، متااکریلی کرزین‌ها و آکریلیک. لازم به ذکر است که تبادل یونی به انرژی کم و برگشت پذیری فرآیند نیاز دارد. برای حذف غلظت‌های کم ترکیبات آلی و معدنی استفاده می‌شود. غلظت ترکیبات ذکر شده را می‌توان با تبادل یونی تا 95 درصد کاهش داد. گاهی اوقات نیاز به پیش تصفیه آب است.
با عملیات تبادل یونی، مواد تشکیل دهنده یونی سمی یا خطرناک فاضلاب را می‌توان جایگزین کرد. با کاربرد آن‌ها، از نظر تئوری، تمام یون ها و یا ذرات یونی می‌توانند با کارایی بالا حذف شوند. با این حال، یک عیب عمده این فرآیند این است که بازسازی رزین‌های تبادل یونی، فاضلاب (مایع احیا کننده) حاوی آلاینده‌های غلیظ، عناصر سمی و مواد اسیدی یا قلیایی تولید می‌کند که باید تصفیه شوند. علاوه‌بر این، مواد تبادل یونی بسیار حساس هستند.
اثربخشی حذف یون منیزیم و کلسیم از فاضلاب شیمیایی با ترکیب انعقاد و تبادل یونی را نشان داد. آب بازیافتی را می‌توان با فرآیند یکپارچه آن‌ها بازیافت کرد، بنابراین تخلیه مایع نزدیک به صفر را به دست آورد. از رزین‌های مبادله یونی جدید برای بازیابی بخش فنلی فاضلاب استفاده کرد. بیش از 50٪ حذف COD حاصل می‌شود.
صنایع شیمیایی عمدتاً به دلیل چندین تجربه نامطلوب، همچنان یکی از صنایعی است که بیشترین تأثیر زیست محیطی را دارد. با این حال، امروزه این نظر کاملاً موجه است زیرا آلودگی ناشی از این بخش به طور قابل توجهی در نتیجه توسعه فناوری و تحولات ساختاری در صنایع شیمیایی کاهش یافته است. عامل محیطی می تواند طیف وسیعی از مقادیر را براساس نوع صنایع شیمیایی نشان دهد. می‌تواند از 0.1 تا بالای 100 متغیر باشد. همچنین تمایلاتی برای ملاحظات زیست محیطی و جنبه های کاهش فاضلاب فرآیند وجود دارد که هم در رابطه با فرآیندهای شیمیایی موجود و هنگام طراحی فرآیندهای جدید اهمیت بیشتری پیدا کند. توجه به این نکته مهم است که مقررات زیست محیطی شدیدتر و شدیدتر چنین توسعه‌ای را مجبور می‌کند. حفاظت فعال محیط زیست به بخشی جدایی ناپذیر از بخش صنایع شیمیایی تبدیل شده است. پیشرفت‌های صنعتی و دستاوردهای علمی متعددی با هدف کاهش استفاده از مواد خام و انرژی و بازیافت و بازیافت فرآیند ترکیبات و محصولات جانبی آلاینده فاضلاب منتشر شده است. تحولات و تحقیقات در زمینه شیمی زیست محیطی و فنی نقش بسزایی در انحراف صنایع شیمیایی به مسیر سبزتر و کاهش ضایعات دارد.
در این تحقیق، برخی از پیشنهادات توسعه جمع آوری شده است که می‌تواند در آینده نزدیک و دور به منظور توسعه یک صنعت شیمیایی محیط گراتر، ارزش تمرکز روی آن‌ها را داشته باشد. روش‌های پیشنهادی با روش‌های فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب نشان داده می‌شوند، زیرا امکان بازیابی مواد آلاینده از PWW را که معمولاً مواد ارزشمندی هستند، ارائه می‌دهند. روش‌های اصلی فیزیکوشیمیایی تصفیه فاضلاب (جذب، تبادل یونی و جداسازی) در جنبه‌ای از مزایا و معایب آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. اغلب، سطح نیاز اولیه اکسیژن شیمیایی فاضلاب فرآیند از 10.000 میلی‌گرم در لیتر فراتر می‌رود. می تواند به 100.000 میلی گرم در لیتر یا بالاتر برسد. همانطور که مشخص شد، هر ابزار ذکر شده قادر به کاهش شدید COD و کل کربن آلی PWW است که پارامترهای کلیدی از نظر اثرات زیست محیطی هستند. مطالعات موردی متعدد نشان می‌دهد که کاهش بیش از 90 درصدی را می‌توان با فناوری‌های ترکیبی مبتنی بر تقطیر و عملیات واحد غشایی به دست آورد.
این کار معیارهای اصلی برای انتخاب روش‌ها را ارزیابی می‌کند، که شامل ارزیابی خواص فرآیند فاضلاب، شرایط محلی، پارامترهای اقتصادی و مقررات زیست‌محیطی است. یافتن روش‌های تصفیه مناسب برای پردازش فاضلاب در بخش شیمیایی برای مقابله با مقررات زیست محیطی شدیدتر و شدیدتر، اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند. از سوی دیگر، چنین روش‌هایی براساس روش‌های فیزیکوشیمیایی که بازیافت و استفاده مجدد از مواد آلاینده را نیز ارائه می‌دهند، افق‌های جدیدی را برای اقتصاد دایره‌ای و همچنین فن‌آوری‌های تخلیه پساب با انتشار صفر ارائه می‌دهند، بیشتر و بیشتر می‌شوند.
