◄
انواع فاضلاب:
●
صنعتي: خواص آن بستگي به نوع صنعت دارد. فرايند
تصفيه بسيار متغير مي باشد. بسياري از فرايندهاي
مورد استفاده جهت تصفيه فاضلاب شهري در مورد
فاضلاب صنعتي نيز استفاده مي شود.
●
شهري: حاوي آلاينده هاي بسياري است. ترکيب فاضلاب
با فصل ممکن است تغيير کند که ناشي از استفاده
مختلف آب مي باشد.
◄
مهم ترين اجزاي تشکيل دهنده فاضلاب:
جامدات معلق: عمدتاً شامل پسماندهاي غذايي، فضولات
بدن انسان، کاغذ، پارچه و ذرات خاک مي باشد.
مواد آلي فاضلاب : عمدتاً شامل پروتئينها (40 تا
60 درصد)، کربوهيدراتها (25 تا 50 درصد) و ليپيدها
(تقريباً 10درصد)
عوامل بيماريزا: انواع عوامل بيماريزا با منشأ آبي
يافت مي شوند که شامل باکتريها، ويروسها، پرتوزوآ
و انگلها مي باشند.
◄
سيستم هاي تصفيه فاضلاب شهري:
تصفيه اوليه - تصفيه ثانويه - تصفيه ثالث
●
تصفيه اوليه:
هدف جداسازي مواد جامد از فاضلاب ورودي و جدا کردن
نخاله هاي بزرگ توسط غربالها و يا خرد کردن آنها
با تجهيزات خرد کننده ، جداسازي جامدهاي معدني در
کانالهاي دانه گير و بيشتر جامدات معلق آلي با ته
نشيني ، جداسازي تقريباً نيمي از جامدات معلق که
تقريباً 30% BOD کل فاضلاب ورودي را تشکيل مي
دهند.
+
طراحي تصفيه اوليه:
●
غربال کردن يا آشغال گيري:
حذف جامدات درشت از فاضلاب ، غربالهاي درشت از
ميله هاي عمودي به فاصله 1 سانتيمتر از يکديگر و
غربالهاي ريز از سيمهاي بافته شده و يا صفحات
سوراخدار تشکيل شده اند. مقدار جامدات حذف شده در
غربال کردن به اندازه روزنه هاي غربال بستگي دارد.
دفع در محل دفن بهداشتي زباله، خرد کردن و باز
گردانيدن به جريان فاضلاب ، خاکسترسازي متداولترين
عمليات دفع جهت جامدات غربال شده به شمار مي رود.
●
خرد کردن: مواد غربال شده گاهي پس از خرد کردن به
جريان فاضلاب باز مي گردانند. خرد کننده معمولاً
جامدات درشت را تا اندازه تقريبي 8 ميليمتر خرد مي
کند و به فاضلاب بر مي گرداند. دستگاه هاي خرد
کننده بايد جلوتر از دستگاههاي پمپاژ قرار بگيرند.
●
شن گيري يا حذف دانه : دانه يا grit شامل گونه ها
و انواع مختلفي مانند جامدات معدني شامل نخاله ها،
شن، گل و لاي، پوسته تخم مرغ، شيشه و خرده فلز و
يا ترکيبات آلي سنگينتر و بزرگتر مانند تکه هاي
استخوان، دانه ها و تفاله هاي چاي و قهوه مي باشد.
از يک ميليون متر مکعب فاضلاب 15 متر مکعب دانه
جدا مي شود. دانه هاي داراي مواد آلي يا در محل
دفن بهداشتي دفع مي شوند و يا همراه با مواد غربال
شده سوزانده و سپس دفع مي شوند.
●
اندازه گيري جريان : دانستن شدتهاي هيدروليکي
جريان براي عملکرد بسياري از راکتورها در واحد
تصفيه فاضلاب ضروري مي باشد. اندازه گيري شدت
جريان جهت تخمين ظرفيت مورد نياز در آينده لازم مي
باشد.
●
ته نشين سازي مقدماتي : عمليات واحدي است که براي
تغليظ و جداسازي جامدات آلي معلق از فاضلاب طراحي
مي شود. زماني که تصفيه اوليه کافي تلقي مي شود ته
نشين سازي مقدماتي مهم ترين قسمت واحد تصفيه مي
باشد. عملکرد اين بخش جهت کاهش بار آلودگي وارد
شونده به جريانهاي طبيعي آب بسيار حساس مي باشد.
اين عمل بدون افزايش منعقد کننده هاي شيميايي و
اختلاط مکانيکي و يا عمليات لخته سازي مي باشد.
مواد آلي اندکي از آب سنگينترند و ته نشين مي شوند
و مواد سبکتر مانند روغنها در سطح فاضلاب شناور مي
شوند. جداسازي کف توسط لجن روب و جداسازي مواد
شناور توسط يک سر ريز کف انجام مي گيرد. ته نشين
سازهاي اوليه يا به شکل مخازن مستطيل بلند و يا
مخازن استوانه اي مي باشند.
◄
تصفيه ثانويه سيستم هاي تصفيه فاضلاب شهري:
تبديل بيولوژيکي مواد آلي کلوئيدي و محلول به جرم
زنده که بعداً به وسيله ته نشين سازي جدا مي شود.
تماس بين ميکروارگانيسم ها و مواد آلي در اثر معلق
بودن جرم زنده در فاضلاب و يا عبور فاضلاب از سطح
جرم زنده چسبيده به سطوح جامد معروفترين سيستم جرم
زنده معلق لجن فعال مي باشد.جرم زنده توليد شده
توسط کاتابوليسم خود خوري و يا ساير ميکروارگانيسم
ها قابل تجزيه مي باشد.
معمولاً تصفيه بيشتر لجن ثانوي توسط فرايندها
بيولوژيکي بي هوازي صورت مي گيرد. محصولات نهايي
گازي شکل، متان، دي اکسيد کربن و مايعات و جامدات
بي اثر توليد مي شوند. متان داراي ارزش حرارتي
است.مايعات با غلظت هاي بالاي ترکيبات آلي به واحد
تصفيه بازگردانده مي شوند. جامدات با مقدار زيادي
از ترکيبات معدني به عنوان تنظيم کننده مواد خاک و
يا کود در زمينهاي کشاورزي مصرف مي شوند. بقيه
جامدات را با سوزاندن و دفن بهداشتي دفع مي کنند.
گاهي تصفيه اوليه و ثانويه همراه با هم انجام مي
شود. فاضلاب در حوضچه هاي اکسيداسيون ريخته مي شود
و فاضلاب در سطح به طور هوازي و در عمق به صورت
غيرهوازي تجزيه مي شود در سيستم لاگون هوادهي شده،
اکسيژن در اثر هوادهي مکانيکي تأمين مي شود و
تجزيه در کل عمق برکه به صورت هوازي مي باشد. در
اغلب موارد تصفيه ثانويه جهت دستيابي به
استانداردهاي جريان خروجي کافي مي باشد.
◄
طراحي تصفيه ثانويه:
جريان خروجي از تصفيه اوليه هنوز داراي 40 تا 50
درصد از مواد جامدمعلق و تقريباً تمام مواد آلي و
معدني محلول اوليه مي باشد. جهت حذف مواد آلي در
تصفيه ثانويه از فرايندهاي فيزيکي، شيميايي و يا
بيولوژيکي استفاده مي شود. در تصفيه بيولوژيکي
مواد آلي فاضلاب به عنوان غذا توسط ميکرو ارگانيسم
ها مصرف شده و به سلولهاي بيولوژيکي يا جرم زنده
تبديل مي شود. ارگانيسم هايي که در سيستم هاي
آبهاي شيرين طبيعي به تجزيه مواد آلي مي پردازند.
ارگانيسم هاي دخالت کننده در تصفيه فاضلاب مي
باشند. جداسازي جرم زنده تازه توليد شده از فاضلاب
جهت تکميل فرايند تصفيه ضروري مي باشد.
+
لجن فعال:
يک سيستم کشت ميکروبي معلق است که از اوايل قرن
بيستم توجه و استفاده مي شود. لجن ته نشين شده
حاوي ميکروارگانيسم هاي زنده و فعال مي باشد و به
همين سبب لجن فعال ناميده مي شود. لجن فعال از نوع
كشت ميكروبي معلق با لجن بازگشتي مي باشد وبه صورت
اختلاط کامل يا جريان لوله اي مي باشد. فرآيند
هوازي است و اکسيژن به وسيله تزريق هوا تأمين مي
شود.
+
هوادهي لجن فعال
در فرايند لجن فعال سرعت مصرف اکسيژن هميشه از
سرعت جايگزيني طبيعي آن بيشتر است. اکسيژن به طور
مصنوعي در اثر هوادهي مايع مخلوط در راکتور
بيولوژيکي تأمين مي شود. سرعت مصرف اکسيژن تابعي
از خواص فاضلاب و راکتور مي باشد. تکنيک هاي
هوادهي عبارتنداز: پخش کننده هاي هوا (ديفيوزر)
براي تزريق هواي فشرده و همزنهاي مکانيکي براي
اختلاط شديد جهت توزيع هوا در مايع و استفاده از
هواي پخش شده در سيستم هاي جريان لوله اي و هواده
هاي مکانيکي در سيستم هاي کاملاً مخلوط شده اند
+
برکه ها و لاگونها :
در برکه ها که معمولاً کم عمق هستند، فاضلاب براي
مدت نسبتاً طولاني جهت فرايند پالايش طبيعي و
رسيدن به تصفيه مطلوب نگه داشته مي شود. در برکه
ها حداقل قسمتي از سيستم بايد هوازي باشد. لاگونها
حوضچه هايي هستند که اکسيژن آنها از طريق هوادهي
مصنوعي تأمين مي شود. لاگونها معمولاً اختياري
هستند و جامدات در قسمت کف ته نشين مي شود و به
شکل بي هوازي تجزيه مي شوند. برکه ها و لاگونهاي
اختياري راکتورهاي کاملاً بهم خورده، بدون جريان
بازگشتي جرم زنده هستند و جامدات فاضلاب در نزديکي
محل ورود جريان ته نشين مي شوند.
+
گندزدايي جريانهاي خروجي:
ضرورتاً در مواردي که در بخش هايي از جريان خروجي
ممکن است با انسان تماس يابد، انجام داده مي شود.
فرايندهاي گندزدا مشابه با فرايندهاي گندزدايي در
مورد آب آشاميدني مي باشد. اکسيد کننده هاي
شيميايي مؤثرترين مواد گندزدا جهت فاضلاب مي
باشند. پر مصرف ترين گندزدا کلر مي باشد. با وجود
اينكه کلر با اجزاي مشخصي در فاضلاب ترکيب شده و
ايجاد ترکيب هالوفرم مي نمايد بيش از ساير مواد
گندزدا به مصرف مي رسد.
◄
تصفيه
و دفع لجن:
جامدات غليظ جدا شده از فاضلاب داراي مواد زيان
آور بسياري مي باشند و بايد به نحو مناسبي دفع
شوند. تجهيزات دفن لجن 40 تا 60 درصد هزينه ساخت
واحدهاي تصفيه فاضلاب را به خود اختصاص مي دهد. در
مرحله اول بايد کميت و ماهيت لجن با توجه به خواص
فاضلاب، ماهيت و بازدهي فرايندهاي تصفيه مشخص شود.
معمولاً 70 درصد لجن را مواد آلي تشکيل مي دهد.اين
عمل جهت كاهش حجم لجن مي باشد و در نهايت لجن به
شكل مايع و يا نيمه جامد باقي مي ماند.
●
تغليظ لجن :
با استفاده از روش هاي زير صورت مي گيرد :
»»
روش هاي مکانيکي
»»
فيلتراسيون خلاء
»»
استفاده از سانتريفوژ
»»
کاهش حجم به کمک تغليظ ثقلي که معمولاً غلظت را دو
برابر کرده و حجم را نصف مي کند.
»»
شناور سازي
●
هضم لجن:
مهم ترين روش تثبيت لجن غليظ شده تجزيه بيولوژيکي
مي باشد. درفرايند هضم ، جامدات تبديل به محصولات
نهايي غير سلولي مي شوند. هضم لجن باعث کاهش حجم
لجن تغليظ شده و خنثي سازي جامدات باقي مانده مي
شود. هضم مي تواند به دو صورت هوازي و غيرهوازي
صورت پذيرد.
●
دفع لجن:
با استفاده از روش هاي زير صورت مي گيرد :
»»
خشک کردن
»»
خاکسترسازي
»»
تخليه لجن در زمين با رعايت معيارهاي بهداشتي
»»
تخليه لجن در خاکها به عنوان کود
◄
تصفيه ثالت
شامل جداسازي بهتر مواد جامد معلق و حذف مواد مغذي
مي باشد.از فيلتراسيون جهت جداسازي جامدات معلق
استفاده مي شود. حذف ترکيبات فسفر و نيتروژن به
وسيله مجموعه اي از فرايندهاي فيزيکي، شيميايي و
بيولوژيکي انجام مي شود.
◄
تصفيه ثالث يا تصفيه پيشرفته فاضلاب:
هر گاه کيفيت جريان خروجي از تصفيه ثانويه منطبق
با استانداردهاي جريان خروجي نباشد. تصفيه ثالث
شامل حذف ترکيبات نيتروژن و فسفر، مواد مغذي رشد
گياهي، جامدات معلق اضافي، نمکهاي معدني محلول و
مواد آلي مقاوم ممکن است باشد. مهم ترين مواد مغذي
معمولاً در برگيرنده ترکيبات نيتروژن و فسفر مي
باشند.
+
حذف نيتروژن
نيتروژن آمونياكي، احياء شده ترين تركيب نيتروژن
يافت شونده در فاضلاب ها است.
متداول ترين فرايند ها جهت جداسازي آمونياك:
1) حذف آمونياك به روش هوادهي
2) نيتريفيكاسيون- دي نيتريفيكاسيون بيولوژيكي
+
حذف فسفر
فسفر جز يي جدايي ناپذير از فاضلاب شهري است.به
طور متوسط در حدود 10 ميلي گرم بر ليتر مي
باشد.بيشتر به شكل پلي فسفات ها و ارتوفسفات ها
هستند.روش اصلي جداسازي فسفر ترسيب شيميايي مي
باشد.در اين روش در pH هاي اندكي اسيدي ارتوفسفات
ها با كاتيو ن هاي آهن يا آلومينيوم سه ظرفيتي
واكنش داده و ايجاد رسوب مي نمايند.
◄
دفع فاضلاب و استفاده مجدد از آن:
قسمت عمده فاضلابهاي تصفيه شده بايد دفع شوند.
دريافت کننده هاي نهايي فاضلابهاي تصفيه شده:
آبهاي سطحي و بسترهاي آب زيرزميني، سطح زمين و در
برخي موارد اتمسفر محل هاي دفع يا تجهيزات مورد
استفاده مجدد بايد در فاصلة مناسبي نسبت به واحد
تصفيه فاضلاب قرار داشته باشند. معمولترين روش
براي دفع فاضلاب رقيق نمودن آن در آبهاي سطحي است.
از جريانهاي خروجي فاضلاب در کشاورزي و ايجاد
فضاهاي سبز شهري در پارکها، زمينهاي گلف، کناره
بزرگراهها و جاده هاي منتهي به فرودگاهها به نحو
موفقيت آميزي استفاده شده است. ممکن است از
جريانهاي خروجي تصفيه فاضلاب جهت مقاصد صنعتي
استفاده شود. با توجه به کمبود آب آشاميدني،
استفاده از فاضلاب تصفيه شده به عنوان بخشي از
منبع آب آشاميدني اخيراً در بعضي کشورها بيشتر
متداول شده است.
◄
مراجع:
”مهندسي محيط زيست“ نوشته پوي، روو، و چپانوگلاس،
ترجمه دكتر محمد علي كي نژاد و مهندس سيروس
ابراهيمي، انتشارات دانشگاه صنعتي سهند
.