تصفیه فاضلاب چیست ؟
افزایش جمعیت ، کمبود منابع آبی، لزوم حفظ محیط زیست و پیشرفت روز افزون تکنولوژی ضرورت ایجاد یک سیستم تصفیه فاضلاب را چندین برابر می کند. آب پاک و سالم یکی از اساسی‌ترین منابع انسان‌ها برای زندگی بر روی کره زمین است. یکی از روشهای دست‌یابی به آب سالم تصفیه فاضلاب است. فاضلابها امروزه یکی از منابع با ارزش و ضروری تامین آب به شمار می‌آیند.
بنابراین تصفیه فاضلاب از اهمیت ویژه ای برخوردار است تا آبی پاکیزه را وارد محیط زیست کند و از بسیاری بیماری ها که ناشی از آب های آلوده است جلوگیری به عمل آید. در این سیستم تمامی باکتریای ها ،سموم و مواد شیمیایی فاضلاب شهری و صنعتی گندزدایی می شود؛تا آبی بی خطر به محیط زیست رهاسازی شود.
از این آب برای استفاده در انواع روش های آبیاری در صنعت کشاورزی استفاده می شود. در کشور های پیشرفته از همین آب حتی برای مصارف خانگی مانند شستشو و استحمام نیز استفاده می شود.
فاضلاب چیست و طراحی سیستم های فاضلابی چگونه است
فاضلاب به آبی گفته می‌شود که در نتیجه مصرف شدن آلوده شده و دیگر قابل استفاده نیست.
فاضلاب ها را می توان به انواع زیر تقسیم بندی کرد :
- فاضلاب بهداشتی: شامل فاضلاب خانگی، فاضلاب اماکن تجاری و فاضلاب مؤسسات عمومی؛
- فاضلاب خانگی: شامل فاضلاب سرویس‌های بهداشتی خانه‌ها، مغازه‌ها، فروشگاه‌ها؛
- فاضلاب صنعتی: آب تولید شده از مصرف کارخانه‌ها، کارگاه‌ها و مجموعه‌های صنعتی؛
- فاضلاب کشاورزی: فاضلاب‌های بوجود آمده از فعالیت‌های کشاورزی؛
- فاضلاب سطحی یا سیلاب: شامل آب‌های ناشی از ذوب برف و یخ و یا بارندگی
تصفیه فاضلاب به چه معناست ؟
فرایند زدودن آلاینده‌ها از پساب، به‌ویژه فاضلاب خانگی است که شامل فرایندهای فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی برای زدودن این آلاینده‌ها و تأمین فاضلاب تصفیه شده که برای محیط زیست بی‌خطر است، میباشد. معمولاً یکی از محصولات تصفیه فاضلاب، زباله نیمه‌جامد است که لجن فاضلاب نامیده می‌شود که نیازمند تصفیه جداگانه پیش از دفن یا استفاده است.
هدف از تصفیه ی فاضلاب چیست؟
۱-تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم
۲-پاکسازی وحفاظت از محیط زیست
وارد کردن فاضلاب های شهری و صنعتی بدون تصفیه در محیط زیست موجب آلودگی زیست محیطی ،به خطر افتادن جان آبزیان ، گسترش باکتری های بیماری زا ، آلودگی آب های زیر زمینی و در نتیجه به خطر افتادن جان انسان ها و تمام موجودات زنده می شود. که آثار غیر قابل جبرانی را به بار می آورد.
۳-استفاده دوباره از آب تصفیه شده فاضلاب شامل :
آبیاری زمین های کشاورزی و فضا های سبز : به دلیل کمبود منابع آبی شیرین و هزینه بر بودن شیرین کردن آب های شور می توان از آب های تصفیه شده برای آبیاری زمین های کشاورزی و فضای سبز استفاده نمود.
استفاده از سیستم های فاضلابی برای آبیاری زمین های کشاورزی
تولید کود طبیعی : لجنی که از تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به دست می آید دارای مقادیر زیادی ترکیبات نیترات ، سولفات و فسفات است که برای رشد گیاهان مناسب است. که برای افزایش پوکی و قابلیت جذب آن؛ با شاخه و برگ درختان یا فضولات حیوانی یا با مواد غذایی فاسد شدنی ترکیب می شود تا در گرمای انبار و تاثیر باکتری های بی هوازی هضم شده و به کود طبیعی تبدیل گردد.
تولید انرژی : حدود ۷۰ درصد گازهای تولید شده در انبارهای هضم لجن را گاز متان تشکیل می دهد. که در تصفیه خانه ها می توان با سوزاندن آن و گرم کردن دیگ های بخار گرمای مورد نیاز واحد های تصفیه خانه را فراهم کرد.
مراحل تصفیه فاضلاب
تصفیه فاضلاب معمولا در دو مرحله تصفیه اولیه و تصفیه ثانویه انجام می شود.
تصفیه اولیه : در این مرحله حدود 40 تا 60 درصد مواد جامد معلق از فاضلاب حذف می شود.
تصفیه ثانویه : در این مرحله مجددا اکسیژن به فاضلاب تزریق می شود و تصفیه ثانویه صورت می گیرد. در تصفیه ثانویه بیش از 90 درصد مواد جامد معلق و مواد آلی مضر از بین می رود.
در تصفیه ثانویه کاهش آلاینده ها در سطوح قابل قبول است تا بتوان آب را به محیط زیست بازگرداند. اما در صورتی که بخواهیم از فاضلاب تصفیه شده برای آبیاری فضا های سبز درون شهرها استفاده کنیم یک تصفیه ی پیشرفته که مرحله ی سوم را تشکیل دهد لازم می باشد.
تصفیه ی نهایی : تصفیه نهایی یا پیشرفته شامل زلال سازی و کاربرد یک وچند روش از تصفیه ی تکمیلی زیر می باشد :
ادامه ی فرایند نیترات زدایی
گذرانیدن فاضلاب از صافی های ماسه ای
نمک زدایی باروش تعویض ین
روش اسموزی وارونه و .
نکته : گندزدایی فاضلاب هنگام بیرون آمدن از تصفیه خانه ، فرایندی است اجباری و باید در هر حالتی که تصفیه خانه طرح شده باشد اجرا گردد.
روش های تصفیه فاضلاب
بطورکلی روش های تصفیه فاضلاب به ۳ دسته اصلی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم بندی می شود.
ایستگاه های فاضلابی مدرن
۱-روش فیزیکی
در این روش از فرایند های فیزیکی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود. بدلیل سادگی این فرآیند، روشهای فیزیکی اولین روش های مورد استفاده در تصفیه فاضلاب بوده اند. هزینه ی این روش به نسبت دیگر روش ها، کمتر است و همواره سعی شده در انتخاب فرآیند های تصفیه فاضلاب از حداکثر توان این روش استفاده شود.
آشغالگیری، دانه گیری، ته نشینی، شناورسازی، چربیگیر و فیلتراسیون همگی نمونه هایی از روش های فیزیکی درتصفیه فاضلاب میباشند.
از سیستمهای تصفیه فاضلاب فیزیکی بیشتر برای تصفیه فاضلاب صنایع، کارخانه ها و شرکت های تولیدی استفاده می شوند. چرا که بیشتر فاضلاب این صنایع شامل مواد شیمیایی و سایر سموم است که می تواند تا حد زیادی به محیط زیست آسیب برساند.
از آنجایی که ذرات و مواد جامد معلق در پساب ها دارای اندازه های مختلفی هستند ؛ به منظور حذف آنها لازم است گام و مراحل مختلفی به ترتیب طی شود که عبارتند از:
آشغالگیری فاضلاب
ته نشین شدن ذرات معلق در فاضلاب
حذف شن و ماسه و ذرات ریز در فاضلاب
تجهیزات تصفیه فیزیکی فاضلاب
انواع آشغالگیر (دستی، مکانیکی و زوج توری)
استخرهای ته نشینی و پل های لجن روب برای جمع آوری لجن ته نشین شده
کلاسیفایر و انواع دانه گیر برای حذف دانه های ریز مانند شن و ماسه
انواع چربی گیر API و CPI
انواع روش های پیاده سازی فاضلابی
۲-روش شیمیایی
دراین روش، فرآیند جداسازی یا تبدیل مواد آلاینده، به کمک افزودن موادشیمیایی و در نتیجه واکنش های شیمیایی آن مواد صورت می گیرد. پیچیدگی در این فرآیندها به مراتب بیش از روشهای فیزیکی میباشد.
شامل انعقاد و لخته‌سازی ، خنثی سازی فاضلاب ،اکسیداسیون فاضلاب، گند زدایی با کلر ، تبادل یون و تنظیم pH میباشد.
روشهای شیمیایی نسبت به روشهای فیزیکی پیچیده تر و هزینه بر بوده و همچنین از لحاظ هزینه خرید و نگهداری مواد شیمیایی و بهره‌برداری نیز مناسب نیستند. به همین دلایل سعی می‌شود حتی الامکان از این روش برای حذف آلاینده‌ها استفاده نشود. زیرا در روش شیمیایی در انتهای کار لجن زیادی تولید می شود، لجن های شیمیایی تولید شده در انتهای تصفیه ممکن است سمی باشند و از بین بردن آنها هزینه بالایی در پی دارد.
کاربرد تصفیه شیمیایی فاضلاب در حالت کلی عبارت است از
- حذف مواد آلی قوی
- حذف فلزات سنگین
- کنترل بو فاضلاب
- کنترل PH فاضلاب
- حذف BOD
استفاده از لوله های پلی اتیلن در سیستم های فاضلابی
۳-روش بیولوژیکی
سیستمهای تصفیه بیولوژیکی با استفاده از مواد بیولوژیکی و باکتری ها، مواد زائد را از بین می برند.
در این روشها میکروارگانیسمها (بویژه باکتریها) نقش اصلی را درفرآیند تصفیه برعهده دارند. زیرا با استفاده ازمکانیزم های درونی خود مواد آلی موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن برای تولید سلول جدید و کسب انرژی استفاده میکنند.
از آنجاکه سهم عمده ای از آلایندههای فاضلابها را مواد آلی تشکیل میدهند، استفاده از روشهای بیولوژیکی امروزه بطور گستردهای برای تصفیه فاضلاب ها متداول شده است. روشهای بیولوژیکی قادرند با هزینه ای پایین، طیف گسترده ای از آلاینده ها را مورد تصفیه قرار دهند. در فرآیند بیولوژیکی با توجه به کیفیت فاضلاب از یکی از روشهای هوازی یا بی هوازی و یا هر دو استفاده می‌شود.
این سیستم برای تصفیه فاضلاب محلهای مسکونی و تجاری ایده آل است.
روش هوازی : در روش هوازی از اکسیژن و لجن فعال استفاده می شود. این روش طرفداران زیادی دارد زیرا این روش دارای مزایای فراوانی است و نتیجه خیلی خوبی حاصل می شود. علاوه بر این استفاده از لجن فعال هم برای تصفیه های سطحی و هم عمقی مناسب است. تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی و با استفاده از لجن فعال باعث می شود راندمان کار بالا رفته و تصفیه به خوبی انجام شود.
از مزایای روش لجن فعال می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نصب و راه اندازی آن بسیار ساده است.
- لجن خیلی کمتری تولید می شود.
- قابلیت تصفیه فاضلاب های سمی را دارد.
- فاضلاب خروجی آن بسیار باکیفیت است.
تنها ایراد این روش این است که دارای تانک های هوادهی نسبتا بزرگی است.
روش بی هوازی : در روش بی هوازی لجن بی هوازی مورد استفاده قرار می گیرد و از اکسیژن هم استفاده نمی شود.
تصفیه فاضلاب
مراحل تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی
تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی و استفاده از لجن فعال به شکل زیر می باشد:
۱- فاضلاب وارد تصفیه خانه می شود و در همان ابتدا 40 درصد مواد جامد معلق در آن از بین می رود.
۲ -بعد از آن که تصفیه اولیه صورت گرفت، فاضلاب وارد مخزن هوادهی می شود.
۳-در مخزن هوادهی تمامی میکروارگانیسمها، مواد آلی، بافت های مرده و مواد معدنی از بین می روند.
۴-بعد از این مرحله فاضلاب وارد مخزن ته نشینی می شود.
۵-در مخزن ته نشینی تمامی موادی که در مراحل قبل از بین نرفته اند و باقی مانده اند، از بین می روند.
۶-در نهایت لجن از انتهای مخزن ته نشینی خارج می شود و به مخزن هوادهی برگردانده می شود.
سیستم فاضلاب صنعتی مدرن
انواع روش های تصفیه فاضلاب صنعتی
انتخاب روش تصفیه فاضلاب به نوع و مقدار آلایندههای موجود در فاضلاب یا به عبارتی کیفیت فاضلاب بستگی دارد. از عواملی که در تعیین کیفیت فاضلاب‌های صنعتی مورد توجه قرار می‌گیرند، می توان به دمای فاضلاب خروجی، غلظت مواد آلاینده، دبی خروجی فاضلاب، بوی فاضلاب و … اشاره کرد.
کیفیت و کمیت فاضلاب‌های صنعتی در کارخانجات مختلف نیز متفاوت است به همین دلیل روش های تصفیه آن نیز متفاوت است . ناخالصی‌های موجود در فاضلاب‌های صنعتی را می‌توان به دو گروه کلی تقسیم بندی کرد.
آلایندههای آلی : شامل انواع قندها، چربی‌ها، روغن، پروتئین‌ها، هیدروکربن‌ها، اسیدهای آلی و… .
آلایندههای غیرآلی : شامل انواع نمک‌های معدنی، مواد قلیایی، کلر، آمونیاک، اسیدهای معدنی و … .
برخی از آلایندههای آلی نسبت به تجزیه مقاوم هستند و وجود آنها برای زندگی آبزیان سمی و خطرناک است. از طرف دیگر وجود آلایندههای آلی در آب موجب کاهش مقدار اکسیژن محلول در آب می‌شود. درصورتی که مقدار اکسیژن محلول در آب از حداقل مجاز آن کمتر باشد، آن آب آلوده محسوب می‌شود. بنابراین ، حذف یا کاهش غلظت آلایندهای آلی برای حفظ سلامت محیط و موجودات از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
