مقدمه

همه جوامع، هم به صورت جامد و هم به صورت مایع، فضولاتی را تولید می کنند. بخش مایع این فضولات، همان آب مصرفی است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده است. از نظر منابع تولید، فاضلاب را می توان ترکیبی از فضولاتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی، اداری و تاسیسات تجاری و صنعتی تولید شده و به آب های زیرزمینی، آب های سطحی تخلیه می شود.

فاضلاب تصفیه نشده حاوی میکروارگانیسم های بیماریزا و مواد آلی است که تجزیه مواد آلی فاضلاب تصفیه نشده باعث تولید گازهای بدبو می شود. همچنین فاضلاب به دلیل داشتن مواد مغذی می تواند باعث تحریک رشد گیاهان آبزی شود. بنابراین تصفیه و بی خطر سازی فاضلاب از اقدامات ضروری است که باید قبل از تخلیه به محیط زیست انجام داد.  

 

هدف نهایی مدیریت فاضلاب ، حفاظت محیط زیست بوده به نحوی که با اصول بهداشت عمومی و مسائل اقتصادی ، اجتماعی و سیاسی هماهنگ باشد .

تصفیه فاضلاب و اهداف تصفیه

فاضلاب عبارت است از آبی که برای مصرف خاص تهیه شده و به هر دلیلی کیفیت خود را برای آن مصرف از دست داده و آلوده شده است

یک متر مکعب فاضلاب می تواند 14 تا 20 متر مکعب آب را آلوده کند. برخی از این آلاینده ها مانع از استفاده آب برای مصارفی مانند آشامیدن ، استحمام ، تفریح ، زراعت ، مصارف صنعتی و غیره می شود .

 

منظور از تصفیه فاضلاب سرعت بخشیدن به نیروهای طبیعی تحت شرایط کنترل شده برای اهداف اولیه زیر است :

  1.  حذف مواد معلق و شناور
  2.  شکستن مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی (مواد آلی فساد پذیر ) به مواد معدنی کم ضرر
  3. نابودی پاتوژن و پارازیت ها
  4. حذف مواد سمی

مهم ترین اهداف تصفیه فاضلاب نیز عبارتند از :

  1.  تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم
  2.  پاک نگهداشتن محیط زیست
  3.  بازیابی و استفاده مجدد از فاضلاب

با توجه به رشد جمعیت و کمبود منابع آب ، تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن می تواند گامی موثر در جهت کاهش مصرف آب و حفظ منابع آبی باشد .

انواع فاضلاب و منشا آن

اجزا تشکیل دهنده فاضلاب و انواع فاضلاب هر اجتماعی تابع نوع سیستم جمع آوری است که ممکن است که شامل موارد زیر باشد:

فاضلاب خانگی

فاضلابی است که از واحد های مسکونی، تجاری، صنعتی و تاسیسات مشابه تخلیه شده،که به این نوع فاضلاب، فاضلاب بهداشتی است که در نتیجه استفاده انسان از آب برای مصارف بهداشتی تولید می شود.

از آنجا که این فاضلاب در اثر فعالیتهای انسانی تولید می گردد، گاهی به آن فاضلاب انسانی یا خانگی نیز گفته می شود.

سرویس های بهداشتی، استحمام، شستشوی ظروف، شستشوی سطوح و لباسشویی عمده ترین فعالیتهایی هستند که تولید فاضلاب بهداشتی-انسانی می کنند. حجم فاضلاب بهداشتی ارتباط مستقیم با سرانه مصرف آب که نسبت به سطح رفاه و فرهنگ جامعه متفاوت است، دارد. طبق استاندارد های موجود تقریبا 90-80 درصد آب مصرفی به فاضلاب تبدیل می شود.

فاضلاب صنعتی

فاضلابی است که در آن فضولات صنعتی بیشتر است. این نوع از فاضلاب ها متغیرترین نوع فاضلاب است چون هر کارخانه و صنایع با توجه به ماهیت فاضلاب تولیدی خود، دارای شرایط خاص از فاضلاب می‌باشد.

فاضلابهای صنعتی در اثر مصرف آب در فعالیتهای صنعتی و یا از منابع صنعتی و در طول مراحل مختلف تولید و خطرناک ترین نوع فاضلابها را تشکیل می دهند.

فاضلاب های صنعتی بسته به نوع صنعت و میزان آلایندگی روش های متفاوتی جهت تصفیه فاضلاب دارند.

قبل
بعدی

فاضلاب کشاورزی

بیشتر به زهکش زمین های کشاورزی اشاره داشته و معمولا حاوی آفت کش های مختلف ، سموم و کودهای شیمیایی است .

سیلاب ها

جریان های سطحی است که شامل بارش باران و ذوب برف است که این  بطور مجزا یا مشترک با فاضلاب های شهری جمع آوری ، تصفیه و دفع می شود .

جریان نفوذی

آب خارجی است که از طریق درز ها، شکاف ها، شکستگی ها و یا دیواره های متخلخل وارد شبکه فاضلاب می شود.

مشخصه های کیفی و کمی فاضلاب

مقدار فاضلاب تولیدی بسته به شرایط اقلیمی متفاوت می باشد. ضریب تبدیل آب مصرفی به فاضلاب در شهرهای ایران را می توان 50 تا 80 % انتخاب کرد.

فاضلاب خانگی از فاضلاب دستگاه های بهداشتی خانه ها نظیر توالت ها، دستشویی ها، حمام ها، ماشین لباسشویی و ظرفشویی، پساب آشپزخانه ها و یا فاضلاب حاصله از شستشوی قسمت های مختلف خانه تشکیل می شود. ویژگی های فاضلاب خانگی در سطح یک کشور تقریبا یکسان و تنها غلظت آنها بسته به مقدار مصرف سرانه آب در شهرها مختلف است.

99.9 درصد از فاضلاب شامل آب است و به تنها 1 % فاضلاب را جامدات تشکیل می دهند

فاضلاب ها بر اساس خصوصیات از لحاظ شدت آلودگی به سه دسته ضعیف ، متوسط و قوی تقسیم می شود

مشخصه های فیزیکی فاضلاب

مهمترین مشخصه های فیزیکی فاضلاب عبارتند از کل جامدات فاضلاب که شامل کل جامدات محلول، جامدات معلق و جامدات قابل ته نشینی است.

از دیگر مشخصه های فیزیکی فاضلاب می توان به دما، چگالی، کدورت، بو، رنگ و درجه اسیدی فاضلاب اشاره کرد.

مشخصه های شیمیایی فاضلاب

خصوصیات شیمیایی فاضلاب شامل مواد آلی، اندازه گیری محتوای آلی فاضلاب، مواد غیر آلی و گازها است.

اندازه گیری محتوای آلی فاضلاب به دلیل اهمیت آن در تعیین میزان آلایندگی فاضلاب و طراحی و بهره برداری تصفیه خانه فاضلاب مهم است. اندازه گیری محتوای آلی فاضلاب شامل میزان BOD و COD  فاضلاب است که جهت کنترل کیفیت پساب خروجی کاربرد دارد.

مشخصه های بیولوژیکی فاضلاب

 خصوصیات بیولوژیکی فاضلاب از جمله ویژگی های مهم فاضلاب است. شناخت ارگانیسم های موجود در فاضلاب و نقش آنها در تصفیه فاضلاب مهم و کاربردی است.

در واقع میکروارگانیسم های فاضلاب نقش اصلی تصفیه را بر عهده داشته و به اصلاح کارگران تصفیه خانه هستند که عملیات اصلی تصفیه فاضلاب را انجام می دهند.

مراحل تصفیه فاضلاب

بطور معمول تصفیه فاضلاب  در سه مرحله انجام می شود که عبارتند از :

تصفیه مقدماتی یا اولیه primary treatment

تصفیه اولیه شامل تصفیه فیزیکی از قبیل آشغالگیری، دانه گیری و ته نشینی اولیه است .

هدف تصفیه اولیه فاضلاب شهری حذف مواد معلق (جامدات معلق و بخشی از BOD معلق) است. این جداسازی معمولا با عملیات فیزیکی مانند آشغالگیری و ته نشینی انجام می شود. جامدات معلق در حوض دانه گیر و حوض ته نشینی از فاضلاب جدا می شوند .

یک سیستم تصفیه اولیه باید تقریبا نیمی از جامدات معلق را از فاضلاب جدا کند و  BOD مربوط به این جامدات تقریبا 30% از کل بار آلی ورودی فاضلاب است.

تصفیه ثانویه یا تصفیه بیولوژیکی فاضلاب biological or secondry treatment

تصفیه ثانویه فاضلاب شامل تصفیه بیولوژیکی از قبیل هوادهی و استفاده از باکتری ها برای تصفیه فاضلاب است.

هدف اصلی تصفیه ثانویه فاضلاب جداسازی مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی و مواد جامد معلق است. این جداسازی از طریق تبدیل بیولوژیکی مواد آلی به لخته هایی است که در مرحله ته نشینی از فاضلاب جدا و حذف می شود.

راهبری تاسیسات تصفیه  ثانویه نسبت به مرحله مقدماتی به انرژی و هزینه بیشتری نیاز دارد.

تصفیه مرحله سوم یا تصفیه پیشرفته tertiary or advanced treatment

کیفیت پساب خروجی از تصفیه فاضلاب از تصفیه ثانویه ممکن است که همیشه مطابق با استانداردهای پساب نباشد .

این شرایط معمولا در هنگام تخلیه به نهرهای کوچک و یا هنگامی که اکوسیستم ظریف دریافت کننده پساب هستند ایجاد می شود.

تصفیه پیشرفته فاضلاب شامل زلال سازی و تصفیه های تکمیلی از قبیل تکمیل عملیات نیترات زدایی، عبور فاضلاب از صافی های ماسه ای، کاربرد کربن فعال، نمک زدایی به روش تبادل یونی، حذف فسفر و نیتروژن فاضلاب و … است .

در واقع هدف از تصفیه پیشرفته ، حذف آلاینده هایی است که در تصفیه اولیه و ثانویه جدا نشده اند، ولی بیشترین کاربرد آن حذف نیتروژن و فسفر و نیز مواد آلی مقاوم از فاضلاب است

فرآیند های تصفیه
فاضلاب

آلاینده های موجود در فاضلاب را با روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی
جداسازی می شود. هر یک از این روش ها را معمولا تحت عنوان عملیات واحد فیزیکی،
فرآیند های واحد شیمیایی و فرآیند های بیولوژیکی دسته بندی می شود
.

عملیات واحد فیزیکی

روشهای تصفیه ای که در آنها کاربرد نیروهای فیزیکی غالب است را عملیات واحد
فیزیکی می نامند
.

واحد هایی نظیر آشغال گیری ، دانه گیری، اختلاط، انعقاد، ته نشینی، شناور
سازی، صافی سازی و انتقال گاز از واحد های فیزیکی هستند
.

واحد آشغال گیری

آشغال گیر اولین واحد فیزیکی در تصفیه خانه های فاضلاب بوده و در واقع
دستگاهی با روزنه های عموما هم اندازه که برای نگهداری مواد جامد معلق درشت موجود
در فاضلاب کاربرد دارد
.

واحد دانه گیری

دانه گیری اولین واحد در تصفیه خانه است که عمل ته نشینی در آن انجام می
شود
.

حوضچه دانه گیری برای جداسازی دانه هایی مانند شن، سنگریزه و سایر جامدات
سنگین که سرعت ته نشینی یا وزن مخصوص آنها بیشتر از جامدات آلی فساد پذیر موجود در
فاضلاب است، به کار می رود
.

واحد یکنواخت سازی
جریان

یکنواخت سازی جریان یا واحد متعادل ساز  به منظور غلبه بر مشکلات بهره
برداری ناشی از نوسانات میزان جریان، بهبود عملکرد واحد های بعدی تصفیه خانه مورد
استفاده قرار می گیرد
.

تصفیه مقدماتی

جهت بهبود تصفیه پذیری فاضلاب و جداسازی چربی و کف می توان از عملیاتی مانند پیش هوادهی و لخته سازی در تصفیه مقدماتی استفاده نمود

فرآیند های واحد شیمیایی

روش های تصفیه ای که در آنها جداسازی یا تبدیل آلاینده ها بر اثر افزودن مواد شیمیایی یا در نتیجه واکنش های شیمیایی انجام می شود را فرآیند های واحد شیمیایی می نامند.

ترسیب شیمیایی، جذب سطحی و ضد عفونی کردن از رایج ترین فرایند های تصفیه در تصفیه خانه فاضلاب هستند

تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

روش های تصفیه ای که در آنها جداسازی آلاینده ها از طریق فعالیت بیولوژیکی انجام می شود را فرآیند های واحد بیولوژیکی می نامند .

تصفیه بیولوژیکی، موثرترین روش برای کاهش مواد آلی در آب ها و پساب ها است. فرآیند های متداول فاضلاب بر اساس نوع میکروارگانیسم های فعال ، به سه گروه اصلی تقسیم می گردند :

  • فرآیند های هوازی
  • فرآیند های بی هوازی
  • فرآیند های بیولوژیکی ترکیبی (هوازی ، بی هوازی ،انوکسیک ) که بعنوان فرآیند های پیشرفته فاضلاب در حذف ازت و فسفر می باشند .

بسته به این که تصفیه بیولوژیکی در سیستم های رشد معلق، رشد چسبنده یا ترکیبی از آنها انجام می شود، هر یک از فرآیند ها را می توان به انواع دیگری تقسیم کرد.

تصفیه بیولوژیکی هوازی فاضلاب

در تصفیه بیولوژیکی به روش هوازی، فاضلاب توسط میکروارگانیسم های هوازی و در حضور اکسیژن شروع به حذف مواد آلی و تصفیه فاضلاب می کنند.

 

تصفیه بیولوژیکی به روش هوازی بسته به نوع محیط رشد و روش تصفیه انواع مختلفی دارد که در زیر برخی از روش های بیولوژیکی فاضلاب را به اختصار توضیح می دهیم

فرآیند لجن فعال

لجن فعال یک سیستم کشت میکروبی رشد معلق است .

دلیل نام گذاری این روش به دلیل وجود میکروارگانیسم های زنده و فعال در لجن ته نشین شده است که برای افزایش جرم زنده و بهبود فرآیند تصفیه به سیستم برمی گردد.

لجن فعال با هوادهی گسترده (EASS)

فرآیند هوادهی گسترده نوعی لجن فعال است که در آن زمان هوادهی طولانی تر و بارگذاری آلی کمتر است.

در این روش با توجه به طولانی بودن هوادهی، میزان لجن تولیدی کمتر است و این فرآیند برای اجتماعات کوچک کاربرد دارد.

لجن فعال با رشد ثابت (IFAS)

در اين مخزن با استفاده از پكينگ هايي از جنس PVC محيطي مناسب جهت رشد چسبنده باكتري ها ایجاد شده و شرایط هوازی نیز بوسیله هوادهي عمقي ديفيوزهايي كه در كف مخزن قرار دارد، انجام می شود.

اين سيستم نسبت به سيستم هاي قديمي و متعارف نياز به فضاي بسيار كمي دارد و در اين راكتورها از هيچ گونه دستگاه هاي پيچيده مكانيكي و الكترومكانيكي استفاده نمي شود.

لجن فعال با بستر رشد متحرک (MMBR)

 

تصفیه فاضلاب به روش MMBR نوعی لجن فعال می یاشد که در این روش برای افزایش سطح تماس و سطح رشد میکروارانیسم ها از پکینگ مدیا متحرک استفاده می گردد که در داخل مخزن به صورت معلق قرار دارد.

راکتور ناپیوسته متوالی (SBR)

SBR یک راکتور پر و خالی شونده است و در واقع یک نوع راکتور اختلاط کامل مجزا است که در آن تمامی مراحل فرآیند لجن فعال به وقوع می پیوندد. مایع مخلوط در طی تمامی چرخه ها درون راکتور باقی می ماند، به همین علت نیازی به تانک های ته نشینی مجزا نیست.

تماس دهنده های بیولوژیکی دوار (RBC)

RBC نوعی از بیو راکتورهای لایه ثابت هستند که از یکسری صفحات مدور نزدیک به هم از جنس پلی استریم و یا پلی وینل کلرید تشکیل شده اند. این صفحات در داخل فاضلاب به آرامی می چرخند. مواجه متناوب مواد آلی موجود در فاضلاب با اکسیژن موجود در هوا باعث می شود که فاضلاب تصفیه شود.

بیو راکتور های غشایی (MBR)

تصفیه فاضلاب به روش MBR در واقع همان لجن فعال می باشد با این تفاوت که برای جداسازی و ته نشینی مواد معلق از فاضلاب از سیستم های غشایی استفاده می شود که سیستم غشایی جهت جداسازی می تواند در واحد هوادهی و یا در واحدی مجزا انجام شود.

5/5