تصفیه فاضلاب بهداشتی

کربن فعال

تصفیه فاضلاب بهداشتی

تصفیه فاضلاب

تعریف فاضلاب: همه جوامع در نتیجه فعالیت های روزمره مواد زائدی تولید میکنند که ممکن است به صورت جامد مایع و یا گاز باشند. مواد زاید مایع را در اصطلاح فاضلاب می گویند. فاضلاب اساساً همان آب مصرفی جوامع است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده است. فاضلاب‌ را می‌توان ترکیبی از مایعات و زائداتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی، اداری و بخشهای صنعتی و تجاری حمل گشته و در برخی موارد در مسیر خود با آبهای زیرزمینی، سطحی و سیلابها آمیخته می شود. ترکیب فاضلاب ورودی در سه جزء مشخصه های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خلاصه می گردد:

• مشخصه های فیزیکی شامل: رنگ، کدورت، دما، بو، مواد جامد
• مشخصه های شیمیایی شامل: مواد آلی (کربوهیدراتها، روغن و گریس، سموم، فنل ها، پروتوین ها، سورفاکتانتها) ، مواد غیر آلی (قلیاها، کلریدها، فلزات سنگین، نیتروژن، فسفر، گوگرد) و گازها (هیدروژن، متان و اکسیژن) می باشد .
• مشخصه های بیولوژیکی شامل: تمامی باکتریها، کلیفرمها، تخم انگل ها و عومال بیماریزای موجود در فاضلاب می باشد .
بر این اساس هدف از تصفیه فاضلاب، جداسازی مواد معلق، مواد سمی محلول و نامحلول، گندزدایی و حذف عوامل میکروبی و بیماریزا، اکسیداسیون مواد آلی ناپایدار و تبدیل آنها به مواد پایدار و سپس ته‌نشینی و جداسازی آنها از فاضلاب به منظور حفظ بهداشت عمومی جامعه و جلوگیری از انتشار بیماریهای واگیر دار و سلامت محیط زیست، فراهم آوردن قابلیت استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده در بخشهای صنعتی، کشاورزی، فضای سبز، مصارف تفریحی و تغذیه سفره های آب زیر زمینی را نام برد که با توجه به حجم بالای آب موجود در فاضلاب (99.9% از فاضلاب را آب تشکیل داده و تنها در حدود 0.1 درصد آن ناخالصی هایی مانند مواد جامد معلق، کلوئیدی و محلول تشکیل می دهند) در مناطق وسیعی از جهان به خصوص در مناطقی که با مشکل کمبود آب روبرو می باشند، به عنوان منبع ارزشمند آب مطرح گردد .
روشهای تصفیه فاضلاب :
بطورکلی روشهای تصفیه فاضلاب را می توان به سه دسته اصلی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم بندی نمود. به ندرت اتفاق می افتد که یکی از روشهای گفته شده بتواند تمامی خواسته ها را از سیستم تصفیه برآورده سازد . بنابراین در اکثر موارد لازم است که ترکیبی از روشهای فوق استفاده شود . واحدهای تصفیه بر مبنای اصول کار یک یا ترکیبی از روش های به کار گرفته شده به منظور انجام عملیاتی خاص طراحی میگردند. بر اساس روش های استفاده شده، روش های تصفیه عموماً به دو دسته واحدهای عملیاتی و واحدهای فرآیندی تقسیم می گردند.
1- روشهای فیزیکی در تصفیه فاضلاب
روشهای فیزیکی روشهایی هستند که درآنها از نیروهای فیزیکی برای جداسازی مواد از جریان فاضلاب استفاده می شود . بدلیل سادگی فرآیندهای فیزیکی، روشهای فیزیکی اولین روشهای مورد استفاده در تصفیه فاضلاب بوده اند. همین سادگی در کارکرد سبب شده است که هزینه استفاده از آن در مقایسه با روشهای شیمیایی و بیولوژیکی به مراتب کمتر باشد. بنابراین در انتخاب فرآیندهای تصفیه همواره سعی می گردد که از حداکثر توان روشهای فیزیکی برای تصفیه استفاده شود. از جمله روشهای معمول تصفیه فیزیکی فاضلاب می توان به سیستمهای آشغالگیری، دانه گیری، ته نشینی، شناورسازی، چربی گیری و فیلتراسیون اشاره نمود .
2- روشهای شیمیایی در تصفیه فاضلاب
در روشهای شیمیایی فرآیند جداسازی یا تبدیل مواد آلاینده، به کمک افزودن موادشیمیایی و در نتیجه واکنشهای شیمیایی مواد صورت می گیرد. پیچیدگی در این فرآیندها به مراتب بیش از روشهای فیزیکی می باشد. همین پیچیدگی سبب دشواری نسبی در بهره برداری از روشهای شیمیایی می گردد. از این رو تا حدامکان سعی می شود که کمتر از روشهای شیمیایی در سیستم تصفیه استفاده شود. به علاوه هزینه خرید و نگهداری مواد شیمیایی مورد نیاز در برخی موارد مانع بزرگی در کاربرد فرآیندهای شیمیایی است. روشهای ترسیب شیمیایی (انعقاد و لخته سازی) و گندزدایی با کلر وترکیبات آن جزء مهمترین روشهای شیمیایی مورد استفاده در تصفیه فاضلاب محسوب می گردند .
3- تصفیه فاضلاب بهداشتی(روش های بیولوژیکی در تصفیه فاضلاب )
به آن دسته از روشهایی که درآنها از فرآیندهای بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود، روشهای بیولوژیکی می گویند. در این روشها میکروارگانیسمها (بویژه باکتریها) نقش اصلی را در فرآیند تصفیه برعهده دارند چرا که آنها با استفاده ازمکانیسمهای درونی خود مواد آلی موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن برای تولید سلول جدید و کسب انرژی استفاده می کنند .
از آنجاکه سهم عمده ای از آلاینده های فاضلاب را مواد آلی تشکیل می دهند، استفاده از روشهای بیولوژیکی امروزه بطور گسترده ای برای تصفیه فاضلابها متداول شده است. روشهای بیولوژیکی قادرند با هزینه ای پایین، طیف گسترده ای از آلاینده ها را مورد تصفیه قرار دهند. در ذیل به بررسی برخی روشهای معمول در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب می پردازیم .
الف- روش لجن فعال با هوادهی گسترده در تصفیه فاضلاب
فرآیند تصفیه در این روش مطابق فرآیند لجن فعال است با این تفاوت که به منظور کاهش حجم لجن تولیدی و مشکلات ناشی از آن اصلاحاتی در روش تصفیه صورت گرفته است. این اصلاحات شامل افزایش زمان ماند هیدرولیکی و عمر لجن میباشد. این تغییرات سبب شده است که میزان لجن دفعی بطور قابل ملاحظه ای کاهش یابد. همچنین پایداری و مقاومت سیستم نسبت به نوسانات کیفی و کمی ورودی افزایش یافته است. انعطاف پذیری و پایداری این سیستم سبب شده است که امروزه در کشور ما بطور گسترده ای از این روش برای تصفیه انواع فاضلابهای بهداشتی و صنعتی استفاده شود .
ملاحظات
1- لجن دفعی این روش بسیار کمتر از لجن دفعی روش لجن فعال است .
2- لجن دفعی کاملا تثبیت شده بوده و نیاز به هضم ندارد .
3- این سیستم نسبت به تغییرات کیفیت فاضلاب و همچنین حجم فاضلاب ورودی روزانه مقاوم است .
4- توصیه می گردد که برای تصفیه فاضلاب های بهداشتی از این روش استفاده گردد .
5- چنانچه فاضلاب حاوی مواد سمی و شیمیایی با مقادیر بالا نباشد، این روش بطور موثری قابلیت کاربرد را برای تصفیه فاضلاب دارد .
6- استفاده از این روش برای ظرفیتهای 300-10 مترمکعب در روز بصورت پکیج فلزی و برای ظرفیتهای بالاتر بصورت بتنی پیشنهاد می گردد .
7- همانند روش لجن فعال به تجهیزات هوادهی نیاز دارد .
ب- روش رآکتور ناپیوسته متوالی در تصفیه فاضلاب
موارد بسیار زیادی وجود دارد که درآنها حجم فاضلاب تولیدی بسیار کم است. در این موارد استفاده از سیستم های قبل اقتصادی نمی باشد. چراکه در سیستمهای قبلی واحدهای هوادهی و ته نشینی بصورت مجزا احداث می گردند. اساس این روش مبتنی بر فرآیند لجن فعال است با این تفاوت که کلیه مراحل هوادهی و ته نشینی بصورت کامل در یک مخزن به انجام می رسد و در واقع سیستم بصورت ناپیوسته (Batch) کار می کند. مزیت دیگر این روش آن است که بدلیل عدم دفع روزانه لجن، نیاز به سیستم برگشت لجن وجود ندارد .
ملاحظات
1- چنانچه ظرفیت مورد نیاز تصفیه کمتر از حدود 10 مترمکعب در روز باشد، استفاده از این سیستم اقتصادی ترین گزینه تصفیه خواهد بود .
2- تجهیزات الکترومکانیکال این سیستم به سبب نبود سیستم برگشت لجن، کمتراز دیگر روشها است .
3- راندمان تصفیه این روش کاملا با راندمان روش لجن فعال با هوادهی گسترده مطابقت دارد .
ج- فرآیند Integrated Fixed-film Activated Sludge)IFAS) در تصفیه فاضلاب
در فرایند IFAS از تلفیق رشد چسبیده و معلق میکروبی بصورت همزمان استفاده می گردد. سیستمهای IFAS مزایای گسترده تر ی را نسبت به فرایندهای متداول لجن فعال (سیستم های دارای رشد معلق ) دارا هستند. این سیستمها علاوه بر مقاومت بالا در برابر شوک های بارگذاری آلی و هیدرولیکی انعطاف پذیری و قدرت تصفیه بیشتری را دارا می باشند. مزایای ذکر شده در فوق با تعبیه مدیاهای مناسب در درون حوضچه هوادهی لجن فعال حاصل می گردد. با قرار گرفتن مدیا در داخل حوضچه هوادهی لجن فعال زیست توده بیشتری تشکیل می گردد (بدون آنکه سبب افزایش بارگذاری جامدات به حوضچه ته نشینی بگردد). در این حالت بدون نیاز به افزایش بخش سازه ای و تنها با افزایش مدیا و تغییر میزان هوادهی میزان بارگذاری آلی و هیدرولیکی به واحدهای لجن فعال افزایش می یابد. در واقع در این سیستمها زیست توده متصل به مدیا سب افزایش راندمان عملکرد تصفیه فاضلاب می گردد. از طرفی با افزایش زیست توده مقاومت فرایند در برابر شوکهای بارگذاری آلی و هیدرولیکی افزایش می یابد .
تصفیه فاضلاب صنعتی
در مفهوم کلی فاضلاب عموماًً به دو دسته فاضلابهای بهداشتی و صنعتی تقسیم بندی می شود. فاضلاب صنعتی همانطور که از نام آن پیداست در نتیجه کاربرد آب در بخشهای مختلف صنعتی همچون صنایع لبنی، صنایع آبکاری و رنگرزی، کشتارگاه ها، دام پروری ها، کارواش، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و …. تولید می گردد. ماهیت فاضلابهای صنعتی یکسان نبوده و بسته به پروسه و فرایند صنعتی بکار رفته متفاوت می باشد. بر این اساس طراحی واحد تصفیه صنعتی همواره نیازمند ارزیابی دقیق واحد صنعتی و بخشهای تابعه آن بوده و سیستم تصفیه فاضلاب با در نظر داشت دقیق کمیت و کیفیت پساب (آنالیز پساب) برای آن واحد تعریف می گردد .
اصول کلی تصفیه فاضلاب
هدف از تصفیه فاضلاب، جداسازی مواد معلق و شناور، جداسازی مواد سمی محلول و نامحلول از فاضلاب نظیر فلزات سنگین، گندزدایی و از بین بردن میکروب‌ها و ارگانیزم‌های بیماریزا در فاضلاب و اکسید کردن مواد ناپایدار آلی و تبدیل آنها به مواد پایدار مانند نیترات‌ها، سولفات‌ها و فسفات‌ها و سپس ته‌نشینی و جداسازی آنها می‌باشد. تصفیه فاضلاب چه بصورت طبیعی و خودبخود و چه بصورت مصنوعی و در تصفیه‌خانه به یکی از روش‌های زیر انجام می‌شود :
1- تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی
2- تصفیه شیمیایی
3- تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی
در هر تصفیه‌ خانه‌ ای بسته به اهداف پروژه و مشخصات فاضلاب ورودی و کیفیت پساب خروجی، عموماً ترکیبی از این روش‌ها جهت تصفیه فاضلاب بکار برده می‌شود. روش‌های فیزیکی و شیمیایی غالباً برای حذف آلاینده‌های معلق و کلوئیدی و روشهای بیولوژیکی برای حذف آلاینده‌های آلی با غلظت بین 50 تا 50000 میلی گردم در لیتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مشخصات فاضلاب صنعتی
مشخصه های فاضلابهای صنعتی عموماً در سه بخش مشخصه های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خلاصه می شود :
1- مشخصه های فیزیکی شامل رنگ، کدورت، دما، بو و مواد جامد
2-مشخصه های شیمیایی شامل مواد آلی، کربوهیدراتها، روغن و گریس، سموم، فنل ها، پروتئین ها، سورفاکتانتها و مواد غیر آلی شامل قلیاها، کلریدها، فلزات سنگین، نیتروژن، فسفر، گوگرد و گازها شامل هیدروژن سولفید، متان و اکسیژن می باشد .
3- مشخصه های بیولوژیکی شامل کل باکتریها، کل کلیفرمها، تخم انگلها و عوامل بیماریزا
مهمترین عوامل ضرورت عدم تخلیه فاضلابهای صنعتی به آبهای جاری و زیر زمینی
• وجود روغن و چربی
• غلظت زیاد مواد محلول (TDS)
• وجود گازهای بدبو و سمی
• وجود مواد معلق ، رنگ ، بو
• حضور فلزات سنگن و مواد سمی
• وجود مواد رادیو اکتیو در پسابهای خاص
• احتمال وجود میکرو ارگانیسمهای بیماری زا
• اسیدیته بالا و یا حضور ترکیبات قلیایی قوی در فاضلاب
• دمای بالای فاضلاب و تأثیر نامطلوب بر آبهای پذیرنده
مراحل کلی تصفیه فاضلاب در شهرکهای صنعتی
تصفیه مقدماتی شامل :
– آشغالگیر
– دانه گیر
– متعال ساز با هوادهی و بدون هوادهی
– حوض ته نشینی اولیه
تصفیه شیمیایی شامل :
– حوض اختلاط کند
– حوض اختلاط سریع
– حوض ته نشینی
تصفیه بیولوژیکی بی هوازی شامل :
– برکه تثبیت بی هوازی
– UASB و UAFB
تصفیه بیولوژیکی هوازی شامل :
– لاگونهای هوادهی، لاگونهای هوازی، لاگون اختیاری
– فرایند لجن فعال (AB ، هوادهی ممتد، هوادهی متعارف، رشد چسبیده، SBR)
فرایند جداسازی لجن از فاضلاب (ته نشینی ثانویه) شامل :
– مخزن ته نشینی ثانویه
– لاگون ته نشینی
فرایندهای ویژه لجن شامل :
– تغلیظ، آبگیری و بستر لجن خشک کن
فرایند گندزدائی پساب شامل :
– کلرزنی
– ازن زنی

به اشتراک گذاری این مطلب