اهمیت تصفیه پساب – تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب

اولین و جدیدترین  سیستم تصفیه فاضلاب  که تا به امروز از قواعد آن در ساخت سیستم های تصفیه استفاده شده است مربوط به یک مهندس انگلیسی در ۱۸۴۲ در آلمان ساخته شد.

تصفیه پساب: جدا کردن آلایند ه ها از آب های آلوده و کثیف برای به دست آوردن آب تمیز را تصفیه پساب گویند این امر منجر حفظ محیط زیست و  ایجاد شرایط بهداشتی برای مردم می شود. علاوه بر این موارد در بخش های خشک و نیمه خشک بازیابی و تصفیه پساب خروجی منجر به استفاده مجدد از پساب خروجی در بخش کشاورزی و آبزی پروی می گردد. .

تصفیه فاضلاب در کشورهای در حال توسعه

کشورهای کمتر توسعه یافته همانند گذشته فاضلاب تولیدی خودرا به نزدیک ترین آبراهه تخلیه می کنند در برخی موارد فاضلاب به درستی تصفیه نمی شود. در صورت تخلیه به نزدیک ترین برکه یا رودخانه غلظت اکسیژن کم شده و مواد آلی پایدار تولید می گردد علت کاهش اکسیژن فعالیت باکتریایی میکروارگانیسم در درون فاضلاب برای تجزیه مواد آلی می باشد.

در صورت کم بودن کاهش اکسیژن در برکه ها و … با جذب اکسیژن از اتمسفر این کاهش برطرف می شود اما در صورتی که این کاهش به کمتر از حد معینی برسد باعث می شود که مولکول های آلی توسط باکتری های بی هوازی بدون اکسیژن تجزیه  گردد و ترکیبات خطرناکی چون متان و … حاصل این تجزیه بوده و برای موجودات خطرناک و سمی می باشد.

در کشورایران نیز اگر فاضلاب صنعتی و شهری بصورت بی رویه تصفیه گردد باعث آلودگی مهمترین منبع آب که همان آب های زیرزمینی هستند می شود تصفیه آب های آلوده با وجود هزینه ای زیاد که دارد استفاده دوباره از این منابع دیگر به صرفه نخواهد بود .با توجه به پیشرفت های صورت گرفته در امر تصفیه فاضلاب  در جهان ، آب آلوده در حد آب آشامیدنی تصفیه می گردد ولی در کشور ایران باتوجه به عدم اطلاع رسانی دقیق و برنامه ریزی درست در این امر روند رسیدن به تصفیه طبق استاندارد های جهانی با سرعت کمتری صورت می گیرد.

انواع روش های ضد عفونی

انواع روش های ضد عفونی

ازون :

ازون از روش های ضد عفونی کننده می باشد که مانند کلر با ثاتیری که بر روی هسته مرکزی ویروس دارد و با عبور کردن از دیواره خارجی ویروس موجب نابودی ویروس می شود .ازون دارای عمر کوتاهی می باشد و دلیل کوتاهی آن تجزیه آن  به اکسیژن و خارج شدن آن بصورت گاز O3 می باشد همانند کلر در ازبین بردن میکروب هایی که بطور کامل از بین نرفتن کاربرد دارد.با توجه به پیشرفت هایی که صورت گرفته و با توجه به مشکلات استفاده از کلر از روش ازون زنی در تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی استفاده می شود .

اشعه ماوراء بنفش

از روش های ضدعفونی در طبیعت بوده و میکروب های  معلق در آب با متمرکز کردن این اشعه در قدرت بالا نابود می شوند.باورود اشعه به درون دیواره میکروب باعث  اختلال در زندگی آن ها می شود و آن ها را نابود می کند و در روز های آفتابی یا ابری  در رودخانه و … بطور طبیعی اتفاق می افتد و استفاده محدود از این اشعه به دلیل ضعیف بودن آن می باشد.اشعه ماوراء بنفش را می توان توسط لامپ ها نیز تولید کرد و عملکرد این اشعه به غلظت  ذرات معلق بستگی دارد و زمان مورد نیاز برای تاثیر  اشعه ماوراء بنفش  به زمان و شدت تابش بستگی دارد.

کلر                                      

از موثرترین مواد ضدعفونی کننده می باشد که در گندزدایی فاضلاب کاربرد زیادی دارد در ضدعفونی کردن به روش کلر عوامل مختلفی چون میزان کلر، درجه حرارت، اسیدیته، زمان تماس، نوع  موجودات معلق، میزان آلودگی بستگی دارد. ترکیبات کلر عبارتند از:

  • کلر گازی
  • هیپوکلریت سدیم
  • هیپوکلریت کلسیم
  • دی اکسید کلر
  • کلروآمین

پکیچ لجن فعال با هوادهی گسترده و مزایای آن

پکیچ لجن فعال با هوادهی گسترده و مزایای آن

این روش برای اجتماعات کوچک کاربرد دارد و پساب ها به مدت ۱۸تا ۳۰ ساعت هوادهی می شود.تا مواد آلی ناپایدار به مواد آلی پایدار تبدیل شود.

مزیت های پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش  هوادهی گسترده

  • به کمترین افرادمتخصص و باتجربه ، برای نصب نیاز دارد که این منجر به کاهش هزینه می شود.
  • در برابر شوک های آلی تصفیه از نظر کیفی و کمی بیشترین مقاومت را داراست.
  • در حذف کردن آلاینده ها و زائدات از راندمان بالایی برخوردار می باشد.
  • براساس استاندارد های مطابق با محیط زیست از راندمان بالایی برخوردار می باشد.
  • از سرعت نصب و راه اندازی بالایی برخوردار می باشد.
  • بر اساس شارایط پروژه ها امکان ساخت آن وجود دارد.
  • با شرایط آب هایی هر منطقه سازگار می باشد و ….

از روش های دیگر پکیچ تصفیه فاضلاب می توان به :

راکتور دیسک های بیولوژیک چرخان :  اشاره کرد این روش از چندین دیسک که به صورت موازی به وسیله شیفت به موتور وصل شده ساخته شده و  در مدت زمان اندک در تصفیه خانه ها بکار گرفته می شود.

هزینه بهره برداری ازاین روش بالاتر میباشد. همچنین بهترین روش های صنعتی برای تصفیه فاضلاب می باشد روش RBC  دارای قدمت زیادی می باشد  هوا مورد نیاز برای انجام فعل و انفعالات زیستی از طریق دیسک های گردان تامین می شود با تامین هوا توسط دیسک گردان،  مواد زائد فاضلاب توسط واکنش های شیمیایی تصفیه می شود. .

بخش های دیگری نیز همراه با دیسک های چرخان در یک سیستم RBC وجود دارند که باعث تصفیه کامل فاضلاب و تبدیل آن به آب مناسب برای آبیاری فضای سبز‌‌ می‌شوند.  برای استفاده مجدد فاضلاب در آبیاری فضای سبز، فاضلاب خروجی از سیستم از طریق کلر زنی ضد عفونی‌‌ می‌گردد.

 

 

نقش وتلند مصنوعی در تصفیه فاضلاب

نقش وتلند مصنوعی در تصفیه فاضلاب

تالاب ها  زمين هايي هستند كه سطح آب در آنها در طي سال به مدت زیادی بالاي سطح زمين يا نزديك سطح زمين قرار دارد. سيستم هاي طبيعي فاضلاب ۳ دسته اصلي آبي،  وتلند ، زميني  طبقه بندي مي شود. همه  اين روش ها بر پايه فرایند های  فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي انجام ميشود. بشر اولیه از تالاب ها یا وتلندها برای تصفیه و دفع فاضلاب استفاده می کرد ، وتلندهای ساختگی حدود ۴۰ سال قبل برای تصفیه فاضلاب بکار گرفته شدند. خصوصا در ۱۰ سال اخیر تمایل زیاد به استفاده وتلند ساختگی پدیدار شده است.  وتلند مصنوعی شامل ۲ نوع ، وتلند مصنوعی با جريان زيرسطحي و وتلند مصنوعی  با جريان روسطحي تقسیم بندی می شود . استفاده از تالاب مصنوعي يكي از روشهاي  مهم تصفيه فاضلاب است كه پساب خروجي آن مي تواند بدون ایجاد مشكل وارد محيط زيست شود و يا در كشاورزي مورد استفاده قرارگیرد. تالابهاي مصنوعي ، نسبت به سایر روش های تصفیه فاضلاب روش مطمئني براي تصفيه فاضلاب مناطق کوچک چون  روستاها  و حصول استانداردهاي محيط زيستي هستند، براي تصفيه فاضلاب روستايي مخصوصاًدر مناطق دور دست ايران  از تالابهاي مصنوعي در صورت در دسترس بودن زمين كافي، استفاده می شود. استفاده از سيستم هاي پيشرفته برای تصفيه در نقاط دور دست ایران مشکلاتی به همراه دارد و هزينه  به كارگيري افراد متخصص در زمينه بهره برداري و نگهدار ي آنها بالا است. تالابها نسبت به سایر روش های تصفیه فاضلاب  در حذف ازت و فسفر، کم هزينه تر می باشد..

وتلند مصنوعی با جریان سطحی

وتلندهای مصنوعی با جریان سطحی که سطح فاضلاب با هوا در تماس است برای رشد گیاهان برآمده از آب، از خاک یا محیط مناسب دیگر استفاده می شود.

وتلند مصنوعی باجریان زیرسطحی

وتلند های مصنوعی با جریان زیرسطحی که جریان فاضلاب در زیر سطح گراول یا ماسه برقرار می باشد . اجزای تشکیل دهنده وتلند های مصنوعی را بستری از خاک، گیاهان، ،گراول و  ماسه و عوامل بیولوژیکی تشکیل می دهند . نقش گیاهان دراین سیستم تأمین اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم های هتروتروف در ناحیه ریشه و افزایش وتثبیت هدایت هیدرولیکی بستر، جذب مواد مغذی و غیره است.

ویژگی های تصفیه فاضلاب خاکستری

ویژگی های تصفیه فاضلاب خاکستری

فاضلاب خانگی به ۲ دسته تقسیم بندی می شود که دسته ی اول از آشپزخونه، حمام ، لباسشویی و شستن ماشین و …. تولید می شودکه این  فاضلاب های حاصله را فاضلاب خاکستری می گویند و دسته دوم آب حاصل از توالت ها می باشد  که به فاضلاب سیاه مشهور است.فاضلاب خاکستری در حدود ۵۰ تا ۸۰ درصد کل مصرف آب خانگی را شامل می شود. فاضلاب خاکستری مواد آلی و مواد معلق و کدورت  پایین تری داراست بخاطر همین می توان در مصارف آبیاری یا سیفون توالت استفاده کرد.با جمع آوری و تصفیه فاضلاب خاکستری می توان در حدود ۴۰ درصد آب تصفیه شده شهری راکاهش داد. آ همچنین استفاده از آب خاکستری باعث می شود که از منابع زیرزمینی و منابع سطحی کمتر برداشت شود. کیفیت GW در منابع مختلف متفاوت است و به کیفیت نوع سیستم توزیع ، تأمین آب و فعالیت های ساکنین خانه ها بستگی دارد. کیفیت GW با کمک مولفه های  فیزیکی و شیمیایی اندازه گیری می شودمولفه هایی فیزیکی مانند رنگ، تیرگی ، دما و مقدار جامدات معلق هستند. در برخی موارد آب خاکستری مستقیما از سینک به باغ وارد می شود و تصفیه های مورد نیاز توسط خاک و ریشه ی گیاهان روی آن صورت می گیرد. یکی از مهم ترین فواید جداسازی آب خاکستری از فاضلاب سرویس های بهداشتی کاهش میزان پاتوژن ها در آب خاکستری و ساده نمودن فرآیند تصفیه و استفاده مجدد از آن می باشد.

از مهمترین  مزایای تصفیه آب خاکستری

  • این سیستم ارزان و به صرفه می باشد.
  • هزینه تخلیه چاه های جذبی را کاهش می دهد.
  • باعث کاهش مهاجرت جمعیت روستایی به شهری می شود.
  • در حجم آب مصرفی صرفه جویی به عمل می آید.
  • می توان تصفیه خانه را در یک زمین کوچک ساخت.
  • از انرژی و مواد شیمیایی کمتری استفاده می شود.
  • آب خاکستری غنی از مواد مغذی و پتاسیم و نیتروژن می باشد که برای رشد گیاه یک کود مناسب به شمار میرود.

کاربرد های حاصل از  تصفیه آب خاکستری

یکی از کاربرد های ساده آب خاکستری فاضلابی که حاصل روشویی است یعنی پساب حاصل از شستشوی دست پس از انجام یک پیش تصفیه می توان در سیفون توالت مورد استفاده قرار گیرد. از کاربرد های دیگر اب خاکستری می توان به آبیاری گیاهان و فضای سبز اشاره کرد. استفاده از آبی که بیش از ۲۴ ساعت در سیستم فیلتراسیون آب خاکستری قرار داشته است به هیچ وجه توصیه نمی شود، چراکه پس از گذشت این مدت باکتری هایی تشکیل می شوند که در کیفیت آب مصرفی تاثیرگذار خواهند بود. فواید جلوگیری از هدر رفت آب (کاهش قبوض آب) استفاده مجدد از آب خاکستری موجب جلوگیری از ورود آن ها به سیستم فاضلاب و کاهش هزینه های مربوط به تصفیه آب و احتمال آلودگی سایر منابع آبی می گردد. استفاده مجدد از آب خاکستری برای آبیاری موجب اتصال مجدد ساکنین شهرها و باغچه های منازل به چرخه طبیعی آب می گردد.

روش اندازه گیری سختی کل آب

تصفیه فاضلاب صنعتی

وجود املاح کلسیم و منیزیم سبب سختی آب ها می شود. برخی املاح دیگر نظیر آهن، منگنز، آلومینیوم، باریوم و استرانسیوم که به ندرت در آب یافت می شوند می توانند سختی آب را بالا ببرند ولی در هر حال سختی کل مربوط به غلظت کاتیون های کلسیم و منیزیم است، چنانچه املاح این کاتیون ها بصورت کربنات و بیکربنات باشد به آن سختی کربناته و اگر بصورت سولفات : کلراید، نیترات، فسفات و… باشند به آن سختی غیر کربناته می گویند. آب مورد آزمایش باید عاری از رنگ و کدورت باشد چون این عوامل می توانند بر روی واکنش تاثیر گذاشته و ایجاد مزاحمت نمایند. سختی را می توان با دو روش اندازه گیری نمود:

۱- روش محاسبه

۲- روش حجم سنجی با استفاده از محلول EDTA در حضور معرف اریو کروم بلک تی

روش محاسبه :

در این روش با اندازه گیری غلظت یون های کلسیم و منیزیم و با استفاده از فرمول زیر مقدار سختی محاسبه می شود:

= مقدار سختی کل برحسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم

(میلی گرم در لیتر یون منیزیم) * ۱۱۸/۴ + (میلی گرم در لیتر یون کلسیم) * ۴۹۷/۲

روش حجم سنجی:

در این روش با استفاده از محلول استاندارد EDTA در محیط بافر آمونیکال و در حضور معرف اریوکروم بلک تی، سختی کل آب اندازه گیری می شود.

تجهيزات مورد نياز :

ترازوی حساس الکتریکی، pH متر، شیشه آلات آزمایشگاهی مورد نیاز

معرف ها :

۱- محلول بافر آمونیاکی: ۹/۱۶ گرم کلرور آمونیوم را در ۱۴۳ میلی لیتر آمونیاک غلیظ حل کرده سپس ۱۷۹/۱ گرم پودر خشک نمک سدیم EDTA دو آبه و ۷۸/۰ گرم سولفات منیزیم ۷ آبه یا ۶۴۴/۰ گرم کلرید منیزیم ۶ آبه را در ۵۰ میلی لیتر آب مقطر حل نموده و این محلول را به محلول آمونیاکی فوق افزوده وتا ۲۵۰ میلی لیتر رقیق می کنیم این محلول در ظروف شیشه ای یا پلاستیکی مناسب تا یک ماه پایدار است.

نوع تجارتی بافر آمونیاکال بدون بو که حاوی نمک EDTA می باشد نیز موجود است.

۲- معرف اریو کروم بلک تی: ۵۰۰ میلی گرم از پودر اریوکروم بلک تی را با ۱۰۰ گرم کلرور سدیم در هاون چینی خوب ساییده و مخلوط می کنیم.

۳- محلول EDTA 01/0مولار : ۷۲۳/۳ گرم پودر اتیلن دی امین تترا استیک اسید نمک دی سدیم را در آب مقطر حل کرده و تا یک لیتر رقیق نموده سپس با محلول کربنات کلسیم استاندارد، آن را استاندارد می کنیم.

۴- محلول کربنات کلسیم استاندارد: یک گرم کربنات کلسیم بدون آب را در داخل یک ارلن ۵۰۰ میلی لیتری ریخته و با قرار دادن قیف بر روی دهانه ارلن به آن اسید کلریدریک (۱+۱) افزوده تا کربنات کلسیم حل شود سپس به آن ۲۰۰ میلی لیتر آب مقطر اضافه نموده و به مدت چند دقیقه به منظور خارج شدن CO2 آن را می جوشانیم، خنک کرده و چند قطره معرف متیل رد به آن افزوده و با افزودن محلول آمونیوم هیدروکسید ۳ نرمال یا اسیدکلریدریک (۱+۱) تا ظهور رنگ پرتقالی، pH آن را تنظیم می کنیم سپس به یک بالن ژوژه یک لیتری منتقل نموده و تا یک لیتر رقیق می کنیم.

روش استاندارد کردن محلول EDTA 01/0مولار : ۲۰ میلی لیتر از محلول کربنات کلسیم فوق را داخل ارلن ۲۵۰ میلی لیتری ریخته و به آن ۱- ۲ میلی لیتر تامپون آمونیاکال افزوده و سپس ۱ تا ۲ قطره محلول اریو کروم بلک تی یا ۱/۰ تا ۲/۰ گرم پودر آن را می افزاییم. محتویات ارلن را مخلوط می کنیم تا رنگ قرمز روشن ایجاد شود، این محلول را با EDTA تا ایجاد رنگ آبی که نشاندهنده پایان واکنش است تیتر کرده و از فرمول زیر فاکتور EDTA را بدست می آوریم:

F*V=F1 * V1

F: فاکتور کربنات کلسیم که برابر یک است

V: حجم کربنات کلسیم که برابر ۲۰ میلی لیتر است

V1: حجم EDTA مصرفی برای خنثی کردن ۲۰ میلی لیتر محلول استاندارد کربنات کلسیم

F1 : فاکتور EDTA

نمونه برداری: حداقل ۱۰۰ میلی لیتر نمونه در ظروف پلی اتیلنی یا شیشه ای جهت آزمون، نمونه برداری و حتی الامکان بدون تاخیر به آزمایشگاه ارسال شود، چنانچه این عمل مقدور نباشد بهتر است نمونه ها را در شرایط خنک نگهداری نمود. pH نمونه را توسط اسید نیتریک باید به کمتر از ۲ رساند.

روش آزمون :

با توجه به حدود سختی، حجمی از نمونه را انتخاب می کنیم که کمتر از ۱۵ میلی لیتر EDTA برای تیتر کردن نیاز داشته باشد و آن را در داخل ارلن ریخته و به آن ۱-۲ میلی لیتر بافر آمونیاکال در زیر هود ریخته تا pH آن به ۱۰ برسد، معمولا ۱ میلی لیتر بافر این pH را تامین می کند. سپس ۱/۰ تا ۲/۰ گرم معرف اریو کروم بلک تی به آن می افزاییم که منجر به ایجاد رنگ قرمز می شود، سپس نمونه را با محلول EDTA 01/0 مولار تا پیدایش رنگ آبی تیتر می کنیم و از روی حجم EDTA مصرفی و با استفاده از فرمول زیر، سختی کل را محاسبه می کنیم:

میلی لیتر نمونه / (۱۰۰۰*F*V)= (برحسب میلی گرم کربنات کلسیم بر لیتر) سختی کل

 

واحد گندزدایی,واحد هضم لجن,تابلو کنترل و توزیع قدرت

تصفیه فاضلاب

واحد گندزدایی

اگرچه وجود میکروارگانیسم­ها و به خصوص باکتری­ها در تصفیة فاضلاب نقشی اساسی را دارند ولی خروج بدون کنترل آنها از تصفیه­ خانه و ورود آنها به منابع آب پذیرنده می­تواند سبب بروز آلودگی میکروبی و بیماری­های ناشی از آن شود. به همین سبب فرآیند گندزدایی به عنوان آخرین فرآیند مورد استفاده قرار خواهد گرفت. در این واحد با انجام مجموعه­ای از واکنش­های اکسیداسیون میکروارگانیسم­های موجود از جریان فاضلاب حذف می­گردند.

واحد هضم لجن

به منظور نگهداری لجن مازاد تا زمان دفع نهایی آن، یک مخزن برای ذخیره لجن در نظرگرفته شده است.

تابلو کنترل و توزیع قدرت

برای بهره­برداری مناسب از سیستم­های تصفیه لازم است که بهره­ بردار بتواند بوسیله یک تابلو فرمان کلیه تجهیزات الکترومکانیکی سیستم را کنترل و راهبری نماید. بنابراین یکی از اجزای سیستم تصفیه تابلو کنترل و توزیع قدرت است.

تصفيه آب صنعتی و آشاميدنی

تصفیه آب

تصفيه آب صنعتی و آشاميدنی

آب يک سرمايه ملی است. تا 20 سال پيش مهمترين سرمايه ملی کشورها، انرژی بود اما در آينده ای نه چندان دور آب را با نفت معاوضه خواهند کرد. آب تنها منبعی است که جايگزينی برای آن فعلا وجود ندارد و به همين دليل امروزه تاکيد بر صرفه جويی و استفاده بهينه از منابع آبی می باشد. امروزه تصفيه آب چه به عنوان آب آشاميدنی و چه برای استفاده صنعتی، از اهميت خاصی برخوردار است.

عدم تصفيه مناسب و صحيح آب

در كاربردهای صنعتی، عدم تصفيه مناسب و صحيح آب، دستگاه ها و تجهيزات را متحمل خسارات زيادی كرده و روند عمليات واحد را با مشكل مواجه خواهد ساخت. صنایع مختلفی همچون صنایع نفت، گاز، پترو شیمی، صنایع غذایی، صنایع فولاد، صنایع دارویی، صنایع آرایشی بهداشتی و … بدلیل استفاده از دستگاههای بسیار خاص و گران قیمت نیازمند آب با مشخصات ویژه و خاص خود می باشند که لازم است آن را طی فرآیندهای مختلف و منطبق با نیاز صنعت مورد نظر تصفیه نمود.

فرآیندهای تصفیه آب

فرآیندهایی که برای تصفیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرند، بستگی به کیفیت آب منبع دارند. به طور مثال بیشتر آبهای زیرزمینی صاف و عاری از عوامل بیماری زا و هم چنین فاقد مقادیر قابل توجهی از مواد آلی هستند. اما ممکن است بعضی از آبهای زیرزمینی حاوی مقادیر زیادی از جامدات محلول، گازها و یا مقادیر اضافی آهن، منگنز و یا حتی مواد آلی و میکروبی باشند که در اين صورت به فرآیندهای تصفیه پیچیده نیاز می باشد.

آبهای سطحی غالبا دارای تنوع بیشتری از آلاینده ها نسبت به آبهای زیرزمینی هستند و به همین دلیل فرآیندهای تصفیه ممکن است برای این قبیل آبها پیچیده تر باشد. بیشتر آبهای سطحی داری کدورتی بیش از مقدار تعیین شده توسط استانداردهای آب آشامیدنی می باشند. هرچند جریانهای آبی که با سرعت زیاد در حرکت اند ممکن است دارای مواد بزرگتر به حالت معلق باشند اما بیشتر جامدات در اندازه های کلوئیدی بوده و برای جداسازی آنها استفاده از فرآیندهای تصفیه مورد نیاز است.

رايج ترين روش های تصفیه آب جهت تولید آب آشامیدنی و آب های مورد استفاده در صنايع مختلف: