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.

مشکلات بهره برداری پکیچ تصفیه فاضلاب بهداشتی

پکیج تصفیه فاضلاب

پکیچ تصفیه فاضلاب بهداشتی با توجه به کاربردهایی که دارد دارای معایب و مشکلاتی نیز می باشد که در گزینه های زیر به تعدادی از این معایب اشاره شده است:

  • زمانی که لجن موجود در پکیچ روی هم انباشه می شود و بر میزان لجن افزوده می شود انباشت لجن دلیلی بر کاهش راندمان و کارایی پکیچ تصفیه فاضلاب خواهد بود.
  • از معایب دیگر می توان به تولید بوی بد در فرایند های لجن فعال اشاره کرد با هوادهی مناسب می توان این مشکل را برطرف نمود.
  • از مشکلات دیگر پکیچ تصفیه فاضلاب بهداشتی، تولید کف در حوض هوادهی می باشد.

پکیچ تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش های زیر تصفیه و فیلتر می شود:

  • روش شیمیایی: انعقاد و لخته سازی و…
  • روش فیزیکی: دانه گیری، ته نشینی، و …
  • روش بیولوژی: لجن فعال با هوادهی گسترده
  • فرایندIFAS

مراکز و کارگاه هایی چون پادگان ها ، بیمارستان ها و … به دلایلی چون :

  • محدود بودن نیروی انسانی
  • کمبود زمین
  • محدودیت منابع مالی
  • حجم فاضلاب تولیدی کمتر

تلاششان براین است تا با کمترین سرمایه به دفع فاضلاب خود به وسیله پکیچ اقدام کنند در برخی موارد از پساب خروجی برای آبیاری فضای سبز و … که منجر به صرفه جویی در مصارف آب می گردد اشاره کرد.

 

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

مزایا و معایب سیستم کلرزنی

مزایا و معایب سیستم کلرزنی

در فاضلاب عوامل بیماری زای بسیار وجود دارد و اگر کلرزنی فاضلاب انجام نشود می تواند بر سلامتی انسان و محیط زیست اثر بگذارد . کلر  روشی  در گندزدایی  تصفیه فاضلاب است که تا حدود ۹۹-۹۸ درصد باعث از بین رفتن  عوامل بیماری زا می شود.کلر باقی مانده در پساب تصفیه شده می تواند تا مدت بیشتری حتی بعد از تصفیه اولیه عمل گندزدایی را انجام دهد، ولی اگر پساب تصفیه شده برای پرورش آبزیان و یا رودخانه استفاده شود، به دلیل سمی بودن کلر باید کلرزدایی در صورت نیاز انجام گردد.

مزایای کلر زنی

      کلر زنی به خارج وابستگی ندارد.

      در کاهش بو نقش بسزایی دارد.

      در کاهش دادن و از بین بردن ویروس و باکتری بسیار کارایی دارد.

      ترکیبات سیانید و فنل را تخریب می کند.

      روغن و گریس را از پساب ها حذف می کند.

      نقش موثری در کاهش حشرات موذی چون پشه دارد.

      مانع از ایجاد کف در پساب می شود.

      این روش هزینه نگه داری و بهره بردای پایینی دارد.

      از رشد میکروب و ویروس و … جلوگیری می کند.

معایب کلرزنی

      تاثیر برروی پی اچ آب

      گازی بد بو  وخطرناک  می باشد.

      در صورت کاربرد بیشتر ، منجربه تغییر در بو و مزه می شود.

      در صورت ترکیب با منگنز و آهن ایجاد رنگ می کند.

      مواد آلی موجود در آب را افزایش می دهد.

      مشکلات مربوط به حمل و نقل و انبار کردن

 

تصفیه فاضلاب به روش SBR

تصفیه فاضلاب به روش SBR

SBR مخفف کلمه  Sequence Batch Reactor می باشد برای تصفیه فاضلاب در این روش به یک رآکتور منقطع واحد نیاز می باشد  تا فاضلاب به آن منتقل شده و آلاینده آن حذف شود ودر آخر  فاضلاب تصفیه شده تخلیه شود.وجود ۲ حوض در تصفیه فاضلاب شهری به روش SBR ضروری می باشد.از روش SBR برای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی استفاده میشود  که در تصفیه  فاضلاب جریان کم یا متناوت نقش ویژه ای دارد. در دهه ۱۹۶۰ میلادی به دلیل پیشرفت تکنولوژی توجه به سیستم SBR بیشتر شد  روش   SBR  تقریبا تمام مراحل فرایند لجن فعال را انجام می دهد سیستم SBR فقط در نحوه ی زمان با سیستم لجن فعال تفاوت دارد .یعنی این سیستم با طی زمان عملیات مربوط به تصفیه بیولوژیک و … را انجام می دهد . معمولا زمان ماند هیدرولیکی در سیستم SBR بین ۱۸ تا ۳۰ ساعت می باشد . سیستم SBR درای ۵ مرحله می باشد :

  • تغذیه
  • هوادهی
  • زلالسازی
  • تخلیه
  • سکون

سیستم SBR به روش زیر طراحی می شود :

  • در ابتدا مشخصات مربوط به فاضلاب ورودی و میزان کیفیت فاضلاب تصفیه شده را مشخص می کنند
  • تعدادحوضچه هارو تعیین می کنند
  • در هر دوره، زمان  مراحل پرشدن ، ته نشینی و خروجی انتخاب می کنند.
  • زمان ماند را در روش SBR را محاسبه می کنند .
  • تعداد دوره های شبانه روزی را انتخاب می کنند.
  • پمپ لازم برای انتقال فاضلاب تصفیه شده محاسبه میشود.
  • میزان اکسیژن مورد نیاز محاسبه می شود.
  • در هردوره میزان لجن تولید شده محاسبه می شود.
  • مواد قلیایی مورد نیاز ارزیابی می شود.

روش های طبیعی تصفیه فاضلاب

روش های طبیعی تصفیه فاضلاب

تصفیه به کمک آبزیان

تصفیه به کمک آبزیان شامل موارد زیر می باشد:

  • وتلند طبیعی
  • وتلند مصنوعی
  • گیاهان آبزی

در برخی موارد عنوان جعبه های  سیاه برای  وتلند ها  بکار می رود که منجر به شفافیت آب آلوده می شود. در ۱۰ سال اخیر توجه زیادی به استفاده از وتلند ها شده است در وتلند ها  طبیعی پوشش گیاهی خاصی وجود دارد .که گیاهانی چون نی به صورت خوردرو رشد کرده و تصفیه بصورت غیر کنترل کننده  انجام می گیرد. وتلند یک روش برای جلوگیری از تخریب محیط زیست بدون نیاز به سوخت فسیلی می باشد.

۲)تصفیه به کمک زمین

تصفیه به کمک زمین شامل سه مورد زیر می باشد:

  • نفوذ سریع در زمین
  • نفوذکند و آرام در زمین
  • پخش کردن فاضلاب در زمین

تفاوت بین سیستم متداول تصفیه با سیستم طبیعی تصفیه

یکی از اساسی ترین تفاوت بین سیستم های متداول با وتلند ها این است که در  وتلند ها  تصفیه با سرعت کم در محیط طبیعی بدون نیاز به مدیریت انجام می گیرد در حالی که در سیستم های متداول تصفیه به مدیریت بالا ، صرف انرژی زیاد و ودر راکتور کم حجم صورت می گیرد .

ضرورت تصفیه فاضلاب- تصفیه فاضلاب

ضرورت تصفیه فاضلاب- تصفیه فاضلاب

فاضلاب خام حاوی میکرو ارگانیسم بیماریزا می باشد که وارد دستگاه گوارش انسان می شود و باعث ایجاد مشکل می شود ترکیبات فاضلاب باعث تحریک در  رشد گیاهان آبزی شده همچنین فلزات سنگین و مواد سمی برای انسان مضر هستند و سبب مرگ موجودات آبزی و به هم خوردن زنجیره غذایی و بیماری و ازبین رفتن اکوسیستم می شود .برای جلوگیری از گسترش مشکلات محیط زیست و تامین بخشی از آب مورد نیاز مصارف مختلف از طریق باز چرخانی و استفاده مجدد از پسابها باید برنامه ریزی شود.کاربرد فاضلاب تصفیه شده از دیرباز در کشورهای مختلف رایج بوده است . کاربرد پرتو فرابنفش به عنوان يک روش ضدعفوني کننده فيزيکي در تصفيه منابع آب و فاضلاب به طور مستقل و يا به عنوان مکمل ساير روشها از ديرباز مورد توجه بوده است به کمک اين پرتو در کنار استفاده از هيدروژن پروکسايد براي از بين بردن ترکيبات آلي کلردار نيزاستفاده مي کنند. روشهاي تصفیه که در آنها کاربرد نیروهاي فیزیکی عامل مهمتري است با عنوان عملیات واحد تصفیه شناخته شده اند.

اثرات ورود فاضلاب به رودخانه و دریا

  • مسموم شدن آبزیان
  • کمبود اکسیژن در آب
  • وجود ذرات معلق در آب
  • تهدید حیاط آبزیان و اختلال در کیفیت آب

مهمترین علل تصفیه فاضلاب

  • دفع غیر بهداشتی فاضلاب منجر به آلودگی آب های زیرزمین می شود.
  • آسیب دیدن حیات آبزیان
  • آلودگی خاک در نتیجه ترکیبات شیمیایی و عوامل بیولوژیکی ازطریق زنجیره غذایی به بدن انسان وارد می شود
  • عدم امکان استفاده مجدد از پساب حاصل از تصفیه فاضلاب باعث صرف هزینه سنگین برای تامین وانتقال آب می شود.
  • عدم تناسب برداشت آب های زیر زمینی با تخلیه فاضلاب در آب های زیر زمینی که باعث دفع فاضلاب در نقاط پایین شهر می شود.

 

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.

انواع روش شیمیایی در تصفیه فاضلاب

انواع روش شیمیایی در تصفیه فاضلاب

در تصفیه شیمیایی از مواد شیمیایی برای اکسیده کردن مواد آلی موجود در فاضلاب استفاده می شود از روش شیمیایی برای تصفیه فاضلاب صنایع استفاده می شود.عمده ترین روش تصفیه شیمیایی در فاضلاب عبارتند از :
۱) کاربرد روش های تعویض یونی (احیا)
کاربرد آن تبادل یونی به جای باکتری ها برای جداسازی ازت و نمونه هایی از این مورد می باشد.
۲) کاربرد کلرورفریک(انعقاد و لخته سازی)
مواد معلق سبک و ذرات کلوئیدی موجود در فاضلاب را به یکدیگر متصل کرده و آن ها را به لخته های قابل ته نشین و سنگین تبدیل می کند. خاک رس، سولفات و هیدرات الومینیوم ، پلی الکترولیتها و … از جمله ترکیبات شیمیایی منعقد کننده می باشد.این روش در دو مخزن جدا صورت می گیرد. از جمله مزایای این روش کاهش رنگ ، حذف کردن فلزات ،تصفیه آلاینده ها ی خطر ناک و … می باشد.
۳) استفاده از کربن فعال(جذب سطحی)
از این روش می توان برای حذف کردن ذرات که تولید کننده رنگ و بو استفاده کرد.
۴) استفاده از مواد اکسیده (اکسیداسیون)
باکتری های هوازی در فاضلاب شهری کار اکسیده کردن را برعهده میگیردو در برخی موارد برای پایدار کردن و همچنین جداکردن مواد خارجی حل شده در تصفیه فاضلاب از اکسیده کردن استفاده می شود.اکسیده کردن فاضلاب به دو روش پیشرفته و کلاسیک انجام میگیرد.
۵) بکار بردن اسید و باز برای فاضلاب های اسیدی و قلیایی(خنثی سازی)
فاضلاب های شهری نیاز به عمل خنثی سازی ندارند در روش خنثی سازی زمانی که درجه اسیدی کمتر از ۵/۶ یا بیشتر از ۵/۸ باشد مواد اسیدی یا بازی به فاضلاب افزوده می شود.
۶) بکار بردن موادی چون زئولیت(تعویض یونی)
به دلیل وجود ذرات سنگین در آب که منجر به سختی آب می شود از این روش استفاده می شود تبادل یونی روشی برای برگشت پذیری کاتیون و آنیون های موجود در آب و کاتیون و آنیون های جامد می باشد این روش باعث حذف یون های می شود.

۷) بکاربردن دامولسیفایرها در جداسازی ترکیبات نفتی(شناورسازی)
با اضافه کردن حباب های هوا به ذرات باعث چسبندگی ذرات شده و موجب شناور شدن این مواد می شود.

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.