تصفیه فاضلاب

فاضلاب چیست:

به آبی که در نتیجه مصرف شدن آلوده شده و قابل مصرف نمی باشد، گفته می شود.

تصفیه فاضلاب:

ابزاری است که با استفاده از آن، آب مورد استفاده و آلوده شده توسط انسان یا طبیعت به کیفیت مطلوب احیاء می شود.

طبقه بندی فاضلاب ها:

فاضلاب بهداشتی: شامل فاضلاب خانگی، فاضلاب اماکن تجاری، فاضلاب موسسات عمومی

فاضلاب خانگی: شامل فاضلاب سرویس بهداشتی خانه ها، مغازه ها، فروشگاه ها

فاضلاب صنعتی: آب تولید شده از مصرف کارخانه ها، کارگاه ها، و مجموعه های صنعتی

فاضلاب کشاورزی: فاضلاب های به وجود آمده از فعالیت های کشاورزی

فاضلاب های سطحی:  شامل آب های ناشی از ذوب برف و یخ و بارندگی 

جوانب حايز اهمیت روش های تصفیه فاضلاب:

♦ مشکلات ناشی از کمبود آب 

♦ آلوده کردن محیط زیست در اثر رها کردن در طبیعت

فاضلاب های صنعتی به دلیل مصارف بالا و تنوع نوع آلاینده ها و آلودگی ها از اهمیت بیشتری برخوردار است که تصفیه فاضلاب های صنعتی با چالش های بیشتری همراه است.

انتخاب نوع روش تصفیه فاضلاب وابسته به نوع و مقدار آلاینده های موجود در فاضلاب است.

پارامترهای تعیین کیفیت فاضلاب های صنعتی:

♦دمای فاضلاب خروجی

♦ غلظت مواد آلاینده

♦ دبی خروجی فاضلاب

♦بوی فاضلاب

پارامترهای فرآیندی تصفیه فاضلاب:

اکسیژن محلول(DO): اندازه گیری میزان اکسیژن محلول در فاضلاب ها از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا تجزیه بیولوژیکی موار آلی نیاز به تصفیه فاضلاب دارد. این آزمایش یک سنجش مهم تعیین کننده در بررسی آلودگی آب ها و کنترل فرایند تصفیه فاضلاب می باشد. 

در فرایندهای هوازی مقدار DO در مخزن هوادهی باید در حدود 2 میلی گرم بر لیتر باشد.

کدورت (TUR): کدورت به علت مواد معلق و کلوییدی می باشد.

PH: اندازه گیری PH در فرایند تصفیه بیولوژیکی دارای اهمیت بسیاری است به این دلیل که میکروارگانیسم ها در محدوده ی 5تا 8 بیشترین فعالیت و راندمان را دارند که خارج از این محدوده دامنه فعالیتشان ضعیف یا از بین می رود.

دما(T): دمای فاضلاب، نشان دهنده انرژی حرارتی است که در آن وجود دارد. به طر معمول دمای فاضلاب کمی بالاتر و گرم تر از آب است. افزایش ناگهانی دمای ورودی به تصفیه خانه، نشان دهنده ورود فاضلاب صنعتی، و کاهش دمای آب ورودی نشان دهنده ورود فاضلاب سطحی است.

در مجموع دمای فاضلاب ورودی باید میانگین 50 الی 60 درجه سانتی گراد باشد و بالاتر نرود، میکروارگانیسم ها در دماهای بالتر غیرفعال می شوند.

توپوگرافی سطح: عامل موثر در مرحله اتصال باکتری به سطح می باشد. در مراحل اولیه تشکیل کولونی باکتری های در سطح، وجود زبری سطح در مقیاس نانو و میکرو توانایی بهبود چسبندگی را داراست. افزایش سطح در دسترس با وجود سطح ویژه برای حذف الاینده ها در فایتد تصفیه فاضلاب افزایش می یابد.

سرعت و تلاطم: سیال در نزدیکی سطح ثابت و بدون حرکت می باشد. به دلیل راکد آب، امکان جداسازی بیوفیلم تشکیل شده نیست. جریان متلاطم موجود بر سرعت چسبندگی سلول ها و میکروارگانیسم ها به سطح تاثیر بسزایی دارد. مقدار تلاطم و سرعت جریان فاضلاب در داخل مخزن باید مورد کنترل دقیق قرار گیرد زیرا فرایند تشکیل بیوفیلم و همچنین حذف مواد آلاینده از داخل جریان فاضلاب ضروری است.

تولید اجزای پلیمری خارج سلولی (EPS): مخلوطی از پلیمرهایی با وزن مولکولی10000 =MW، توسط میکروارگانیسم ها تولید می شوند. این مواد در اثر فرایند هیدرولیز و جذب مواد آلی موجود در فاضلاب ها به وجود می آیند.

EPSها مقدار زیادی آب را در پیوندهای هیدروژنی موجود در ساختارشان جای می دهند، بنابراین جذب آب بسیار قوی دارند.

DNA خارج سلولی(eDNA): eDNA یکی از اجزای تشکیل دهنده بیوفیلم می باشند به همراه EPS ساخته می شوند. این ماده نقش بسزایی در مراحل مختلف تشکیل بیوفیلم مانند اتصال اولیه باکتری ها و تشکیل و تجمع کلونی ها در تصفیه فاضلاب ها دارد. پتانسیل جذب مواد آلاینده ها با افزایش میزان تشکیل بیوفیلم رابطه مستقیم دارد.

نسبت غذا به میکروارگانیسم(F/M):

این پارامتر میزان بار آلی در سیستم لجن فعال را نشان می دهد و واحد آن بر حسب کیلوگرم به MLSS در روز بیان می شود که توسط سرعت جریان پساب لجن فعال کنترل می شود. هرچه سرعت جریان پساب بیشتر، نسبت غذا به میکروارگانیسم بیشتر می شود که در انواع فرایند تصفیه آب و فاضلاب متفاوت است.

عوامل موثر در نسبت F/M:

Q سرعت جریان پساب بر حسب میلیون گالون در هر روز(MGD)

BOD میزان اکسژن بیوشیمیایی بعد از 5 روز(mg/lit)

MLSS مجموعه ذرات جامد معلقه مخلوط در مایع (mg/lit)

V حجم تانک هوادهی (بر حسب گالون)

انواع پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب:

دسته بندی پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب:

1: پارامترهای فرایندی

2: پارامترهای تجهیزاتی

پارامترهای فرایندی:

وضعیت کاری هر فرایند را مشخص ساخته و به 2 نوع طبقه بندی می شود:

1. پارامترهای فرایندی کمی

2. پارامترهای فرایندی کیفی

پارامترهای فرایند کمی:

متغیرهای که توسط حسگر و سنسورها، روش های آزمایشگاهی بصورت پیوسته یا منقطع که قابل اندازه گیری است شامل می شود و می توان جهت بررسی راندمان و یا بازده سیستم در بهره برداری بلند مدت و یا نحوه کارکرد سیستم در کنترل شرایط عملیات و راهبردی کوتاه مدت مورد استفاده قرار داد.

پارامترهای فرایندی کیفی:

این پارامتر جهت تشخیص نواقص و رفع و برطرف کردن آن مورد استفاده قرار می گیرد و در هدایت و راهنمایی بلندمدت و نگهداری سامانه تصفیه فاضلاب نقش اساسی دارد.ددر تشخیص اولیه تخلیه فاضلاب های صنعتی با بررسی های چشمی و کنترل PHجریان ورودی به طور مداوم کاربرد دارد. پیش از آنکه مواد مضر و سمی همراه با فاضلاب های صنعتی بر سیستم زیستی تاثیر مخرب بگذارد، اقدانات متناسب صورت می گیرد.

پارامترهای تجهیزاتی:

به 2 نوع تقسیم می شوند:

1) پارامترهای تجهیزاتی کمی

2) پارامترهای تجهیزاتیکیف

پارامترهای تجهیزاتی کارکرد صحیح و درست تجهیزات الکتریکی و مکانیکی ( پمپ ها، بلوئر ها و .... ) متعلق به هر واحد سیستم تصفیه خانه است.

پارامترهای تجهیزاتی کمی:

ولتاژ و جریان الکتریکی تجهیزات ، سرعت، دور و دمای موتورهای الکتریکی

پارامترهای تجهیزاتی کیفی:

شامل بررسی و  بازرسی هایی که به طور پیوسته بر روی تجهیزات نظیر لرزش، صداهای غیر عادی، نشتی ها و بوهای غیرنرمال و معمول و ... می شود.

حوض های ته نشینی متشکل از تجهیزات مختلفی است و عملکرد آن با عملکرد تجهیزات مورد ارزیابی قرار کرفته و به آن ها بستگی دارد. پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب در حوض ته نشینی شامل موارد زیر می باشد:

1 ) کنترل لجن

2) کنترل کفاب

3 ) کنترل بار هیدرولیکی ورودی

4) کنترل شدت جریان برگشتی

(5کنترل مقدار شیمیایی

تصفیه آب و فاضلاب:

آب آشامیدنی مراحل، مختلفی طی کرده تا به کیفیت مطلوب و قابل شرب برسد که شامل: لخته سازی، زلال سازی، حذف آهن و منگنز، فیلتراسیون، تنظیم PH، گندزدایی، کنترل طعم و بو

اهداف مدیریت و تصفیه آب و فاضلاب:

هدف کلی مدیریت فاضلاب: توسعه پایدار منابع طبیعی و حمایت از سلامت عمومی و محیط زیست می باشد، به طوری که مصارف فعلی و آینده از این منبع دچار اختلال نگردد. بنابراین، اهداف استفاده از آب، تصفیه، احیاء و استفاده مجدد از آب با این هدف ستزگار است.

تصفیه آب به گونه ای است که تاثیرات مضر برای محیط زیست و کاربر بعدی به حاقل برسد.

آلودگی توسط انسان و حتی ممکن است توسط طبیعت ایجاد شودو تاثیرات آن ممکن است مشابه باشد. استاندارد کیفیت آب ملاحظات مربوط به زندگی آبزیان را محدود کرده است. استاندارد اولیه آب آشامیدنی روی 5 میلی گرم در لیتر است اما غلظت زیرخاک به مقدار 0.001 میلی گرم در لیتر است بنابراین برای زندگی ابزیان سمی و مضر لست. هزینه های محافظت از زندگی آبزیان برای رضایت استاندارد کیفیت آب برای آشامیدن آب بسیار زیاد است در نتیجه با پیامدهایی همراه است. آب را می توان به اندازه دلخواه خالص سازی انجام داد اما هزینه های دستیابی به میزان خلوص از منظر علمی دید.

هدف از تصفیه آب: حذف آلاینده ها و ارتقا کیفیت آب می باشد که مهمترین پارامتر تعیین کننده کیفیت، کدورت است که توسط مواد معلقی مانند خاک و گل و لای، مواد آلی و معدنی ریز، ترکیبات آلی رنگی محلول و سایر میکروارگانیسم ها به وجود می آیند.

کدورت سنج با واحد NTU گزارش می شود ک سنجش میزان پراکندگی و جذب نور حاصل از منبع نوری حین عبور از محلول انجام می شود که در سال های اخیر شمارش ذرات به عنوان یک پارامتر کیفی آب مطرح می شود.

انواع فرایند در تصفیه آب و فاضلاب:

 (1 فرایند انعقاد و لخته سازی

حذف ذرات کلوئدی ک باعث کدورت آب می شوند که بهترین روش های آن مدیریت تزریق مواد شیمیایی است که معیاری برای کم کردن کدورت در هر تصفیه خانه می باشد که شامل موارد زیر می باشد:

مواد شیمیایی: برای بهینه کردن عملیات لخته سازی و ته نشینی است. از 3 نوع ماده شیمیایی که شامل منعقدکننده( نمک های فلزی و پلیمری مانند آلوم و کلرورفریک )، کمک منعقد کننده( اکسیدکننده، عوامل جاذب و سنگین کننده، سیلیکا فعال، پلی الکترولیت)، کنترل کردن PH بهینه کردن PH آب در محدوده قلیائیت برای تشکیل لخته کلرید آهن یا آلوم در محدوده 4 تا 7 و کلرورفریک 3.5 الی 8.5 است)است.

2) فرایند جذب سطحی

فرایند جذب سطحی برای تصفیه مواد محلول دیرجذب یا تجزیه ناپذیر و سمی می باشد و در فیلتر شنی وجود داشته که در آن انعقاد صورت می گیرد و به 2 حالت فیزیکی و شیمیایی می باشدکه فرایندهای جذب سطحی فیزیکی را تحت نیروهای الکترو والانس و جاذب دارد.

3 ) فرایند غشایی

امروزه تکنولوژی فرایند غشایی به دلیل هزینه پایین در نگه داری و بهره برداری و کاهش اثر مخرب بر محیط زیست در صنایع تصفیه استفارده وسیعی می شوند که حذف آلودگی های محلول،معلق و بیولوژیکی می شوند.

آب و اجزای آن از طریق غشا تحت نیروی محرکه ♦ فشار ♦ پتانسیل الکتریکی ♦ گرادیان غلظت ، حرکت می کنند.

4 ) تبادل یونی

یکی از انواع پدیده های جذب سطحی می باشد که فاز سیال با فاز جامد در تماس قرار گرفته که فرایندی است قابل برگشت که طی آن یون های خارجی موجود در آب جذب گروه های عاملی قرار می گیرد و  ناخالصی های یونی آب از بین می رود.

دامنه کاربرد استفاده ار فرایند تبادل یونی:

♦ تولید آب بدون یون

♦ حذف سختی آب

♦ حذف کاتیون های خارجی از آب

♦ حذف قلیائیت

♦ بازیابی مجدد آب در صنایع فلزی

♦ حذف نیترات و سولفات

5) اکسیداسیون شیمیایی

در این فرایند یک ماده شیمیایی مضر را با ماده های اکسید کننه نظیر پرمنگنات پتاسیم، کلر، ازن، پراکسید هیدروژن ترکیب شده که به صورت رسوب در آیند. ماده اکسید کننده قابل احیاست.

6) فرایند بیولوژیکی:

یکی از مهمترین مرحله در تصفیه فاضلاب به شمار می رود. سیستم بیولوژیکی، محیط هایی با باکتریایی که با مصرف مواد مغذی فاضلاب، آلودگی محیط را از بین می برد.

نقش واحد تصفیه بیولوژیکی شرایطی برای رشد بیولوژیکی باکتری ها تحت عنوان میکروارگانیسم ها جهت حذف مواد آلاینده و آلودگی فراهم می کند که باعث تصفیه آب و فاضلاب می شود.

به 2 روش هوازی و بی هوازی انجام می شوند.

ناخالصی های موجود در فاضلاب های صنعتی به 2 گروه الاینده های آلی و غیر آلی تقسیم کرد.

آلاینده های غیر آلی:

♦ انواع نمک های معدنی

♦ مواد قلیایی

♦ آمونیاک

♦ اسیدهای معدنی

آلاینده های آلی

♦ انواع قندها

♦ چربی ها، روغن، پرتئین

♦ هیدروکربن ها

♦ اسیدهای آلی

انواع آلاینده های موجود در فاضلاب های بخش صنعتی

 

 

 

برای تصفیه فاضلاب بسته به نوع و کیفیت آن از روشهای مختلف تصفیه فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و یا تلفیقی از آنها استفاده میشود. اصولا تصفیه فاضلاب جهت حذف مواد جامد معلق اعم از مواد قابل ته نشینی و یا محلول بصورتی که پساب حاصله عاری از مواد فوق باشد،