تصفیه فاضلاب بهداشتی

shamimsharifتصفیه فاضلاب صنعتیLeave a Comment

مقدمه تصفیه فاضلاب بهداشتی

پیش از صحبت درمورد تصفیه فاضلاب بهداشتی باید اطلاعات اولیه ایی در مورد این فاضلاب ها داشت. فاضلاب بهداشتی عبارت است از فاضلاب تولیدشده در مناطق مسکونی، تجاری و مؤسسات و مکان های عمومی به علت فعالیت های روزمره انسان ها.
• آب‌سیاه: نشأت گرفته از سرویس های بهداشتی
• آب خاکستری: نشأت گرفته از حمام‌ها و سینک ظرف‌شویی
آب خاکستری دارای دبی بالاتر و آلاینده کمتر است. آب سیاه آلاینده‌های بشتری دارد، ازجمله BOD ، COD ،جامدات محلول، نیتروزن و فسفر.
آب بیش از ۹۵ درصد فاضلاب بهداشتی را به خود اختصاص داده است. مواد آلاينده موجود در فاضلاب به سه دسته تقسیم می شوند:

پروتئین ۴۰ تا ۶۰ درصد، کربوهیدرات ۲۵ تا ۵۰ درصد، چربی و روغن ۱۰ درصد
فاضلاب بهداشتی شهری با توجه به آلاینده های متنوع و حجم و در صد بالای آن ها باید به تصفیه‌خانه منتقل شود. فاضلاب شهری از طریق لوله‌کشی به تصفیه‌خانه منتقل می شود. این لوله‌کشی به دو روش می تواند انجام شود:
الف) مجرای مشترک
این نوع مجرا، فاضلاب شهری و فاضلاب حاصل از ریزش برف و باران را به‌طور مشترک به تصفیه‌خانه منتقل می کند. از اواسط قرن بیستم به بعد دولت کشورهای پیشرفته ساخت این نوع لوله‌کشی برای انتقال فاضلاب مختلط به تصفیه‌خانه را ممنوع کرده‌اند. در این طراحی کمیت فاضلاب در فصول پربارش بیشتر از فصول خشک‌سال است.
ب) مجرای مجزا
این لوله‌کشی فقط فاضلاب‌های خانگی و تجاری را جمع‌آوری می کند و اجازه ی ورود آب های سطحی در اثر ریزش برف و باران را نمی دهد.
فاضلاب با توجه به مقدار آلاینده به سه دسته‌ی قوی، متوسط و ضعیف تقسیم میشود. نسبت COD:N:P در فاضلاب برای رشد و ادامه‌ی حیات میکروارگانیسم‌ها ۱۰۰:۵:۱ است. میانگین کل نیتروژن موجود در فاضلاب های شهری برحسب N، برابر ۴۰ میلی گرم در لیتر است که از این مقدار حدود ۶۰ درصد آن نیتروژن آلی و ۴۰ درصد آن نیتروژن آمونیاکی است. غلظت نیتریت و نیترات در فاضلاب بهداشتی خام ناچیز هست. در فاضلاب خانگی تازه از کل BOD5 به طور مساوی به آلاینده معلق و محلول تقسیم  می شود. به ‌مرور زمان BOD5 معلق به شکل محلول درآمده و مقدار BOD5 محلول بیشتر می‌شود.

پارامتر

فاضلاب ضعیف فاضلاب متوسط فاضلاب قوی غلظت مجاز در خروجی
(COD mg/l) ۱۱۰ ۲۲۰ ۴۰۰

۳۰

(BOD mg/l)

۱۰۰ ۲۲۰ ۳۵۰

۳۰

نیتروژن  (mg/l)

۲۰ ۴۰ ۸۵

متغیر

فسفر (mg/l) ۴ ۸ ۱۵

متغیر

پارامترها به‌طور متوسط، در جدول زیر برای یک فاضلاب شهری معمول آورده شده است:

پارامتر

واحد مقدار

پی اچ

۷

دما

°C ۲۵

COD

mg/l

۲۱۵

BOD mg/l

۸۱

TSS mg/l

۱۰۳

VSS mg/l

۲۰۶

سولفات

mg/l ۱۴

فسفات

mg/l

۷

نیترات mg/l

۰٫۵۵

تصفیه‌خانه‌های فاضلاب بهداشتی شهری از روش‌های تصفیه‌ی مرسوم جهت حذف آلاینده‌ها استفاده می‌کنند. در ابتدا تصفیه‌ی فیزیکی انجام می شود. سپس تصفیه‌ی شیمیایی و تصفیه بیولوژیکی، درنهایت تصفیه‌ی پیشرفته (در صورت لزوم) انجام می شود.

روش های تصفیه فاضلاب بهداشتی

عملیات فیزیکی

این مرحله تصفیه فاضلاب بهداشتی شامل آشغال‌گیری، دانه گیری، شناورسازی، پمپاژ، اندازه‌گیری شدت‌جریان و یکنواخت سازی است. در ورودی این ایستگاه ابتدا عملیات آشغال‌گیری به‌وسیله یک آشغال‌گیر شبکه‌ای برای حذف مواد جامد و درشت انجام می‌شود.
در مرحله‌ی بعد با دادن زمان‌ماند مناسب به فاضلاب در حوضچه‌ی ته‌نشینی یا تانک ته نشینی، ذرات درشت ته نشین می شوند. همچنین برای حذف گریس و روغن از حوضچه شناورسازی در هوای آزاد استفاده می شود. کف و چربی‌ها که روی آب آمده توسط یک پارو جمع‌آوری می‌شوند. در این صورت حباب های هوا به‌سرعت تشکیل می شود و با مکانیسم‌های مختلفی ذرات جامد یا مایع را به همراه خود به سطح حوضچه منتقل می کنند.

عملیات شیمیایی

در مرحله‌ی تصفیه شیمیایی فاضلاب بهداشتی با افزودن مواد شیمیایی ازجمله منعقد کننده‌ها و پلی الکترولیت‌ها لخته‌هایی ایجاد می شود که قابلیت جدا شدن از محلول را دارند. تنظیم پی اچ نیز در این مرحله انجام می شود، چراکه خروجی از این مرحله وارد مرحله‌ی بیولوژیکی می شود که به پی اچ حساس است.

عملیات بیولوژیکی

در این مرحله از تصفیه فاضلاب بهداشتی از میکروارگانیسم‌های فعال استفاده می شود. میکروارگانیسم‌ها از مواد آلی تغذیه می کنند و گاز تولید می کنند. ابتدا تصفیه بی‌هوازی صورت می‌گیرد چون باعث بازدهی بیشتر تصفیه هوازی،شکسته شدن ترکیبات کربنی بلند زنجیر و درنتیجه ساده شدن تصفیه هوازی می‌شود. اگر تصفیه بی‌هوازی قبل از تصفیه هوازی انجام نشود زمان فرایند تصفیه فاضلاب بهداشتی تقریباً دو برابر خواهد شد.
خروجی از تصفیه بی‌هوازی وارد تانک همزن دار شده و پس‌ازآن به کمک دمنده، با هوا مخلوط می‌شود. در تصفیه هوازی با انجام هوادهی گسترده و زمان‌ماند زیاد کیفیت پساب تصفیه‌شده افزایش می‌یابد. با استفاده از بستر معلق سطح تماس و زمان تماس افزایش می‌یابد. کف حوضچه‌های هوازی دیفیوزرهایی تعبیه‌شده که هوای تولیدشده از دمنده‌ها را به پساب تزریق می‌کند. دما پارامتر بسیار مهمی در تصفیه هوازی است بطوریکه دمای زیر ۱۰ درجه سانتی‌گراد باعث متوقف شدن فرایند می‌شود. کاهش دمای بیش‌ازحد در زمستان باعث کاهش کیفیت پساب تصفیه‌شده می‌شود. به‌طورکلی در طول سال با تغییر دما، تغییر کیفیت پساب را خواهیم داشت.
خروجی از حوضچه هوازی وارد حوضچه ته‌نشینی می‌شود. کف حوضچه ته‌نشینی مانند قیف ساخته‌شده است. لجن در این قیف ته‌نشین شده با استفاده از شیر تلسکوپی که مثل سرنگ عمل می‌کند، طبق قانون ظروف مرتبط جدا می‌شود و به ابتدای بخش تصفیه هوازی برگشت داده می‌شود.
لجن اضافی موجود به مخزن جداگانه‌ای ریخته می‌شود و با استفاده از هوادهی و خودخوری لجن، لجن تثبیت می‌شود.

مرحله نهایی تصفیه فاضلاب بهداشتی

در این مرحله می توان با به‌کارگیری روش های کربن فعال، فیلترشنی، اسمز معکوس، اولترا فیلتراسیون و غیره کیفیت آب را به حد بسیار بالایی رساند.

کاربرد انعقاد و شناورسازی الکتریکی(الکتروکواگولاسیون) در تصفیه فاضلاب بهداشتی

انعقاد الکتریکی عبارت است از تولید مواد منعقد کننده در محل با استفاده از تجزیه الکتریکی الکترودهای آلومینیوم یا آهن، تولید یون‌های فلزی در آند و گاز هیدروژن در کاتد انجام گیرد. در این روش با استفاده از جریان الکتریکی و نصب الکترودهای شیمیایی از جنس آلومینیوم ، آهن و …. که به‌صورت آند و کاتد عمل می‌کند ذرات کلوئیدی موجود در محیط آب یا فاضلاب از طریق تولید بارهای مثبت الکتریکی ازلحاظ الکتریکی خنثی‌شده و درنتیجه تولید یون آهن یا آلومینیوم ‏و … فرایند لخته سازی فراهم می‌گردد. این روش اولین بار در سال ١٨٨٩ ‏جهت تصفیه فاضلاب همراه با اختلاط با آب دریا و فرآیند الکترولیز در تصفیه‌خانه لندن انجام شد. شناورسازی الکتریکی فرایند ساده‌ای است که در آن آلاینده‌ها از طریق حباب‌های اکسیژن و هیدروژن تولیدشده از الکترولیز آب بر روی سطح آب شناور می‌مانند به‌صورت کلی در این فرآیند در کاتد گاز هیدروژن و در آند گاز اکسیژن آزاد می‌گردد.
بعد از حذف ذرات درشت به کمک شبکه‌های فلزی در مرحله‌ی اول، می‌توان از عملیات انعقاد الکتروشیمیایی استفاده کرد. این روش نسبت به روش انعقاد شیمیایی از هزینه‌ی کمتر و راندمان حذف بیشتری برخوردار است. همچنین این روش بسیار مؤثر در حذف پاتوژن ها و عوامل بیماری‌زا است. پس نیاز به عملیات بیولوژیکی را کاهش می دهد. از طرفی فضای کمی اشغال می کند و کاربری آن آسان است.

جدول زیر درصد حذف آلاینده‌های مختلف به کمک روش انعقاد الکتروشیمیایی را نشان داده است.

آلاینده

درصد حذف

BOD

۹۰

COD

۹۰-۸۵

(TSSclay, coal, silt, silica,etc)

۹۹

چربی، روغن، گریس

۹۹-۹۳

آبگیری از لجن

۸۰-۵۰

فلزات سنگین

۹۹-۹۵
فسفات

۹۳

کلی فرم کلی

۹۹٫۹۹

کدورت

۹۷-۹۵
ترکیبات فنلی

۸۲-۶۰

آرسنیک

۸۰-۹۶

مزیت های انعقاد و شناورسازی الکتریکی بر سایر روش های تصفیه فاضلاب بهداشتی 
• تولید پسابی با کمترین مواد جامد محلول (TDS) در مقایسه با روش های شیمیایی، علاوه بر این هزینه های لازم برای استفاده مجدد این چنین پساب هایی پایین است.
• تجهیزات ساده و راهبری آسان و همچنین کمترین مشکلات بهره برداری در طول فرآیند در مقایسه با روش های شیمیایی و بیولوژیکی.
• پساب حاصل از فرآیند انعقاد و شناورسازی الکتریکی شفاف، بی رنگ و بدون بو است.
• لجن حاصل از فرآیند به آسانی ته نشین شده و آبگیری از آن به سهولت قابل انجام است، زیرا بخش عمده لجن از هیدروکسیدهای فلزی تشکیل شده است.
• لخته های تشکیل شده در این فرآیند بزرگ تر از لخته های حاصل از فرآیند انعقاد شیمیایی است و میزان آب موجود در پیوندهای لخته کمتر، مقاومت به اسید بیشتر و پایدارتر است و درنتیجه می توان آن را به وسیله فیلتراسیون سریع تر جداسازی نمود.
لخته های تشکیل شده در این فرآیند بزرگ تر از لخته های حاصل از فرآیند انعقاد شیمیایی است و میزان آب موجود در پیوندهای لخته کمتر، مقاومت به اسید بیشتر و پایدارتر است و درنتیجه می توان آن را به وسیله فیلتراسیون سریع تر جداسازی نمود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *