روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب
تصفیه فاضلاب چیست؟
دنیا با بحران بی آبی مواجه است در حال که سرانه تولید فاضلاب در سراسر دنیا بسیار بالا است. برای استفاده مجدد از پسآب‌ها و فاضلاب‌ها و تبدیل آنها به آبی قابل استفاده از تصفیه فاضلاب استفاده میکنند. تصفیه کردن فاضلاب امری بسیار ضروری است که توسط سازه‌ها و تجهیزات مخصوص انجام می‌گیرد. با این مقاله از سایت به آبی همراه باشید تا در این باره بیشتر بدانید. جهت اطلاع از قیمت دستگاه تصفیه آب بزرگ و نحوه استفاده از آن لطفا کلیک کنید.
تعریف فاضلاب
فاضلاب آب بی‌کیفیتی است که در ابتدا برای مصارفی از آن استفاده شده و امکان استفاده دوباره آن بدون تصفیه وجود ندارد. فاضلاب به دلیلی آلاینده درون خود و بیماری‌هایی که به همراه دارد، در صورتی که وارد آب سالم شود آن را آلوده و غیر قابل مصرف خواهد کرد.
منابع تولید فاضلاب
فاضلاب‌ها با توجه به محلی که تولید می‌شوند منشا مختلفی دارند. منشاهای فاضلاب عبارتند از:
- منشا فاضلاب‌های خانگی استفاده انسانها از آب است، مثلا برای دستشویی، حمام، شست و شو، لباسشویی و… از آب استفاده کرده و سبب تولید فاضلاب می‌شوند.
- در فاضلاب‌های صنعتی نیز منشا تولید فاضلاب مصرف آب برای فعالیت‌های صنعتی است که بعضی از آنها بسیار سمی و خطرناک هستند.
- فاضلاب‌های کشاورزی منشا آنها زهکش زمین کشاورزی بوده و حاوی کود شیمیایی و حیوانی است.
- سیلاب‌ها می‌توانند منشا فاضلاب باشند، آنها همراه با فاضلاب‌های شهری تصفیه می‌شوند.
- آب‌هایی که از طریق درزها و شکاف‌ها وارد فاصلاب‌ها می‌شوند یکی از منشاهای فاضلاب به حساب می‌آیند.
منشا تولید فاضلاب
منشا اصلی تولید فاضلاب ما انسانها هستیم. که عموما به طور مستقیم با تولید فاضلاب بهداشتی، انسانی، خانگی، شهری و … و به طور غیر مستقیم یعنی صنایع در خدمت انسانها، موجب تولید فاضلاب صنعتی می شویم.
انواع فاضلاب
روش‌های تصفیه فاضلاب با توجه به انواع فاضلاب‌ها با یکدیگر متفاوت هستند؛ بنابراین لازم است ابتدا انواع فاضلاب‌ها را بشناسید. فاضلاب‌ها با توجه به منشاء آنها و منابع تولیدی که دارند به چند نوع تقسیم بندی می‌شوند، انواع این فاضلاب‌ها عبارتند از:
- فاضلاب بهداشتی
- فاضلاب انسانی
- فاضلاب شهری
- فاضلاب خانگی
- فاضلاب صنعتی (شامل انواع فاضلاب لبنی، نساجی، پتروشیمی و … )
- فاضلاب ناشی از سیلاب
- فاضلاب کشاورزی
فاضلاب بهداشتی
به فاضلاب‌های انسانی که منشا آنها فعالیت‌های انسانی در منازل مسکونی و تجاری هستند، فاضلاب بهداشتی نیز گفته می‌شود. فاضلاب‌های بهداشتی خود به دو دسته آب سیاه( فاضلاب ناشی از دستشویی) و آب خاکستری( فاضلاب ناشی از شست و شو ظروف و لباس‌ها و…) تقسیم می‌شوند. در صورتی که این فاضلاب‌ها تصفیه نشوند سبب آلودگی محیط زندگی و رودخانه‌ها خواهند شد.
پارامترهای کمی و کیفی فاضلاب
پارامترهای هر فاضلاب به دو دسته کمی و کیفی تقسیم بندی می‌شوند. برای اندازه گیری این پارامترها در هر فاضلاب بایستی از آنها نمونه برداری شده و آزمایشات لازم روی نمونه انجام گیرد. پارامترهای کیفی فاضلاب‌ها شامل میزان اکسیژن، میزانPH ، میزان مواد معلق در فاضلاب، محلول‌های داخل فاضلاب و… هستند. دبی فاضلاب، MCRT، HRT و… جزء پارامترهای کمی فاضلاب محسوب می‌شوند.
پارامترهای فیزیکی فاضلاب
مواد جامدی که داخل آب فاضلاب وجود دارند، جزء پارامترهای فیزیکی فاضلاب محسوب می‌شوند. این مواد به صورت جامدات معلق، قابل ته‌نشین و جامدات محلول در داخل فاضلاب وجود دارند. علاوه بر جامدات، می‌توان رنگ، بو، میزان اسیدی بودن فاضلاب، چگالی و دما را جزء پارامترهای فیزیکی فاضلاب به حساب آورد.
پارامترهای شیمیایی فاضلاب
شناسایی و اندازه گیری پارامترهای شیمیایی در عمل تصفیه فاضلاب امری بسیار ضروری است. این پارامترها شامل PH ، قلیایی بودن، بو، میزان فلزات و… هستند. مهم‌ترین پارامتر شیمیایی میزان یون هیدروژنی است که در فاضلاب وجود دارد، این عنصر جزء پارامترهای کیفی به حساب آمده و با انجام آزمایشات به راحتی قابل اندازه گیری است. در صورتی که اشتباهی در اندازه گیری PH خروجی فاضلاب رخ دهد ممکن است خسارات زیادی به محیط زیست وارد شود.
پارامترهای بیولوژیکی فاضلاب
پارامترهای بیولوژیکی فاضلاب در عملیات و نحوه تصفیه آن بسیار تاثیر گذار بوده و تابعی از ترکیبات آلی هستند. پرکاربرد ترین پارامترهای بیولوژیکی در فاضلاب اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی یا همان BOD است. این پارامتر میزان اکسیژنی را که در میکروارگانیسم مصرف شده، تعیین می‌کند.
اهمیت تصفیه فاضلاب
- جلوگیری از آلودگی آب های زیرزمینی و خاک.
- استفاده مجدد از پساب تصفیه شده جهت مصارف گوناگون.
اهداف تصفیه فاضلاب
تصفیه فاضلاب با اهداف مختلفی برای پاکسازی فاضلاب‌ها انجام می‌گیرد. این اهداف عبارتند از:
- استفاده مجدد و بازیابی فاضلاب‌ها
- پاک کردن محیط زیست از آب‌های آلوده
- تامین کردن تمامی شرایط بهداشتی برای زندگی مردم
- حذف مواد سمی داخل آب فاضلاب
- از بین بردن پاتوژن‌ها
- تبدیل مواد آلی فساد پذیر به مواد کم ضرر
- حذف عوامل بیماری زا و مواد ناسازگار با محیط زیست
- حذف مواد آلی، که عامل اصلی بو و تعفن فاضلاب هستند و قابلیت تجزیه توسط میکروارگانیسم ها را دارند.
- جدا کردن مواد شناور و معلق
- کاهش کدورت و رنگ (تا حد مجاز و استاندارد آن)
چرا باید فاضلاب تصفیه شود؟
فاضلاب‌ها در صورتی که تصفیه نشوند عامل انتقال و تکثیر بسیاری از بیماری‌های واگیر خواهند شد. علاوه بر این جهان با بحران کم آبی رو به رو است؛ بنابراین با تصفیه فاضلاب‌ها و استفاده مجدد از آنها تا حدود زیادی می‌توان با این بحران مقابله کرد.
مزایای تصفیه فاضلاب
تصفیه کردن فاضلاب برای انسانها و محیط زیست مزایای بسیار زیادی دارد. به طور کلی این مزایا عبارتند از:
- تولید کود
- تولید انرژی
- کاهش انواع بیماری‌های واگیر
- افزایش فضای سبز با آبیاری توسط فاضلاب تصفیه شده
- جلوگیری از آلودگی رودخانه‌ها و ایجاد بوی بد در محیط اطراف آنها
کاربرد تصفیه فاضلاب
یکی از عمده‌ترین کاربردهای تصفیه فاضلاب تولید انرژی از گاز متان فاضلاب است. فاضلاب‌ها حاوی گاز متان فراوانی هستند که می‌توان به وسیله آن انرژی تولید کرد. کاربرد دیگر آن، تامین آب فضاهای سبز است. آبی که از تصفیه فاضلاب به دست می‌آید از آن برای آبیاری فضاهای سبز استفاده میکنند.
تصفیه کردن فاضلاب‌ها از چندین جهت کاربرد دارد. مهم‌ترین این کاربردها عبارتند از:
- آبیاری زمین‌های کشاورزی
- تولید انرژی
- تولید کود طبیعی
فضای مورد نیاز برای احداث تصفیه فاضلاب
فضایی که برای احداث تجهیزات تصفیه فاضلاب مورد نیاز است به میزان دبی فاضلاب وابسته است. معمولا برای فاضلاب‌های کوچک به فضای کمی نیاز بوده و حتی می‌توان سیستم مورد نظر را زیر زمین نصب کرد. معمولا فاضلاب‌های با حجم بیشتر به فضای بزرگتر و بیشتری برای نصب تجهیزات نیاز است.
استاندارد خروجی تصفیه فاضلاب
تمامی کشورها با توجه به نوع مصرف پسآب فاضلاب، قوانین و استانداردهایی در نظر گرفته‌اند. در ایران نیز تمامی این استانداردها مشخص شده و در نهایت با اندازه‌گیری پارامترهای خروجی می‌توان پسآبی استاندارد وارد محیط زیست کرد.
انواع تصفیه فاضلاب از لحاظ جنس سازه و مقایسه آنها
تصفیه فاضلاب از نظر جنس سازه به سه دسته بتنی، فلزی و پلی اتیلنی تقسیم بندی می‌شود. در هر کدام از این سازه‌ها تمامی مراحل تصفیه کردن فاضلاب به طور کامل انجام می‌شود. در صورتی که میزان حجم فاضلاب ورودی به واحد تصفیه بالا بوده و میزان آلایندگی آن زیاد باشد، از سازه‌های بتنی برای ساخت تصفیه خانه فاضلاب استفاده میکنند. سازه‌های تصفیه بتنی نسبت به نوع فلزی طول عمر بیشتری داشته و امکان اجرای آنها به صورت فنی وجود دارد. سازه‌های پلی اتیلنی تصفیه کننده فاضلاب نسبت به سازه‌های فلزی قیمت بالاتری دارند، اما دارای مقاومت بالاتر و نصب آسان‌تری هستند؛ بنابراین می‌توان گفت ساز پلی اتیلنی مزیت‌های بیشتری نسبت به سازه‌های فلزی تصفیه کننده فاضلاب دارد.
مراحل تصفیه فاضلاب
تصفیه اولیه یا مقدماتی یا فیزیکی (Primary wastewater treatment):
اولین مرحله تصفیه فاضلاب، تصفیه مقدماتی یا همان پیش تصفیه است. در این مرحله به ترتیب از آشغالگیری، حوضچه دانه گیر، متعادل ساز، چربیگیر و اسکیمر با هدف حذف مواد جامد موجود در فاضلاب استفاده می شود. در مرحله فیزیکی بیشتر از نصف جامدات داخل فاضلاب جداسازی شده و از بین خواهند رفت.
تصفیه ثانویه یا بیولوژیکی (Secondary wastewater treatment):
دومین مرحله تصفیه فاضلاب، تصفیه ثانویه یا همان تصفیه تکمیلی است. در این مرحله از روش های بیولوژیکی نظیر بیهوازی، هوازی و روش های فیزیکو شیمیایی نظیر انعقاد و لخته سازی استفاده می شود. در مرحله ثانویه یا بیولوژیکی به وسیله روش هوازی و بی هوازی، باکتری‌ها و میکروب‌های داخل فاضلاب را نابود کرده و آنها را از بین می‌برند. در این مرحله به طور کامل مواد جامد جداسازی شده و از طریق تبدیلات بیولوژیکی مواد آلی داخل فاضلاب نیز لخته شده و از جداسازی می‌شوند. با توجه به عملیات‌هایی که در این مرحله برای پاک سازی فاضلاب انجام می‌شود، لازم به صرف هزینه بیشتری نسبت به مرحله اول است.
تصفیه نهایی یا پیشرفته (Additional wastewater treatment):
سومین مرحله تصفیه فاضلاب، تصفیه پیشرفته است. در ان مرحله از روش هایی همچون ازن زنی، اشعه uv، فیلتراسیون مولتی مدیا و در برخی موارد اسمز معکوس استفاده می شود. برای تبدیل فاضلاب به پسآبی استاندارد بایستی آن را به طور کامل پاک سازی کرد. مرحله تصفیه پیشرفته جزء مرحله پایانی تصفیه فاضلاب است. در این مرحله با استفاده از عملیات نیترات زدایی، نمک زدایی، حذف تمامی فسفر و نیتروژن داخل فاضلاب و… پسآب فاضلاب را به آبی استاندارد با قابلیت مصرف دوباره تبدیل میکنند.
مراحل ذکر شده در بالا مراحل کلی تصفیه می باشد، مراحل جزئی تر تصفیه فاضلاب شامل مراحل زیر می گردد.
تصفیه کردن فاضلاب مانند بسیاری از فرآیندهای موجود از مراحلی متعددی برخوردار بوده که البته این مراحل با توجه به نوع فاضلاب ممکن است متغیر باشد.
انواع راکتورهای تصفیه فاضلاب
عملیات تصفیه کردن فاضلاب در حوضچه‌هایی انجام می‌گیرد که به آنها راکتور گفته می‌شود. راکتورها به چند دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:
- راکتور بسته
- راکتور اختلاط کامل
- راکتور پیستونی
- راکتور اختلاط کامل سری
- راکتور با بستر پر شده
- راکتور با بستر شناور
محاسبه فاضلاب تولیدی از روی آب مصرفی
میزان فاضلاب تولید شده دارای رابطه مستقیم با حجم آب مصرفی است. در صورتی که میزان مصرف آب هر فرد در جامعه را تخمین زد، به راحتی می‌توان فقط با داشتن یک ضریب، حجم فاضلاب تولیدی را نیز محاسبه کرد.
آنالیز فاضلاب و پارامترهای آلودگی و کیفیت فاضلاب
برای تصفیه کردن فاضلاب با روش لجن فعال آنالیز فاضلاب بسیار پر اهمیت است. به کمک آنالیز می‌توان میزان حجم اکسیژن، تولید لجن و حجم حوض هوادهی را به راحتی به دست آورد. در آنالیز فاضلاب پارامترهای کیفیت و آلودگی را در سه دسته تقسیم بندی میکنند، این سه دسته عبارتند از:
- پارامترهای فیزیکی
- پارامترهای شیمیایی
- پارامترهای بیولوژیکی
تصفیه فاضلاب برای کشاورزی
مهم‌ترین هدف از تصفیه کردن فاضلاب، استفاده از پسآب آن برای آبیاری‌های زمین کشاورزی است. فاضلابی که تصفیه می‌شود، میزان کیفیت آن به میزانی خواهد رسید که در این بحران کم آبی به امورات کشاورزی کمک کند. بسیاری از کشاورزان امروزه برای آبیاری زمین‌های خود از این نوع آب‌ها استفاده میکنند.
منبع : babarindustries