تصفیه اولیه:

تصفیه اولیه فاضلاب شامل حذف مواد جامد معلق از فاضلاب و یا آماده سازی فاضلاب جهت ورود به قسمت تصفیه ثانویه می باشد. بخش ها مختلف تصفیه اولیه عبارتند از :
1- آشغالگیری،

2- ته نشینی،

3-  شناورسازی،

4- خنثی سازی و متعادلسازی.

آشغالگیری به منظور حذف مواد جامد در اندازه های مختلف بکار می رود. ابعاد مجرای شبکه آشغالگیری بسته به کاربرد متفاوت می باشد. عمل تمیز کردن شبکه آشغالگیر می تواند بصورت دستی و یا مکانیکی انجام شود. آشغالگیرها به دو دسته شبکه بندی ریز و شبکه بندی درشت تقسیم می شوند و وظیفه محافظت پمپ ها و سایر تجهیزات تصفیه خانه در مقابل مواد جامد شناور در فاضلاب را بر عهده دارند.

ته نشینی به منظور جداسازی ذرات شناور در فاضلاب با استفاده از اختلاف چگالی میان ذرات با جریان فاضلاب بکار می رود. ته نشینی در یک و یا چند بخش از تصفیه خانه از قبیل :1- مخازن دانه گیری2- ته نشینی اولیه که قبل از تصفیه بیولوژیک قرار دارد و مواد جامد را جدا می سازد 3- ته نشینی ثانویه که بعد از تصفیه بیولوژیکی قرار داشته و لجن بیولوژیک تولید شده را از فاضلاب جدا می سازد٬ استفاده می شود.

شناورسازی به منظور جداسازی ذرات با چگالی پایین از فاضلاب بکار می رود. عمل جداسازی از طریق واردکردن حبابهای هوا به داخل فاز مایع انجام می شود. فاز مایع تحت فشاری بین 2 تا 4 اتمسفر قرار گرفته و سپس هوا تا حد اشباع در آن حل می شود. در ادامه فشار این محلول از طریق عبور از یک شیرفشارشکن به حد فشار اتمسفر می رسد. در نتیجه مقداری از هوای محلول تمایل به جدا شدن از فاز مایع پیدا می کند. ذرات جامد و یا مایع توسط هوای جدا شونده از فاز مایع به سطح مایع آمده و بر روی آن شناور می شوند.

خنثی سازی در برخی از قسمتهای تصفیه خانه کاربرد دارد. از جمله: 1- قبل از تخلیه آب تصفیه شده به محیط زیست. چراکه حیات موجودات آبزی به شدت نسبت به تغییرات هرچند ناچیز pH محیط از عدد 7 به شدت وابسته است. 2- قبل از شروع تصفیه بیولوژیک. برای انجام عمل تصفیه بیولوژیک pH محیط بین 6.5 تا 8.5 نگه داشته می شود تا حیات بیولوژیکی محتویات فاضلاب را تضمین نماید. عمل خنثی سازی را با افزودن اسید یا باز به جریان قلیایی یا اسیدی فاضلاب می توان انجام داد.

تصفیه ثانویه:

عبارت تصفیه ثانویه به تمامی فرایندهای تصفیه بیولوژیکی انجام شده در تصفیه خانه اعم از هوازی و غیرهوازی اطلاق می شود. روشهای رایج در تصفیه ثانویه فاضلاب عبارتند از:
1- روش لجن فعال،

2-  هوادهی ممتد،

3- لاگونهای هوادهی،

4-  استخرهای متعادلسازی،

5- تصفیه بی هوازی،

روش لجن فعال بصورت یک فرایند پیوسته و با بازگشت مجدد لجن بیولوژیک شناخته می شود. سیستم لجن فعال از سه بخش اصلی تشکیل یافته است.

1-   یک راکتور که در آن میکروارگانیسم های موجود در فاضلاب بصورت معلق و در معرض هوادهی قرار دارند.

2-   جداسازی فاز جامد از مایع که معمولا در یک تانک جداسازی انجام می شود.

3-  یک سیستم برگشتی برای بازگرداندن مواد جامد جدا شده از فاز مایع در تانک جداسازی به راکتور. ویژگی مهم روش لجن فعال شکل گیری مواد جامد لخته شده و قابل ته نشینی است که این مواد در تانکهای ته نشینی از فاضلاب جدا می شوند.

هوادهی ممتد (Extended) شبیه روش لجن فعال متعارف بوده اما از جهاتی با آن متفاوت است. ایده اصلی در این روش که آنرا از روش لجن فعال متعارف متمایز می کند، به حداقل رساندن میزان لجن اضافی تولید شده می باشد. این امر از طریق افزایش زمان ماند تامین می شود. بنابراین حجم راکتورها در این روش از حجم راکتورهای لازم برای روش لجن فعال بزرگتر است.

لاگونهای هوادهی حوضهایی با عمق 1.5 تا 4.5 متر هستند که در آنها اکسیژن دهی به کمک واحدهای هوادهی انجام می شود. جریان در لاگنهای هوادهی بصورت یکطرفه بوده و لجن دوباره به آن بازنمی گردد.

استخرهای متعادلسازی از هیچ تجهیزی جهت هوادهی استفاده نمی کنند. اکسیژن مورد نیاز این استخرها از طریق هوای عبوری از سطح فاضلاب و نیز جلبکها که با انجام عمل سنتز اکسیژن تولید می کنند، تامین می شود. استفاده از این روش زمانی امکان پذیر است که مساحت زیاد زمین با قیمت پایین در دسترس بوده و کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده چندان بالا نباشد.
تصفیه بی هوازی علاوه بر تصفیه فاضلاب در هضم لجن نیز بکار می رود. این فرایند شامل دومرحله است:

1-   تخمیر اسید،

2-  تخمیر متان. در مرحله تخمیر اسید، مواد آلی به اسیدهای آلی و عمدتا اسید استیک می شکنند. در مرحله تخمیر متان، میکروارگانیسمهای متان اسیدهای آلی را به متان، دی اکسیدکربن و یک اسید با زنجیره کربن کوتاهتر تبدیل می کنند.
روش تصفیه بی هوازی به دلیل اینکه از هیچ تجهیزی استفاده نمی کند، روشی ارزان است. از طرف دیگر زمان ماند مورد نیاز آن در مقایسه روشهای هوازی بسیار بیشتر است. بوی بد حاصل از فرایند بی هوازی، که عمدتا ناشی از تولید H2S می باشد، سبب شده تا استفاده از این روش بخصوص در مناطق شهری با محدودیت مواجه شود

3-   تصفیه نهایی

تصفیه نهایی شامل فرایندهایی است که به منظور دستیابی به پساب تصفیه شده با کیفیت بالاتر از آنچه در قسمت تصفیه ثانویه انجام می شود، اعمال می گردد. در این بخش به برخی از روشهای معمول در تصفیه نهایی اشاره می شود.

کلرزنی روشی است که بصورت گسترده در تصفیه فاضلابهای شهری و صنعتی بکار می رود. برخی صنایع که می بایست پسابهای خود را قبل از تخلیه به محیط تصفیه کنند، عبارتند از : کنسروسازی، لبنیات، کاغذ، نساجی، پتروشیمی و فلزی. عمده دلایل کلرزنی پساب عبارتند از:

1-   گندزدایی، به دلیل ظرفیت بالای اکسیدکنندگی کلر ،رشد باکتریها و جلبکها را متوقف ساخته و از بین می برد.

2-   کاهش BOD

3-   حذف یا کاهش رنگ و بوی پساب.

4-   اکسایش یونهای فلزی.

5-   اکسایش سیانیدها به مواد بی ضرر.

خواص میکروب کشی تشعشعات ناشی از پرتو فرابنفش سبب شده تا از بدو آشنایی با آن در اوایل قرن بیستم، کاربردهای گسترده ای بیابد. برای گندزدایی از فاضلاب اولین بار در دهه 90 میلادی از اشعه فرابنفش استفاده گردید. در صورت استفاده از شدت مناسب پرتوهای تابیده شده، تشعشع فرابنفش قابلیت کشتن ویروسها و باکتریهای موجود در فاضلاب را بدون تولید مواد خطرناک دیگر را دارد.

سیستمهای کربن فعال یکی دیگر از روشهای معمول در حذف مواد ارگانیک عامل ایجاد رنگ و بو در تصفیه خانه های آب می باشد. وقتی که این مواد در تماس سطحی با کربن فعال قرار می گیرند، لایه ای از مولکولهای این مواد آلی بر روی سطح کربن به دلیل عدم تعادل نیرویی بین مولکولهای سطح کربن، انباشته می شود.

 

 

فرآوری و دفع لجن

در مراحل مختلف تصفیه مقادیری لجن تولید می شود که می بایست آنها را به طریق مناسبی دفع نمود. هضم هوازی و بی هوازی، تغلیظ لجن، استفاده از بلتهای تحت فشار، تغلیظ به روش گریز از مرکز، بسترهای خشک کننده لجن و سوزاندن لجن راههای موجود برای دفع لجن می باشد.
هضم هوازی فرایندی است که در آن لجن تولید شده در قسمتهای مختلف تصفیه خانه برای مدت طولانی هوادهی می شود. هدف از هضم هوازی کاهش میزان لجنی است که در مراحل بعدی دفع می شود. هضم بی هوازی بر این واقعیت استوار است که اگر لجن ته نشین شده برای مدتی در یک تانک در بسته نگهداری شود، به مایع و گازی که عمدتا شامل متان است تبدیل می شود.
تغلیظ لجن یکی از روشهای ابتدایی و متداول در فرآوری لجن می باشد. این امر از طریق 1- گرانشی؛ که در آن از تانکهای استوانه ای مجهز به چنگک دوار استفاده می شود. و یا 2- شناورسازی با استفاده از هوای فشرده انجام می شود.

برای جداسازی مایعات با چگالی متفاوت، تغلیظ مواد آبکی و یا جداسازی، از روش گریز از مرکز به طور گسترده استفاده می شود. در یک واحد گریز از مرکز، لجن جامد بوسیله نیروی گریز از مرکز به دیواره داخلی یک محفظه استوانه ای که توسط الکتروموتر به چرخش در می آید، فشرده شده و سپس از طریق یک تسمه نقاله از دستگاه خارج می شود. مایعی که لجن از آن گرفته شده نیز از سمت دیگر دستگاه خارج می شود.

خشک کردن لجن بر روی بسترهای شنی بوسیله جریان هوا یکی از روشهای اقتصادی جهت آبگیری از لجن می باشد. این روش برای تصفیه خانه های کوچک شهری و صنعتی قابل استفاده می باشد. آبگیری از لجن توسط دو مکانیزم انجام می شود. 1- جذب سطحی آب به داخل بستر شنی ، 2- تبخیر آب. عملی بودن این روش منوط به دسترسی ارزان به سطح وسیعی از زمین و نیز آب و هوای مناسب ( آب و هوای گرم و خشک) می باشد.

سوزاندن لجن شامل تبدیل مواد آلی به مواد اکسید شده یعنی دی اکسیدکربن ، خاکستر و آب می باشد. سوزاندن لجن عمدتا در تصفیه خانه های با ظرفیت متوسط به بالا که از انتخابهای محدودی جهت دفع لجن برخوردارند، انجام می شود. لجن قبل از سوزانده شدن معمولا نیازی به انجام عملیات تثبیت لجن ندارد

روشهای جدید در تصفیه فاضلاب ( SBR, UASB,….. ) :

واحد SBR

واحد SBR از یک راکتور پر و خالی شونده تشکیل شده که در آن اختلاط کامل صورت می گیرد و علاوه بر آن هوادهی و ته نشینی که بعد از مرحله واکنش می باشد،در یک تانک انجام می شود. در تمام سیستمهای SBR عمل تصفیه در قالب 5 مرحله ای که در ادامه می آید، بصورت متوالی انجام می شود.

1-   پرشدن،

2-   واکنش(هوادهی)

3-   ته نشینی،

4-   تخلیه ،

5-   آزاد.

در طی مرحله پرشدن، فاضلاب به سیستم وارد می شود. در طی فرایند پر شدن سطح مایع موجود در راکتور از 75درصد در انتهای مرحله آزاد به 100درصد می رسد. در خلال پرشدن، محتویات راکتور در حال مخلوط شدن و یا مخلوط و هوادهی شدن توامان هستند تا به واکنشهای بیولوژیکی در حال انجام در داخل راکتور سرعت ببخشند.

در طی فرایند واکنش، واکنشهای آلی تحت شرایط کنترل شده محیطی بر روی مواد آلی موجود در فاضلاب انجام می شود.

در طی فرایند ته نشینی، مواد جامد تحت شرایط سکون شروع به ته نشینی می کنند و نتیجه آن پساب تصفیه شده ایست که آماده تخلیه از سیستم SBR است.

پساب تصفیه شده در طی مرحله تخلیه از سیستم خارج می شود. برای تخلیه پساب تصفیه شده از مکانیزمهای متعددی از جمله دریچه های سرریز می توان استفاده نمود.

مرحله آزاد در یک سیستم SBR که از چند تانک استفاده می کند، زمان لازم را برای پرشدن یک تانک قبل از اینکه مرحله بعدی (واکنش) شروع شود، فراهم می سازد. به دلیل اینکه این مرحله چندان ضروری نیست، گاهی از سیستم SBR حذف می شود.

در مورد فاضلابهای با جریان دائمی، حداقل به 2 تانک نیاز است تا زمانی که یک تانک در حال پرشدن است، تانک دیگر در حال انجام مرحله تصفیه باشد.

2-6- واحد UASB

یکی از پیشرفت های قابل توجه در تکنولوژی مربوط به سیستمهای تصفیه بی هوازی راکتور  UASB می باشد که در اواخر دهه 70 میلادی در هلند شکل گرفت. در این فرایند، فاضلاب از انتهای راکتور UASB وارد آن شده و از میان واحد روکش لجن به سمت بالا جریان پیدا می کند. اجزای اصلی راکتور UASB سیستم توزیع فاضلاب ورودی، جداکننده فازگاز از جامد و طرح خروج پساب تصفیه شده می باشد.

ویژگی اصلی سیستمهای UASB که به آن این امکان را می دهد تا در مقایسه با سایر فرایندهای بی هوازی از فاضلاب با بار COD بسیاربالاتری استفاده کند، تولید لجن به صورت گرانوله می باشد. تولید لجن بصورت دانه دانه در سیستمهای UASB به چندماه زمان احتیاج دارد که این زمان را با برخی افزودنی ها به آن، می توان کاهش داد.

تعاریف:

pH :
میزان غلظت یونهای هیدروژن است که پارامتر کیفی مهمی درمورد آبهای طبیعی و همین طور فاضلاب بشمار می رود. محدوده مناسب این پارامتر برای وجود حیات بیولوژیکی، بازه کوچک 6 تا 9 می باشد. به همین دلیل تصفیه فاضلاب با تمرکز بیش حد یون هیدروژن به روشهای بیولوژیکی دشوار می باشد و اگر میزان آن کاهش نیابد، پساب تخلیه شده به محیط ممکن است pH آبهای طبیعی را نیز تغییر دهد. محدوده مناسب pH پساب تخلیه شونده به محیط بین 6.5 تا 8.5 می باشد.

 BOD (Biochemical oxygen demand) :

میزان اکسیژن مورد نیاز جهت اکسید کردن مواد آلی قابل تجزیه در حجم معینی از فاضلاب، به روش هوازی.

(Chemical Oxygen Demand) COD :

مقدار اکسیژن لازم جهت اکسیدکردن مواد آلی موجود در حجم معینی از فاضلاب که می تواند به صورت شیمیایی با استفاده از دی کرومات محلول در اسید اکسید شود.

(Total Organic carbon) TOC :

تمام مقدار کربن آلی موجود در یک نمونه فاضلاب .

(Total Solids ) TS :

تمام ذرات جامد موجود در فاضلاب از ذرات درشت تا ذرات ریز کلوییدی.
TSS (Total Suspended Solids)   :

بخشی از میزان TS که در فاضلاب بصورت محلول است.

     TDS (Total Dissolved Solids)

مواد جامدی که متشکل از ذرات کلوییدی و مواد محلول در فاضلاب بوده و از میان صافی عبور می کنند.

TVS
مواد جامدی که در طی سوزاندن TS فاضلاب بخار شده و از بین می روند.
VSS
مواد جامدی که در طی سوزاندن TSS فاضلاب بخار شده و از بین می روند.

 

تصفیه خانه های فاضلاب در ایران

گسترش شهرها همراه با ارتقای سطح آگاهی عمومی ، علاوه بر افزایش میزان استحصال آب از منابع سطحی و زیرزمینی ، افزایش آلودگی و تنوع آلاینده های منابع آب را نیز در پی داشته است . برداشت و تصفیه ی آب از منابع سطحی و زیرزمینی و نیز تصفیه فاضلاب تولید شده در سفره های زیرزمینی ، ضمن آلودگی آبخوان ها ، در چرخه ی طبیعی آب نیز اختلال ایجاد خواهد کرد . از سوی دیگر به دلیل امکان گسترش بیماری های متعدد ناشی از آلودگی آب به فاضلاب ، ایجاب می کند تا به منظور حفظ سلامت جوامع و پیشگیری از بروز اختلال در چرخه ی آب ، فاضلاب ها به نحو مناسب جمع آوری ، تصفیه و به چرخه ی طبیعی آب بازگردانده شود .
تأثیرات نامطلوب زیست محیطی ناشی از دفع نادرست فاضلاب شهری و صنعتی در حدی است که امروزه اجرای طرح های فاضلاب در مناطق شهری و روستایی کشور امری ضروری و بنیادی تلقی می گردد . مهمترین اهداف از احداث سامانه های تصفیه ی فاضلاب شامل حفظ بهداشت همگانی ، حفاظت محیط زیست و جلوگیری از آلودگی منابع آب و استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی و صنعت می باشد .
اولین تصفیه خانه ی فاضلاب شهری ایران در سال 1340 با ظرفیت 350 متر مکعب در روز در منطقه ی صاحبقرانیه تهران به بهره برداری رسید . قبل از انقلاب تنها 4 تصفیه خانه عمده فاضلاب در کل کشور در مدار بهره برداری بود . این تصفیه خانه ها در شهرهای تهران (صاحبقرانیه و شوش با فرآیند لجن فعال) و اصفهان (فاز یک جنوب با فرآیند صافیچکنده و فولاد شهر با فرآیند برکه تثبیت) و عمدتا در مناطق سنگی و یا مناطقی که روش های سنتی دفع فاضلاب کارایی نداشتند اجرا شده بود .
در فاصله ی سال های 57 تا 69 به تدریج تصفیه خانه های شاهین شهر و فاز 2 و 3 جنوب در اصفهان با فرآیند لجن فعال ، تصفیه خانه ی سرکان با فرآیند لجن فعال در همدان ، تصفیه خانه های هویزه شمالی و هویزه جنوبی با فرآیند برکه تثبیت در خوزستان ، تصفیه خانه انارک با روش برکه تثبیت در اصفهان ، تصفیه خانه قیطریه در تهران با فرآیند لجن فعال ، تصفیه خانه بهبهان با فرآیند صافی چکنده در خوزستان ، تصفیه خانه شمال فاز 1 و 2 با فرآیند لجن فعال در اصفهان ، تصفیه خانه های اکباتان و زرگنده در تهران با روش لجن فعال اجرا و به بهره برداری رسید . به طوریکه تا قبل از تشکیل شرکت های آب و فاضلاب 15 تصفیه خانه در شهرهای کشور در مدار بوده است .
پس از تصویب قانون تشکیل شرکت های آب و فاضلاب در دی ماه سال 1369 ، در کنار توسعه ، تجهیز و بازسازی تأسیسات آبرسانی شهری ، اجرای تصفیه خانه های فاضلاب شهری نیز در سرلوحه ی برنامه ی کاری معاونت آب و فاضلاب شهری وزارت نیرو قرار گرفت . به طوری که پس از قریب به 14 سال از آغاز به کار این شرکت ها تعداد تصفیه خانه های فاضلاب به 73 واحد در پایان سال 83 رسیده است .
در آذربایجان شرقی تصفیه خانه های تبریز و مراغه با روش لجن فعال ؛ در آذربایجان غربی تصفیه خانه ی خوی با فرآیند لاگون هوادهی ؛ در اصفهان تصفیه خانه ی صفائیه با روش لجن فعال – تصفیه خانه های مبارکه ، زرین شهر ، سپاهان شهر و سمیرم با روش لاگون هوادهی – تصفیه خانه های کوهپایه ، ورزنه ، شهرضا ، قهدریجان ، نایین ، با فرآیند برکه تثبیت – تصفیه خانه ی بهارستان با روش سپتیک و برکه ؛ در تهران تصفیه خانه های دولت آباد ، شهید محلاتی و شهرک قدس با فرآیند لجن فعال – تصفیه خانه اضطراری جنوب با روش لاگون هوادهی ؛ در چهارمحال بختیاری تصفیه خانه های شهرکرد و بروجن با روش لجن فعال - تصفیه خانه های سامان و جونقان با فرآیند لاگون هوادهی ؛ در بوشهر تصفیه خانه های بوشهر و دیلم با روش برکه تثبیت ؛ در خوزستان تصفیه خانه ی اهواز با فرآیند لجن فعال - تصفیه خانه ی سوسنگرد با روش برکه تثبیت ؛ در سمنان تصفیه خانه ی مهدی شهر با روش برکه تثبیت ؛ در سیستان و بلوچستان تصفیه خانه ی زابل با روش برکه تثبیت – تصفیه خانه ی جام جم با روش لجن فعال ؛ در فارس تصفیه خانه ی شیراز با فرآیند لجن فعال – تصفیه خانه ی مرودشت با روش لاگون هوادهی ؛ در قم تصفیه خانه ی قم با روش لاگون هوادهی ؛ در کرمانشاه تصفیه خانه های کرمانشاه ، بیستون و پاوه با روش لجن فعال – تصفیه خانه های گیلان غرب و اسلام آباد با روش برکه تثبیت ؛ در کردستان تصفیه خانه ی قروه با فرآیند برکه تثبیت ؛ در گلستان تصفیه خانه بندر گز با روش لاگون هوادهی ؛ در گیلان تصفیه خانه منجیل با روش لجن فعال ؛ در لرستان تصفیه خانه ی خرم آباد با روش لجن فعال ؛ در مازندران تصفیه خانه ی شهرک نساجی قائم شهر با فرآیند لجن فعال ؛ در مرکزی تصفیه خانه های رسول آباد ، اراک و دلیجان با روش برکه تثبیت – تصفیه خانه ی تفرش با روش لجن فعال ؛ در خراسان تصفیه خانه ی پرکند آباد با روش لاگون هوادهی – تصفیه خانه های اولنگ ، اسفراین و سبزوار با فرآیند برکه تثبیت – تصفیه خانه ی بجنورد با روش لجن فعال تا پایان سال 83 در دست بهره برداری بوده است . تا امسال نیز تصفیه خانه هایی در چندین شهر به بهره برداری رسیده و تعدادی نیز در حال ساخت است .
برگرفته از شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور


 

نوشته شده توسط مهرداد افشار در پنجشنبه هجدهم فروردین 1390 ساعت 23:39 موضوع محیطزیست وآب | لینک ثابت