تصفیه فاضلاب بهداشتی انسانی | شرکت مهندسی شاران صنعت

تصفیه فاضلاب بهداشتی انسانی:

خدمات شرکت مهندسی شاران صنعت در زمینه تصفیه فاضلاب بهداشتی – انسانی شامل طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی تصفیه خانه های بتنی فاضلاب و پکیج های تصفیه فاضلاب می باشد.

پکیج تصفیه یا تصفیه خانه بتنی؟

یکی از سوال های متداول کارفرمایان مقایسه تصفیه خانه بتنی با پکیج های تصفیه فاضلاب است. جواب بسیار ساده است! در مواردی که دبی فاضلاب به نسبت زیاد باشد و لذا پس از طراحی ابعاد و تعداد مخازن از حد خاصی بیشتر شود؛ احداث تصفیه خانه بتنی از لحاظ فنی و اقتصادی بدون شک اولویت خواهد داشت مگر در مواردی که کارفرما قصد داشته باشد در آینده نزدیک محل تصفیه خانه را تغییر دهد. به عنوان مثال می‌توان به کمپ های کارگری اشاره کرد که معمولا کلیه تجهیزات این کمپ‌ها از جمله کانکس ها، کانتینرها و … به محل پروژه جدیدحمل می شوند.در مواردی که دبی فاضلاب به نسبت کم باشد معمولا پکیج های تصفیه از لحاظ فنی و اقتصادی توجیه‌پذیر خواهند بود. به خصوص در مواردی که کارفرما ترجیح می‌دهد تا در سایت خود از عملیات اجرایی تا حد امکان خودداری شود؛ این پکیج ها می تواند گزینه بسیار مناسبی باشد. در مواردی که تصفیه خانه به صورت پکیج انتخاب می شود، مقرر می‌گردد قبل از حمل پکیج از کارخانه شرکت سازنده بازدید به عمل آمده و مشخصات پکیج با مشخصات فنی که می بایست پیوست قرارداد باشد؛ مقایسه شود. البته این مقایسه به هیچ عنوان رافع مسئولیت سازنده در قبال گارانتی تجهیزات و تامین استاندارد مورد نظر نخواهد بود.

 نکته: استفاده از سیستم سپتیک تانک ومتصل نمودن خروجی آن به چاه جاذب از لحاظ زیست محیطی عمل غیر مسئولانه و غیرقانونی است که هم اکنون در ایران به دلیل عدم نظارت کافی سازمان محیط زیست در برخی مناطق کشور به روش رایج جهت امحاء فاضلاب تبدیل شده است. در بسیاری از موارد که کارفرما هزینه اجرای تصفیه خانه فاضلاب را نداشته باشد، استفاده از سپتیک به منظور حفاظت حداقلی از چاه جاذب و جلوگیری از ایجاد گرفتگی انجام می گیرد. البته به کارفرمای محترم اطلاعات لازم در ارتباط با عدم کیفیت مناسب فاضلاب خروجی از سپتیک داده می شود.

برای آشنایی بیشتر با خدمات شرکت شاران صنعت در این زمینه یکی از گزینه های زیر را انتخاب نمایید. در صورت نیاز به راهنمایی بیشتر با کارشناسان ما در شرکت تماس حاصل فرمایید. همچنین می توانید در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمایید.

                                          

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی – انسانی تصفیه خانه بتنی فاضلاب بهداشتی – انسانی

   

 

 

                                                  

       

 

فهرست


ویژگی فاضلاب بهداشتی انسانی

ویژگی های فاضلاب بهداشتی انسانی بستگی به میزان مصرف آب و الگوی زندگی افراد در هر منطقه دارد. از ویژگی های فاضلاب بهداشتی انسانی می توان به موارد زیر اشاره کرد.

اکسیژن خواهی بیولوژیکی (BOD): مقدار اکسیژنی که توسط میکروارگانیسم ها به مصرف می رسد تحت عنوان BOD شناخته می شود. از طریق این پارامتر می توان میزان مواد آلی موجود در فاضلاب را تخمین زد. اندازه گیری این پارامتر تقریبا در حدود ۵ روز به طول می انجامد.

اکسیژن خواهی شیمیایی (COD): در این روش با استفاده از مواد شیمیایی نظیر پتاسیم دی کرومات (به عنوان اکسید کننده) مواد آلی موجود در فاضلاب تجزیه می شود. یکی از روش های تخمین میزان مواد آلی موجود در فاضلاب انجام تست COD است. مدت زمانی که طول می کشد تا این تست انجام شود در حدود ۳ ساعت است در حالیکه برای انجام تست BOD زمانی معادل ۵ روز نیاز است. مقدار عددی این پارامتر همیشه بیشتر از مقدار BOD است زیرا با استفاده از مواد شیمیایی ترکیبات آلی بیشتری نسبت به تجزیه بیولوژیکی حذف می شود.  

کل جامدات معلق (TSS): جامدات موجود در فاضلاب می تواند هم آلی و هم معدنی باشند. دسته بندی زیر که بر اساس راهنمای سازمان حفاظت از محیط زیست ارائه شده است، نشان دهنده تقسیم بندی جامدات موجود در فاضلاب می باشد.

جامدات معلق: کلیه جامدات موجود در فاضلاب که به صورت معلق حضور دارند در این دسته قرار می گیرند. در حدود ۷۰% این مواد آلی و ۳۰% آنها معدنی است. حذف این دسته از مواد توسط فرآیندهای فیزیکی و مکانیکی صورت می گیرد.

جامدات آلی: این نوع از جامدات در حدود ۵۰% از جامدات موجود در فاضلاب شهری را به خود اختصاص داده اند. این نوع از جامدات معمولا قابل تجزیه بیولوژیکی هستند و توسط فرآیند های بیولوژیکی مختلف از فاضلاب حذف می شوند. 

جامدات معدنی: موادی که تجزیه آنها توسط فرآیند های بیولوژیکی بسیار کند صورت می گیرد و یا معمولا غیر قابل تجزیه هستند در این گروه قرار می گیرند. این مواد را می توان از طریق فرآیند های فیزیکی از فاضلاب حذف کرد.

جامدات قابل ته نشینی: در صورتی که به این دسته از جامدات زمان مشخصی داده شود، این جامدات شروع به ته نشینی می کنند. این مواد معمولا در مخازن ته نشینی از فاضلاب حذف می شوند.

جامدات کلوئیدی: این دسته از جامدات گروهی هستند که ما بین جامدات محلول و قابل ته نشینی وجود دارند. این مواد معمولا در اثر افزودن مواد منعقد کننده از فاضلاب حذف می شوند.

PH: غلظت یون هیدروژن در فاضلاب تعیین کننده میزان اسیدیته و غلظت یون هیدروکسید تعیین کننده میزان قلیائیت فاضلاب است. میزان pH در فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب بسیار حائز اهمیت است زیرا تغییر در میزان pH باعث تغییر در فعالیت میکروارگانیسم­ها می شود.

فسفر: یکی از موادی که تحت عنوان مواد مغذی در فاضلاب شناسایی می شود فسفر است. به طور کلی مواد مغذی موجود در فاضلاب (فسفر و نیتروژن) باعث بروز پدیده اتروفیکاسیون می شود. در این پدیده میزان اکسیژن موجود در منابع آبی به حداقل می رسد و باعث نابودی منابع آبی و اکوسیستم منطقه می شود. مواد مغذی موجود در فاضلاب در طی تصفیه پیشرفته از فاضلاب حذف می شوند. فسفر به سه شکل زیر در فاضلاب موجود است.

  • ارتوفسفات (PO4-3 ): فسفات معدنی محلول
  • پلی فسفات: این دسته معمولا به صورت ترکیب با سایر نمک ها در فرمولاسیون دترجنت ها حضور دارند.
  • ترکیبات فسفات آلی: فسفات آلی به صورت محلول و یا معلق

نیتروژن: نیتروژن نیز جز مواد مغذی موجود درفاضلاب به حساب می آید که در صورت حضور در منابع آب باعث پدیده اتروفیکاسیون می شود. نیتروژن نیز به سه شکل زیر در فاضلاب وجود دارد.

  • اکسید نیتروژن (نیترات و نیتریت)
  • نیتروژن آمونیاکی
  • نیتروژن آلی

نسبت BOD: Nitrogen: Phosphorus، از آنجایی که میکروارگانیسم ها برای رشد خود نیاز به مقدار مشخصی از مواد آلی و مغذی هستند، نسبت BOD:N:P باید ۱۰۰:۵:۱ باشد تا شرایط رشد میکروارگانیسم ها فراهم شود.

جدول زیر بیانگر مشخصات فاضلاب شهری(EPA1997) است.

پارامتر غلظت (میلی گرم بر لیتر)
BOD ۳۰۰ – ۱۰۰
COD ۸۰۰ – ۲۵۰
مواد معلق ۳۵۰ – ۱۰۰
نیتروژن کل ۸۵ – ۲۰
نیتروژن آمونیاکی ۳۰ – ۱۰
فسفر آلی ۲ – ۱
فسفر غیر آلی ۱۰ – ۳
چربی، روغن و گریس ۱۰۰ – ۵۰
کل مواد معدنی

(سدیم، کلر، منیزیم، گوگرد، کلسیم، پتاسیم، سیلیسیوم، آهن)

۱۰۰
فلزات سنگین

(کادمیم، کروم، مس، سرب، نیکل، نقره، روی)

هر کدام کمتر از ۱

 

ضرورت تصفیه فاضلاب

به دلیل گسترش روز افزون جمعیت و استفاده بی رویه از منابع طبیعی، تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن می­تواند راهکاری مناسب برای جلوگیری از نابودی و آلودگی منابع شود. تقریبا ۶۰ تا ۸۰ درصد آب مصرفی در هر اجتماع تبدیل به فاضلاب می­شود. به منظور تصفیه فاضلاب از روش های مختلفی استفاده می­شود که به تفصیل در ادامه مطلب ارائه شده است.


تصفیه فیزیکی فاضلاب بهداشتی انسانی

آشغالگیر

 در ابتدا فاضلاب خام وارد آشغالگیر می­شود و ذرات جامد درشت به دلیل گیر افتادن در بین میله های آشغالگیر از آن حذف می شوند. آشغالگیرها معمولا از نوع میله ای و یا نرده ای هستند. فاصله بین میله ها در حدود ۱۵ میلی متر یا بیشتر است. نحوه تمیز کردن آشغالگیرها به صورت دستی یا مکانیکی است. مبانی طراحی آشغالگیر در جدول زیر آمده است.

 

پارمتر آشغالگیر دستی  آشغالگیر مکانیکی 
عرض میله ها ۱۵ – ۶ میلی متر ۱۵ – ۶ میلی متر
عمق ۳۸ – ۲۵ میلی متر ۳۸ – ۲۵ میلی متر
فاصله بین میله ها ۵۰ – ۲۵ میلی متر ۷۶ – ۱۵ میلی متر
شیب نسبت به امتداد قائم ۴۵ – ۳۰ درجه ۳۰ – ۰ درجه

 

دانه گیر

موادی مانند ماسه، سنگ، هسته میوه ها و دیگر ضایعات غذایی که عمدتا فساد ناپذیر و خشک هستند در واحد دانه گیری از فاضلاب جدا می­شوند. هدف این واحد حفاظت دیگر واحدها در برابر ساییدگی و کاهش تشکیل رسوب در واحدهای مختلف می­باشد. محفظه دانه گیرها به طور کلی به سه دسته اصلی تقسیم می­شوند که شامل دانه گیر با جریان افقی، دانه گیری با هوادهی و سیستم دانه گیری گردابی می­باشند.

  • دانه گیر با جریان افقی: در این روش ذرات موجود در فاضلاب که تحت عنوان دانه شناخته می شوند، به وسیله نیروی ثقل از فاضلاب جدا شده و سپس از محفظه دانه گیر تخلیه می شوند. جدول زیر بیانگر پارامتر های لازم برای طراحی این نوع از دانه گیر های می باشد.

 

پارامتر مقادیر
زمان ماند (ثانیه) ۹۰ – ۴۵
سرعت افقی (متر بر ثانیه) ۰/۴ – ۰/۲
سرعت ته نشینی ذرات ( متر بر ثانیه)

مواد ۶۵ مش

مواد ۱۰۰ مش

 

۰/۰۲۱ – ۰/۰۱۶

۰/۰۱۵ – ۰/۰۱۰

افت فشار در مقطع کنترل بر حسب درصد عمق کانال ۴۰ – ۳۰
طول اضافی برای جبران تلاطم ورودی و خروجی ۰/۵L – 0/2DM

 

 

 

  • دانه گیری با هوادهی: این نوع از دانه گیر ها به منظور جداسازی ذرات با قطر ۰/۲ میلی متر یا بزرگتر طراحی شده اند. فاضلاب در مسیری مارپیچی وارد مخزن دانه گیر می شود و به کمک سیستم هوادهی ذرات موجود در آن حذف می شود. جدول زیر بیانگر پارامتر های لازم برای طراحی این نوع از دانه گیر های می باشد.

 

پارامتر مقادیر
زمان ماند در اوج جریان (ثانیه) ۳۰۰ – ۱۲۰
عمق مخزن (متر) ۵ – ۲
طول مخزن (متر) ۲۰ – ۷/۵
عرض مخزن (متر) ۷ – ۲
هوای لازم به ازای یک متر طول (m3/min.m) ۰/۴۶ – ۰/۱۸

 

 

  • دانه گیری با جریان گردابی: فاضلاب به صورت مماس وارد این نوع از مخازن دانه گیری می شود و به همین شکل نیز از مخزن خارج می شود. ذرات با استفاده از نیروی گریز از مرکز از فاضلاب حذف می شود. طراحی این نوع از دانه گیرها بستگی به نوع محفظه و جریان ورودی به آن دارد.

چربی گیر

 هدف از طراحی این واحد جداسازی موادی است که وزن مخصوص کمتری نسبت به آب دارند. این مواد اغلب شامل چربی و روغن هستند که در سطح آب شناور می­مانند و از این طریق از آب حذف می­شوند. روش های مختلفی به منظور جداسازی چربی و روغن از فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد که شامل جداساز های ثقلی و جداسازی با هوای فشرده محلول است.

تصفیه بیولوژیکی

اساس سیستم های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، مصرف میکروارگانیسم ها از مواد آلی موجود در فاضلاب است. باکتریها بیشترین فعالیت را در تصفیه بیولوژیکی دارند. بسته به حضور اکسیژن به عنوان گیرنده نهایی الکترون، شرایط تصفیه و فعالیت میکروارگانیسم ها به سه صورت هوازی(اکسیژن به عنوان گیرنده نهایی الکترون)، بی هوازی (بدون حضور اکسیژن آزاد) و انوکسیک (در حضور اکسیژن باند شده با نیتروژن) تقسیم می­شود. برای طراحی و بهره برداری مناسب از واحدهای تصفیه بیولوژیکی باید نوع میکروارگانیسم ها و شرایط رشد آنها، واکنش صورت گرفته، عوامل محیطی، مشخصات فاضلاب و سرعت واکنشها در نظر گرفته شود. الگوی رشد میکروارگانیسم ها به دو طریق رشد چسبیده و رشد معلق است. در رشد معلق فرآیند بیولوژیکی که میکروارگانیسم ها مسئول آن هستند، به حالت معلق در فاضلاب باقی می مانند و رشد خود را تکمیل می کنند. در رشد چسبیده فرآیندهای بیولوژیکی که میکروارگانیسم ها مسئول آن هستند، به صورت متصل به یک بستر (ثابت یا متحرک) صورت می گیرد. جنس بستر ممکن است سنگ، مواد پلاستیکی، سرامیکی و یا مواد دیگر باشد.

عملکرد میکروارگانیسم ها تصفیه بیولوژیکی

میکروارگانیسم ها از مواد آلی موجود در فاضلاب به عنوان منبع کربن برای رشد استفاده می­کنند. میکروارگانیسم های هتروتروف از کربن آلی و میکروارگانیسم های اتوتروف از کربن معدنی (کربن دی اکسید) به عنوان منبع کربن استفاده می­کنند. انرژی مورد نیاز برای رشد و تکثیر  میکروارگانیسم ها از نور خورشید و یا واکنش های اکسیداسیون شیمیایی حاصل می­شود. میکروارگانیسم های شیمیو اتوتروف ترکیبات غیر آلی مانند آمونیاک، نیتریت، آهن و سولفید را اکسید کرده و از آنها به عنوان منبع انرژی استفاده می­کنند. همچنین میکروارگانیسم ها از نیتروژن و فسفر موجود در فاضلاب به عنوان ماده مغذی برای رشد خود استفاده می کنند.  

تعاریف پرکاربرد در تصفیه بیولوژیکی

لجن فعال: لجن فعال ترکیبی از ذرات لخته شده، باکتری، پروتوزوآ و سایر میکروارگانیسم ها است که در کف مخازن ته نشینی تجمع می یابد.

نیتریفیکاسیون: فرآیند تبدیل آمونیوم به نیترات توسط باکتری های نیتریفایر را نیتریفیکاسیون می نامند. 

دنیتریفیکاسیون: فرآیند تبدیل نیترات به گاز نیتروژن که توسط باکتری ها و در شرایط انوکسیک رخ می دهد، فرآیند دنیتریفیکاسیون می گویند.

لخته: فلوک یا لخته به تجمع مواد جامد به همراه میکروارگانیسم ها گفته می­شود.

نسبت F/M (غذا به میکروارگانیسم): نسبت مواد آلی (BOD) به جرم توده میکروبی (MLSS) نسبت F/M می گویند.

MLSSMixed Liquor Suspended Solids): به غلظت مواد معلق موجود در مخازن هوادهی که بر حسب میلی گرم بر لیتر بیان می شود، MLSS گفته می­شود. این مواد معمولا شامل میکروارگانیسمها و مواد غیر قابل تجزیه بیولوژیکی معلق است.  

MLVSSMixed Liquor Volatile Suspended Solids): به غلظت مواد آلی و جامدات معلق فرار در مخازن هوادهی که بر حسب میلی گرم بر لیتر بیان می­شود، MLVSS گفته می­شود. این مواد معمولا فقط غلظت میکروارگانیسم های موجود در مخازن هوادهی را مشخص می کند.

زمان ماند هیدرولیکی (HRT): زمان مورد نیاز برای نگهداشت فاضلاب در واحد های مختلف است که از اصلی ترین پارامترهای طراحی واحدهای مختلف تصفیه است را زمان ماند هیدرولیکی می نامند.

بارگذاری آلی: به دلیل گستردگی انواع مواد آلی موجود در فاضلاب، اندازه گیری این مواد از طریق پارامتری به نام BOD (اکسیژن خواهی بیولوژیکی) صورت می­گیرد. میزان مواد آلی وارد شده به واحدهای تصفیه از طریق بارگذاری آلی تعریف می­شود.

برگشت لجن (RAS): لجن فعال موجود در حوض های ته نشینی حاوی مقادیر زیادی از مواد آلی و میکروارگانیسم ها هستند که به منظور افزایش راندمان به واحد هوادهی برگردانده می­شود.

فرآیندهای بیولوژیکی هوازی

فرآیند لجن فعال: این روش در سال ۱۹۱۴ در انگلستان ابداع شد و از آن پس در سیستم های تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش میکروارگانیسمهای موجود در فاضلاب باعث تجزیه مواد آلی در حضور اکسیژن می شوند. به منظور تامین اکسیژن لازم برای فعالیت میکروارگانیسم ها، ابتدا فاضلاب وارد مخزن هوادهی می­شود. هوادهی سیستم توسط دیفیوزرهای مستغرق، هواده های مکانیکی سطحی و یا ترکیبی از هر دو روش صورت می گیرد. پس از آن فاضلاب وارد مخزن ته نشینی می شود و جامدات موجود در آن به شکل لجن از فاضلاب خارج می شوند. به منظور حفظ جرم توده زیستی در مخزن هوادهی مقداری از لجن ته نشین شده در مخزن ته نشینی به حوض هوادهی بازمی­گردد.

انواع راکتورهای هوادهی

راکتور اختلاط کامل: در این روش غلظت مشخصی از مواد غذایی و میکروارگانیسم ها وارد حوض هوادهی می­شود و توسط میکسرها در کل حوض پخش می­شوند. از مزایای این روش قابلیت تحمل شوک های وارد شده به سیستم است. حوض های هوادهی با اختلاط کامل معمولا به شکل مربع یا مستطیل هستند و نسبت طول به عرض آنها کمتر از ۵ به ۱ می باشد.

 

راکتور جریان قالبی (Plug Flow):  شکل این نوع از راکتورها به گونه ای است که نسبت طول به عرض آنها زیاد است (حداقل ۱۲ به ۱). در این روش مواد آلی ورودی و لجن برگشتی در ابتدای خط با یکدیگر ترکیب می شوند. راکتورهای Plug Flow امکان ایجاد فرآیند تماسی، انوکسیک و فرآیند بی هوازی را فراهم می آورند. از ویژگی های حائز اهمیت در این راکتورها این است که همه ذرات ورودی به مدت مساوی در راکتور باقی می مانند.

تغذیه مرحله ای (Step Feeding): در این روش جریان فاضلاب به مخازن هوادهی از طریق چند نقطه وارد مخزن می شود. این ویژگی باعث افزایش تحمل این نوع راکتورها در برابر  شوک های وارده به مخزن می شود.

راکتور هوادهی Ditch: در این نوع از راکتورها که از انواع معمول در راکتورهای هوادهی است، فاضلاب طی جریانی نهرگونه وارد حوض هوادهی می شود. نحوه عمل این راکتورها را می توان به راکتورهای اختلاط کامل و جریان قالبی نسبت داد.

راکتور ناپیوسته متوالی (SBR): اکثر فرآیندهای لجن فعال در دو مخزن جداگانه صورت می گیرد. در مخزن اول فرآیند هوادهی و در مخزن دوم فرآیند جداسازی جامدات صورت می گیرد. در روش SBR هر دو این فرآیندها در یک مخزن صورت می گیرد. در تمامی سیستم های SBR مراحل تصفیه به صورت ۱) تغذیه (ورود فاضلاب به سیستم) ۲) هوادهی ۳) ته نشینی ۴) تخلیه پساب تصفیه شده و لجن ته نشین شده می باشد.

راکتور هوادهی Deep Shaft : عمق این نوع از راکتورها بسیار زیاد است و تا حداکثر ارتفاعی معادل ۱۵۰ متر قابل بهره برداری است. با افزایش عمق مخازن میزان انحلال اکسیژن در سیال افزایش می یابد در نتیجه اکسیژن محلول بیشتری برای فعالیت میکروارگانیسم ها ایجاد می شود.

 

روش های مختلف هوادهی

هوادهی ممکن است به صورت مکانیکی، دیفیوزرهای مستغرق و یا ترکیب هر دو این روش ها باشد. در هوادهی به صورت مکانیکی با استفاده از دیسک های چرخشی سطحی تماس بین فاضلاب و اتمسفر افزایش می یابد، به این ترتیب باعث افزایش اکسیژن در فاضلاب می شود. در روش استفاده از دیفیوزر های مستغرق، هوا توسط بلوئر تولید می شود و توسط دیفیوزر های مستغرق به فاضلاب وارد می شوند. انواع دیفیوزرها شامل دیفیوزرهای منفذ دار و یا بی منفذ (شامل جت های هوادهی و یا تیوب های هوادهی) می باشند. حباب های تولید شده در دیفیوزرها می تواند حباب ریز (Fine Bubble) و یا حباب درشت (Coarse Bubble) باشد.

 انواع فرآیند های صورت گرفته در لجن فعال

لجن فعال با هوادهی متعارف: در این روش با بهره گیری از واحد ته نشینی با نرخ بارگذاری kgBOD/kgMLSS.day 0/2 فاضلاب تصفیه می­شود. پساب خروجی دارای کیفیت بالایی است و فرآیند نیتریفیکاسیون در این روش محتمل است. نرخ بالای نیتریفیکاسیون در صورتی رخ می­دهد که میزان بارگذاری کم و سن لجن زیاد باشد.

لجن فعال با هوادهی گسترده: فرآیند هوادهی گسترده فرآیندی است با نرخ پایین لجن فعال و نسبت پایین F/M و زمان ماند هیدرولیکی بالا که از این طریق باعث تصفیه فاضلاب می­شود.

لجن فعال با نرخ بالا: این روش معمولا برای فاضلاب های صنعتی که نیازمند تصفیه چند مرحله ای می­باشند کاربرد دارد. این روش بر مبنای بارگذاری سطحی بالا و زمان ماند کوتاه صورت می­گیرد.

پارامترهای موثر در فرآیندهای مختلف لجن فعال

 

Process F/M

kgBOD/kg MLSS

BOD kg/m3.day HRT

hour

SRT

day

 

MLSS

mg/L

 

% BOD Removal Sludge Production kgDS/kgBOD
هوادهی متعارف ۰/۵ – ۰/۲ ۱/۵ – ۰/۵ ۱۴ – ۵ ۱۰ – ۳ ۳۰۰۰ – ۲۰۰۰ ۹۵ – ۹۰ ۱ – ۰/۵
هوادهی گسترده ۰/۱۵ – ۰/۰۵ ۰/۳ – ۰/۲۵ ۳۰ – ۲۰ ۳۰ – ۲۰ ۶۰۰۰ – ۲۰۰۰ ۹۵ – ۹۰ ۰/۶ – ۰/۵
لجن فعال با نرخ بالا ۲/۵ – ۱ ۱۶ – ۱/۶  ۳/۵ – ۲/۵ ۱۰ – ۰/۵ ۸۰۰۰ – ۵۰۰۰ ۷۰ – ۶۰ ۱/۲ – ۰/۸
اکسیژن خالص ۱ – ۰/۲۵ ۴ – ۱/۶ ۱۰ – ۱ ۱۰ – ۳ ۸۰۰۰ – ۳۰۰۰ ۹۵ – ۹۰

 

 

 

 

فرآیند (بی هوازی – انوکسیک) A2O

این روش همان فرآیند لجن فعال است که در آن یک واحد بی هوازی و انوکسیک اضافه می شود. اضافه شدن این دو واحد باعث بروز فرآیند نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون و حذف بیولوژیکی فسفر می شوند و به این ترتیب مواد مغذی موجود در فاضلاب حذف می شوند. از مزایای این روش می توان به کاهش ۳۰ تا ۴۰ درصدی BOD و عدم نیاز به مواد شیمیایی به منظور حذف فسفر اشاره کرد.

فرآیند (بیوراکتور غشایی) MBR

فرآیند های تصفیه غشایی فاضلاب از انواع روش های تصفیه پیشرفته فاضلاب است که در دهه های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. در این سیستم یک واحد هوادهی و بلافاصله بعد این واحد فیلتراسیون غشایی وجود دارد. مواد تشکیل دهنده این غشاها هم می تواند از جنس پلی مر های آلی و یا مواد سرامیکی باشد. نگهداری و بهره برداری از این سیستم ها بسیار مشکل است. از این روش به منظور تصفیه فاضلاب های بهداشتی و  صنعتی استفاده می شود. جدول زیر بیانگر کیفیت پساب خروجی در فرآیند MBR است.

 

پارامتر غلظت خروجی واحد
BOD ۵> mg/l
COD ۵> mg/l
NH3 ۱> mg/l
نیتروژن کل ۱۰> mg/l
کدورت ۱> NTU
فسفر کل ۰/۵> mg/l

 

 

فرآیند استفاده از تماس دهنده بیولوژیکی چرخان (RBC)

یک واحد RBC از چند سری صفحات دایره ای نزدیک به هم تشکیل شده است. جنس این دایره ها می تواند پلی استر یا پلی وینیل کلراید باشد.در حدود ۴۰% واحد RBC در فاضلاب غوطه ور می شود و این صفحات با سرعت ۱ تا ۱/۶ دور در دقیقه شروع به چرخش می کنند و اکسیژن لازم برای فرآیند بی هوازی را تامین می کنند. جدول زیر بیانگر اطلاعات لازم برای طراحی واحد RBC است.

 

پارامتر واحد حذف BOD حذف  BOD و نیتریفیکاسیون نیتریفیکاسیون جداگانه
بار هیدرولیکی m3/m2.day ۰/۱۶ – ۰/۰۸ ۰/۰۸ – ۰/۰۳ ۱ – ۰/۰۴
بار آلی g BOD/m2.day ۲۰ – ۸ ۱۶ – ۵ ۲ – ۱
بار آمونیاکی g N/m2.day ۱/۵ – ۰/۷۵
زمان ماند هیدرولیکی h ۱/۵ – ۰/۷۵ ۴ – ۱/۵ ۳ – ۱/۲

 

 

 

 

 

فرآیند MLE (لودزاک- اتینگر اصلاح شده)

این روش به منظور حذف BOD، آمونیاک، نیتریت و نیترات مورد استفاده قرار می گیرد. این روش ترکیبی از فرآیند انوکسیک و هوازی است. فرآیند رخ داده در بخش هوازی همان فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده است. در ناحیه هوازی فرآیند نیتریفیکاسیون (حذف آمونیاک) رخ می دهد. پساب ناشی از فرآیند نیتریفیکاسیون به قسمت انوکسیک برگردانده می شود تا فرآیند دنیتیریفیکاسیون روی آن صورت گیرد. از مزایای این روش می توان به کاهش مقدار لجن تولیدی اشاره کرد.  

فرآیند لجن فعال با بستر ثابت (IFAS)

در فرآیند لجن فعال می توان از بسترهای مختلفی به منظور افزایش سطح تماس فاضلاب و در نتیجه افزایش رشد بیولوژیکی استفاده کرد. در این روش زمان ماند لجن افزایش می یابد در نتیجه باعث ارتقاء فرآیند نیتیرفیکاسیون می شود. فرآیند IFAS به دو شکل بستر پراکنده و یا بستر ثابت ایجاد می گردد. از مزایای این روش می توان به افزایش میزان ته نشینی جامدات، لجن تولیدی پایدار و در صورت افزایش جریان فاضلاب می توان مدیاهای داخل راکتور را افزایش داد.

روش MBBRMoving Bed Bio Reactor)

یکی دیگر از روش های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب روش MBBR  است. در این روش از مدیا های مختلف به منظور افزایش سطح تماس فاضلاب و در نتیجه افزایش رشد بیولوژیکی استفاده می شود. این روش مشتق شده از روش لجن فعال است که در آن از مدیا هایی از جنس پلی اتیلن استفاده می شود. این مدیاها باعث افزایش سطح تماس و رشد میکروارگانیسم ها می شود. از مزایای این روش می توان به کاهش فضای لازم برای بهره برداری، کاهش مصرف انرژی، افزایش راندمان سیستم تصفیه و افزایش تحمل شوک های بیولوژیکی وارده به سیستم اشاره کرد.

 

فرآیندهای بیولوژیکی بی هوازی

روش پتوی لجن با جریان بالا رونده بی هوازی (UASB)

یکی دیگر از روش های تصفیه فاضلاب است که از اهمیت بالایی برخوردار است. این واحد به عنوان یک واحد بی هوازی برای تصفیه فاضلاب های جوامع کوچک و فاضلاب های صنعتی کاربرد دارد. نحوه عمل در این راکتور ها به دو صورت فیزیکی و بیولوژیکی است. فاضلاب از میان پتوی لجن تشکیل شده در کف مخزن، وارد راکتور می شود و با عبور از میان پتوی لجن باعث هضم بی هوازی فاضلاب توسط میکروارگانیسم ها می شود. مقادیری از مواد جامد موجود در فاضلاب نیز در میان این پتوی لجن به دام می افتد. یکی از ویژگی های این راکتورها، ظرفیت بالای بارگذاری آنها می باشد.

فضای لازم جهت بهره برداری از این روش بسیار محدود است و حتی می تواند در زیر زمین نیز اجرا شود. در طی فرآیند تصفیه ای رخ داده در راکتور، محصولات جانبی نظیر بیوگاز و لجن نیز تولید می شود. در اثر فرآیند بی هوازی صورت گرفته در این راکتور گاز متان به عنوان محصولی با ارزش تولید می شود. از این روش معمولا برای تصفیه فاضلاب های شهری و جوامع کوچک و صنعتی به عنوان یک روش پایدار استفاده می شود. این روش ترکیبی از تصفیه فیزیکی و بیولوژیکی است.

 

روش تصفیه با جریان بالا رونده بافل دار (Up flow Anaerobic Baffle Reactor)

راکتورهای بافل دار بی هوازی می توانند به عنوان روشی برای تصفیه فاضلاب هایی با بار آلی زیاد مورد استفاده قرار گیرند. جهت انجام عمل تصفیه در مخزن ها بافل هایی تعبیه می گردد که جریان پس از گذر از آنها بصورت بی هوازی تصفیه می گردد. وجود بافلها در این نوع از راکتورها باعث پدید آمدن شرایط آرام برای ته نشینی جامدات و همچنین تصفیه بی هوازی فاضلاب می شود. راکتور بافل دار بی هوازی است یکی از انواع سیستم هایی است که در آنها از مدیا یا بستر به عنوان پایه ایی برای استقرار یا رشد میکروارگانیسم ها استفاده میشود. در این راکتور فاضلاب پس از گذشتن از بافل ها به علت انجام واکنش های بیولوژیکی بی هوازی دارای بار آلودگی کمتری میشود.

    از مزایای فرآیندی این راکتور میتوان به  موارد زیر اشاره کرد:

              –  بالا بودن زمان ماند جامدات

              –  تولید لجن کمتر

              – ایجاد بخش ته نشین سازی برای جامدات

             – ماندن بیومس بدون احتیاج به آکنده سازی

راکتور UABR به عنوان هاضم با راندمان خوب و بالا پذیرفته شده و می تواند فاضلاب های بامواد آلی زیاد با بارگذاری بالا را براحتی  مورد تصفیه قرار دهد.

 

تصفیه شیمیایی فاضلاب

استفاده از مواد شیمیایی به منظور تصفیه فاضلاب در مراحل مختلف صورت می گیرد. برای مثال در فرآیند انعقاد و لخته سازی از موادی مانند سولفات آلومینیوم (آلوم) و کلرید فریک به منظور تولید لخته استفاده می شود. همچنین از موادی مانند کلر، ازن و هیدروژن پراکساید در گندزدایی پساب خروجی استفاده می شود.

گندزدایی

یکی از مهمترین واحد های تصفیه فاضلاب واحد گندزدایی است زیرا باعث از بین رفتن پاتوژن های موجود در آب می شود که این پاتوژن ها منبع بیماری های منتقله از آب هستند. روش های مختلفی به منظور گندزدایی وجود دارد که شامل روش های فیزیکی، شیمیایی و تابشی است.

روش های فیزیکی گندزدایی فاضلاب بر پایه روش های غشایی است مانند روش های میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس.

روش های شیمیایی شامل استفاده از مواد شیمیایی مانند کلر به شکل های مختلف، ازن و هیدروژن پراکساید می باشد.

روش تابشی مورد استفاده برای گندزدایی فاضلاب استفاده از اشعه UV به منظور گندزدایی است. اشعه UV با طول موج ۲۵۴ نانومتر موثر ترین طول موج برای گندزدایی فاضلب است. 

تصفیه پیشرفته فاضلاب

در تصفیه فاضلاب واژه مواد مغذی تحت عنوان نیتروژن و فسفر شناخته می شوند که به عنوان ماده غذایی برای فعالیت میکروارگانیسم ها کاربرد دارند. اصلی ترین مشکلی که این مواد برای منابع آبی ایجاد می کنند پدیده اتروفیکاسیون است. مقداری از این مواد مغذی در اثر تصفیه بیولوژیکی فاضلاب از بین می روند ولی اکثر این مواد باید با روش های دیگری از فاضلاب حذف شوند.از روش های پیشرفته تصفیه فاضلاب می توان به موارد زیر اشاره کرد.

تبادل یونی: یکی از موادی که به عنوان بستر فیلتر کاربرد دارد و باعث حذف ۹۰ تا ۹۷ درصدی یون آمونیوم می شود زئولیت است.

کلرزنی تا نقطه شکست: افزودن کلر باعث تبدیل یون آمونیوم به نیتروژن می شود. در اثر افزودن کلر به جریان ممکن است محصولات جانبی ناشی از گندزدایی تولید شود.

فرآیند بیولوژیکی تصفیه پیشرفته فاضلاب  

نیتریفیکاسیون: در فرآیند نیتریفیکاسیون آمونیوم موجود در فاضلاب  توسط باکتری های نیتریفایر  به نیترات اکسید می شوند.

دنیتریفیکاسیون: در این فرآیند نیترات تولید شده در مرحله نیتریفیکاسیون تبدیل به نیتروژن می شود. نیتروژن تولید شده در این مرحله وارد جو می شود و به این ترتیب غلظت آمونیوم ورودی کاهش می یابد.

حذف فسفر: فسفر به طور کلی به سه شکل اصلی در آب حضور دارد که این سه شکل شامل ارتوفسفات، پلی فسفات و فسفات آلی می باشد.حذف فسفر از آب به شکل های گوناگونی صورت می گیرد که در ادامه به آنها اشاره شده است.

حذف شیمیایی فسفر: در این روش در اثر افزودن نمک های فلزی به آب فسفات موجود در آب حذف می شود. از نمک های فلزی که به طور عمده به این منظور استفاده می شود می توان به سولفات آهن، کلرید فریک اشاره کرد. فرآیند افزودن مواد شیمیایی به آب می تواند در حوض ته نشینی اولیه، در واحد تصفیه بیولوژیکی و یا در مرحله صاف سازی نهایی صورت گیرد.

تصفیه فاضلاب خانگی

در جوامع کوچک و کم جمعیت به منظور تصفیه مقدماتی فاضلاب می توان از روش هایی مانند سپتیک تانک و ایمهوف تانک استفاده کرد. عملکرد این دو سیستم مشابه مخازن ته نشینی در تصفیه خانه فاضلاب است.

سپتیک تانک: در مخازن سپتیک فاضلاب تحت شرایط سکون قرار می گیرد و مقداری از BOD و جامدات معلق موجود در آن در اثر ته نشینی حذف می شود. در این مخازن با بهره گیری از دو محفظه (یا بیشتر) به منظور ته نشینی، جامدات موجود در فاضلاب از آن حذف می شود.

ایمهوف تانک: عملکرد این مخازن نیز مشابه سپتیک تانک است با این تفاوت که محفظه ته نشینی در این مخازن جدا از قسمت مواد ته نشین شده (لجن) است.

نکته: در اثر افزودن مواد شیمیایی نظیر آلوم، کلرید فریک، سود و یا مواد پلیمری می توان راندمان حذف مواد کلوئیدی را در این مخازن بالا برد.

پکیج های تصفیه فاضلاب: در صورتی که استفاده مجدد از پساب تصفیه شده مد نظر باشد می توان از پکیج های تصفیه فاضلاب به این منظور استفاده کرد. در این پکیج ها با توجه به مشخصات فاضلاب می توان از روش های مختلفی (روش هایی که در بالا ذکر شده است) برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد.

  پکیج فلزی تصفیه فاضلاب

پکیج پلی اتیلنی تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب شهری

امروزه جوامع مختلف از روش های مختلفی به منظور تصفیه فاضلاب استفاده می کنند. به طور کلی مدیریت فاضلاب در شهرها شامل مرحله جمع آوری، تصفیه و دفع و یا استفاده مجدد از پساب است. اولین مرحله در مدیریت فاضلاب جمع آوری فاضلاب تولیدی و انتقال آن به تصفیه خانه است. به منظور جمع آوری فاضلاب از محل تولید، شبکه های فاضلابرو احداث گردیده است. انواع فاضلابروها براساس وسعت شهر، نوع سیستم انتقال آب، شرایط توپوگرافی زمین و … بستگی دارد. از انواع شبکه های جمع آوری می توان به سیستم مجزا (جمع آوری فاضلاب بهداشتی و رواناب های سطحی به صورت جداگانه صورت می گیرد) و سیستم مرکب (فاضلاب بهداشتی و رواناب های سطحی توسط یک سیستم جمع آوری می شود) اشاره کرد.

مرحله بعدی تصفیه فاضلاب است. در این مرحله فاضلاب منتقل شده به تصفیه خانه با استفاده از روش های ذکر شده تصفیه می گردد. واحدهای موجود در تصفیه خانه و بهره برداری از این واحدها بستگی به کیفیت و کمیت فاضلاب ورودی به تصفیه خانه دارد. در ایران تصفیه خانه های متعددی به منظور تصفیه فاضلاب شهری احداث شده اند که از بزرگترین این تصفیه خانه ها می توان به تصفیه خانه جنوب تهران اشاره کرد. در این تصفیه خانه از روش های مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی به منظور تصفیه فاضلاب استفاده می شود.


 

ک