فرآیند تصفیه فاضلاب

هر روزه، فاضلاب از سرویس های بهداشتی و زهکش ها در خانه ها، مدارس، مراکز تجاری و کارخانه ها سرازیر شده و به سیستم فاضلاب شهر نیویورک جریان می­یابد. رواناب حاصل از بارش باران و ذوب شدن برف، شستشوی خیابان و پیاده رو و دیگر فعالیت های فضای باز به حوضچه های نفوذی در خیابان ها جریان می­یابند و از آنجا به شبکه های فاضلاب می­روند. در تعدادی از شهرهای همسایه ی نیویورک رواناب خیابان ها به صورت جدا از شبکه فاضلاب حمل شده و به طور مستقیم به جریان های محلی، رودخانه ها و خلیج ها می­رود. در بیشتر مناطق شهر، فاضلاب بهداشتی و صنعتی، آب باران و رواناب خیابان در شبکه های فاضلاب مشابه جمع شده و سپس با یکدیگر به تصفیه خانه های شهر حمل می­شوند. این نوع شبکه، شبکه فاضلاب مرکب شناخته شده است. گاهی اوقات در هنگام باران های سنگین یا برف، ظرفیت شبکه های فاضلاب مرکب پر می­شود و توانایی حمل ادغام فاضلاب بهداشتی و فاضلاب حاصل از طوفان به تصفیه خانه ها را ندارند. هنگامی که این اتفاق می­افتد مخلوطی از مازاد آب بارش ها و فاضلاب تصفیه نشده وارد آبراهه های شهری می­شوند که سرریز فاضلاب مرکب نامیده می شود .(CSO)تقریبا ۷۰ درصد شبکه های فاضلاب شهر، مرکب هستند. تصفیه خانه های فاضلاب هم چنین تصفیه خانه های کنترل آلودگی آب نیز نامیده می­شوند و اکثر آلاینده های فاضلاب قبل از ورود به آبراهه های محلی حذف می­شوند. در تصفیه خانه ها، فرآیندهای فیزیکی و بیولوژیکی به طور دقیق نشان می دهند که چگونه تالاب ها، رودها، نهرها و دریاچه به طور طبیعی آب را تصفیه می­کنند. تصفیه در تصفیه خانه فاضلاب سریع است. فقط حدود ۷ ساعت برای حذف بیشترین آلاینده های فاضلاب زمان می­برد. در محیط زیست طبیعی این فرآیندها می­تواند هفته ها زمان ببرد و طبیعت نتواند حجم زیاد فاضلابی که شهر نیویورک تولید می­کند را کنترل کند.  در تصفیه خانه های فاضلاب این شهر، فاضلاب تحت ۵ فرایند تصفیه اصلی قرار می­گیرد: تصفیه مقدماتی (پیش تصفیه)، تصفیه اولیه، تصفیه ثانویه، گندزدایی، و در نهایت تصفیه لجن. در تصفیه های اولیه و ثانویه تقریبا ۸۵ تا ۹۵ درصد آلاینده های فاضلاب قبل از این که گندزدایی شوند و به آبراهه های محلی وارد شوند، تصفیه می­شوند. لجن، محصول جانبی فرآیندهای تصفیه، برای تثبیت، هضم شده و سپس برای حمل آسان تر، آبگیری می­شود. ماده حاصل به نام بایومس شناخته شده است که برای بهبود پوشش گیاهی و یا فرآیند توسعه یافته تر به عنوان کمپوست یا کود شمیایی برای زمین کشاورزی به کاربرده می­شود.

 

تصفیه مقدماتی

چند موضوع در زیرزمین، فاضلاب از شبکه های که به خانه ها و مراکز تجاری متصل هستند به تصفیه خانه جریان می­یابند. وارد شدن فاضلاب، جریان ورودی نامیده می­شود، این جریان ورودی از بین آشغالگیری عبور می­کند که دارای میله های عمودی هستند و فاصله یک تا ۳ اینچ دارند. این میله ها قطعه های بزرگ زباله ها مانند پارچه، چوب، روزنامه، قوطی نوشابه، بطری، لیوان های پلاستیکی و زباله های مشابه دیگر را حذف می­کنند. این کار از پمپ های اصلی فاضلاب و سایر تجهیزات محافظت می­کند. این زباله به محل دفن منتقل می­شود. سپس پمپ های اصلی فاضلاب را از محفظه غربالگیری به مرحله بعدی از تصفیه خانه پمپ می­کنند.

 

 

تصفیه اولیه

سپس، فاضلاب به مخزن هایی که مخازن ته نشینی اولیه نامیده می­شوند، وارد می­شوند، برای یک تا دو ساعت. سرعت جریان آب، کم شده و به مواد جامد سنگین اجازه می­دهد تا در قسمت کف مخزن ته نشین شوند و ماده های سبک تر شناور شوند. در پایان فرآیند زباله های شناور مانند گریس، مواد پلاستیکی کوچک، بالا می­آید و  از سطح تانک ها کف روبی می­شوند. جامدات ته نشین شده به نام لجن اولیه از میان استوانه دانه گیر پمپ می­شوند­­؛ دستگاه هایی که از طریق نیروی سانتریفیوژ برای جداسازی ماسه و سنگ ریزه (مانند قهوه آسیاب شده) و شن استفاده می شوند. این سنگ ریزه حذف، شسته و به زمین های دفن زباله حمل می­شود.لجن اولیه دانه گیری شده به تاسیسات کنترل لجن تصفیه خانه پمپ می­شود. بخشی از پساب تصفیه شده از ته نشینی اولیه به سیستم تصفیه ثانویه جریان می­یابد

 

 

تصفیه ثانویه

تصفیه ثانویه فرآیند لجن فعال نامیده می شود. این نام به این دلیل است که هوا و لجن (غذا) از فرآیند تصفیه خانه به فاضلاب افزوده می­شود تا بیشتر آن را تجزیه کند. هوا به داخل مخازن بزرگ هوادهی پمپ می شود، این مخازن مخلوطی از فاضلاب و لجنی است که محرک رشد باکتری هوازی و دیگر ارگانسیم های کوچکی که به طور طبیعی در فاضلاب وجود دارد، می­باشد. این میکروارگانسیم های مفید، بسیاری از باقی مانده مواد آلیِ آلوده کننده آب را مصرف و ترکیب های سنگین تولید می­کنند که در فرآیند های بعدی تصفیه خانه حذف می­شوند. فاضلاب حدودا ۳ تا ۶ ساعت از میان این مخازن هوادهی عبور می­کنند. فاضلاب هوادهی شده به مخازن ته نشینی ثانویه که مشابه مخزن ته نشینی اولیه هستند جریان می­یابد. اینجا ذرات سنگین و دیگر مواد جامد به نام لجن ثانویه در کف ته نشین می­شوند. مقداری از این لجن به عنوان بذر برای تحریک فرآیند لجن فعال به مخازن هوادهی بازمی­گردد. لجن برگشتی حاوی میلیون ها میکروارگانیسم است که به حفظ اختلاط مناسب بین هوا و باکتری در مخزن و حذف آلاینده ها تا حد امکان کمک می­کند. باقی مانده لجن ثانویه از مخازن ته نشینی حذف شدند و به لجن اولیه اضافه می­شوند تا فرآیندهای بیشتر برای تاسیسات کنترل لجن صورت بگیرد. فاضلاب از مخازن ته نشینی از ۲ تا ۳ ساعت عبور می­کنند سپس به مخزن گندزدایی جریان می­یابند.

 

 

گندزدایی

حتی بعد از تصفیه اولیه و ثانویه امکان وجود عوامل میکروبی در فاضلاب تصفیه شده می­باشد. برای گندزدایی و کشتن میکروارگانسیم های مضر، فاضلاب حداقل ۱۵-۲۰ دقیقه در مخازن کلر با هیپوکلریت سدیم (سفید کننده رایج خانگی) سپری می­کند. پساب تصفیه شده یا خروجی به آبراهه های محلی وارد می­شود. گندزدایی یک اقدام ضروری است زیرا سلامت مردمی که از نواحی ساحلی یا فعالیت های نزدیک آب بهره می برند را از خطر حفظ می­کند.

 

 

تصفیه لجن

 

  • تغلیظ کننده

لجن تولیدی از تصفیه اولیه و ثانویه حاوی حدودا ۹۹ درصد آب است و باید برای انجام فرآیندهای بعدی تغلیظ شود. مخازن تغلیظ کننده به لجن اجازه می­دهد تا ۲۴ ساعت آب از آن جدا ته نشین و جمع شود و این آب به ابتدای تصفیه خانه و واحد هوادهی فرستاده می­شود.

 

 

  • هضم

بعد از تغلیظ کننده، برای محافظت از محیط زیست لجن بیشتر تصفیه می­شود. لجن در مخازن بی هوازی که هاضم نامیده می­شوند جمع می­شود و در دمای حداقل ۹۵ درجه فارنهایت برای ۱۵ تا ۲۰روز گرم می­شود. این عمل سبب افزایش رشد باکتری های بی هوازی می شود. برخلاف باکتری ها در مخازن هوازی، این باکتری ها در یک محیط هوازی اختیاری یا بی هوازی رشد می­کنند. فرآیند هضم، لجن تغلیظ شده را با تبدیل کردن مقداری زیادی از مواد به آب کربن دی اکسید و گاز متان، تثبیت می­کند. لجن سیاه باقی مانده از فرآیند هضم غلظتی مانند سوپ نخود و بوی کمی دارد. این لجن هضم نامیده می­شود. گاز متان اغلب به عنوان منبع انرژی در تصفیه خانه های فاضلاب شهر استفاده می­شود. ممکن است این گاز برای تولید برق و یا به طور مستقیم در راه اندازی تجهیزات تصفیه خانه استفاده شود. هم چنین این گاز می­تواند در دیگ بخار برای تولید گرما جهت هضم و ساختمان های وسیع تصفیه خانه استفاده شود. DEP و نیروگاه برق نیویورک(NYPA)  به طور مشترک سلولهای سوخت را در چهار ایستگاه کنترل آلودگی شهر:۲۶th Ward  ۲۶th Ward, Red Hook, Oakwood Beach, Hunts Point  نصب کرده اند. سلول های سوختی گاز متان و کربن دی اکسید را به گرما و الکتریسته تبدیل کرده سپس برای تصفیه خانه ها استفاده می­شوند. این تکنولوژی به اقدامات نیویورک برای افزایش پاک سازی هوا با این تجهیزات کمک می­کند. استفاده از سلول های سوختی کاهش قابل توجهی در انتشار گاز در هوا دارد. لجن هضم شده از مخازن ذخیره لجن به تجهیزات آبگیری پمپ می­شود. در برخی از تصفیه خانه ها، محلی برای آبگیری لجن در تصفیه خانه وجود ندارد، لجن برای انجام فرآیند با خط لوله منتقل می­شود یا لجن به تصفیه خانه که تاسیسات آبگیری داشته باشد باشد حمل می­شود.

 

  • آبگیری لجن

آبگیری، حجم مایع لجن را تا حدود ۹۰ درصد کاهش می­دهد. شهر نیویورک تاسیسات آبگیری را در ۸ از ۱۴ تصفیه خانه اجرا می­کند. در این تاسیسات، لجن هضم شده از بین سانتریفیوژ هایی که مانند چرخش یک ماشین لباسشویی هستند، عمل می­کنند. نیرو حاصل از چرخش بسیار سریع سانتریفیوژها، مقدار زیادی از آب را از لجن جدا می­کند ماده جامدی حاصل می­شود که به نام biosolids شناخته می­شود. سپس آب خارج شده از فرآیند چرخش به ابتدای تصفیه خانه برای فرآیند مجدد باز می­گردد. افزودن ماده ای به نام پلیمر آلی ثبات کیک را بهبود می­بخشد محصول قوی تر و قابل کنترل تر تولید می­شود. کیک لجن ۲۵ تا ۲۷ درصد ماده جامد است.

 

دیدگاهتان را بنویسید

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