اصول كلي تصفيه فاضلاب

تصفيه اوليه-تصفيه ثانويه- تصفيه ثالث

هدف جداسازي مواد جامد از فاضلاب ورودي و جدا كردن نخاله هاي بزرگ توسط غربالها و يا خرد كردن آن ها با تجهيزات خرد كننده، جدا سازي جامدهاي معدني در كانالهاي دانهگير و بيشتر جامدات معلق آلي با ته نشيني، جداسازي تقريبا نيمي از جامدات معلق كه تقريبا BOD 30% كل فاضلاب ورودي را تشكيل مي دهند.

حذف جامدات درشت از فاضلاب، غربالهاي درشت از ميله هاي عمودي به فاصله 1 سانتي متر از يكديگر و غربالهاي ريز از سيمهاي بافته شده و يا صفحات سوراخدار تشكيل شده اند. مقدار جامدات حذف شده در غربال كردن به اندازه رئزنه هاي غربال بستگي دارد. دفع در محل دفن بهداشتي زباله، خرد كردن و باز گردانيدن به جريان فاضلاب، خاكسترسازي متداولترين عمليات دفع جهت جامدات غربال شده به شمار مي رود.
آشغال گيري كه اولين واحد تصفيه خانه هاي رايج مي باشد، عمل حذف آشغالهاي با اندازه نسبتا بزرگ از فاضلاب عبوري را انجام مي دهد كه منبع مهمي براي ميزان BOD فاضلاب محسوب شده و نيز امكان آسيب رساني به تجهيزات مكانيكي تصفيه خانه را دارند. آشغالگيرها معمولا از ميله هاي با جنس استيل كه بصورت موازي كنار هم قرار مي گيرند تشكيل شده و تميز كردن آنها بصورت دستي و يا مكانيكي انجام مي شود.

در آشغالگيرهاي مكانيكي، شبكه آشغالگير توسط يك بازوي مكانيكي كه از يك سوييچ در بالادست آشغالگير فرمان مي گيرد، تميز مي شود. برخي ئيژگيهاي آشغالگيرهاي مكانيكي عبارتند از:
1-حداقل مقاومت در برابر جريان آب و كمك به استفاده موثرتر از كانال
2- نگهداري و تعمير آسان آشغالگير

آشغال گيرهاي دستي شامل دو نوع شبكه ريز و شبكه درشت مي باشد.
آشغالگيرهاي شبكه درشت، ذرات بزرگ جامد را از فاضلاب حذف مي كند.
آشغالگيرهاي شبكه ريز، نوعا براي حذف موادي بكار مي روند كه ممكن است در ادامه روند تصفيه مشكلات نگهداري و عملكردي ايجاد كند.

مواد غربال شده گاهي پس از خرد كردن به جريان فاضلاب باز مي گردانند. خرد كننده معمولا جامدات درشت را تا اندازه تقريبي 8 ميلي متر خرد مي كند و به فاضلاب بر مي گرداند. دستگاههاي خرد كننده بايد جلوتر از دستگاههاي پمپاژ قرار بگيرند.

دانه شامل گونه ها و انواع مختلفي مانند جامدات معدني شامل نخاله ها، شن، گل و لاي، پوسته تخم مرغ، شيشه و خرده فلز و يا تركيبات آلي سنگين تر و بزرگتر مانند تكه هاي استخوان، دانه ها و تفاله هاي چاي و قهوه مي باشد. از يك ميليون مترمكعب فاضلاب 15 مترمكعب دانه جدا مي شود. دانه هاي داراي مواد آلي يا در محل دفن بهداشتي دفع مي شوند و يا همراه با مواد غربال شده سوزانده و سپس دفع مي شوند.

دانستن شدتهاي هيدروليكي جريان براي عملكرد بسياري از راكتورها در واحد تصفيه فاضلاب ضروري مي باشد.

عمليات واحدي است كه براي تغليظ و جداسازي جامدات آلي معلق از فاضلاب طراحي مي شود. زمانيكه تصفيه اوليه كافي تلقي مي شود ته نشين سازي مقدماتي مهم ترين قسمت واحد تصفيه مي باشد.
عملكرد اين بخش جهت كاهش بار آلودگي وارد شونده به جريانهاي طبيعي آب بسيار حساس مي باشد. اين عمل بدون افزايش منعقد كننده هاي شيميايي و اختلاط مكتنيكي و يا عمليات لخته سازي مي باشد. مواد آلي اندكي از آب سنگين تر هستند و ته نشين مي شوند و مواد سبك تر مانند روغن ها در سطح فاضلاب شناور مي شوند. جداسازي كف توسط لجن روب و جداسازي مواد شناور توسط يك سر ريز كف انجام مي گيرد. ته نشين سازهاي اوليه يا به شكل مخازن مستطيل بلند و يا مخازن استوانه اي مي باشند.

يك سيستم كشت ميكروبي معلق است كه از اوايل قرن بيستم توجه و استفاده مي شود. لجن ته نشين شده حاوي ميكروارگانيسم هاي زنده و فعال مي باشد و به همين دليل لجن فعال ناميده مي شود. لجن فعال از نوع كشت ميكروبي معلق با لجن بازگشتي مي باشد وبه صورت اختلاط كامل يا جريان لوله اي مي باشد. فرايند هوازي و اكسيژن به وسيله تزريق هوا تامين مي شود.

در فرايند لجن فعال سرعت مصرف اكسيژن هميشه از سرعت جايگزيني طبيعي آن بيشتر است. اكسيژن به طور مصنوعي در اثر هوادهي مايع مخلوط در راكتور بيولوژيكي تامين مي شود. سرعت مصرف اكسيژن تابعي از خواص فاضلاب و راكتور مي باشد. تكنيك هاي هوادهي عبارتند از:
پخش كننده هاي هوا (ديفيوزر ) براي تزريق هواي فشرده و همزنهاي مكانيكي ( سطحي ) براي اختلاط شديد جهت توزيع هوا در مايع و استفاده از هواي پخش شده در سيستم هاي جريان لوله اي و هواده هاي مكانيكي در سيستم هاي كاملا مخلوط شده اند.
• هواده هاي سطحي دور تند
اين نوع هواده قدرت پمپاژ بالايي داشته و با ايجاد اختلاط شديد هوا و آب از راندمان انتقال اكسيژ ن بالايي برخوردار است.
از جمله ويژگيهاي اين هواده ها مي توان به سهولت در نصب و اجرا، سهولت در نگهداري، پايين بودن هزينه نصب كامل، نصب سريع و آسان، بالاترين بازدهي انتقال اكسيژن، ايده آل جهت تصفيه فاضلاب، سهولت در تنظيم موقعيت قرارگيري، عدم قرارگيري قطعات الكترومكانيكي هواده در داخل فاضلاب، سهولت در مقيد كردن هواده، عملكرد مطلوب حتي در صورت متغير بودن سطح آب و عدم احتمال بروز نشتي روي سطح شناور از طريق درزپيچ ها و يا عوامل ديگر، اشاره كرد.
اين هواده ها در قسمتهاي مختلف تصفيه خانه ها از قبيل لاگونهاي هوادهي، تانكهاي متعادل ساز، هاضم هوازي لجن و تانكهاي ذخيره لجن كاربرد دارد.
• هواده هاي سطحي دور كند
هواده هاي سطحي مكانيكي با ايجاد حركت در فاضلاب پيرامون خود، سبب سهولت در انحلال هوا در آن مي شوند. هواده هاي دور پايين جهت چرخاندن روتور از گيربكس كاهنده استفاده مي كنند. اين هواده ها به دليل سرعت كم از عمر طولاني برخوردارند.
برخي ويژگيهاي اين هواده ها عبارتند از:
- سهولت در نصب و اجرا
- سهولت در نگهداري
- پايين بودن هزينه نصب كامل
- نصب سريع و آسان
- بازده بالا در انتقال اكسيژن
- قابل بكارگيري در مورد فاضلاب هاي خورنده
- ايده آل جهت تصفيه فاضلاب
هواده هاي دوركند در قسمتهاي مختلف تصفيه خانه ها از قبيل لاگونها و تانكهاي هوادهي كاربرد دارند.
• هوادهي عمقي
در شرايطي كه امكان استفاده از دستگاههاي هواده سطحي نباشد، هوادهي عمقي كاربرد قطعي و موثر در حوضچه هاي تصفيه فاضلاب خواهد داشت، اين هواده براي حوضچه هاي با عمق زياد و سطح كم مطلوبترين عملكرد را دارا مي باشد.
كاربرد:
- مخازن اختلاط و متعادل ساز
- تثبيت لجن
- شناور سازي
- هوادهي استخرهاي تصفيه
مزاياي فني:
- نصب آسان حتي در مخازن موجود
- كاركرد نرم و كم صدا
- جلوگيري از رسوب لجن در ته استخر
- جذب اكسيژن و بازدهي بالا در انتقال

تبديل بيولوژيكي مواد آلي كلوئيدي و محلول به جرم زنده كه بعدا به وسيله ته نشين سازي جدا مي شود. تماس بين ميكروارگانيسم ها و مواد آلي در اثر معلق بودن جرم زنده در فاضلاب و يا عبور فاضلاب از سطح جرم زنده چسبيده به سطوح جامد معروفترين سيستم جرم زنده معلق لجن فعال مي باشد. جرم زنده توليد شده توسط كاتابوليسم خود خوري و ساير ميكروارگانيسم ها قابل تجزيه مي باشد.
معمولا تصفيه بيشتر لجن ثانوي توسط فرايندها بيولوژيكي بي هوازي صورت مي گيرد. محصولات نهايي گازي شكل، متان، دي اكسيد كربن و مايعات و جامدات بي اثر توليد مي شوند. متان داراي ارزش حرارتي است. مايعات با غلظت هاي بالاي تركيبات آلي به واحد تصفيه بازگردانده مي شوند. جامدات با مقدار زيادي از تركيبات معدني به عنوان تنظيم كننده مواد خاك و يا كود در زمينهاي كشاورزي مصرف مي شوند. بقيه جامدات را با سوزاندن و دفن بهداشتي دفع مي كنند.
گاهي تصفيه اوليه و ثانويه همراه با هم انجام مي شود. فاضلاب در حوضچه هاي اكسيداسيون ريخته مي شود و فاضلاب در سطح به طور هوازي و در عمق به صورت غيرهوازي تجزيه مي شود در سيستم لاگون هوادهي شده، اكسيژن در اثر هوادهي مكانيكي تامين مي شود و تجزيه در كل عمق بركه به صورت هوازي مي باشد. در اغلب موارد تصفيه ثانويه جهت دستيابي به استاندارهاي جريان خروجي كافي مي باشد.

جريان خروجي از تصفيه اوليه هنوز داراي 40 تا 50 درصد از مواد جامد معلق و تقريبا تمام مواد آلي و معدني محلول اوليه مي باشد. جهت حذف مواد آلي در تصفيه ثانويه از فرايندهاي فيزيكي، شيميايي و يا بيولوژيكي استفاده مي شود. در تصفيه بيولوژيكي مواد آلي فاضلاب به عنوان غذا توسط ميكروارگانيسم ها مصرف شده و به سلولهاي بيولوژيكي يا جرم زنده تبديل مي شود. ارگانيسم هايي كه در سيستم هاي آبهاي شيرين طبيعي به تجزيه مواد آلي مي پردازند. ارگانيسم هاي دخالت كننده در تصفيه فاضلاب مي باشند. جداسازي جرم زنده تازه توليد شده از فاضلاب جهت تكميل فرايند تصفيه ضروري مي باشد.

در بركه ها كه معمولا كم عمق هستند، فاضلاب براي مدت نسبتا طولاني جهت فرايند پالايش طبيعي و رسيدن به تصفيه مطلوب نگه داشته مي شود. در بركه ها حداقل قسمتي از سيستم بايد هوازي باشد. لاگونها حوضچه هايي هستند كه اكسيژن آنها از طريف هوادهي مصنوعي تامين مي شود. لاگونها معمولا اختياري هستند و جامدات در قسمت كف ته نشين مي شود و به شكل بي هوازي تجزيه مي شوندو بركه ها و لاگونهاي اختياري راكتورهاي كاملا بهم خورده، بدون جريان برگشتي جرم زنده هستند و جامدات فاضلاب در نزديكي محل ورود جريان ته نشين مي شوند.

ضرورتا در مواردي كه در بخش هايي از جريان خروجي ممكن است با انسان تماس يابد، انجام داده مي شود.
فرايندهاي گندزدا مشابه با فرايندهاي گندزدايي در مورد آب آشاميدني مي باشد. اكسيد كننده هاي شيميايي موثرترين مواد گندزدا جهت فاضلاب مي باشند. پرمصرف ترين گندزدا كلر مي باشد. با وجود اينكه كلر با اجزاي مشخصي در فاضلاب تركيب شده و ايجاد تركيب هالوفرم مي نمايد بيش از ساير مواد گندزدا به مصرف مي رسد.