تصفیه فاضلاب چیست؟ تولید کننده پکیج تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب، حذف ناخالصی‌ ها از پساب یا فاضلاب، قبل از رسیدن به سفره‌ های زیرزمینی یا توده‌های آبی طبیعی مانند رودخانه ‌ها، دریاچه‌ ها و اقیانوس ‌ها می باشد. از آنجایی که آب خالص در طبیعت به فراوانی یافت نمی شود، هرگونه تمایز بین آب تمیز و آب آلوده به نوع و غلظت ناخالصی های موجود در آب و همچنین استفاده مورد نظر از آن بستگی دارد.

به طور کلی، زمانی گفته می شود که آب آلوده به مقدار کافی ناخالصی باشد که برای مصارف خاصی مانند نوشیدن، شنا یا زندگی آبزیان نامناسب باشد. اگرچه کیفیت آب تحت تأثیر شرایط طبیعی قرار می گیرد، اما کلمه آلودگی معمولاً به فعالیت های انسانی به عنوان منبع آلودگی اشاره می کند. بنابراین آلودگی آب عمدتاً به دلیل تخلیه فاضلاب آلوده به آب های سطحی یا زیرزمینی ایجاد می شود و تصفیه فاضلاب عنصر اصلی کنترل آلودگی آب است.

تخلیه مستقیم فاضلاب

بسیاری از شهر های باستانی دارای سیستمی بودند، که آب باران از پشت بام ها و پیاده رو ها را انتقال می دادند. یک مثال قابل توجه سیستم های قدیمی روم باستان است. که شامل مجراهای سطحی بسیاری بود که به یک کانال طاقدار بزرگ به نام کلوآکا ماکسیما متصل بودند که آب را به رودخانه تیبر می برد. کلواکا ماکسیما که از سنگ و در مقیاس بزرگ ساخته شده است، یکی از قدیمی ترین بنا های موجود مهندسی رومی است.

در قرون وسطی پیشرفت کمی در انتقال فاضلاب شهری وجود داشت. از حوضچه ‌ها استفاده می ‌شد، اما بیشتر زباله ‌ها به سادگی در ناودان‌ها ریخته می‌ شدند تا توسط سیل از طریق این سیستم ها تخلیه شوند. در مناطق پرجمعیت، شرایط محلی به زودی غیر قابل تحمل شد زیرا حوضچه ها به ندرت تخلیه می شدند و اغلب سرریز می شدند.

تهدید سلامت عمومی آشکار شد. در انگلستان در اواسط قرن نوزدهم، شیوع وبا مستقیماً در منابع آب چاه آلوده به فضولات انسانی از حوضچه ‌های مخفی ردیابی شد. به این ترتیب فاضلاب را از زمین نزدیک خانه ها به آب های مجاور منتقل می کردند. بنابراین، یک مشکل جدید پدید آمد: آلودگی آب های سطحی.

تحولات در تصفیه فاضلاب

قبلاً می گفتند “راه حل آلودگی رقیق سازی است”. هنگامی که مقادیر کمی از فاضلاب به آب جاری تخلیه می شود، یک فرآیند طبیعی خود پالایشی جریان رخ می دهد. جوامع پرجمعیت مقادیر زیادی فاضلاب تولید می کنند، با این حال، رقیق شدن به تنهایی از آلودگی جلوگیری نمی کند. این امر باعث می شود تا قبل از دفع فاضلاب تا حدی تصفیه یا تصفیه شود.

ساخت تصفیه خانه های متمرکز فاضلاب در اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20، عمدتاً در انگلستان و ایالات متحده آغاز شد. به جای تخلیه مستقیم فاضلاب به آب های مجاور، ابتدا از طریق ترکیبی از فرآیندهای فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی که برخی یا بیشتر آلاینده ها را حذف می کرد، عبور داده شد.

پس از اواسط قرن بیستم، افزایش نگرانی عمومی برای کیفیت محیط زیست منجر به مقررات گسترده تر و دقیق تر روش های دفع فاضلاب شد. سطوح بالاتری از تصفیه مورد نیاز بود. به عنوان مثال، پیش تصفیه فاضلاب صنعتی، با هدف جلوگیری از تداخل مواد شیمیایی سمی با فرآیندهای بیولوژیکی مورد استفاده در تصفیه خانه های فاضلاب، اغلب به یک ضرورت تبدیل شد. در واقع، فن آوری تصفیه فاضلاب تا جایی پیشرفت کرد که حذف تقریباً همه آلاینده ها از فاضلاب امکان پذیر شد. با این حال، این به قدری گران بود که چنین سطوح بالای تصفیه معمولاً توجیه نمی شد.

تصفیه خانه های فاضلاب به تاسیسات بزرگ و پیچیده ای تبدیل شدند که برای کارکرد آن ها به انرژی قابل توجهی نیاز داشت. پس از افزایش قیمت نفت در دهه 1970، نگرانی برای صرفه جویی در انرژی به عامل مهم تری در طراحی سیستم های جدید کنترل آلودگی تبدیل شد. در نتیجه، دفع زمین و دفع زیرسطحی فاضلاب در صورت امکان، توجه بیشتری را به خود جلب کرد. چنین روش‌های کنترل آلودگی با فناوری پایین نه تنها ممکن است به صرفه جویی در انرژی کمک کند، بلکه ممکن است به بازیافت مواد مغذی و پر کردن منابع آب زیر زمینی نیز کمک کند.

منابع آلودگی آب

آلاینده ‌های آب ممکن است از منابع نقطه ‌ای یا از منابع پراکنده منشأ بگیرند. آلاینده نقطه ای آلاینده ای است که از یک خط لوله یا کانال منفرد مانند تخلیه فاضلاب یا لوله خروجی به آب می رسد. منابع پراکنده، نواحی وسیع و نامحدودی هستند که آلاینده ها از آنجا وارد آب می شوند. به عنوان مثال، رواناب سطحی مزارع، منبع پراکنده آلودگی است که فضولات حیوانی، کودها، آفت کش ها و گل و لای را به نهرهای مجاور حمل می کند.

مسیر آب شهری، که ممکن است شن و ماسه و سایر مواد شن، بقایای نفت از خودرو ها، و مواد شیمیایی یخ زدای جاده ها را حمل کند، به دلیل مکان های زیادی که در آن به رودخانه ها یا دریاچه های محلی وارد می شود، منبعی پراکنده محسوب می شود. کنترل آلاینده ‌های منبع نقطه ‌ای آسان ‌تر از آلاینده‌ های منبع پراکنده است، زیرا آن ها به یک مکان واحد جریان می ‌یابند که فرآیند های تصفیه می‌توانند آن ها را از آب حذف کنند.

چنین کنترلی معمولاً روی آلاینده های ناشی از منابع پراکنده امکان پذیر نیست، که بخش بزرگی از مشکل کلی آلودگی آب را ایجاد می کند. آلودگی آب منبع پراکنده با اجرای برنامه های کاربری مناسب و استانداردهای توسعه به بهترین وجه کاهش می یابد.

انواع کلی آلاینده های آب عبارتند از: ارگانیسم های بیماری زا، ضایعات نیازمند اکسیژن، مواد مغذی گیاهی، مواد شیمیایی آلی مصنوعی، مواد شیمیایی معدنی، میکروپلاستیک ها، رسوبات، مواد رادیواکتیو، روغن و گرما. فاضلاب منبع اولیه سه نوع اول است.

مزارع و تأسیسات صنعتی نیز منبع برخی از آن ها است. رسوب حاصل از خاک سطحی فرسایش یافته آلاینده محسوب می شود زیرا می تواند به اکوسیستم های آبی آسیب برساند و گرما (به ویژه از آب خنک کننده نیروگاه) به دلیل تأثیر نامطلوبی که بر سطح اکسیژن محلول و زندگی آبزیان در رودخانه ها و دریاچه ها می گذارد، آلاینده محسوب می شود.

مشخصات فاضلاب

انواع فاضلاب

سه نوع فاضلاب یا پساب وجود دارد: فاضلاب خانگی، فاضلاب صنعتی و فاضلاب سیلاب. فاضلاب خانگی آب مصرفی را از خانه ها و آپارتمان ها حمل می کند. به آن فاضلاب بهداشتی نیز می گویند. فاضلاب صنعتی آب مورد استفاده در فرآیندهای تولیدی یا شیمیایی است. فاضلاب سیلاب، رواناب حاصل از نزولات جوی است که در سیستمی از لوله ها یا کانال های باز جمع آوری می شود.

فاضلاب خانگی به نسبت وزن کمی بیش از 99.9 درصد آب است. بقیه، کمتر از 0.1 درصد، حاوی طیف گسترده ای از ناخالصی های محلول و معلق هستند. اگرچه از نظر وزنی کسر بسیار کمی از فاضلاب است، اما ماهیت این ناخالصی ها و حجم زیادی از فاضلاب که در آن حمل می شود، دفع فاضلاب خانگی را به یک مشکل فنی مهم تبدیل می کند.

ناخالصی های اصلی مواد آلی قابل فاسد شدن و مواد مغذی گیاهی هستند، اما فاضلاب خانگی نیز حاوی میکروب های بیماری زا است. فاضلاب صنعتی بسته به ماهیت فرآیند صنعتی معمولاً حاوی ترکیبات شیمیایی خاص و قابل شناسایی است. فاضلاب سیلاب حامل مواد آلی، جامدات معلق و محلول و سایر موادی است که هنگام حرکت بر روی زمین جمع آوری می شوند.

آلاینده های اصلی

مواد آلی

مقدار مواد آلی در فاضلاب با نیاز اکسیژن بیوشیمیایی یا BOD نشان داده می شود. هرچه مواد آلی در فاضلاب بیشتر باشد، BOD بالاتر است، که مقدار اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم ها برای تجزیه مواد آلی در فاضلاب است. یکی از مهمترین پارامترهای طراحی و بهره برداری از تصفیه خانه های فاضلاب می باشد. فاضلاب صنعتی ممکن است سطوح BOD چندین برابر فاضلاب خانگی داشته باشد. BOD فاضلاب سیلاب هنگامی که با فاضلاب خانگی در سیستم های فاضلاب ترکیبی مخلوط می شود از نگرانی خاصی برخوردار است.

اکسیژن محلول یک عامل مهم کیفیت آب برای دریاچه ها و رودخانه ها است. هر چه غلظت اکسیژن محلول بیشتر باشد، کیفیت آب بهتر است. هنگامی که فاضلاب وارد دریاچه یا رودخانه می شود، تجزیه مواد آلی آغاز می شود. اکسیژن مصرف می شود زیرا میکروارگانیسم ها از آن در متابولیسم خود استفاده می کنند. این می تواند به سرعت اکسیژن موجود در آب را کاهش دهد. وقتی سطح اکسیژن محلول خیلی کم می شود، قزل آلا و دیگر گونه های آبزی به زودی از بین می روند. تجزیه ترکیبات آلی بدون اکسیژن باعث ایجاد بوهای نامطلوب می شود.

جامدات معلق

یکی دیگر از ویژگی های مهم فاضلاب، مواد جامد معلق است. حجم لجن تولید شده در تصفیه خانه با کل مواد معلق موجود در فاضلاب رابطه مستقیم دارد. فاضلاب صنعتی و سیلاب ممکن است حاوی غلظت بیشتری از مواد جامد معلق نسبت به فاضلاب خانگی باشد. میزان حذف مواد جامد معلق و همچنین BOD توسط یک تصفیه خانه، تعیین کننده کارایی فرآیند تصفیه است.

مواد مغذی گیاهی

فاضلاب خانگی حاوی ترکیباتی از نیتروژن و فسفر است که دو عنصر ضروری برای رشد گیاهان هستند. در دریاچه ها، مقادیر بیش از حد نیترات و فسفات می تواند باعث رشد سریع جلبک ها شود. جلبک که اغلب در اثر تخلیه فاضلاب ایجاد می‌شوند، پیری طبیعی دریاچه‌ها را در فرآیندی به نام اوتروفیکاسیون تسریع می‌کنند.

میکروب ها

فاضلاب خانگی حاوی میلیون ها میکروارگانیسم در هر گالن است. بیشتر باکتری ‌های کلیفرم از مجرای روده انسان هستند و فاضلاب خانگی نیز حامل میکروب ‌های دیگر است. کلیفرم ها به عنوان شاخص آلودگی فاضلاب استفاده می شوند.

سیستم های فاضلاب

سیستم پکیج تصفیه فاضلاب یا سیستم جمع‌آوری فاضلاب، شبکه‌ای از لوله ‌ها، ایستگاه ‌های پمپاژ و لوازم جانبی است که فاضلاب را از مبدأ خود به نقطه تصفیه و دفع می‌رساند.

پمپ ها

ایستگاه های پمپاژ زمانی ساخته می شوند که فاضلاب باید از یک نقطه پایین به نقطه ای با ارتفاع بالاتر برود یا جایی که توپوگرافی مانع از جریان گرانشی در سراشیبی می شود. پمپ های بدون گرفتگی مخصوصی برای رسیدگی به فاضلاب خام موجود است.ایستگاه پمپاژ شامل یک محفظه یا مخزن برای دریافت و نگهداری فاضلاب تا زمانی که به بیرون جهت انتقال به پکیج تصفیه فاضلاب پمپ می شود، می باشد. پمپ ها و موتورهای شناور با طراحی ویژه می توانند در پایین محفظه، کاملاً زیر سطح آب قرار گیرند.

نرخ های جریان

تغییرات زیادی در میزان جریان فاضلاب در طول یک روز وجود دارد. یک سیستم فاضلاب باید این تنوع را در خود جای دهد. در اکثر شهر ها میزان جریان فاضلاب خانگی در ساعات صبح و عصر بالاترین میزان است. آن ها در نیمه شب کمترین میزان را دارند. مقدار جریان به تراکم جمعیت، مصرف آب و میزان فعالیت تجاری یا صنعتی در جامعه بستگی دارد. میانگین دبی فاضلاب معمولاً با میانگین مصرف آب در جامعه برابر است. در یک فاضلاب جانبی، دبی اوج کوتاه مدت می تواند تقریبا چهار برابر دبی متوسط ​​باشد. در فاضلاب تنه، اوج دبی ممکن است دو و نیم برابر میانگین باشد.

اگرچه جریان فاضلاب به اتصالات مسکونی، تجاری و صنعتی بستگی دارد، نرخ جریان فاضلاب به طور بالقوه می تواند در نتیجه جریان ورودی و نفوذ (I&I) به سیستم فاضلاب بهداشتی افزایش یابد. جریان ورودی مربوط به آب سیلاب است که از اتصالات نامناسب وارد فاضلاب می شود. مقادیر بالای روان آب باران می تواند در هنگام بارش و حوادث طوفانی یا در طی طغیان فصلی بهار رودخانه ها که با ذوب یخ ها غرق شده اند به سیستم فاضلاب برسد.

منظور از نفوذ آب زیرزمینی است که از طریق لوله های شکسته وارد فاضلاب می شود.در طول چنین بارهای اضافه، شرکت‌های برق ممکن است از ساکنان متصل به سیستم بخواهند از استفاده از ماشین ظرفشویی و ماشین لباسشویی خودداری کنند و حتی ممکن است برای کاهش فشار، سیفون توالت و استفاده از دوش را محدود کنند.

مراحل تصفیه فاضلاب

سه مرحله تصفیه فاضلاب وجود دارد: اولیه، ثانویه و سوم (یا پیشرفته). تصفیه اولیه حدود 60 درصد کل مواد جامد معلق و حدود 35 درصد از BOD را حذف می کند. ناخالصی های حل شده حذف نمی شوند. معمولاً به عنوان اولین مرحله قبل از تصفیه ثانویه استفاده می شود. تصفیه ثانویه بیش از 85 درصد از مواد جامد معلق و BOD را حذف می کند.

هنگامی که بیش از 85 درصد از کل جامدات و BOD باید حذف شود، یا زمانی که سطوح نیترات و فسفات محلول باید کاهش یابد، از روش های تصفیه سوم استفاده می شود. فرآیندهای درجه سوم می توانند بیش از 99 درصد از تمام ناخالصی های فاضلاب را حذف کنند و پسابی با کیفیت تقریباً آب آشامیدنی تولید کنندو بیشتر در شرایط خاص استفاده می شود.

برای تمام سطوح تصفیه فاضلاب، آخرین مرحله قبل از تخلیه پساب فاضلاب به آب های سطحی، ضد عفونی است که هر گونه پاتوژن باقی مانده در پساب را از بین می برد و از سلامت عمومی محافظت می کند. گندزدایی معمولاً با مخلوط کردن پساب با گاز کلر یا با محلول های مایع مواد شیمیایی هیپوکلریت در یک مخزن تماس به مدت حداقل 15 دقیقه انجام می شود.

از آنجا که باقیمانده کلر در پساب ممکن است اثرات نامطلوبی بر آبزیان داشته باشد، ممکن است یک ماده شیمیایی اضافی برای کلر زدایی پساب اضافه شود. اشعه ماوراء بنفش، که می تواند بدون باقی ماندن هیچ گونه باقیمانده در پساب، ضد عفونی کند، با کلر به عنوان یک ضدعفونی کننده فاضلاب رقابتی تر می شود. شرکت آرکا گستر بهترین ارائیه دهنده انداع پکیج های تصفیه فاضلاب و تصفیه آب می باشد.