جنبه‌های فنی و زیست محیطی پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی-انسانی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی-انسانی یک سیستم پیش ساخته با طراحی فشرده و منعطف است که برای تصفیه فاضلاب ناشی از فعالیت‌های انسانی تولید شده از واحدهای مسکونی، اقامتگاه‌ها، مجتمع‌های تجاری-اداری، مراکز گردشگری، بیمارستان‌ها و … بکار می‌رود. کاربرد این نوع پکیج‌ها در مناطقی است که امکان اتصال به شبکه فاضلاب وجود ندارد. جنس بدنه‌ی پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی می‌تواند فلزی، پلی‌اتیلنی، فایبرگلاس یا بتنی باشد. این سیستم با هدف حذف آلاینده‌های موجود در فاضلاب مانند مواد آلی، مواد معدنی (جامدات قابل ته‌نشینی و معلق)، مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) و میکروارگانیزم‌ها طراحی و ساخته می‌شود. ظرفیت و سایز پکیج‌ تصفیه فاضلاب بسته به جمعیت، میزان فاضلاب تولید شده و فضای در دسترس قابل سفارشی‌سازی است. پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی در کاهش برخی هزینه‌ها نقش دارد بعنوان مثال هزینه‌های مرتبط با عملیات عمرانی، مصرف آب، دفع لجن، مصرف انرژی و جریمه‌های زیست محیطی.

کاهش هزینه‌ها با استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب

• هزینه‌های عمرانی: حفاری و لوله گذاری شبکه فاضلاب
• هزینه‌های مصرف آب: استفاده مجدد از پساب تصفیه شده در آبیاری فضای سبز و شستشو
• هزینه‌های دفع لجن: استفاده از لجن حاصل از تصفیه بشکل کود در صورت مدیریت صحیح یا بعنوان سوخت زیستی
• هزینه‌های مصرف انرژی: استحصال انرژی از بیوگاز تولید ‌شده از فرایندهای بی‌هوازی
• جریمه‌های زیست محیطی: رعایت استانداردهای زیست محیطی

مصارف گوناگون پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی عبارتند از:

• ساختمان‌های مسکونی
•  مناطق ادارای-تجاری
• بیمارستان‌ها
• پادگان‌ها
• روستاها
• کارگاه‌ها و کارخانه‌های کوچک

جنس بدنه‌ی پکیج تصفیه فاضلاب

• بتن: در صورتیکه نیاز به جابجایی پکیج در آینده نباشد، بتن گزینه‌ی اقتصادی و با دوام به شمار می‌رود. بتن در برابر خوردگی ناشی از مواد شیمیایی، حرارت و رطوبت مقاوم است. در مخازن بتنی امکان دسترسی به سطح و کف مخازن جهت لایروبی رسوب و تمیزکاری فراهم است. به همین دلیل پیشنهاد می‌شود صنایع غذایی، صنایع لبنی، کشتارگاه‌ها، دامداری‌ها و … که مقدار زیادی چربی، روغن و مواد معلق تولید می‌کنند از پکیج‌های بتنی استفاده کنند.
• پلی اتیلن: پکیج های پلی اتیلنی در کارگاه‌های کوچک که از فرایندهای شیمیایی در تصفیه فاضلاب استفاده می‌کنند ارجحیت دارند. پکیج پلی اتیلن دو جداره مرسوم‌ترین انواع پکیج است و به دو شکل دفنی و غیر دفنی وجود دارد. در نوع دفنی پس از خاکبرداری، مخزن در عمق حدود 80 سانتی‌متری نصب می‌شود. در مدل غیر دفنی، پس از ساخت فونداسیون پکیج در سطح زمین مستقر می‌شود. لازم به ذکر است نوع دفنی از غیر دفنی هزینه کمتری دارد.
• فایبرگلاس: این پکیج از لایه‌های الیاف و رزین تولید می شود. این نوع پکیج از اتصال صفحات کامپوزیتی به هم ساخته می‌شود. باید توجه داشت چنانچه اتصال صفحات با پیچ و مهره باشد با پوسیدگی قطعات فلزی پکیج در مدت کوتاهی دچار مشکل می‌شود لذا میبایست اتصال صفحات با لایه‌گذاری و رزین انجام شود. پکیج از جنس فایبر گلاس در برابر خوردگی و حرارت مقاوم است ولی ضربه و بار خارجی وارده به آن آسیب وارد می‌کند. قیمت تمام شده آن از پلی اتیلنی بیشتر و از فلزی کمتر است. ضخامت و مقاومت این پکیج‌ها بسته به شرایط و محیطی که پکیج در آن نصب می‌شود نیاز به طراحی دارد.
• فلزی: پکیج های فلزی بیشتر در گذشته متداول بوده اند ولی امروزه با گران شدن ورق‌های آهنی و عدم مقاومت فلز در برابر خوردگی فاضلاب و مواد شیمیایی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین از آنجا که این مخازن بیشتر بصورت غیر دفنی نصب می شوند در مناطقی با رطوبت بالا به سرعت پوسیده می‌شوند. رنگ‌آمیزی استاندارد و جوشکاری ورق‌های پوسیده از چالش‌های آن است.

شکل 1- پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی-انسانی از جنس‌های مختلف بدنه

در این مقاله جنبه‌های فنی و زیست محیطی پکیج تصفیه فاضلاب انسانی بطور اجمالی بررسی می‌شود.

شکل 2- جنبه‌های فنی و زیست محیطی پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی-انسانی

1- جنبه‌های فنی

• طراحی پیش‌ساخته: پکیج‌های تصفیه فاضلاب متناسب با شرایط و نیاز کاربر در کارخانه ساخته می‌شود. سپس پکیج‌های پیش ساخته در زمان کوتاهی به سهولت در محل مورد نظر نصب می‌شود. این پکیج ها قابلیت ارتقاء ظرفیت در صورت توسعه در آینده را دارند. سایر ویژگی‌های این سیستم ساختار فشرده آن است که باعث می‌شود فضا دیگر عامل محدود کننده نباشد. در نتیجه حتی در فضاهای کوچک مسکونی (مانند پشت بام و زیر زمین) و نواحی صنعتی با محدودیت فضا قابلیت نصب دارد.
• فرآیندهای تصفیه: مراحل متداول مورد استفاده در تصفیه شامل تصفیه فیزیکی، تصفیه شیمیایی، تصفیه بیولوژیکی، گندزدایی و تصفیه لجن می‌شود. تصفیه فیزیکی به ترتیب مراحل آشغال‌گیر، دانه‌گیر و ته‌نشینی اولیه را دارد. آشغال‌گیر و دانه‌گیر برای حذف مواد جامد بزرگ و ته‌نشینی اولیه برای حذف ذرات معلق استفاده می‌شود. تصفیه بیولوژیکی با هدف تجزیه مواد آلی توسط میکرو ارگانیزم‌ها در حضور یا غیاب اکسیژن انجام می‌پذیرد. فرایندهای پر کاربرد تصفیه بیولوژیکی هوازی عبارتند از لجن فعال، هوادهی گسترده، SBR، MBBR، IFAS و A2O. واحد بعدی ته‌نشینی ثانویه است که بمنظور جدا کردن توده‌های بیولوژیکی تشکیل شده از پساب بکار می‌رود. واحد گندزدایی برای از بین بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و انگل‌ها با روش های مختلف کلرزنی، ازن زنی یا اشعه UV است. در پایان لجن تولید شده از واحد ته‌نشینی ثانویه به هاضم‌ لجن منتقل می‌شود و پس از تکمیل عملیات تصفیه آماده دفع می‌شود.

شکل 3- واحدهای فرایندی پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

• راندمان بالا در حذف آلاینده‌ها: پکیج‌های تصفیه فاضلاب انسانی در کاهش پارامترهای کلیدی BOD، COD، TSS و میکرو ارگانیزم‌ها بسیار موفق عمل میکند. این سیستم‌های پیش ساخته قادرند BOD و COD را تا 90 درصد و TSS را تا 95 درصد کاهش دهند. همچنین میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا را تا حد استانداردهای زیست‌محیطی حذف می‌کنند. این ویژگی‌ها به پساب خروجی قابلیت استفاده مجدد در آبیاری، شست‌وشوی و خنک‌کاری تجهیزات را می‌دهد.
• بهره‌برداری ساده و نگهداری آسان: سهولت راه‌اندازی و بهره‌برداری از پکیج‌ها باعث می‌شود که اپراتور بدون نیاز به دانش تخصصی بتواند پس از آموزش اولیه، کنترل و نظارت کامل فرآیندها را بر عهده گیرد. همچنین سیستم‌های اتومات، سنسورها، نمایشگرها و سیستم‌های هشدار در برخی پکیج‌ها برای پایش دقیق و جلوگیری از مشکلات احتمالی وجود دارد.

2- جنبه‌های زیست محیطی

• کاهش بوی نامطبوع و آلودگی هوا: در فرایندهای تصفیه با هوادهی کافی، رشد میکروارگانیزم‌های بی‌هوازی تولید کننده‌ی گاز سولفید هیدروژن محدود می‌شود بدین تریب بوی بد و نامطبوع در محیط منتشر نمی‌شود. همچنین تجهیزاتی مانند بیوفیلترها، فیلترهای کربن فعال یا سیستم‌های تهویه در عدم انتشار بوی نامطلوب موثر است.
• کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای: در پکیج‌های تصفیه فاضلاب فرایندهای بی‌هوازی بصورت کنترل شده انجام می‌گیرد و گاز متان تولید شده جمع آوری می‌شود تا برای تولید انرژی استفاده ‌شود. همچنین لجن تولید شده تثبیت می‌شود تا انتشار گازهای گلخانه‌ای از آن به حداقل برسد.
• امکان استفاده مجدد از پساب: پساب خروجی از پکیج تصفیه فاضلاب دارای کیفیت لازم برای استفاده مجدد در مصارفی چون آبیاری فضای سبز، شستشو و خنک‌کاری تجهیزات می‌شود. بدلیل خشکسالی و بحران آب این موضوع امروزه بسیار مورد توجه است.
• کمک به حفظ تنوع زیستی: تصفیه فاضلاب به کمک سیستم‌های پیش‌ساخته از ورود مستقیم فاضلاب خام حاوی انواع آلاینده به آب‌های سطحی و زیرزمینی جلوگیری می‌کند. فاضلاب خام دارای مقادیر زیادی نیتروژن و فسفر است و تخلیه فاضلاب تصفیه نشده به طبیعت چرخه طبیعی نیتروژن و فسفر را مختل می‌کند. با توجه به اینکه پساب خروجی از پکیج دارای استاندارهای زیست محیطی است، تخلیه‌ی آن به منابع آبی سلامت اکوسیستم را بر هم نمی‌زند و حیات گونه‌های حساس و در معرض خطر را تهدید نمی‌کند.
• کاهش حجم زائدات: لجن تولید شده از واحد ته‌نشینی ثانویه پس از تثبیت می‌تواند برای مصارف مختلف مانند کود و بهبود دهنده در بخش کشاورزی و زمین‌های زراعی استفاده شود. همچنین در برخی صنایع بعنوان سوخت بیولوژیکی بکار برود. استفاده مجدد از لجن نه تنها مدیریت پسماند را تسهیل می‌کند بلکه با کاهش حجم زائدات ورودی به لندفیل‌ها عمر مفید لندفیل افزایش می‌یابد، میزان گازهای گلخانه‌ای تولید شده نظیر متان و کربن دی اکسید کاهش می‌یابد، آب و خاک کمتر دچار آلودگی می‌شود و زیستگاه‌های طبیعی حفظ می‌شوند.
• رعایت استانداردهای زیست‌محیطی: پساب خروجی پکیج‌ها، در صورت طراحی و بهره‌برداری صحیح، با استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست ایران یا WHO مطابقت دارد. این شامل BOD < 30 mg/L، COD < 60 mg/L،   TSS < 40 mg/L و Fecal coliform < 1000 MPN/100mL است.