فاضلاب به مجموعه آب‌هایی گفته می شود که کیفیت آن‌ها تحت تاثیر عوامل مصنوعی و طبیعی قرار گرفته و دیگر برای مصارفی مانند آشامیدن، مناسب نمی‌باشند، که از طریق منابع مختلف شهری، تجاری، صنعتی، کشاورزی تولید می شود...
5 ماه قبل 156
سیستم‌های تصفیه فضلاب

سیستم‌های تصفیه فاضلاب

مقدمه:

فاضلاب به مجموعه آب‌هایی گفته می شود که کیفیت آن‌ها تحت تاثیر عوامل مصنوعی و طبیعی قرار گرفته و دیگر برای مصارفی مانند آشامیدن، مناسب نمی‌باشند، که از طریق منابع مختلف شهری، تجاری، صنعتی، کشاورزی تولید می شود و اثرات مخربی بر محیط زیست و سلامت انسان و سایر جانداران دارد.انواع مختلف فاضلاب دارای خصوصیات متفاوتی هستند و در نتیجه برای کاهش اثرات مخرب آن‌ها می بایست روش‌های تصفیه فاضلاب مختلفی بر روی آن‌ها اعمال شود.تعریف همگانی تر آن این است که به مجموعه آبهای آلوده، فاضلاب گفته میشود.مواد آلاینده موجود در فاضلاب شامل مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی، مواد معلق، مواد مغذی، پاتوژنها، فلزات سنگین، موادآلی مقاوم به تجزیه بیولوژیکی و جامدات محلول است که وجود هر یک ازاین آلایندهها و غلظت آنها بستگی به نوع و ماهیت فاضلاب دارد.

 تاریخچه:

بسیاری از شهرهای باستانی سیستم‌های زهکشی داشتند، اما عمدتا برای جمع آوری آب باران در نظر گرفته شده بودند. نمونه قابل توجه از سیستم زهکشی  مربوط به روم باستان است.که شامل خطوط سطحی بسیاری بود و به یک کانال بزرگ به نام Cloaca Maxima ("فاضلاب بزرگ") که آب زهکشی را به رودخانه Tiber انتقال می داد،متصل میشد.این سیستم یکی از قدیمی ترین آثار تاریخی مهندسی روم است.

در قرون وسطی پیشرفت کمی در زهکشی و فاضلاب شهری وجود داشت ومخازن خصوصی و چاه‌های جاذب مورد استفاده قرار گرفت، اما اکثرا زباله‌ها به سادگی داخل آب‌های سطحی مانند نهر‌ها ریخته می شد و وارد جریان آب میشدند.توالتها در اوائل قرن نوزدهم در خانه‌ها ورود پیدا کردند، اما معمولا آنها به مخازن خانگی متصل شده بودند، نه به فاضلاب.

 در مناطق پرجمعیت، شرایط محلی به زودی غیر قابل تحمل شد زیرا چاه‌ها به ندرت تخلیه می شد و اغلب سرریز می شد. و تهدید سلامت عمومی آشکار شد.در انگلستان در اواسط قرن نوزدهم، شیوع بیماری وبا به طور مستقیم به منابع آب آشامیدنی آلوده به پسماندهای انسانی ناشی از چاه‌های جاذب و مخازن خانگی نسبت داده شد.این فاضلاب را از نزدیکی خانه‌ها به آبهای مجاور منتقل کردند.بنابراین یک مشکل جدید بوجود آمد‌:آلودگی آب سطحی.

یک ضرب المثل قدیمی میگوید که"راه حل آلودگی رقیق سازی است." هنگامی که مقادیر کمی از فاضلاب به یک منبع آب جاری تخلیه می شود، یک فرایند طبیعی تصفیه اتفاق می افتد.جوامع با جمعیت بالا مقادیر زیادی از فاضلاب تولید می کنند و رقیق شدن به تنهایی از آلودگی جلوگیری نمی کند.این امر باعث می شود تا قبل از دفع فاضلاب نیاز به تصفیه باشد.

تاسیسات تصفیه فاضلاب متمرکز در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، عمدتا در انگلستان و ایالات متحده آغاز شد.به جای تخلیه فاضلاب به طور مستقیم به یک منبع آب ، ابتدا از طریق ترکیبی از فرایندهای فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی استفاده شد که بعضی یا بیشتر از آلودگی‌ها را حذف کرد.همچنین در دهه 1900 ، سیستم‌های جمع آوری فاضلاب جدید برای جدا کردن آب‌های سطحی از فاضلاب‌های خانگی طراحی شده اند، در نتیجه ظرفیت تصفیه خانه‌ها  در طول دوره‌های بارندگی پر نمی‌شد.
پس از اواسط قرن بیستم، افزایش نگرانی عمومی در مورد کیفیت بهداشت محیط زیست منجر به تنظیم گسترده تر و دقیق تر شیوه‌های دفع فاضلاب شد.به عنوان مثال، پیش تصفیه فاضلاب صنعتی با هدف جلوگیری از دخالت مواد شیمیایی سمی در فرایندهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار گرفت.در واقع، فن آوری تصفیه فاضلاب به نقطه ای رسید که امکان حذف اکثر آلاینده‌ها از فاضلاب را فراهم آورد.با این وجود این  فرایند‌ها بسیار پر هزینه بودند .

تصفیه خانه‌های فاضلاب بزرگتر شدند و امکانات پیچیده به نیاز به مقدار قابل توجهی انرژی برای عملیات خود دارند.پس از افزایش قیمت نفت در دهه 1970، توجه به صرفه جویی در انرژی صرفا یک عامل مهم در طراحی سیستم‌های کنترل آلودگی جدید بود.درنتیجه کنترل آللودگی فاضلاب توجه بیشتری را  به خودجلب کرد.روش‌های کنترل آلودگی کم فن آوری نه تنها ممکن است به حفظ انرژی کمک کند، بلکه ممکن است برای بازیافت مواد مغذی و تامین منابع آب زیرزمینی نیز مفید باشد.


  تصفیه فاضلاب در ایران :

در ایران از زمان‌های بسیار دوری لجن بدست آمده از چاه‌های جذب کننده فاضلاب به عنوان کود کشاورزی به کار گرفته شده است .ولی در تمام این روش‌ها بیشتر تکیه بر بازیابی از مواد کودی فاضلاب بوده است و نه تصفیه آن .در ایران امروز تصفیه خانه‌ها ی فاضلاب بصورت پیشرفته خود سابقه تاریخی طولانی ندارند و محدودند به چند تصفیه خانه محلی در نواحی شمال تهران که قدیمی ترین آن‌ها تصفیه خانه صاحبقرانیه می باشد که در سال ۱۳۴۰ شروع به کار کرده است .

 

منابع ایجاد فاضلاب :

فاضلاب صنعتی‌: فاضلاب صنعتی در اثر مصرف آب در فعالیتهای صنعتی و یا از منابع صنعتی و در طول مراحل مختلف تولید ایجاد می شود و می توان گفت خطرناک ترین نوع فاضلاب را تشکیل می‌دهد.
فاضلاب شهری‌: فاضلاب شهری، فاضلاب به وجود آمده از مصارف خانگی (از شهرک‌های مسکونی) و یا مخلوطی از فاضلاب خانگی با پساب صنعتی و یا آب باران است.

فاضلاب تجاری‌: فاضلاب تجاری، فاضلاب ایجاد شده از مصارف اماکن تجاری مانند رستوران‌ها، فروشگاه‌ها و مکان‌های تفریحی گردشی می باشد.


انواع آلودگی‌های موجود در آب  و فاضلاب:

  • - آلودگی فیزیکی
  • - آلودگی شیمیایی 
  • - آلودگی بیولوژیکی 

 

واحدهای کلی تصفیه خانه فاضلاب

  • - آشغالگیر                                                       screen
  • - ایستگاه پمپاژ فاضلاب Wastewater pumping stations
  • - دبی سنج     flow meter                                
  • - کانال شن گیری و چربی گیری  Grit chamber
  • - ته نشینی اولیه primary clarifire                         
  • - ته نشینی ثانویه secondary clarifire           
  • - کلرزنی clorination

 

سیستم‌های تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب عموماً از سه مرحله عمده تشکیل می‌شود که تصفیهٔ اولیه، ثانویه و ثالثیه نامیده می‌شوند. روشهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به طور طبیعی در اثر فعالیت میکروارگانیسم‌ها، مواد آلی به دی اکسیدکربن، کربن، آب و بخش کمی از آنها نیز به ترکیبات معدنی پایدار تجزیه می شوند.تصفیه بیولوژیکی جزء مهم و جدایی ناپذیر تصفیه فاضلاب است که فاضلاب شهری یا صنعتی حاوی ناخالصی‌های آلی محلول را باید توسط آن تصفیه کرد این روش به دو صورت هوازی و بی هوازی انجام می‌شود.

قبل از ورود به بحث‌های مختلف فرایندهای تصفیه بیولوژیکی بی هوازی، مهم است که به طور خلاصه در مورد اصطلاحات هوازی و بی هوازی صحبت کنیم.هوازی به معنای  حضور هوا (اکسیژن) در فرایند و بی هوازی به معنای عدم وجود هوا (اکسیژن) میباشد.این دو واژه به طور مستقیم به نوع باکتری یا میکروارگانیسم‌هایی که در تخریب ناخالصی‌های آلی در یک فاضلاب ایفای نقش میکنند و به شرایط عملیاتی بیوراکتور‌ها ارتباط دارد.بنابراین در فرآیندهای تصفیه هوازی میکروارگانیسم‌ها  از اکسیژن مولکولی / آزاد برای جذب ناخالصی‌های آلی استفاده می کنند، یعنی تبدیل آنها به دی اکسید کربن، آب و زیست توده است.فرایندهای تصفیه بی هوازی، از سوی دیگر نیازی به هوا (اکسیژن مولکولی / آزاد) برای جذب ناخالصی‌های آلی ندارند.

نمونه ای از سیستم تصفیه بی هوازی

سیستم تصفیه فاضلاب  UASB

سیستم تصفیه فاضلاب uasb یا راكتور لايه لجن بـي هـوازي بـا جريان رو به بالا يكي از پيشترفت‌هاي قابل توجه در تكنولوژي فرآيند تصفيه بي هوازي است كه در اواخر دهه 1970در هلند بوجود آمده است.حالت‌هاي كلـي فرآينـدهاي لايـه لجـن بـي هوازی جریان رو به بالا شامل فرآيند UASBاوليه و اصلاحات در طرح اوليه  و راكتور بافل دار بي هوازي( ABR) و راكتور لايه لجن سيال بي هوازي (AMBR) است.

تصفیه بیولوژیکی هوازی فاضلاب شامل روش‌های مختلفی است که مهم ترین آنها عبارتند از:

  • - تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال متعارف ((CAS conventional activated sludge
  • - تصفیه فاضلاب به روش   لجن فعال هوادهی گسترده Extended Aeration activated (EAAS) sludge
  • - تصفیه فاضلاب به روش  رشد چسبیده با بستر متحرک (MBBR) Moving bed biofilm reactor
  • - تصفیه فاضلاب به روش  رشد چسبیده با بستر ثابت (IFAS) Integrated Fixed Film Activated Sludge 
  • - تصفیه فاضلاب به روش  راکتور بیولوزیکی غشایی (MBR) Membrane bioreactor
  • - تصفیه فاضلاب به روش  تماس دهنده گردان بیولوژیکی(RCB) Rotating biological contactor

 

تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال متعارف ((CAS conventional activated sludge          

در این سیستم، فاضلاب آشغالگیری و دانه گیری شده پس از عبور از واحد ته نشینی اولیه، وارد واحد هوادهی می شود و پس از آن به منظور جداسازی لخته‌های بیولوژیکی تشکیل شده، به واحد ته نشینی راه می یابد و بخشی از لجن ته نشین شده به منظور تامین بیومس سلولی در واحد هوادهی مجدداً به این واحد برگشت داده می شود.این فرایند معمولاً برای فاضلاب‌های با قدرت کم استفاده می شود و زمان ماند در این سیستم‌ها معمولاً کوتاه می باشد.

تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال هوادهی گسترده Extended Aeration activated sludge(EAAS)

لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS) یکی از پرکاربردترین و موثرترین از اصلاحات لجن فعال است که زمان ماند طولانی و تثبیت نسبتاً کامل جامدات آلی از ویژگی‌های بارز این سیستم می باشد.تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS) ،یکی از روش‌های تصفیه فاضلاب بهداشتی است که مبتنی بر بارگذاری کم فاضلاب در حوضچه هوادهی فاضلاب است که این میزان بارگذاری موجب می شود که باکتری‌ها با اکسیژن فراوان و مواد غذایی نسبتاً کمتری مواجه شده و در نتیجه مواد آلی موجود در فاضلاب را به صورت کامل تری مورد استفاده قرار دهند.در این نوع سیستم تصفیه، غلظت MLSS در حوض هوادهی نسبت به لجن متعارف بیشتر است.

تصفیه فاضلاب به روش  رشد چسبیده با بستر متحرک(MBBR) Moving bed biofilm reactor

تصفیه فاضلاب با بستر متحرک ،یا روش MBBR یک روش مـوثر در تصـفیه فاضـلاب اسـت.اسـتفاده ازاین روش بـرای حـذف مـواد آلـی در فاضـلاب دارای کـارایی بالایی می باشد و فرآیند مذکور به سرعت موادآلی قابـل تجزیـه بیولوژیکی را کاهش می دهد.در این روش نیاز به ساختن  حوضچه ته نشینی اولیه نیست و می توان فاضلاب را پس از گذشتن ازآشغال گیرو دانه گیر مستقیماً هوادهی نمود.البته در فاضلاب بیمارستانی هوادهی بعد از حوضچه متعادل سازنیز بسیار خوب است.

تصفیه فاضلاب به روش رشد چسبیده با بستر ثابت   (IFAS) Integrated Fixed Film Activated Sludge 

تصفیه فاضلاب به روش IFAS  یا تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال به روش رشد چسبیده با بستر‌های ثابت می باشد، در این روش زيست توده‌هاي معلق و متصل به صورت موثري همزمـان بکـار گرفتـه شـده انـد.سيستمهاي IFASمزاياي گسترده تر ي را نسبت به فرايندهاي متداول لجـن فعـال (سيسـتم‌هاي داراي رشد معلق) دارا هستند.تعبيه مدياهاي رشد چسبيده در درون حوضچه هوادهي لجن فعـال در برگيرنـده هـر دوي ايـن مزايا مي باشد.با قرار گرفتن مديا در داخل حوضچه هوادهي لجن فعال زيست توده بيشـتري تشـکيل مـي گردد (بدون آنکه سبب افزايش بارگذاري جامدات به حوضچه ته نشيني بگردد.اين سيستمها سبب افزايش قدرت بارگذاري به واحدهاي لجن فعال شده بدون آنکه کوچکترين تغييري در حجم حوضچه ايجاد کنند.در واقع در اين سيستمها زيست توده متصل به مديا سب افزايش عملکرد تصـفيه فاضـلاب مـي گـردد.طرفي با افزايش زيست توده مقاومت فرايند در برابر شوکهاي بارگذاري آلـي و هيـدروليکي افـزايش مـي يابد.

تصفیه فاضلاب به روش  راکتور بیولوزیکی غشایی (MBR) Membrane bioreactor

تصفیه فاضلاب به روش mbr ،  يك سيستم تصفيه فاضلاب يكپارچه است كه از تركيب فرآيند تصفيه بيولوژيكي (لجن فعال) با يك سيسـتم ممبراني مستغرق تشكيل شده است.اين فرآيند با ادغام واحدهاي ته نشـيني (زلال سـازي)، هـوادهي و فيلتراسـيون در يـك راكتور، جايگزين فرآيند‌هاي تصفيه متعارف (لجن فعال متعارف) شده و يك سيستم ساده و موثر را تشكيل مي دهد كه هزينه‌هاي سرمايه گذاري اوليه و هزينه‌هاي بهره برداري سيستم را كاهش مي دهد.در اين فرآيند با جايگزيني واحـد تـه نشـيني ثقلي با سيستم جداكننده ممبراني، منافع زيادي از قبيل افزايش پايداري در بهره برداري، كاهش توليد لجـن مـازاد و كيفيـت بسيار بالاتر پساب خروجي بدست مي آيد.بنابراين اين سيستم، فرآيند مناسبي است كه مي توانـد در محـدوده وسـيعي بـراي سيستمهاي استفاده مجدد از پساب تصفيه شده در تصفيه فاضلابهاي شهري و صنعتي بكار گرفته شود.

تصفیه فاضلاب به روش تماس دهنده گردان بیولوژیکی (RCB) Rotating biological contactor

تماس دهنده‌هاي بيولوژيكي چرخان RBC  شامل يكسري از ديسك‌هاي مدور محصور پلي استيرن يـا پلـي وينيـل كلريـد مي باشد كه در فاضلاب مستغرق است و در ميان آن به گردش در مـي آيـد.تماس دهنده‌هاي بيولوژيكي چرخان RBC ابتدا در سال 1360در آلمان بكـار بـرده شـد و سپس در ايالات متحده ارائه گرديد.صدها مورد از تاسيسات RBC در دهه 1970 نصب شد و فرآيند در تعدادي از گزارشات مورد بررسـي قـرار گرفتـه اسـت.

سایر سیستم‌های تصفیه فاضلاب

  • - فرایند نهر اکسیداسیون
  • -لاگون‌های هوادهی شده
  • - تثبیت تماسی
  • - بیولاک
  • - اوربال
  • - راکتور ناپیوسته متوالی
  • - پتوی لجن با جریان بالارونده
  • - بیوفیلتر
  • - صافی چکنده
  • - راکتور بافل دار بی هوازی و راکتور بافل دار هیبریدی
  • - راکتور بی هوازی بستر سیال یا متحرک
  • - لاگون‌های بی هوازی

 

تهــران ، ميــدان اول شــهران، ابتــداي بلــوار آبشناســان,کوچـه يـاس سـوم، پلاک 4 واحد 1
021-44336251
Nikandishan.zolalab@gmail.com