مراحل تصفیه فاضلاب شهری

مقدمه تصفیه فاضلاب

مراحل تصفیه فاضلاب شهری – در هر اجتماعی بر اثر فعالیت های روزمره انسان و متعلقات زندگیش، مقادیر قابل توجهی مواد زائذ با اشکال جامد، مایع و گاز تولید و وارد محیط زیست می شود. بخش مایع این زائدات یا به عبارت دیگر فاضلاب اساسا همان آب مصرفی جامعه است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده می گردد. مصرف آب در واحد های مسکونی، تجاری، صنعتی، کشاورزی و… بسیاری از ناخالصی هایی را وارد آن می کند که در صورت دفع بی رویه در محیط زیست خطرات قابل ملاحظه ایی به دنبال خواهد داشت. تجزیه قسمتی از این ناخالصی ها می تواند به ایجاد بوی تعفن منجر شود. علاوه بر این فاضلاب ها شامل میکروارگانیسم های مختلف بیماری زا، مواد سمی، مواد مغذی محرک رشد گیاهان آبزی، مواد معلق، مواد شناور و بسیاری از آلاینده های دیگر می باشد.

فاضلاب چیست

فاضلاب از مواد زائد خانگی، فضولات انسانی و حیوانی، پساب های صنعتی، آب های سطحی و نشت آب های زیر زمینی سرچشمه می گیرد. اساسا فاضلاب جریانی از آب است که در اجتماعات مورد استفاده قرار گرفته و ۹/۹۹ درصد آن را آب و ۱/۰ درصد باقیمانده شامل مواد معلق یا محلول در آب است.

انواع فاضلاب

عموما فاضلاب ها را به سه دسته: فاضلاب شهری، فاضلاب صنعتی و فاضلاب کشاورزی تقسیم بندی می کنند که در این مقاله بصورت تخصصی به فاضلاب شهری پرداخته می شود. علاقمندان به تصفیه فاضلاب صنعتی می توانند با مراجعه به مقاله تصفیه فاضلاب صنعتی با تصفیه این نوع از فاضلاب بیشتر آشنا شوند.

فاضلاب شهری

فاضلاب شهری را می توان به ۳ بخش تقسیم بندی کرد: فاضلاب مسکونی، فاضلاب تجاری و فاضلاب موسسات.

الف) فاضلاب مسکونی

منشا تولید آن آب مصرفی در منازل برای مقاصد مختلف چون استحمام، دستشویی، پخت و پز، ظرفشویی، تمیز کردن منزل و سایر مصارف بهداشتی است. حدودا ۷۰ درصد فاضلاب تولیدی در جوامع شهری و روستایی از نوع فاضلاب خانگی است. در این نوع فاضلاب مواد آلاینده اصلی شامل مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی مانند: پروتئین ها، قندها، چربی ها و عوامل بیماری زا(باکتری ها، ویروس ها، پروتوزوئرها و انگل ها) است و در غلظت بسیار ناچیز مواد آلی مصنوعی همچون آفت کش ها و مواد پاک کننده نیز وجود دارد.
ترکیبات آلاینده های این نوع فاضلاب از نظر تغییرات کمی و کیفی در تمام کشورها در یک محدوده مشخص و خاصی است. عمدتا پارامترهایی که در تصفیه فاضلاب خانگی مهم هستند: جامدات معلق ثابت و فرار، جامدات کل، BOD ،COD، نیتروژن، فسفر، عوامل بیماری زا و پاتوژن ها می باشند.

ب) فاضلاب تجاری

این نوع فاضلاب در بر گیرنده فاضلاب تولیدی در مراکز خرید و فروش، مراکز تجاری و کارگاه های تولیدی کوچک است که منشا تولید فاضلاب در این مراکز عمدتا مربوط به مصرف آب برای مقاصد بهداشتی و پرسنلی است و به همین دلیل مشخصات آنها از نظر نوع آلودگی مشابه فاضلاب خانگی خواهد بود.

ج) فاضلاب موسسات

در هر جامعه ای فاضلاب های مراکز عمومی و اداری نیز وجود دارد که شامل مراکزی از قبیل: رستوران، هتل، سینما، مراکز تفریحی، مدارس، دانشگاه، پادگان، ترمینال، فرودگاه، زندان، مراکز درمانی بهداشتی و… می باشد. نوع مواد آلاینده موجود در فاضلاب مراکز عمومی و اداری(موسسات) مشابه فاضلاب خانگی است به جز در مورد مراکز درمانی و بیمارستان ها که مشخصات فاضلاب تولیدی در آنها به ویژه در مورد مراکز درمانی تخصصی که احتمال وجود مواد رادیواکتیوی و میکروب های خاص همچون هپاتیت و… وجود دارد که از طریق آب می تواند مخاطراتی را بوجود آورند. به همین دلیل در رابطه با فاضلاب بیمارستان ها در صورت وجود این عوامل باید قبل از تخلیه به شبکه جمع آوری پیش تصفیه انجام شود.

دسته بندی تصفیه فاضلاب

عملیات و فرآیندهای مورد استفاده در تصفیه فاضلاب در سه دسته: تصفیه اولیه، تصفیه ثانویه و تصفیه پیشرفته تقسیم بندی می شوند.

الف) تصفیه اولیه

تصفیه اولیه را تصفیه فیزیکی نیز می گویند. هدف از تصفیه اولیه حذف مواد معلق از فاضلاب می باشد. هر چند تصفیه اولیه حدود ۴۰-۲۵ درصد BOD و ۷۰-۵۰ درصد جامدات معلق را حذف می کند اما این کاهش صرفا جداسازی مواد آلی می باشد و متعاقبا در واحدهای هضم لجن می بایست تثبیت شود.

ب) تصفیه ثانویه

این مرحله معمولا شامل تبدیل بیولوژیکی مواد آلی محلول و کلوئیدی به توده های بیولوژیکی می باشد که متعاقبا به وسیله ته نشینی حذف می شود. تصفیه بیولوژیکی در درجه اول برای حذف مواد قابل تجزیه بیولوژیکی که بصورت محلول یا کلوئیدی هستند انجام می شود. این مواد تبدیل به گازها و بافت های سلولی شده و گازها از فاضلاب خارج و سلول های بیولوژیک بوسیله عمل ته نشینی از فاضلاب جدا می شوند.
فرآیندهای بیولوژیک را می توان به سه دسته: فرآیند هوازی، فرآیند بی هوازی و فرآیند بی اکسیژن تقسیم بندی کرد.
کاربران محترم جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص فرآیندهای مختلف تصفیه فاضلاب می توانند به مقاله تصفیه فاضلاب شهری مراجعه نمایند.

ج) تصفیه پیشرفته

اصولا تصفیه خانه های فاضلاب شهری دارای تصفیه پیشرفته نمی باشند اما جدیدا این مرحله از تصفیه مورد توجه قرار گرفته و در حال گسترش است. تصفیه پیشرفته زمانی کاربرد دارد که قرار باشد از پساب تصفیه شده استفاده های تجاری و صنعتی کرد که بسته به نوع این استفاده ها، تصفیه پیشرفته می تواند بسیار متنوع باشد. از مرسوم ترین عملیات در تصفیه پیشرفته می توان به: نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون، شناور سازی، الکترودیالیز و… نام برد.

سیستم های تصفیه فاضلاب

سیستم های تصفیه فاضلاب شامل واحد های عملیاتی و واحدهای فرآیندی می باشند. واحدهای عملیاتی به واحدهایی گفته میشود که برای حذف آلاینده ها از نیروی فیزیکی استفاده شده و یا به عبارتی فقط جداسازی اتفاق می افتد مانند: تانک ته نشینی، دانه گیر، آشغالگیر، فیلتراسیون و… اما واحدهای فرآیندی شامل واحدهایی هستند که برای حذف آلاینده ها از واکنش های بیولوژیکی و یا شیمیایی استفاده می کنند مانند: گندزدایی، ترسیب شیمیایی، تبادل یونی، سختی گیری و…
علاقمندان جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مراحل تصفیه فاضلاب شهری و سیستم های تصفیه می توانند به مقاله تصفیه فاضلاب شهری مراجعه نمایند.

مراحل تصفیه فاضلاب شهری

فاضلاب به محض ورود به تصقیه خانه فاضلاب باید به ترتیب مراحلی را طی کند تا عملیات تصفیه به خوبی صورت پذیرفته و فاضلاب تصفیه شود. مراحل تصفیه فاضلاب شهری که باید طی شود تا عملیات تصفیه به روش صخیح صورت پذیرد به ترتیب زیر است:

الف) ایستگاه پمپاژ

چنانچه امکان تخلیه ثقلی به ابتدای تصفیه خانه فاضلاب نباشد و یا شیب طبیعی زمین تصفیه خانه ارتفاع کافی برای عبور جریان فاضلاب از واحدهای مختلف تصفیه خانه و تخلیه آزاد آن به آب پذیرنده فراهم نکند، تصفیه خانه به تلمبه خانه ابتدایی نیاز دارد. هدف از ایستگاه های پمپاژ در تصفیه خانه فاضلاب رساندن فاضلاب به ارتفاع لازم است تا بصورت ثقلی در سیستم جریان یابد. بیشتر کاربرد پمپ ها در تصفیه خانه در موارد زیر است:

پمپاژ: فاضلاب خام و تصفیه شده، برگشت لجن و پساب، توزیع مواد شیمیایی، انتقال لجن و…

ب) آشغالگیر

یک واحد عملیاتی است که به منظور حذف جامدات معلق و درشت از فاضلاب بکار می رود. هدف از آشغالگیر، جلوگیری از تخریب پمپ های سانتریفیوژی و گرفتگی لوله ها و شیرها، خوش منظر کردن ظاهر تصفیه خانه، تاثیر بهتر مواد گندزدا بر میکروارگانیسم ها است. آشغالگیرها عموما به سه دسته: آشغالگیر میله ایی، آشغالگیر با شبکه سیمی و آشغالگیر با صفحات سوراخ دار تقسیم بندی می شوند که در این بین آشغالگیر میله ایی بیشتر کاربرد را دارد.
در تصفیه خانه های بزرگ حداقل دو آشغالگیر بصورت موازی تهیه میشود، یک آشغالگیر برای کانال اصلی و دیگری برای مواقع ضروری در کانال بایپس احداث می شود. زاویه قرار گرفتن آشغالگیر بسیار مهم است و معمولا بهترین راندمان آشغالگیر در زاویه قرارگیری ۶۰-۴۵ درجه رخ می دهد.
جهت آشنایی بیشتر با آشغالگیر و انواع آن می توانید به مقاله تصفیه فاضلاب شهری مراجعه نمایید.

ج) دانه گیر

دانه ها بیشتر جامدات غیر آلی و معدنی هستند مانند سنگریزه، شن و ماسه، خرده شیشه، خرده های فلزی و حتی جامدات آلی سنگین وزنی مانند خرده های استخوان، پوسته های تخم مرغ، تفاله های چای و قهوه که وزن مخصوص بالایی دارند. دانه گیر ها سه هدف اصلی را دنبال می کنند: حمایت از پمپ ها و سایر وسایل مکانیکی، کاهش گرفتگی در لوله ها و مجراها، جلوگیری از رسوب محکم و سخت در تانک ته نشینی و همچنین جلوگیری از تجمع این مواد در تانک هوادهی و هاضم لجن در نتیجه جلوگیری از کاهش حجم مفید مخازن تصفیه خانه.
جهت آشنایی بیشتر با دانه گیر و انواع آن می توانید به مقاله تصفیه فاضلاب شهری مراجعه نمایید.

د) ته نشینی اولیه

یکی از واحد های عملیاتی است که به منظور ته نشینی و حذف جامدات معلق آلی که دارای متوسط وزن مخصوص ۱/۰۵ گرم در سانتی متر مربع و ۵ درصد از فاضلاب سنگین تر هستند کاربرد دارد. این تانک معمولا بصورت مستطیل و دایره ساخته می شود و باید بگونه ایی طراحی شود که تلاطم در حوضچه رخ نداده و فاضلاب در تمام مقطع حوض بصورت یکنواخت پخش گردد.
سرریز خروجی یا ناودان خروجی تانک بایستی به گونه ای طراحی گردد که پساب زلال شده بدون ایجاد جریان مکش خارج شود که در غیر اینصورت لجن از کف تانک بالا آمده و نه تنها ته نشینی ذرات مختل می شود بلکه پساب خروجی با افت شدید کیفیت مواجه خواهد شد. در صورتی که حوضچه ته نشینی با زمان ماند مناسبی همراه باشد (۲/۵-۱/۵ساعت) می تواند حدود ۶۰ درصد جامدات معلق و ۴۰ درصد BOD کاهش دهد.
علاقه مندان به حوزه طراحی تصفیه خانه فاضلاب شهری می توانند با مراجعه به مقاله پروژه طراحی تصغیه خانه فاضلاب با کلیه جزئیات و پارامترهای طراحی آشنا شوند.

ه) حوضچه هوادهی

یکی از مهم ترین مراحل تصفیه فاضلاب شهری به روش لجن فعال، حوضچه هوادهی است. در این حوضچه که مراحل طراحی آن با دقت بالایی انجام می شود باید اکسیژن مورد نیاز فعالیت میکروارگانیسم ها فراهم شود تا میکروارگانیسم ها که کارگران اصلی تصفیه خانه بشمار می آیند بتوانند بصورت بیولوژیکی فاضلاب را تصفیه نمایند. در این مرحله از فاضلاب با تامین حداقل اکسیژن ۲-۱ میلیگرم در لیتر می توان تصفیه بیولوژیکی را به نحو احسنت انجام داد. هوادهی به روش های مختلفی صورت میگیرد که جهت اطلاع از انواع سیستم های هوادهی می توانید به مقاله انواع سیستم های هوادهی در فاضلاب مراجه نمایید.
کاربران محترم جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص تصفیه بیولوژیکی و سیستم های لجن فعال می توانند به مقاله تصفیه فاضلاب شهری و در صورت علاقه به کسب اطلاعات بیشتر در خصوص طراحی تصفیه خانه فاضلاب به پروژه طراحی تصفیه خانه فاضلاب مراجعه نمایند.

و) ته نشینی ثانویه

این تانک همانند تانک ته نشینی اولیه می تواند به صورت مستطیل و دایره ساخته شود که نوع دایره آن کاربرد بیشتری دارد. مدت زمان ته نشینی در تانک ته نشینی ثانویه به نسبت تانک ته نشینی اولیه بیشتر است. جرم حجمی لجن ثانویه بیشتر به آب نزدیک تر است به همین دلیل نیاز به زمان ماند بیشتر داریم چون سرعت ته نشینی کمتری دارد، از این رو مدت زمان ته نشینی در تانک ته نشینی ثانویه ۴-۲ ساعت در نظر گرفته می شود.
طراحی حوضچه های ته نشینی ثانویه بسیار مهم و اساسی هستند و هر گونه نقص در طراحی آنها می تواند تصفیه فاضلاب را با مشکلات فراوانی همراه کند از این رو جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص طراحی تصفیه خانه فاضلاب شهری به پروژه طراحی تصفیه خانه فاضلاب مراجعه نمایید.

ز) گندزدایی

آخرین مرحله از مراحل تصفیه فاضلاب شهری، گندزدایی است. تا این مرحله از میکروارگانیسم ها نهایت استفاده برده شده و در این مرحله با گندزدایی میزان میکروارگانیسم ها را به قدری کاهش می دهیم تا بهداشت و سلامت جامعه در معرض خطر قرار نگیرد. در صورتی که از کلر برای گندزدایی فاضلاب استفاده می شود، میزان ۸-۲ میلیگرم در لیتر کلر می تواند گندزدایی خوبی به عمل آورد. باید در نظر داشت که زمان تماس کلر با پساب تصفیه شده حداقل بین ۳۰-۱۵ دقیقه باشد تا گندزدایی کلر بخوبی انجام شود.
گندزداهای متنوعی برای تصفیه فاضلاب موجود است که جهت کسب اطلاعات بیشتر در این خصوص می توانید به مقاله انواع گندزداهای آب و فاضلاب مراجعه کرده و با کاربردها، معایب و مزایای انواع گندزدا بیشتر آشنا شوید.

سخن پایانی

علم تصفیه فاضلاب برگرفته شده از علوم مختلفی نظیر: زیست شناسی، میکروبیولوژی، فیزیک، شیمی و… است و فردی که میخواهد یک تصفیه خانه فاضلاب را طراحی یا بهره برداری کند باید آشنایی کامل به کلیه علوم مورد نیاز این حوزه داشته باشد. وب سایت مرکز اسناد علمی تخصصی ضمن تشکر از مطالعه این مقاله از کلیه کاربران محترم علاقمند به مباحث تصفیه آب و فاضلاب دعوت به عمل می آورد تا با مراجه به گروه مهندسی آب و فاضلاب اطلاعات جامع تر و مفصل تری در این خصوص کسب نمایند.