تصفیه فاضلاب

 

تصفیه فاضلاب فرآیند حذف آلاینده ها از فاضلاب خانگی و شهری است که عمدتا شامل فاضلاب خانگی بعلاوه مقداری فاضلاب صنعتی است. از فرآیندهای فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی برای حذف آلاینده ها و تبدیل فاضلاب به فاضلاب تصفیه شده (یا پساب تصفیه شده) ، استفاده می شود که برای رهاسازی در طبیعت دارای استانداردهای محیط زیست می باشد.

در تصفیه فاضلاب صنعتی نیاز به فرآیند های گسترده تری می باشد . در اکثر شهرها ، فاضلاب توسط سیستم لوله کشی به تصفیه خانه فاضلاب منتقل می شود. که معمولاً برای کاهش بار آلاینده ها در کارخانه ها قبل از ورود فاضلاب خام به تصفیه خانه مرکزی شهرک صنعتی (مطابق استانداردهای ورودی تصفیه خانه شهرک صنعتی) پیش تصفیه طراحی و ساخته می شود .

فاضلاب را می توان نزدیک به محل تولید فاضلاب تصفیه کرد ، که به آن سیستم “غیرمتمرکز” یا “در محل” ( در مخازن سپتیک ، بیوفیلترها یا سیستم های تصفیه هوازی مانند پکیج های تصفیه فاضلاب ) گفته شود . همچنین می توان فاضلاب را از طریق شبکه هایی از لوله ها و ایستگاه های پمپاژ به تصفیه خانه شهری جمع آوری و انتقال داد. این سیستم “متمرکز” نامیده می شود .

منشأ فاضلاب

فاضلاب توسط منازل مسکونی ، واحد های تجاری و صنعتی تولید می شود . فاضلاب خانگی از توالت ، حمام ، دوش ، آشپزخانه و سینک ظرفشویی حاصل می شود . تفکیک و تخلیه فاضلاب های خانگی به آب های خاکستری و آب سیاه در کشورهای پیشرفته رایج می باشد ، با استفاده از آب خاکستری تصفیه شده مجاز به استفاده برای آبیاری گیاهان می باشیم.

مخلوط شدن فاضلاب با آب باران

فاضلاب ممکن است شامل رواناب فاضلاب یا رواناب شهری باشد. سیستم های فاضلاب با قابلیت کنترل آب طوفان به عنوان سیستم های فاضلاب ترکیبی شناخته می شوند. این طراحی در ابتدای توسعه سیستم های فاضلاب شهری ، در اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20 معمول بود .

فاضلاب های ترکیبی نسبت به فاضلاب های بهداشتی حاصل از منازل مسکونی به امکانات تصفیه و تصفیه خانه های بسیار بزرگتر و گران تری نیاز دارند. حجم زیاد رواناب طوفان ممکن است سیستم تصفیه فاضلاب را تحت الشعاع قرار داده و عملکرد تصفیه خانه را مختل سازد و باعث ریختن یا سرریز شدن واحد های تصفیه خانه شود . فاضلاب های بهداشتی معمولاً بسیار کمتر از فاضلاب های ترکیبی هستند و برای انتقال آب های طوفانی طراحی نشده اند.

در شهرهایی که در اواسط قرن بیستم تشکیل شده اند ، به طور کلی سیستم ها و شبکه های جداگانه ای برای فاضلاب منازل (فاضلاب بهداشتی) و آب طوفان ساخته اند ، زیرا بارش باعث ایجاد جریان های بسیار متفاوت می شود و بهره وری از تصفیه خانه فاضلاب را کاهش می دهد.

با عبور باران از پشت بام ها و زمین ، ممکن است آلاینده های مختلفی از جمله ذرات خاک و سایر رسوبات ، فلزات سنگین ، ترکیبات آلی ، ضایعات حیوانی و روغن و گریس جمع شود. نمونه هایی از فرآیندهای تصفیه مورد استفاده برای آب طوفان شامل حوضچه های نگهداری ، تالاب ها ، طاق های مدفون با انواع فیلترهای محیطی و جداکننده های گرداب (برای حذف مواد جامد درشت) است.

پساب صنعتی

در کشورهای پیشرفته بسیار منظم ، پساب صنعتی معمولاً قبل از تخلیه به فاضلاب ، حداقل در صورت عدم تصفیه کامل در خود کارخانه ها ، پیش تصفیه می شود. این فرآیند تصفیه فاضلاب صنعتی یا پیش تصفیه نامیده می شود. این مورد در مورد بسیاری از کشورهای در حال توسعه که در آنها پساب صنعتی ، بدون پیش تصفیه ، به فاضلاب وارد می شود ، صدق نمی کند.

فاضلاب صنعتی ممکن است حاوی آلاینده هایی باشد که با تصفیه فاضلاب معمولی قابل حذف نیستند. همچنین ، جریان متغیر فاضلاب های صنعتی مرتبط با صنایع تولیدی ممکن است عملکرد واحدهای تصفیه بیولوژیکی مانند فرآیند لجن فعال را بر هم بزند.

تصفیه فاضلاب

هدف از تصفیه فاضلاب تولید پسابی می باشد که در صورت تخلیه به محیط اطراف آسیب کمتری وارد کند و از این طریق از آلودگی جلوگیری کند.

فرآیندهای اصلی شامل حذف هر چه بیشتر ماده جامد ممکن است و سپس استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی برای تبدیل مواد محلول باقیمانده برای آبیاری گیاهان است که مواد جامد ریز باقیمانده را به دام می اندازد و سپس می تواند مورد مصرف واقع شود و مایع کاملاً عاری از آن باقی بماند.

تصفیه فاضلاب به طور کلی شامل سه مرحله اصلی به نام تصفیه اولیه ، ثانویه و سوم است اما ممکن است شامل مراحل میانی و فرآیندهای نهایی نیز باشد.

تصفیه اولیه شامل نگهداری موقت فاضلاب در حوضچه ای ساکن است که در آن مواد جامد سنگین می توانند به انتهای آن ته نشین شوند، در حالی که مواد جامد سبک مانند روغن و چربی روی سطح شناور می شوند. مواد ته نشین شده و شناور برداشته شده و مایع باقیمانده ممکن است تخلیه یا تحت تصفیه ثانویه قرار گیرد. برخی از تصفیه خانه های فاضلاب که به سیستم فاضلاب ترکیبی متصل هستند پس از واحد تصفیه اولیه ، آرایش بای پس دارند. این بدان معنی است که در هنگام وقوع بارندگی های بسیار سنگین ، می توان سیستم های تصفیه ثانویه و ثالث را برای محافظت از آنها در برابر اضافه بار هیدرولیکی کنار زد و مخلوط فاضلاب و طوفان فقط تصفیه اولیه را دریافت می کند.

تصفیه ثانویه ، مواد بیولوژیکی محلول و معلق را از بین می برد. تصفیه ثانویه به طور معمول توسط میکروارگانیسم ها منتقله از فاضلاب در یک واحد مدیریت شده که واحد هوادهی نام دارد انجام می شود. در تصفیه ثانویه در مرحله بعدی ، نیاز به یک فرآیند جداسازی برای حذف میکروارگانیسم ها از آب تصفیه شده قبل از تخلیه یا تصفیه سوم می باشد که این واحد ، ته نشینی نامیده می شود .

مرحله سوم تصفیه گاهی به عنوان تصفیه اولیه و ثانویه به منظور اجازه دادن به بیرون ریختن به یک اکوسیستم بسیار حساس یا شکننده مانند رودخانه ها تعریف می شود . پساب تصفیه شده قبل از تخلیه به رودخانه ، خلیج ، تالاب و یا آبیاری گیاهان ، از نظر شیمیایی یا فیزیکی توسط کلر ، ازن و یا اشعه  UVضد عفونی می شود . اگر به اندازه کافی تمیز باشد ، می تواند برای انتقال به آب زیرزمینی ( چاه ) نیز مورد استفاده قرار گیرد.

 

 

آشغالگیری

در ابتدای پیش تصفیه ، آشغالگیر کلیه موادی را که به می توان از فاضلاب خام جمع کرد تا از آسیب رساندن به پمپ ها و مسدود شدن پمپ ها و خط شبکه های فاضلاب جلوگیری شود را حذف می کند. اشیایی که قبل از ورود به تصفیه خانه خارج می شوند شامل اشیا پلاستیکی ، نایلون ، پارچه و اجسام بزرگ غیر قابل تجزیه می باشند.

فاضلاب از یک صفحه میله ای عبور می کند تا تمام اشیا بزرگ مانند قوطی ها ، پارچه ها ، چوب ها ، بسته های پلاستیکی و غیره را که در جریان فاضلاب حمل می شوند ، از بین ببرد. در پروژه های مدرن که در آن ، تصفیه خانه ها جمعیت زیادی را تحت پوشش قرار می دهند این امر معمولاً با استفاده از آشغالگیر های اتوماتیک و مکانیکی انجام می شود ، در حالی که در پروژه های کوچکتر ممکن است از آشغالگیر های دستی استفاده شود. عملکرد یک آشغالگیر دستی یا مکانیکی معمولاً به تراکم در صفحه های میله ای و یا سرعت جریان ، بستگی دارد . مواد جامد جمع آوری شده در محل دفن زباله دفع یا سوزانده می شوند. برای بهینه سازی و کنترل حذف مواد جامد از صفحه های میله ای یا صفحه مشبک در اندازه های مختلف استفاده می شود. اگر مواد جامد ناخالص از بین نرود ، در لوله ها و قسمت های متحرک تصفیه خانه گیر کرده و می تواند باعث خسارت قابل توجهی در فرآیند و تجهیزات شود.

حذف شن

شن و ماسه ، سنگریزه و سایر مواد سنگین ، در قسمت پیش تصفیه در یک محفظه که سرعت فاضلاب ورودی تنظیم می شود امکان نشست فراهم پیدا می کنند. حذف شن برای کاهش رسوبات سنگین در مخازن هوادهی ، هاضم ها ، خطوط لوله ، کانال ها و سایر واحد ها و کاهش دفعات تمیز کردن واحد ها ناشی از تجمع بیش از حد شن و جلوگیری از سایش تجهیزات مکانیکی متحرک ضروری است. از بین بردن شن و ماسه برای تجهیزات با سطوح فلزی که از نزدیک تراش خورده اند مانند کمینتورها ، صفحه های ریز ، سانتریفیوژها ، مبدل های حرارتی و پمپ های دیافراگم فشار بالا ضروری است. محفظه های شن در 3 نوع وجود دارد: محفظه های شن افقی ، محفظه های گریت هوادهی و محفظه های شن ورتکس. محفظه های شن گریت از نوع گرداب شامل جدا کننده گردابه مکانیکی ، گرداب ناشی از هیدرولیک و جدا کننده گرداب چند سینی است. با توجه به اینکه به طور سنتی ، سیستم های حذف دانه برای حذف ذرات معدنی تمیز که بیشتر از 0.210 میلی متر (0.0083 اینچ) هستند ، طراحی شده اند ، بیشتر شن در شرایط عادی از جریان های حذف دانه عبور می کند. در طی دوره های جریان زیاد رس شن و ماسه مجدداً معلق می شود و مقدار دانه رسیده به تصفیه خانه به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. بنابراین مهم است که سیستم حذف شن نه تنها در شرایط جریان عادی بلکه در اوج پایدار جریان هنگامی که بیشترین حجم شن به گیاه می رسد کارایی قابل توجه داشته باشد.

حذف چربی و روغن

در بعضی از تصفیه خانه ها ، چربی و روغن با عبور فاضلاب از یک مخزن کوچک که به وسیله کف گیرها که چربی های شناور روی سطح را جمع می کنند ، از بین می روند. از دمنده های هوا در پایه مخزن نیز برای کمک به بازیابی چربی به عنوان کف استفاده شود. در بسیاری از تصفیه خانه ها ، از کفگیر های مکانیکی برای از بین بردن چربی و روغن استفاده می شود.

مرحله اولیه تصفیه فاضلاب

در مرحله رسوب اولیه ، فاضلاب از مخازن بزرگ عبور می کند که معمولاً “حوضچه های پیش از ته نشینی” ، “مخازن رسوب اولیه” یا “ته نشینی اولیه” نامیده می شوند. از این مخازن برای ته نشین شدن لجن استفاده می شود ، در حالی که چربی و روغن به سطح بالا می روند . مخازن ته نشینی اولیه معمولاً به تراشنده های مکانیکی مجهز هستند که لجن جمع شده را به طور مداوم به سمت قیف پایه مخزن که در آن به تاسیسات تصفیه لجن پمپ می شود ، هدایت می کنند. چربی و روغن مواد شناور می توانند برای صابون سازی بازیابی شوند.

هوادهی در تصفیه فاضلاب

برای تخریب قابل ملاحظه محتوای بیولوژیکی فاضلاب که از پساب های انسانی ، مواد زائد غذا ، صابون ها و مواد شوینده حاصل می شود ، طراحی شده است. اکثر کارخانه های شهری با استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی هوازی ، پساب فاضلاب را تصفیه می کنند. همانطور که حیوانات زنده به اکسیژن و غذا احتیاج دارند ، باکتریها و پروتوزوآها نیز با دریافت اکسیژن توسط هواده ها ، آلاینده های آلی محلول قابل تجزیه پذیری (به عنوان مثال قندها ، چربی ها ، مولکول های کربن آلی با زنجیره کوتاه) را مصرف می کنند .

در این فرآیند به فاضلاب هوا دمیده می شود تا سبب تخریب زیستی هوازی اجزای آلاینده ها شود . واحد هوادهی در اکثر سیستم های تصفیه فاضلاب بیولوژیکی طراحی می گردد . در تصفیه فاضلاب بیولوژیکی می توان از میکروارگانیسم هایی که به طور طبیعی در فاضلاب وجود دارد برای از بین بردن آلودگی های موجود در فاضلاب بهره برد .

هوای منتقل شده به مخزن هوادهی باعث رشد میکروارگانیسم ها در فاضلاب می شود . این میکروارگانیسم ها از مواد آلی تغذیه می کنند و لخته هایی را که قابل ته نشینی هستند را تشکیل می دهند .

پس از ته نشینی این باکتری ها در مخزن ته نشینی جداگانه ، باکتری های تشکیل دهنده لخته های لجن فعال به طور مداوم توسط ایرلیفت پمپ ها دوباره به واحد هوادهی بازگردانده می شوند تا سرعت تجزیه را افزایش دهند.

فرآیند هوادهی ، اکسیژن را برای باکتری ها جهت تصفیه فاضلاب فراهم می کند. باکتری ها برای تجزیه بیولوژیکی به اکسیژن نیاز دارند. اکسیژن ، توسط باکتری های موجود در فاضلاب برای تجزیه مواد آلی حاوی کربن و تشکیل دی اکسید کربن و آب مورد استفاده قرار می گیرد. بدون وجود اکسیژن کافی ، باکتری ها قادر به تخریب بیولوژیکی مواد آلی در زمان مناسب نیستند . در صورت عدم وجود اکسیژن محلول ، تخریب باید در سپتیک رخ دهد که آهسته و دارای بو بوده و باعث تبدیل ناقص آلاینده ها می شود . در شرایط سپتیک ، برخی از فرآیندهای بیولوژیکی هیدروژن و گوگرد را تبدیل کرده و سولفید هیدروژن تشکیل داده و کربن را به متان تبدیل می کنند. کربن های دیگر به اسیدهای آلی تبدیل می شود که pH پایین در حوض ایجاد می کند و پساب را برای تصفیه مشکل تر می کند و باعث ایجاد بو می شود . تخریب زیستی مواد آلی در غیاب اکسیژن یک فرآیند بیولوژیکی بسیار کند است.

هوادهی مهمترین واحد در سیستم تصفیه فاضلاب با استفاده از فرآیند لجن فعال است . یک سیستم هوادهی که به خوبی طراحی شده باشد تاثیر به سزایی بر میزان کیفیت تصفیه فاضلاب دارد . طراحی صحیح در  اکسیژن رساندن کافی به فاضلاب و توزیع آن به طور مساوی در سیستم هوادهی ، در تصفیه فاضلاب بسیار مهم می باشد .

مرحله سوم تصفیه فاضلاب

هدف از مرحله سوم تصفیه فاضلاب ، ارائه مرحله نهایی تصفیه برای بهبود بیشتر کیفیت پساب قبل از تخلیه به محیط دریافت کننده (دریا ، رودخانه ، دریاچه ، زمین های مرطوب ، زمین و آبیاری و کشاورزی و ….) است . همیشه آخرین مرحله در تصفیه فاضلاب ، واحد ضدعفونی و گندزدایی می باشد .

مخزن فرآیند نیتریفیکاسیون

حذف مواد مغذی بیولوژیکی (BNR) توسط برخی به عنوان نوعی فرآیند تصفیه ثانویه و توسط برخی دیگر به عنوان مرحله سوم فرآیند تصفیه (یا ” تصفیه پیشرفته “) در نظر گرفته می شود.

فاضلاب ممکن است حاوی مقادیر زیادی از مواد مغذی نیتروژن و فسفر باشد . وجود بیش از حد نیتروژن و فسفر در محیط می تواند منجر به تجمع مواد مغذی به نام اوتروفیکاسیون شود ، که سبب رشد بیش از حد علف های هرز ، جلبک ها و سیانوباکتری ها (جلبک های سبز آبی) می گردد . تعداد جلبک ها پایدار نیستند و در نهایت بیشتر آنها می میرند. تجزیه جلبک ها توسط باکتری ها مقدار زیادی از اکسیژن موجود در آب را مصرف می کند و موجب مرگ اکثر موجودات زنده در آب می شوند ، که باعث ایجاد مواد آلی بیشتری برای تجزیه باکتری ها می گردد. برخی از گونه های جلبک علاوه بر ایجاد اکسید زدایی ، سمومی را نیز تولید می کنند که منابع آب آشامیدنی را آلوده می کنند. برای حذف نیتروژن و فسفر فرآیندهای مختلف تصفیه لازم است.

حذف نیتروژن

نیتروژن از طریق اکسیداسیون بیولوژیکی نیتروژن از آمونیاک به نیترات (نیتریفیکاسیون) ، و به دنبال آن دنیتریفیکاسیون ، کاهش نیترات به گاز نیتروژن حذف می شود. گاز نیتروژن به اتمسفر آزاد می شود و بنابراین از آب خارج می شود.

نیتریفیکاسیون به خودی خود یک فرآیند هوازی دو مرحله ای است که هر مرحله با نوع متفاوتی از باکتری انجام می شود. اکسیداسیون آمونیاک (NH3) به نیتریت (NO2−) اغلب توسط Nitrosomonas spp  تسهیل می شود. (“نیتروسو” اشاره به تشکیل یک گروه عملکردی نیتروسو دارد). اکسیداسیون نیتریت به نیترات (NO3−) ، اگرچه به طور سنتی اعتقاد بر این است که توسط Nitrobacter spp انجام می شود. (نیترو با اشاره به تشکیل یک گروه عملکردی نیترو) ، اکنون شناخته شده است که تقریباً به طور انحصاری توسط Nitrospira spp در محیط انجام می گردد .

دنیتریفیکاسیون برای ایجاد توده های بیولوژیکی مناسب به شرایط بدون اکسیژن نیاز دارد . از فیلترهای شن ، تالاب و بسترهای نی می توان برای کاهش نیتروژن استفاده کرد ، اما فرآیند لجن فعال (اگر به خوبی طراحی شود) می تواند کار را به راحتی انجام دهد . از آنجا کهdenitrification  کاهش نیترات به دی نیتروژن است ( نیتروژن مولکولی) گاز ، یک دهنده الکترون مورد نیاز است. این می تواند بسته به فاضلاب ، مواد آلی (مدفوع) ، سولفید یا یک اهدا کننده اضافی مانند متانول باشد. لجن موجود در مخازن اکسیژن (مخازن دنیتریفیکاسیون) باید به خوبی مخلوط شود . اختلاط چرخشی ، لجن فعال برگشتی [RAS]  ( به عنوان مثال با استفاده از میکسرهای زیر آب )

گاهی اوقات تبدیل آمونیاک سمی به نیترات به تنهایی به عنوان مرحله  سوم تصفیه شناخته می شود.

با گذشت زمان ، با پیچیده تر شدن نیترات زدایی ، مرحله های مختلف تصفیه فاضلاب گسترش یافت .

یک طرح اولیه ، فرآیند Ludzack – Ettinger ، با استفاده از لجن فعال شده برگشتی (RAS) از ته نشینی به عنوان منبع نیترات ، یک واحد تصفیه بدون اکسیژن را قبل از مخزن هوادهی و ته نشینی قرار داد. فاضلاب (به صورت خام یا به عنوان پساب حاصل از شفاف سازی اولیه) به عنوان منبع الکترون برای باکتری های احتمالی جهت متابولیسم کربن ، با استفاده از نیترات معدنی به عنوان منبع اکسیژن به جای اکسیژن مولکولی محلول استفاده می شود . این طرح دنیتریفیکاسیون به طور طبیعی به مقدار نیترات محلول موجود در RAS محدود بود. کاهش نیترات محدود بود زیرا میزان RAS با عملکرد ته نشینی محدود می شود.

“فرآیند اصلاح شده Ludzak – Ettinger” (MLE) به طور کلی بهبود یافته است، زیرا مایعات مخلوط را از انتهای مخزن هوادهی تا سر مخزن بی هوازی بازگردانی می کند تا منبع پایداری از نیترات محلول را برای باکتری ها فراهم کند.

فاضلاب خام همچنان منبع الکترون باکتری ها را تأمین می کند و اختلاط زیر سطحی باعث می شود باکتری ها در غیاب اکسیژن با منبع الکترون و نیترات محلول در تماس باشند.

حذف فسفر

هر انسان بالغ سالانه بین 200 تا 1000 گرم فسفر دفع می کند . مطالعات فاضلاب ایالات متحده در اواخر دهه 1960 میانگین سرانه 500 گرم در ادرار و مدفوع ، 1000 گرم در مواد شوینده مصنوعی ، تخمین زده اند. . کنترل منبع از طریق فرمول های جایگزین مواد شوینده سبب کاهش آن در این مواد شده است ، اما محتوای ادرار و مدفوع بدون تغییر باقی خواهد ماند . حذف فسفر مهم است زیرا ماده مغذی محدود کننده رشد جلبک در بسیاری از سیستم های آب شیرین است. همچنین برای سیستم های استفاده مجدد از آب که غلظت زیاد فسفر ممکن است منجر به رسوب تجهیزات پایین دست مانند اسمز معکوس شود از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

فسفر را می توان از طریق بیولوژیکی در فرآیندی به نام حذف بیولوژیکی فسفر افزایش داد. در این فرآیند ، باکتریهای خاصی به نام ارگانیسم های تجمع دهنده پلی فسفات (PAO) به طور انتخابی غنی شده و مقادیر زیادی فسفر را در سلولهای خود (تا 20 درصد از جرم آنها) تجمع می دهند. وقتی زیست توده غنی شده در این باکتری ها از آب تصفیه شده جدا شود ، این کودهای زیستی از ارزش کود بالایی برخوردار هستند

حذف فسفر همچنین می تواند با رسوب شیمیایی ، معمولاً با نمک های آهن (به عنوان مثال کلرید فریک) ، آلومینیوم (به عنوان مثال آلوم) یا آهک حاصل شود. این ممکن است منجر به تولید بیش از حد لجن شود زیرا هیدروکسیدها رسوب می کنند و مواد شیمیایی اضافه شده می توانند گران باشد حذف فسفر شیمیایی نسبت به حذف بیولوژیکی نیاز به رد پای تجهیزات بسیار کمتری دارد ، کار با آن راحت تر است و اغلب قابل اعتماد تر از حذف بیولوژیکی فسفر است. روش دیگر برای حذف فسفر استفاده از لاتریت گرانول است.

بعضی از سیستم ها هم از حذف فسفر بیولوژیکی و هم از حذف فسفر شیمیایی استفاده می کنند. برای استفاده در سیستم هایی که حذف فسفر بیولوژیکی به اندازه کافی فسفر را از بین نمی برد ، حذف فسفر شیمیایی به عنوان یک سیستم پشتیبان مورد استفاده قرار گیرد . در هر صورت ، استفاده از حذف فسفر بیولوژیکی و شیمیایی این مزیت را دارد که تولید لجن را به اندازه حذف فسفر شیمیایی به خودی خود افزایش نمی دهد .

پس از خارج شدن ، فسفر ، به صورت لجن فاضلاب غنی از فسفات ، ممکن است به محل دفن زباله ارسال شود یا به عنوان کود در ترکیب با لجن های فاضلاب هضم شده دیگر استفاده شود. در حالت دوم ، از لجن فاضلاب تصفیه شده نیز گاهی اوقات به عنوان بیوسیدها یاد می شود.

ضد عفونی

هدف از گندزدایی در تصفیه فاضلاب ، کاهش قابل ملاحظه تعداد میکروارگانیسم های موجود در آب برای استفاده بعدی مانند آبیاری و کشاورزی و تخلیه به محیط زیست است. اثر ضد عفونی به کیفیت آن ،  نوع ضد عفونی مورد استفاده ، مقدار ضد عفونی کننده (غلظت و زمان) و سایر متغیرهای محیطی بستگی دارد . به طور کلی ، زمان کوتاه تماس ، دوز کم و جریان زیاد ضد عفونی موثر است. روش های معمول گندزدایی شامل ازن ، کلر ، نور فرابنفش یا هیپوکلریت سدیم و یا کلسیم است. مونوکلرآمین که برای نوشیدن آب استفاده می شود به دلیل ماندگاری در تصفیه فاضلاب استفاده نمی شود. پس از چندین مرحله ضد عفونی ، پساب تصفیه شده آماده است تا با استفاده در کشاورزی به چرخه آب بازگردد.

کلرزنی به دلیل کم هزینه بودن و سابقه طولانی مدت اثربخشی رایج ترین روش ضد عفونی کننده در تصفیه فاضلاب است. یک نقطه ضعف این روش این است که کلرینه شدن مواد آلی باقیمانده می تواند ترکیبات آلی کلره دار ایجاد کند که ممکن است برای محیط زیست مضر باشند. کلر یا کلرامین های باقیمانده نیز ممکن است موجب کلرینه کردن مواد آلی در محیط طبیعی آبزیان باشند و کلر باقیمانده برای گونه های آبزی سمی و مضر می باشد .

از نور ماورا بنفش (UV) می توان به جای کلر ، ید یا سایر مواد شیمیایی استفاده کرد. از آنجا که از هیچ ماده شیمیایی استفاده نمی شود ، آب تصفیه شده هیچگونه اثر مخرب بر موجوداتی که بعداً آن را مصرف می کنند ، ندارد ، ولی در سایر روش ها ممکن است این اتفاق بیافتد. اشعه ماورا بنفش باعث آسیب به ساختار ژنتیکی باکتری ها ، ویروس ها و سایر عوامل بیماری زا می شود و آنها را از تولید مثل ناتوان می کند. از معایب اصلی ضد عفونی UV نیاز به نگهداری و تعویض مکرر لامپ و نیاز به پساب بسیار تصفیه شده (بدون کدورت) برای اطمینان از قرارگرفتن میکروارگانیسم های هدف در برابر اشعه ماورا بنفش (به عنوان مثال ، هرگونه جامد موجود در پساب تصفیه شده می تواند از میکروارگانیسم ها در برابر پرتو فرابنفش محافظت کند) . در انگلستان ، نورUV  به دلیل نگرانی در مورد تأثیر کلر در کلرزنی مواد آلی باقیمانده در فاضلاب و کلرهای آلی در آب ، به رایج ترین وسیله ضد عفونی تبدیل شده است. برخی از سیستم های تصفیه فاضلاب در کانادا و ایالات متحده نیز از نور ماورا UV بنفش برای ضد عفونی آب پساب خود استفاده می کنند.

ازن

ازن (O3) با عبور اکسیژن (O2) از یک پتانسیل ولتاژ بالا و در نتیجه اتصال اتم سوم اکسیژن و تشکیل O3 ایجاد می شود. ازن بسیار ناپایدار و واکنش پذیر است و اکثر مواد آلی را که در تماس با آن هستند را اکسید می کند و در نتیجه بسیاری از میکروارگانیسم های بیماریزا را از بین می برد. ازن ایمن تر از کلر در نظر گرفته می شود زیرا برخلاف کلر که باید در محل ذخیره شود ( که در صورت آزاد شدن تصادفی بسیار سمی است ) ، ازن در صورت نیاز از اکسیژن موجود در هوای محیط در محل تولید می شود. ازن سازی همچنین محصولات جانبی ضدعفونی کمتری نسبت به کلرزنی تولید می کند. از معایب ضدعفونی کننده ازن ، هزینه بالای تجهیزات تولید ازن و نیاز به اپراتورهای خاص است .

مرحله چهارم تصفیه فاضلاب

آلاینده های ریز مانند داروها ، مواد شیمیایی خانگی ، مواد شیمیایی مورد استفاده در مشاغل کوچک یا صنایع ، آلاینده های دارویی مداوم در محیط زیست (EPPP) یا سموم دفع آفات ممکن است در فرآیند تصفیه معمولی (تصفیه اولیه ، ثانویه و سوم) حذف نشوند و در نتیجه منجر به آلودگی آب و محیط زیست شوند. . اگرچه غلظت آن مواد و محصولات تجزیه آنها بسیار کم است ، اما هنوز هم احتمال آسیب به موجودات آبزی وجود دارد. برای داروسازی ، مواد زیر به عنوان “سم شناسی” شناخته شده اند:

مواد دارای اثرات مختل کننده غدد درون ریز ، مواد ژنوتوکسیک و موادی که توسعه مقاومت های باکتریایی را افزایش می دهند . آنها عمدتا به گروه EPPP تعلق دارند. تکنیک هایی برای از بین بردن ریزآلاینده ها از طریق مرحله چهارم تصفیه فاضلاب در آلمان ، سوئیس ، سوئد و هلند وجود دارد و آزمایشات در چندین کشور دیگر ادامه دارد . چنین مراحل فرآیندی عمدتاً از فیلترهای کربن فعال تشکیل شده اند که باعث جذب ریزآلاینده ها می شوند . ترکیبی از اکسیداسیون پیشرفته با ازن و به دنبال آن کربن فعال دانه ای (GAC) به عنوان یک ترکیب تصفیه فاضلاب مقرون به صرفه برای باقیمانده های دارویی پیشنهاد می شود. برای کاهش کامل ریزپلاست ها ترکیبی از اولترافیلتراسیون و به دنبال آن کربن اکتیو دانه ای GAC پیشنهاد شده است. همچنین استفاده از آنزیم هایی مانند آنزیم لاکاز در دست بررسی است. یک مفهوم جدید که می تواند یک تصفیه کارآمد از ریز آلاینده ها را فراهم کند ، می تواند استفاده از قارچ های ترشح کننده لاکاز باشد که در یک تصفیه خانه فاضلاب برای تخریب ریز آلاینده ها و همزمان تأمین آنزیم در کاتد سلول های سوخت زیستی میکروبی کشت می شود . سلول های سوخت زیستی میکروبی از نظر خاصیت آنها برای تصفیه مواد آلی موجود در فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند .

تصفیه لجن در تصفیه فاضلاب

لجن های جمع شده در فرآیند تصفیه فاضلاب باید به روش ایمن و موثر تصفیه و دفع شوند. در بسیاری از سیستم های بزرگ با فرآیند هضم ، حجم لجن های خام کاهش می یابد. هدف از هضم ، کاهش مقدار مواد آلی و تعداد میکروارگانیسم های بیماری زا موجود در جامدات است. این فرآیند موجب تولید گاز متان می شود که می تواند به عنوان سوخت برای تأمین انرژی برای نیروگاه یا برای فروش استفاده شود . متداول ترین گزینه های تصفیه شامل هضم بی هوازی ، هضم هوازی و کمپوست است .

اخیراً استفاده از یک روش سبز مانند تصفیه گیاهان به عنوان ابزاری ارزشمند برای بهبود لجن فاضلاب که توسط عناصر کمیاب و آلاینده های آلی پایدار آلوده شده است ، پیشنهاد شده است .

فیلتر پرس

تصفیه لجن به مقدار جامدات تولید شده و سایر شرایط خاص سایت بستگی دارد. برای كمپوست كردن در سیستم های مقیاس كوچك از هضم هوازی و در سیستم های متوسط و بزرگ از هضم بی هوازی استفاده می شود.

لجن آبگیری شده ممکن است برای دفع در محل دفن زباله سوزانده شده و یا به عنوان اصلاحیه خاک کشاورزی استفاده شود.

کنترل بو

بوهای ساطع شده از تصفیه فاضلاب به طور معمول نشان دهنده وضعیت بی هوازی یا “سپتیک” است. مراحل اولیه پردازش به تولید گازهای بدبو منجر می شود ، که سولفید هیدروژن موثر ترین آن ها می باشد . روش هایی از جمله افزودن نمک آهن ، پراکسید هیدروژن ، نیترات کلسیم و غیره برای کنترل سطح سولفید هیدروژن جهت کنترل بو وجود دارد .

در سیستم های تصفیه فاضلاب ، اکسیژن رسانی باعث می شود تا باکتری های هوازی اکسیژن مورد نیاز خود را برای هضم هوازی BOD بدست آورند . این هوادهی و اکسیژن رسانی به دلیل کاهش هضم بی هوازی به از بین رفتن بو کمک می کند .

 

جهت اطلاع از قیمت با ما تماس حاصل فرمایید.

مقالات مرتبط