بررسي روشxadهاي مختلف تصفيه فاضلاب

بررسي روشxadهاي مختلف تصفيه فاضلاب

روشxadهاي كه ميتواند جهت تصفيه فاضلاب مد نظر قرار گيرد شامل موارد ذيل ميباشد:



الف – بركهxadهاي تثبيت (WSP)

ب- لجن فعال هوادهي گسترده همراه با رشد چسبيده بصورت نرخ بالا(Highrate : Extended Aeration)

ج- راكتورهاي تخليه تناوبي (Intermittent Cycle Extended Aeration)

د – سيستم لجن فعال همراه با رشد چسبيده (IFAS)

و- لاگونهاي هوادهي (Arated Lagoon )

هـ- سيستم لجن فعال متعاقب فيلتر چکنده (Trickliy filter- Actived Sludge )

استخرهاي تثبيت فاضلاب

---

بررسي روشxadهاي مختلف تصفيه فاضلاب

روشxadهاي كه ميتواند جهت تصفيه فاضلاب مد نظر قرار گيرد شامل موارد ذيل ميباشد:



الف – بركهxadهاي تثبيت (WSP)

ب- لجن فعال هوادهي گسترده همراه با رشد چسبيده بصورت نرخ بالا(Highrate : Extended Aeration)

ج- راكتورهاي تخليه تناوبي (Intermittent Cycle Extended Aeration)

د – سيستم لجن فعال همراه با رشد چسبيده (IFAS)

و- لاگونهاي هوادهي (Arated Lagoon )

هـ- سيستم لجن فعال متعاقب فيلتر چکنده (Trickliy filter- Actived Sludge )
استخرهاي تثبيت فاضلاب

استخرهاي تثبيت فاضلاب در ساده ترين شكل خود حوضچه هاي عريض و كم عمقي هستند كه در آن فاضلاب خام به روشxadهاي كاملاً طبيعي و در اثر واكنش جلبكxadها و باكتريxadها تصفيه مي گردد. هزينههاي ساختماني، ميزان سرمايهxadگذاري اوليه و تعميرات مورد نياز آنها پايين و بهره برداري و نگهداري از آنها بسيار آسان و كم هزينه است. در ضمن در اين روش كاهش كليفرمxadهاي مدفوعي نسبت به ساير روشxadهاي تصفيه فاضلاب بيشتر ميباشد.

استخرهاي تثبيت فاضلاب بدون شك در مناطق گرمسيري و جايي كه زمين كافي در اختيار باشد يكي از مؤثرترين روشxadهاي تصفيه فاضلاب است.

بايستي متذكر شد كه استفاده از اين استخرها منحصر به مناطق گرمسير نميباشد و در اكثر شرايط آب و هوايي حتي مناطق سردسيري مانند آلاسكا راندمان مناسبي داشته است. در تصفيه فاضلابxadهاي صنعتي نيز استخرهاي تثبيت فاضلاب كارآرايي چشمگيري از خود نشان داده است. در كشورهاي صنعتي نيز عليرغم وجود تكنولوژي مدرن و پيشرفته امروزي سهم عمدهاي به استخرهاي تثبيت فاضلاب واگذار گرديده است. به طور مثال يك سوم از كل تصفيهxadخانهxadهاي فاضلاب شهري در آمريكا از نوع استخرهاي تثبيت ميxadباشند. به طور كلي بر اساس ماهيت واكنشxadهاي بيولوژيكي درون آنها به سه دسته اساسي زير تقسيم بندي ميxadشوند:

1- استخرهاي هوازي

2- استخرهاي بيxadهوازي

3- استخرهاي هوازي و بيxadهوازي (اختياري)


استخرهاي هوازي

يك استخر هوازي شامل باكتريxadها و جلبكxadهاي در حال تعليق بوده كه در عمق آن نيز شرايط هوازي غالب باشد. در اين بركه ها اكثر اكسيژن مورد نياز ميكروارگانيسم ها توسط عمل فتوسنتز جلبكxadها و مقداري هم توسط عمل هوادهي طبيعي كه در استخر صورت ميxadگيرد تأمين مي شود. صرفxadنظر از وجود جلبكxadها در محيط بيولوژيكي موجود، استخرهاي تثبيت هوازي شبيه يك سيستم لجن فعال ميxadباشد اكسيژن توليد شده از جلبكxadها در طول عمل فتوسنتز توسط باكتريxadها هنگام تجزيه هوازي مواد آلي مصرف مي گردد و در عوض مواد غذايي غير آلي ( نظير فسفر و ازت ) و دي اكسيد كربن كه در اثر اين تجزيه آزاد مي شوند توسط جلبكxadها مصرف مي گردند.

ميكروارگانيسمxadهاي ديگري نظير روتيفرها و پروتوزوئرها نيز در اين استخرها وجود دارند كه وظيفه آنها بيشتر جلادهي پساب مي باشد.


استخرهاي بيxadهوازي

اين استخرها در مواقعي مورد استفاده قرار ميگيرند كه بار آلي فاضلاب بسيار بالا بوده و مواد جامد فرار فراواني نيز در آن وجود داشته و فاضلاب كاملاً عاري از اكسيژن محلول باشد. در اين استخرها شرايط بيهوازي در سراسر عمق به جز لايه رويي حاكم است.

در اينجا اكسيژن آزاد مولكولي وجود ندارد و باكتريxadهاي بيxadهوازي اكسيژن مورد نياز خود را از تجزيه مواد آلي و غير آلي فاضلاب به دست مي آورند، بدين صورت كه مواد آلي را به CO2,CH4 و ساير محصولات گازي شكل، اسيدهاي آلي و بافتxadهاي سلولي تبديل ميكنند.

مواد جامد در كف بركه، محلي كه اين مواد به صورت بيxadهوازي هضم ميxadگردند تهxadنشين مي شود، فاضلابي كه مواد جامد آن تهxadنشين شده است، جهت تصفيه كاملxadتر به استخر اختياري ( Facultative Ponds) هدايت مي گردد.

تصفيه رضايتxadبخش در بركه هاي بيxadهوازي بستگي به رفتار متقابل باكتريxadهاي مولد اسيد و باكتريxadهاي مولد گاز دارد. بنابراين لازم است كه درجه حرارت بركه بيشتر از 15 درجه سانتيxadگراد و pH آن بيش از 6 باشد. تحت چنين شرايطي است كه توليد و تجمع لجن به حداقل خود خواهد رسيد. تخليه لجن هنگامي خواهد بود يك دوم ظرفيت (حجم مفيد) استخر از لجن پر شده باشد. اين استخرها در قديم به علت بوي شديد طرفدار چنداني نداشتهاند ولي در حال حاضر رابطه بين توليد بو و بار آلي با دلايل كافي و روشن به خوبي درك شده و بنابراين رفع اين مشكل معمولاً با يك طراحي صحيح امكانxadپذير مي باشد.
استخرهاي هوازي و بيxadهوازي (اختياري)

در اين استخرها تثبيت آلوده كننده ها به وسيله مجموعهاي از باكتريxadهاي هوازي، بيهوازي و اختياري صورت مي گيرد. يك استخر تثبيت اختياري از 3 ناحيه تشكيل شده است.
I – ناحيه هوازي :

اين ناحيه در سطح استخر قرار دارد و باكتريxadهاي هوازي و جلبكxadها داراي يك رابطهي همزيستي مي باشند مقدار اكسيژن مورد نياز براي حفظ شرايط هوازي طبقات فوقاني از طريق تماس سطح فاضلاب با هواي آزاد كسب ميگردد ولي بخش اعظم اكسيژن مورد نياز توسط فعاليت فتوسنتز جلبكxadها تأمين مي شود. اين جلبكxadها به طور طبيعي در استخرها و مكاني كه مقادير قابل ملاحظه اي از مواد غذايي حاصل از تابش نور خورشيد وجود دارند رشد ميكنند. رنگ سبز استخرها به علت وجود همين جلبكxadهاست.

باكتريxadهاي موجود دراستخر از اكسيژن توليد شده توسط جلبكxadها استفاده نموده و مواد آلي موجود در فاضلاب را اكسيده مينمايند.

يكي از محصولات نهايي متابوليسم باكتريxadها گاز كربنيك است كه توسط جلبكxadها در واكنش فتوسنتز مورد استفاده قرار ميxadگيرد زيرا نياز جلبكxadها به گاز كربنيك از مقداري كه از هوا تأمين مي شود بيشتر است. بنابراين يك همxadزيستي متقابل و مشترك[4] بين باكتريxadها و جلبكxadها در استخر وجود دارد از آنجايي كه واكنش فتوسنتز جلبك يك فعاليت وابسته به نور مي باشد در مقدار و غلظت اكسيژن محلول موجود در استخر در طول روز تغـييراتي حاصل ميxadگردد.

مقدار pH آب استخر نيز در طول روز متناسب با عمل فتوسنتز افزايش و حتي ممكن است به 10 نيز برسد. علت اين افزايش آن است كه مقدار گاز كربنيكي كه توسط جلبـكxadها مـصرف مي شود از ميزان توليد آن توسط باكتريxadها بيشتر بوده و در نتيجه يونxadهاي بيxadكربنات موجود نه تنها جهت جبران كمبود گاز كربنيك بلكه براي تشكيل يون هيدروكسيل قليايي تجزيه مي شوند كه باعث افزايش pH مي گردند.


I I- ناحيه بينابيني:

كه ناحيه هوازي xad- بيxadهوازي بوده وتجزيه مواد آلي توسط باكتري هاي هوازي - بيxadهوازي صورت مي پذيرد.


III – ناحيه بيxadهوازي:

اين ناحيه در قسمت تحتاني استخر قرار دارد و مواد جامد xad(لجن) ته نشين شده توسط باكتريxadهاي بيهوازي تجزيه ميشوند.

در تصفيه فاضلاب شهري از اين نوع استخرها بيشتر استفاده مي شود. عمق اين استخرها نبايد كمتر از 9/0 متر و بيشتر از 2 متر باشد تا جلبكxadها قادر به رشد و نمو باشند.


عوامل مؤثر در راندمان استخرهاي هوازي – بيxadهوازي عبارتند از:
الف- اختلاط

باد و حرارت دو عامل بسيار مهمي هستند كه در كيفيت اختلاط موجود در يك استخر تأثير به سزايي دارند. عمل اختلاط يك سري تغييرات حياتي و ضروري در بركـه ايـجـاد ميكنند كه عبارتند از:

1- جلوگيري ازتشكيل ناحيه راكد و ساكن

2- اطمينان كافي از توزيع و پخش يكنواخت BOD5 جلبك و اكسيژن در راستاي عمودي استـخر.

تنها عمل اختلاط است كه قادر به جابجايي جلبك هاي غيرمتحرك و ساكن به ســطح استخر يعني محلي كه نور به طور مؤثر نفوذ مي نمايد مي باشد. چنانچه اختلاطي حاصل نگردد بيشتر محتويات استخر به طور دائم در تاريكي مي ماند.

عمل اختلاط همچنين باعث مي شود اكسيژن توليد شده از سطح به طبقات پايين تر منتقل گردد. بنابراين عمل اختلاط مناسب موجود آمادگي استخر براي دريافت بار آلي(BOD5) بيشتري مي گردد.

عمق مؤثري كه وزش باد درآن ارتفاع باعث اختلاط ميxadگردد توسط فاصلهxadاي كه باد با سطح فاضلاب در تماس بوده قابل محاسبه مي باشد. براي اينكه حداكثر اختلاط توسط وزش باد انجام گيرد طول مورد نياز بدون در نظر گرفتن هيچxadگونه مانعي برسر راه آن مي بايستي در حدود 100 متر مي باشد.


ب- لجن

هنگامي گه فاضلاب وارد استخر مي شود بيشتر مواد جامد به طرف پايين ته نشين ميشوند و لايه لجن را تشكيل مي دهند. در حرارتxadهاي بيش از 15 درجه سانتيxadگراد هضم غيرهوازي مواد جامد با سرعت بيشتري انجام مي شود و نتيجتاً ضخامت لايه لجن تقريباً كمي بيشتر از 250 ميليxadمتر مي گردد و در بعضي مواقع ضخامت اين لايه خيلي مي باشد، تخليه لجن به ندرت و هر 10 تا 15 سال يكxadبار انجام مي شود. در حرارتxadهاي بيش از 22 درجه سانتيxadگراد تشكيل گاز متان بسيار سريع بوده و در نتيجه موجب شناور شدن ذرات لجن در سطح استخر ميxadگردد و بدين علت لايه هايي از لجن در سطح تشكيل مي گردد اين لايه ها به همراه ساير مواد و كف هايي كه بر روي استخر وجود دارد بايستي خارج شوند چرا كه اجازه نفوذ نور به لايه هاي استخر را نمي دهند.


ج – عمق

عمق كمتر از يك متر باعث رويش سبزينه در سطح استخر خواهد بود كه از اين حالت بايستي اكيداً پرهيز نمود، در غير اين صورت سطح استخر بهترين مكان جهت پرورش و تخمگذاري حشرات و مگسxadها خواهد شد. در عمق هاي بيشتر از 5/1 متر تجمع اكسيژن نزديك سطح استخر است و در نتيجه به جاي اينكه استخر داراي حالت هوازي باشد به صورت هوازي- بيxadهوازي عمل خواهد نمود. در مناطق خشك كه ميزان تبخير بالاست پرت آب در اثر تبخير بايد به حداقل برسد كه با افزايش عمق به 2 متر اين عمل صورت مي پذيرد و در نتيجه سطح استخر هم كاهش مي يابد. در مناطق سردسيري نيز عمق فوق جهت حفظ انرژي گرمايي فاضلاب خام ورودي در نظر گرفته مي شود.


د- آب وهوا

آب و هواي گرم براي عملكرد استخرها مناسب و ايدهxadآل مي باشد. از آن جايي كه تابش نور خورشيد شديد مي باشد بنابراين درجه حرارت استخرها بالا هستند. به علت وجود ساعات طولاني روز، واكنشxadهاي عمل فتوسنتز جلبكxadها براي مدت طولانيتر انجام ميگيرد و استفاده مقداري از اكسيژن محلول در طول شب امكان پذير ميباشد. در فصول اگرچه شدت نور براي فعاليتxadهاي جلبكxadها كافي است ليكن به علت افت درجه حرارت به حداقل ساليانه باعث كند شدن رشد و تكثير جلبكxadها و باكتريxadها ميشود.

جهت اطمينان از كارآرائي مطلوب استخرها بايد طراحي براساس بدترين شرايط آب و هوايي (سردترين ماه سال ) انجام گيرد.


محاسن استخرهاي تثبيت فاضلاب

الف : اين استخرها قادرند كه هر درجه مورد نياز از تصفيه را با كمترين قيمت و حداقل امكانات فني به وسيله كاركنان غير متخصص و مجرب انجام دهند.

بررسيهاي انجام گرفته حدود مخارج ساليانه كه (شامل سرمايهxadگذاري اوليه و مخارج تعميرات) را براي روشxadهاي مختلف تصفيه فاضلاب در هندوستان، نشان داده كه استخرهاي تصفيه فاضلاب ارزانxadترين روش تصفيه فاضلاب مي باشد با توجه به تجربيات اين مشاور در زمينه هاي مختلف، هزينه تصفيه هر متر مكعب فاضلاب در روش بركه هاي تثبيت معادل روش لجن فعال است.

ب: كاهش و حذف عوامل بيماري زا در اين سيستم ( بدون اضافه كردن مواد ضدعفوني كننده ) نسبت به ساير روشxadهاي تصفيه فاضلاب فوقxadالعاده زياد است.

تعداد كليفرمxadهاي مدفوعي در پساب خروجي از يك سيستم تصفيه فاضلاب متشكل از سه استخر معمولاً كمتر از يك سيستم تصفيه فاضلاب متشكل از سه استخر معمولاً كمتر از 5000 در هر 100 ميلي ليتـر ميباشد (ml 100/ FC 5000) در صورتي كه در پساب خروجي از يك سيستم تصفيه مكانيكي معمولي اين رقم حدود (ml 100/ FC 5000000) ميباشد. تخم انگلxadهاي رودهاي مختلف كه معمولاً در پساب خروجي تصفيه خانه هاي معمولي يافت ميگردند، در پساب خروجي از استخرهاي تثبيت تكميلي وجود ندارد.

ج : اين استخرها به خوبي قادرند شوكxadهاي ناشي از بار موادآلي و بار هيدروليكي را تحمل نمايند. وجود زمان ماند طولاني به طور كامل اطمينان ميدهد كه به خاطر رقت زيادي كه از بارآلي در استخر به وجود مي آيد شوكxadهاي كوتاه مدت ناشي از افزايش بار را تحمل نمايد.


نتيجه xadگيري:

با توجه به وجود تركيبxadهاي مختلف بركهxadهاي تثبيت و با توجه به بار آلي ورودي و نياز به زمين زياد از تركيب بركهxadهاي بيxadهوازي و بركه هاي اختياري جهت تصفيه فاضلاب استفاده ميگردد. جهت طراحي بركهxadهاي بيxadهوازي از روش بارگذاري حجمي و جهت بركه اختياري با كنترل بار سطحي در ارتباط با مدلxadهاي مختلف طراحي نمود.

با توجه به جدول شمارهxadی (8-2) اين مشاور گزينه بركهxadهاي تثبيت را به دلايل زير مناسـب نمي داند:

1- ميزان زمين مورد نياز جهت هر سه مدول حدوداً 12 هكتار مي باشد.( جهت يک مدول 5 هکتار زمين)

2- با توجه به جنس خاك منطقه و لزوم پيشبيني تمهيدات لازم جهت عمليات خاكي، كفسازيها و جدارهسازيهاي لاگون بهxadطور ويژه طراحي خواهد شد كه موجبات افزايش هزينهها را در پي خواهد داشت.

3- با توجه به وضعيت آب و هوايي و سطح بركههاي تبخير افزايش يافته و كيفيت پساب خروجي نيز كاهش مييابد.

4- با توجه به وجود فاضلاب صنعتی، پساب خروجی از برکهxadهای تثبيت از کيفيت مناسبی برخوردار نبوده و انعطافxadپذيری اين سيستم نسبت به شوکxadهای آلی و سمی پائين خواهد بود.

جدول شمارهxadی (8-2) : مشخصاتWSP با روشxadهاي مختلف طراحي

مطالب تصادفی:

نقشه برداری - سه شنبه بیست و چهارم اسفند 1389
قابل شرب شدن آب دريا در تگزاس - سه شنبه بیست و چهارم اسفند 1389
آیا زلزله در ژاپن به تغیرات اقلیمی مربوط است؟ - سه شنبه بیست و چهارم اسفند 1389
انواع سختی آب - سه شنبه بیست و چهارم اسفند 1389
سیانوباکترها - سه شنبه بیست و چهارم اسفند 1389
پمپ (تلمبه) - سه شنبه بیست و چهارم اسفند 1389
د.د.ت D.D.T - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
فضای سبز شهری - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
مدیریت اسید شویی در سیستم های آبیاری قطره ای - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
بهداشت آب در سفر - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
مبانی کلرزنی - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
فاضلاب "تلخهرود" را از نفس انداخت - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
تغییر اقلیم و خشکسالی - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
اشاره ای به سیل قم - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
مشکل بالکینگ در سیستم لجن فعال - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
کروژن چیست؟ - دوشنبه بیست و سوم اسفند 1389
آب سنگین و کاربرد آن - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
مشکل کف کردگی یا فومینگ در تصفیه خانه های لجن فعال - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
تصفیه خانه آب شرب کوثر - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
مهمترین علل رایج تخریب سدهای خاکی - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
آب ها آلوده می شوند و انسان ها به خطر می افتند - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
باران اسیدی ره آورد كم توجهی به آلاینده ها - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
آب در فرهنگ ایرانیان - یکشنبه بیست و دوم اسفند 1389
بازدارنده های رسوب در آب شیرین کن ها - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
فناوری نانو و فیلتراسیون - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
مقایسه بین روش های مختلف شیرین سازی آب - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
اساس اسمز معکوس و نانوفیلتر - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
دستگاه تهیه آب آشامیدنی از هوا ساخته شد - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
انتقال و توزیع آب - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
مخازن (tanks) - شنبه بیست و یکم اسفند 1389
لوله و اتصالات - جمعه بیستم اسفند 1389
دورهی طرح در سیستم های انتقال و توزیع آب - جمعه بیستم اسفند 1389
ادامه خشکسالی و صرفه جویی در مصرف آب - جمعه بیستم اسفند 1389
روشهای عمده بهره برداری مصنوعی از آب زیرزمینی - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
ايستگاه پمپاژ كهنه خانه پیرانشهر - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
استفاده از سیستم فتو ولتائیک - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
نصب و اجراي پمپ خورشيدي - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
دانلود مقالات فصلنامه آب و فاضلاب از1383تا1387 - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
مصرف تجاری و صنعتی آب - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
تصفيه آب - پنجشنبه نوزدهم اسفند 1389
پتانسیل و ظرفیت اکسیداسیون ، معیاری برای تعیین آلودگی فاضلابها - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
چرا آب، عجيبترين مايع جهان است؟ - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
قارچها وانواع آن - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
طراحی تصفیه خانه - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
تصفیه خانه فاضلاب اکباتان - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
شوری و سدیمی بودن خاک - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
فلوئور - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
مس - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
جیوه - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389
سرب - چهارشنبه هجدهم اسفند 1389

آلودگی آب - شنبه بیستم آذر 1389
تاریخچه فرآیندهای تصفیه آب - شنبه بیستم آذر 1389
آلاینده های آب و روشهای حذف آنها - جمعه نوزدهم آذر 1389
ساخت دستگاه نمونه گیر هوشمند ودوربین باز بینی شبکه فاضلاب - جمعه نوزدهم آذر 1389
مجموعه کتاب های مهندسی آب و فاضلاب - جمعه نوزدهم آذر 1389