تأسیسات پیش تصفیه فاضلاب برای اجرای یک و یا چند رشته از عملیات زیر که به منظور بهبود کیفیت آب خام ورودی به تأسیسات تصفیه خانه های آب طرح شده است، پیش بینی می‌گردد و ممکن است داخل یا خارج از تصفیه خانه قرار داشته باشد.
پیش تصفیه از مراحل مهم تصفیه می‌باشد که باید در طی آن، نخاله های بزرگ و جدانشدنی در حین تصفیه، از آب جدا شده و سپس آب، به مخازن تصفیه وارد شود. برای آشنایی بیشتر با این مقوله، همراه ما باشید.
پیش تصفیه فاضلاب چیست؟
عملیات پیش تصفیه فاضلاب جهت جداسازی مواد جامد معلق از طریق روش های شیمیایی و فیزیکی از جریان فاضلاب و ایجاد شرایط مناسب جهت تصفیه به کار برده می شود. در این مرحله راندمان تصفیه بالا نیست و پس از آن فاضلاب امکان استفاده مجدد را ندارد.
چرا باید عمل پیش تصفیه فاضلاب را انجام داد؟
معمولاً پیش از ورود فاضلاب های بهداشتی و صنعتی به تصفیه خانه فاضلاب، عملیات پیش تصفیه بر روی آن انجام می‌شود. همان‌طور که در بخش قبل گفتیم پس از عبور از مرحله پیش تصفیه، امکان استفاده مجدد از فاضلاب وجود ندارد. اما دلیل ضرورت استفاده از آن به شرح زیر است:
افزایش راندمان تصفیه خانه
در فاضلاب خام ورودی بخصوص در فاضلاب های صنعتی، مواد جامد معلق، ذرات کلوئیدی، فلزات سنگین و … وجود دارد. در صورت ورود این مواد به مراحل تصفیه بیولوژیکی، باعث ایجاد اختلال در فرآیند می‌گردند و تأثیر بسزایی بر راندمان تصفیه خواهد گذاشت. به همین جهت عملیات پیش تصفیه فاضلاب باعث می شود تا فاضلاب با کیفیت بهتر و قابل تجزیه بیولوژیکی به مراحل بعدی منتقل شود.
کاهش فشار به بخش های مختلف تصفیه خانه
در صورتی که عملیات پیش تصفیه انجام نشود و برخی از مواد معلق و کلوئیدی از جریان فاضلاب جدا نشود، در مراحل بعدی جهت حذف آن ها نیاز به توان و صرف انرژی بیشتری خواهد بود. به عنوان مثال نیاز به فضای بیشتر جهت ته نشینی، افزایش میزان هوای مورد نیاز و ایجاد فشار بر روی انواع بلوئر هوادهی، گرفتگی بیشتر فیلترها و غشا ها و نیاز به شستشو و بکواش بیشتر، و…
افزایش فعالیت میکروارگانیسم‌ها
با کاهش چربی ها در سطح فاضلاب حلالیت اکسیژن افزایش پیدا کرده و فعالیت میکروارگانیسم‌ها بهبود میابد. همچنین با تنظیم ph شرایط مناسب برای رشد و تغذیه میکروارگانیسم‌ها پدید می‌آید.
کاهش هزینه های تصفیه
کاهش برخی آلاینده ها پیش از تصفیه سبب کاهش بار آلودگی و همچنین دوز تزریق مواد شیمیایی و در نتیجه کاهش هزینه های تحمیلی به تصفیه خانه می‌گردد.
حفظ ایمنی تجهیزات
ورود برخی ذرات به تصفیه خانه می‌تواند موجب آسیب رسیدن به تجهیزات مانند پمپ‌ها گردد. با حذف این مواد در پیش تصفیه می‌توان از ایمنی تجهیزات اطمینان حاصل کرد.
بهبود کیفیت آب تصفیه شده
با حذف مواد اضافی عملیات تصفیه در بخش های دیگر بهتر انجام گرفته و در نتیجه کیفیت فاضلاب افزایش میابد.
روش های پیش تصفیه فاضلاب
فاضلاب بهداشتی، فاضلاب صنعتی و همچنین آب قبل از ورود به سیستم آب شیرین کن (RO) یا تصفیه خانه آب نیاز به عملیات پیش تصفیه خواهد داشت. پیش تصفیه فاضلاب به روش شیمیایی، فیزیکی و یا تلفیقی از هر دو روش صورت می گیرد.
1- روش های فیزیکی پیش تصفیه فاضلاب
روش های فیزیکی یا مکانیکی پیش تصفیه فاضلاب با استفاده از تجهیزات مکانیکال مانند انواع آشغال‌گیر، فیلترهای شنی، کارتریج و … انجام می شود. در این روش جامدات معلق مانند برگ، چوب، سنگ، شن و … از جریان فاضلاب جدا می شود. تجهیزات این بخش بسته به میزان دبی ورودی تصفیه خانه و نوع فاضلاب دارای انواع مختلفی می باشد به عنوان مثال آشغال‌گیر از نوع سبدی تا نوع مکانیکی که به صورت اتوماتیک عمل می‌کند وجود دارد.
2- روش های شیمیایی پیش تصفیه فاضلاب
در جریان فاضلاب علاوه بر مواد معلق، ذرات دیگری وجود دارند که به دلایل مختلف قابل جداسازی با روش های فیزیکی نمی باشند. به عنوان مثال ذرات کلوئیدی دارای بار بسیار ریز هستند و قابل ته نشینی نمی باشند و یا فلزات سنگین و سایر مواد نیز از طریق فیزیکی قابل حذف نیستند. در چنین شرایطی با استفاده از روش های شیمیایی عمل پیش تصفیه انجام می شود. در این روش از مواد شیمیایی مانند منعقد کننده ها، پلی الکترولیت ها و … استفاده می شود.
3- روش های فیزیکوشیمیایی پیش تصفیه فاضلاب
همان‌طور که گفته شد در برخی از پروژه ها، از هر دو روش فیزیکی و شیمیایی به صورت تلفیقی استفاده می شود. به عنوان مثال پس از تزریق مواد شیمیایی (روش شیمیایی) باید مدت زمانی فاضلاب در مخزن ته نشینی (مرحله فیزیکی) آرام گیرد تا جداسازی مواد انجام شود.
مراحل پیش تصفیه فاضلاب
عمل پیش تصفیه فاضلاب معمولاً برای پکیج تصفیه فاضلاب انجام می‌شود. چرا که هدف اصلی آن، از بین بردن نخاله های بزرگ و سنگین است که وجود آن ها در پکیج تصفیه، ممکن است مشکل ساز شود. در ادامه به مراحل پیش تصفیه فاضلاب آشنا خواهید شد.
آشغال‌گیر (Screening)
آشغال‌گیر به‌عنوان یک فرایند فیزیکی و اولین مرحله در پیش‌تصفیه فاضلاب، وظیفه حذف مواد جامد درشت مانند چوب، پلاستیک و پسماندهای جامد آلی را بر عهده دارد. این فرآیند با استفاده از توری‌ها یا صفحات فلزی با روزنه‌های مشخص (معمولاً ۶ تا ۲۰ میلی‌متر) انجام می‌شود. طراحی این سیستم باید به گونه‌ای باشد که از انسداد جریان جلوگیری کند و آشغال های جدا شده از جریان فاضلاب، به‌راحتی جمع‌آوری شوند.
آشغال‌گیرها به دو نوع دستی و مکانیکی تقسیم می‌شوند؛ نوع مکانیکی با راندمان و هزینه بالاتر برای فاضلاب‌های با حجم زیاد مناسب‌تر است. نگهداری منظم، از جمله تمیزکاری روزانه، برای جلوگیری از گرفتگی آشغال‌گیر ضروری است. این روش نه‌تنها بار آلی ورودی به مراحل بعدی را کاهش می‌دهد، بلکه از آسیب به تجهیزات مکانیکی جلوگیری می‌کند. بر اساس بررسی‌های صورت گرفته، حذف حدود ۵۰ تا ۷۰ درصد مواد جامد درشت با این روش امکان‌پذیر است که تأثیر قابل‌توجهی بر کارایی کل سیستم دارد.
دانه‌گیر (Grit Removal)
دانه‌گیری فرآیندی است که ذرات معدنی سنگین مانند ماسه، شن و خرده‌سنگ‌ها را از فاضلاب جدا می‌کند. این مواد که معمولاً اندازه‌ای بین 0.1 تا ۲ میلی‌متر دارند، می‌توانند به پمپ‌ها و تجهیزات بعدی آسیب بزنند یا رسوب‌گذاری ایجاد کنند. دانه‌گیرها اغلب به‌صورت حوضچه‌های سرعت کم یا چرخنده طراحی می‌شوند که در آن با کاهش سرعت جریان، ذرات سنگین ته‌نشین می‌شوند.
زمان ماند هیدرولیکی در این حوضچه ها، معمولاً بین ۳۰ ثانیه تا ۲ دقیقه است. این روش از فرسایش تجهیزات و گرفتگی خطوط جلوگیری می‌کند و برای فاضلاب‌های شهری یا صنعتی با بار معدنی بالا ضروری است. راندمان حذف دانه‌ها می‌تواند به ۹۰ درصد برسد، مشروط بر اینکه طراحی با دقت انجام شود و جریان به‌خوبی کنترل گردد. نگهداری دوره‌ای برای تخلیه رسوبات نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.
چربی‌گیر (Oil and Grease Removal)
چربی‌گیر به‌منظور جداسازی چربی‌ها، روغن‌ها و مواد شناور از فاضلاب طراحی می‌شود. این مواد که معمولاً از منابع آشپزخانه‌ای یا صنعتی سرچشمه میگیرند، می‌توانند به میکروارگانیسم‌ها در مراحل تصفیه بیولوژیکی آسیب بزنند یا گرفتگی ایجاد کنند. سیستم‌های چربی‌گیر اغلب بر اساس نیروی ثقل عمل می‌کنند، جایی که با کاهش سرعت جریان، چربی‌ها به سطح شناور می‌شوند و از طریق اسکیمرها جمع‌آوری می‌شوند.
زمان ماند هیدرولیکی معمولاً ۲۰ تا ۳۰ دقیقه است. طراحی باید شامل جداسازی کامل فازهای مایع و جامد باشد. این روش می‌تواند تا ۹۰ درصد چربی را حذف کند، اما نیاز به تمیزکاری منظم دارد تا از تجمع و بوی نامطبوع جلوگیری شود. استفاده از مواد شیمیایی در برخی موارد نیز می‌تواند کارایی چربی گیری را افزایش دهد.
پیشنهاد می شود از صفحه ی خرید پکیج چربی گیر دیدن فرمایید.
ته‌نشینی اولیه (Primary Sedimentation)
ته‌نشینی اولیه فرآیندی است که با استفاده از نیروی گرانش، مواد معلق قابل ته‌نشینی را از فاضلاب جدا می‌کند. این مرحله معمولاً در مخازن مستطیلی یا دایره‌ای با عمق ۲ تا ۴ متر انجام می‌شود، جایی که زمان ماند هیدرولیکی بین 1.5 تا ۲ ساعت تنظیم می‌شود. هدف اصلی، حذف ۵۰ تا ۷۰ درصد مواد آلی معلق و جامدات قابل ته‌نشینی است. لجن ته‌نشین‌شده به وسیله پمپ جمع‌آوری و به واحد هضم لجن منتقل می‌شود. این روش بار آلی ورودی به مراحل بعدی را کاهش می‌دهد و از فرسایش تجهیزات جلوگیری می‌کند.
متعادلسازی (Equalization)
متعادلسازی فرآیندی فیزیکی است که برای همگن‌سازی فاضلاب از نظر دبی، بار آلی و pH به کار می‌رود. این مرحله در مخازن بزرگ با تجهیزات اختلاط یا هوادهی انجام می‌شود تا نوسانات ناشی از ورود فاضلاب متغیر (مثل پساب صنعتی) مدیریت شود. زمان ماند هیدرولیکی بسته به حجم و نوع فاضلاب، معمولاً بین ۴ تا ۸ ساعت است. هدف اصلی از متعادلسازی، کاهش شوک هیدرولیکی و آلی به واحدهای بعدی است. این روش راندمان تصفیه بیولوژیکی را افزایش می‌دهد و از گرفتگی یا خرابی تجهیزات جلوگیری می‌کند.
پیش‌تصفیه شیمیایی (Chemical Pretreatment)
پیش‌تصفیه شیمیایی با افزودن مواد شیمیایی مانند کلر، منعقدکننده‌ها (مثل آلوم) یا لخته‌سازها انجام می‌شود تا ذرات معلق، مواد آلی محلول یا فلزات سنگین را حذف کند. این روش معمولاً در فاضلاب‌های صنعتی با آلودگی های خاص به کار می‌رود. دوز مواد شیمیایی بر اساس آزمایش‌های اولیه تعیین می‌شود. فرآیند شامل اختلاط سریع و ته‌نشینی است که زمان آن ۱۵ تا ۳۰ دقیقه است. این روش می‌تواند تا ۸۰ درصد مواد معلق را حذف کند، اما تولید لجن شیمیایی را افزایش می‌دهد.
فیلتراسیون اولیه (Initial Filtration)
فیلتراسیون اولیه با استفاده از بسترهای متخلخل (مثل شن یا آنتراسیت) یا کارتریج‌ها، ذرات ریز و مواد آلی را از فاضلاب جدا می‌کند. این پیش تصفیه فیزیکی، معمولاً به‌عنوان مکمل پس از مراحل اولیه به کار می‌رود و روزنه‌های فیلتر بین 0.5 تا ۲ میلی‌متر است. هدف از این فرایند، کاهش بار معلق و بهبود کیفیت ورودی به مراحل تصفیه بیولوژیکی است. راندمان حذف می‌تواند به ۶۰ تا ۸۰ درصد برسد، اما نیاز به بکواش دوره‌ای دارد. نگهداری منظم، از جمله تعویض بستر در صورت گرفتگی، برای کارایی بلندمدت ضروری است.
پیش تصفیه فاضلاب صنعتی
پیش تصفیه فاضلاب صنعتی نیز همانند فاضلاب بهداشتی امری ضروری است. فاضلاب های صنعتی به علت وجود مواد و آلاینده های صنعتی، دارای تغییرات به مراتب شدیدتر از فاضلاب های بهداشتی است و به همین دلیل از مراحل پیش تصفیه مختلف استفاده می‌شود. پیش تصفیه فاضلاب صنعتی همچون فاضلاب بهداشتی می‌تواند متشکل از روش های فیزیکی و شیمیایی باشد.
به جز موارد ذکر شده در بخش های قبل که در پیش تصفیه فاضلاب صنعتی نیز مورد استفاده قرار میگیرند، سایر روش ها شامل موارد زیر است:
- استفاده از حوضچه های ته نشینی و معلق سازی: به منظور حذف مواد جامد، روغن و گریس در صنایع کاغذ سازی، سرامیک سازی، کشتارگاه ها و غیره
- تنظیم ph : به منظور مناسب سازی فاضلاب برای افزایش راندمان تصفیه در مراحل بعد
- تزریق کمک منعقد کننده ها: جهت افزایش راندمان جداسازی مواد معلق که از طریق ثقل، قابل ته نشینی نیستند.
- تزریق نیتروژن و فسفر: در بعضی از فاضلاب های صنعتی، به منظور استفاده از فرایندهای بیولوژیکی و تأمین شرایط لازم انجام این فرایندها، مواد مغذی همچون فسفر و نیتروژن اضافه می‌شود.
- چربی گیری: که در بخش های قبل به شرح آن پرداختیم. عمل چربی گیری در پیش تصفیه فاضلاب های صنعتی غالباً به دلیل ماهیت ذرات چربی و روغن، به صورت مکانیکی و با استفاده از تجهیزات “شناورسازی با هوای محلول یا DAF” صورت می‌گیرد.
در ادامه بخوانید: بالکینگ چیست؟ نگاهی به پدیده ی کلیدی در تصفیه فاضلاب
سخن پایانی
پیش‌تصفیه فاضلاب، به‌عنوان اولین مرحله در فرایند تصفیه، نقش حیاتی در مدیریت مؤثر فاضلاب ها ایفا می‌کند. این مرحله شامل روش‌هایی نظیر آشغال‌گیر، دانه‌گیر، چربی‌گیر، ته‌نشینی اولیه، متعادلسازی، پیش‌تصفیه شیمیایی و فیلتراسیون اولیه است که هر یک با هدف حذف مواد جامد، چربی‌ها، ذرات معدنی، نوسانات کیفی و ایجاد تعادل شیمیایی لازم طراحی شده‌اند. این فرآیندها با کاهش بار آلی و معلق، از آسیب به تجهیزات مراحل بعدی جلوگیری کرده و کارایی کل سیستم را افزایش می‌دهند.
اهمیت پیش‌تصفیه به‌ویژه در شرایطی که فاضلاب حاوی ذرات معلق زیاد یا آلاینده‌های خاص باشد، بیشتر است؛ زیرا بدون این مرحله، گرفتگی، فرسایش و کاهش راندمان اجتناب‌ناپذیر خواهد بود. نگهداری منظم و انتخاب روش مناسب بر اساس نوع فاضلاب، کلید موفقیت در این مرحله است. به کار گیری مناسب فرایندهای پیش تصفیه، نه‌تنها هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد، بلکه گامی مؤثر در حفظ سلامت اکوسیستم‌ها و تأمین آب قابل بازچرخانی به شمار می‌رود.
