تصفیه فاضلاب انسانی و هرآنچه باید درباره آن بدانید

پساب انسانی یکی از پسماندهای جوامع انسانی است که در نتیجه فرایندهای مختلفی تولید می‌شود. هر فرد در طول روز میزان قابل توجهی از پساب تولید می‌کند که شامل فاضلاب خانگی و بهداشتی است. این پساب‌ها ممکن است حاوی مواد آلی، نیتروژن، فسفر و مواد شیمیایی دیگر باشند که در صورت تخلیه بدون تصفیه مناسب، می‌توانند به‌شدت آلوده‌کننده برای منابع آب و خطرات جدی ای را برای سلامت مردم و محیط‌زیست به وجود آورند. روش‌های تصفیه فاضلاب انسانی شامل فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی هستند که باعث حذف و کاهش غلظت مواد آلی و معدنی مضر از پساب می‌شوند.

استفاده از این روش‌ها ضروری است تا خطرات بهداشتی این نوع از فاضلاب برطرف و همچنین حفظ تعادل زیست‌محیطی در مناطق مختلف فراهم شود. عدم تصفیه صحیح پساب انسانی منجر به افزایش آلودگی آب، انتقال بیماری‌ها و کاهش کیفیت زیستگاه‌های آبزیان و جانوران می‌شود؛ بنابراین، اهمیت استفاده از روش‌های تصفیه فاضلاب انسانی برای حفظ محیط‌زیست و بهبود کیفیت زندگی انسانی غیر قابل انکار است.

پساب انسانی چیست؟

پساب انسانی به آب‌های مصرف‌شده‌ای گفته می‌شود که از فعالیت‌های روزمره انسان‌ها، مانند شست‌وشو، استحمام، آشپزی و دفع فضولات انسانی تولید می‌شود. این پساب‌ها حاوی مواد آلوده‌کننده‌ای مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها، مواد شیمیایی، فلزات سنگین و مواد آلی تجزیه‌پذیر هستند که در صورت عدم تصفیه، می‌توانند خطرات جدی برای محیط‌زیست و سلامت انسان‌ها ایجاد کنند.

حجم متوسط تولید پساب انسانی در جهان به عواملی مانند میزان مصرف آب، جمعیت و نوع زیرساخت‌های فاضلابی بستگی دارد و بین کشورها و مناطق مختلف متفاوت است. به‌طورکلی، بر اساس آمارهای جهانی، هر فرد به طور متوسط بین 100 تا 300 لیتر فاضلاب بهداشتی در روز تولید می‌کند. این میزان شامل آب‌های مصرفی در شست‌وشو، استحمام، توالت و سایر فعالیت‌های خانگی است.

در کشورهای توسعه‌یافته با دسترسی گسترده به آب و سیستم‌های فاضلاب پیشرفته، میزان تولید فاضلاب بهداشتی به بالاترین سطح خود می‌رسد و به طور متوسط به حدود 200 تا 300 لیتر در روز می‌رسد. اما در کشورهای در حال توسعه و مناطقی که زیرساخت‌های آبی و بهداشتی ضعیف‌تری دارند، این میزان ممکن است کمتر باشد و به حدود 50 تا 100 لیتر در روز برسد.

محصول پیشنهادی: پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

مشخصات فاضلاب انسانی

پساب انسانی یا فاضلاب بهداشتی ترکیبی پیچیده از مواد مختلف است که در نتیجه فعالیت‌های روزمره انسانی تولید می‌شود. این فاضلاب دارای مشخصات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مختلفی است که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود:

1. مشخصات فیزیکی

• رنگ: فاضلاب انسانی معمولاً به رنگ خاکستری یا قهوه‌ای است.
• بو: به دلیل وجود مواد آلی تجزیه‌شده و گازهای ناشی از تجزیه بیولوژیکی، بوی نامطبوع دارد.
• مواد جامد معلق (TSS): فاضلاب حاوی ذرات جامدی است که می‌توانند شامل رسوبات، مواد آلی و ذرات ریز دیگر باشند.
• دما: معمولاً دمای فاضلاب انسانی نزدیک به دمای محیط است، اما می‌تواند در نقاط مختلف متفاوت باشد.

2. مشخصات شیمیایی

• مواد آلی: شامل کربن آلی (COD)، اکسیژن موردنیاز بیوشیمیایی (BOD) و چربی‌ها و روغن‌ها.
• نیتروژن و فسفر: این عناصر معمولاً به‌صورت نیترات، نیتریت، آمونیاک و فسفات در فاضلاب موجود هستند.
• مواد شیمیایی خطرناک: ممکن است شامل مواد شوینده، فلزات سنگین (مانند سرب، جیوه و کادمیوم) و مواد سمی دیگر باشد.
• pH: فاضلاب انسانی معمولاً دارای pH کمی اسیدی تا کمی قلیایی (6 تا 8) است.

3. مشخصات بیولوژیکی

• باکتری‌ها: شامل باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی است که می‌توانند بیماری‌زا باشند.
• ویروس‌ها: فاضلاب ممکن است حاوی ویروس‌های مختلفی باشد که می‌توانند به بیماری‌های عفونی منجر شوند.
• پروتوزوآ: موجودات تک‌سلولی که می‌توانند انگل‌های بیماری‌زا باشند.
• تخم انگل‌ها: تخم‌های برخی از انگل‌های روده‌ای می‌توانند در فاضلاب انسانی یافت شوند.

این مشخصات نشان‌دهنده تنوع و پیچیدگی ترکیبات موجود در فاضلاب انسانی هستند و تأکید می‌کنند که مدیریت و تصفیه صحیح آن برای حفظ سلامت عمومی و محیط‌زیست ضروری است.

برای اطلاع کامل در مورد ته نشینی در تصفیه مقاله آن را مطالعه کنید

مراحل تصفیه فاضلاب انسانی

تصفیه فاضلاب انسانی فرایندی پیچیده و چندمرحله‌ای است که هدف آن حذف یا کاهش آلاینده‌ها و مواد مضر از فاضلاب به‌منظور حفاظت از محیط‌زیست و بازیافت آب است. این فرایند به‌طورکلی شامل چهار مرحله اصلی است:

1. تصفیه مقدماتی (Preliminary Treatment)

   در این مرحله، مواد جامد بزرگ و معلق مانند چوب، پلاستیک، شن و ماسه از فاضلاب جدا می‌شوند. این کار با استفاده از آشغال‌گیرها، صافی‌ها و ته‌نشینی اولیه انجام می‌شود. هدف اصلی این مرحله کاهش حجم مواد جامد و آماده‌سازی فاضلاب برای مراحل بعدی است.

2. تصفیه اولیه (Primary Treatment)

   در این مرحله، فاضلاب به حوضچه‌های ته‌نشینی منتقل می‌شود، جایی که مواد جامد سنگین‌تر ته‌نشین می‌شوند و لجن اولیه تشکیل می‌شود. این لجن جدا شده و به واحدهای تصفیه لجن منتقل می‌شود، درحالی‌که فاضلاب به مرحله تصفیه ثانویه ارسال می‌شود. این مرحله به طور عمده برای کاهش میزان جامدات معلق و مواد آلی قابل ته‌نشینی است.

3. تصفیه ثانویه (Secondary Treatment)

   در این مرحله، فرایندهای بیولوژیکی برای تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب استفاده می‌شود. میکروارگانیسم‌ها در یک محیط کنترل‌شده رشد می‌کنند و مواد آلی را به مواد بی‌ضرر مانند دی‌اکسید کربن و آب تبدیل می‌کنند. فرایندهای متداول در این مرحله شامل بیولوژیکی متداول، فرایندهای لجن فعال، فیلترهای چکنده و غیره هستند. هدف این مرحله کاهش بار آلی فاضلاب و بهبود کیفیت آب خروجی است.

4. تصفیه ثالثیه (Tertiary Treatment)

   این مرحله نهایی تصفیه است که در آن مواد باقی‌مانده نظیر نیتروژن، فسفر و مواد شیمیایی مقاوم به تصفیه حذف می‌شوند. این کار ممکن است از طریق فرایندهای شیمیایی، فیزیکی یا بیولوژیکی انجام شود. به‌عنوان‌مثال، فرایندهای انعقاد شیمیایی، فیلتراسیون و گندزدایی با کلر یا اشعه ماورای بنفش (UV) می‌تواند در این مرحله مورد استفاده قرار گیرد. این مرحله برای تولید آب با کیفیت بالا که حتی می‌تواند برای مصارف غیرشرب یا تخلیه در محیط‌های حساس به کار رود، ضروری است.

انواع روش های تصفیه فاضلاب انسانی

تصفیه فاضلاب انسانی فرایندی است که شامل استفاده از روش‌های مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برای حذف آلاینده‌ها و بهبود کیفیت آب است. این روش‌ها بسته به نوع و میزان آلودگی موجود در فاضلاب، منابع در دسترس و نیازهای زیست‌محیطی متفاوت است. در ادامه به معرفی انواع اصلی روش‌ های تصفیه فاضلاب انسانی می‌پردازیم:

1. روش‌های فیزیکی

1. آشغال‌گیری (Screening): این روش اولین مرحله از تصفیه فاضلاب است که در آن مواد بزرگ و جامدات غیر قابل تجزیه مانند پلاستیک‌ها، چوب‌ها، و دیگر زباله‌های بزرگ از فاضلاب جدا می‌شوند. این فرایند به‌وسیله آشغال‌گیرها و صافی‌ها انجام می‌شود
2. ته‌نشینی (Sedimentation): در این مرحله، فاضلاب به حوضچه‌های ته‌نشینی منتقل می‌شود که در آن مواد جامد سنگین‌تر از آب به کف حوضچه سقوط می‌کنند. این مواد سپس جدا شده و به بخش‌های دیگر برای تصفیه یا دفع منتقل می‌شوند.
3. شناورسازی (Flotation): این روش مشابه ته‌نشینی است، با این تفاوت که مواد سبک‌تر مانند روغن‌ها و چربی‌ها به سطح آب می‌آیند و از سطح جدا می‌شوند.

2. روش‌های بیولوژیکی

1. تصفیه با لجن فعال (Activated Sludge): برای تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب در این روش از میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود. فاضلاب به مخازن هوادهی منتقل می‌شود، جایی که با اکسیژن‌دهی، میکروارگانیسم‌ها فعال می‌شوند و مواد آلی را تجزیه می‌کنند. سپس لجن فعال جدا شده و پساب تصفیه‌شده به مراحل بعدی می‌رود. فرایند لجن فعال در روش‌هایی زیادی مانند SBR، MBBR، EAAS و غیره استفاده می‌شود.
2. فیلترهای چکنده (Trickling Filters): فاضلاب از طریق یک بستر از مواد پرکننده مانند سنگ‌ها یا پلاستیک‌ها عبور می‌کند که با میکروارگانیسم‌ها پوشیده شده‌اند. این میکروارگانیسم‌ها مواد آلی را تجزیه می‌کنند. این روش برای تصفیه فاضلاب‌های با غلظت کمتر مواد آلی مناسب است.
3. راکتورهای بیولوژیکی غشایی (Membrane Bioreactors – MBR): این روش ترکیبی از تصفیه بیولوژیکی و فیلتراسیون غشایی است. پساب پس از عبور از فرایندهای بیولوژیکی، از طریق غشاهای ریز به‌صورت فیزیکی تصفیه می‌شود. این روش بسیار مؤثر در حذف مواد آلی و جامدات معلق است و آب تصفیه‌شده خروجی کیفیت بالایی دارد.

3. روش‌های شیمیایی

1. کلرزنی (Chlorination): یکی از روش‌های رایج ضدعفونی فاضلاب است که با افزودن کلر، باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا از بین می‌روند. کلرزنی معمولاً در پایان فرایند تصفیه برای اطمینان از سلامت آب خروجی انجام می‌شود.
2. انعقاد و لخته‌سازی (Coagulation and Flocculation): در این روش، مواد شیمیایی مانند آلومینیوم سولفات یا کلرور فریک به فاضلاب اضافه می‌شوند تا ذرات معلق کوچک به‌صورت لخته‌های بزرگ‌تر تجمع یابند و به‌راحتی ته‌نشین شوند. این فرایند به جداسازی بیشتر ذرات معلق کمک می‌کند.
3. جذب (Adsorption): این روش شامل استفاده از مواد جاذب مانند کربن فعال برای حذف مواد آلی و شیمیایی از فاضلاب است. جذب می‌تواند به طور مؤثر آلودگی‌هایی مانند مواد آلی مقاوم به تجزیه و برخی مواد شیمیایی خاص را از بین ببرد.

4. روش‌های پیشرفته

1. تصفیه غشایی (Membrane Filtration): این روش شامل استفاده از غشاهای نیمه‌تراوا برای جدا کردن آلاینده‌ها از آب است. انواع مختلفی از غشاها وجود دارند، از جمله اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون. این روش‌ها برای حذف آلاینده‌های ریز مانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و مواد آلی پیچیده به‌کار می‌روند.
2. فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced Oxidation Processes – AOPs): این فرایندها شامل استفاده از اکسیدکننده‌های قوی مانند اوزون، پراکسید هیدروژن و تابش UV برای تجزیه مواد آلی مقاوم به تجزیه در فاضلاب هستند. AOPs می‌توانند ترکیبات شیمیایی پیچیده و خطرناک را به مواد ساده‌تر و بی‌خطر تبدیل کنند.

سخن پایانی

پساب انسانی، در صورت عدم تصفیه مناسب، می‌تواند به منبعی خطرناک برای سلامت عمومی و محیط‌زیست تبدیل شود. این پساب حاوی میکروب‌ها، مواد شیمیایی مضر و آلاینده‌های مختلف است که می‌توانند باعث بروز بیماری‌های جدی و آلودگی منابع آب شوند. تصفیه و بازیافت فاضلاب نه‌تنها به حفظ محیط‌زیست و منابع آبی کمک می‌کند، بلکه با تأمین آب پاک و قابل استفاده مجدد، به بهبود کیفیت زندگی و مقابله با کمبود آب نیز کمک می‌کند. ازاین‌رو، اهمیت تصفیه فاضلاب انسانی به عنوان یک ضرورت حیاتی در جامعه امروز نباید نادیده گرفته شود.

فرایندهای مختلفی برای تصفیه و بازیافت فاضلاب استفاده می‌شود. استفاده از ترکیبی از این فرایندها در مراحل مختلف تصفیه، تضمین می‌کند که فاضلاب انسانی به‌صورت کامل تصفیه شده و آلاینده‌های مختلف از آن حذف شوند. هر یک از این روش‌ها نقش مهمی در بهبود کیفیت آب خروجی دارند و انتخاب مناسب‌ترین روش‌ها به عوامل مختلفی همچون نیازهای محلی و نوع آلودگی موجود بستگی دارد.