مراحل تصفیه فاضلاب کدامند ؟

در این مقاله قصد داریم مراحل تصفیه ی فاضلاب و دفع آن را بررسی کنیم. مراحل تصفیه ی فاضلاب در این مقاله در مورد فاضلاب شهری، خانگی و فاضلاب صنعتی قابل تعمیم است. روش غالب دفع فاضلاب در شهرها و شهرک های بزرگ، تخلیه به جریان آب های سطحی است. مناطق حومه ای و روستایی بیشتر به دفع زیرسطحی متکی هستند. در هر صورت برای این کار، فاضلاب باید حداقل تا حدی تصفیه شود تا از سلامت عمومی و کیفیت آب محافظت شود و ذرات معلق و مواد آلی زیست تخریب پذیر باید به میزان استاندارد حذف شوند. باکتری های بیماری زا باید از بین بروند. همچنین ممکن است حذف نیترات ها و فسفات ها و خنثی کردن یا حذف ضایعات صنعتی و مواد شیمیایی سمی ضروری باشد. میزان تصفیه فاضلاب بسته به شرایط محیطی محلی و استانداردهای دولتی متفاوت است.

ظرفیت و طراحی سیستم های تصفیه فاضلاب

اندازه و ظرفیت سیستم های تصفیه ی فاضلاب بر اساس حجم تخمینی فاضلاب تولید شده از مبدا یعنی منازل مسکونی، مشاغل و صنایع متصل به سیستم های فاضلاب تعیین می شود.  همچنین جریان ورودی و نفوذ پیش بینی شده نیز در این محاسبات موثرند.

برای طراحی سیستم تصفیه خانه، نیاز به جمع آوری و انتقال فاضلاب تا محل تصفیه خانه می باشد. بنابراین با ایجاد شبکه جمع آوری شهری امکان انتقال فاضلاب مهیا می گردد. سیستم های جمع آوری فاضلاب نیز دارای انواع مختلفی همچون متمرکز و نیمه متمرکز، مرکب و نیمه مرکب و … می باشند که انتخاب و طراحی بهترین روش جمع آوری به عوامل بسیاری بستگی دارد. برخی از این عوامل عبارتند از: تعداد مشتریانی که به آنها خدمات داده می‌شود، سناریوی جغرافیایی، محدودیت‌های سایت، اتصالات فاضلاب، میانگین و اوج جریان، ویژگی‌های فاضلاب ورودی، محدودیت‌های نظارتی پساب، امکان سنجی تکنولوژیکی، مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی و نگهداری مربوطه.

اگر نیاز به تصفیه فاضلاب دارید میتوانید به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب شرکت پاک پساب اقلیم مراجعه کنید.

سطوح اصلی و مراحل تصفیه فاضلاب

سه سطح تصفیه ی فاضلاب وجود دارد: اولیه، ثانویه و سوم (یا پیشرفته). این سطوح برای فاضلاب صنعتی و فاضلاب خانگی و شهری می تواند صدق کند. تصفیه اولیه حدود 60 درصد از کل جامدات معلق و حدود 35 درصد از اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی یا BOD را حذف می کند. اما ناخالصی های حل شده در این مرحله حذف نمی شوند. تصفیه ثانویه بیش از 85 درصد از مواد جامد معلق و BOD را حذف می کند.

در مراحل تصفیه فاضلاب معمولاً حداقل سطح تصفیه مورد نیاز در کشورهای توسعه یافته، سطح ثانویه است. هنگامی که بیش از 85 درصد از کل جامدات و BOD باید حذف شود، یا زمانی که سطوح نیترات و فسفات محلول باید کاهش یابد، از روش های تصفیه سوم نیز استفاده می شود.

فرآیندهای سطح سوم تصفیه فاضلاب، می توانند بیش از 99 درصد از تمام ناخالصی های فاضلاب را حذف کنند و پسابی با کیفیت تقریباً آب آشامیدنی تولید کنند. مرحله سوم می تواند بسیار گران باشد و معمولا هزینه مرحله ثانویه را نیز دو برابر می کند. بنابراین از مرحله سوم فقط در شرایط خاص استفاده می شود.

تصفیه اخرین مرحله

در مراحل تصفیه فاضلاب صنعتی  و مانند آن در مراحل تصفیه فاضلاب شهری یا مراحل تصفیه فاضلاب خانگی برای تمام سطوح تصفیه، آخرین مرحله قبل از تخلیه به آب های سطحی، ضد عفونی است که هر گونه پاتوژن باقی مانده در پساب را از بین می برد و از سلامت عمومی محافظت می کند. گندزدایی معمولاً با مخلوط کردن پساب با گاز کلر یا با محلول های هیپوکلریت در یک مخزن و به مدت حداقل 15 تا 30 دقیقه انجام می شود.

از آنجایی که باقیمانده کلر در پساب، ممکن است اثرات نامطلوبی بر آبزیان داشته باشد، گاها ممکن است یک ماده شیمیایی دیگر برای کلر زدایی پساب اضافه شود. امروزه اشعه ماوراء بنفش، که می تواند عمل ضدعفونی را بدون باقی گذاردن اثر مخربی در پساب، انجام دهد، کاربرد بیشتری از قبل پیدا کرده است و رقابتش با روش قدیمی و ارزان تر گندردایی با کلر، جدی تر شده است.

سطح اول و دوم تصفیه فاضلاب

مرحله اولیه از مراحل تصفیه فاضلاب

مرحله اولیه از مراحل تصفیه فاضلاب موادی را که یا شناور می شوند یا به راحتی توسط گرانش ته نشین می شوند، حذف می کند. این مرحله شامل فرآیندهای فیزیکی غربالگری یا آشغالگیری، خرد کردن، حذف شن و رسوب است. غربال ها از میله های فلزی بلند، با فاصله نزدیک و باریک ساخته شده اند. آن‌ها زباله‌های شناور مانند چوب و دیگر اجسام حجیم را که می‌توانند لوله‌ها یا پمپ‌ها را مسدود کنند، حذف می‌کنند. در کارخانه های مدرن، غربال ها به صورت مکانیکی تمیز می شوند.

محفظه های شن یا همان واحد دانه گیری (Grit Chamber)، مخازن باریک و بلندی هستند که برای کند کردن جریان طراحی شده اند تا مواد جامد مانند ماسه، تفاله قهوه و پوسته تخم مرغ خارج، ته نشین شوند. گل و لای و شن و ماسه می توانند در زمان طوفان از خیابان ها وارد سیستم فاضلاب شوند. شن باعث سایش و پارگی بیش از حد پمپ ها و سایر تجهیزات کارخانه می شود. حذف آن به ویژه در شهرهایی که سیستم های فاضلاب ترکیبی دارند، مهم است.

محفظه شن

جامدات معلقی که از روی آشغالگیر و دانه گیر عبور می کنند و حذف نمی شوند، در مخازن ته نشینی از فاضلاب خارج می شوند. این مخازن که زلال‌کننده‌های اولیه نیز نامیده می‌شوند، حدود دو ساعت زمان نگهداری را برای ته‌نشینی تحت جاذبه فراهم می‌کنند. همانطور که فاضلاب به آرامی در آنها جریان می یابد، مواد جامد به تدریج به پایین فرو می روند. لجن در یک قیف جمع آوری می شود و از آنجا برای خارج کردن پمپاژ می شود. دستگاه های مکانیکی لایه بردار نیز چربی روی سطح آب و سایر مواد شناور را حذف می کنند.

درباره تصفیه فیزیکی فاضلاب و غربال ها در مقاله دیگری نیز بحث شده است.

مرحله ثانویه از مراحل تصفیه فاضلاب

تصفیه ثانویه از مراحل تصفیه فاضلاب، مواد آلی محلول را که از مرحله اولیه گریخته اند را حذف می کند. همچنین مقدار بیشتری از مواد جامد معلق را حذف می کند. حذف معمولاً با فرآیندهای بیولوژیکی انجام می شود که در آن میکروب ها، ناخالصی های آلی را به عنوان غذا مصرف می کنند و آنها را به دی اکسید کربن، آب و انرژی برای رشد و تولید مثل خود تبدیل می کنند. تصفیه خانه فاضلاب، محیطی مناسب، برای این فرآیند بیولوژیکی طبیعی فراهم می کند. حذف مواد آلی محلول به محافظت از تعادل اکسیژن محلول در جریان، رودخانه یا دریاچه دریافت کننده فاضلاب کمک می کند.

سه روش اصلی تصفیه بیولوژیکی وجود دارد: فیلتر چکنده، فرآیند لجن فعال و حوضچه اکسیداسیون. روش چهارم که کمتر رایج است، کنتاکتور بیولوژیکی دوار است.

1-فیلتر چکنده

فیلتر چکنده (Trickling Filter) مخزنی است که با بستر عمیقی از سنگ پر شده است. فاضلاب ته نشین شده به طور مداوم در بالای سنگ ها پاشیده می شود و به سمت پایین چکه می کند و در آنجا برای تصفیه بیشتر جمع آوری می شود. وقتی فاضلاب به سمت پایین چکه می کند، باکتری ها روی سنگ ها جمع شده و تکثیر می شوند. جریان ثابت فاضلاب بر روی آنها، به میکروب ها اجازه می دهد تا مواد آلی محلول را جذب کنند، در نتیجه اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی یا BOD فاضلاب را کاهش می دهد. گردش هوا به سمت بالا از طریق فضاهای بین سنگ ها، اکسیژن کافی برای فرآیندهای متابولیکی را فراهم می کند.

مخازن ته نشینی که زلال سازهای ثانویه نامیده می شوند، میکروب‌هایی را که توسط جریان فاضلاب از سنگ‌ها شسته می‌شوند را حذف می‌کنند. دو یا چند فیلتر چکنده ممکن است به صورت سری به هم متصل شوند و فاضلاب می تواند به منظور افزایش کیفیت تصفیه، مجدداً در آنها گردش کند.

2-لجن فعال

سیستم تصفیه لجن فعال (Activated Sludge) شامل یک مخزن هوادهی و به دنبال آن یک زلال کننده ثانویه است. فاضلاب ته نشین شده، مخلوط با لجن تازه ای که از زلال کننده ثانویه به گردش در می آید، به مخزن هوادهی وارد می شود. سپس هوای فشرده از طریق دیفیوزرهای متخلخلی که در پایین مخزن قرار دارد به مخلوط تزریق می شود. با ایجاد حباب زدن در سطح، هوای منتشر شده دو عمل را انجام می دهد: یکی فراهم کردن اکسیژن و دیگری اختلاط سریع. همچنین می‌توان میزان هوا را با میکسرهای ملخ مانند مکانیکی که در سطح مخزن قرار دارند افزایش داد.

در چنین شرایطی، میکروارگانیسم‌ها رشد می‌کنند و یک سوسپانسیون فعال و سالم از جامدات بیولوژیکی – عمدتاً باکتری‌ها – به نام لجن فعال تشکیل می‌دهند. حدود شش الی 24 ساعت توقف در مخزن هوادهی انجام می گیرد. این به میکروب ها زمان کافی برای جذب مواد آلی محلول از فاضلاب را می دهد و باعث کاهش BOD می شود. سپس مخلوط از مخزن هوادهی به زلال‌کننده ثانویه می‌ریزد، جایی که لجن فعال بر اثر گرانش ته نشین می‌شود. آب زلال تر، به عنوان پساب ثانویه از سطح زلال ساز تخلیه می شود.

لجن از قیف در پایین مخزن خارج می شود. حدود 30 درصد از لجن از طریق ایرلیفت پمپ به مخزن هوادهی بازگردانده می شود و در آنجا با پساب اولیه مخلوط می شود. این بازگشت و اختلاط دوباره، یک ویژگی کلیدی در فرآیند لجن فعال است. میکروب های بازیافتی به خوبی با محیط فاضلاب سازگارند و به راحتی مواد آلی موجود در پساب اولیه را متابولیزه می کنند.

درباره هوادهی در فرآیند تصفیه فاضلاب در مقاله هوادهی در تصفیه فاضلاب بحث شده است.

سیستم تصفیه لجن فعال و هوادهی

3-حوضچه اکسیداسیون

حوضچه های اکسیداسیون (Oxidation Pond) که تالاب یا حوضچه های تثبیت نیز نامیده می شوند، حوضچه های کم عمق و بزرگی هستند که برای تصفیه فاضلاب از طریق تعامل نور خورشید، باکتری ها و جلبک ها طراحی شده اند. جلبک ها با استفاده از انرژی خورشید و دی اکسید کربن و ترکیبات معدنی آزاد شده توسط باکتری ها در آب رشد می کنند.

در طول فرآیند فتوسنتز، جلبک ها اکسیژن مورد نیاز باکتری های هوازی را آزاد می کنند. گاهی اوقات هواده های مکانیکی برای تامین اکسیژن بیشتر نصب می شوند و در نتیجه اندازه مورد نیاز حوضچه کاهش می یابد. رسوبات لجن در حوضچه، باید با لایروبی حذف شوند. جلبک های باقی مانده در پساب حوضچه را می توان با فیلتراسیون یا ترکیبی از عملیات شیمیایی و ته نشینی حذف کرد.

4-کنتاکتور بیولوژیکی دوار

در این سیستم تصفیه، یک سری دیسک های پلاستیکی بزرگ که بر روی یک محور افقی نصب شده اند تا حدی در پساب اولیه غوطه ور می شوند. با چرخش شفت، دیسک ها به طور متناوب در معرض هوا و فاضلاب قرار می گیرند و به لایه ای از باکتری ها اجازه می دهند روی دیسک ها رشد کنند و مواد آلی موجود در فاضلاب را متابولیزه کنند.

برای تهیه پکیج فاضلاب صنعتی به صفحه  پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی  پاک پساب اقلیم مراجعه کنید.

مرحله سوم از مراحل تصفیه فاضلاب

مرحله سوم از مراحل تصفیه فاضلاب، هنگامی که بیش از 85 درصد از کل جامدات و BOD باید حذف شود، یا زمانی که سطوح نیترات و فسفات محلول باید کاهش یابد، از روش های تصفیه سوم نیز استفاده می شود و پساب ثانویه توسط چندین فرآیند سوم تصفیه می شود. این کار به طور معمول انجام نمی گیرد.

درباره مرحله و سطح سوم تصفیه فاضلاب که به عنوان تصفیه پیشرفته نیز مورد اشاره قرار می گیرد، در مقاله تصفیه فاضلاب پیشرفته سخن خواهیم گفت.

جمع بندی

از مراحل تصفیه ی فاضلاب اعم از مراحل تصفیه فاضلاب شهری و یا مراحل تصفیه فاضلاب صنعتی میتوان به تصفیه فیزیکی، بیولوژیکی و تصفیه شیمیایی یا پیشرفته اشاره کرد. مراحل تصفیه فاضلاب خانگی نیز مشابه تصفیه فاضلاب شهری و یا صنعتی است . این مراحل بسته به آلودگی فاضلاب ورودی، استاندارد منطقه، کاربرد پساب خروجی و عواملی مانند آن با کمی تفاوت تکرار می شود. برای اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در پاک پساب اقلیم در تماس باشید.