تصفیه فاضلاب شهری چیستسیستم
تصفیه فاضلاب در کارخانه شرکت مهندسی فراب صنعت تولید شده و بعد از منتقل شدن سیستم در محل پروژه راه اندازی می گردد. روند مورد استفاده برای تصفیـه روش لجن فعـال با هـوادهی گستـرده است که از نوع روش های هوازی و بیولوژیکی میباشد. این پکیج قادر است بصورت روزانه فاضلاب ناشی از شست و شو را تصفیه کرده و کیفیت پساب را به سطح استانداردهای زیست محیطی برساند.
روش های تصفیه فاصلاببطورکلی روش های
تصفیه فاضلاب را می توان به ۳ دسته اصلی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم بندی نمود. اتفاق نادریست اگر که یکی از روش های گفته شده بتواند تمامی خواسته ها را از سیستم تصفیه برآورده سازد. بنابراین در اکثر موارد لازم است که ترکیبی از روشهای فوق استفاده شود.
۱-روشهای فیزیکی
در این روش از نیروهای فیزیکی برای جداسازی مواد از جریان فاضلاب استفاده می شود. بدلیل سادگی این فرآیند، روشهای فیزیکی اولین روش های مورد استفاده در تصفیه فاضلاب بوده اند.
هزینه به نسبت دیگر روش ها، کمتر است و همواره سعی شده در انتخاب فرآیند های تصفیه فاصلاب از حداکثر توان این روش استفاده شود.
آشغالگیری، دانه گیری، ته نشینی، شناورسازی، چربیگیر و فیلتراسیون همگی نمونه هایی از روش های فیزیکی درتصفیه فاضلاب میباشند.
۲-روشهای شیمیایی
دراین روش، فرآیند جداسازی یا تبدیل مواد آلاینده، به کمک افزودن موادشیمیایی ودر نتیجه واکنش های شیمیایی آن مواد صورت می گیرد. پیچیدگی در این فرآیندها به مراتب بیش از روشهای فیزیکی میباشد.
پیچیدگی سبب دشواری نسبی در بهرهبرداری از روشهای شیمیایی میگردد. از این رو تا حد امکان سعی می شود که کمتر از روشهای شیمیایی در سیستم تصفیه استفاده شود. همچنین هزینه خرید و نگهداری مواد شیمیایی مورد نیاز در برخی موارد بزرگترین مانع در کاربرد فرآیندهای شیمیایی است.
ترسیب (انعقاد و لخته سازی) شیمیایی و گندزدایی با کلر وترکیبات آن جزء مهمترین روشهای شیمیایی مورد استفاده در تصفیه فاضلاب هستند.
۳- روشهای بیولوژیکی
به آن دسته از روش هایی که درآنها از فرآیندهای بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب استفاده میشود، روش های بیولوژیکی می گویند. در این روشها میکروارگانیسمها (بویژه باکتریها) نقش اصلی را درفرآیند تصفیه برعهده دارند چراکه آنها با استفاده ازمکانیزم های درونی خود مواد آلی موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن برای تولید سلول جدید و کسب انرژی استفاده میکنند.
از آنجاکه سهم عمده ای از آلایندههای فاضلابها را مواد آلی تشکیل میدهند، استفاده از روشهای بیولوژیکی امروزه بطور گستردهای برای تصفیه فاضلاب ها متداول شده است. روشهای بیولوژیکی قادرند با هزینه ای پایین، طیف گسترده ای از آلاینده ها را مورد تصفیه قرار دهند.
۳-۱روش لجن فعال متعارف
این روش یکی از پرکاربرد ترین روشهای بیولوژیکی در تصفیه انواع فاضلاب های بهداشتی و تصفیه پساب صنعتی است. فرآیند بیولوژیکی در این روش از نوع هوازی بوده که رشد میکروارگانیسم ها درآن بصورت معلق صورت میگیرد.
این روش عموماً درمواردی بکار می رود که حجم فاضلاب ورودی به تصفیه خانه بالا بوده و به همین سبب تأسیسات و تجهیزات ویژه ای برای آبگیری و هضم لجن در نظر گرفته میشود.
روش لجن فعال با هوادهی گسترده
فرآیند
تصفیه فاضلاب در این روش مطابق فرآیند لجن فعال است با این تفاوت که به منظور کاهش حجم لجن تولیدی و مشکلات ناشی از آن اصلاحاتی در روش تصفیه صورت گرفته است. این اصلاحات شامل افزایش زمان ماند هیدرولیکی و عمر لجن میباشد.
این تغییرات سبب شده است که میزان لجن دفعی بطور قابل ملاحظهای کاهش یابد. همچنین پایداری و مقاومت سیستم نسبت به نوسانات کیفی و کمی ورودی افزایش یافته است. انعطاف پذیری و پایداری این سیستم سبب شده است که امروزه در کشور ما بطور گستردهای از این روش برای تصفیه انواع فاضلاب های بهداشتی و صنعتی استفاده شود.
روش بستر لجن رو به بالا بی هوازی
این روش جزء مهمترین روشهای بیولوژیکی و بیهوازی تصفیه فاضلاب است. در این روش رئاکتور مورد استفاده یک نوع رئاکتور با جریان رو به بالا است که در آن بستری از دانههایی که به شکل بیولوژیکی تشکیل یافتهاند، نقش پرکننده را دارند. هنگامی که فاضلاب به شکل یکنواخت از کف مخزن وارد میشود، مایع از میان ناحیه هضم، که ناحیه جداسازی جامد و مایع است، عبور میکند.
جامداتی که در ناحیه ته نشینی جداشده اند به ناحیه بستر فعال بازگردانده میشوند درحالیکه مایع به شکل پساب از سرریز خارج میگردد. موادآلی توسط توده زیستی تثبیت میشود وگازحاصل ازتثبیت مواد زاید درمحفظه گاز جمع آوری میگردد.
در انتخاب یک روش تصفیه فاضلاب دو عامل نقش اصلی را ایفاء میکنند.
عامل اول : کیفیت فاضلاب ورودی به سیستم
عامل دوم : کیفیت موردنیاز برای پساب خروجی میباشد
عدم توجه به هریک از دو عامل فوق به هنگام انتخاب روش تصفیه سبب میگرددکه سیستم تصفیه نتواند خواستههای اساسی از آن را برآورده سازد.
انتخاب روش تصفیه
ماهیت آلی فاضلاب تولیدی از یک سو و بارآلودگی آن از سوی دیگر، سبب برتری روشهای بیولوژیکی بر دیگر روشها برای انجام عملیات اصلی تصفیه میگردد. البته از روشهای فیزیکی و شیمیایی نیز در جریان تصفیه استفاده میشود اما استفاده از آنها در مراحل پیش تصفیه و گندزدایی خواهد بود و بخش اصلی تصفیه به کمک روشهای بیولوژیکی به انجام خواهد رسید.
فرآیندها
سهم بسیار بالایی از بار آلودگی فاضلابهای بهداشتی مربوط به اجزای آلی آن میباشد. این اجزا به سبب ماهیت خود منبع تغذیه بسیار مناسبی برای میکروارگانیسمها میباشند. به همین سبب در اغلب موارد از روشهای بیولوژیکی برای تصفیه این فاضلابها استفاده میشود.
آشغالگیری ذرات درشت دانه معمولاً درجریانات فاضلاب ها وجود دارد. برای جلوگیری از ایجاد مشکل در تأسیسات الکترومکانیکال و گرفتگی در لوله لازم است که این ذرات درشت دانه جدا گردند. این عملیات توسط واحد آشغالگیر یه انجام میرسد.
آشغالگیرها در انواع و ظرفیتهای مختلف قابل ساخت هستند که طراحی و ساخت آنها با توجه به دبی فاضلاب، قطر ذرات عبوری، دستی یا مکانیکی بودن تمیزشدن آن، pH فاضلاب و شرایط بهرهبرداری محلی صورت میگیرد.
EAAS- هوادهی گسترده با رجوع به بخش معرفی روشهای بیولوژیکی و درنظر گرفتن مزایا و معایب هرکدام از سیستمها، سیستم لجن فعال با هوادهی گسترده به عنوان بهترین گزینه تصفیه برای بخش هوازی سیستم انتخاب شده است. چراکه این روش علاوه بر برخورداری از راندمان بالا در تصفیه، لجن بسیار کمتری تولیدکرده و همچنین لجن تولیدی آن تثبیت شده خواهد بود. تولید لجن کمتر از آنجا مورد اهمیت قرار میگیرد که مسئله دفع و پردازش لجن از مشکلات مهم تصفیه خانههای فاضلاب است.
پس از استفاده از روش لجن فعال با هوادهی گسترده و ته نشین نمودن لجن تولیدی آن، این نیاز وجود دارد که پساب خروجی گندزدایی شود. بنابراین گندزدایی به عنوان آخرین فرآیند، درسیستم تصفیه مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
گند زدایی
اگرچه وجود میکروارگانیسمها و به خصوص باکتریها در تصفیه فاضلاب نقشی اساسی را دارند ولی خروج بدون کنترل آنها از تصفیه خانه و ورود آنها به منابع آب پذیرنده میتواند سبب بروز آلودگی میکروبی و بیماریهای ناشی از آن شود. به همین سبب فرآیند گندزدایی به عنوان آخرین فرآیند مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
واحدها:
۱- آشغالگیری
به منظور جداسازی هرگونه مواد جامد درشت که از راههای مختلف میتوانند وارد شبکه جمعآوری فاضلاب شود، در ابتدای سیستم یک واحد آشغالگیری پیش بینی شده است. این مواد جامد درشت مشکلاتی از قبیل گرفتگی و خوردگی پمپها و اتصالات آنها، تجمع در حوض هوادهی وانسداد فیزیکی لولههای ارتباطی را به دنبال دارند.
۲- مخزن متعادل ساز
دراغلب موارد در مقدار و کیفیت فاضلاب تولیدی نوساناتی وجود دارد. این درحالی است که بهترین راندمان سیستم زمانی اتفاق میافتد که حجم بار وارده و کیفیت آن ثابت و پایدار باشد. به منظور چنین شرایطی لازم است که قبل از فرآیندهای اصلی تصفیه، با استفاده از یک مخزن متعادل ساز عملیات یکنواخت سازی کیفی و کمی فاضلاب را به انجام رساند.
همچنین با توجه به اینکه عموماً عمق لوله انتقال دهنده فاضلاب به سیستم بیش از ۲ متر است لذا لازم است که جهت ایجاد شرایط هیدورلیکـی مناسب، عملیات پمپاژ صورت گیرد. که جهت کاهش هزینهها میتوان پمپ های مزبور را در مخزن متعادل ساز کارگذاری کرده و از این مخزن به عنوان ایستگاه پمپاژ اولیه نیز استفاده نمود.
این واحد شامل تجهیزاتی نظیر الکتروپمپ های مستغرق فاضلابی و سطح سنج میباشد.
۳- مخزن هوادهی
ماهیت هوازی فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده ایجاب مینماید که جهت انجام صحیح واکنشها اکسیژن مورد نیاز سیستم تأمین شود. این عمل در مخزن هوادهی به وقوع میپیوندد. به عبارت دیگر وظیفه مهم و اساسی تأمین اکسیژن مورد نیاز سیستم به عهده مخزن هوادهی و هوادههای مرتبط با آن است. دراین مخزن اصلیترین واکنشهای تصفیه اتفاق افتاده و مواد آلی پس از تجزیه به تودههای سلولی و انرژی تبدیل میگردند.
مهمترین تجهیزات مربوط به این واحد هواده هایی هستند که هوای مورد نیازسیستم رابه فاضلاب تزریق میکنند.دیگرتجهیزات این واحد شامل لوله کشیهای سیستم هوادهی و افشانکهای پخش هوامیباشند.
۴- مخزن ته نشینی
مجموعه فرآیندهای اتفاق افتاده در مخـزن هـوادهی منجر بـه تولید تودههای بیولوژیکی سنگینی میشودکه قابلیت تهنشینی دارند. از این رو پس از مخزن هوادهی یک مخزن تهنشینی قرارداده میشود تا بدین وسیله بتوان تودههای تشکیل شده را ازجریان فاضلاب حذف نمود.
در کف این مخزن تجهیزات مربوط به پمپاژ لجن تهنشین شده که شامل پمپ حبابی (Air Lift Pump) و لوله ورودی هوای آن و نیز لوله تخلیه لجن وجود دارد.
۵- مخزن هاضم لجن
لجن تهنشین شده در مخزن تهنشینی لازم است که ضمن خروج از مخزن تهنشینی با نسبت مناسب به سمت مخزن هوادهی و هاضم لجن فرستاده شود. به سبب آنکه لختههای تشکیل شده لجن بصورتی ضعیف به یکدیگر پیوسته شدهاند استفاده از پمپ های سانتریفیوژ سبب شکسته شدن این لختهها خواهد شد. به همین علت برای پمپاژ لجن فعال معمولاً از پمپهای حبابی (Air Lift Pump) استفاده میشود.
۶- مخزن گند زدایی
دراین مخزن عملیات گندزدایی (ضدعفونی) به انجام میرسد. در این واحد با انجام مجموعهای از واکنشهای اکسیداسیون میکروارگانیسمهای موجود از جریان فاضلاب حذف میگردند.
۷- هاضم لجن
به منظور نگهداری لجن مازاد تا زمان دفع نهایی آن، یک مخزن برای ذخیره لجن در نظرگرفته شده است
۸- تابلو برق
برای بهرهبرداری مناسب از سیستمهای تصفیه لازم است که بهره بردار بتواند بوسیله یک تابلو فرمان کلیه تجهیزات الکترومکانیکی سیستم را کنترل و راهبری نماید. بنابراین یکی از اجزای سیستم تصفیه تابلو کنترل و توزیع قدرت است.
مصالح سازه ایی برای ساخت این تصفیهخانه از سه نوع مصالح میتوان استفاده کرد. مصالح بتنی مسلح، فولادی و پلیاتیلنی امروزه مهمترین مواد مورد استفاده در ساخت انواع تصفیهخانهها هستند. برای انتخاب درست مصالح مورد استفاده در ساخت تصفیهخانهها نکات زیر را باید همواره مورد توجه قرار داد.
این نکات عبارتند از:
۱- هزینه ساخت
۲- سرعت ساخت و اجرا
۳- قابلیت ارتقاء و افزایش ظرفیت تصفیهخانه
۴- مقاومت در برابر شرایط محیطی
۵- قابلیت جابجایی واحدها و سیستم تصفیه
۶- امکان انجام اصلاحات مورد نیاز در طول بهرهبرداری با حداقل هزینه
۷- عمر مفید سازهها و تأسیسات
بتن مسلح:
بتن مسلح جزء قدیمیترین مصالح مورد استفاده در ساخت انواع تصفیه خانه ها است. از این مصالح به خصوص در ساخت تصفیه خانههای بزرگ و در مقیاس تصفیه خانه های شهری و یا شهرکهای صنعتی بزرگ استفاده میشود. به دلیل ماهیت قلیایی که بتن دارد همواره مشکلاتی در خصوص تماس فاضلاب های اسیدی با آن بروز مینماید و از آنجا که استفاده از پوششهای حفاظتی بتن مقرون به صرفه نیست در بسیاری از موارد از سازههای بتنی بدون هیچگونه پوشش حفاظتی استفاده میشود.
ویژگیهای استفاده از بتن مسلح در ساخت سیستم های تصفیه شامل موارد زیر است:۱- در مقیاس تصفیه خانه های بزرگ هزینه آن نسبت به دیگر مصالح کمتر است.
۲- سرعت ساخت این سیستم ها خیلی پایین بوده و در صورت برخورد مراحل ساخت به فصول سرد سال مشکلات زیادی در ساخت تصفیهخانه بوجود خواهد آمد.
۳- لازم است که این سیستم ها بصورت درجا ساخته شده و امکان ساخت آنها در خارج از محل بهرهبرداری وجود ندارد.
۴- به سبب ماهیت اسیدی بسیاری از فاضلابها همواره این سیستمها با مشکلات خوردگی آرماتورها و پوسته شدن جداره بتن روبرو هستند.
۵- امکان جابجایی هر چند کوچک این سیستمهاحتی با صرف هزینههای بالا وجود ندارد.
۶- عملیات ساختمانی این سیستم ها سنگین بوده و در محلهایی که انجام کارهای ساختمانی و عمرانی مشکلاتی را در محل احداث تصفیهخانه ایجاد مینمایند،ساخت آنها همواره با مشکل روبروست.
۷- این سیستمها را میتوان هم بصورت نیمه مدفون و هم مدفون اجرا کرد.
فولاد
یکی از پرکاربردترین مصالح مورد استفاده در ساخت تصفیه خانه ها به خصوص تصفیه خانه های کوچک یا همان پکیجهای تصفیه، فولاد است. فولاد به سبب مقاومت بسیار بالا و انعطافپذیری در ساخت هر شکل سازه و سرعت در ساخت مقبولیت زیادی به خصوص در ساخت تصفیه خانه های واحدهای صنعتی و اجتماعات کوچک دارد. عمده نگرانی که در استفاده از این ماده وجود دارد بحث خوردگی است که این نگرانی با استفاده از پوششهای محافظتی استاندارد کاملاً رفع شده است.
ویژگیهای استفاده از فولاد در ساخت سیستم های تصفیه شامل موارد زیر است:۱- سرعت ساخت این تصفیهخانهها بالاست.
۲- این سیستمها به راحتی قابلیت جابجایی داشته و در صورت نیاز میتوان محل تصفیهخانه را به محل مناسب تغییر داد.
۳- در ظرفیتهای پایین هزینه ساخت سیستم تصفیه با استفاده از فولاد کمتر از دیگر مواد است.
۴- این امکان وجود دارد این سیستمها در محل خارج از پروژه و با امکانات بهتر و کاملتر ساخته شده و سپس به محل پروژه انتقال یافته و مورد بهرهبرداری قرار گیرند.
۵- نما و منظره این سیستمها کاملا قابل کنترل بوده و قابلیت هماهنگی با هر محیطی را دارند.
۶- نیاز به گودبرداری و عملیات ساختمانی زیادی نداشته و دارای حداقل مشکلات ناشی از کارهای ساختمانی در محل هستند.
۷- بدلیل خواص شیمیایی فولاد، استفاده از پوششهای حفاظتی در سطوح تماس فاضلاب با فولاد ضروری است.
۸- در شرایط عادی و بدون در نظرگرفتن تمهیدات لازم امکان مدفون ساختن این سیستمها وجود ندارد.
مهمترین مزایای پکیج تصفیه فاضلاب عبارت است از :– بدون بو
– شکل ظاهری زیبا و مستحکم مصرف انرژی پایین
– قابلیت ارتقا در صورت تغییرات در ساختمان اولیه
– کارایی و راندمان بسیار بالا در تصفیه فاضلاب
– قابلیت جابجایی پکیج حتی پس از نصب و راه‌اندازی
– سرعت بالا در ساخت، نصب و راه‌اندازی
– برخورداری از کلیه واحدها و تجهیزات موردنیاز جهت تصفیه
– گارانتی یک ساله و ۱۰ سال خدمات پس از فروش
– سهولت بهرهبرداری و نگهداری به سبب نوع طراحی و ساخت و تجهیزات بکاررفته در پکیج
