آشنایی با فاضلاب و فرآیند تصفیه
درس : محیط زیست
استاد:
فاضلاب به هر نوع آبی اطلاق می شود که به لحاظ کیفی تحت تاثیر پیشرفت های تکنولوژیک جامعه بشری قرار گرفته و متشکل است از آب های تخلیه شده از منازل مسکونی، ساختمان های تجاری، صنعتی و یا کشاورزی که دربرگیرنده سطح وسیعی از آلاینده ها میباشد
به مجموعه آبهای دور ریختنی که ممکن است پس از تصفیه قابلیت استفاده را داشته باشد فاضلاب می گویند.
فاضلاب حاوی 99 درصد آب و 1 درصد ناخالصی می باشد.
پساب یا گندآب زیر مجموعه ای از فاضلاب است که از مدفوع و ادرار تشکیل شده است اما اغلب به معنی هر نوع فاضلابی استفاده می شود. فاضلاب، شامل محصولات خانگی، شهری یا زباله های مایع صنعتی و بیمارستانی است که معمولاً از طریق یک لوله یا فاضلاب (بهداشتی یا ترکیبی) و گاهی اوقات در یک مخزن فاضلاب دفع می شود.
خوردگی، زنگ زدگی و آلودگی خاک از مهمترین دلایل جمع آوری آب و فاضلابهای صنعتی است. لوله و اتصالات پلی اتیلن با خواص ضدخوردگی و مقاومت در برابر انواع مواد شیمیائی راه حل مناسبی برای جمع آوری و انتقال سیالات فاضلابی است. سیستم فاضلاب یک زیر ساخت شامل لوله ها، پمپ ها، غربال و کانال ها و… می باشد، که برای انتقال فاضلاب از منشا خود به نقطه ای برای تصفیه یا دفع نهایی استفاده می شود. به غیر از گندانبار که تصفیه را در محل انجام می دهند، انواع دیگری از تصفیه فاضلاب نیز وجود دارد. مجرای فاضلاب، سامانه جا به جایی زیرزمینی پساب و فاضلاب برای دفع بهداشتی و ایمن یا تصفیه است.
بهبود بخشیدن به قابلیت ظاهری آب
غیرفعال کردن و از بین بردن میکرو ارگانیسم هایی که عامل بیماری هستند
ازبین بردن موارد سمی و سایر موادی که برای سلامت انسان مضرهستند
ناخالصی های محلول: شامل کاتیون ها، آنیون ها و فلزات سنگین، عنصاصر سمی، گازها و مواد رادیو اکتیو می باشد.
ناخالصی های معلق: شامل ذرات زنده بیماری زا (باکتریها)، ذرات زنده غیربیماری زا (پلانکتونها) و ذرات غیر زنده(شن،رس، سیلت) می باشد.
فاضلاب انسانی حاصل از دستشویی ها (شامل ادرار و مدفوع، دستمال های توالت، خشک کن ها و انواع مایعات و …) که آب سیاه نامیده می شوند.
نشتی چاه های فاضلاب
تخلیه مخزن فاضلاب
تخلیه دستگاه تصفیه پسآب
آب شستشو (شخصی، پوشاک، طبقات، ظروف و غیره) که آب خاکستری نامیده میشوند.
آب بارندگی جمع شده روی بام ها، حیاط و غیره
آب های زیرزمینی نفوذ یافته در پسآب و فاضلاب
مایعات مازاد حاصل از منابع داخلی (شامل نوشیدنی ها، روغن مخصوص آشپزی، آفت کش ها، انواع روغن موتور، رنگ، مایعات شوینده، پاک کننده ها و غیره)
آب های زهکشی جاری در جاده ها، پارکینگ های اتومبیل، بامها و پیاده روها (انواع روغن، زباله ها، پس مانده های سوختی، تفاله های لاستیکی، فلزات خارج شده از اگزوز وسایل نقلیه و غیره)
ورودی آبهای دریایی ( نمک، موجودات میکروارگانیک در حجم بالا )
ورودی های مستقیم آب های رودخانه ( حاوی موجودات میکروارگانیک در حجم بالا )
ورودی مستقیم مایعات تولید شده انسانی ( مصرف غیرقانونی آفت کش ها، روغن های استفاده شده و غیره )
انواع روغن موتور، رنگ، مایعات شوینده، پاک کننده ها و غیره
بارش آب های زهکشی جاری در جاده ها، پارکینگ های اتومبیل، بامها و پیاده روها (انواع روغن، مدفوعات حیوانی، زباله ها، پس مانده های سوختی، تفاله های لاستیکی، فلزات خارج شده از اگزوز وسایل نقلیه و غیره)
ورودی آبهای دریایی (نمک، موجودات میکروارگانیک در حجم بالا)
ورودی های مستقیم آب های رودخانه (حاوی موجودات میکروارگانیک در حجم بالا)
ورودی مستقیم مایعات تولید شده انسانی (مصرف غیرقانونی آفت کش ها، روغن های استفاده شده و غیره)
بیش از 90% آب (آب که اغلب هنگام کشیدن سیفون توالت یا وارد کردن آب با فشار اضافه می شود)
ترکیبات بیماری زا (پاتوژن ها) همچون باکتریها، ویروسها، موجودات آلوده کننده همچون کرمهای انگل.
باکتریهای غیر بیماری زا (به تعداد موجود بیش از 100000 در هر میلی لیتر فاضلاب)
اجزاء ارگانیک همچون مو، غذا، مدفوعات انسانی و حیوانی، فیبرهای کاغذی، مواد گیاهی و غیره.
مواد ارگانیک محلول همچون اوره، قندهای میوه، پروتئین های محلول، مواد دارویی، مخدر و غیره.
مواد غیرارگانیک همچون شن و ماسه، گل و لای، اجزای فلزی، سرامیک و غیره
مواد غیرارگانیک محلول همچون آمونیاک، نمک دریا، نمک جاده، سموم مهلک، سولفات هیدروژن، نمک (استر) اسید تیوسیانیک و نمک (استر) اسید تیوسولفوریک
حیواناتی همچون پروتوزوآ، حشرات، جانوران مفصل دار خانواده آرتروپادها، ماهیهای کوچک و غیره.
مواد جامد درشت همچون دستمال های بهداشتی، کهنه بچه، سوزن ها، اسباب بازیهای کودکان، حیوانات خانگی مرده، اجزای بدن و غیره.
گازهایی همچون سولفات هیدروژن، کربن دی اکسید، متان وغیره.
مایعاتی همچون رنگ ها، چسب ها، مایونز، رنگ موها، روغن های خوراکی غیره.
داروهای سمی همچون آفت کش ها، سموم، علف کش ها و غیره
فاضلاب خانگی همانطور که از اسمش پیداست فاضلاب حاصل از مصارف خانگی می باشد اعم از : فاضلاب خانگی از تهیه غذا ، نظافت منزل ، شستشو ، استعمام و …
فاضلاب شهری در این فاضلاب علاوه بر فاضلاب شهری فاضلاب یکسری موسسات دیگر از جمله رستوران ها ، مغازه ها ، تعمیرگاه ها و … نیز می باشد .
فاضلاب صنعتی فاضلاب حاصل از فعالیت کارخانه ها و صنایع مختلف می باشد ( که در تصفیه خانه فاضلاب فرودگاه بین المللی امام خمینی ( ره ) فاضلاب حاصل از شستشوی هواپیما به دلیل تشابه آن از نظر نوع مواد موجود در آن به فاضلاب صنعتی ، فاضلاب صنعتی این تصفیه خانه به حساب می آید.)
تعریف فاضلاب شهری:
مجموعه فاضلاب های بهداشتی، اداری و موسسات مختلف شهری و نیز آب های سطحی مثل باران که جهت حفظ بهداشت عمومی و محیط زیست پس از جمع آوری به تصفیه خانه فاضلاب منتقل می شود.
هدف از تصفیه فاضلاب شهری:
از بین بردن عوامل بیماری زا
حذف مواد آلی قابل تجزیه توسط میکروارگانیسم ها
حذف مواد معلق و شناور
کاهش کدریت و رنگ تا حد مجاز
رنگ فاضلاب: رنگ فاضلاب خانگی نشان دهنده ی عمر آن است (فاضلاب تازه: خاکستری و فاضلاب کهنه: تیره و سیاه)
درجه حرارت: به علت فعالیت باکتری های آن درجه گرمای فاضلاب معمولا بیشتر از درجه ی گرمای آب در همان محیط است.
بو: بوی فاضلاب شهری معمولا از گازهای حاصل از تجزیه آن ناشی می شود. بوی فاضلاب تازه تازه قابل تحمل تر از فاضلاب کهنه است. مشخص ترین بوی فاضلاب مربوط به گاز هیدروژن سولفوره است که توسط باکتری های بی هوازی از احیای سولفات به سولفید حاصل می شود.
درجه اسیدی: فاضلاب های تازه خنثی هستند ولی با شروع عمل گندیدگی درجه اسیدی فاضلاب کاهش می یابد.
مواد خارجی در فاضلاب: مقدار موارد خارجی در آن حدود 0/1درصد و بقیه آن را آب تشکیل میدهد .
وزن مخصوص فاضلاب: باتوجه به سبک بودن مواد خارجی موجود در فاضلاب ونیز وجود برخی گازهای محلول در آن، وزن مخصوص آن کمی کمتر از آب و در حدود 0/99 تن بر متر مکعب است. مقدار ماده خشک فاضلاب به طور متوسط در حدود 1گرم برلیتر است.
مواد آلی محلول که باعث تخلیه اکسیژن محلول جریان ها شده و این در حالی است که جریان ها همیشه باید از حداقل اکسیژن محلول برخوردار باشند.
مواد معلق که با رسوب و ته نشینی در بستر جریان های آب علاوه بر کاهش جریان زندگی موجودات آبی را با اشکال مواجه می سازد . مواد آلی موجود در مواد معلق به مرور متلاشی شده و باعث تخلیه اکسیژن محلول جریان های آب خواهد گردید ، ضمن اینکه ممکن است بعضی فعل و انفعالات در متصاعد شدن گازهای سمی نیز دخیل باشند.
مواد سمی نظیر فنل و بعضی مواد سمی علاوه بر اختلال در زندگی موجودات آبی باعث پیدایش طعم و بو شده و بعضی از این مواد سرطان زا نیز هستند.
فلزات سنگین ، سیانور و مواد آلی سمی که تخلیه آنها به محیط زیست در تمام نقاط دنیا محدود است و باعث بروز اشکال در اکوسیستم و مصارف بعدی آب خواهند شد.
ازت و فسفر که در تخلیه زیاد باعث پیدایش پدیده اتروفیکاسیون و رشد بی رویه الگها خواهد شد.
مواد مقاوم در برابر تجزیه که از طریق بعضی پساب های صنعتی به محیط زیست تخلیه می گردد و دگرگونی های شدیدی در آبها به وجود می آورد .
چربی و روغن با تشکیل لایه های غیر قابل نفوذ در برابر نور خورشید فتوسنتز را که مهمترین امکان اکسیژن گیری آبها است مختل خواهد نمود .
مواد فرار نظیر SH2 که متصاعد شدن آنها به محیط زیست هوا را آلوده می نماید.
کدورت رنگ که از طریق بعضی صنایع به محیط زیست تخلیه می شود ، گرچه این مواد زیان چندانی به کیفیت آبها وارد نمی سازد ، در عین حال حذف آن قبل از تخلیه فاضلاب های صنعتی خیلی پر خرج می باشد .
عبارت است از: فاضلاب دستگاه های بهداشتی خانه ها مانند: توالت، حمام، پساب آشپزخانه و…
معمولا خواص این فاضلاب ها در سطح یک کشور یکسان است ولی غلظت آن به مقدار مصرف سرانه آب در شهر بستگی دارد.
در این پساب ها انواع موجودات ریز، مانند میکروبها و ویروسها و چندنوع ماده شیمیایی معین وجود دارد که عمده ترین آن آمونیاک و نیز مقداری اوره می باشد.
این فاضلاب ها باید از مسیر سربسته به محل تصفیه هدایت شوند. جهت خنثی سازی محیط قلیایی این فاضلابها که محیط مناسب برای رشد میکروبهاست از کلر استفاده میکنند.
به دو دسته زیر تقسیم میشوند:
فاضلاب سنگین (فاضلاب توالت ها)
فاضلاب سبک (فاضلاب ظرفشویی، دستشویی و..)
آبی را آلوده می نامند که دارای عوامل بیماری زای عفونی یا انگلی، مواد شیمیائی سمی، ضایعات و فاضلابهای صنعتی و غیره بوده و میزان مواد خارجی موجود در آن به اندازه ای باشد که استفاده از آن، سبب بروز اثرات زیان آور گردد
منابع آلوده کننده آب
1- آلودگی ناشی از فاضلابهای شهری
2- آلودگی ناشی از فاضلابهای صنایع
3- آلودگی ناشی از فاضلابهای کشاورزی
پارامترهای مورد نظر در بررسی خواص آبهای آشامیدنی
کدورت ، رنگ ، بو ، مزه ، درجه حرارت ، خواص بیولوژیکی
مهمترین روشهای تصفیه برای آب ها
گرفتن مواد درشت به کمک آشغالگیر
ته نشین کردن مواد خارجی معلق در آب
تصفیه آب به وسیله صافیها
حذف برخی از مواد اضافی موجود در آب
گند زدائی
به آن دسته از روشهایی گفته می شود که در آنها از فرآیند های بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود. در این مرحله از تصفیه، جداسازی موادآلی قابل تجزیه زیستی و مواد جامد معلق است. انواع میکرو ارگانیسم ها نظیر مخمر،باکتری، قارچ و… میتوانند برروی موارد آلاینده موثرباشند.
از آن جهت که سهم عمده ای از آلاینده های فاضلاب را مواد آلی تشکیل میدهند، استفاده از روشهای بیولوژیکی امروزه به طور گسترده ای برای تصفیه فاضلاب ها متداول شده است. روشهای بیولوژیکی قادرند باهزینه پایین، طیف گسترده ای از آلاینده هارا مورد تصفیه قراردهند.
تصفیه بیولوژیکی
تصفیه فیزیکی
تصفیه شیمیایی
به طور کلی تصفیه فاضلاب به سه روش زیر صورت می پذیرد:
تصفیه بیولوژیکی
2. تصفیه فیزیکی
شامل یکسری از فرآیندهایی است که در آنها از خواص فیزیکی و مکانیکی برای جداسازی مواد خارجی و معلق فاضلاب استفاده میکنند. مهمترین روشهای متداول مکانیکی عبارتند از:
عبوردادن فاضلاب از صافی وگرفتن مواد معلق موجود در آن
ته نشین کردن مواد معلق و جداسازی آنها
شناور کردن مواد معلق وجداسازی آنها از سطح فاضلاب
3. تصفیه شیمیایی
فرایند جداسازی یا تبدیل مواد آلاینده، به کمک افزودن مواد شیمیایی و در نتیجه واکنشهای شیمیایی مواد صورت می گیرد.
درتصفیه فاضلاب، فرآیندهای واحد شیمیایی را معمولا به همراه عملیات واحد فیزیکی و فرآیندهای واحد بیولوژیکی به کار می برند تا اهداف تصفیه را برآورده سازند.
The End