پاورپوینت مشکلات مورد توجه در هنگام طراحی اجراء نصب و راه اندازی تصفیه خانه های فاضلاب

 مشکلات مورد توجه در هنگام طراحی ,اجراء ,نصب و راه اندازی تصفیه خانه های فاضلاب

مبانی طراحی تصفیه خانه های فاضلاب شهری

بخش اول :کلیات
تعریف فاضلاب
دسته بندی فاضلابها
دلایل تصفیه فاضلاب
کمیت وکیفیت فاضلاب
شاخصهای کیفی فاضلاب TP, TKN, SS,TSS,PH, T, TOC,BOD5, COD, Heavy Metals, Oil & Grease, Color, Odor
سرانه آلودگی:
شاخص کیفی آلودگی * سرانه فاضلاب = سرانه آلودگی

فاکتورهای موثر در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب شهری

تعریف فاضلاب Waste Water
آبیکه در اثرمصرف ویاورود مواد خارجی ماهیت اولیه خود را از دست داده باشد بطوریکه برای استفاده اولیه مناسب نباشد رافاضلاب گویند

دسته بندی فاضلابها:
دسته اول شامل :فاضلابهای شهری ,خانگی,انسانی,پرسنلی,بهداشتی وروستائی که فاضلابهای مرتبط با فعالیتهای انسانی را شامل می شود از قبیل پخت وپز ,شستشو,استحمام,دستشوئی ها وغیره
Domestic Waste water or Sewage
دسته دوم : فاضلابهای صنعتی Industrial Waste Water
دسته سوم:هرزآبهای کشاورزی یا فاضلابهای کشاورزی Agriculture Waste Water

دلایل تصفیه فاضلاب
استفاده مجددازپساب تصفیه شده
جلوگیری ازایجادبو وروایح نامطلوب
جلوگیری ازبوجودآمدن محیط مناسب برای رشدمیکروارگانیزمهای بیماریزا
جلوگیری از ایجاد مناظرزشت وزننده
جلوگیری ازمرگ ومیر آبزیان
جلوگیری از رشد بی رویه جلبک وخزه در آبهای پذیرنده
حفظ ورعایت قوانین زیست محیطی وعدم پرداخت جرائم زیست محیطی مرتبط

فاکتورهای موثر در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب شهری
جمعیت موجود,جمعیت مبنای طراحی در مراحل مختلف اجرائی وتوسعه
مشخصات کمی وکیفی فاضلاب(نسبتهای بار هیدرولیکی ,آلودگی فاضلاب در بخشهای مختلف مسکونی ,تجاری وصنعتی)
شرایط اقلیمی منطقه
محل انتخابی تصفیه خانه (زمین موجود با لحاظ توسعه آتی ,توپوگرافی زمین,جنس ومقاومت خاک ,وضع آبهای زیرزمینی ,راههای دسترسی,نحوه تامین برق ,خطر سیل ,کاربرد اراضی محلی باتوجه به طرح جامع شهری وقابلیت کشاورزی و…
دسترسی به آبهای پذیرنده (رودخانه ها ,نهرها, کانالهای آبهای سطحی و…) ونوع استفاده از آبهای پذیرنده در پائین دست
ضوابط واستانداردهای تخلیه فاضلاب در حال وآینده

فاکتورهای موثر در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب شهری
بررسی گزینه های فرایندی جهت تصفیه فاضلاب
سازگاری فرایند تصفیه فاضلاب با کاربرد اراضی مجاور تصفیه خانه در حال وآینده (شامل سروصدا ,بوهای احتمالی ,کیفیت هوا و سایر شرایط زیست محیطی)وروشهای پیش بینی نشده برای تصفیه ودفع لجن
محدودیتهای گزینه های پیشنهادی وهزینه های آن (سرمایه گذاری ,بهره برداری ونگهداری
پیچیدگی فرایند باتوجه به امکانات پرسنلی وفنی بهره برداری
انرژی مورد نیاز

بخش دوم
انواع فرایندهای مطرح در تصفیه خانه های فاضلاب شهری
لجن فعالActivated sludge
برکه های تثبیت فاضلاب
لاگونهای هوادهی Aerated lagoons
بکارگیری فرایندهای نوین درتصفیه خانه های فاضلاب شهری:
SBR
FAS
WET LAND
و……

فرایندهای مطرح درتصفیه خانه های فاضلاب شهری
فرایندهای لجن فعال Activated Sludge Processes
متعارف Conventional (تصفیه خانه های جنوب, شمال ,شاهین شهر, اصفهان)
هوادهی ممتد Extended Aeration (تصفیه خانه بروجن-چهار محال وبختیاری )
دو مرحله ای AB
و…

هضم وآبگیری از لجن

(لجن مکانیکی )
+ حوضچه های تغلیظ ثقلی کفاب به ورودی تصفیه خانه

(لجن فعال مازاد)

لجن تغلیظ شده هاضم

هاضم ها هوازی Aerobic
بی هوازی Anaerobic
بی هوازی Anaerobic
کم بار Low Rate
پربارHigh Rate
اختلاطMixing
گرمایشی Heating

مزایای هاضم های هوازی نسبت به بی هوازی
لجناب باقیمانده در این روش دارای آلودگی( BOD5 )کمتری است
فرایند تصفیه لجن بدون بو می باشد
لجن تصفیه شده بهتر آب خود را ازدست می دهد
لجن بدست آمده خاصیت کودی بیشتری دارد
ساده تربودن راهبری ونگهداری سیستم ونیاز کمتر به نیروی انسانی متخصص
حساسیت کمتر سیستم نسبت به تغییرات کمی وکیفی لجن مورد تصفیه
کمتربودن هزینه سرمایه گذاری اولیه
عیب اساسی این روش نسبت به روش هضم بی هوازی ,زیادی مصرف برق ودرنتیجه فزونی هزینه های راهبری سیستم می باشد

تغلیظ مکانیکی سانتریفیوژ
بسترهای لجن خشک کن
فیلترپرس

لاگونهای هوادهی Aerated Lagoon :
لاگونهای هوازی Aerobic بالجن برگشتی
بدون لجن برگشتی

اختیاریFaccultative

حوضچه هوادهی دانه گیر آشغالگیر
فرایند لاگون هوادهی

برکه های تثبیت فاضلاب Waste Water Stabilization Ponds
برکه های بی هوازی Anaerobic Ponds
برکه های اختیاری Faccultative Ponds
برکه های تکمیلی (حوضچه های کلرزنی)Maturation Ponds

برکه های تکمیلی برکه های اختیاری برکه های بی هوازی دانه گیر آشغالگیر

باتوجه به فرایندهای مختلف لجن فعال سوالهایی مطرح می شود :
چرا فقط فرایند لجن فعال متعارف در تصفیه خانه های ایران کاربرد دارد؟
چرا مطالعه سیستمهای پیشرفته لجن فعال همانند MBBR انجام نمی شود ؟
چرا به مشاورین طراح اجازه داده می شود از فرایندهای مرسوم و کلیشه ای استفاده کنند؟
چرا فرایندهای تصفیه متناسب با مصرف پساب نمی باشد ؟

مشکلات فرایندی
عدم انتخاب فرایند مناسب با خصوصیات فاضلاب

بخش سوم: مبانی طراحی مراحل مختلف در فرایند لجن فعال
طراحی آشغالگیرها
طراحی حوضچه های دانه گیر
طراحی تانکهای ته نشینی
طراحی حوضچه های هوادهی
طراحی کلرزنی
طراحی حوضچه های تغلیظ لجن
طراحی هاضم ها
طراحی بسترهای لجن خشک کن

مهمترین فاکتورهای موثر در طراحی آشغالگیر
Design Factor manually cleaned mechanically cleaned
Velocity through rock (m/s) 0.3-0.6 0.6-1
Bar size
Width (mm) 4-8 8-10
Depth (mm) 25-50 50-75
Spacing between bars (mm) 25-75 10-50
Step from horizontal (degree) 45-60 75-85
Allowable head loss (mm) 150 150
Maximum head loss (mm) 800 800

Design Factor and Typical Design Values for Aerated Grit Chambers
Design Factors Range of Value Comment
Dimensions The Width of the Basin
Depth ,m 2-5 Is Limited to Provide
Length ,m 7.5-20 Roll Action in the Tank
Width ,m 2.5-7
Width/Depth ratio 1:1-5:1
Length/Width ratio 2.5:1-5:1
Transverse Velocity .6-.8 m/s
at Surface
Detention time at Peak 2-5
Flow , min
Air Supply 4.6-12.4 lit/s.mal tank length S

مهمترین فاکتورهای موثر در طراحی تانکهای ته نشینی
نرخ بارسطحی Surface Overflow Rate (SOR) SOR=Q/A (M3/M2.day) (m/day or m/hr)

زمان ماند هیدرولیکی Hydraulics Retention Time (HRT)
HRT=V/Q (hr , day)

بارسرریز WL) weir Loading(
WL=Q/L (M3/M.day)

Design overflow rate for clarifier
Condition range typical
Primary clarification prior
To secondary treatment
Average flow 30-50 40
Peak flow 70-130 100
Primary clarification with
Waste activated sludge
Return
Average flow 25-35 30
Peak flow 45-80 60

Detention time for various rate and depth
Over flow rate detention period (hr)
M3/m2.day 2m 2.5m 3m 3.5m 4m 4.5m
depth

30 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6
40 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7
60 .8 1 1.4 1.7 1.9 2.2

Dimension of circular basins
Diameter , m 3-60 10-40
Side depth , m 3-6 4

Primary settling tank
قطراستوانه میانی = (10-20)% قطراستخر
سطح استخر ته نشینی 5% = سطح استوانه میانی

Design Criteria for Sedimentation tank
Final after detention time WOR SOR
(hr) m3/m.day m/day

CONVENTIONAL ACTIVATED SLUDGE 2-3 125 24-33
EXTENDED AERATION 3-4 125 12-24

مهمترین فاکتورهای موثردرطراحی حوضچه های هوادهی
organic loading rate (OLR) نرخ بارگذاری آلی
OLR = QS0/V = S0/HRT (Kg BOD5/M3.day) or (kgCOD/M3.day)
Q=دبی ورودی به حوضچه M3/day
S0=BOD ورودی به حوضچه هوادهی
V= حجم حوضچه هوادهی M3
HRT=زمان ماند هیدرولیکی (hr)

نسبت غذا به میکروارگانیسم ) organism =food/micro F/M)
F/M= QS0/VX = OLR/X kgBOD5/Kgmlss.day

=غلظت لجن درحوضچه هوادهی Kg/m3 mlss
Q= دبی ورودی به حوضچه M3/day
S0=BOD ورودی به حوضچه هوادهی
V= حجم حوضچه هوادهی M3

زمان ماند هیدرولیکی HRT
HRT=V/Q (hr)
زمان ماند هیدرولیکی Øc
Øc = VQ / QwXr (day)

اکسیژن مورد نیاز
اکسیژن موردنیاز kgo2/day = Q(S0-Se) / f- 1.42 Px

N=N0(BC*-Cl / C*)Þ1.024 ( T – 20 ) Aerator Pwrformance
S0=BOD ورودی به حوضچه هوادهی
S0=BOD خروجی به حوضچه هوادهی

ظرفیت وبارهای مجاز حوض های هوادهی در لجن فعال

توان مورد نیازدراستخرهای هوادهی لجن
درصورتیکه برای هوادهی لجن ازبهمزن های مکانیکی استفاده شود مقدارانرژی لازم 20تا40 وات ساعت برای هرمتر مکعب می باشد

مدت زمان توقف لجن دراستخرهای هوادهی لجن

مبنای طراحی هاضم های بی هوازی
هاضمهای بی هوازی پربار زمان

30تا60 روز = ماند هیدرولیکی
Kg/m3,day) ) 4/6 -6/1= بارحجمی
هاضم بی هوازی کم بار
30تا60 روز = ماند هیدرولیکی
Kg/m3,day) ) 2 -6/0=بارماده آلی

بسترهای لجن خشک کن
اگرازوسایل مکانیکی جهت جمع آوری لجن استفاده شود:
عرض=5-20 متر
طول=10-50متر
اگر بطریق دستی لجن جمع آوری استفاده شود:
عرض=4-5 متر

بسترهای لجن خشک کن

روشهای کنترل بالکینگ
تیمار بامواد اکسید کننده(پرکلرین,پراکسید هیدروژن,کلر وآهک)
تیمار بامواد منعقد کننده (پلی مرمصنوعی,نمکهای معدنی آهن وآلومینیوم)
تغییر میزان لجن برگشتی(افزایش لجن برگشتی جهت تقلیل ارتفاع لجن)
استفاده از انتخابگر بیولوژیک
انتخابگرهوازی (غالب بودن باکتریهای رشته ای در تراکم پایین سوبسترا)
F/M پایین F/M بالا

خروجی شفاف کننده

عدم توجه به مشکل بالکینگ فرایندهای لجن فعال تعریف :حجیم شدن لجن در حوضچه های زولالساز که باعث بالا آمدن و شناور شدن لخته های لجن می شود مشکلات : کدورت پساب , افزایش پمپاژ لجن مازاد و برگشتی , عدم تصفیه لجن به خاطر حجم زیاد .
علت:
ترکیب فاضلاب هنگامیکه دارای کربوهیدرات بالاباشد
تراکم سوبسترا (تراکم کم باعث باکتریهای رشته ای می شود )
شوک بارالی (طبق رابطه بین غلظت مواد و تعداد باکتریهای لخته ساز و رشته ای
PH کم باعث رشد قارچ و بالکینگ رشته ای می شود
غلظت سولفید بالا باعث بژیا توآ می شود
میزان اکسیژن محلول کم
کمبود مواد مغذی (فسفر وازت)
درجه حرارت بیشتر از 40 درجه سانتیگراد رشد لخته سازها را محدود می کند

آبگیری لجن
مجهز نبودن بسترها به زهکش شنی
فرسودگی دستگاههای سانتریفیوژوعدم کارآیی آنها درآبگیری
کم بودن تعداد دستگاههای آبگیری لجن

دایجسترها(هاضم)
عدم افزایش دمای لجن ورودی به دمای مزوفیلیک به علت نداشتن بویلر
عدم کارآیی همزنهای مکانیکی به علت گرفتگی وعدم دسترسی برای تعمیرات
مشکل اسکم گیری به علت طراحی غلط لوله انتقال اسکم
بازگشت اسکم به تغلیظ وچرخش آن در سیستم تصفیه لجن
مشکل سوپر ناتانت گیری به علت عدم انتخاب صحیح لوله ها و طرح اشتباه
گرفتگی مکرر مسیر انتقال گاز به علت طراحی نادرست تانک جمع آوری