فاضلاب وتصفیه آن
مقدمه
اهمیت موضوع
هدف
تعریف فاضلاب و پسآب،مبدا شکل گیری و ترکیبات آن
انواع فاضلاب
تصفیه فاضلاب و انواع روشهای تصفیه
تاریخچه تصفیه خانه های فاضلاب در ایران
روشهای جدید در تصفیه فاضلاب
استفاده مجدد از فاضلاب
جمع بندی
منابع
مقدمه:
آب یکی از بزرگترین چالشهای قرن حاضر است که می تواند سر منشا بسیاری از تحولات مثبت و منفی جهان قرار بگیرد.
97/5درصد آب کره زمین در دریاها و دریاچه ها است که آب شور را تشکیل میدهد.2/5 درصد آب شیرینی است که در زمین وجود دارد که از آن 0/3 درصد آب رودخانه ها و 30/8 درصد آبهای زیر زمینی و 68/9
درصد یخچالها و پوشش دایمی برف کوهها است.
طبق مطالعات موسسه بین المللی آب در نیم قرن آینده( سال 2050 ) در65 کشورجهان با جمعیت 7 میلیارد نفربا کمبود آب مواجه می شوند، این مطالعات عنوان می کند که در سال 1950 در 12 کشور جهان با جمعیت 20 میلیون نفر با کمبود آب مواجه بوده اند، ضمن اینکه در سال 1990 در26 کشور جهان با 300 میلیون نفرجمعیت و امروزه در45 کشورجهان با 1.1 میلیارد نفر جمعیت با کمبود آب مواجه هستند؛ لذا کمبود منابع آب شیرین بشررا ناچاربه جستجو برای دستیابی به دانش فنی و تکنولوژیکی استفاده از باقی مانده آب شیرین می نماید.
بنا بر این بین توان تامین آب و شدت تقاضا در جهان خلا یی وجود دارد که بحران آفرین است.
اهمیت موضوع:
85 درصد سهم ایران مناطق خشک، نیمه خشک و فرا خشک است و طبق اعلام سازمان ملل تا سال 2050 کمترین آب تجدید پذیر را در اختیار ساکنین خود قرار می دهد این در حالیست که هم اکنون 75 درصد منابع تجدید پذیر مورد بهره برداری قرار گرفته است.(معاونت آب و آبفای وزارت نیرو،1387)
طبق آمار شرکت آب و فاضلاب (1387) میزان فاضلاب تولیدی کشور 2/5 برابر استانداردهای متعارف جهانی است و با تصفیه تنها 13 درصد از این فاضلاب (325 میلیون متر مکعب)، 87 درصد منابع آبی به هدر می رود.
از این رو خارج کردن این مایع حیاتی از چرخه مصرف خسارات جبران نا پذیری را بدنبال خواهد داشت.
در این مجال سعی در شناسایی روشهای بهینه و نوین تصفیه فاضلاب متناسب با ویژگیهای اقلیمی هر منطقه شده است تا از این ره بتوان هر چه بیشتر و بهتر از آب این ماده حیاتی در چرخه زیست بشر بهره جست .
هدف:
بخش عمده ای از عدم تعادل در منابع آب ناشی از چرخه آب شناسی و محدودیت طبیعی منابع آبی است و بخش دیگر تاثیر گذاری اقدامات و فعالیتهای انسان بر روی منابع آب است.که محدودیت ذاتی منابع آب ، خشکسالی ، افزایش جمعیت ،بهره برداری بی رویه از منابع و نبود مدیریت بازیافت منابع آبی موجود در جهت بهره برداری مجدد از آنها جملگی زمینه ساز چالشهای اساسی در تامین آب شیرین برای حیات بشر خواهند بود.
ماده 1 قانون توزیع عادلانه و سند چشم انداز 20 ساله در بخش آب ، استفاده مجدد از فاضلاب به عنوان یک منبع جدید آب ، از جمله سیاستهای مورد تاکید وزارت نیرو در برنامه چهارم توسعه می
تعریف فاضلاب :
فاضلاب به هر نوع آبی اطلاق می شود که به لحاظ کیفی تحت تاثیر پیشرفت های تکنولوژیک جامعه بشری قرار گرفته و متشکل است ازآبهای تخلیه شده از منازل مسکونی، ساختمان های تجاری، صنعتی و یا کشاورزی که دربرگیرنده سطح وسیعی از آلاینده ها و کنسانتره های بالقوه می باشد. در معمول ترین معنای آن، این واژه به فاضلاب شهری گفته میشود که شامل طیف وسیعی از آلاینده های ناشی از ترکیب فاضلابهای منابع مختلف است.
پسآب:
پسآب (گنداب) به طور دقیق و صحیح به زیرمجموعه ای از فاضلاب اطلاق می شود که بدلیل وجود مواد دفعی انسانی موجود در فاضلاب مناطق مسکونی آلوده می گردد اما اغلب بمعنای هرنوع فاضلابی می باشد. پسآب شامل مایعات اتلاف شده داخلی، شهری و یا صنعتی می باشد که معمولا" حاصل از رسوب در لوله ها یا مجاری فاضلاب و گاهی اوقات در تخلیه کننده های چاههای فاضلاب میباشند.
مبدا فاضلاب:
فاضلاب یا پسآب حاصل موارد ذیل می باشد (متون داخل پرانتز نشان دهنده آلاینده ها و یا مقادیر مواد می باشند)
فاضلاب انسانی حاصل از دستشویی ها (شامل ادرار و مدفوع، دستمال های توالت، خشک کن ها و سایر انواع مایعات) که آب سیاه نامیده می شوند.
نشتی چاههای 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 (باقیمانده های نفت و سوخت)
آبهای 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)
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)
زهکشی بزرگراهها (روغن، ضد یخ، پس مانده های پلاستیکی)
آبگذرهای طوفان (تقریبا" هرچیزی شامل اتومبیل ها، واگن های برقی مخصوص خرید، درخت ها، احشام و غیره)
فاضلاب های صنعتی
انواع فاضلاب حاصل شده از منابع گوناگون :
فاضلابهای صنعتی ، فاضلابهایی هستند که از صنایع مختلف حاصل می شوند و نسبت به نوع صنایع ، ترکیبات شیمیایی مختلفی دارند و وقتی وارد دریاها می شوند، باعث آلودگی آب و مرگ آبزیان می گردتد. مواد شیمیایی موجود در فاضلابهای صنعتی بسته به نوع کارخانه ها و محصول تولیدی آنها ، ترکیبات شیمیایی و درصد آنها در پسابهای صنعتی متفاوت است. اما از مهمترین این ترکیبات می توان به آرسنیک ، سرب ، کادمیم و جیوه اشاره کرد. این مواد از طریق پساب کارخانجات تهیه کاغذ ، پلاستیک ، مواد دفع آفات نباتی ، استخراج معادن وارد آبهای جاری و محیط زیست می شود.
از مهمترین فجایع آلودگی با جیوه به فاجعه آلودگی آب رودخانه میناماتا در ژاپن با ترکیبات ارگانومرکوریک که به عنوان کاتالیزور در کارخانه پلاستیک سازی استفاده می شود، می توان اشاره کرد که طی آن مردم اطراف رودخانه به مرض اسرار آمیزی مبتلا شدند که ناشی از وجود جیوه فراوان در بدن آنها بود و هزاران نوزاد ناقص الخلقه و فوت تعدادی از مردم ، نتیجه آلودگی آب با پساب این کارخانه بود.
فاضلابهای کشاورزی
در این فاضلابها ، سموم کشاورزی مانند هیدروکربنهای هالوژنه ، DDT ، آلودین ، ترکیبات فسفردار نظیر پاراتیون وجود دارد. مخصوصا ترکیبات هالوژنه بسیار خطرناک هستند و هنگامی که توام با آب کشاورزی در لایه های زمین نفوذ نمایند یا به بیرون از محیط کشاورزی هدایت شوند، باعث ایجاد فاضلابهای کشاورزی فوق العاده خطرناک می شوند.
فاضلابهای شهری
این فاضلابها از مصرف خانگی آب حاصل می شود. در این پسابها انواع موجودات ریز ، میکروبها و ویروس ها و چند نوع مواد شیمیایی معین وجود دارد که عمده ترین آن آمونیاک و نیز مقداری اوره می باشد. این فاضلابها باید از مسیرهای سر بسته به محل تصفیه هدایت گردند. جهت خنثی سازی محیط قلیایی این فاضلابها که محیط مناسب برای رشد و نمو میکروبهاست، از کلر استفاده می شود.
تصفیه فاضلاب و دلایل آن :
تاثیرات نامطلوب زیست محیطی ناشی از دفع نادرست فاضلاب شهری و صنعتی در حدی است که امروزه اجرای طرح های فاضلاب در مناطق شهری و روستایی کشور امری ضروری و بنیادی تلقی می گردد .
مهمترین اهداف از احداث سامانه های تصفیه ی فاضلاب شامل:
حفظ بهداشت همگانی ،
حفاظت محیط زیست ،
جلوگیری از آلودگی منابع آب
استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی و صنعت می باشد .
تاریخچه تصفیه خانه های فاضلاب در ایران :
اولین تصفیه خانه ی فاضلاب شهری ایران در سال 1340 با ظرفیت 350 متر مکعب در روز در منطقه ی صاحبقرانیه تهران به بهره برداری رسید .
قبل از انقلاب تنها 4 تصفیه خانه عمده فاضلاب در کل کشور در مدار بهره برداری بود . این تصفیه خانه ها در شهرهای تهران (صاحبقرانیه و شوش با فرآیند لجن فعال) و اصفهان (فاز یک جنوب با فرآیند صافی چکنده و فولاد شهر با فرآیند برکه تثبیت) و عمدتا در مناطق سنگی و یا مناطقی که روش های سنتی دفع فاضلاب کارایی نداشتند اجرا شده بود . پس از تصویب قانون تشکیل شرکت های آب و فاضلاب در دی ماه سال 1369 ، در کنار توسعه ، تجهیز و بازسازی تاسیسات آبرسانی شهری ، اجرای تصفیه خانه های فاضلاب شهری نیز در سرلوحه ی برنامه ی کاری معاونت آب و فاضلاب شهری وزارت نیرو قرار گرفت . به طوری که پس از قریب به 14 سال از آغاز به کار این شرکت ها تعداد تصفیه خانه های فاضلاب به 73 واحد در پایان سال 83 رسیده است .
مراحل تصفیه فاضلاب:
تصفیه اولیه:
تصفیه اولیه فاضلاب شامل حذف مواد جامد معلق از فاضلاب و یا آماده سازی فاضلاب جهت ورود به قسمت تصفیه ثانویه می باشد. بخش ها مختلف تصفیه اولیه عبارتند از : 1- آشغالگیری، 2- ته نشینی، 3- شناورسازی، 4- خنثی سازی و متعادلسازی.
آشغالگیری به منظور حذف مواد جامد در اندازه های مختلف بکار می رود. ابعاد مجرای شبکه آشغالگیری بسته به کاربرد متفاوت می باشد. عمل تمیز کردن شبکه آشغالگیر می تواند بصورت دستی و یا مکانیکی انجام شود. آشغالگیرها به دو دسته شبکه بندی ریز و شبکه بندی درشت تقسیم می شوند و وظیفه محافظت پمپ ها و سایر تجهیزات تصفیه خانه در مقابل مواد جامد شناور در فاضلاب را بر عهده دارند. ته نشینی به منظور جداسازی ذرات شناور در فاضلاب با استفاده از اختلاف چگالی میان ذرات با جریان فاضلاب بکار می رود. خنثی سازی در برخی از قسمتهای تصفیه خانه کاربرد دارد. از جمله: قبل از تخلیه آب تصفیه شده به محیط زیست. چراکه حیات موجودات آبزی به شدت نسبت به تغییرات هرچند ناچیز pH محیط از عدد 7 به شدت وابسته است.
تصفیه ثانویه:
عبارت تصفیه ثانویه به تمامی فرایندهای تصفیه بیولوژیکی انجام شده در تصفیه خانه اعم از هوازی و غیرهوازی اطلاق می شود. روشهای رایج در تصفیه ثانویه فاضلاب عبارتند از: 1- روش لجن فعال، 2- هوادهی ممتد، 3- لاگونهای هوادهی، 4- استخرهای متعادلسازی، 5- تصفیه بی هوازی،
روش لجن فعال:
روش لجن فعال بصورت یک فرایند پیوسته و با بازگشت مجدد لجن بیولوژیک شناخته می شود. سیستم لجن فعال از سه بخش اصلی تشکیل یافته است.
1- یک راکتور که در آن میکروارگانیسم های موجود در فاضلاب بصورت معلق و در معرض هوادهی قرار دارند.
2- جداسازی فاز جامد از مایع که معمولا در یک تانک جداسازی انجام می شود.
3- یک سیستم برگشتی برای بازگرداندن مواد جامد جدا شده از فاز مایع در تانک جداسازی به راکتور.
روش هوادهی ممتد:
هوادهی ممتد شبیه روش لجن فعال متعارف بوده اما از جهاتی با آن متفاوت است. ایده اصلی در این روش که آنرا از روش لجن فعال متعارف متمایز می کند، به حداقل رساندن میزان لجن اضافی تولید شده می باشد. این امر از طریق افزایش زمان ماند تامین می شود. بنابراین حجم راکتورها در این روش از حجم راکتورهای لازم برای روش لجن فعال بزرگتر است. لاگونهای هوادهی حوضهایی با عمق 1.5 تا 4.5 متر هستند که در آنها اکسیژن دهی به کمک واحدهای هوادهی انجام می شود. استخرهای متعادلسازی از هیچ تجهیزی جهت هوادهی استفاده نمی کنند. اکسیژن مورد نیاز این استخرها از طریق هوای عبوری از سطح فاضلاب و نیز جلبکها که با انجام عمل سنتز اکسیژن تولید می کنند، تامین می شود. استفاده از این روش زمانی امکان پذیر است که مساحت زیاد زمین با قیمت پایین در دسترس بوده و کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده چندان بالا در نظر نباشد.
روش بی هوازی :
تصفیه بی هوازی علاوه بر تصفیه فاضلاب در هضم لجن نیز بکار می رود. این فرایند شامل دومرحله است:
1- تخمیر اسید،
2- تخمیر متان
روش تصفیه بی هوازی به دلیل اینکه از هیچ تجهیزی استفاده نمی کند، روشی ارزان است. از طرف دیگر زمان ماند مورد نیاز آن در مقایسه روشهای هوازی بسیار بیشتر است.
بوی بد حاصل از فرایند بی هوازی، که عمدتا ناشی از تولید H2S می باشد، سبب شده تا استفاده از این روش بخصوص در مناطق شهری با محدودیت مواجه شود .
تصفیه نهایی :
تصفیه نهایی شامل فرایندهایی است که به منظور دستیابی به پساب تصفیه شده با کیفیت بالاتر از آنچه در قسمت تصفیه ثانویه انجام می شود، اعمال می گردد. در این بخش به برخی از روشهای معمول در تصفیه نهایی اشاره می شود. کلرزنی روشی است که بصورت گسترده در تصفیه فاضلابهای شهری و صنعتی بکار می رود. برخی صنایع که می بایست پسابهای خود را قبل از تخلیه به محیط تصفیه کنند، عبارتند از : کنسروسازی، لبنیات، کاغذ، نساجی، پتروشیمی و فلزی. عمده دلایل کلرزنی پساب عبارتند از: 1- گندزدایی، به دلیل ظرفیت بالای اکسیدکنندگی کلر ،رشد باکتریها و جلبکها را متوقف ساخته و از بین می برد. 2- کاهش BOD (میزان اکسیژن مورد نیاز جهت اکسید کردن مواد آلی قابل تجزیه در حجم معینی از فاضلاب، به روش هوازی ). 3- حذف یا کاهش رنگ و بوی پساب. 4- اکسایش یونهای فلزی. 5- اکسایش سیانیدها به مواد بی ضرر.
روشهای به کار گرفته شده در مرحله گند زدایی:
خواص میکروب کشی تشعشعات ناشی از پرتو فرابنفش سبب شده تا از بدو آشنایی با آن در اوایل قرن بیستم، کاربردهای گسترده ای بیابد. برای گندزدایی از فاضلاب اولین بار در دهه 90 میلادی از اشعه فرابنفش استفاده گردید. در صورت استفاده از شدت مناسب پرتوهای تابیده شده، تشعشع فرابنفش قابلیت کشتن ویروسها و باکتریهای موجود در فاضلاب را بدون تولید مواد خطرناک دیگر را دارد. سیستمهای کربن فعال یکی دیگر از روشهای معمول در حذف مواد ارگانیک عامل ایجاد رنگ و بو در تصفیه خانه های آب می باشد.
فرآوری و دفع لجن :
در مراحل مختلف تصفیه مقادیری لجن تولید می شود که می بایست آنها را به طریق مناسبی دفع نمود.
هضم هوازی و بی هوازی، تغلیظ لجن، استفاده از فیلترهای تحت فشار، تغلیظ به روش گریز از مرکز، بسترهای خشک کننده لجن و سوزاندن لجن راههای موجود برای دفع لجن می باشد.
هضم هوازی فرایندی است که در آن لجن تولید شده در قسمتهای مختلف تصفیه خانه برای مدت طولانی هوادهی می شود. هدف از هضم هوازی کاهش میزان لجنی است که در مراحل بعدی دفع می شود.
هضم بی هوازی بر این واقعیت استوار است که اگر لجن ته نشین شده برای مدتی در یک تانک در بسته نگهداری شود، به مایع و گازی که عمدتا شامل متان است تبدیل می شود.
تغلیظ لجن یکی از روشهای ابتدایی و متداول در فرآوری لجن می باشد.
این امر از طریق 1- گرانشی؛ که در آن از تانکهای استوانه ای مجهز به چنگک دوار استفاده می شود. و یا 2- شناورسازی با استفاده از هوای فشرده انجام می شود.
خشک کردن لجن بر روی بسترهای شنی بوسیله جریان هوا یکی از روشهای اقتصادی جهت آبگیری از لجن می باشد. این روش برای تصفیه خانه های کوچک شهری و صنعتی قابل استفاده می باشد.
آبگیری از لجن توسط دو مکانیزم انجام می شود. 1- جذب سطحی آب به داخل بستر شنی ، 2- تبخیر آب. عملی بودن این روش منوط به دسترسی ارزان به سطح وسیعی از زمین و نیز آب و هوای مناسب ( آب و هوای گرم و خشک) می باشد. سوزاندن لجن شامل تبدیل مواد آلی به مواد اکسید شده یعنی دی اکسیدکربن ، خاکستر و آب می باشد. سوزاندن لجن عمدتا در تصفیه خانه های با ظرفیت متوسط به بالا که از انتخابهای محدودی جهت دفع لجن برخوردارند، انجام می شود
روشهای جدید در تصفیه فاضلاب SBR, UASB,….. ) 🙂
واحد SBR واحد SBR از یک راکتور پر و خالی شونده تشکیل شده که در آن اختلاط کامل صورت می گیرد و علاوه بر آن هوادهی و ته نشینی که بعد از مرحله واکنش می باشد،در یک تانک انجام می شود. در تمام سیستمهای SBR عمل تصفیه در قالب 5 مرحله بصورت متوالی انجام می شود. 1- پرشدن،
2- واکنش(هوادهی)، 3- ته نشینی، 4- تخلیه ، 5- آزاد.
در طی مرحله پرشدن، فاضلاب به سیستم وارد می شود. در طی فرایند پر شدن سطح مایع موجود در راکتور از 75درصد در انتهای مرحله آزاد به 100درصد می رسد. در خلال پرشدن، محتویات راکتور در حال مخلوط شدن و یا مخلوط و هوادهی شدن توامان هستند تا به واکنشهای بیولوژیکی در حال انجام در داخل راکتور سرعت ببخشند. در طی فرایند ته نشینی، مواد جامد تحت شرایط سکون شروع به ته نشینی می کنند و نتیجه آن پساب تصفیه شده ایست که آماده تخلیه از سیستم است. پساب تصفیه شده در طی مرحله تخلیه از سیستم خارج می شود.
واحدUASB یکی از پیشرفت های قابل توجه در تکنولوژی مربوط به سیستمهای تصفیه بی هوازی راکتور می باشد که در اواخر دهه 70 میلادی در هلند شکل گرفت. در این فرایند، فاضلاب از انتهای راکتور UASB وارد آن شده و از میان واحد روکش لجن به سمت بالا جریان پیدا می کند. تولید لجن بصورت دانه دانه در سیستمهای UASB به چندماه
زمان احتیاج دارد که این زمان را با برخی افزودنی ها به آن،
می توان کاهش داد.
استفاده از نور خورشید در تصفیه فاضلاب:
یکی از روش های بازیافت آب های آلوده، استفاده از نور خورشید است. سیستم شبنم خورشیدی از روش های جدید بازیافت آب است که براساس تراوش تبخیری کار می کند. انرژی خورشیدی موردنیاز این سیستم از طریق تشعشع خورشیدی تامین می شود. این سیستم اولین بار برای بازیافت آب شیرین از آب دریا مورد استفاده قرار گرفت و با توجه به استفاده از غشاء در این سیستم انتظار می رود در کاربردهای بازیافت آب از پساب های آلوده و شور در مقایسه با روش های معمول، آب با کیفیت بالاتری حاصل شود.
مکانیسم کار به این ترتیب است که آب از لایه درونی غشاء به صورت قطرات به لایه بیرونی تراوش می کند و در آن نقطه تبخیر می شود و بخارات جمع شده در خارج غشاء به وسیله کانال هایی جمع آوری می شوند. نمک های محلول و دیگر آلودگی های موجود در پساب در طرف دیگر غشاء غلیظ می شوند. جریان پساب غلیظ شده در غشاء ها به آهستگی به سمت تانک نگهداری پساب غلیظ شده حرکت می کند و پساب تغذیه نیز با همان دبی وارد غشاء می شود. به این ترتیب غلظت نمک، فلزات و دیگر مواد آلوده کننده در پساب در غشاء افزایش می یابد. در عمل تصفیه، مواد محلول مثل نمک ها، فلزات سنگین به همراه آب با ضخامت کمی از دیواره غشاء عبور می کنند. بر اثر حرارت حاصل از نور خورشید، آب در سطح بیرونی تبخیر می شود و ترکیبات نمکی در محلول باقی می مانند.
مناطق مناسب جهت تصفیه با روش نور خورشید:
در مناطقی که زمین فراوان و ارزان و میزان تابش نورخورشید زیاد است و پساب های نمکی با حجم زیاد وجود دارد سیستم تصفیه خورشیدی می تواند اقتصادی باشد.
با توجه به شرایط اقلیمی کشورمان ایران، این روش می تواند در مناطق جنوبی کشور که مشکل تصفیه فاضلاب هم دارند به عنوان روشی مناسب و مقرون به صرفه مورد استفاده قرار گیرد. از طرفی سیستم های پیشرفته غیرهوازی و کاربرد آسان و ارزان آنها ،از آنجا که عمدتا این سیستم ها تجهیزات مکانیکی ندارند و زیرزمین قرار می گیرند، فضای زیادی اشغال نمی کنند.
روش اسمز معکوس و کاربرد آن در تصفیه فاضلاب:
اسمز معکوس، فرآیند جداسازی است که از سیستم فشار استفاده می کند برای وارد کردن یک محلول از طریق غشایی که ماده حل شده را در یک طرف نگه میدارد و به حلال خالص اجازه عبور به سمت دیگر را میدهد.
تعریف رسمی تر این فرآیند عبارتست از: عبور حلال از میان غشاء با استفاده از فشار زیاد اسمزی از یک منطقه پرغلظت و ورود به منطقه کم غلظت. این فرآیند در واقع عکس فرآیند اسمز طبیعی است که عبارتست از حرکت طبیعی حلال از یک منطقه دارای غلظت پایین از طریق غشاء و ورود به منطقه دارای غلظت بالا بدون استفاده از فشار زیاد. غشاهای مورد استفاده در اسمز معکوس دارای مانعی متراکم در شبکه پلی مر هستند که بیشترین جداسازی در آن صورت می گیرد.
این فرآیند به کاربرد آن در نمک زدایی (زدودن نمک از آب دریا برای دستیابی به آب تازه) معروف است اما از دهه 1970 از این فرآیند در جهت تصفیه آب و فاضلاب ، برای موارد استفاده پزشکی، صنعتی و خانگی نیز استفاده شده است. انواع کاربرداسمز معکوس: 1-1. تصفیه آب آشامیدنی 1-2. تصفیه آب و فاضلاب 1-3. دیالیز 1-4. صنعت غذا 1-5. کارواش 1-6. شیره افرا 1-7. تولید هیدروژن 1-8. آکواریوم دریایی
نمونه هایی از کاربرد روش اسمز معکوس:
آب باران جمع آوری شده از آبگذرهای طوفان، با استفاده ازسیستم های آب اسمز معکوس تصفیه شده و بعنوان راه حلی برای ر فع مشکل ذخایر آبی جهت آبیاری زمین و خنک کننده های صنعتی در لس آنجلس و سایر شهرها بکار می رود.
در جولای 2005، سنگاپور اعلام کرد که فرآیندی به نام NEWater ، بخش مهمی از طرحهای آبی آنان در آینده خواهد بود. این فرآیند شامل استفاده از اسمز معکوس برای تصفیه فاضلاب خانگی قبل از تخلیه NEWater به مخازن آب می باشد.
علاوه بر آن این روش در استرالیا جهت تصفیه فاضلاب صنعتی بکار گرفته شد ه است.
استفاده مجدد از فاضلاب شهری :
بخش عمده ای از عدم تعادل در منابع آب ناشی از چرخه آب شناسی و محدودیت طبیعی منابع آبی است و بخش دیگر تاثیر گذاری اقدامات و فعالیتهای انسان بر روی منابع آب است.
محدودیت ذاتی منابع آب
خشکسالی
افزایش جمعیت
بهره برداری بی رویه از منابع
نبود مدیریت بازیافت منابع آبی موجود در جهت بهره برداری مجدد از آنها جملگی زمینه ساز چالشهای اساسی در تامین آب شیرین برای حیات بشر خواهند بود.
از این رو ……………..
نمونه هایی از امکان استفاده مجدد از فاضلاب شهری :
امکان استفاده از فاضلاب شهری در جنگلکاری ( اقاقیا ) در یک فضای سبز شهری
برای این مقصود، دو عرصه نزدیک به هم تحت تیمار با آب معمولی و فاضلاب شهری در جنوب تهران ( شهرری ) در خلال یک پژوهش علمی انتخاب، و در هر عرصه، چهار پلات 30 × 30 متر به صورت تصادفی – سیستماتیک پیاده شد . در هر پلات پارامترهای قطر برابر سینه، قطر متوسط تاج، ارتفاع کل و حجم کلیه درختان اقاقیا اندازهگیری شد .
نتایج حاصل از این پژوهش نه تنها محدودیتی را در استفاده از فاضلاب شهری به عنوان منبع آبیاری نشان نداد بلکه به دلیل بالا بودن غلظت عناصر غذایی اصلی فاضلاب(نیتروژن ،فسفر و پتاسیم)، پارامترهای رشد مورد بررسی درختان اقاقیا در عرصه تحت تیمار با فاضلاب شهری افزایش معنیداری را نسبت به عرصه تحت تیمار با آب معمولی نشان داد .
قابلیت باز چرخش و استفاده مجدد از فاضلاب صنایع فلزی و کانی غیر فلزی
افزایش روزافزون جمعیت افزایش میزان مصرف آب افزایش میزان تولید فاضلاب های شهری
از سوی دیگر، با افزایش جمعیت ا فزایش میزان مصرف کالاهای صنعتی افزایش ظرفیت کارخانجات افزایش میزان فاضلابهای صنعتی
در حال حاضر باتوجه به کمبود آب در تهران، موضوع بازچرخش و استفاده مجدد از فاضلابهای صنعتی از اهمیت بیشتری برخوردار شده است.
میزان کل آب مصرفی صنایع فلزی و کانی غیرفلزی، 44160 مترمکعب در روز می باشد. حدود 85% این صنایع، آب موردنیاز خود را از چاه و 15% بقیه از آب خام سد کرج تامین می کنند. بیشترین میزان مصرف در صنایع خودروسازی (37%) و کمترین میزان در صنایع تولید شیشه (3%) بوده است. کل میزان فاضلاب روزانه تولیدشده در منطقه 18995 مترمکعب می باشد.
با بررسی انجام گرفته محقق شد امکان باز چرخش در آب مصرفی صنایع ، خصوصا در صنایع کاشی ، سرامیک ، آزبست و سیمان موجود است.
همچنین باتوجه به کیفیت فاضلابها و درجه خاک و اراضی مناطق اطراف واحدهای صنعتی، مشخص گردید که از پساب صنعتی پس از انجام مراحل تصفیه موردنیاز می توان برای کشاورزی و یا تغذیه مصنوعی طبقات آبده زیرزمینی مناطق غرب تهران استفاده نمود.
فاضلاب تصفیه شده میتواند بعنوان آب آشامیدنی ، یا در صنعت (برجهای خنک کننده)، در تغذیه مصنوعی حوزه آبهای زیرزمینی برای مصارف کشاورزی (70% آبیاری کشاورزی اسرائیل از طریق فاضلاب تصفیه شده تامین می گردد) و نیز در احیای اکوسیستمهای طبیعی (مثل مردابهای فلوریدا) مورد استفاده قرار بگیرد.
موسسه اقیانوس شناسی Woods Hole و Harbor Branch از فاضلاب برای پرورش جلبک استفاده می کنند. فاضلاب حاصل از منابع صنعتی و خانگی شامل ترکیبات غنی ارگانیک میباشند که به رشد جلبک سرعت می بخشند.از این جلبک برای تولید سوختهای جلبکی استفاده می گردد.
جمع بندی:
بخش عمده ای از عدم تعادل در منابع آب ناشی از چرخه آب شناسی و محدودیت طبیعی منابع آبی است و بخش دیگر تاثیر گذاری اقدامات و فعالیتهای انسان بر روی منابع آب است.که محدودیت ذاتی منابع آب ، خشکسالی ، افزایش جمعیت ،بهره برداری بی رویه از منابع و نبود مدیریت بازیافت منابع آبی موجود در جهت بهره برداری مجدد از آنها جملگی زمینه ساز چالشهای اساسی در تامین آب شیرین برای حیات بشر خواهند بود.
مهمترین اهداف از احداث سامانه های تصفیه ی فاضلاب شامل:
حفظ بهداشت همگانی ، حفاظت محیط زیست ،جلوگیری از آلودگی منابع آب ،استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی و صنعت می باشد .
روشهای تصفیه با توجه به نوع اقلیم و وسعت زمینهای در دسترس به منظور احداث تصفیه خانه و جنس خاک و مقاومت آن متفاوت خواهد بود.
فاضلاب تصفیه شده را می توان بعنوان آب آشامیدنی و شست و سو، یا در صنعت (برجهای خنک کننده)، در تغذیه مصنوعی حوزه آبهای زیرزمینی، برای مصارف کشاورزی و نیز در احیای اکوسیستمهای طبیعی مورد استفاده قرار داد.
www.Scientific American.com, Jul.2008
www.water-stocks.com،Jan.2006
www.Wastewater International.com
www.tpww.co.ir (شرکت آب و فاضلاب تهران)
دکتر رضا مکنون ، نگرش جامع آب ، راهبردی برای ارنامه چهارم توسعه کشود،بولتن شماره 11 کمیته توسعه پایدار
دکتر رضا اردکانیان ، راهبرد توسعه پایدار در امور آب ، همایش راهبردهای توسعه پایدار در بخشهای اجرایی کشور ، تابستان 1383 سازملن خفاظت از محیط ریست
آزاده صالحی ، مسعود طبری و ناهید شهسواری،استفاده مجدد از فاضلاب شهری برای آبیاری مناطق حومه شهر،اولین همایش کم آبی 1386
علی ترابیان ، مریم مهجوری،بررسی وضعیت فاضلابهای صنعتی و تولیدی در صنایع استان تهران ،نشریه آب و فاضلاب اصفهان شماره 50 ، 1383
جواد امیر فخری ، جلال الدین شایگان، بررسی ویژگی های رآکتور با فلدر بی هوازی (ABR) در تصفیه پساب های صنعتی و شهری، نشریه آب و فاضلاب اصفهان شماره 50 ، 1383
منابع:
پایان