گزارش کارآموزی فرایند های تصفیه آب و فاضلاب کامل

مقدمه:
گزارش حاضر تصفیه خانه بندر عباس و تصفیه خانه شیراز و آب شیرین کن قشم را مورد بحث و تحلیل قرار میدهد. که موقعیت و ویژگیهای و عملکرد هر کدام در یک فصل جداگانه مورد بحث قرار گرفته است.

پیشگفتار:
در این گزارش سعی شده در یک نگاه کلی همه ی پارامترهای یک طراحی مناسب مورد برسی قرار قرار گیرد.از جمله ی این موارد میتوان به عملیات اجرایی ساخت ،خصوصیات هیدرولیکی تصفیه خانه اشاره کرد.
همچنین در این گزارش خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب و استانداردهای فاضلاب از ورود به تصفیه خانه تاخروج آن مورد بررسی قرار گرفته است.قابل ذکر است خصوصیات خود تصفیه خانه و تاثیر پذیری آن از لحاظ محیط زیستی ،بهداشتی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.همچنین در این گزارش به تمام موادی که درصورت وجود در فاضلاب میتوان راه کارهای حذف آن را در قسمت مربوط به خود در تصفیه خانه به کار بست توضیح داده خواهد شد.در کل میتوان گفت این گزارش سعی دارد خصوصیات یک تصفیه خانه ایده آل را از لحاظ نزدیکی به یک طراحی مناسب در نگاه به یک تصفیه خانه ی واقعی مورد بررسی قرار دهد. امید است گزارش حاضر دید کافی از تصفیه خانه را در مقطع کارشناسی داشته باشد.

1- خصوصیات ساختاری و فیزیکی- شیمیایی تصفیه خانه فاضلاب
انتخاب محل و جانمایی واحدها
انتخاب محل مناسب برای احداث تصفیه خانه فاضلاب و جانمایی واحدهای مختلف از جمله مواردی است که بیشتر باتوجه به تجربه طراح و بر اساس موقعیت خاص تصفیه خانه و شرایط محل موردنظر موردنظر، انجام می شود. ولی ، یک سری نکات کلی وجود دارند که لازم است مورد توجه قرار گیرد. البته مواردی که ازنظر هیدرولیکی تاثیر گذار هستند، بیشتر موردتوجه قرار می گیرد.

محل مناسب
معمولا انتخاب محل تصفیه خانه فاضلاب بر مبنای محل خروج نهایی شبکه جمع آوری فاضلاب و شیب زمین انجام می شود. همچنین عواملی دیگر چون جهت وزش باد، نوع فرایند تصفیه، محل دفع، شرایط محیط محیطی، قیمت زمین و قوانین زیست محیطی در زمینه دفع پساب نیز بر این انتخاب تاثیر می گذارند که در ادامه این موارد بررسی می شود.
توپوگرافی
توپوگرافی محل یکی از متغیرهای مهم در انتخاب محل و جانمایی واحدهای مختلف یک تصفیه خانه می باشد، زیرا عاملی که بیش از همه، وضعیت واحدها را نسبت به یکدیگر مشخص مشخص می کند، پستی و بلندی محل است. در زمین هایی که در شیب ملایم (کمتر از ده درصد) قرار دارند، نیروی ثقلی ارتباط و حرکت جریان بین واحدها را بدون نیاز به انرژی اضافه انجام می دهد. همچنین میزان خاکبرداری و خاکریزی در چنین موقعیت هایی برای ایجاد شیب لازم به حداقل ممکن می رسد. به علاوه یکی از مزیت های تصفیه خانه هایی که در زمین های شیب دار ساخته می شوند، سهولت انتقال لجن به ماشین های لجن کش بدون نیاز به عملیات تلمبه زنی می باشد.

کاربری و ارزش زمین
در انتخاب محل تصفیه خانه باید به کابرکاربریی فعلی یا آینده اراضی توجه شود. در بعضی موارد ممکن است کاربری فعلی یا پیش بینی شده در اراضی موردنظر، متناسب با ایجاد تصفیه خانه فاضلاب نباشد و نتوان این کاربری را تغییر داد. در این صورت باید محل دیگری را برای احداث تصفیه خانه در نظر گرفت. علاوه بر این، کاربری اراضی مجاور محلی که برای تصفیه خانه فاضلاب انتخاب شده، ممکن است از نوعی باشد که در انتخاب فرایند اثر بگذارد. مثلا اگر کاربری اراضی مجاور محلی که برای تصفیه خانه ، مسکونی باشد، در این صورت نمی وان برای تصفیه از برکه تثبیت استفاده کرد و اجبارا باید محل مناسب دیگری برای تصفیه خانه انتخاب و یا اینکه فرایند تصفیه را عوض کرد. همچنین مسئله اقتصادی و ارزش زمین در بسیاری از موارد می تواند تعیین کننده باشد. این موضوع باید در توسعه تصفیه خانه نیز مدنظر قرار گیرد.

جنس خاک و شرایط پی
برای احداث تصفیه خانه فاضلاب، انجام مطالعات زمین شناسی و مکانیک خاک لازم می باشد که در این مطالعات باید ظرفیت باربری خاک، سطح آب زیر زمین و وضعیت نشست خاک و دیگر مطالعات لازم انجام گیرد .

راه های دسترسی
راه های دسترسی در جانمایی تصفیه خانه موثر می باشد. راه های دسترسی جهت انتقال تجهیزات لازم به تصفیه خانه و مصالح موردنیاز، لازم می باشد. به علاوه در مواقع تعمیرات و یا تعویض دستگاه ها، بعضا استفاده از لیفت تراک، جرثتقیل و خودرو ضروری است. از این رو راه های دسترسی به واحدهای مختلف باید در جانمایی دیده شود.

منابع تولید کننده بو
فرایندهایی که تولید کننده بو می باشند باید حتی الامکان به نحوی جانمایی شوند که تحت تاثیر بادهای غالب آزاد و اذیتی برای ساکنان اطراف و کارکنان تصفیه خانه ایجاد نکنند. در نظر گرفتن فضاهای لازم برای درختکاری و استفاده از درختان مناسب در ردیف های متعدد در جذب و جلوگیری از انتقال بو می تواند موثر باشد.

منابع تولید کننده صدا
کنترل منابع تولید کننده صدا باید بنحوی انجام شود که حداقل مزاحمت را برای کارکنان و ساکنان اطراف تصفیه خانه به وجود آورد. برای جلوگیری و اطمینان از کنترل آلودگی صوتی می توان از موانع انتشار صوت در این واحدها استفاده کرد. دمنده های هوا از جمله دستگاه های تولیدکننده صدا هستند که معمولا آن ها را در فضای بسته قرار دهند.

آسانی تملیک و خرید زمین
معمولا زمین های اطراف شهر دارای مالکین مشخص بوده و به دلیل مناسب بودن برای توسعه شهر و یا کارگاه های صنعتی از قیمت بالایی برخوردار هستند. قیمت متناسب با دوری از مرز شهر کاهش می یابد و خرید آن ها نیز ساده تر خواهد بود. بعلاوه معضل بو نیز با دوری کاهش یابد. در مقابل این مزایا باید افزایش مخارج لوله گذاری از خروجی گذاری از خروجی شهر یا تصفیه نیز مورد توجه قرار گیرد.

دفع پساب تصفیه شده
در خروجی تصفیه خانه باید امکان تخلیه سریع پساب تصفیه شده به منابع پذیرنده نظیر رودخانه طبیعی، دریاچه ها و آب های زیرزمینی فراهم گردد. همچنین در صورتی که استفاده مجدد از پساب موردنظر باشد باید این امر نیز در انتخاب محل درنظر گرفته شود.

کانال کنارگذر
از آنجا که به هر علت ممکن است فاضلاب ورودی به طور کامل و یا بخشی از آن بدون هیچگونه عمل فرایند و تصفیه از مدار خارج گردد، لذا دفع فاضلاب اضافه از طریق کانال کنار گذر میسر می شود که باید در انتخاب محل تصفیه مدنظر قرار گیرد.
جانمایی
جانمایی، تعیین واحدهای تصفیه خانه نسبت به یکدیگر در محل انتخابی می باشد. در این زمینه لازم است موقعیت واحدهای تصفیه خانه، مجاری ارتباط دهنده، جاده ها، ساختمان اداری و تاسیسات دیگر به درستی تعیین شوند. قسمت هایی که معمولا برای هر تصفیه خانه فاضلاب درنظر گرفته می شود، عبارتند از :

* خط اصلی تصفیه شامل واحد های تصفیه
* واحدهای جانبی ( از جمله برق اضطراری و تولید بخار )
* واحد مهندسی و کنترل و آزمایشگاه
* واحد اداری و خدمات رفاهی
* کارگاه تعمیرات و انبار
* جاده های دسترسی
* محل توقف خودروها
* نگهبانی
در شکل قسمتهای اصلی یک تصفیه خانه به همراه وضعیت واحد های فوق نسبت به هم نشان داده شده است . در جانمای واحدهای تصفیه خانه باید ضمن رعایت نیازهای اجرایی و بهره برداری آسان از نظر تناسب فاصله ها ، کاهش هزینه های اجرایی ( از جمله حذف لوله کشیهای اضافی ، استفاده از دیوارهای مشترک ) ، از نظر منظره و زیبایی ظاهری نیز جذابیت داشته باشد .

طراحی های خاص
علاوه بر مواردی که ذکر شد ف شرایط و موقعیت خاص هر پروژه تعیین کننده محل انتخابی برای تصفیه خانه و جانمایی واحدها خواهد بود که با توجه به تجربه و تواناییهای طراح ، انتخاب نهایی انجام می گیرد . بطور مثال در صورت وجود شیب کافی می توان به جای ساخت تصفیه خانه در نزدیک شهر ، با احداث یک خط انتقال فاضلاب با شیبی کمتر از شیب زمین ، فاضلاب را در محلی دورتر از شهر ، به سطح زمین آورد . به این ترتیب علاوه بر کمتر شدن هزینه خرید زمین ، ایستگاه تلمبه زنی ابتدای تصفیه خانه فاضلاب را حذف نمود . حذف ایستگاه تلمبه زنی اولیه که دریافت کننده نوسانات بده فاضلاب ورودی است هم به لحاظ طراحی و هزینه های سرمایه گذاری اولیه و هم به لحاظ عملیات بهره برداری و نگهداری از اهمیت ویژه ای بر خوردار است .
از جمله میتوان کارهای زیر را انجام دهیم :
طراحی مرحله ای یا مدولار
تقسیم تصفیه خانه به چند مدول مشابه
تقسیم فرایند تصفیه به چند مرحله
الف – لجن فعال
ب- برکه تثبیت
ج- تبدیل هوادهی ممتد به لجن فعال

نیمرخ هیدرولیکی
بررسی هیدرولیک جریان در تصفیه خانه های فاضلاب عمدتا بخاطر اینست که بتوان تغییرات سطح آب در مسیر جریان در واحد های مختلف را بدست آورد و مشخص نمود در هر نقطه از تصفیه خانه سطح آب نسبت به مکانهای قبل از خود چقدر پایین تر قرار گرفته و یا نسبت به واحدهای پایین دست چقدر بالاتر می باشد . معمولا افت ارتفاع کل در مسیر جریان محدود است و در صورتی که محاسبات افت ارتفاع صحیح انجام نشود باعث هزینه های اضافی زیادی از مله خاکبرداری ، مدفون نمودن بعضی از حوضها ، تلمبه زنی و نا هنجاری سامانه دسترسی می گردد . همچنین با توجه به اینکه افت ارتفاع در هر واحد به شرایط مختلفی بستگی دارد ، در شرایطی که با محدودیت شیب در محل تصفیه خانه مواجهه باشیم باید با انتخاب مقادیر مناسب برای متغیر ها ، افتها را تا حد امکان کاهش داد . در این فصل ضمن بیان نکات مهم ، بر مبنای اطلاعات داده شده در فصول قبل ، نیمرخ هیدرولیکی برای یک تصفیه رسم خواهد شد .

نکات مهم در رسم نیمرخ هیدرولیکی
در تصفیه خانه های فاضلاب ارتفاع کل موجود بر اساس تفاوت سطح آب در ورود و خروج تعیین می شود . اگر افت ارتفاع لازم از میزان افت ارتفاع در مسیر تصفیه خانه کمتر باشد ، در این حالت وقوع جریان به صورت ثقلی در طول تصفیه خانه امکان پذیر نمی باشد و برای جبران کمبود ارتفاع باید از تلمبه زنی استفاده نمود . درتعیین نیمرخ هیدرولیکی باید به مسائلی توجه کرد که اهم آنها به شرح زیر است :
– نیمرخ هیدرولیکی تصفیه خانه باید برای حالت بده حداکثر لحظه ای رسم و برای بده متوسط و بده حداقل کنترل شود .
– نیمرخ هیدرولیکی معمولا برای مسیرهای مهم یا اصلی در تصفیه خانه در نظر گرفته می شود .

تعیین نیمرخ هیدرولیکی
همانطور که در مقدمه ذکر شد نیمرخ هیدرولیکی نمایش تصویری تغییرات سطح آب در طول تصفیه خانه را نشان می دهد . برای ترسیم نیمرخ هیدرولیکی به یک نقطه کنترل که تراز سطح آب در آن معین باشد ، نیاز است . این نقطه می تواند در ابتدا ، انتها و یا در برخی شرایط خاص در وسط تصفیه خانه یا یک نقطه با تراز سطح آب اختیاری باشد . با مشخص شدن این نقطه می توان با حرکت به سمت پایین دست یا بالا دست و محاسبه افت ارتفاع در هر قسمت ، تراز سطح آب در هر نقطه را محاسبه و نیمرخ سطح آب را رسم نمود .
افت ارتفاع کل در طول تصفیه خانه فاضلاب برابر تفاوت بین سطح فاضلاب در ابتدای واحد آشغالگیر و تراز حداقل در خروجی است . اگر ارتفاع کل موجود کمتر از افت ارتفاع کل محاسبه شده باشد ، امکان برقراری جریان ثقلی وجود نخواهد داشت و در این شرایط برای جبران کمبود ارتفاع به ایستگاه تلمبه زنی نیاز است . پس از اینکه سطح فاضلاب توسط تلمبه بالا آمد ، امکان برقراری جریان ثقلی در طول تصفیه خانه فراهم می گردد . در هر حال قرارگیری ایستگاه تلمبه زنی در بین واحد ها توصیه نمی شود و همواره سعی در بکارگیری آن در ابتدای تصفیه خانه قبل از ورودی است . یادآوری می شود

ویژگی های فیزیکی فاضلاب
ویژگی های فیزیکی فاضلاب شامل : دما، رنگ، بو، کدورت و میزان جریان فاضلاب و هدایت الکتریکی و قابلیت ته نشینی موادمعلق همراه آن است. بهره برداران تصفیه خانه فاضلاب ، در اقداماتی که مربوط به عملیات تصفیه و راهبری تاسیسات است، به طور کلی بعضی از ویژگی های فوق را برای تشخیص و مراقبت در تصفیه و راهبری تصفیه خانه مورد توجه قرار می دهند .

دما
دمای فاضلاب نشان دهنده انرژی حرارتی است که در آن وجود دارد. درجه حرارت با دو مقیاس مختلف درجه سانتیگراد و درجه فرانهایت که با رابطه به همدیگر می باشند اندازه گیری می شود .

معمولا فاضلاب کمی گرم تر از آب سردی است که از شیر دستشویی منازل دریافت می شود، زیرا در مسیر جریان فاضلاب، پساب ها و آب های مصرف شده ی گرم خانه های مسکونی و سایر منابع تولید فاضلاب در آن تخلیه می شود. به سبب اینکه فاضلاب مسیر طولانی را قبل از ورود به تصفیه خانه طی می کند دمای فاضلاب ورودی به نصفیه خانه تقریبا معادل دمای زمین است. بنابراین در فصل تابستان، فاضلاب گرم تر از زمستان خواهد بود و میانگین دمای سالانه فاضلاب بین 10 تا 20 درجه سانتیگراد (50 تا 7 درجه فارنهایت) خواهد بود. به طوری میزان فعالیت های بیولوژیکی در فاضلاب نیز با دمای آن بستگی دارد. بنابراین چنانکه دما کمی بالا رود، میزان فعالیت میکروارگانیسم ها در تغذیه از موادآلی موجود در فاضلاب و مصرف اکسیژن آن ها نیز افزایش می یابد و سپس با ازدیاد دما فعالیت میکروارگانیسم ها شروع به کاهش می کند .
افزایش ناگهانی دمای فاضلاب شهری به تصفیه خانه نشان دهنده ورود فاضلاب صنعتی به شبکه می باشد و نقصان ناگهانی دما نشان دهنده ورود فاضلاب های سطحی یا نفوذی است.

رنگ
رنگ فاضلاب به نوع، مقدار مواد محلول، مواد معلق و کلوئیدی که همراه فاضلاب می باشد بستگی دارد. فاضلاب هایی که تازه باشند معمولا به رنگ خاکستری است و چنانکه فعالیت های بی هوازی در فاضلاب آغاز گردد رنگ تیره تر خواهد شد . رنگ های تیره تر موید آن است که فاضلاب نیاز به هوا دهی دارد . رنگ های دیگر معمولا حاکی از تخلیه فاضلاب های صنعتی در جریان فاضلاب است . به طور مثال رنگ های آبی ، سبز یا نارنجی ممکن است ناشی از صنایع آبکاری باشد و رنگ های قرمز، آبی ، زرد نیز از رنگ هاریها تخلیه می شود . درصورتیکه رنگ فاضلاب سفید است موید تخلیه فاضلاب صنایع لبنیات یا رنگ شیره گیاهی است . اطلاع از صنایعی که در جوار سیستم جمع آوری و انتقال فاضلاب استقرار دارند و رنگ و کیفیت فاضلابی که در این سیستم دفع می کنند برای راهبری تصفیه خانه فاضلاب حائز اهمیت است .

بو
با وجود این که بو پارامتر دقیقی محسوب نمی شود ولی منبع اطلاعاتی بسیار پر ارزشی برای بهره برداران می باشد . حس بویایی انسان نسبت به بو کاملا حساس است و عامل تولید بو در فاضلاب را به خوبی تشخیص می دهد. فاضلاب تازه بوی "کپک" می دهد، دیگر فاضلاب ها مانند فاضلاب تاسیسات نفت و حلال ها بوی غیر طبیعی به فاضلاب می دهند که موید اختلاط با فاضلاب های صنعتی مزبور است.
از آنجا که ممکن است برخی ترکیبات دارای بوی مسموم کننده در فاضلاب تخلیه شده باشند، رعایت احتیاط در بوییدن نمونه فاضلاب لازم است، ولی بوییدن فاضلابی که در بطری ارایه شود ممنوع است مگر این که با رعایت توصیه های موازین حفاظتی انجام گیرد.
تشخیص بوهای غیر عادی در یک تصفیه خانه به ویژه در مناطق محصور، مستلزم رعایت دقیق دستورالعمل های حفاظتی در نمونه آب و یا در بازدید از تصفیه خانه است .
واکنش شیمیایی بی هوازی، در محیط فاضلاب ، سولفید هیدروژن (H2S) تولید می نماید که با بوی تخم مرغ گندیده شناخته می شود. وجود گاز H2S با انتشار بوی نامطبوع ، راهبری تصفیه خانه را به ضرورت بالا بردن مقدار اکسیژن محلول فاضلاب آگاهی می دهد . نظر به این که این گاز شاخص عملکرد نامناسب سیستم تصفیه است علاوه بر سمی بودن ، خاصیت خورندگی نیز دارد. همچنین گاز متان نیز ممکن است همراه با سولفید هیدروژن باشد که دارای قابلیت انفجار بیشتری نسبت به آن است . شرایطی که به تولید گاز متان و سولفید هیدروژن می انجامد به اکسیژن بسیار زیاد نیازمند است و موجب محیط عاری از اکسیژن می گردد. بنابراین وجود سولفید هیدروژن و متان رعایت موازین ایمنی بسیار دقیقی را می طلبد.

کدورت
اندازه گیری کدورت فاضلاب با دستگاه "کدورت سنج" انجام می شود. تغییر مقدار موادمعلق جامد و مواد محلول مولد رنگ همراه فاضلاب در میزان کدورت موثر است. اندازه گیری کدورت در فاضلاب ورودی وصیه شده است، همچنین به وسیله یک سیستم خودکار مقدار کدورت پساب خروجی از حوضهای ته نشینی مرحله دوم اندازه گیری می گردد و درنتیجه مقدار موادمعلق فرار کرده از این سیستم مشخص می شود. این اطلاعات می تواند اساس تنظیم صحیح، دقیق و سریع عملیات بهره برداری قرار گیرد.

هدایت الکتریکی
هدایت الکتریکی فاضلاب نشان دهنده غلظت مواد محلول موجود در آب مصرفی آن شهر است. بالارفتن غیر طبیعی هدایت الکتریکی موید تخلیه غیرعادی به سیستم فاضلاب است که معمولا ناشی از تخلیه فاضلاب های صنعتی خواهد بود. با افزودن موادهادی، مانند نمک طعام در جریان فاضلاب و یادداشت زمان ورود محلول مزبور و قرائت هدایت الکتریکی در پایین دست می توان زمان انتقال فاضلاب را در فواصل مختلف اندازه گیری کرد.

میکروارگانیسم های بیماری در فاضلاب
آزمایش های میکروبیولوژیکی، وجود ارگانیسم های بیماری زا و باکتری های شاخص را که تحت عنوان "ارگانیسم های پاتوژن" خوانده می شود، مشخص می سازد. این ارگانیسم ها برای "فاضلاب" معرف شرایط تصفیه و گندزدایی پساب می باشد. اجرای آزمایش هایی به منظور تشخیص انواع ارگانیسم های بیماری زا، همواره مقدور نیست، بدین لحاظ آزمایش بکار گرفته شده به طور متعارف برای تشخیص "باکتری های شاخص آلودگی ها" خواهد بود که به طورکلی معرف و شناساگر وجود ارگانیسم های بیماری زا می باشد. "باکتری های شاخص" که معمولا برای این منظور به کار گرفته می شوند شامل کلی فرم های کل و مدفوعی هستند. شمارش و تشخیص ویروس ها نیز مقدور است ولیکن آزمایش هایی که باید بکار گرفته شوند، مستلزم استفاده از آزمایشگاه، دستگاه های ویژه و امکانات تخصصی است. روش آزمایش های مورد نیاز که برای تعیین کیفیت میکروبی و بیولوژیکی فاضلاب و پساب می توان از آن ها بهره گیری کرد در کتاب "استاندارد متد" به طور کامل ارایه شده است.

شاخص برای باکتریهای بیماری زا
کلی فرم های مدفوعی که به تعداد فراوان در محیط زیست و نیز به تعداد فوق العاده زیاد در فاضلاب خام وجود دارند در پایان عملیات تصفیه ثانویه (مرحله دوم) فاضلاب به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد ولیکن هنوز به تعداد زیاد در پساب خروجی از مرحله دوم تصفیه باقی خواهد ماند.
ارگانیسم های شمارش "کلی فرمها" تحت عنوان های "کل کلی فرمها" و "کلی فرم های مدفوعی" گزارش می شود و این ارگانیسم ها فی النفسه بیماری زا نیستند ولیکن این ارقام گزارش به این دلیل به عنوان شاخص تعداد ارگانیسم های بیماری زا به کار گرفته می شوند که مقاومت ان ها در برابر مواد ضدعفونی کننده بیشتر از غالب ارگانیسم های بیماری زا می باشد و تعداد آن ها به مراتب بیش از ارگانیسم های بیماری زا و شمارش آن ها ساده تر است. بنابراین حذف نسبی کلی فرم ها به آن معنی است که ارگانیسم های بیماری زا وجود ندارد.
در روش فیلتر غشایی شمارش کلی کلی فرم ها و شمارش باکتری های مدفوعی به واحد "کلنی ها در یکصد میلی لیتر" ارایه می شود و درصورتی که آزمیش با به کار گرفتن تعدادی لوله های آزمایش برای کشت نمونه، اجرا شده است به (MPN) که تعداد احتمالی کلی فرم ها در یکصد میلی لیتر از نمونه است گزارش خواهد شد. در غالب مجوزها حدی از کلی فرم ها قید شده، بنابراین بعضی از اشکال ضدعفونی مانند کلرزنی معمولا برای حفظ این حدود ضرورت دارد.

ترکیب شیمیایی
PH
رقم PH که به طورکلی حدود آن بین 1 تا 14 می باشد، غلظت یونی هیدروژن را در محلول نشان می دهد. رقم 7 نماینده حالت خنثی در محیط است و چنانچه رقم PH کمتر از 7 باشد محیط اسیدی و اگر بالاتر از 7 باشد محیط قلیایی است.
رقم PH در فرایند صفیه فاضلاب های بیولوژیکی بسیار حائز اهمیت است زیرا، میکروارگانیسم ها در محیطی که شرایط PH آن بین 5/6 تا 8 باشد فعالیت کافی دارند و در شرایط خارج از محدوده ارقام 5/6 تا 8 فعالیت میکروارگانیسم ها ضعیف و یا متوقف می گردد. عمل "نیترات سازی" به ویژه در برابر PH محیط حساسیت دارد. در سیستم های بیولوژیکی غیرآشنا برای باکتری، تقلیل PH به کمر از رقم 6 موجب وقف فعالیت های بیولوژیکی خواهد گردید.
فاضلاب خام معمولا دارای شرایط PH نزدیک به رقم 7 است و هرگونه تغییر شدید در این شرایط حاکی از الحاق فاضلابهای صنعتی یا فاضلاب های غیرخانگی است. فعالیت های غیرخانگی است. فعالیت های بیولوژیکی غیرهوازی PH را تقلیل می دهند. بنابراین افت PH همراه با مشاهده رنگ تیره و بوی هیدروژن سولفوره نشانه ای از گندیدگی در سیستم جمع آوری و یا فراندهای تصفیه می باشد.
عمل نیترات سازی در هوادهی مرحله ثانویه ممکن است PH را در حدی تقلیل دهد که در برخی از سیستم ها دارای قلیاییت محدود، مانع فعالیت های بیولوژیکی شود .

قلیاییت
قلیاییت فاضلاب با میزان اسید موردنیاز برای خنثی کردن خاصیت قلیایی آن اندازه گیری می شود. برای سهولت کار واحد قلیاییت به صورت میلی گرم در هر لیتر کربنات سدیم انتخاب می شود. ترکیبات متعددی ایجاد قلیاییت می کنند. خواص آب مصرفی در قلیاییت موثر است، مثلا در صورتی که سختی آب زیاد باشد قلیاییت فاضلاب نیز افزایش می یابد.
قلیاییت زیاد فاضلاب در واحدهای تصفیه موجب اختلال تصفیه فاضلاب های صنعتی اسیدی تخلیه شده می شود. در مواردی فرایند نیتریفیکاسیون در تصفیه ثانویه، باعث کاهش قلیاییت می شود. بنابراین تقلیل در قلیاییت در تصفیه ثانویه فاضلاب نشان دهنده نیتریفیکاسیون در این مرحله از تصفیه می باشد.

نیاز اکسیژن بیولوژیکی 5 روز (BOD5)
آزمایش BOD5 برای تعیین مقدار اکسیژن موردنیاز به منظور تثبیت بیولوژیکی یک نمونه خاص برداشت شده از فاضلاب می باشد.
از آنجایی که سرعت فعالیت بیولوژیکی به دمای محیط بستگی دارد و ممکن است تثبیت کامل 21 تا 28 روز به طول انجامد، آزمایش BOD در شرایط 20 درجه سانتیگراد و 5 روز استاندارد شده است که در این شرایط حداکثر حدود 70درصد موادآلی تثبیت می گردند. اندازه گیری BOD5 یکی از مشخصات موردنیاز مهم در اصول طراحی تصفیه خانه فاضلاب و تعیین بار آلی آنها است. در طراحی ها آزمایش BOD5 معمولا به منظور آگاهی از مقدار اکسیژن موردنیاز برای اکسیداسیون موادآلی نمونه فاضلاب خواهد بود. مقدار اکسیژنی که برای اکسیداسیون موادآلی کربنه (موادآلی بدون نیتروژن) به کار می رود تحت عنوان "اکسیژن موردنیاز ترکیبات کربنه" (CBOD) خوانده می شود. درصورتی که نمونه را مجددا تحت شرایط اکسیداسیون قرار دهیم، در این صورت واکنش های شیمیایی مرحله دوم که تحت عنوان "نیتریفیکاسیون" شناخته می شوند پیش می آید . در خلال این مرحله باکتری های موجود، آموناک را به نیترات و نیتریت تبدیل می کنند.
زمان موردنیاز برای تغییر محیط از واکنش های کربناتی به واکنش های نیتروژنی نیز با نمونه فاضلاب ارتباط دارد. چنانکه ارگانیسم های فعال در نیتریفیکاسیون قبلا در نمونه فاضلاب وجود داشته باشند، ممکن است پدیده نیتریفیکاسیون قبل از خاتمه 5 روز اتفاق بیفتد.
تصفیه خانه هایی که دارای طراحی دو مرحله ای هستند برای حذف BOD کربنه به کار می روند، معهذا واکنش های نیتروژنه می توانند در پساب مرحله دوم که به خوبی تثبیت شده است در طول پنج روز زمان تثبیت به دفعات اتفاق بیفتند. اکسیژن موردنیاز 5 روزه در فاضلاب های کشور ایالات متحده امریکا معمولا بین 100 تا 250 میلی گرم در هر لیتر (برا فاضلاب های شهری) متغیر است . لیکن امکان دارد در کشور انگلستان بیش از این مقدار باشد. در تصفیه خانه هایی که شبکه های جدید جمع آوری فاضلاب به آن ها متصل شده است با آب های نفوذی و تراوشی کم، ممکن است BOD5 به مقدار حداکثر میزان بالا نزدیک باشد.
برای جلوگیری از تداخل اکسیداسیون مواد از ته و درنتیجه کاهش دقت اندازه گیری BOD5 ، EPA توصیه کرده است که با افزودن مواد بازدارنده خاص از اکسیداسیون مواد از ته در مدت آزمایش جلوگیری شود.

اکسیژن موردنیاز شیمیایی (COD)
آزمایش COD برای تخمین BOD یک نمونه فاضلاب است. این روش برپایه اکسیداسیون شیمیایی در نمونه عمل می کند و اطلاعات لازم را بجای 5 روز طی 3 تا 4 ساعت تامین می کند. نتایج آزمایش COD معمولا بیشتر از آزمایش BOD است.
رابطه بین COD , BOD در تصفیه خانه ها متفاوت است. بنابراین کاربرد نتایجه ازمایش COD به تنهایی در راهبری تصفیه خانه مستلزم این است که آزمایش COD:BOD را محاسبه کرد. ولی این رقم در مورد فاضلاب ورودی و پساب خروجی همواره متغیر خواهد بود.
نسبت BOD:COD معمولا برای فاضلاب ورودی 1 : 5/0 خواهد بود که در مورد پساب ثانویه که خوب تثبیت شده است به 1 : 1/0 کاهش می یابد. رقم COD معمولا در فاضلاب ها بین 200 تا 600 میلی گرم در هر لیتر متغیر است.

نیتروژن
نیتروژن در فاضلاب به چهار صورت زیر وجود دارد:
– نیتروژن آلی
– نیتروژن آمونیاکی (به صورت آمونیاک آزاد)
– نیتریت
– نیترات
وجود هریک از انواع نیتروژن در فاضلاب بیانگر میزان تثبیت موادآلی است.
وجود هریک از انواع نیتروژن در فاضلاب بیانگر میزان تثبیت مواد آلی است.
به طور مثال در فاضلاب تازه غلظت نیتروژن آلی و آمونیاکی بیش از غلظت نیترات و نیتریت است، زیرا نیتروژن آلی ته تاثیر عوامل زیستی ابتدا به آمونیاک و سپس در شرایط مناسب به نیتریت یا نیترات تبدیل خواهد شد. علاوه بر این توده بیولوژیکی می تواند قسمتی از نیتروژن را مصرف کند.
تغییرات در انواع نیتروژن می تواند اطلاعات باارزش و ذی قیمتی در رابطه با تصفیه فاضلاب ارائه دهد. افزایش غلظت امونیاک در ته نشینی اولیه نشان دهنده حالت گندیدگی و تجمع بیش از حد لجن است. بالارفتن غلظت نیترات و نیتریت در مرحله دوم تصفیه، موید واکنش های نیتریفیکاسیون است.
غلظت متعارف نیتروژن در فاضلاب خام شهری معمولا 20 تا 85 میلی گرم بر لیتر بر حسب کل مقدار نیتروژن است(جمع نیتروژن آلی ، آمونیاکی، نیتریت و نیترات). از مقادیر مزبور 8 تا 35 میلی گرم بر لیتر نیتروژن آلی و 12 تا 50 میلی گرم بر لیتر نیتروژن آمونیاکی خواهد بود. البته غلظت های پایین تر نیتریت و نیترات ممکن است وجود داشته باشد، چنانچه فاضلاب های صنعتی حاوی BOD به فاضلاب خانگی اضافه شود نسبت BOD به ازت موجود در فاضلاب از حد معارف بیشتر خواهد شد و در این صورت فرایند به غلظت نیتروژن وابسته خواهد بود. درچنین حالتی باید به صورت مصنوعی از منابع دیگر ازت لازم را تامین کرد.
روش های متعددی برای آزمایش و اندازه گیری نیتروژن کل و یا هر یک از انواع نیتروژن وجود دارد مقدار نیتروژن آلی با استفاده از روش جدال اندازه گیری می شود. با این مقدار نیتروژن آلی و امونیاک را می توان اندازه گیری کرد که بعدا مقدار آمونیاکی که جداگانه اندازه گیری شده از نتیجه به دست آمده کسر خواهد شد. مقادیر نیترات و نیتریت نیز جداگانه اندازه گیری می شوند. غلظت نیترات نیز با روشی تعیین می شود که مقدار کل نیترات و نیتریت اندازه گیری کرده و سپس مقدار نیتریت را از آن کسر می کنند.

فسفر
فسفر نیز همانند نیتروژن به صورت ترکیبات متعددی در فاضلاب و یکی از مواد اساسی برای رشد و تولید مثل میکرو ارگانیسم هاست .
وجود بیش از حد فسفر در آب های سطحی به شکوفایی فوق العاده آلک ها و پیری زودرس منابع آب سطحی منجر می شود. به دلایلی که گذشت استاندارهایی برای میزان مجاز فسفر در پساب خروجی از تصفیه خانه های فاضلاب درنظر گرفته شده است.
فسفر نیز می تواند به صورت "ارتوفسفات" ، "پلی فسفات" و "فسفات آلی" مشاهده شود. اندازه گیری توام ترکیبات فسفر تحت عنوان "کل فسفات" می باشد. اورتو فسفات متعارف ترین نوع ترکیباب فسفر است که برای توده بیولوژیکی فراهم بوده و در بعضی موارد کنترل آن لازم است. بعضی از ترکیبات "پلی فسفات" که ترکیبات قابل هیدرولیز شدن نامیده می شوند در محیط های اسیدی به ارتو فسفات تبدیل می شوند.
در فاضلاب های خانگی معمولا مقدار فسفات کل 2 تا 20 میلی گرم بر لیتر خواهد بود که شامل 1 تا 5 میلی گرم بر لیتر فسفات آلی و 1 تا 15 میلی گرم بر لیتر فسفات معدنی است.

کلر
به سبب میل ترکیبی شدید کلر، کلر آزاد به طور معمول در فاضلاب خام وجود ندارد . کلر معمولا برای ضدعفونی کردن به کار می رود. اندازه گیری کلر باقیمانده و درک نتایج حاصل از آن وسیله خوبی برای کنترل فرایند سالم سازی می باشد. کلر باقیمانده با روش های آزمایشگاهی و یا با استفاده از تجهیزاتی که به طور دائمی می تواند اندازه گیری و نتیجه آن را اعلام کند، قابل اندازه گیری خواهد بود.

سولفید
هیدروژن سولفوره به طور مستمر سبب خوردندگی شبکه جمع اوری فاضلاب و تاسیسات و تجهیزات تصفیه خانه شده و اثرات سوء داشته ونیازمند کنترل است. اندازه گیری غلظت سولفید می تواند بیانگر شدت خورندگی و همین طور موثر بودن برنامه های پیشگیری از خورندگی باشد.

چربی، روغن و گریس ها
موادچرب و روغن و گریس ها در جریان فاضلاب در تصفیه خانه به صورت مواد شناور وار می شوند. این مواد (FOG) ممکن است به صور ذرات شناور یا به صورت امولسیون در داخل یا به صورت محلول به تصفیه خانه وارد شوند.
مواد چرب به مواد قطبی و مواد قطبی نیز گروه بندی می شوند . موادی که قطبی باشند معمولا"قابل تجزیه بیولوژیکی" بوده و از حیوانات دفع شده اند و مواد غیرقطبی به سادگی قابل تجزیه نبوده و به طور طبیعی از مشتقات نفتی می باشند.
اندازه گیری FOG در ورودی و خروجی تاسیسات تصفیه خانه اطلاعاتی را در مورد میزان حذف این مواد ارائه می کند. چنانکه چربی و روغن و گریس بیش از حد به مرحله ثانویه تصفیه وارد شود، چربی و روغن به تتودهوده بیولوژیکی خواهد چسبید و به سبب چگالی کم چربیها، ته نشینی لجن بیولوژیکی به کندی خواهد گرایید و درنتیجه مواد جامد بیش از حد در خروجی تصفیه خانه ظاهر می شود.

آلاینده های در اولویت
آلاینده های در اولویت تعداد از موادشیمیایی هستند که به سبب مصرف فراوان و سمی بودن آن ها توسط سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) در فهرستی به همین نام ارایه شده اند. این فهرست به علت گستردگی مواد شیمیایی سمی و خطناک درحال تغییر است، موادی که در جدول آلوده کنندگان سمی مورد بحث قرار گرفته است به طور کلی از منابع صنعتی ناشی شده و به دو گروه تقسیم می شوند:
– گروه ترکیبات سمی آلی که شامل حلال های آلی و حشره کش ها می باشد.
– گروه دیگر شامل ترکیبات فلزات سنگین و سیانور و فنل می باشد.
اجرای آزمایش برای شناسایی و تعیین مقدار غالب موادی که در جدول ذکر شده است مستلزم تدارک دستگاه های پیچیده ای می باشد، مضافا این که غلظت اینگونه مواد در فاضلاب های خانگی جزئی است و در حدود یک واحد در یک بیلیون است.
برای جلوگیری از آلودگی های لوازم و وسایل ، در هنگام نمونه برداری نیز از لوازم خاص استفاده می شود. چنانچه غلظت غالب موادی که در جدول سموم ذکر شده است به حد معینی برسد، به عامل کند کننده رشد بیولوژیک مبدل می شوند. فاضلاب های صنعتی که حاوی فلزات سنگین نظیر "کروم" باشند، می توانند تصفیه بیولوژیک فاضلاب را تضعیف و یا متوقف سازند.
تخلیه مواد سمی به سبب سمی بودن و اثر تجمعی برخی از آن ها مانند جیوه و یا بی فنیل های پلی کلره (PCB) موجب صدمه زدن به محیط آبی می شود . این بدان معناست که ارگانیسم های بیولوژیکی، موادسمی را جدا کرده و در خود جمع می کنند. تجمع این مواد معمولا در زنجیره غذایی به تدریج افزایش می یابد تا وقتی که به حد مسموم کنندگی برای برخی ارگانیزم های انتهایی در زنجیره غذایی مانند انسان می رسد .

ملاحظات ویژه در تصفیه مقدماتی
متعادل کننده جریان : کاهش نوسانات جریان در طول شبانه روز و هنگام بارندگی در سیستم جمع آوری به بهره برداری و استفاده صحیح از تصفیه خانه کمک می کند . برای این منظور ذخیره اضطراری جریان در شبکه موجود و با استفاده و بکارگیری از تاسیسات متعادل کننده و یا حوض ذخیره توصیه می شود . زیرا کاهش جریان در ورودی تصفیه خانه معمولا غیر ممکن است ، جریان فاضلاب درو احد های موازی مانند آشغالگیرها و دانه گیرها نیاز به متعادل کردن به منظور کمک به بهبود کار هر واحد دارد .

بو و کنترل آن
اغلب در ورودی فاضلاب تصفیه خانه ها به علت آنکه فاضلاب مدتی طولانی در داخل خطوط جمع آوری و انتقال مانده است بوی نامطلوب احساس می شود . این بو ها بعلت وجود سولفور هیدروژن و گازهای حاصل از دیگر فعل و انفعالات بی هوازی می باشد که سبب ایجاد فضایی آلوده و آزار دهنده می شود . حتی الامکان باید این بوها حذف یا کاهش داده شوند . کنترل بو ممکن است به وسیله کلرزنی مقدماتی ، نمک های آهن ، پرمنگنات پتاسیم ، پراکسید هیدروژن و به ویژه هوادهی مقدماتی انجام شود .

کنترل کیفیت فاضلاب خام ورودی به شبکه فاضلاب
به علت گندیدگی فاضلاب در مخازن سپتیک ، تله های چربی و منابع دیگر که بسیاری از آنها دارای غلظت زیاد FOG,TSS,COD,BOD ( چربی ، روغن و گریس ) می باشد ، نیاز به کنترل منظم و دائمی دارند . در تصفیه مقدماتی باید هوادهی ، دانه گیری و اشغالگیری بمقدار کافی انجام شود تا فاضلاب برای تصفیه نهایی آماده گردد .
توصیه می شود که برای شهرهای بزرگ و شهرهای صنعتی ، پرسنلی کارآزموده جهت کنترل فاضلابهای ورودی به شبکه آموزش داده شود و دستور العمل و مجوز لازم برای کنترل فاضلاب هر واحد داده شود تا بتواند نمونه برداری نموده و غلظت آلودگی آنرا تعیین کنند .
فضولات سمی و خطرناک نه تنها باید با استاندارد های مجاز مطابقت داشته باشد بلکه به لحاظ تصفیه بیولوژیکی مشکل ایجاد نکند . باید فوق العاده دقت کرد و هوشیار بود که کسی نتواند آسیبی ( با ریختن فضولات غیر مجاز به داخل شبکه فاضلاب ) به سیستم فاضلاب وارد کند . ورود فضولات سمی با توجه به کیفیت فاضلاب و نوع سمی بودن مواد آلاینده ، بهره برداران متبحری را برای خنثی کردن اثرات این مواد سمی طلب می کند . بنابراین باید دستورالعمل مشخص به هر واحد صنعتی داده شود تا از ورود مواد سمی و ایجاد شوک به تصفیه خانه جلوگیری شود .

فاضلاب برگشتی
در بیشتر تصفیه خانه های فاضلاب جریان های برگشتی متعددی وجود دارد . اهم فاضلابهای برگشتی مانند : پساب حاصل از هاضمها ( آب روی لجن یا لجن آب ) ، پساب حاصل از آبگیری لجن ، پساب حاصل از بستر لجن خشک کن ، پساب حاصل از آبگیری لجن به روش فشار یا خلا پساب خروجی از صافی های ماسه ای و آب حاصل از شستشوی معکوس و سایر پسابهای جنبی که به ابتدای تصفیه خانه برگشت داده می شود ، ممکن است برای فرایند های پایین دست مضر باشند . پایش و کنترل دقیق این گونه جریانهای جنبی از ایجاد بار همراه با شوک و سایر آثار شدید بر فرایند های تصفیه جلوگیری می کند . در صورت امکان ترجیحا جریانات برگشتی باید وقتی که بار هیدرولیکی و بار مواد آلی در حداقل می باشد به تصفیه خانه وارد شود .

2- آشغالگیر
آشغالگیر وسیله یا دستگاهی است که مواد درشت و آشغال موجود در فاضلاب را از فاضلاب جدا می کند .
آشغالگیرها به صورت توری های فلزی ، صفحات سوراخدار و همچنین میله های فلزی که به فاصله معینی از هم قرار گرفته اند ساخته می شوند . معمولا در تصفیه خانه های فاضلابهای صنعتی از انواع صفحات سوراخدار و توری های فلزی و در تصفیه خانه های فاضلاب شهری از نوع آشغالگیر میله ای استفاده می شود .

افت فشار در آشغالگیر ها
به علت تنگ شدن کانال و وجود میله های آشغالگیر در مسیر جریان فاضلاب سرعت جریان در محل آشغالگیر بیشتر شده و اختلاف سطح فاضلاب بین قبل و بعد از آشغالگیر به وجود می آید که آن را افت فشار در زمان تمیز بودن آشغالگیر می گویند . به تدریج که آشغالگیر کثیف می شود ، مسیر جریان فاضلاب در آشغالگیر تنگ تر در نتیجه افت فشار بیشتر می شود .
سرعت جریان فاضلاب اثر مستقیم روی افت فشار آشغالگیر دارد . هر چه سرعت جریان فاضلاب بیشتر باشد افت فشار نیز بیشتر خواهد بود و اگر سرعت جریان از حد معینی کمتر شود احتمال ته نشین شدن مواد جامد سنگین نظیر شن و ماسه وجود دارد . به طور کلی نباید سرعت جریان فاضلاب در کانال از 5/0 متر در ر ثانیه کمتر و از 9/0 متر در هر ثانیه بیشتر باشد .
زمانی که افت فشار یا سطح فاضلاب در پشت آشغالگیر ( به علت گرفتگی آشغالگیر ) به حداکثر مجاز برسد لازم است آشغالگیر تمیز شود و یا به کمک سنسورهائی ، فرمان تمیز کردن آشغالگیر مجهز به تجهیزاتی است که آشغالهای گیر کرده در آشغالگیر را خرد می نماید تا اندازه آشغالها و تفاله ها کوچک شود .

روشهای آشغالروبی در آشغالگیرها
الکتروموتور ، سیستم چنگک تمیز کننده آشغالگیر را به حرکت در می آورد ، این الکتروموتور می تواند به طور دستی با قطع و وصل کردن کلید کار کند ( آشغالروبهای مکانیکی ) و یا ممکن است به طور خود کار به طریق زیر عمل کند:
– فرمان گیری از زمان
– فرمان گیری از تراز فاضلاب
روش فرمانگیری از زمان ، که بیشتر معلوم می باشد ، به ازائ مدت زمان معینی الکتروموتور را راه اندازی و سپس خاموش می کند ، بهره بردار بر اساس تجارب قبلی تعداد دفعات خاموش و روشن شدن های الکترو موتور چنگک تمیز کننده را برای روزهای معمولی و در شرایط عادی مشخص می کند . ساعت مخصوص راه اندازی الکتروموتور برای فواصل معینی از کار اشغالگیر در شبانه روز قابل تنظیم است .
گرچه ساعت فرمان دهنده به خوبی کاربرد دارد ولی نمی تواند تجمع ناگهانی آشغالها را رفع کند ، بنابراین یک سیستم فرمان که با بافت فشار کار می کند به سیستم کنترل اضافه می شود تا بتواند به طور موازی با فرمان ساعتی کار کند به طوری که اگر آشغال زیاد روی آشغالگیر جمع شده باشد و ساعت فرمان دهنده هنوز فرمان تمیز کردن را به چنگک مربوطه نداده باشد به علت گرفتگی آشغالگیر ، سیستم احساسگر اتلاف فشار عمل می کند .
مدار های فرمان ساعت فرمان دهنده و احساسگر اتلاف فشار به طور موازی می باشندبه طوری که اگر احساسگر به موتور تمیز کننده آشغالگیر فرمان کار می دهد تا آشغالهای جمع شده روی آشغالگیر را تمیز کند . ساعت فرمان دهنده هم بقیه زمان را کار کرده و در زمان خود فرمان تمیز کردن به چنگک را می دهد تا چنانچه در زمان باقی مانده آشغالها روی دستگاه اشغالگیر جمع شده باشد مجددا تمیز کند.

بازده آشغالگیر
بازده آشغالگیرها بستگی به مقدار مواد شناور و فاصله میله های آشغالگیر دارد ، به عنوان مثال در آشغالگیرهایی که فاصله میله ها در حدود 2 سانتیمتر است مقدار اشغالگیر هایی به وسیله اشغالکیر حذف می شود در حدود 20 در صد کل مواد شناور جامد موجود در فاضلاب ورودی است و چنانچه فاصله میله ها به 5 سانتیمتر افزایش یابد این مقدار به 2 در صد تقلیل می یابد .

نکات ایمنی
– برای دسترسی به آشغالگیر ها جهت تمیز کردن ( در نوع دستی ) و تعمیرات باید آشغالگیر دارای راه دسترسی و سکوی مناسب مجهز به نرده های حفاظتی باشد و کف سکو از صفحات مشبک ساخته شده باشد تا زهکشی آشغالها و خروج آب به راحتی انجام شود .
– آشغالگیرهایی که به طور مکانیکی تمیز می شوند باید دارای حفاظهای مناسبی باشند تا در شرایط عادی امکان برخورد اتفاقی با قسمتهای متحرک نباشد و ضمنا مانع پاشیدن فاضلاب به اطراف گردد .
– هر دستگاه آشغالگیر باید دارای ضامن ایمنی باشد تا در مواقع ضروری بتوان دستگاه را قفل کرد .
– برای هر دستگاه آشغالگیر خودکار باید کلید قطع و وصل دستی نیز پیش بینی شود .
– در مواردی که ارتفاع سکو نسبت به سطح تمام شده بیش از یک متر باشد توصیه می شود که از وسایل مکانیکی برای انتقال آشغالهای جمع شده به خارج استفاده شود .

راهنمای رفع معایب آشغالگیرها
محاسبه افت در آشغالگیر
افت ارتفاع در آشغالگیر شامل افقت در ورودی افت ارتفاع در کانال آشغالگیر و افت ارتفاع در بین میله های آشغالگیر می باشد . محاسبه افت ارتفاع در بین میله های آشغالگیر در حالتهای تمیز و گرفته انجام می شود . افت ارتفاع جریان در عبور از بین میله های آشغالگیر را می توان از هر یک از روابط زیر محاسبه نمود .

در این روابط hL افت ارتفاع در میله های آشغالگیر ( متر ) ، سرعت متوسط در کانال بالادست آشغالگیر ( متر بر ثانیه ) ، V سرعت عبور جریان فاضلاب از بین میله های اشغالگیر ( متر بر ثانیه ) ، g شتاب گرانش زمین ، w عرض مقطع میله ها که به طور مستقیم در مقابل جریان قرار دارد ( متر ) ، b فضای باز بین میله ها ( متر ) ، زاویه میله هابا افق ، Aمساحت جریان ، Qبده حداکثر لحظه ای عبوری ( متر مکعب بر ثانیه ) و Cd ضریب بده را نشان می دهد . ضریب بده Cd برای میله های تمیز برابر 6/0 در نظر گرفته می شود . فاکتور شکل است و مقدار آن را با توجه به شکل هندسی میله ها از جدول (9-2) و یا شکل ( 9-2) تعیین می شود .
رابطه ( 9-1) را می توان برای محاسبه افت ارتفاع هم در آشغالگیر کاملا باز یا تمیز و هم برای آشغالگیر تا حدودی مسدود مورد استفاده قرار داد . در صورتی که رابطه
(9-2) را فقط برای آشغالگیر تمیز می توان بکار برد . رابطه ( 9-3) از رابطه روزنه بدست آمده و برای محاسبه افت ارتفاع در آشغالگیر های دهانه ریز مورد استفاده قرار می گیرد .

متغیر های هیدرولیکی اشغالگیر برای انواع مختلف سامانه تمیز کننده

3 : تلمبه خانه ابتدای تصفیه خانه ( مربوط به تلمبه خانه )
چنانکه امکان تخلیه ثقلی به ابتدای تصفیه خانه فاضلاب نباشد و افزون بر این شیب طبیعی زمین تصفیه خانه ، ارتفاع کافی برای عبور جریان فاضلاب از واحد های مختلف تصفیه خانه و تخلیه آزاد آن به آب پذیرنده فراهم نکند ، تصفیه خانه به تلمبه خانه ابتدایی نیاز دارد .

انتخاب محل تلمبه خانه
موقعیت تلمبه خانه در داخل حوضه در پایین ترین نقطه آن و به گونه ای انتخاب می شود که فاضلاب همه نقاط حوضه بتواند به آن تخلیه شود . نکته مهم آن است که خطوط جمع آوری فاضلاب که از نقاط مختلف حوضه به داخل تلمبه خانه تخلیه می شود ، باید به صورتی باشد که حدودا در یک تراز به هم بپیوندند . بدین معنی که فاصله تلمبه خانه از دورترین نقاط حوضه در جهات مختلف با توجه به شیب زمین انتخاب شود و تلمبه خانه در مرکز ثقل مساحت و شیب حوضه قرار گیرد .
سیلاب گرفتگی
با توجه به موقعیت تلمبه خانه های فاضلاب در گودترین نقطه حوضه مربوط است همواره خطر آب گرفتگی و سیلاب را درپی خواهد داشت و بنابراین در انتخاب محل زمین تلمبه خانه این موضوع باید مورد توجه قرار گیرد به ویژه چنانچه تلمبه خانه در مجاور مسیل انتخاب شده باشد . تعیین سیلاب صد ساله مسیل می تواند موقعیت سیلاب گرفتگی زمین تلمبه خانه را تعیین کند به طوری کلی طراحی بر این اساس خواهد بود که در همه شرایط تلمبه خانه قابل دسترس باشد .

مشخصات خاک
مطالعات ژئوتکنیک محل یا محل های مناسب برای تلمبه خانه و انتخاب مناطقی که خاک ،شرایط مناسب تری دارد باعث کاهش هزینه های ساختمان تلمبه می شود . . خاکهای آبدار و بخصوص از جنس رس و سیلت ف هزینه های قابل توجهی برای احداث گود تلمبه خانه و پایدار نگه داشتن آن حین اجرا و همچنین تحکیم زمین ایجاد می کند .

کیفیت فاضلاب
مشخصات کیفی فاضلاب ، عامل مهمی در طراحی تلمبه خانه های فاضلاب است و در انتخاب نوع تجهیزات و تسهیلات و شیوه بهره برداری موثر است . با نمونه گیری و انجام آزمایشهای کمی و کیفی بر روی فاضلاب می توان اطلاعات کافی از مشخصات کمی و کیفی فاضلاب به دست آورد . نکاتی که باید مورد توجه قرار گیرد به شرح زیر است :
تلمبه خانه های فاضلاب شهری باید مقادیر قابل توجهی مواد درشت دانه را که توسط شبکه جمع آوری فاضلاب وارد تلمبه خانه می شود ، انتقال دهند و بنابراین تلمبه ها باید قابلیت عبور ایم مواد را داشته باشند . در تلمبه خانه های بزرگ با پیش بینی آشغالگیرهای مکانیکی و یا آشغال خرد کن ، اندازه آشغال را در حد معین محدود می کنند ولی در تلمبه خانه های کوچک ، با پیش بینی این گونه تجهیزات در ورودی به تلمبه خانه و شیوه تخلیه آن ، باعث افزایش هزینه های سرمایه ای و بهره برداری می شود که در طراحی تلمبه خانه مد نظر قرار می گیرد .
وجود مقادیر قابل توجه مواد ماسه ای بویژه در شبکه های جمع آوری فاضلاب و آب باران که ه صورت مشترک باشند و انباشته شدن مواد ماسه ای در تلمبه خانه و همچنین فرسایش پروانه و بدنه تلمبه ها ناشی از انتقال مواد باید مورد توجه قرار گرفته و تمهیدات لازم از جمله پیش بینی دانه گیر قبل از تلمبه خانه ها در سامانه های مرکب و انتخاب مصالح مناسب برای پروانه و بدنه تلمبه که در تماس با فاضلاب است و مقاومت بیشتری در برابر فرسایش داشته باشد در مرحله طراحی در نظر گرفت.
وجود مواد سمی ،قابل انفجار و مضر که ناشی از پساب صنایع است اجبارا باعث پیش بینی تجهیزات بیشتر از نظر کنترل و پایش و تجهیزات تهویه مخصوص خواهد شد ( حذف مواد مضر از هوای خروجی ) .
امکان متعفن شدن فاضلاب و تولید مقدار قابل توجه گاز هیدروژن سولفوره ، لزوم به کارگیری حفاظتهای خاص به منظور کاهش خورندگی تجهیزات و ساختمان و حفاظتهای لازم برای کارکنان تلمبه خانه را ضروری می سازد .

تلمبه های پیچ وار
تلمبه های پیچ وار از نوع تلمبه های با جابه جایی مثبت است . این تلمبه ها از نوع انسداد ناپذیر بوده و با ظرفیتهای قابل توجه ، برای انتقال مایعات به ارتفاع محدود به کار می رود . با توجه به پره های باز آن و فواصل کافی بین آن نیازی به آشغالگیر ابتدایی ( جز آشغالگیری دهانه درشت ) ندارد . تلمبه های یچوار در دو نوع ساخته می شود .
نوع اول تلمبه های پیچوار باز است که پره پیچوار به صورت پیچ دور لوله مرکزی جوش شده و مجموعا در داخل سینی که می تواند نوع بتنی پیش ساخته ، فلزی و یا بتنی درجا ریز است حرکت کند .
نوع دوم تلمبه های یچوار بسته است که شامل دو لوله هم مرکز است و پیچ تلمبه بین دو لوله قرار می گیرد ، این مجموعه حرکت چرخشی دارد .

هیدرولیک تلمبه خانه ها و انتخاب تلمبه
ملاحظات هیدرولیکی
تلمبه خانه ها ، برای انتقال مایعات از یک نقطه به نقطه دیگر به کار می روند و بنابراین وظیفه تامین ارتفاع و فشار لازم برای انتقال حجم مایع مورد نظر را در واحد زمانی مشخص دارند . تامیت ارتفاع با فشار برای مقابله با مجموعه اتلافات که در اثر انتقال مزبور در محل ورود مایع به لوله مکش تلمبه ، لوله رانش ، متعلقات ، شیرآلات و اختلاف ارتفاع سطح مایع در چاهک تر تا بالاترین نقطه در لوله انتقال ایجاد می شود می باشد .

شمای کلی افت فشار در تلمبه خانه
انتخاب تلمبه
انتخاب تلمبه مناسب برای تلمبه خانه های فاضلاب ، تابع عوامل مختلفی از جمله مقدار جریان فاضلاب ورودی در مدت عمر بهره برداری تلمبه خانه ، کیفیت فاضلاب ورودی ، افت فشار سامانه و ارتفاع تلمبه زنی ، موقعیت تلمبه خانه و خط انتقال است.
به طور کلی ظرفیت تلمبه خانه باید به گونه ای باشد که قادر به انتقال حداکثر لحظه ای ورودی فاضلاب در طول عمر تلمبه خانه باشد . به طور معمول استانداردها تاکید می کنند که ظرفیت تلمبه های نصب شده در تلمبه خانه به طوری در نظر گرفته می شود که قادر به انتقال حداکثر لحظه ای فاضلاب در حالتی بزرگترین تلمبه ، تلمبه خانه خارج از سرویس است ، باشد . انتخاب تلمبه با توجه به عوامل زیر صورت می گیرد :
خلاصه فرایند مرحله به مرحله انتخاب تلمبه
– تعیین نقاط کار تلمبه خانه که بر اساس آن باید تلمبه ها را انتخاب نمود .
– تهیه و رسم منحنی مشخصه سامانه ( بده – ارتفاع تلمبه زنی ) و مشخص کردن نقاط کارکرد تلمبه خانه در شرایط حداقل و حداکثر .
– انتخاب تعداد و نوع تلمبه ها .
– انتخاب طبقه تلمبه ها از نمودار مجموعه منحنی مشخصه تلمبه های سازندگان مختلف .
– انتخاب منحنی مشخصه H-Q تلمبه در طبقه تلمبه های انتخاب شده ، شامل قطر و سرعت که بازده مناسب داشته باشد .
– با انتخاب تلمبه مورد نظر منحنی مشخصه تلمبه به صورت کارکرد تکی و بیشتر بر حسب تعداد تلمبه های کار روی منحنی عملکرد سامانه تلمبه زنی رسم می شود و عملکرد تلمبه حسب جریان های مختلف ورودی به تلمبه خانه در سالهای اولیه بهره برداری و میانی و نهایی ، مورد بررسی قرار می گیرد.
– فرایند مزبور برای چند سازنده انجام گرفته و مناسب ترین انتخاب می شود .
در شرایطی که جریان ورودی به تلمبه خانه در طول عمر تلمبه خانه افزایش یابد ، برای افزایش ظرفیت تلمبه ها در مرحله توسعه می توان در صورت امکان ، تلمبه یا پروانه کوچکتر در طبقه تلمبه انتخاب شده را برای شرایط اولیه انتخاب کرد و سپس در مرحله ای که ظرفیت افزایش می یابد ، پروانه تلمبه با قطر بزرگتر تعویض می شود . در این حالت اندازه موتور را از ابتدا باید برای قطر پروانه بزرگتر انتخاب کرد . در این مورد حجم چاهک تر با توجه به دفعات مجاز استارت تلمبه تغییر یافته ، و باید کنترل شود .

انتخاب مصالح تلمبه
مصالح تلمبه ، تابع ویژگی های مایعی که باید تلمبه شود ، میزان موادی که در مایع ایجاد سایش برای تلمبه می کند و همچنین شرایط وقوع حفره زایی در تلمبه است . فاضلاب خانگی معمولا دارای PH حدود 7 و دمای بین 5 تا 30 درجه سانتی گراد است . اگر شبکه جمع آوری فاضلاب به ویژه از نوع مشترک باشد مواد ماسه ای که در تلمبه ایجاد ساییدگی کرده و فرسودگی آن را تسریع می کند در آن وجود دارد .
ضربه قوچ در تلمبه خانه های فاضلاب
تلمبه خانه های فاضلاب شهری با توجه به طول کوتاه خط انتقال ( معمولا به علت شرایط سپتیک شدن فاضلاب و مشکلات هواگیری طول خطوط انتقال فاضلاب کوتاه انتخاب می شود . ) و همچنین ارتفاع کم تلمبه زنی ، هم از نظر ارتفاع استاتیکی و هم از نظر دینامیکی مشکلات مربوط به ضربه قوچ سامانه های انتقال آب را ندارد و معمولا در کارهای فاضلابی این موارد در طیف محدود است . در تلمبه خانه های فاضلاب معمولا به دلیل شرایط حجمی بالا تر و به طور کلی تغییرات ورودی فاضلاب به آن ، در طول کارکرد تلمبه ها قطع و وصل مکرر تلمبه ها اتفاق می افتد و گاه نیز به علت قطع برق و از کار افتادن یا شروع به کار دوباره تلمبه ها ، پدیده ضربه قوچ به طور مکرر ایجاد می شود . چنانچه مسیر خط انتقال در ابتدای تلمبه سربالایی تندی داشته باشد و سپس در طول کوتاهی ، پروفیل خط از نظر شیب ملایم شده و یا شیب معکوس گردد ، نقطه راس مزبور برای ایجاد پدیده فاز بخار مایع و جدایی ستون آب در شرایط مناسبی قرار می گیرد .
در تلمبه خانه های فاضلابی که خط انتقال دارند با از کار افتادن تلمبه ها جریان وارده به داخل لوله به تدریج کاهش می یابد و متناسب با آن ، سرعت داخل خط لوله ، در طرف رانش آن نیز کاهش می یابد و در نتیجه باعث کاهش میزان فشار از نقطه رانش به پایین دست تلمبه می شود . معمولا انتهای خط انتقال فاضلاب حوضچه و یا آدم رویی قرار دارد که در ارتفاع بالاتری نسبت به تلمبه خانه قرار می گیرد . موج کاهش فشار در پایین دست تلمبه ها با سرعت a در حرکت است اما از آنجا که مجموعه موتور ، تلمبه ( بخش گردنده ) دارای ایترسی چرخشی است ، کاهش مزبور به صورت تدریجی و با توجه ب مشخصات تلمبه خواهد بود و به طور معمول مطابق شکل 5-6 است .
چنانچه موج کاهش فشار پایین تر از خط انتقال قرار گیرد ، فشار منفی نسبت به فشار اتمسفر در خط ایجاد می شود و امکان غلیان مایع درون لوله وجود خواهد داشت . زمان لازم از شروع کاهش جریان تا انتهای خط ، با توجه به طول خط برابر است . موج کاهش فشار پس از رسیدن به حوضچه انتهایی ، با توجه به ثابت بودن ارتفاع آب در حوضچه و در مقایسه با مقدار آن ، باعث معکوس شدن جریان فاضلاب می شود و در این حالت یک موج فشاری مثبت از محل حوضچه با سرعت a به طرف تلمبه خانه بر می گردد . چنانچه شیر یک طرفه که معمولا در خروجی ( رانش تلمبه ) قرار دارد به علت توقف پمپ و قطع جریان فاضلاب و همچنین ارتفاع استاتیکی موجود ، بسته باشد در این حالت ، جریان هنگام برخورد با شیر یک طرفه به علت بسته بودن آن صفر شده و موج فشاری ایجاد می کند . در حالتی که اینرسی گردشی پمپ و یا طول خط انتقال کوتاه باشد ، شیر یک طرفه فرصت بسته شدن را پیدا نکرده و لذا جریان فشاری باعث برخورد شدید دریچه شیر یک طرفه با نشیمن گاه آن شده که اصطلاحا آن را ضربه می نامند و باعث لرزش شدید خط و متعلقات لوله می شود .

لزوم تحلیل ضربه قوچ
در تلمبه خانه های فاضلاب با توجه به محدودیت طول خط انتقال و ارتفاع تلمبه زنی در همه شرایط نیازی به بررسی ضربه قوچ نبوده و معمولا کلاس فشاری لوله ، شیرآلات و متعلقات انتخاب شده جوابگوی شرایط ایجاد شده خواهد بود .
در شرایطی که سامانه تلمبه زنی دارای مشخصاتی به صورت زیر باشد باید مسائل مربوط به ضربه قوچ مورد توجه قرار گیرد
– شیب تند خط ( طول خط انتقال کمتر از 20TDH )
– سرعت در خط لوله بیش از 2/1 متر بر ثانیه
– فشار اسمی لوله و متعلقات کمتر از 5/3 برابر فشار کار سامانه باشد .
– زمان کاهش و برگشت جریان ( تلمبه ها ) کمتر از زمان بحرانی TC باشد .
– زمان بسته شدن شیر یک طرفه از زمان بحرانی کمتر باشد . (TC زمان بحرانی معادل که L طول خط بر حسب متر و a سرعت موج فشاری است )
– زمان بسته شدن شیر ( یا باز شدن آن ) کمتر از 5 ثانیه باشد .
– صدمات وارد به تلمبه و موتور تلمبه به صورت معکوس و در سرعت حداکثر بچرخد قابل توجه باشد .
– وقتی که تلمبه در مقابل شیر باز کار کند .

تجهیزات کاهش ضربه قوچ

تلمبه خانه های بزرگ
تلمبه خانه های با حجم حداکثر ورودی فاضلاب بیش از 250 لیتر بر ثانیه به بالا ، معمولا در ابتدای تصفیه خانه های فاضلاب و یا انتهای حوضه های فاضلابگیر بزرگ قرار می گیرند . این تلمبه خانه ها می تواند از نوع تلمبه های مستغرق و یا نوع تلمبه در چاهک خشک در نظر گرفته شود . در این تلمبه خانه ها با توجه به به حجم فاضلاب ورودی و میزان اشغال آن ، تجهیزات آشغال روبی به صورت مکانیکی در نظر گرفته می شود و در شرایطی که سامانه جمع آوری فاضلاب به صورت مشترک انتخاب شود ( آب باران و فاضلاب توسط یک شبکه جمع آوری شود ) دانه گیری از فاضلاب باید قبل از تلمبه خانه صورت گیرد تا اولا از فرسایش پروانه تلمبه ها جلوگیری شود و ثانیا از انباشته شدن مواد ماسه ای چاله تر تلمبه خانه ها جلوگیری گردد . با توجه به تعداد تلمبه ها و همچنین روند افزایش مقدار فاضلاب در افق طرح تلمبه خانه ها بهتر است به صورت دو قسمت ساخته شوند . در این تلمبه ها باید راههای دسترسی کافی برای تخلیه آشغالهای جمع شده ، دسترسی به تلمبه ها و موتورها برای انجام تعمیرات و تعویض ها در نظر گرفته شود . موارد ذکر شده درباره طراحی چاله تلمبه خانه های با ظرفیت متوسط ، در مورد تلمبه خانه های مزبور نیز صدق می کند . به منظور کاهش حجم چاله تر ، در این تلمبه خانه ها می توان بالاترین ارتفاع سطح آب در چاله را به گونه ای انتخاب کرد که حجمی از کانال یا لوله ورودی فاضلاب جزو حجم چاله تر منظور شود . شکل 6-7 تلمبه خانه های بزرگ نوع مستغرق را نشان می دهد .

ملاحظات کلی در طرح تلمبه خانه های فاضلاب از نظر هیدروژن سولفوره
تلمبه خانه های فاضلاب و خط انتقال آن باید از نظر هیدروژن سولفوره به گونه ای طراحی شوند که :
– مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب در چاله تر ، به میزان اکسیژن محلول ر فاضلاب ورودی به تلمبه خانه باشد ( انبار شدن فاضلاب در چاله تر باعث کاهش محلول نگردد ).
– ظرفیت تلمبه ها ، طراحی خط انتقال از نظر قطر ، ارتفاع و دیگر ملاحظات به گونه ای صورت گیرد که مشکلی از نظر هیدروژن سولفوره برای تاسیسات پایین دست تخلیه خط انتقال ایجاد نکند .

تابلوی نشان دادن وضعیت تجهیزات
وضعیت تجهیزات عمده در محل تلمبه خانه در تابلوی کنترل نشان داده می شود . به طور معمول تجهیزاتی مانند تلمبه ها ، شیرهای خودکار ، آشغالگیر ، فن های تهویه ، دیزل ژنراتور بر حسب مورد در تابلوی کنترل مشخص می شود . تعداد کارکرد تلمبه از زمان نصب و همچنین تعداد استارت در ساعت که معمولا از نصف شب یا هر زمان مناسب دیگر درنظر گرفته می شود . در محل تلمبه خانه و یا مرکز کنترل مشخص می شود . برای قدرت های بالاتر از 37 کیلووات ، آمپراژ موتور ، ولتاژ هر فاز ، سرعت موتور ( دور در دقیقه ) به طور معمول در تابلوی موتور خانه مشخص می شود . مقدار جریان ف سطح آب در داخل چاله تر ، مقدار جریان تجمعی معمولا در تابلوی تلمبه خانه مشخص می شود . نوع ثبت جریان به صورت کاغذ و قلم در بیشتر اوقات ایجاد اشکال می کند و در این حالت جریان فقط به طورت تعیین مقدار لحظه ای و حجم جریان خواهد بود . در سامانه های SCADA تلمبه خانه ها به صورت مرکزی کنترل می شوند . در این محل اطلاعات جمع آوری شده از تلمبه خانه ها در کامپیوتر ثبت و می تواند توسط چاپگر ، چاپ و یا در مانیتر نمایش داده شود .

کنترل بو در تلمبه خانه های فاضلاب
بیشتر ترکیبهای ایجاد کننده بو که در فاضلابهای شهری یافت می شود ناشی از فعالیت بی هوازی باکتری ها بوده که مواد ارگانیکی ، سولفاتها و نیتراتهای موجود در فاضلابهای تجزیه کرده و ایجاد گازهای متعفن می کنند . گاز SH4 ( هیدروژن سولفوره ) از گازهای متعفنی است که مشکلات زیادی را ایجاد می کند . این گاز بسیار در آب محلول است ( 2800 میلی گرم بر لیتر در آب 30 درجه سانتی گراد و 5650 میلی گرم بر لیتر در آب 5 درجه سانتی گراد ) ، همچنین خورنده و بسیار سمی است . در شبکه جمع آوری فاضلاب و تلمبه خانه ها بخار آب تعریق شده با گاز SH2 تولید اسید سولفوریک رقیق کرده و منجر به خورندگی بتن ، فولاد و رنگهای با پایه سرب می شود . سمیت گاز SH2 به اندازه هیدروژن سیانید است ، این گاز در pH آب برابر 9 حدود 99 درصد به صورت ( SH ) محلول است و در pH برابر 5 ، فقط یک در صد آن محلول است موارد زیر به عنوان راه حلهای احتمالی در کاهش بو موثر است :
شستشوی خط انتقال فاضلاب که وارد تلمبه خانه می شود و یا توسط لوله تحت فشار خارج می گردد .
تزریق هوا یا اکسیژن به فاضلاب باعث بالا رفتن مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب و مانع فعل و انفعالات غیر هوازی می شود . این عمل به روشهای زیر انجام می شود :
– هوادهی چاهک تر با هوا
– تزریق هوای تحت فشار به خط لوله تحت فشار
– استفاده از تلمبه های هوامکش در تلمبه خانه
– تانک تحت فشار هوا برای تزریق هوا به خطوط ثقلی فاضلاب

اضافه نمودن مواد شیمیایی
اضافه کردن مواد شیمیایی تحت شرایط مناسب ، باعث کاهش بو می شود . برای مثال ، اضافه کردن آهک به آب سولفات دار باعث افزایش pH آب و بنابراین باقی ماندن سولفید ها در شرایط یونیزه ( به صورت SH محلول به جای SH2 گاز ) می شود . دیگر مواد شیمیایی اکسید کننده برای تثبیت مواد قابل تجزیه نیز به کار می رود . همچنین مواد شیمیایی در تلمبه خانه ها با توجه به اثرات پایین دست آن در تصفیه خانه باید مورد توجه قرار گیرد . مواد شیمیایی مورد مصرف عبارت است از :

کلرزنی به عنوان عامل موثر در اکسیداسیون و همچنین باکتری کش روش قدیمی و مرسوم است . استفاده از هیپوکلریت سدیم در مواقعی که میزان مصرف از 2/2 کیلوگرم بر روز کمتر باشد ، به کار می رود . میزان تزریق کلر تا حدود 10 میلی گرم بر لیتر در نظر گرفته می شود .

تلمبه خانه پیچوار و مشخصه های مهم آن

3: واحدهای اندازه گیری جریان
اندازه گیری دائمی مقدار جریان مختلف تصفیه خانه فاضلاب جهت راهبری و بهره برداری صحیح از واحدهای مختلف آن لازم است. در تصفیه خانه های فاضلاب اندازه گیری بده جریان و تعیین مدت زمان توقف فاضلاب در واحدهای مختلف نظیر حوضهای هوادهی، ته نشینی و نیز برای تعیین مقدار لجن برگشتی و کلر مصرفی ضروری است. برای اندازه گیری مقدار جریان فاضلاب در کانالهای باز می توان از روشهای مختلفی استفاده کرد که انتخاب روش اندازه گیری تابع عوامل هیدرولیکی، فنی و اقتصادی است. در جدول مقایسه کلی بین روشهای مختلف اندازه گیری جریان مورد استفاده در تصفیه خانه های فاضلاب، ارائه شده است.
مقایسه روشها و تجهیزات مختلف اندازه گیری شدت جریان در تصفیه خانه های فاضلاب

نکات هیدرولیکی مهم در طراحی ناودان پارشال
ناودان پارشال به منظور اندازه گیری مقدار جریان در یک کانال باز مورد استفاده قرار می گیرد (شکل 8-1). در این سازه شکل هندسی فلوم باعث می شود تا آب از روی تاج ناودان با عمق بحرانی عبور نماید و به این ترتیب روشی برای تعیین میزان بده، به کمک اندازه گیری عمق جریان (تنها در یک مقطع برای حالت آزاد و یا در دو مقطع برای حالت مستغرق) حاصل می گردد. حالت جریان آزاد وقتی اتفاق می افتد که سطح آب کانال در پایین دست (پایاب) به اندازه کافی پایین باشد و اثری بر عمق آب روی تاج نداشته باشد. این حالت در محدوده گسترده ای از تغییرات عمق پایاب به وجود می آید حتی اگر رقوم پایاب به اندازه قابل توجهی بالاتر از تاج ناودان باشد بدون اینکه اثری روی عبور جریان بصورت آزاد از ناودان داشته باشد و برای تعیین بده عمق جریان تنها در یک مقطع اندازه گیری می شود. ولی چنانچه سطح آب پایین دست از حدود معینی که برای ناودان پارشال با ابعاد مختلف متفاوت است، تجاوز نماید، حالت جریان مستغرق اتفاق می افتد و برای تعیین مقدار جریان احتیاج به اندازه گیری عمق جریان در دو مقطع می باشد ولی افت ارتفاع در آن کمتر از حالت آزاد است. در صورتیکه جریان همواره بصورت آزاد عمل نماید بخش پایین دست گلوگاه پارشال فلوم تاثیر خاصی روی جریان نداشته و می تواند بطور معمول در نظر گرفته شود.

الف)ناودان پارشال با شاخص شناور اندازه گیر عمق آب،
ب)ناودان پارشال با اندازه گیر آلتراسونیک عمق آب
اندازه گیری شدت جریان به کمک ناودان پارشال.

در این سازه تراز بودن کف قسمتی که بتدریج تنگ می شود، از اهمیت زیادی برخوردار است. بطوری که جریان آب بصورت یکنواخت از روی هر بخش از عرض کانال عبور نماید. دیوارهای جانبی گلوگاه نیز باید موازی و قائم باشند. ناودان پارشال باید فقط در قسمت مستقیم کانال که جریان در آنجا نسبتا آرام و یکنواخت است، قرار گیرد و آن را هرگز نباید در قسمتهای انحنادار کانال و در محلهایی که جریان غیریکنواخت است، بکار برد. ناودان پارشال باید به اندازه کافی از سازه های کنترل مثل دریچه دور باشد بطوری که جریان ورودی به آن یکنواخت و بدون گرداب و تلاطم باشد. ناودانهای پارشال بعنوان یک سازه دقیق و قابل اطمینان برای اندازه گیری جریان در تصفیه خانه های فاضلاب شناخته شده و دارای مزایای زیر می باشند:
1-قادر به اندازه گیری جریان با افت ارتفاع نسبتا کوچک و در دامنه وسیعی از تغییرات عمق پایاب می باشند.
2-وقتی که درجه استغراق زیاد بوده و مانع از عبور جریان بصورت آزاد شود، با اندازه گیری عمق در دو مقطع، تعیین بده جریان عبوری با افت کمتر ولی هزینه بیشتر، بخاطر اندازه گیری دقیق دو عمق به جای یک عمق، امکان پذیر خواهد بود.

3-به علت شکل هندسی ناودان و سرعت جریان در گلوگاه، سازه همانند یک شستشودهنده خودکار عمل نموده و نیازی به درنظرگیری تجهیزات شستشو و لایروبی ندارد.
4-وقتی که ناودان پارشال با ابعاد استاندارد، ساخته شود و جریان ورودی به آن نیز یکنواخت و بدون تلاطم باشد، سرعت برخورد آب روی عملکرد آن تاثیری ندارد. بعلاوه توصیه می شود بالادست آن تا ده برابر عرض گلوگاه مستقیم باشد.
از معایب پارشال می توان به گرانتر بودن هزینه ساخت آن نسبت به بعضی سازه های دیگر مثل سرریز، عدم امکان بکارگیری آن در قسمتهای انحنادار کانالها و لزوم وجود جریان آرام و یکنواخت برای استفاده از آن اشاره کرد.

انواع ناودان پارشال
از ناودانهای پارشال می توان برای اندازه گیری بده های کوچک، از 1/0 لیتر بر ثانیه تا بده های بسیار بزرگ تا 90 مترمکعب بر ثانیه استفاده کرد. بر این اساس آن را با توجه به ظرفیت اندازه گیری به انواع بسیار کوچک، کوچک و بزرگ تقسیم بندی می کنند. مبنای این تقسیم بندی عرض گلوگاه ناودان می باشد. لازم به ذکر است عرض گلوگاه پارشال به همراه سایر ابعاد آن بصورت استاندارد وجود دارد و طرح مجاز به تغییر دادن آن نیست. ناودانهای بزرگ در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده نمی شود.
محاسبه بده جریان در حالت جریان آزاد
بطور کلی رابطه بین شدت جریان و عمق آب در چاهک اندازه گیری، بصورت زیر می باشد

در این رابطه ضریب k تابعی از عرض گلوگاه b می باشد و u در این رابطه بین 522/1 و 602/1 تغییر می کند. مقادیر k و u به ازای مقادیر مختلف b در جدول مربوطه ارائه شده است.

محاسبه افت ارتفاع در ناودان پارشال
مقدار افت ارتفاع برای ناودانهای پارشال در نمودار برای حالتهایی که در مرز استغراق و یا در حالت استغراق می باشند ارائه شده است.

تغییرات سطح جریان در طول ناودان پارشال

افت ارتفاع در ناودان پارشال با عرض گلوگاه 3/0 تا 4/2 متر

5:حوض دانه گیر
در تصفیه خانه های فاضلاب حوض دانه گیری اولین واحد ته نشینی می باشد، هدف از ته نشینی سازی در این حوض ها جداسازی مواد دانه ای از فاضلاب است.

تعریف دانه
در مبحث فاضلاب مواد دانه ای به موادی گفته می شود که دارای سه خصوصیت زیر باشد:
-در جریان تصفیه، تجزیه و گندیده نشوند مثل: شن، ماسه، زغال، پوست تخم مرغ، فیلتر سیگار، دانه های نباتات، هسته میوه ها و مشابه آنها.
-سرعت ته نشینی آنها بیش از سرعت ته نشینی مواد آلی فاسدشدنی باشد.
-دانه ها قابلیت جذب و اتصال به یکدیگر را نداشته و به صورت مستقل ته نشین شوند.

اهداف دانه گیری
حوضهای دانه گیری که واحد اصلی تصفیه مقدماتی است. به منظور انجام مقاصد زیر احداث می شوند:
-تقلیل گرفتگی لوله ها
-حفاظت وسایل مکانیکی در مقابل سایش
-حفاظت حجم مفید حوض های هوادهی و هاضمهای لجن به علت تجمع دانه ها در کف
-حفاظت از افشانک های هوادهی برای جلوگیری از گرفتگی آنها

سرعت افقی جریان فاضلاب در حوض های دانه گیر
سرعت افقی جریان فاضلاب را در اغلب حوضهای دانه گیر حدود 3/0 متر بر ثانیه در نظر می گیرند تا دانه ها ته نشین شوند. سرعتهای کم سبب می شود که موادآلی در حوض نیز ته نشین شود و با تجزیه و گندیدگی آنها، بوی ناخوشایند از حوض دانه گیر متصاعد و سرعتهای جریان زیاد فاضلاب در حوض دانه گیر سبب فرار دانه ها از حوض می گردد.

روش های مختلف دانه گیری، تمیزکردن و بهره برداری از آنها
دانه ها را ممکن است در حوضهای چهارگوش یا دایره ای شکل ته نشین ساخت و یا با نیروی گریز از مرکز در سیکلونهای خاص، دانه ها را از فاضلاب جدا نمود.
روشهای معمول تخلیه دانه ها از دانه گیر عبارتند از:
-دستی
-مکانیکی
-به کمک هوادهی
-سیکلونی
در ذیل هر یک از انواع فوق به طور خلاصه شرح داده شده است.

روش دستی
این نوع دانه گیرها به طور دستی تمیز می شوند فقط در تصفیه خانه های کوچک به کار می روند. در تصفیه خانه های بیش از 3800 مترمکعب در روز از این نوع دانه گیرها استفاده نمی شود.
این دانه گیرها حداقل دارای دو کانال خروجی مجهز به سیستم کنترل می باشند تا مقدار سرعت جریان را در حدود 3/0 متر بر ثانیه نگاه دارند. بعضی دانه گیرها دارای حوضچه ای در کف برای انباشته شدن دانه ها هستند، تمام این نوع دانه گیرها دارای مجرای تخلیه در کف برای تخلیه دانه به طور دستی و با بیل می باشند.

روش مکانیکی
حوضهای این نوع دانه گیرها بصورت کانالهای مستطیل شکل ساخته می شوند و اکثرا مجهز به سیستمهای اندازه گیر و کنترل کننده سرعت مانند پارشال فلوم، کانال سهمی شکل و یا سرریز تناسبی می باشند. فاضلاب آشغالگیری شده از یک طرف وارد کانال می شود و در طول کانال عمل دانه گیری انجام می گیرد. معمولا یک بالابرنده مجهز به سطلکهای جمع کننده یا جمع کننده پیچ وار، دانه ها را از حوضچه دانه گیر جمع آوری می کند و به داخل ظرف شستشوی دانه ها می ریزد که در اینجا موادآلی در اثر شستشو از دانه ها جدا می شوند. دانه گیرهای مکانیکی از نظر تجهیزات تخلیه دانه ها به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

دانه گیرهای مجهز به نقاله و زنجیر
در شکل 1 نقاله تسمه ای که معادل عرض کانال است و مجهز به پارونگ هایی جهت انتقال دانه های ته نشین شده به خارج می باشد نشان داده شده است. در این روش در اثر گردش مداوم زنجیر یا تسمه نقاله مواد دانه ای از کانال خارج شده در مخزنی وارد می شوند. موادآلی از زیر مخزن دوباره همراه فاضلاب وارد کانال می گردد.

دانه گیرهای مجهز به پل متحرک دانه روب و تخلیه دانه به وسیله پمپ
در این روش به کمک پارویی که به وسیله یک پل متحرک کار می کند دانه های ته نشین شده در کانال را به داخل حوضچه جمع آوری دانه می ریزند. در این نوع دانه گیرها روش تخلیه دانه ها بکمک سیستم پیچوار و یا پمپ انجام می گیرد.
در شکل 2 دستگاه دانه روب که در امتداد طول کانال روی یک ریل حرکت می کند دانه ها را بداخل کانال عرضی که دارای عمق بیشتری است می ریزد و یک دستگاه پمپ که می تواند به طور عرضی حرکت کند دانه های ته نشین شده را به بیرون از کانال می فرستد. این نوع دانه گیر دارای این مزیت است که سطلک های بالابرنده دانه حذف می شوند. در این روش اغلب ممکن است دانه ها در منطقه تجمع حوضچه جمع آوری دانه ها که لوله مکش پمپ دانه ها قرار دارد بصورت بلوکه درآیند که در این صورت می توان پمپ را به صورت معکوس راه اندازی کرد تا هوا به داخل حوضچه دانه وارد شود و دانه های بلوکه شده را به هم بزند.

روش دانه گیری به کمک هوادهی
در تصفیه خانه های بزرگ و به ویژه تصفیه خانه های شهرهایی که شبکه جمع آوری آنها به صورت مشترک است و در نتیجه ثابت نگه داشتن سرعت در حوضهای دانه گیر امکان پذیر نیست، از حوضهای دانه گیر با هوادهی استفاده می شود. در حوضهای دانه گیر با هوادهی، در فاضلاب هوا دمیده می شود به طوری که حرکت گردشی با سرعت حدود 3/0 متر بر ثانیه به وجود آید و در زمان ماند مناسب دانه ها جدا و ته نشین می شوند (شکل 3). هوای متراکم موردنیاز معمولا توسط دمنده های هوا و از طریق پخش کننده ها به مقدار کنترل شده در نزدیک کف حوض وارد شده و سرعت جریان لازم را برای ته نشینی دانه ها به فاضلاب می دهد.
مقدار هوای دمیده شده در فاضلاب و سرعت چرخش یا تلاطم به اندازه و وزن مخصوص دانه ها بستگی دارد. اگر سرعت زیاد باشد سبب خروج دانه ها از حوض می شود و چنانچه سرعت خیلی کم باشد موادآلی همراه دانه ها از فاضلاب جدا می شود.

دانه گیر سیکلونی
دستگاه دانه گیر سیکلونی مخروطی شکل است و با نیروی گریز از مرکز دانه ها را از فاضلاب جدا می کند. این کار بدین ترتیب است که یک دستگاه پمپ مقدار مشخص و کنترل شده فاضلاب را که حاوی دانه و موادآلی است به داخل دانه گیر می فرستد. این فاضلاب به طور مماس و نزدیک به دیواره وارد سیکلون می شود (شکل 4). در اثر سرعت ورود جریان فاضلاب حرکت گردابی در سیکلون بوجود می آید در نتیجه در قسمت پایین و باریک سیکلون که دریچه پایینی قرار دارد لجن دانه دار، تشکیل می شود و عمده حجم فاضلاب که حاوی موادآلی فرار است به سمت دریچه بالایی جریان می یابد. دانه ها پس از خروج از سیکلون وارد دانه شوی می شوند و فاضلاب دانه گیری شده از قسمت بالای سیکلون جهت ادامه عملیات تصفیه خارج می گردد. در بعضی از دانه گیرها دستگاه به هم زن که می تواند حالت گریز از مرکز را ایجاد کند پیش بینی شده است.
سیستم دانه گیر دارای یک واحد پمپ نیز می باشد زیرا سیکلون خود بدون قسمت متحرک است و در صورتی که جریان آرام باشد از پمپ مذکور استفاده می شود. حجم لجن دانه دار قابل پمپ شدن و فشار ایجاد شده توسط سازنده سیکلون معین می شود. با توجه به درجه حرارت، غلظت دانه ها و دیگر مشخصه های "لجن دانه دار" می توان اندازه دریچه های بالا و پایین را حتی بعد از نصب سیکلون و با توجه به تجربه بهره برداری تغییر داد. در بعضی از طراحی ها این دریچه ها به طور دستی تنظیم می شود.

بهره برداری
پس از آن که حوض دانه گیر در ابتدای راه اندازی پر شد بهره بردار باید فوری دمنده ها را روشن کند تا سوراخهای پخش کننده هوا، در اثر دانه های موجود در فاضلاب مسدود نشوند. ارتفاع لایه دانه های ته نشین شده همیشه باید پایین تر از پخش کننده های هوا باشد. چه در غیر این صورت تجمع دانه ها ممکن است مشکلاتی در بازرسی و پخش کننده های هوا ایجاد کند و به آنها خسارت وارد آید.
چنانچه برای تخلیه دانه ها لازم باشد که پخش کننده ها را با کمک سیستم بالابرنده خارج کنند، نباید هوای ورودی به پخش کننده های مذکور قطع شود بلکه مقدار کمی هوا از آن خارج شود تا از کثیف شدن پخش کننده ها جلوگیری شود. معمولا در تصفیه خانه های بزرگ (بیش از 380 هزار مترمکعب در روز) از جرثقیل های مجهز به سطل مخصوص استفاده می شود. چنانچه محل پخش کننده ها ثابت بوده و نیاز به بالا آوردن آنها نباشد اغلب به منظور کنترل سطل برداشت دانه در زمانی که سطل وارد حوضچه انباشت دانه می شود، لازم است مقدار هوا تقلیل داده شود. در زمان تخلیه دانه ها نیازی نیست که جریان فاضلاب قطع یا تقلیل داده شود.
حدود شاخصهای بهره برداری و طراحی حوض دانه گیری با هوادهی

دشواریهای بهره برداری در سیستم دانه گیر و رفع آنها

هیدرولیک جریان در واحد دانه گیر با هوادهی
امروزه از دانه گیر با هوادهی بطور گسترده ای برای حذف انتخابی دانه ها در تصفیه خانه های متوسط و بزرگ استفاده می شود. این واحد تا حد زیادی مشابه حوضهای هوادهی استاندارد با جریان مارپیچی است.
دمیدن هوا به داخل جریان باعث ایجاد جریان مارپیچی در عرض و طول کانال شده و دانه ها در کف کانال ته نشین می شوند. معمولا دانه گیر با هوادهی به شکلی طراحی می شود که دانه ها با چگالی و قطر ذکر شده را از فاضلاب جدا نماید. در این نوع دانه گیر با تنظیم مقدار هوای تزریقی می توان دانه های ریزتر را نیز جدا کرد زیرا با کاهش میزان تزریق هوا سرعت پیچشی جریان کم و با افزایش میزان تزریق سرعت پیچش زیاد می شود. از مزایای دانه گیر با هوادهی نسبت به دانه گیر با جریان افقی می توان به کمتر بودن افت ارتفاع و امکان حذف انتخابی دانه ها با تغییر مقدار هوای تزریقی اشاره کرد. همچنین هوادهی می تواند باعث شناورسازی چربیها شده و با درنظر گیری چند مجرای کوچک در قسمت فوقانی این واحد، چربیها را نیز از فاضلاب جدا کرد.
مشخصات رایج برای طراحی قسمتهای مختلف کانال دانه گیر با هوادهی

6:ته نشینی اولیه
فاضلاب خام حاوی مواد معلقی می باشد که در صورت کاهش سرعت جریان به سادگی ته نشین یا شناور می شوند. سرعت جریان فاضلاب در شبکه جمع آوری فاضلاب به حدی است که از ته نشین شدن جامدات جلوگیری به عمل می آورد. ذرات معلق را می توان به دو نوع دانه ای (طبقه 1) یا لخته ای (طبقه 2) دسته بندی کرد. ذرات دانه ای (شن و ماسه) با سرعت ثابت، بدون تغییر در اندازه، شکل یا وزن ته نشین می شوند. معمولا چنین ذراتی در واحد دانه گیر حذف می گردند. ذرات لخته ای (مواد آلی، لخته هائیکه در اثر عمل انعقاد حاصل می شوند، یا توده های بیولوژیکی) تمایل دارند در حین ته نشینی به یکدیگر چسبیده و به صورت لخته های درشت درآمده که در اندازه، شکل و وزن مخصوص نسبی آنها تغییر حاصل می شود. معمولا ذرات بهم چسبیده با سرعت بیشتری نسبت به ذرات مجزا ته نشین می شوند.

جامدات قابل ته نشینی، شامل مواد دانه ای یا لخته ای، تحت شرایط آرام و یا زمان ماند قابل قبول ته نشین می شوند. ذرات غیرقابل ته نشینی، مواد ریز و کلوئیدی، با زمان ماند معمولی ته نشین نمی شوند.
چنانچه از مواد شیمیایی برای حذف ذرات معلق ریز و مواد کلوئیدی استفاده شود، در اثر واکنش مواد شیمیایی با مواد موجود در فاضلاب لخته های سنگین تشکیل و ته نشین می گردند. جذب سطحی لخته ها و همچنین به دام افتادن ذرات در لخته ها باعث ته نشینی ذرات معلق و کلوئیدی می شود.

عوامل موثر در ته نشینی
عوامل متعددی از قبیل بار هیدرولیکی یا بار سطحی، زمان ماند، شکل حوض، خواص فاضلاب، خواص ذرات، درجه حرارت، جریان میان بر، بار سرریز، بار جامدات و وجود فاضلابهای صنعتی در ته نشینی و نهایتا در بهره برداری موثرند که به طور خلاصه برای آشنایی بهره برداران توضیح داده می شود.

عوامل موثر در شناورسازی
بازده حذف روغن و رویه بستگی به مشخصات حوض، کیفیت فاضلاب و عملیات بهره برداری به شرح زیر دارد:
-مشخصات حوض: وجود مانع مناسب در خروجی واحد ته نشینی برای جلوگیری از خروج روغن و رویه ضروری می باشد. بازده حذف روغن با توجه به تجهیزات به کار برده برای این منظور متغیر می باشد.
-کیفیت فاضلاب: دو عامل PH و دما از جمله خواص فاضلاب می باشد که در حذف روغن و رویه موثرند. در PH کمتر از 7 و در فصل تابستان، روغن و رویه ممکن است به صورت سوسپانسیون باقی بمانند و بجای شناورشدن وارد لجن شوند.
-عملیات بهره برداری: بهره بردار به طور دائم باید مواد جمع آوری شده در سطح را کنترل کند که تخلیه آنها به صورت منظم انجام گیرد و در صورتی که اخلال در وسایل مکانیکی مربوط به وجود آمده در اسرع وقت آن را برطرف کند.

تاثیر متقابل سایر واحدهای عمل کننده
همانند اکثر واحدهای عمل کننده تصفیه خانه، عملکرد حوض ته نشینی اولیه متاثر از سایر واحدها است. در صورتی که حوض ته نشینی به طور صحیح مورد بهره برداری قرار گیرد کمک زیادی در بهره برداری از واحدهای بعدی خواهد کرد. همچنین در صورتی ته نشینی اولیه خوب عمل می کند که واحدهای بالا و پایین دست که به طور خلاصه در زیر شرح داده شده به نحو مطلوب مورد بهره برداری قرار گیرند.
واحدهای بالادست: این واحدها که در ته نشینی اولیه موثرند عبارتند از: آشغال خردکن، آشغال گیر، شن گیر و پمپاژ اولیه.
آشغال خردکن: خواص ته نشینی را تغییر می دهد. در صورت عدم وجود آشغال خردکن مشکلاتی در سیستم جمع آوری و پمپاژ لجن ته نشینی اولیه حاصل می شود.
آشغال گیر: اجسامی را که درشت تر از حد معینی باشد جدا می کند. این اجسام می توانند اختلالاتی از جمله مسدود کردن مجاری پمپ های انتقال لجن را بوجود آورند.
شن گیر: ذرات غیرآلی مجزا را حذف می کند. در صورتی که شن و سایر مواد مشابه آن وارد ته نشینی اولیه گردند، مشکل پمپاژ و غیره حاصل می شود. مواد ساینده باعث فرسودگی جمع کننده، پروانه پمپ و خطوط انتقال لجن می شود.
پمپاژ اولیه: موقعی که حوضهای ته نشینی اولیه توسط ایستگاههای پمپاژ اولیه تخلیه می شوند، ممکن است مقدار زیادی لجن گندیده در هنگام تخلیه وارد ایستگاه پمپاژ شود. در این صورت مقادیر زیادی از گاز خطرناک هیدروژن سولفوره و یا سایر گازهای قابل اشتعال در ایستگاه پمپاژ جمع می شوند.
واحدهای پایین دست: واحدهای پایین دست مرتبط با ته نشینی اولیه شامل تصفیه مرحله دوم، تاسیسات مربوط به لجن و جریانات برگشتی از واحدهای مختلف است.
تصفیه مرحله دوم: در صورتی که ته نشینی اولیه خوب مورد بهره برداری قرار نگیرد ممکن است بار جامدات تصفیه مرحله دوم را افزایش دهد. اگر اجازه داده شود جامدات از ته نشینی اولیه عبور کنند و وارد مرحله بعدی گردند، لجن ثانویه افزایش یافته که ممکن است اثر منفی در بهره برداری از ته نشینی ثانویه داشته باشد. گرچه، روغن عبور کرده از ته نشینی اولیه ممکن است تداخلی در بهره برداری تانک هوادهی و صافی چکنده به وجود آورد که در این صورت امکان دارد کیفیت پساب نهایی را هم نامناسب کند.
تاسیسات مربوط به لجن: بهره برداری از حوضهای ته نشینی اولیه ممکن است از چند طریق بر سیستم جمع آوری و هضم لجن موثر باشد. در صورتی که لجن اولیه تغلیظ نشود، باعث کاهش ظرفیت هاضم (هوازی یا بی هوازی) می شود، بار هیدرولیکی مخازن تغلیظ کننده افزوده شده و هزینه گرم کردن لجن هم افزایش می یابد. در صورتی که لجن ته نشینی اولیه بگندد، تاثیر منفی بر روی واحدهای بعدی در ارتباط با لجن من جمله تغلیظ کننده و آبگیری از لجن دارد که نتیجه آن مشکلات مربوط به بو خواهد بود.
در صورتی که لجن سمی به هاضم هوازی و بی هوازی پمپ شود ممکن است تاثیر منفی بر عملکرد هاضم ها داشته باشد. بهره بردار به روشهای زیر می تواند از این اختلال در عمل هاضم ها جلوگیری کند:
کنترل تغییرات فیزیکی فاضلاب نظیر رنگ، بو و یکنواختی
اعمال تغییرات در فرآیندها متناسب با مشکلات پیش آمده
مطلع کردن مقامات مسئول در خصوص تخلیه غیرقانونی فاضلاب صنعتی به شبکه جمع آوری
جریانات برگشتی: جریانات برگشتی از واحدهایی نظیر تغلیظ لجن، آماده سازی لجن، آبگیری از لجن هاضم، تصفیه ثانویه و تکمیلی و برج خنک کن ممکن است به اول تصفیه خانه برگردانده شوند. در اینجا خلاصه ای از هر کدام از واحدهای فوق الذکر که در بهره برداری موثرند توضیح داده می شود.
در صورت بهره برداری صحیح از واحدهای تغلیظ و آبگیری، جریانهای برگشتی از این واحدها تاثیر سوء بر واحدهای ته نشینی نخواهد داشت. پلیمرهایی که برای بهبود عملیات آبگیری از لجن به کار می رود کیفیت جریانات برگشتی را بهبود خواهد بخشید ولی هیچگونه تاثیر سوئی بر عملیات ته نشینی نخواهد داشت.
لجن آب حاصل از هاضم ها در صورتی که وارد حوض ته نشینی اولیه شود ممکن است به واسطه وجود لجن گندیده ایجاد بار آلی سنگین کند. این مسئله ممکن است پمپاژ لجن را دچار اختلال کند و سبب گندیدگی، تولید بو و فرار جامدات معلق از حوض شود. در صورتی که لازم باشد لجن آب به ته نشینی اولیه وارد شود، با متعادل سازی باید تاثیر شوک را به حداقل کاهش داد.
در تصفیه خانه های کوچک، غالبا لجن اضافی حاصل از تصفیه ثانویه جهت تغلیظ به ته نشینی اولیه برگشت داده می شود. این عمل ممکن است موجب مسائلی نظیر اختلال در پمپاژ لجن، گندیدگی و فرار جامدات معلق از حوض شود. به هر حال در صورتی که انتقال این لجن لازم باشد تنظیم جریان لجن برگشتی باید با توجه به کم شدن جریان ورودی و در فواصل کوتاه زمانی انجام گیرد.
تصفیه تکمیلی در یک تصفیه خانه فاضلاب (واحدهایی نظیر صاف سازی) در هنگام شستشوی معکوس ممکن است بار هیدرولیکی و جامداتی که با دشواری ته نشین می شوند، ایجاد کند. برج های خنک کن هم در صورت وجود ممکن است بار هیدرولیکی به وجود آورند.

بهره برداری متعارف حوض ته نشینی
راه اندازی
قبل از راه اندازی حوض ته نشینی جدیدالاحداث یا پس از تمیز و تعمیر کردن حوض موجود، موارد زیر را باید مدنظر قرار داد زیرا از آنجایی که اجزاء داخل حوض ته نشینی در این حالت قابل رویت است، آشنایی با آنها برای بهره برداران ضرورت دارد.
الف-حوضهای ته نشینی استوانه ای
در چنین واحدهایی کنترل های زیر ضروری می باشد:
-دریچه های ورودی و خروجی برای بهره برداری مناسب؛
-تجمع احتمالی سنگ و خاشاک در حوض ته نشینی؛
-تجهیزات جمع آوری جامدات از لحاظ گریس کاری، میزان روغن، تراز بودن لجنروب و کامل بودن آن؛
-واشرها، دنده ها، محرکه زنجیر و دنده زنجیر و موتور محرکه از لحاظ نصب و گردش؛
-فاصله تیغه های لجنروب از کف حوض؛
-کلیه قسمت های مکانیکی غوطه ور در آب؛
-چاهک های متعلق به حوض ته نشینی و خطوط برگشت لجن از نظر گرفتگی و ذرات باقی مانده؛
-بررسی علائمی نظیر خوردگی، ترک خوردگی و سایر موارد نشان دهنده عیوب سازه ای.
پس از اینکه مطمئن شدیم اشکالی در سیستم وجود ندارد، می توان آن را راه اندازی کرد. ابتدا تجهیزات مربوط به جمع آوری لجن را به کار اندازید و اجازه دهید چند دور کامل بچرخد و نحوه حرکت آن را ملاحظه کنید، در این حالت لجنروب نباید حرکاتی به سمت بالا و پایین داشته باشد و باید حرکت، آرام و راحت انجام شود، حرکت نامناسب ممکن است ناشی از خرابی بلبرینگ ها، نیروی بازدارندگی بیش از حد تیغه های لجنروب و یا ناهمواری کف حوض باشد.
در صورتی که واحد ته نشینی مجهز به سیستم هشداردهنده باشد، لازم است عملکرد صحیح آن کنترل شود تا در زمانی که بار زیاد به سیستم وارد می شود آماده به کار باشد. در ابتدا زمان لازم برای یک دور کامل و همچنین مقدار جریان الکتریکی را یادداشت کنید. میزان جریانی که موتور سیستم جمع کننده را می کشد باید کنترل شود و برای چند ساعت باید سیستم را به کار گرفت، چنانچه مشکلی پیش نیامد، می توان از عملکرد صحیح سیستم مطمئن شد.

ب-حوضهای ته نشینی مستطیلی
کنترل قسمت های مختلف این نوع حوضهای ته نشینی نظیر کانالها، دریچه های کنترل، بلبرینگ ها، نقاطی که نیاز به گریسکاری دارند و غیره شبیه به مطالبی است که در مورد حوضهای ته نشینی استوانه ای گفته شد. نحوه جمع آوری لجن در این حوضها متفاوت است. تخته های (پارونکهای) لجنروب در طول حوض قرار داده شده و هر طرف آنها به یک زنجیر متحرک که در کناره قرار دارد، متصل است. مجموعه زنجیر و تخته ها همراه با شفت و دنده هایی که آنها را در مسیر ریلهای تعبیه شده در کف و در طول کناره ها در زیر سطح حرکت می دهند تشکیلات جمع آوری لجن را به وجود می آورند.
باید اطمینان حاصل شود که تخته ها به صورت صاف و مستقیم در حوض قرار گرفته اند و زنجیر هر طرف حوض کمتر یا بیشتر از طرف دیگر نباشد. در صورت عدم رعایت این توصیه، تخته ها با زاویه حرکت می کنند که نتیجه آن تجمع نامتناسب لجن، گیر کردن و نهایتا صدمه شدید به تخته ها می شود. حداقل فاصله لازم بین دیواره حوض و انتهای تخته ها باید 5/2-5 سانتی متر باشد تا از برخورد تخته ها با دیواره و شکسته شدن آنها جلوگیری شود.

تقسیم جریان
حوض های ته نشینی را معمولا بیش از یک واحد، طراحی و احداث می کنند. بنابراین مواقعی که بیش از یک حوض همزمان در حال بهره برداری می باشد، تقسیم جریان در آنها به نسبت مساوی ضروریست. در غیر این صورت ممکن است اضافه باری برای یک واحد به وجود آید که نهایتا تاثیر سوء در عملکرد حوض ته نشینی خواهد داشت. نحوه تنظیم جریان در زمان طراحی آنها پیش بینی شده و این بهره بردار می باشد که در این مورد باید دقت کامل داشته باشد. مواقعی که یکی از حوض های ته نشینی از سرویس خارج می شود، بهره بردار باید دقت کند که جریان اضافی وارد یک واحد نشود و در چنین مواقعی از مسیر کنار گذر استفاده شود.

کنترل فرایند
کنترل مناسب فرایند شامل موارد زیر است:
-عملیات لجن
-حذف جامدات شناور
-ملاحظات هیدرولیکی
-مدیریت جریان برگشتی
-کنترل بو
-نظافت کلی
-افزودن مواد شیمیایی در صورت نیاز

عملیات لجن
این قسمت شامل دو مرحله تغلیظ و مقدار لجن است که در عملیات مربوط به لجن موثرند مقدار لجن به تغلیظ لجن و راندمان حذف حوض ته نشینی اولیه بستگی دارد، این دو عمل و ارتباط بین آنها به همراه جمع آوری و پمپاژ لجن در این بخش توضیح داده شده است.

تغلیظ لجن
ضرورت وجود تغلیظ کننده برای لجن حاصل از ته نشینی اولیه به امکانات مربوط به جمع آوری و تصفیه لجن در پایین دست بستگی دارد. در صورتی که لجن به تغلیظ کننده ها پمپ شود، لجن باید رقیق (5/0 تا 1 درصد) باشد. اگر لجن به هاضم و یا واحد آبگیری پمپ شود، غلظت لجن باید بیشتر باشد. رقت لجن اولیه باری برای واحدهای پایین دست می باشد. با کنترل دقیق و قابل قبول حذف لجن توسط بهره بردار ممکن است بتوان لجنی با غلظت تا 5 درصد بدست آورد. هدف از کنترل فرآیند تشکیل یک لایه لجن و یا ایجاد سطح مطلوب لجن در قیف است، به نحوی که:
-لجن غلیظ به وجود آید ولی تاثیر منفی در عملیات ته نشینی نداشته باشد.
-بار اضافی برای تجهیزات جمع آوری به وجود نیاورد.
-تخمیر لجن در ته حوض رخ ندهد.

جمع آوری
جمع کننده لجن به صورت مداوم و یا متناوب به کار گرفته می شود. نحوه استفاده از جمع کننده بستگی به روش تصفیه، تجهیزات و همچنین ویژگیهای کیفی فاضلاب دارد.
در صورتی که طراحی به نحوی باشد که لجن رقیق به تغلیظ کننده و یا واحد شن گیری منتقل شود، سیستم جمع کننده لجن باید مداوم کار کند. در صورتی که حوض ته نشینی اولیه مدور یا مربعی باشد، به سبب اینکه حرکت لجن به محل تخلیه نسبت به حوضهای مستطیلی به زمان بیشتری نیاز دارد، بهتر است جمع آوری لجن مداوم باشد. بهره برداری مداوم از افزایش بار لجن روب به علت تجمع جامدات جلوگیری می کند. صرف نظر از شکل حوض و نحوه طراحی آن، جمع آوری مداوم موجب تسهیل در استفاده از سیستم خودکار جمع آوری لجن خواهد شد.
در صورتی که از ته نشینی اولیه به منظور تغلیظ لجن اضافی تصفیه ثانویه و انتقال مستقیم لجن به هاضم و یا آبگیری استفاده شود، جمع آوری متناوب ممکن است ضرورت داشته باشد. براساس تجربه ای که از حوضهای ته نشینی مستطیلی با تخلیه متناوب لجن بدست آمده، بهره بردار ممکن است تاسیسات مربوط به جمع آوری لجن را یک ساعت قبل از تخلیه راه اندازی و در زمان توقف پمپهای مربوط خاموش کند. این روش از ایجاد بار اضافی برای تاسیسات جمع آوری کننده و حوضچه لجن جلوگیری می کند.

پمپاژ لجن و رویه
ذرات ته نشین شده در کف حوض ته نشینی لجن نامیده می شود. لجن متراکم شده را باید به طور منظم و به صورت مداوم و یا متناوب تخلیه کرد. دفعات تخلیه لجن تابع عوامل زیادی می باشد و معمولا دامنه ای از نیم تا هشت ساعت و در برخی موارد به 24 ساعت می رسد. در صورتی که لجن به طور اصولی تخلیه نشود گندیدگی لجن ممکن است به سرعت ایجاد شود و در اینگونه موارد تجربه بهترین راهنمای عمل برای تخلیه لجن است.
شاخص فاسد شدن لجن، شناوری تکه های بزرگ لجن بر سطح حوض ته نشینی، تولید بو و کاهش PH است.
پمپاژ در مدت کم و دفعات زیاد مناسب تر از مدت زیاد و دفعات کم است. حالت مطلوب پمپاژ آن است که به بهره برداری مداوم نزدیک شویم. چرا که فرآیندهای وابسته به لجن در پایین دست به جریان مداوم لجن نیاز دارند. برنامه ریزی برای تخلیه لجن با توجه به تغییرات شبانه روزی آن و یا تغییرات ناگهانی در طول زمان انجام می گیرد.
قبل از تخلیه، لجن باید تا حد امکان تغلیظ شده و دارای حداقل میزان آب باشد. غلظت مواد جامد در لجن بر حجم لجن پمپ شده و همچنین راهبری هاضم ها موثر است. لجن اولیه در صورتی که 4 تا 8 درصد جامدات داشته باشد کیفیت خوبی دارد. شرایطی که بر غلظت لجن تاثیر می گذارد شامل چگالی، اندازه و شکل ذرات، دمای فاضلاب و تلاطم در داخل حوض می باشد.
بهره بردار با اندازه گیری غلظت جامدات لجن از خطوط تخلیه لجن و اندازه گیری ارتفاع لجن قبل و بعد از پمپاژ، تعیین دفعات و مدت مناسب پمپاژ را تنظیم می کند. بعضی از روشهایی که برای تعیین ارتفاع بستر لجن به کار می روند عبارتند از:
استفاده از یک قطعه چوب تا آنجایی که ارتفاع بستر لجن حس شود، احساسگرهای الکتریکی خاص لجن (اندازه گیری نفوذ نور)، نمونه گیری از اعماق مختلف.
در بسیاری از تصفیه خانه ها پمپاژ لجن به کمک زمان سنج و یا زمان سنج توام با چگالی سنج به طور خودکار انجام می شود. در حالت اول تخلیه حوض در زمان و تناوب مشخصی انجام می گیرد. در حالت دوم زمان سنج براساس غلظت، پمپ لجن را روشن و خاموش می کند. در این حالت در واقع غلظت لجن تعیین کننده است. در هر دو روش خودکار اندازه گیری ارتفاع لجن به منظور جلوگیری از افزایش آن توسط بهره بردار یا سیستم احساس گر ضروریست.
سرعت میزان پمپاژ لجن باید کم باشد تا از کشیده شدن بیش از حد آب همراه لجن جلوگیری شود. در حین پمپ کردن لجن با تواتر مناسب، نمونه برداری ضروری است و غلیظ یا رقیق بودن لجن با کنترل چشمی تشخیص داده می شود. چندین روش تجربی برای تعیین رقیق یا غلیظ بودن لجن وجود دارد:
-صدای پمپ لجن: صدای پمپ در مواقعی که لجن رقیق یا غلیظ را پمپ می کند متفاوت است.
-درجه فشارسنج و خلاء سنج نصب شده بر روی پمپ: در صورتی که لجن غلیظ پمپ شود فشار در لوله تخلیه و خلاء در لوله مکش بیشتر خواهد بود.
-اندازه گیری وزن مخصوص لجن.

جمع آوری و حذف جامدات شناور
گریس، چربی ها، روغنها، پلاستیک ها و بقیه مواد شناور باید جمع آوری شوند. دفعات جمع آوری این مواد بستگی به مواد شناور موجود در فاضلاب ورودی، تغییرات روزانه جریان و درجه حرارت فاضلاب دارد. در حوض های ته نشینی مدور به سبب ویژگیهای طراحی، حذف این مواد به صورت مداوم انجام می گیرد، ولی حذف مواد شناور در غالب حوض های مستطیلی متناوبا و طی زمانهای خاص انجام می گیرد. حوض های مستطیلی حداقل روزی یک مرتبه و در صورت افزایش مواد شناور در خروجی آنها، ورودی ثانویه و یا حوض ته نشینی ثانویه باید افزایش یابد. برای کنترل بو در تصفیه خانه ممکن است دفعات حذف این مواد افزایش یابد. به منظور جلوگیری از انسداد لوله های انتقال، عملیات رویه گیری باید همراه با مقدار مناسب فاضلاب انجام گیرد.
ملاحظات هیدرولیکی
میزان بار سطحی و زمان ماند که در بهره برداری حوض ته نشینی موثرند مقادیر زیر را دارند:
بار سطحی 280 تا 300 لیتر بر مترمربع در روز و زمان ماند 1 تا 2 ساعت.
میزان جریان ورودی به ته نشینی اولیه و تعداد حوض های ته نشینی، دو عامل کنترل کننده هیدرولیکی می باشند. اکثر تصفیه خانه ها به نحوی طراحی شده اند که به صورت مداوم همه فاضلاب جمع آوری شده را باید دریافت کنند، بدین سبب کنترل جریان محدود می باشد. تغییرات میزان جریان فاضلاب را بعضی مواقع می توان در ایستگاه های پمپاژ با تغییر میزان پمپاژ در شبکه جمع آوری و یا ابتدای تصفیه خانه کاهش داد. به عبارت دیگر از شبکه جمع آوری موقتا بعنوان ذخیره موقت استفاده می شود. در شبکه های حساس نسبت به بارندگی و یا در شبکه های مرکب، در هنگام بارندگی با پیش بینی یک مسیر میان بر و یا سرریز می توان تغییرات بده را کاهش داد. بعضی از تصفیه خانه های فاضلاب با پیش بینی مخزن متعادل کننده، نوسانات محدود روزانه فاضلاب را کنترل می کنند در تصفیه خانه هایی که چندین واحد ته نشینی اولیه با زمان ماند طولانی دارند، در مواقعی که میزان فاضلاب کمتر از آنچه در طرح پیش بینی شده وجود دارد، می توان از تعدادی از حوض ها استفاده نکرد. توصیه هایی که می تواند در این موارد برای بهره برداران مورد توجه قرار گیرد عبارتند از:
-بیش از ماهی یکبار، یک حوض از سرویس خارج نشود؛
-برنامه چرخشی برای خارج کردن حوضها از کار تدوین شود؛
-حوضی که در حال بهره برداری نیست با پساب پر نگهداشته شود؛
-اجزاء حوض ته نشینی بلااستفاده روزانه کنترل شود.
در صورتی که زمان ماند کوتاه باشد امکانات بهره بردار برای تعمیر و نگهداری محدود است. در این قبیل موارد توصیه های زیر پیشنهاد می شود:
-تمام حوض های ته نشینی مورد استفاده قرار گیرد تا بتوان موقتا یکی از آنها را از سرویس خارج کرد؛
-با تمهیداتی که در تعمیرات برنامه ریزی شده در نظر گرفته می شود مدت زمان تعمیرات حوض ته نشینی را باید کاهش داد؛
-تاثیر جریانات برگشتی را بحداقل رسانیده و آنها را به واحدهای دیگر تصفیه خانه هدایت و جریان های غیر ضروری را حذف کرد؛
-بکمک ایستگاه های پمپاژ جریان ورودی را کنترل و از نفوذ و تراوش آب بداخل شبکه جلوگیری کرد؛
-در صورت حذف یک حوض از بهره برداری، با افزودن مواد شیمیایی بر سایر حوضها بر سرعت ته نشینی جامدات قابل ته نشینی افزود؛
-تقاضای ساخت حوض اضافی کرد.
بهره بردار باید مطمئن باشد که توزیع یکنواخت جریان در بین چند حوض و یا در عرض یک حوض مستطیلی (یا اطراف حوض ته نشینی اولیه مدور) یک موضوع مهم هیدرولیکی می باشد. توزیع خوب جریان، تغییرات بستر لجن را کاهش داده و عملکرد بهتری حاصل می شود. تراز سرریزها و دریچه های ورودی مناسب در توزیع یکنواخت جریان موثرند. به علت تغییرات جریان در طول روز، ممکن است به تنظیم دریچه ها به دفعات نیاز باشد.

مدیریت جریان برگشتی
با مدیریت صحیح جریان برگشتی می توان با به حداقل رسانیدن بار هیدرولیکی و جامدات، عملکرد بهتری از ته نشینی به دست آورد ضمن اینکه امکان فسادپذیری هم کاهش پیدا می کند. مدیریت مناسب جریان برگشتی شامل اقدامات زیر است:
-مشخص کردن هر جریان برگشتی و تعیین میزان، مدت و کیفیت آن؛
-تاثیر هر جریان برگشتی بر عملکرد ته نشینی؛
-حذف، کاهش و یا تغییر مسیر جریانات برگشتی با توجه به ارزیابی انجام شده.
کنترل بو
نکات عمده برای کنترل بو در ته نشینی اولیه عبارتند از:
-حذف منظم رویه و افزایش دفعات حذف آن در مواقع گرما؛
-تخلیه لجن قبل از جمع شدن حبابها در آن و در نتیجه شناور شدن لجن؛
-شستن منظم سرریزها و سایر نقاط تجمع مواد شناور و لجن؛
-تمیزکردن همه سرریزها و سطوح پوشیده از مواد چربی؛
-موقعی که حوض تخلیه می شود، فورا آن را تمیز کنید. در صورتی که لجن به خوبی پاک نشود، برای کاهش بو می توان بر روی لجن آب آهک یا پرمنگنات پتاسیم پاشید. در صورتی که حوض همچنان ایجاد بو کند، می توان بکمک محلول کلرین آنرا شست یا اینکه کف حوض را با آن محلول پر کرد؛
-در صورتی که فاضلاب گندیده شده باشد، افزودن مواد شیمیایی برای کاهش سولفید مناسب است؛
-در صورتی که برای کنترل بو، پوشش خاصی بر روی حوض پیش بینی شده، پوشش و دریچه های بازدید در جای خود قرار داده شود.
افزودن مواد شیمیایی
افزودن موادشیمیایی در ته نشینی اولیه موجب بهبود حذف جامدات، کمک در کنترل بو و حذف مواد مغذی می شود. در کنترل صحیح فرایند افزودن موادشیمیایی به میزان موادشیمیایی افزوده شده و اختلاط کامل آن تاکید می شود. ملاحظات زیر برای این فرایند توصیه می شوند:
-میزان و نحوه اختلاط مناسب موادشیمیایی با آزمایش جار تعیین شود. با توجه به تغییر کیفیت فاضلاب که ناشی از رشد بیولوژیکی، صنایع و یا تغییرات فصلی، آزمایشهای جاربه منظور تامین مناسبترین غلظت باید به صورت دوره ای تکرار شود.
-با اندازه گیری که حداقل هر ماه یک مرتبه در تصفیه خانه تکرار می شود، میزان واقعی مواد شیمیایی تعیین شود.
-در صورتی که عملکرد ته نشینی نامناسب شود برای اختلاط بهتر موادشیمیایی به موارد زیر توجه شود:
.آیا در نقطه ای که موادشیمیایی افزوده می شود زمان کافی برای اختلاط وجود دارد؟
.آیا مخلوط کننده ها به واسطه وجود کهنه و یا امثالهم در فاضلاب از کار نیفتاده اند؟
.در صورت استفاده از افشانک برای هوادهی، آیا منافذ پخش کننده های هوا مسدود نشده اند؟
.با افزودن موادشیمیایی میزان لجن افزایش یافته، کیفیت پمپاژ هم تغییر کرده و دفعات تمیز کردن لوله ها افزایش می یابد.

دشواریهای بهره برداری از حوض ته نشینی
برای فائق آمدن بر مشکلات واحدهای تصفیه اولیه، بهره بردار باید ویژگی های لجن اولیه (جمع شده در حوض ته نشینی اولیه)، نارسایی های مربوط به حوض های ته نشینی اولیه و تجهیزات آن و همچنین مسایل خاص بهره برداری را بداند که در زیر توضیح مختصری آورده شده است:

ویژگی های لجن جمع آوری شده
چگونگی (کیفیت) لجنی که از حوض ته نشینی اولیه حاصل می شود در تصفیه خانه های مختلف متفاوت است که بستگی به موارد زیر دارد:
الف:فاضلاب
-کیفیت -تازگی -قوی و ضعیف بودن فاضلاب -ساختار اصلی لجن
-قابلیت ته نشینی فاضلاب ورودی به حوض
ب:ویژگی ها و مطلوب بودن طرح حوض ته نشینی
ج:نگهداری حوض ته نشینی و روش تخلیه لجن از حوض

ویژگی های لجن خام حوضهای ته نشینی اولیه (مربوط به فاضلاب خانگی)
نارسایی های مربوط به طراحی و راههای مقابله با آن

بررسی هیدرولیک انواع مختلف حوضهای ته نشینی
در تصفیه خانه های فاضلاب حوضهای ته نشینی به اشکال گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرد که در مورد هر یک لازم است نکات مختلفی رعایت گردد.

حوضهای ته نشینی با جریان افقی
در این نوع حوض ته نشین گرادیان سرعت در جهت افقی می باشد و مقطع معمول این حوضها به صورت مستطیلی و دایره ای است. از نکات مثبت هیدرولیکی می توان به پایین آمدن احتمال وقوع جریانهای میان بر و کاهش افت در ورودی اشاره کرد. از نقاط ضعف هیدرولیکی این شکل می توان به حساسیت این سامانه به موجهای ناشی از جریان، نیاز به سرریزهای چندگانه جهت تثبیت بار سطحی و امکان بوجود آمدن فضای مرده اشاره کرد، بوجود آمدن فضای مرده بازده ته نشینی را تا حد زیادی کاهش می دهد. برای جلوگیری از بوجود آمدن فضای مرده لازم است سازه ورودی و خروجی به شکل مناسب طراحی و جریان بطور یکنواخت در مقطع حوض پخش شود به همین منظور در ورودی و خروجی از صفحه مانع استفاده می شود.

حوضهای ته نشینی با سطح مایل
در این سامانه حوض ته نشینی را با استفاده از یکسری سطوح مایل به قسمتهایی تقسیم می کنند که در این حالت عمق لازم برای ته نشینی کمتر است و بدین ترتیب زمان ته نشینی کاهش می یابد. این سامانه ها را می توان به انواع زیر تقسیم بندی کرد:
الف)ته نشین کننده های لوله ای
در این سامانه از لوله های توخالی با مقطع دایره، مربع و چند ضلعی به صورت مایل در حوض ته نشینی قرار می دهند. همان طور که در شکل دیده می شود جهت جریان در این سامانه ها از پایین به سمت بالا می باشد و طی این حرکت ذرات ته نشین پذیر روی جداره لوله ته نشین و به طرف جمع کننده تحتانی در پایین هدایت می شوند.
ب)ته نشین کننده های متشکل از ورقهای موازی
استفاده از سطوح مایل، در حوضهای ته نشین، سطح بیشتری جهت تماس سیال بوجود می آورد و بدین ترتیب احجام حوضهای ته نشینی به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. از ضعفهای هیدرولیکی این سامانه شرایط ماندگاری لجن ته نشین شده در دیواره داخلی صفحات مایل و ایجاد جریانهای چرخشی کوتاه در هنگامی که جریان ورودی دارای دمای بیشتری از دمای حوض باشد و گرفتگی صفحات می باشد. در این سامانه از ورقهایی در کل سطح حوض ته نشینی استفاده می شود و روند ته نشین شدن ذرات نشست پذیر همانند ته نشین کننده های لوله ای می باشد.
حوضهای دوگانه
در شرایطی که فضای لازم برای ایجاد واحدهای جداگانه ای برای ته نشینی وجود نداشته باشد، سامانه های ته نشینی دوگانه جهت غلبه بر این مشکل می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این سامانه ها به دو گروه سری و موازی طبقه بندی می شوند. در مورد حوضهای ته نشینی از این نوع، زمینه تحقیق بیشتر وجود دارد .

حوض ته نشینی با سطح مقطع مستطیلی، (الف) تصویر افقی، (ب) مقطع.
الگوهای مختلف جریان در حوض ته نشینی مستطیلی، (الف) حالت ایده آل،
(ب)تاثیر جریان چگال یا لایه بندی حرارتی، (ج) تشکیل جریان چرخشی تحت تاثیر باد، (د) لایه بندی حرارتی

حوض ته نشینی با سطح مقطع دایره ای

انواع حوض ته نشینی با صفحات مایل، (الف) ته نشین کننده های لوله ای در حوض مستطیلی، (ب) زلال ساز با صفحات مایل موازی، (ج) زلال ساز تماسی

حوض ته نشینی دوگانه از نوع سری حوض ته نشینی دوگانه از نوع موازی

عوامل هیدرولیکی موثر در طراحی
عوامل هیدرولیکی موثر در طراحی حوضهای ته نشینی اولیه در این قسمت مورد بررسی قرار می گیرد. کلیات مربوط به هیدرولیک حوضهای ته نشینی ثانویه مشابه با ته نشینی اولیه است. عوامل موثر در هیدرولیک جریان در حوضهای ته نشینی به شرح زیر می باشد:
بار سطحی
یکی از عوامل مهم در طراحی حوضهای ته نشینی بار سطحی می باشد که این عامل مستقیما بر بازده این واحد تاثیر می گذارد.

زمان ماند
یکی دیگر از عوامل موثر بر بازده واحد ته نشینی زمان ماند فاضلاب در آن می باشد. برای یک سطح مشخص، زمان ماند تابعی از عمق حوض می باشد.
نرخ بار سرریز
از دیگر عوامل مهم در کارایی حوضهای ته نشینی در حذف ذرات معلق فاضلاب، نرخ بار سرریز می باشد. در شرایطی که حوض ته نشینی برای حداکثر بده طراحی برابر یا کمتر از 44 لیتر بر ثانیه طراحی شود، حداکثر نرخ بار سرریز برابر 248 مترمکعب بر مترمربع بر روز می باشد و در شرایطی که برای حداکثر بده طراحی بیشتر از 44 لیتر بر ثانیه طراحی شود، حداکثر نرخ بار سرریز برابر 370 مترمکعب بر مترمربع بر روز می باشد.
ابعاد حوض ته نشینی
سازه ورودی
اهداف هیدرولیکی سازه ورودی عبارتند از:
الف-آرام کردن جریان ورودی بوسیله صفحات مانع
ب-توزیع جریان به طور مساوی در عرض حوض
ج-جلوگیری از بوجود آمدن جریانهای میان بر بوسیله لایه بندی حرارتی و چگالی
د-کمینه کردن افت ارتفاع در ورودی
سرعت جریان در سازه ورودی در حدود 3/0 متر بر ثانیه می باشد. در شکل (11-7) انواع مختلف سازه های ورودی در حوضهای ته نشینی با مقطع مستطیلی و در شکل (11-9) انواع سازه ورودی و خروجی برای حوضهای ته نشینی دایره ای نشان داده شده است.
سازه خروجی
در تصفیه خانه های فاضلاب سازه خروجی حوضهای ته نشینی معمولا به صورت سرریزهای لبه تیز مستطیلی یا مثلثی یا سرریزهای با دهانه Vشکل و U شکل می باشند. معمولا برای جلوگیری از رسیدن امواج نوسانی موجود در سطح حوض به سرریزهای خروجی و جلوگیری از ورود کف و چربیها به واحدهای بعدی، از صفحات مانعی قبل از سرریز استفاده می شود.
جمع آوری و انتقال لجن
معمولا در حوضهای ته نشینی پس از جمع آوری لجن در جمع کننده های تحتانی برای انتقال لجن از تلمبه استفاده می شود. معمولا در ته نشینی اولیه، تعداد حوض لازم 2 عدد می باشد که هر حوض بصورت مستقل عمل می کند و باید توانایی عبور نصف بده حداکثر لحظه ای جریان را داشته باشد، همچنین باید ملاحظات لازم برای کنارگذر کردن جریان نیز در نظر گرفته شود به صورتی که در هنگامی که تصفیه خانه با بده حداکثر کار می کند و یکی از حوضهای ته نشینی از مدار خارج می شود، نصف بده حداکثر لحظه ای از یک حوض باقی مانده عبور داده شود و نصف دیگر جریان بصورت کنارگذر به حوض هوادهی انتقال داده شود.
مبنای تعیین نرخ سرریز (بار سطحی) و زمان ماند هیدرولیکی براساس بده متوسط طراحی می باشد و چون در سامانه با دو حوض، هر حوض باید توانایی عبور نصف بده را داشته باشد، از این رو مبنای تعیین نرخ سرریز و زمان ماند هیدرولیکی در هر حوض، نصف بده متوسط طراحی می باشد. البته باید توجه داشت که بار سطحی باید کمتر از 36 مترمکعب بر مترمربع بر روز و زمان ماند هیدرولیکی نباید کمتر از 5/1 ساعت باشد. لازم به ذکر است عمق متوسط آب در حوض ته نشینی معمولا بیشتر از 3 متر می باشد. در شکل 11-9 انواع سازه های ورودی و خروجی در حوضهای ته نشینی دایره ای نشان داده شده است. انتخاب نوع آن بسته به طراحی فرآیند دارد.
همچنین سرعت جریان در کانال ورودی هر حوض در هنگام عبور بده حداکثر لحظه ای طراحی باید کمتر از 35/0 متر بر ثانیه باشد و لازمست جمع کننده روآبها (کف آبها) و کانال خروجی برای هر حوض برای نصف بده حداکثر لحظه ای طراحی شوند.

7:بخش دوم (تصفیه زیست شناختی)
کلیات
در بسیاری از تصفیه خانه های فاضلاب علاوه بر تصفیه فیزیکی از واحدهای تصفیه زیستی نیز برای تصفیه بیشتر فاضلاب استفاده می گردد. به علاوه واحد کندزدایی و واحدهای تغلیظ و تصفیه لجن نیز در تصفیه خانه های فاضلاب مورداستفاده قرار می گیرند. همچنین در برخی شرایط نظیر مواقعی که استفاده مجدد پساب مورد نظر باشد، واحدهای تصفیه تکمیلی نظیر صاف سازی و ریزصافیها کاربر دارند. در این فصل هیدرولیک هر یک از این واحدها ارائه می گردد.

واحدهای زیستی تصفیه فاضلاب
در تصفیه خانه هایی که عملیات فیزیکی کافی نباشد، لازم است که علاوه بر تصفیه فیزیکی از تصفیه زیستی نیز برای رسیدن به استانداردهای دفع پساب استفاده گردد. در تصفیه زیستی فاضلاب، حسب نوع و نحوه استقرار میکروارگانیسمها در واحدهای تصفیه، روشهای متعددی مطرح است. آنچه در مورد هیدرولیک این واحدها وجود دارد مشابه با موارد ذکر شده در واحدهای تصفیه مقدماتی فاضلاب است. تفاوتها در زمینه زمان ماند هیدرولیکی، میزان و نحوه هوادهی، مقدار جریان برگشتی و غیره است که تابعی از نوع فرآیند بوده و خارج از موضوع این استاندارد می باشد. لذا در ادامه هر یک از واحدهای زیستی تصفیه فاضلاب، با فرض موجود بودن اطلاعات فرآیندی، مورد بررسی قرار خواهد گرفت. معمول ترین روشها در تصفیه فاضلاب شهری عبارتند از:
-فرآیند لجن فعال
-فرآیند صافی چکنده
-فرآیند صفحات بیولوژیکی چرخان
-فرآیند برکه های تثبیت
هر یک از این روشها نیز حسب نوع و مقدار فاضلاب، درجه تصفیه موردنیاز، امکانات، شرایط محلی و هزینه های موردنظر به انواع بیشتری تقسیم می شوند. در تصفیه زیستی فاضلاب باید به خصوصیات روش انتخاب شده برای تصفیه و تطبیق آن با شرایط خاص طرح موردنظر توجه کرد. شرایط خاص طرح شامل مواردی نظیر شرایط محلی، امکانات یا محدودیتهای زمین و شیب آن، امکانات و محدودیتهای اجرایی، تخصصهای موردنیاز برای بهره برداری و نگهداری، قابلیت انعطاف، نکات اقتصادی و توسعه های بعدی می باشد.

واحد لجن فعال
یکی از معمول ترین سامانه های تصفیه زیستی فاضلاب استفاده از واحد لجن فعال است. این واحد از حوضهای هوادهی و سامانه برگشت لجن تشکیل شده است. علاوه بر این دو قسمت، امروزه با توجه به اهمیت کاهش نیتروژن و فسفر در فاضلاب تصفیه شده از واحدهای تکمیلی برای این منظور استفاده می شود. یکی از روشهای حذف فسفر و ازت اضافه کردن واحدهای بی هوازی و بی اکسل قبل از حوض هوادهی است. در این واحدها از موجودات ذره بینی ازوته موجود در فاضلاب و لجن برگشتی برای تبدیل نیترات به گاز نیتروژن استفاده می شود.

صافیهای چکنده
صافی چکنده بستری است از اکنه های مناسب (نظیر قلوه سنگ، سربار کوره های ذوب فلز و یا قطعات پلاستیکی) که فاضلاب توسط یک دستگاه توزیع کننده، معمولا از نوع بازوی چرخان، طوری روی سطح آن توزیع می شود که هر قسمت از سطح بطور متقطع ولی یکنواخت، فاضلاب دریافت می کند. فاضلاب در مسیر حرکت خود به سمت پایین سطح اکنه های بستر را خیس می کند و به تدریج لایه ای از میکروارگانیسمها روی سطح اکنه تشکیل می شود که بطور منقطع با فاضلاب و هوا در تماس است. از آنجا که با هر بار عبور فاضلاب از بستر صافی چکنده، فقط قسمتی از آلودگیهای آن حذف می شود، لذا برای تامین بازده بیشتر، مقداری از فاضلاب خروجی از بستر را برگشت داده و با فاضلاب ورودی مخلوط می کنند. این کار علاوه بر خیس نگه داشتن تمام بستر، بار هیدرولیکی لازم برای تنظیم ضخامت فیلم چسبیده را تامین می کند. دو نمونه متداول صافی چکنده نشان داده شده است.

صافی چکنده، (الف) صافی چکنده از نوع برج زیستی،
(ب) صافی چکنده با بستر قلوه سنگ

صفحات زیستی دوار
برای تصفیه زیستی فاضلاب شهری روشهای دیگری نیز نظیر صفحات زیستی چرخان وجود دارند که از آنها معمولا برای تصفیه فاضلاب جوامع کوچک استفاده می شود. این سامانه ها بیشتر بصورت آماده مورد استفاده قرار می گیرند و لذا نمی توان هیدرولیک آن را به شکلی که برای سایر واحدهای بیان شده، مورد بررسی قرار داد. محاسبه افت ارتفاع و سایر مشخصات هیدرولیکی معمولا توسط سازندگان این تجهیزات بعنوان انرژی یا فشار موردنیاز بصورت ارتفاع بیان می شود. به طورکلی هیدرولیک این واحدها نیز همانند سایر واحدها بوده و از مطالب ارائه شده در این استاندارد می توان در مورد آنها نیز استفاده نمود.

برکه های تثبیت
این روش تصفیه به حوض یا مجموعه حوضهایی اطلاق می شود که تنها با ماند فاضلاب در آنها عمل تصفیه از طریق زیستی انجام می پذیرد. اگر چه استفاده از حوضهای تثبیت سابقه طولانی دارد ولی در گذشته چندان توجهی به آن نمی شد و ضوابط و مبانی علمی مشخصی برای طراحی آنها وجود نداشت. در دو سه دهه اخیر که لزوم جلوگیری از آلودگی آبها از طریق تصفیه فاضلاب، در تمام کشورها جدی مظرح شده است، حوضهای تثبیت بعلت سادگی عملیات اجرایی و پایین بودن هزینه های سرمایه ای مورد توجه خاص قرار گرفته اند. اما باید توجه داشت که بهره برداری صحیح و اصولی از حوضهای تثبیت به هیچ وجه ساده نبوده و سامانه نیاز به پایش و کنترل دائم دارد. در ایران برای شهرهایی که از شرایط آب و هوایی مناسب برخوردار بوده و زمین کافی برای ایجاد تصفیه خانه فاضلاب در اختیار دارند، روش حوضهای تثبیت می تواند گزینه ای مناسب باشد مشروط به آنکه کادر فنی متخصص برای بهره برداری این سامانه تربیت شوند. حوضهای تثبیت را می توان به تنهایی و یا ترکیب با سایر فرآیندهای تصفیه فاضلاب بکار برد.
هر حوض برکه تثبیت از سازه ورودی، سازه خروجی و حجم میانی تشکیل شده است. براساس تجربیات بدست آمده مناسب ترین شکل برای برکه های تثبیت، مستطیل می باشد که نسبت به سایر اشکال نظیر مربع، دایره مناسب تر می باشد. معمولا نسبت بین طول و عرض برکه بین 2 به 1 تا 3 به 1 تغییر می کند. برای ورود جریان به برکه معمولا تقسیم جریان ورودی و استفاده از ورودیهای چندگانه که از چند نقطه جریان را به داخل برکه وارد می کنند، مناسب تر می باشد. تعیین تعداد واحدها، عمق و نحوه قرارگیری واحدها در کنار هم معمولا تابعی از شرایط جغرافیایی و مشخصات فاضلاب ورودی بوده و توسط طراحی فرآیند تعیین می شود.

تصفیه و آماده سازی لجن برای دفع
در تصفیه خانه های فاضلاب علاوه بر واحدهایی که عمل تصفیه فاضلاب را انجام می دهند واحدهایی نیز برای پردازش و تصفیه لجن و آماده سازی آن برای دفع به محیط وجود دارد.

حوض تغلیظ لجن
لجن خروجی از واحدهای تصفیه فاضلاب نظیر لجن خروجی از حوض ته نشینی اولیه و لجن خروجی از ته نشینی ثانویه دارای غلظت کم (کمتر از 2 درصد) می باشد و چون در واحدهای هضم و تثبیت لجن معمولا وجود غلظتهای بیشتر از این مقدار مطلوب است، لذا لازم است قبل از ورود لجن به این واحدها، درصد جامدات موجود در لجن افزایش یابد. برای این منظور روشهای مختلفی نظیر تغلیظ ثقلی، تغلیظ به روش شناورسازی، تغلیظ به کمک سامانه های سانتریفوژ و یا استفاده از میکروفیلترها وجود دارد. طراحی این واحدها مشابه با طراحی حوضهای ته نشینی معمولی می باشد و تنها تفاوت مربوط به غلظت لجن می باشد.

بسترهای لجن خشک کن
حذف آب همراه با لجن و در نتیجه افزایش درصد جامدات موجود در لجن را آبگیری لجن گویند. آبگیری لجن باعث کاهش هزینه انتقال لجن، افزایش کارایی سوزاننده های لجن و تبدیل لجن مایع به لجن جامد می شود. این بسترها به شکل حوضهایی هستند که از چند لایه شن با دانه بندی مختلف تشکیل شده اند. لجن در این حوضها تحت تاثیر نیروی ثقل، نور خورشید و باد و بسته به میزان رطوبت نسبی هوا، آب خود را از دست می دهد. عمق این گونه حوضها کم است و به طور متناوب لجن به آن وارد می شود.

واحدگندزدایی
قبل از واردنمودن پساب تصفیه خانه فاضلاب به منابع طبیعی و یا استفاده مجدد از آن لازم است میکروارگانیسمهای بیماری زای موجود در فاضلاب از بین برود. گندزدایی را می توان به روشهای مختلفی انجام داد که این روشها در قسمت فرآیند مورد بررسی قرار گرفت. اختلاط مناسب مواد گندزدا با پساب تصفیه شده باعث ضدعفونی بهتر پساب خواهد شد. لذا لازم است گندزدایی همراه با اختلاط و تماس مناسب بین عامل گندزدا و پساب صورت گیرد. این اختلاط می تواند به یکی از روشهای ذیل انجام گیرد:
الف)اختلاط به وسیله تجهیزات مکانیکی
ب)اختلاط بوسیله در نظرگیری صفحات مانع ترتیبی
ج)اختلاط بوسیله پرش هیدرولیکی پس از سرریز، دریچه و یا پارشال فلوم

صاف سازی پساب
صاف سازی از قدیمی ترین روشهای تصفیه آب یا پساب است و در آن جریان با عبور از بسترهای سنگی و ماسه ای متخلخل، به آرامی ذرات ریز آن گرفته و تمیز می گردد. اگر چه صاف کردن یکی از فرآیندهای اصلی مورد استفاده در تصفیه خانه های آب است، ولی در برخی موارد به منظور استفاده مجدد پساب در صنعت، از آن در تصفیه خانه های فاضلاب نیز استفاده می شود. لازم به ذکر است این واحد کمتر در نیمرخ هیدرولیکی وارد می گردد.

لجن فعال
این فرایند تصفیه شامل زندگی میکروارگانیزم ها همراه ماده آلی در یک محیط غنی از اکسیژن (هوازی) است.
انرژی + H2O+ CO2+ میکروارگانیزم میکروارگانیزم + ماده آلی
به عبارت ساده مواد آلی موجود در فاضلاب، به میکروارگانیزم تبدیل شده و پس از ته نشین شدن از فاضلاب خارج می گردد.
سیستم های لجن فعال
1-جریان قابی
2-اختلاط کامل
3-تثبیت تماسی
4-هوادهی گسترده
5-هوادهی کاهشی
توضیح اختلاط کامل: در هر یک از روش های بالا به گونه ای متفاوت باکتری هوادهی می شود ولی در جریان اختلاط کامل فاضلاب حدودی با سرعت با اکسیژن و باکتری های درون حوضچه هوادهی مخلوط می شود.

بهره برداری از سیستم لجن فعال
زمانی حاصل خواهد شد که دید کافی از حیاط میکروارگانیزم ها در این محیط داشته باشیم و جو آنها را به هم نریزیم یا تامین حد موردنیاز را سبب شویم.

بررسی نکات مهم در سیستم لجن فعال
1-میزان لجن برگشتی در روزهای اول سیستم لجن فعال بالا می باشد چون می خواهیم تعداد میکروارگانیزم ها را افزایش دهیم.
2-اگر زمان ماند حوض ته نشینی ثانیو زیاد شود باعث گندیده شدن فاضلاب برگشتی به هوادهی فعال می شود.
3-اگر اکسیژن کم باشد باعث رشد باکتری های رشته ای شده و اگر هوادهی زیاد باشد توده بیولوژیکی شکسته و باعث عدم ته نشینی مناب می شود.
4-هدف اصلی از دفع لجن مازاد، حفظ و ثابت نگه داشتن نسبتهای و سن لجن است زیرا همیشه نوساناتی در مقدار BOD و مقدار میکروارگانیزم ها به وجود می آید.
5-یکی دیگر از عواملی که می تواند فرایند لجن فعال را به هم بزند تغییر در کیفیت لجن فعال است که شوک وارد کرد. و تمام پیش بینی های قبلی بهره بردار را مختل می کند.
6-از عواملی که باعث شناور شدن لجن می شود می توان به گندیده شدن لجن در زلال ساز ثانیوه و یا بالا آمدن لجن به علت دی نیتریفیکاسیون (رنگ قهوه ای متمایل به خاکستری) و حجیم شدن لجن به علت بادکینگ باکتری های رشته ای می باشد.
7-ایجاد کف نیز می تواند به دلیل عوامل زیر پیاده شود. (مواد شوینده (ترجنت ها) باکتری های رشته ای مربوط به کف)
کنترل آزمایشگاهی لجن فعال
1-به روش مشاهده
2-آزمایش: که شامل موارد (Mluss- Mlss- COD- BOD- DO آزمایش ته نشینی- PH- دما- ارتفاع بستر لجن در کف حوضچه ثانیوه- عمر لجن- نسبت ) می باشد.

تصفیه و دفع لجن
به کلیه مواد جامدی که در عملیات تصفیه از فاضلاب جدا می شود لجن می گویند. لجن بر حسب دفع آن به چند دسته تقسیم می شود که عبارتند از لجن ته نشینی اولیه- ثانیوه- لجن اضافی- لجن مخزن های هوازی و غیرهوازی و لجن شیمیایی تقسیم بندی می شوند. تقسیم بندی دیگر نیز بر پایه وضعیت لجن و درجه تصفیه آن می باشد که به لجن خام لجن هضم شده و لجن شستشو شده و لجن آبگیری شده می باشد.

یک نمونه تقسیم بندی

هضم غیرهوازی لجن
هدف از این کار شکستن پیوند مواد آلی روندی مضر برای محیط زیست می باشد تا با تغلیظ و آبگیری آن بتوان آن را به محیط زیست دفع کرد. در این روش چندین مرحله طی می شود تا به تثبیت برسد. کع فراورده های آن تولید متان- آب و CO2 می باشد.

عوامل موثر در هضم غیرهوازی لجن
1-کاهش مواد فرار: باعث خوب طی شدن مراحل هضم شده و زمینه برای مراحل بعدی فراهم می شود.
2-تغذیه مواد: رسیدن موادغذایی هر مرحله در مرحله خود و عدم شوک ناگهانی لجن برای طی یک مرحله به صورت غیرعادی
3-درجه حرارت: نیز که به میزان مواد فرار بستگی دارد و تابعی از مقدار آن می باشد
4-اختلاط مناسب: رسیدن غذای کافی به همه نقاط و یکنواختی دما را سبب می شود.
5-تولید گاز: با توجه به میزان گاز تولید شده می توان به خوبی عملیات یا عدم آن پی برد

مخزن هاضم غیرهوازی
به دو نوع هاضم کند و سریع تقسیم بندی می شود که فرق آنها در این است که در هاضم کند همه ی عملیات در یک مخزن انجام می شود. در مورد سقف هاضم نیز به انواع سقف (تراس- گنبدی- صاف- شناور- ویگینز) تقسیم بندی می شوند.

هضم هوازی لجن
فرآیندی است که بر پایه آن میکروارگانیزم در نبود غذا برای ادامه حیات از مواد موجود در سلول خود استفاده می کند این پدیده به خودخودی نیز معروف است.

مبانی فرایند هضم هوازی
پارامترهای بهره برداری در هضم لجن شامل اکسیژن محلول، PH، توده ی زیستی فعال- اختلاط، نرخ مصرف اکسیژن، درجه حرارت و بالاخره زمان ماند لجن است. کنترل و پایش این پارامترها، در بهره برداری درست از این فرآیند بسیار مهم است. هر یک از پارامترها، کنترل و پایش ویژه ای را می طلبد.
1-اکسیژن: سبب پابرجایی فرایند هضم شده و از تولید بوی بد جلوگیری می نماید. غلظت (2/0 )
2-درجه حرارت: افزایش آن باعث کاهش مواد فرار و کاهش آن قطع عملیات فرار را سبب می شود.
3-زمان ماند مواد جامد: با SRTسنجیده می شود ( کل توده لجن = SRT)
میزان تخلیه در روز
به طور معمول زمان SRT با r قدرت از دست دادن آب را در لجن کاهش می دهد و خشک کردن را دچار مشکل می کند. بهتر است SRT پایین باشد.
4-PH: استاندارد هم هوازی PH:7 می باشد و عواملی که باعث کاهش آن در هضم هوازی می شوند عبارتند از که در طی فرایند هضم تولید می شدند و PH را تا حد 6 کاهش می دهند.
5-بار مواد آلی: زیاد شدن بار مواد آلی سیستم را به بی هوازی تغییر داده و بوی بسیار بدی را سبب می شود.
6-اختلاط: توزیع بار آلی و دما در کل مواد را سبب می شود که می توان با هوادهی تامین کرد.

آبگیری لجن
کاهش حجم لجن که باید فرایندهای تکمیلی روی آن انجام شود. روشهای گوناگونی مورد استفاده می باشد. که در کشور ما بیشتر از روش تغلیظ ثقلی یا گریز از مرکز بهره گیری می شود.

فرآیند تغلیظ ثقلی لجن
تئوری غالب در فرآیند تغلیظ ثقلی لجن همان ته نشینی لایه ای می باشد که در این ارتباط سرعت ته نشینی لجن به طور ایده آل تنها متناسب با غلظت مواد جامد در آن در نظر گرفته می شود. همچنین فرض می شود که بارگذاری نیز، فقط به غلظت موادجامد لجن بستگی دارد.

فرایند تغلیظ به روش گریز از مرکز
شبیه به فرایند ثقلی می باشد با این تفاوت که نیروهای وارده بسیار بیشتر از تغلیظ ثقلی می باشد در این فرایند نیروی وارده به مواد معلق جامد در سوسپانسیون لجن سبب می شود که این مواد در صورتی که دارای چگالی بیشتری نسبت به آب باشند از مدل محور دوران به طرف جدار محیطی بسته دوار حرکت نمایند.

گندزدایی
برای از بین بردن میکروبهای باقی مانده در فاضلاب پس از طی کلیه مراحل فوق می باشد. مواد متعددی برای ضدعفونی کردن به کار می روند که رایج ترین آنها کلر می باشد. میزان تزریق مواد شیمیایی بستگی به استفاده ای دارد که از پساب فراهم شود. میزان کلر تزریقی اغلب با اندازه گیری کلر باقی مانده بعد از 15 دقیقه زمان تماس تعیین می گردد. به شکلی که پس از این مدت مقدار آن 5/0 باشد. روش دیگر کنترل اتوماتیک کلر باقی مانده در پساب کلر زده شده می باشد.

تصفیه خانه فاضلاب شیراز
کلیات
مشخصات تصفیه خانه اضطراری فاضلاب شیراز
1- هدف
تهیه ، ساخت، آزمایش در کارخانه سازنده، حمل به محل کارگاه در تصفیه خانه، نصب، آزمایش و راه اندازی تجهیزات مکانیکی، برقی، انجام عملیات ساختمانی، تحویل موقت و تحویل قطعی یک واحد کامل تصفیه خانه فاضلاب(شامل تصفیه مقدماتی، بیولوژیکی و سیستم تثبیت بیهوازی و بسترهای خشک کن لجن) برای شهر شیراز با ظرفیت متوسط 940 لیتر در ثانیه و ظرفیت حداکثر 1330 لیتر در ثانیه با جمعیت تحت پوشش 300000 نفر(یک مدول از سه مدول تصفیه خانه).

2- موقعیت
شهر شیراز از مرکز استان فارس بر روی جلگه طویلی به طول 120 کیلومتر و عرض 15 کیلومتر در طول شرقی 52 درجه و 29 تا 36 دقیقه و عرض شمالی 29 درجه و 33 تا 41 دقیقه در فاصله 900 کیلومتری در جنوب تهران واقع شده است. ارتفاع شیراز از سطح دریا بین 1490 متر در منتهی الیه شرقی شهر و حدود 1700 متر در غرب آن متغیر می باشد.
3- محل کار
محل تصفیه خانه فاضلاب شیراز در زمینی به مساحت تقریبی 72 هکتار در حوالی روستای ترکان واقع در ناحیه جنوب شرقی شیراز واقع شده است .
عمق برخورد به سطح آب زیر زمینی در دشت شیراز از 2 متر تا 50 متر متغیر بوده و در قسمت جنوب شرقی به حداقل می رسد. سطح آب زیر زمینی در سایت حدود 2-5/1 متر است و جنس خاک عمدتا رسی بوده و دارای مقاومت خیلی پایین است.

4- اطلاعات پایه
4-1- شرایط ورودی و خروجی تصفیه خانه
رقوم ارتفاعی کف لوله ورودی 99/1472 متر از سطح دریا در 30 متری دیوار تصفیه خانه زمین در این نقطه 41/1476 متر از سطح دریا می باشد.
رقوم پساب خروجی در حوض تماس کلر در حدود 15/1475 مار از سطح دریا می باشد.
4-2- مبانی کمی و کیفی فاضلاب ورودی
فاضلاب شهر شیراز از مجموعه ای از فاضلاب خانگی، صنعتی و بیمارستان ها می باشد و اصل بر این است که واحدهای صنعتی و بیمارستان ها بر اساس مشخصات خود دارای تصفیه خانه خصوصی هستند در حدی که پساب حاصله مبانی کمی فاضلاب ورودی (یک مدول) به شرح زیر می باشد:
جمعیت
300000
نفر
متوسط فاضلاب و نشتاب
940
لیتر در ثانیه
حداکثر دبی طراحی هر مدول
1330
لیتر در ثانیه
حداقل فاضلاب و نشتاب
691
لیتر در ثانیه
درجه حرارت متوسط فاضلاب ورودی
20
درجه سانتیگراد
مقدار نشتاب
80
لیتر در ثانیه
سرانه فاضلاب
186
لیتر در روز

4-3- مبانی کیفی فاضلاب ورودی
غلظت BOD5
240
میلیگرم در لیتر
غلظت مواد معلق
315
میلیگرم در لیتر
بار آلودگی
19492
میلیگرم در روز
بار مواد معلق
25583
میلیگرم در روز

4-4- استاندارد پساب خروجی
استاندارد پساب خروجی باید مبتنی بر استانداردهای EPA,WHO و استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ایران و یا معادل آن باشد، کیفیت پساب باید بر اساس حداقل قابل قبول عوامل کیفی شامل BOD مواد معلق، کلیفرم و مدفوعی و PH منطبق باشد .
لذا مقدار متوسط BOD و مواد معلق به ترتیب نباید از 30 و 40 میلیگرم در لیتر تجاوز نماید. تعداد کلیفرمهای گوارشی نباید بیش از 400 عدد در میلی لیتر باشد .

4-5- روش تصفیه فاضلاب
مراحل تصفیه فاضلاب به شرح زیر انتخاب شده است :
* تصفیه مقدماتی
در ابتدا تصفیه خانه اشغالگیر دهانه درشت در ورودی تلمبه خانه و آشغالگیر مکانیکی دهانه ریز تلمبه خانه به منظور حذف مواد شناور درشت و حوض دانه گیر به منظور حذف دانه و ماسه و مواد روغنی درنظر گرفته شده است .
* تصفیه اولیه
در این مرحله با استفاده از ته نشینی اولیه جامدات آلی معلق جدا می شوند.

* تصفیه ثانویه
در مرحله مواد آلی کلوئیدی و محلول که پس از تصفیه اولیه باقی مانده اند حذف می شوند. بدین منظور فرایند بیولوژیکی به روش "رشد معلق" مورد استفاده قرار گرفته است .
نوع فرایند، لجت فعال به روش "متعارف و با ریتم هیدرولیکی نهرگونه" است.
در این فرایند فاضلاب و لجن برگشتی در تمام حوض هوادهی به طور یکنواخت مخلوط می شوند و با تعبیه باقلهائی در حوض، رژیم هیدرولوژیکی نهرگونه تامین می گردد.
برای تصفیه لجن نیز مراحل تغلیظ ثقلی، تثبیت به طریقه بیهوازی و خشک کردن در بسترهای خشک کن لجن در نظر گرفته شده است .

واحدهای تصفیه خانه فاضلاب بشرح زیر تعیین گردیده اند :
* آشغالگیر
* دانه گیر با هوادهی
* ته نشینی اولیه
* تصفیه بیولوژیکی به روش لجن فعال
* ته نشینی نهایی
* واحد کلرزنی و حوضچه تماس کلر
* تغلیظ ثقلی
* هضم بیهوازی
* بسترهای خشک کن لجن
* کمپوست
تصفیه خانه شماره یک فاضلاب شیراز از واحدهای تابعه شرکت آب وفاضلاب شیراز در زمینی به مساحت کل 72 هکتار در سمت شرق شیراز واقع شده است . مساحت مدول اول آن حدود 25 هکتار بوده و از سال 1378 پیمانکاران آن انتخاب و عملیات اجرای آن از خرداد 80 آغاز گردیده است .
براساس طرح اولیه مشاورین این تصفیه خانه شامل سه مدول 000 300 نفری بوده که در حال حاضر مدول اول آن در حال اجرا بوده ولی در مطالعات بازنگری که توسط مشاور ایرانا و بانک جهانی انجام گردید این تصفیه خانه قادر به سرویس دهی جمعیت 000 410 نفر وی باشد و در فاز توسعه تنها یک مدول 1700000 نفری برای این منطقه کفایت می نماید و لذا جمعیت نهایی تحت پوشش این تصفیه خانه 580000 خواهد بود .
سایر مشخصات تصفیه خانه به شرح ذیل میباشد :

مشخصات فاضلاب ورودی :
* حداکثر ظرفیت طراحی 1330 لیتر در ثانیه
* غلظت BOD5 فاضلاب 240 میلی گرم درلیتر
* غلظت مواد معلق فاضلاب 315 میلی گرم در لیتر
مشخصات پساب تصفیه شده :
* استاندارد غلظت BOD5 30 میلی گرم در لیتر
* استاندارد غلظت مواد معلق 40 میلی گرم در لیتر
* استاندار کلیفرم های گوارشی 400 عدد در هر 100 میلی لیتر نمونه

جزئیات گزارش از تصفیه خانه
واحدهای تصفیه خانه فاضلاب
واحد های مختلف تصفیه خانه
1- آشغالگیرهای دهانه درشت اولیه
2- پمپ های بالابر(اسکروپمپ)
3- اتاق پمپ های بالابر
4- ایستگاه آشغالگیر
5- واحد اندازه گیری جریان
6- حوض دانه گیر
7- اتاق دمنده ها
8- حوضچه تقسیم اولیه
9- حوض ته نشینی اولیه
10- واحد سلکتور
11- حوض هوادهی
12- حوضچه تقسیم ثانویه و جمع آوری لجن
13- حوض ته نشینی نهایی
14- حوضچه تماس کلر
15- حوض تغلیظ لجن
16- هاضم بی هوازی
17- ساختمان تابلوهای برق و دیزل ژنراتور
18- انبار و تعمیرگاه
19- ساختمان نظارت
20- ایستگاه پمپاژ آب محوطه
21- ساختمان اداری و کنترل
22- واحد شیمیایی
1) بررسی واحد آشغال گیر و پمپ بالابر
تصفیه خانه که باید در پایین ترین نقطه شهر واقع شود و فاضلاب بوسیله نیروی ثقل وبا توجه به شیب زمین وارد تصفیه خانه می شود. درنتیجه فاضلاب از طریق منهول ورودی وارد تصفیه خانه می شود و موقعی که فاضلاب وارد سایت شد، در ابتدا با استفاده از آشغال گیرهای دانه درشت مواد زائد و اضافی موجود در فاضلاب را جمع آوری می کنند.

این آشغال گیرها به صورت مکانیکی کار می کنند و به وسیله چنگک هایی که روی آن تعبیه شده است آشغال های موجود را جمع آوری می کنند.

فاضلاب پس از عبور از آشغال گیر دانه درشت توسط اسکروپمپ ها یا پمپ های حلزونی که زاویه ۳۷ درجه با افق دارند فاضلاب را از کف به بالا هدایت می کنند.این تصفیه خانه دارای سه عدد پمپ می باشد که یکی از آنها در حالت stand bay و دو تای دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. هر یک از این پمپ ها حدودا ۷۵۰ لیتر بر ثانیه توان بالا آوردن فاضلاب را به سمت سایت دارند.

در زیر اسکروپمپ ها حوضچه ای به نام حوضچه آرامش وجود دارد تا اینکه بتواند سرعت و انرژی فاضلاب را مستهلک کند تا به دیگر واحدهای تصفیه خانه آسیب نرسد.
مزیت این پمپها بر پمپهای کف کش، دبی متناسب با دبی فاضلاب ورودی، پیش هوادهی و حذف گازهای خورنده در ورودی تصفیه خانه می باشد.
این پمپها دارای الکتروموتور، گیربگس، گریس پمپ، یاتاقان بالایی، حلزون فلزی فولادی، کاور حلزون، یاتاقان پائینی و لوله گریس خور می باشد. نحوه خاموش و روشن شدن این پمپها باتوجه به مقدار دبی فاضلاب ورودی بوده و حداکثر5 پمپ را می توان روشن نمود.

آشغالگیر دانه ریز
پس از مستهلک شدن انرژی ، فاضلاب باید از آشغالگیر نرم عبور کند که این آشغالگیر به صورت میله ای می باشد و فاصله این میله ها برابر ۸ میلی متر می باشد.تعداد آشغالگیر نرم ۳ عدد می باشد که دو تای آن به صورت مکانیکی می باشد و دیگری به صورت دستی می باشد و این آشغالگیر به وسیله چنگک هایی که تعبیه شده است از بین میله ها عبور
کرده و آشغال ها را به سمت بالا آورده و به تسمه نقاله ای که در پشت آشغالگیر وجود دارد انتقال می دهد.

گزارش وضعیت و عملرکرد واحد
با توجه به معیارهای طراحی مناسب که در بخش اول توضیح داده شده مواردی از قبیل بوی بد(تخمرغ گندیده)،روغن وچربی،افت فشار ،عدم رعایت نکات ایمنی در واحد آشغال گیر ،عدم رعایت مکان تلمبه خانه،عدم کنترل پدیده ی ضربه قوچ و تاسیسات کنترل ضربه قوچ،عدم رعایت شکل حوضچه از لحاظ عدم بوجود آمدن هیدروژن سولفور، عدم وجود تابلوی کنترل وضعیت تلمبه خانه در این تصفیه خانه مشاهده نشد.
نمایی از ورودی تصفیه خانه نمایی از پمپ پیچوار

پارشال فلوم

بعد از واحد آشغالگیر نرم فاضلاب وارد سازه ای به نام پارشال فلوم می شود که می تواند دبی ورودی به تصفیه خانه را توسط سنسورهایی اندازه گیری کند.

بررسی ناودان پارشال
نکاتی که در طراحی پارشال فلوم بایستی مورد توجه قرار گیرد عبارتند از تراز بودن کف پارشال ،قرار گرفتن در محلی که جریان آرام برقرار باشد و همچنین بررسی اینکه طول خط مستقیم جریان تا ده برابر عرض گلوگاه ناودان حفظ شود.(پدیده ی جریان مغشوش به وجود نیاید) با توجه به نکات بالا دیده میشود که معیارها رعایت شده است.

حوضچه دانه گیر و چربی گیر
بعد از پارشال فلوم فاضلاب به حوضچه دانه گیر و چربی گیر که مکانیسم آن به صورت هوادهی دیفیوزری است وارد می شود که هوادهی باعث می شود تا سرعت ته نشینی دانه ها بیشتر شود.این حوضچه به چهار حوضچه کنار هم تقسیم می شود که حوضچه های میانی به عنوان حوضچه دانه های گیر و حوضچه های کناری به عنوان حوضچه های چربی گیر می باشند که دارای پاروهایی در کف و سطح می باشند .

پارویی که در کف قرار دارد دانه های ته نشین شده را جمع آوری می کند و توسط پمپاژ به سیلویی منتقل کرده و از سایت خارج می شود ، پارویی که در سطح قرار دارد چربی های موجود را جمع می کند.

از مزایای این روش میتوان به حفظ سرعت ورودی در دانه گیر اشاره کرد. چه بسا که در تصفیه خانه های بزرگ که نمی توان دبی ورودی را کاهش داد روش بسیار موئثری میباشد.(رجوع شود به اطلاعات پایه در بخش اول)

گزارش میشود در تصفیه خانه ی مذکور جریان های اضافی در بخش دانه گیر مشاهده میشود که علت آن هم میتواند ناشی از پمپ دانه گیر دانست.

حوضچه ته نشینی اولیه
فاضلاب بعد از حوضچه دانه گیر وارد حوضچه ته نشینی اولیه می شود که مقدار BOD در این حوضچه به اندازه 75- 50درصد کاهش می یابد و در ضمن دانه هایی که در حوضچه دانه گیر ته نشین نشدند در این حوضچه ته نشین می شوند ،که زمان ماند در این حوضچه ٢-۳ ساعت می باشد.

در این حوضچه پاروهایی تعبیه شده است که لجن ته نشین شده را به مرکز حوضچه هدایت می کند و در نتیجه فاضلاب از سرریزهای ذوزنقه ای خارج می شود.فاضلاب ورودی نیز از مرکز از سریز های بالایی صورت میگیرد. تصفیه تا این مرحله به صورت تصفیه فیزیکی بوده است و از این بعد تصفیه به صورت تصفیه بیولوژیکی می باشد.
فاضلاب بعد از حوضچه ته نشینی اولیه وارد حوضچه یکنواخت سازی می شود که در این حوضچه سیتم آنتی فوم در نظر گرفته شده است که به فاضلاب تزریق می شود که آنتی فوم مانع ایجاد کف در حوضچه هوادهی می شود و بعد از آن فاضلاب به حوضچه هوادهی منتقل می شود.

این قسمت شامل دو واحد حوض ته نشینی اولیه از نوع مدور(دایره ای) و هر کدام به قطر 40 متر می باشد.
در یک حوضچه ته نشینی ایده آل با زمان ماند مشخص هر چه عمق کمتر باشد راندمان حذف بیشتر خواهد شد ، زیرا ذرات برای رسیدن به ناحیه لجن فاصله کوتاهتری داشته و بار سطحی کمتر است . متاسفانه رفتارهای ته نشینی ذرات در یک حوضچه ته نشینی واقعی از آنچه در شرایط ایده آل رخ می دهد ، فاصله دارد .
حوضچه های ته نشینی را بیشتر به سه شکل هندسی مستطیلی ، دایره ای و مربعی به کار می برند . حوضچه های دایره ای به دو نوع تغذیه مرکزی و تغذیه محیطی تقسیم بندی می شوند. مطالعات ردیاب نشان داده که رخداد پدیده اتصال کوتاه در حوضچه دایره ای با تغذیه محیطی کمتر از حوضچه های تغذیه مرکزی است ، اما کاربرد حوضچه های با تغدیه مرکزی متداول تر است که در تصفیه خانه شیراز از تغدیه مرکزی استفاده می شود.

گزارش:نکات اساسی در قسمت ته نشینی(بخش 1) توضیح داده شده است .عملکرد این واحد تحت تاثیر عملکرد سایر واحد هامی باشد.نکته ی خاصی که عماکرد آن را در ظاهر مختل کرده باشد مشاهده نمیشود.ولی مهمترین عوامل موثر که کارایی واحد ته نشینی به انها وابسته میباشد عبارتند از:زمان ماند، دما،کیفیت فاضلاب،بار هیدرولیکی،قلیایت-اسدیت،لجن برگشتی و…..

تصفیه بیولوژیکی
شامل سلکتور(انتخابگر بیولوژیکی)،حوض هوادهی وحوض ته نشینی نهایی(زلال ساز)می باشد.
فاضلاب ته نشین شده جهت حذف مواد آلی کلوئیدی و محلول وارد حوض هوادهی شده که در این واحد 20 دستگاه هواده سطحی به قدرت هر کدام 55 کیلو وات و با زمان ماند 6 ساعت عمل هوادهی را انجام می دهند. نوع رژیم هیدرولیکی حوض هوادهی از نوع متعارف و جریان از نوع نهر گونه است.جهت جلوگیری از پدیده بالکینگ(عدم ته نشینی مناسب لخته های لجن) یک واحد سلکتور قبل از حوض هوادهی تعبیه شده است.
یک خط لجن برگشتی به قطر 800 میلیمتر نیز از حوضچه ته نشینی نهایی لجن فعال را به ابتدای واحد تصفیه بیولوژیکی منتقل می نماید و با فاضلاب ورودی به حوض هوادهی مخلوط می گردد.
فاضلاب پس از خروج از حوض هوادهی وارد چهار واحد حوض ته نشینی نهایی(کلاریفایر) از نوع مدور و به قطر هر کدام 40 متر می گردد تا مواد معلق بیولوژیک در این حوض ها ته نشین شده و به صورت لجن جدا گردد.
لازم به ذکر است پساب ته نشین شده به منظور حذف عوامل بیماری زا توسط کلر ضد عفونی شده و جهت مصارف مجدد(عمدتا مصارف کشاورزی و آبیاری) مورد استفاده قرار می گیرد.
از مهمترین فاکتورهای طراحی حوضچه های هوادهی زمان ماند 6-4 ساعت، بارگذاری مواد آلی (5/1کیلوگرمBOD برای هر مترمکعب)، بارگذاری لجن(5/0 کیلوگرم برای هر کیلوگرم BOD5 ) و زمان ماند سلولی(10-3 روز) می باشد.

حوضچه ته نشینی ثانویه

در ته نشینی ثانویه دو سری لجن به وجود می آید:
١- لجن فعال می باشد که به حوضچه هوادهی پمپ می شود.
٢- لجن مازاد می باشد که آن را به خارج از پروسه انتقال می دهند.

در ته نشینی ثانویه وقتی که لجن ها ته نشین شدند آب زلال در سطح این حوضچه باقی می مانند که ازطریق سریزهای ذوزنقه ای خارج می گردند. که این آب زلال برای مصارف کشاورزی استفاده می شود.

لجن مازادی که در ته نشینی ثانویه حاصل شده وارد سیستم belender می شودکه دارای همزن می باشد. وظیفه این همزن یکنواخت نمودن لجن می باشد و بعد به tichener انتقال پیدا می کند. در tichener عمل تغلیظ لجن و آبگیری صورت می گیرد و لجن در مرحله بعدی وارد هاضم ها می شود.

واحد پردازش و تصفیه لجن

این قسمط شامل تانک تغلیظ، هاضم بی هوازی، واحد آبگیری لجن می باشد.
لجن های حاصل از حوضچه ته نشینی اولیه و نهایی پس از اینکه در تانک اختلاط با هم مخلوط شدند بخشی از آب را در تانک تغلیظ از دست داده و جهت تثبیت وارد چهار هاضم بی هوازی می گردند و پس از عمل هضم توسط دستگاه های آبگیر مکانیکی از نوع سانتریفوژ ، آبگیری شده و پس از گذراندن مدت زمان مشخص به صورت کمپوست مورد استفاده در کشاورزی به عنوان کود قرار می گیرد.
هاضم های بی هوازی به صورت دو مرحله ای و شامل 4 واحد به قطر هر کدام 19 متر و ارتفاع 22 متر می باشد.
در این قسمت کلیه تجهیزات هضم لجن از قبیل سیستم گرمایش و اختلاط لجن و کمپرسورهای تزریق گاز و مشعل جهت سوزاندن گازهای حاصل از هضم لجن بکار گرفته می شود.

لجن بعد از آبگیری به بسترهای لجن خشک کن منتقل می شود و می توان به عنوان کود از آن استفاده نمود

کلرزنی
در نهایت آب خروجی از حوضچه ها وارد واحد کلرزنی شده و کلرزنی صورت می گیرد.
سایر واحدهای تصفیه خانه در جهت ارضای واحدهای بالا بوده و هر قسمت در تامین پارامترهای کیفی بخش مربوط به خود میباشد.

اگر به بخش اول رجوع شود تمامی مباحث گزارش را در حد وسیعی مورد تحلیل قرار میدهد.در گزارش بسیاری از موارد در طول مدت زمان ،یا وضعیت خاص خود ،یا با آزمایش،یا در طول بهره برداری ممکن است خود را نشان دهد .در گزارش کلیات ظاهری بیشتر مد نظر است.اگر هم بخواهیم وارد جزئیات شویم اجازه ی این کار را نخواهند داد.

تصفیه خانه بندرعباس
تصفیه خانه بندرعباس در سال 1383 رسماً افتتاح شد . این تصفیه خانه برای ظرفیت120 هزار نفر و بر اساس BOD ورودی 244 و BOD خروجی 25 طراحی شده است که در حال حاضر با یک سوم ظرفیت در حال کار می باشد . اساس طراحی تصفیه خانه ها بدین صورت می باشد که برای کاهش هزینه های پمپاژ معمولاً تصفیه خانه ها را در پایین دست شهر احداث می کنند تا فاضلاب خود به صورت ثقلی انتقال یابد ولی چون در بندر عباس جای مناسب در پایین دست شهر برای احداث این تصفیه خانه موجود نبود ، این تصفیه خانه در بالادست شهر احداث شده است .
این تصفیه خانه دارای قسمتهای زیر می باشد:
1- حوضچه آرامش
2- آشغالگیر مکانیکی
3- آشغالگیر دستی دانه ریز
4- دانه گیر از نوع هواده زمان ماند 4 تا 5 دقیقه
5- حوضچه ته نشینی اولیه
6- لجن فعال
7- حوضچه ته نشینی ثانویه
8- کلر زنی
9- آبگیری از لجن
10- هاضم

فاضلاب بعد از پمپاژ وارد حوضچه ای به نام حوضچه آرامش شده و بعد از آن وارد آشغالگیر می شود که در این تصفیه خانه دو نوع آشغالگیر مکانیکی و دو سرریز اضطراری و در پشت آنها یک آشغالگیر ریزدانه که به صورت دستی می باشد وجود دارد.
در این تصفیه خانه ٢ آشغالگیر دانه ریز وجود دارد که به صورت مکانیکی کار می کنند که یکی از این آشغالگیرها براساس اختلاف سطح کار می کند و دیگری به صورت تایمری می باشد که فاصله بین میله ها ١۰ میلی متر می باشد.این آشغالگیرها توسط چنگکهایی که تعبیه شده اند تمیز می شوند و بر تسمه نقاله ای که در پشت آن می باشد ریخته و تخلیه می گردد ، و همچنین ٢ آشغالگیر دانه درشت وجود دارد که به صورت دستی می باشد و فاصله بین میله ها ۵۰ میلی متر می باشد و به صورت دستی تمیز می گردد.

حوضچه دانه گیر و چربی گیر
این حوضچه دارای ٢ حوض دانه گیر و چربی گیر می باشد که توسط یک بافل حوضچه دانه گیر و چربی گیر از هم جدا می شوند و همچنین مکانیسم آن به صورت هوادهی دیفیوزری می باشد.
دمیده شدن هوا به ۳ علت انجام می شود که عبارتند از:
١- شسته شدن ذرات دانه
٢- حرکت چرخشی که باعث جدا شدن چربی و گریس می شود.
۳- چربی و گریس از طریق راه بند وارد حوضچه چربی گیر می شوند.

وقتی که هوا دمیده می شود در دانه گیر حالت قلیان و در چربی گیر حالت سکون داریم که چربی و گریس فرصت می کنند تا به سطح بیایند.
در ضمن پل متحرکی به صورت طولی روی حوضچه قرار دارد( سیستم جمع آوری دانه به صورت متحرک است) که سیلو و پمپ مکش دانه ها روی آن قرار دارند. بدین صورت که یک لوله ای به پمپ متصل است و سر دیگر آن لوله درون کانالی که در سرتاسر حوضچه دانه گیر به صورت طولی قرار دارد، قرار می گیرد و مانند یک جاروبرقی عمل مکش را انجام می دهد و به مخزنی که بر روی پل تعبیه شده است تخلیه می گردد و وقتی که مخزن پر شد توسط یک اپراتور به صورت دستی تخلیه می شود. چربی های موجود را توسط پارویی جمع آوری کرده و به حوضچه ای منتقل می کنند که با لجن اولیه مخلوط شده و به سمت تصفیه لجن هدایت می کنند.

پارشال فلوم
بعد از واحد دانه گیر و چربی گیر فاضلاب وارد سازه ای به نام پارشال فلوم می شود که می تواند دبی ورودی به تصفیه خانه را توسط سنسورهایی اندازه گیری کند.

ته نشینی اولیه
ورودی ته نشینی اولیه 800 می باشد .فاضلاب به صورت شعاعی وارد حوضچه می شود . فاضلاب به زمان ماند 1 ساعت تا 1:45 می باشد . سیستم جمع آوری لجن به صورت نیم پل می باشد . در این واحد فقط ته نشینی انجام می شود ولی لجن آن تخلیه نمی شود .لجن در مخروطی که در کف می باشد جمع می شود.. لجن از کف توسط لوله 200 جمع شده و به صورت ثقلی وارد ایستگاه پمپاژ می شود. کفاب از سطح وارد قیف شده و وارد حوضچه لجن اولیه می شود.پساب توسط سرریز های ذوزنقه ای جمع آوری شده و وارد قسمت هوادهی می شود . لجنی که به سطح می آید بخاطر بی هوازی شدن می باشد که عمل بالکینگ اتفاق افتاده و در نتیجه بوی بدی ایجاد می کند . حجم زیادی ماسه وارد تصفیه خانه می شود و این ماسه ها چون کمتر از 2/0 میلی متر می باشد از شبکه آشغالگیر عبور کرده و اگر در ته نشینی اولیه جلوی آن گرفته نشود وارد تصفیه خانه می شود و باعث مختل شدن کار تصفیه خانه شده و افزایش MLVSS و خرابی پمپها می شود . عیب این کار این است که باعث جمع شدن مقدار زیادی دانه در این قسمت شده و در جمع آوری آن با مشکل روبرو خواهند شد .

هوادهی
هوادهی از نوع سطحی قائم می باشد . زمان ماند هیدرولیکی 4 ساعت و زمان ماند سلولی 5/4 تا 5 روز می باشد. در هر حوض 6 موتور می باشد که این موتور ها دو سرعته بوده که با توجه به مقدار اکسیژن محلول دور آن تنظیم می شود . قدرت آنها 21 و 31 کیلووات می باشد . حجم کل 14000 متر مکعب می باشد و هر حوض 3500 متر مکعب می باشد . مواد آلی قابل ته نشینی در مراحل قبل گرفته شده است و مواد آلی محلول را می توان در این قسمت حذف کرد .
در این تصفیه خانه 3 حوض هوادهی در مدار می باشد و این به دلیل آماده نبودن بخش لجن می باشد. در واقع ما سیستم را به صورت هوادهی ممتد استفاده می کنیم تا لجن زیادی تولید نشود . لجن دوباره به قسمت اول هر 3 حوض هوادهی وارد می شود .

حوضچه ته نشینی ثانویه
فاضلاب در حوضچه تقسیم ثانویه وارد ۴ حوضچه ته نشینی ثانویه می شود که در حال حاضر ٢ حوضچه در مدار می باشند. لوله ورودی فاضلاب به قطر ١۰۰۰ میلی متر می باشد و قطر لوله تخلیه لجن ۶۰۰ میلی متر می باشد. سیستم جمع آوری لجن در این حوضچه به صورت تمام پل می باشد و همچنین زمان ماند آن ۳۰/۳ می باشد و در نهایت سرریز خروجی آن به واحد کلرزنی می رود.

کلرزنی
پساب خروجی از ته نشینی ثانویه به واحد کلرزنی وارد می شود که به صورت plug flow می باشد

هاضم لجن

لجن اولیه ، کفاب ته نشینی اولیه ، لجن ثانویه هر کدام به تنهایی به حوضچه اختلاط پمپاژ شده که زمان ماندآن 3 ساعت می باشد و مخلوط همگنی ایجاد می شود . بعد از آن وارد تغلیظ کننده ثقلی می شود که دارای زمان ماند 4 ساعت می باشد . در این واحد حدود 20 درصد از حجم لجن کاسته می شود . خروجی لجن وارد هاضم های بی هوازی دومرحله شده که دارای زمان ماندی در حدود 12- 10 روز می باشد . در هاضم ها هم عمل گرمایش و هم عمل اختلاط انجام می شود . سپس لجن وارد آبگیری مکانیکی می شود .لجن از بین نوار نقاله عبور کرده و آب آن گرفته می شود آب حاصل از هاضمها ، تغلیظ کننده ها در یک حوضچه جمع آوری شده و به ابتدای هوادهی پمپ می شود .به علت هدایت الکتریکی بالا این آب برای کشاورزی مناسب نمیباشد.

نمایی از دستگاه آبگیری لجن

موقعیت جغرافیایى قشم:
این جزیره از شمال به شهر بندرعباس، مرکز بخش خمیر و قسمتى از شهرستان بندر لنگه، از شمال شرقى به جزیره ى هرمز، از شرق به جزیره ى لارک، از جنوب به جزیره ى هنگام و از جنوب غربى به جزایر تنب بزرگ و کوچک و بوموسى محدود مى گردد. فاصله جزیره ى قشم (از بندر قشم) تا بندرعباس 8/10 مایل (20 کیلومتر)، تا بندر هرمز 72/9 مایل (18 کیلومتر)، جزیره لارک (تا مرکز دهستان لارک) 85/4 مایل (9 کیلومتر)، تا جزیره بوموسى 01/88 مایل (163 کیلومتر) و جزیره تنب بزرگ 55/61 مایل (114 کیلومتر) است
نزدیک ترین بندر در ساحل اصلى کشور به جزیره ى قشم، بندرعباس است که فاصله آن تا محل سربندر قشم 8/10 مایل دریایى (20 کیلومتر) است. نزدیک ترین فاصله این جزیره به ساحل اصلى کشور، در دماغه ى شمالى جزیره، در محل بندر لافت (در جزیره ى قشم) تا آبادى پل، مرکز دهستان خمیر (در ساحل اصلى کشور) که فاصله آن در حدود یک مایل دریایى (1800 متر) بوده و در آینده محل احداث پل خلیج فارس خواهد بود. جزیره ى قشم در شمال داراى دماغه هاى قشم، لافت و باسعیدو و در جنوب دماغه دیرستان است. چون این جزیره در خلیج فارس واقع شده است.از لحاظ اقتصادی و سیاسی بسیار مهم میباشد.
خلیج فارس:
خلیج فارس با مساحت 225000 کیلومترمربع، عرض هاى متفاوت دارد. کمترین عرض آن 180 کیلومتر و بیشترین عرض آن 300 کیلومتر است.طول خلیج فارس از دهانه اروندرود تا تنگه هرمز 900 کیلومتر است.عمق آب هاى خلیج فارس به طور متوسط در شرق بین 50 تا 80 متر و در غرب حدود 10 تا 30 متر است. ژرف ترین نقطه خلیج فارس گودالى است به عمق 93 متر که در 15 کیلومترى جنوب جزیره تنب بزرگ واقع شده است. تنگه هرمز یکى از مهم ترین راه هاى آبى جهان است. این تنگه، ارتباط 900 کیلومتر راه آبى جنوب کشور را به آب هاى آزاد جهان ـ از طریق دریاى عمان ـ میسر مى سازد.تنگه هرمز نزدیک به 55 کیلومتر عرض دارد و عمیق ترین نقطه آن (در شمال جزیره مسندام) 182 متر است.
خلیج فارس از مراکز مهم صید ماهى و مروارید است و در کف آن توده هاى وسیع مرجانى دیده مى شود.به علت ادامه طبقات نفت خیز زاگرس به سمت جنوب، در لایه هاى زیرین خلیج فارس منابع مهم نفت و گاز وجود دارد که بخش بزرگى از آن به بهره بردارى رسیده است.به علت پهناى کم تنگه هرمز، جزر و مد خلیج فارس همیشه اندکى عقب تر از جزر و مد دریاهاى آزاد صورت مى گیرد.

مساحت جزیره:
مساحت جزیره 1491 کیلومترمربع، حدود 5/2 برابر دومین جزیره بزرگ خلیج فارس یعنى بحرین است. طول جزیره از بندر قشم، تا بندر باسعیدو در انتهاى جزیره را در منابع مختلف بین 100 تا 130 کیلومتر تخمین زده اند و بیشتر روى طول 115 و 120 کیلومتر تکیه شده است. در گزارش توجیهى اجراى قانون تعاریف، طول سراسرى جزیره ى قشم را 120 کیلومتر ذکر کرده اند. عرض جزیره، در نقاط مختلف متفاوت بوده و به طور متوسط داراى سه عرض: کم (بین طبل و سلخ)، زیاد (بین لافت کهنه و شیب دراز) و متوسط (در منطقه اسکان) است.با این وجود، عرض متوسط جزیره قشم را 11 کیلومتر مى توان محسوب داشت..قسمت وسیعى از کرانه هاى شمالى جزیره با جنگل دریایى حرا، که افزون بر 150 کیلومترمربع است، پوشیده شده است. به این ترتیب، جزیره قشم نه تنها بزرگ ترین جزیره خلیج فارس شمرده مى شود بلکه با وسعتى افزون بر 1500 کیلومترمربع، از 23 کشور بزرگ تر است و از جمله: 5/2 برابر بحرین، 5/2 برابر سنگاپور، 5/2 برابر سان مارینو، 5/1 برابر هنگ کنگ، 5 برابر مالدیو و 70 برابر ماکائو است

جغرافیاى اقتصادى
کشاورزی:
در جزیره قشم به دلیل کمی بارندگی و نبود آب شیرین کافی ، کشاورزی بسیار محدود است و بیشتر به صورت دیم صورت می گیرد و کشت غلات دیم نیز به دلیل یکنواختی بارندگی دستخوش نوسان زیاد می شود. به این ترتیب ، تولید کشاورزی قشم را می توان ناچیز دانست. نواحی کشت آبی در دشت توریان و نواحی زراعت دیم در روستای طبل ، گوران ، سهیلی ، گورزین ، ملکی ، لافت و گیاهدان واقع اند که نیمی از نخلستان های جزیره را در خود جای داده اند.
شیوه کشت در قشم غیر مکانیزه و هنوز سنتی است. بیشتر کشاورزان قشمی از ابزار و وسایل ابتدایی در کشت، درختکاری ، باغداری و آبیاری استفاده می کنند.
نقطه عطف و آغاز کشاورزی جدید در قشم را می توان از سال 1326 دانست که اولین موتور پمپ چاه نصب شد. در برنامه اول اقتصادی کشور ، که کشاورزی محور بود ، تحولی در جزایر از جمله جزیره قشم به وجود نیامد. از طرفی به دلیل خشکسالی ها، برداشت غیر معمول از سفره آب های زیر زمینی و در نتیجه افت کشاورزی در دشت مرکزی ، کشاورزان را تشویق به مهاجرت کرده است به طوری که متوسط بهره برداری یک زمین تا 50 درصد کاهش داشته و میزان کاشت آبی جزیره تا 170 هکتار تنزل یافته است. در روزگاران گذشته جزیره قشم تامین کننده بعضی از محصولات کشاورزی برای جوامع پیرامون خود بود. با این وجود ، در حال حاضر جزیره قشم از حیث کثرت آب شیرین و زمین های حاصلخیز ، ممتاز ترین مکان در خلیج فارس است به طوری که سبزیجات و علوفه حیوانات بندر عباس و شیخ نشین های شارجه و دوبی را تامین می کند و چنانچه وضع کشاورزی آن اصلاح شود این امکان را دارد که انبار بزرگ میوه جات و علوفه خلیج فارس شود. ضمن آنکه در قشم خرما، انار ، انگور ، هندوانه و مرکبات هم به عمل آید.

معادن:
در جزیره قشم معادن گوناگونی از قبیل نمک ، خاک سرخ ،نمک ، گاز سنگ آهن و … وجود دارد که به ویژه در گذشته سبب رونق تجاری این جزیره بوده است و قسمتی از مشاغل جزیره نشینان را تامین می کرده است.در جزیره قشم چند کان نمک ، سنگ لاشه و گاز هست . سنگ لاشه و گاز در پیرامون آبادی ها به فراوانی یافت می شود و ارزش صنعتی دارند. کان گاز در نزدیکی روستاهای گورزین و سلخ و سنگ لاشه در 2 فرسخی باختر شهر قشم و در روستاهای طبل و سلخ بیش از جاهای دیگر است.معدن سنگ لاشه تلمبر واقع در 10 کیلومتری باختر بندر قشم با تولید سالانه 35 هزار تن و معدن سنگ لاشه قشم واقع در 14 کیلومتری جنوب باختری شهر قشم با تولید سالانه 2700 تن از مهم ترین معدن های قشم به شمار می روند.
بهره برداری از سنگ آهن موجود در شهرستان قشم به علت پایین بودن عیار آن اقتصادی نیست اما سرمایه گذاری در دیگر معادن از قبیل نفت ، سرب ، نمک ، خاک سرخ مطلوب است که ممکن است با بذل توجه مخصوص ، رقم بزرگی از صادرات کشور را تشکیل دهد و مقام مهمی را از جنبه نظامی و دریا داری و بازرگانی در خلیج فارس احراز نماید.
نمک جزیره قشم به سبب مرغوبیت مورد علاقه کشورهای خلیج فارس حتی هندوستان است. نمک جزیره قشم به کلکته حمل می شود.
از جمله معادن عمده جزیره قشم ، نمکدان است که به صورت تپه نمکی مدور ( مخروطی ) و به قطر قاعده 7 کیلومتر در ارتفاع 237 متر از سطح دریا قرار دارد. این منبع دارای بهترین نمک است که ذخائر
آن 420 هزار تن برآورد شده است.گاز جزیره قشم در سنوات گذشته برای اولین بار به وسیله شرکت ایران و انگلیس کشف و حفر شد به طوری که در منطقه کارگه سه چاه نفت زده اند که عمق یکی از آنها تا 3000 متر می رسد اما سر چاه ها را بسته اند.
با اجرای پروژه هایی چون فولاد ، نیروگاه های برق ، کارخانه ذوب آهن گازی بندر عباس ، مس سرچشمه و …مقرر شد این صنایع از منابع گازی مناطق گورزین و سلخ در جزیره قشم تغذیه کنند. منابع گازی در سلخ به علت نا مرغوب بودن ( ترش ) مورد استفاده قرار نگرفت ولی بهره برداری از منابع گورزین ادامه یافت.
پالایشگاه گاز " گورزین " که از پنج حلقه چاه تغذیه می کند پس از پالایش به وسیله لوله های 12 اینچی از لافت کهنه به بندر پل و در مجموع پس از طی 70 کیلومتر به نیروگاه بندر عباس می رسد تا انرژی گازی را به الکتریسیته تبدیل نماید. قدرت تصفیه و حمل گاز طبیعی به نیروگاه حرارتی بندرعباس در صورت امکان روزانه یکصد میلیون فوت مکعب است و این لوله ها در ژرفای 33 متری دریا قرار گرفته اند
.
چشمه هاى جزیره قشم
چشمه هاى جزیره قشم، که به طور پراکنده در جاى جاى جزیره وجود دارند، فاقد آب شیرین بوده و عمدتاً شور هستند. برخى از این چشمه هاى عبارتند از:
ـ چشمه کارگه: چشمه معدنى سولفوره و شور کارگه در میانه و هسته مرکزى ساختار تاقدیسى مجاور بندر ماهیگیرى سلخ (میدان گاز طبیعى سلخ، معروف به برهوت) واقع شده است. آب این چشمه (چند لیتر در ثاینه) پس از نهشته شدن بخشى از مواد معدنى سیاهرنگ همراه در محل تظاهر، موجب تغذیه بیشتر آب شور در آبرهه موجود این محل بوده و در اطراف و بستر آبراهه اخیر نیز رسوبات فراوان نمک گذاشته مى شود. منشاء بخشى از مواد یا رسوبات ثانوى و نمک در این آبراهه مى تواند مربوط به سازند گچساران باشد که توسط آب چشمه معدنى کارگه در مسیر مهاجرت به بالا انتقال داده مى شود.
آب چشمه کارگه نسبتاً گرم است (درجه حرارت حدود 30 درجه سانتى گراد)، این چشمه از انواع چشمه هاى آرتزین (جوشان) است و در واقع به دلیل اختلاف سطح اساس در منبع آب زیرزمینى و سنگ بستر آن، به سمت بالا فوران دارد. به دلیل رگه هاى سولفور در لایه هاى مارنى و سیلتى که بر روى لایه هاى آهکى قرار گرفته اند، آب چشمه کارگه در حین صعود داراى ترکیبات سولفور مى شود. این چشمه گاز نیز تولید مى کند که موجب انتشار بوى ناخوشایند آب چشمه در فضا مى شود. به دلیل وجود مواد معدنى و دماى مناسب آن، آب این چشمه مى تواند خواص درمانى ـ از جمله درمان بیمارى هاى پوستى و آرامش بخش اعصاب ـ داشته باشد که این نکته دلیل خوبى براى ساماندهى منطقه موردنظر و ایجاد امکانات براى استفاده مردم از آن است، گرچه مردم بومى از زمان هاى قبل براى مداوا و معالجه امراض پوستى خود از آب و گل و لاى پیرامون چشمه استفاده کرده اند و مى کنند.
ـ چشمه گورى: رسوبات واحد گورى داراى ضخامت حدود یکصدمتر، پوشاننده نهشته هاى انیدریت و نمک هاى مربوط به سازند گچساران است که با توجه به دانسته ها، ستبراى حدود 1400 متر دارد.
در محدوده چشمه معدنى گورى و این ساختار زمین شناسى، وجود متان و سولفات ها مى تواند زمینه تشکیل را فراهم سازد و بدین ترتیب امید حضور کانى سازى هاى سولفورى وجود داشته باشد. آب این چشمه معدنى شور و اندکى گرم (داراى حرارت 30 درجه سانتى گراد) است و با توجه به املاح و ترکیب مواد حاوى، از نظر سیاحتى و کاربرد پزشکى مى تواند قابل استفاده باشد.
ـ چشمه هاى دامنه کوه نمکدان: پهنه هاى پوشیده از رسوب نمک در کوه نمکدان داراى توده هاى بسیار بزرگ و گسترده نمک با کمیت بالا با کیفیت و خلوص نسبتاً مناسب است و از نظر اقتصادى در تامین نمک خوراکى، نمک طبى و حتى تامین بخشى از مشتقات موردنیاز در ترکیباتى از پتروشیمى اهمیت دارد.

سنگ نمک متبلور و سفید این کوه، در کنار جاده اصلى ساحل جنوب غربى جزیره و در حاشیه دریا، به سادگى در دسترس است.
آبراهه خروجى از جنوب شرقى گنبد نمکى کوه نمکدان، حاصل نفوذ آب هاى سطحى محدوده بالادست که در بارندگى هاى فصلى، آبراهه هاى منتهى به حفره ها و کانال هاى زیرزمینى در گنبد نمکدان وارد محوطه غار شده و نهایتاً از غار نمک به بیرون راه مى یابد و درصد زیادى از مواد نمکى را با خود به صورت محلول به بیرون راه مى دهد. در بستر خروجى این آبراهه، پهناى نمک ـ به ویژه در پایین دست ـ تشکیل مى شود. این نهشته هاى نمک قابل بهره بردارى است و ضمناً از جمله مناطق دیدنى قشم است.ـ دیگر چشمه هاى جزیره قشم: در جاى جاى جزیره قشم چشمه هاى دیگرى یافت مى شود که البته هیچ یک از آنها آب شیرین و قابل مصرف ندارند.
از نظر زمین شناسى آب این چشمه هاى نزدیک به هم معدنى، از سیستم درزه هاى سنگ بستر به صورت آرتزین بالا مى آیند. سنگ بستر در این بخش از ساختار زمین شناسى، متشکل از سنگ آهک و یا سنگ آهک دولومیتى است که چشمه ها در سطح لایه هاى مربوط تظاهر دارد. سنگ هاى کربناته واحد گورى با قدمت میوسن در این بخش از هسته تاقدیسى، قدیمى ترین رسوبات را در جزیره قشم تشکیل مى دهد که به طور عادى و یا حاصل و در نتیجه چین خوردگى و فرسایش متعاقب رخنمون یافته است. ضمناً بر روى این رسوبات سنگ آهکى، نهشته هاى مارنى و مارن سیلتى سازند میشان در اطراف و محدوده چشمه ها گسترش داشته، که رگه هاى سولفور نیز در درزه هاى این نهشته ها وجود دارد.
آب و آبرسانی در جزیره قشم:

از جمله موضوع های مهم و حیاتی که بدون شک حیات جامعه بشری و توسعه اقتصادی و اجتماعی ملت ها ارتباط تنگاتنگی با آن دارد آب است .واژه ای که در ادبیات و فرهنگ سنتی ، دینی و اجتماعی اکثر جوامع نشانه پاکی ، زیبایی و نیکی توصیف می شود و آن را منشاء حیات و بقا و سرچشمه زندگی می نامند .
آب در نزد پیشینیان ما ایرانیان به لحاظ شرایط و اقلیم خشک بخش وسیعی از ایران زمین از جایگاه و منزلت خاص و بلکه مقدسی برخوردار بوده و اولین عنصر از عناصر اربعه ( آب ، باد ، آتش ، خاک ) به حساب می آمد که به لحاظ قداست آن ، پیشینه " صنعت آب "،" جمع آوری" و "مصرف " آن ( مانند حفر هزاران کیلومتر قنات در اعماق زمین که نشان از کوشش ایرانیان جهت جاری ساختن حیات و بقاء و زندگی در صحراهای خشک است ) همراه با نوآوری و اندیشه خلاق و خاص ساکنین این مرز و بوم بوده است.
در جزیره قشم ، به دلیل کمبود طبیعی آب و شرایط خاص هوا و خاک ، انگیزه لازم برای بروز خلاقیت و ابداعات در مردم بیشتر بوده و با شیوه ها و تمهیداتی منحصر به فرد نسبت به جمع آوری و ذخیره سازی آب در منابع خاص اقدام کرده و با رعایت اصول و خصلت صرفه جویی، در طول تمام سال آن را مورد بهره برداری قرار می دادند و نوعی سازگاری منطقی را بین نیاز و زندگی برقرار می کردند .
مردم جزیره قشم آب شیرین مورد نیاز خود را در سالیان گذشته از بارش های فصلی تامین می کردند و هر قطره را که فرو می ریخت با ایجاد کربند ( زمین های محصور با خاکریزهایی به بلندی یک متر ) برای جلوگیری از سرازیر شدن آب به دریا ، و همچنین با احداث آب انبارها ( مانند برکه ها و سدها ) قدر می دانستند تا با کمک به غنی شدن زمین از آب و بهره برداری مناسب و به موقع از آب بتوانند زندگی رامعنا بخشند

مدیریت آب در قانون :
قانون اساسی جمهوری اسلامی به" حاکمیت دولت بر منابع آب" و" حق استفاده همگانی از این منابع" و توزیع عادلانه آن تاکید شده و وزارت نیرو بر اساس قانون ، مسئولیت امور تامین ، توسعه و حفاظت از منابع آب و همچنین تامین و توزیع آب شهری و ایجاد تاسیسات جمع آوری ، تصفیه و رفع فاضلاب شهرهای کشور را عهده دار است که در راستای تحقق اهداف فوق برای تعمیم رفاه عمومی و بهداشت همگانی ، قانون تشکیل شرکت های آب و فاضلاب شهری در سال 1369 با مسئولیت وزارت نیرو و قانون تشکیل شرکت های آب و فاضلاب روستایی با مسئولیت وزرات جهاد کشاورزی به تصویب مجلس شورای اسلامی رسید و جهت اجرا به دولت ابلاغ شد. این شرکت ها ،در راستای سیاست های اجتماعی و اقتصادی دولت مبتنی بر سه اصل اساسی ذیل تدوین و فعالیت های خود را اغاز کردند :
1- بهره مندی کلیه شهروندان از خدمات زیربنایی آب و فاضلاب در حد استاندارد
2- رفع موانع و ایجاد تسهیلات برای بخش های خصوصی و فناوری به منظور سرمایه گذاری مطمئن در امر تولید ، توزیع و ذخیره سازی آب
3- گسترش کیفی و کمی خدمات زیر بنایی اب و فاضلاب در سطح جامعه
با آغاز به کار شرکت های آب و فاضلاب شهری و روستایی ، طبق قانون اول توسعه اقتصادی سیاسی و فرهنگی کشور و با تصویب مجلس شورای اسلامی در سال 1368 سیصد کیلومتر مربع از جزیره قشم به عنوان منطقه آزاد و بقیه- منهای مناطق استراتژیک نظامی- به عنوان منطقه ویژه اقتصادی در نظر گرفته شد که با توجه به ماده 5 اساسنامه سازمان منطقه آزاد قشم( که انجام امر زیربنایی ، عمرانی ، و آبادانی ، رشد و توسعه اقتصادی و …. را از اهداف منطقه آزاد سازمان معرفی می کرد) و با توجه به استناد بند "ب" ماده 4 که حاکمیت و قانون چگونگی اداره منطقه به سازمان واگذار شده ، مدیریت آب و فاضلاب به شرکت آب و برق و تاسیسات قشم- به عنوان مجری و بازوی اجرایی سازمان- انتقال یافت و از سال 1372 مسئولیت و تامین آب مورد نیاز منطقه آزاد را شرکت مذکور به عهده گرفت.

آب های سطحی و روش سنتی جمع آوری آن :

در جزیره قشم به علت وضعیت خاک و زمین و آب و هوای آن ، جریان های سطحی دائمی و حتی نیمه دائمی وجود ندارد. اما با متوسط بارندگی 157 میلی متر در سال و با توجه به مساحت سطح جزیره ( نزدیک به 1500 کیلومتر مربع ) ، میزان حجم متوسط نزولات آسمانی در 209 میلیون متر مکعب در سال است که با بافت سنگین خاک در اکثر نقاط جزیره فقط میزان کمی از جریانات سطحی به سفره های زیرزمینی نفوذ می کنند ( عمده آن نیز در منطقه توریان و کاروان است ) . از این حجم ، 5/1 میلیون متر مکعب در سطح جزیره است و بقیه به صورت رواناب جاری می شود و به منابع ذخیره ها و یا اکثر آنها به دریا می ریزد و آنچه که در مسیل ها به صورت رواناب جاری می شوند به علت پراکندگی و نامناسب بودن مسیل و طول کم آنها فقط جریان های سطحی اندکی مهار می شوند که همین مهار سیلابی اندک نیز به عنوان بخشی از منابع آبی جزیره از اهمیت ویژه ای برخوردار است . لذا، استفاده از سیلاب از گذشته های دور در جزیره مد نظر و شناخته شده بوده است به طوری که با حفر نهر و احداث آب بندهای ابتدایی در نواحی مختلف جزیره ، سیلاب ها را به زمین و باغ ها هدایت می کرده اند و به کشت و زرع می پرداختند . ضمنا ، با احداث برکه ها و چاه های جمع آوری آب باران و ایجاد سدهای خاکی و سنگی ، آب مصرفی خود در زمینه شرب و کشاورزی را تامین و با کنترل سیل و ذخیره سازی آن از تخریب ابنیه و فرسایش خاک جلوگیری می کردند.
سدها و آب بندهای جزیره قشم

برکه ها
علاوه بر سد سازی جهت ذخیره و غنی سازی منابع آبی زیرزمینی ، مردم جزیره قشم چنان امکانات محدود را در زمینه تامین آب و قناعت مصرف آن به خدمت می گرفتند و خلاقیت نشان می دادند که شاید بتوان گفت در مقایسه با سراسر کشور منحصر به فرد بوده است . از جمله شیوه ها و روش ها که می توان به آن اشاره کرد : برکه ، چالو ، کولغ ، چاه ، گاو چاه ، کربند ، سد و …. است .
برکه ها غالبا در دامنه تپه ها در مسیر مسیل ها و حتی در مسیر کانال ها – که برای هدایت سیلاب ها به سمت نخلستان ایجاد شده اند – ساخته می شدند که ابتدا برکه ها لبریز از آب باران می شدند و سپس سرزیر آن به سوی نخلستان ها جاری می شد. نوع معماری به کار رفته در برکه ها به صورت گرد و گنبدی و یا دراز و مستطیل شکل است و از سنگ لاشه و ساروج ( که امروزه سیمان جای ساروج را گرفته ) ساخته می شدند و هر برکه در مدخل ورودی خود یک حوضچه آشغالگیر داشته که آب پس از عبور از این حوضچه امکان ورود به برکه را پیدا می کند.

بعضی از برکه های معروف قشم:
در مواقعی که شهر قشم با کمبود بارندگی مواجه می شد و آب برکه ها به پایان می رسید، آب به وسیله لندینگ گرافت از بندر عباس به قشم منتقل و داخل 5 برکه بزرگ قشم ریخته می شد ( یکی در پشت اقامتگاه 27 واحدی ، دو برکه نزدیک دریا و در پشت آب شیرین کن ، دو برکه در داخل محوطه آب شیرین کن ) و به مرور به مصرف می رسید.

چالو ها هم مانند برکه ها هستند ، با این تفاوت که مخزن آنها در زیرزمین قراردارد و به طور معمول در دامنه سنگی تپه ها و در بیرون آبادی ها ساخته شده اند که از معروفترین آن ها می توان از چالوهای هلر ، گوری و روستای دور بنی و ……. نام برد .
کولغ به چاه های کم عمق در حد 5/1 تا دو متر می گویند که معروف ترین آن در قشم کولغ گل کنی پایین و کولغ گل کنی بالا و محوطه کولغان ( سمت چپ جاده قشم به درگهان ) و کولغ روستای شیب دراز است .
چاه ها در واقع زیر مجموعه ای از کولغ ها با عمق بیشتر هستند که می توان به 366 چاه معروف به طلا ( تل آو) در روستای بندری لافت و دو حلقه چاه های دمبران در روستای دولاب و چاه دامادی در محوطه صالح حسین و 3 حلقه چاه تنگو و چاه دراز و گاو چاه در شهر قشم اشاره کرد.
شبکه و توزیع آب در قشم:
چاه دراز ، در محوطه نیروگاه برق شهر قشم ، باعث به وجود آمدن شبکه توزیع در سال 1384 می شود که با ارتباط سه حلقه چاه به یکدیگر ، آب مصرفی شهر قشم تامین می شود .
با توسعه شهر قشم و افزایش نیاز به آب ، از سال 1352 تاسیسات دشت توریان ( حدود 35 کیلومتری شهر قشم ) شامل سه حلقه چاه و مخزن زمینی ذخیره سازی به ظرفیت 500 متر مکعب و ایستگاه پمپاژ و مخزن زمینی خواجه شهاب به ظرفیت 1000 متر مکعب واقع در منطقه رمکان به وسیله خط لوله 200mm به شبکه شهر قشم انتقال یافت که خط مذکور آب مورد نیاز روستاهای درگهان ،هلر ، خالدین ، تم سنتی و تولا را تامین می کرد . اما با افت تدریجی سفره آب زیر زمینی و عدم نگهداری مناسب ، این ارتباط و این روش تامین آب از شهریور ماه 1369 قطع شد .در سال 1365 توسط شرکت آب منطقه ای ، هشت دستگاه آب شیرین کن آلمانی( که حدود 15 سال در بوشهر از آن بهره برداری می شد ) از نیروی دریایی خریداری و به قشم منتقل شد .در سال 1366 دو دستگاه آب شیرین کن از شرکت ساساکورا ( ژاپن ) خریداری شد و به جزیره قشم انتقال یافت که توسط کارشناسان ایرانی مونتاژ و نصب گردید. اما طراحی انتقال آب از دریا و حوضچه آرامش ، توسط ژاپنی ها انجام می شد که به شکست انجامید و در نهایت کارشناسان ایرانی این مسئولیت را بر عهده گرفتند و موفقیت آمیز بود. با مونتاژ، نصب و بهرهبرداری دستگاه های آب شیرین کن جهت ذخیره سازی ، ساخت مخزن 5000 متر مکعبی نیز آغاز شد و تحول بزرگی در زمینه آب و آبرسانی در جزیره قشم شکل گرفت که با حضور سازمان منطقه آزاد قشم تحویل تاسیسات از تاریخ 29/12/71 به شرکت آب و برق و تاسیسات قشم پیشرفت های بسیاری به دست آمد.

آب شیرین کن های موجود در قشم:
ردیف
بهره بردار
نام دستگاه
محل نصب
سال نصب
ظرفیت هر دستگاه برحسب متر مکعب در روز
تعداد
ظرفیت کل بر حسب متر مکعب در روز
1
سازمان منطقه آزاد قشم
کروپ آلمان
آب شیرین کن شهر قشم
1365
500
7
3500
2
سازمان منطقه آزاد قشم
ساساکورا ژاپن
آب شیرین کن شهر قشم
1369
1500
2
3000
3
سازمان منطقه آزاد قشم
ساساکورا ژاپن
روستای سلخ
1379
200
2
400
4
سازمان منطقه آزاد قشم
کروپ
روستای باسعیدو
1381
500
1
500
5
سازمان منطقه آزاد قشم
کروپ
اسکله کاوه
1381
500
2
1000
6
شرکت آب و فاضلاب روستایی
اسمز معکوس(R.O )
روستای طبل
1379
300
1
300
7
شرکت آب و فاضلاب روستایی
اسمز معکوس(R.O )
بندر لافت
1382
120
1
120
8
شرکت آب و فاضلاب روستایی
اسمز معکوس(R.O )
بندر سوزا
1382
120
1
120
9
شرکت آب و فاضلاب روستایی
اسمز معکوس(R.O )
روستای کاروان
1382
240
1
240

در حال حاضر بخش اعظم شهر قشم تحت پوشش توزیع شبکه آب شیرین به طول 41000 متر و به تعداد 3240 مشترک و با تولید 9 واحد آب شیرین کن از نوع تبخیری به ظرفیت 6500 متر مکعب در روز و با مخازن ذخیره 20000 =5000×4 متر مکعب قرار دارد.

طرح آب رسانی به جزیره قشم (از بندر عباس):

مطالعات مرحله اول طرح آبرسانی به قشم از بندر عباس توسط مهندسین مشاور مهاب قدس ، بر اساس 1025 لیتر آب در ثانیه از مخزن غربی بندر عباس به شهر قشم و تاسیسات بین راه ، در اواخر سال 1365 انجام شد . قبل از شروع این مرحله ، دو مطالعه – با حذف 300 لیتر در ثانیه آب مورد نیاز پالایشگاه بندرعباس – مطالعه برای انتقال دبی 725 لیتر در ثانیه مورد بازنگری قرار گرفت و بر اساس نقشه یابی اجرایی ، قسمتی از خط انتقال تا بندر عباس ( که 290 لیتر آن به جزیره قشم اختصاص داشت ) انجام شد و در پایان سال 76 نتایج مطالعات ارسال گردید. در این طرح ، آب مورد نیاز ساکنین روستا های جزیره قشم از طریق 4 انشعاب -لافت ، پی پشت ، زینبی و درگهان – به مقدار 184 لیتر در در ثانیه و 1060 لیتر در ثانیه برای شهر قشم پیش بینی شده بود که سال نهایی طرح 1390 و مصرف سرانه پیش بینی شده مذکور 210 لیتر برای هر نفر در شبانه روز است.
در تیر ماه 1377 مجددا مبانی طرح از طرف شرکت سهامی آب منطقه ای هرمزگان تغییر نمود و تجدید نظر مطالعات برای انتقال آب مورد نیاز پالایشگاه بندرعباس و منطقه آزاد قشم از مخزن 30 هزار متر مکعبی غرب بندرعباس به میزان دبی کل 700 لیتر در ثانیه اعلام گردید که از این مقدار 200 لیتر در ثانیه به پالایشگاه بندرعباس و 300 لیتر در ثانیه به جزیره قشم اختصاص می یابد .
خط انتقال آب بندرعباس به قشم از طریق کف دریا تا جزیره قشم ، آب مورد نیاز این جزیره را با ظرفیت 500 لیتر در ثانیه تامین می کند.
در این طرح، طول کلی مسیر خط انتقال از مخازن بندرعباس تا مخازن قشم 56780 متر است که 5 قطعه هیدرولیکی را تشکیل می دهد .

مشخصات فنی طرح آبرسانی بندرعباس – قشم:
قطعه
طول لوله(متر)
دبی قابل انتقال( لیتر در ثانیه)
قطر خارجی لوله( میلی متر)
جنس لوله
ضخامت لوله ( میلی متر
افت در هر کیلومتر (متر)
سرعت متوسط جریان آب در لوله ( متر در ثانیه)
سیستم انتقال
اول
23970
700
1200
فولاد جوشی
10
635%
77%
ثقلی
دوم
5390
500
900
فولاد جوشی
7/8
93%
825%
ثقلی
سوم( مسیر دریایی)
14670
500
900
پلی اتیلن
66
30/1
08/1
ثقلی
چهارم
5330
500
900
فولاد جوشی
7/8
93%
825%
ثقلی
پنجم
7420
500
900
فولادجوشی
1/7
19/3
373/1
پمپاژ با ارتفاع 90 متر

بخش فاضلاب :
با هدف بالا بردن سطح بهداشت عمومی و رفع مشکلات زیست محیطی ، شرکت آب برق و تاسیسات قشم با برنامه ریزی اقدام به بررسی طرح فاضلاب شهر قشم نمود تا در راستای ارتقاء تولید و توزیع آب شرب، طرح فاضلاب شهر قشم نیز دنبال شود. در این خصوص به منظور رفع مشکل در کوتاه مدت به ویژه در بافت جدید شهر، دو واحد تصفیه خانه فاضلاب هر یک به ظرفیت 250 متر مکعب در روز و شبکه جمع آوری فاضلاب به طول تقریبی 3 کیلومتر احداث شده است که بخشی از فاضلاب شهر قشم را جمع آوری کند. پساب تصفیه شده این تصفیه خانه ها در حال حاضر برای آبیاری فضای سبز شهر استفاده می شود . طرح جامع شبکه جمع آوری و تصفیه خانه فاضلاب شهر قشم نیز شامل احداث 70 کیلومتر شبکه فاضلاب در شهر قشم و تصفیه خانه ای به ظرفیت 17000 متر مکعب در روز توسط شرکت مهندسی مشاور آبران تهیه شده است.
طرح جامع آب و فاضلاب شهر قشم و شهرک صنعتی تولا:
پروژه های اجرایی طرح جامع شبکه آب ، جمع آوری و تصفیه خانه فاضلاب و شبکه برگشت پساب فاضلاب شهر قشم ، شهرک صنعتی تولا و پروژه های سیاحتی ساحل جنوبی به منظور استفاده از 60 میلیون دلار فایناس غیر خود گردان در اسفند ماه سال 1383 در شورای اقتصاد تصویب شده است.
اسناد مناقصه پروژه های فوق الذکر تهیه شده و در حال فروش است و در آذر ماه سال جاری پیشنهادات دریافتی گشوده و بررسی شده ، پس از آن عملیات اجرایی توسط برنده مناقصه آغاز خواهد شد.
مدت اجرای پروژه 2 سال پیش بینی شده است . بر اساس این پروژه ، طراحی و اجرای شبکه و تاسیسات مورد نیاز با تکنولوژی روز دنیا انجام گردیده و به گونه ای پیش بینی شده است که شبکه مورد نیاز حداقل 70 سال عمر داشته و نیازهای کمی و کیفی برای توسعه 10 ساله منطقه آزاد قشم در شهر قشم و شهرک صنعتی تولا را تامین نماید. همچنین با اجرای شبکه برگشت پساب تصفیه شده ، امکان تامین آب مورد نیاز فضای سبز شهر قشم به وجود خواهد آمد .
سیستم های آب شیرین کنRO (Reverse Osmosis)

مشکلات موجود در آب به سه دسته کلی تقسیم می شوند :
1- مشکلات آب از نظر فیزیکی ( کدورت ، ذرات معلق حل نشدنی و گل و لای و….)
2- مشکلات شیمیایی آب ( میزان بالای نمک های محلول در آب و مشکلات ناشی از آن ، طعم، رنگ و بوی بد آب و ….. )
3- مشکلات میکروبی آب( آلودگی آب از نظر وجود میکروارگانیسم ها )
برای حذف ذرات معلق وسایر اختلالات فیزیکی آب از صافی ها و جداکننده ها استفاده می کنند. به منظور حذف میکرو ارگانیسم ها از روش هایی فیزیکی ( نور فرابنفش و … ) و یا شیمیایی (تزریق کلر ، تزریق ازن و ….) می توان بهره برد . روش های متفاوتی برای حل مشکلات شیمیایی آب نیز وجود دارد که مبتنی بر نوع مشکل و نوع بهره برداری و مصرف مورد نظر قابل ارایه هستند.
برای کاهش نمک های محلول در آب که موجب ایجاد سختی بالا در آب شده و در نهایت موجب بروز پدیده رسوب گذاری ، و یا حتی غیر قابل مصرف بودن آب برای شرب یا سایر مصارف صنعتی می شوند نیز روش های متفاوتی نظیر تقطیر ، اسمز معکوس Reverse Osmosis ، دی یونایزر و …. وجود دارد .
بهترین روش برای کاهش نمک ها استفاده از روش اسمز معکوس است. سایر روش ها از نظر کارآیی و هزینه های نگه داری ، مصرف انرژی ، نیازمندی به هزینه نگهداری و خطرات موجود برای اپراتور در مرتبه بسیار پایین تری نسبت به این روش قرار می گیرند.
برای مثال استفاده از روش تقطیر مستلزم مصرف انرژی بالا و هزینه های راهبری بالا برای مصرف کننده ( نظیر شست و شوی دایم الکترود ها با اسید ها و دی اسکیلرها ) و انبارش مواد شیمیایی می باشد. سیستم های دی یونایزر نیز نیازمند هزینه راهبری بالا و و خرید دایم مواد شیمیایی ( اسید و قلیا ) می باشد که این مهم علاوه بر هزینه های جنبی حمل و نقل و انبار ، خطرات بسیاری برای کاربر دارد.در سیستم آب شیرین کن به روش اسمز معکوس ، آب پس از عبور از پیش تصفیه های مناسب ( به طور معمول : فیلتر شنی ، کربن اکتیو ، سختی گیر و فیلترهای کارتریج های میکرونی ) وارد پمپ فشار بالا شده و وارد ممبران ها می شوند. نمکهای محلول در آب قادر به عبور از لایه های ممبران نیستند و با بخشی از آب ورودی به ممبران به محیط دفع می شود.برای کنترل رسوبگذاری بر روی صفحه ممبران ها می توان از مواد ضد رسوب استفاده کرد که در این صورت نیازی به استفاده از ستون های سختی گیر در پیش تصفیه نمی باشد.
تجهیزات کلی یک دستگاه آب شیرین کن به قرار زیر می باشد :
1- پیش تصفیه : فیلتر شنی ، ستون کربن اکتیو ، سختی گیر یا سیستم تزریق آنتی اسکیل و فیلتر کارتریج میکرونی
2- پمپ فشار بالا ( به منظور تامین فشار آب ورودی به ممبران ها)
3- ممبران
4- محفظه تحت فشار(Pressure Vessel )
5- فلومتر ( برای سنجش دبی آب تولید شده و پساب )
6- مانومتر ( به منظور سنجش فشار آب در نقاط مختلف سیستم )
7- سوییچ کنترل فشار ( به منظور حفاظت از پمپ )
8- شیر برقی ( قطع یا وصل جریان آب )
9- سیستم های اندازه گیری میزان TDS ، ٍEC ، PH و …
10- تابلو برق و سیستم های کنترل
11- سیستم شست وشوی ممبران ها(CIP)
بدیهی است کیفیت تجهیزات فوق به انضمام طراحی درست سیستم از نظر انتخاب مناسب پمپ ، آرایش ممبران ها و نوع ممبران ها در افزایش طول عمر مفید دستگاه تاثیر قابل توجهی داشته و در کیفیت آب تولید شده نقش مهمی دارد.

"اهمیت تصفیه آب"
چه برای مصارف آشامیدنی و چه برای مصارف صنعتی، معمولا آب طبیعی احتیاج به تصفیه دارد. تصفیه آب برای مصارف آشامیدنی هم آسان تر و هم ارزان تر از تصفیه آب برا ی مصارف صنعتی است. نگرانیهای اساسی در مورد آب آشامیدنی عبارتند از: • باکتری های بیماری زا ( پاتوژن ها ) در آب.
• کمبود و یا وجود زیادی غلظت بعضی از یونها که در سلامتی انسان نقش دارند مانند: یون فلوئور.
• ذرات معلق در آب.
• بو و مزه .
دامنه نگرانی های اساسی در مورد آب های صنعتی بستگی به محل مصرف آب دارد. آب به صورت های متفاوت در صنایع وابسته مطرح می شود:
1- به عنوان ماده اولیه برای تهیه محصول نهایی، بدون اینکه تغییر شکل دهد.
2- به عنوان ماده اولیه برای شرکت در واکنش شیمیایی تهیه محصول نهایی.
3- به عنوان حلال موادی که در واکنشهای شیمیایی شرکت می کنند.
4- به عنوان ماده واسطه انتقال حرارت از دمای زیر صفر( آب نمک ) تا دمای بخار آب.
5- به عنوان ماده ذخیره کننده انرژی.
6- به عنوان ماده واسطه جهت خارج کردن مواد ناخواسته (زائد).
7- به عنوان سپر محافظتی در برابر گرما و تشعشع آب سنگین( D2O ) مورد استفاده در نیروگاهها.
8- به عنوان ماده ای راحت و ارزان جهت استاندارد ساختن دستگاههای اندازه گیری دما،دانسیته و ویسکوزیته.
9- به عنوان ماده اصلی جهت مبارزه با آتش به جز در موارد استثنائی مثل مواد نفتی.
10- خصوصا در مهندسی شیمی و پترو شیمی، بسیاری از فرایندها همانند نمک زدایی، خشک کردن، تبخیر کردن، کریستالیزاسیون، اختلاط، رزین های تعویض یونی، رطوبت زدایی، جذب سطحی و غیره در ارتباط مستقیم با آب هستند.
11 مطلوب ترین آب برای هر صنعتی آب بدون یون می باشد، اما هزینه تصفیه آب تا رسیدن به مرحله آب بدون یون بسیار زیاد است. برای هر صنعتی مطلوب ترین آب آن است که هزینه تصفیه آب کمتر از مخارج درمان عواقب زیان بخش ناخا لصی ها باشد که برای اکثر صنایع، رسیدن به این امر با تکیه بر استفاده از سیستم اسمز معکوس RO یا (Reverse Osmosis ) امکان پذیر می باشد.
برخی اثرات زیان بخش ناخالصی های آب در صنعت:
1- تولید رسوب در دستگاه های حرارتی و دیگ بخار.
2- تولید بخار با کیفیت پایین.
3- خوردگی بویلرها و دیکر سیستم های حرارتی و لوله ها.
4- اتلاف مواد شیمیایی مانند صابون.
5- باقی گذاردن لکه روی محصولات غذایی و نساجی. ناخالصی های آب: تقریبا هر ماده ای در آب محلول است و این حلالیت به دما، فشار، PH ، پتانسیل شیمیایی و به غلظت نسبی دیگر مواد در آب بستگی دارد. در طبیعت این عوامل چنان به هم مربوط هستندکه کمتر می توان حلالیت ماده ای را در آب به طور دقیق پیش بینی کرد. در واقع آب یکی از مشهورترین حلال هاست. مخصوصا مواد قطبی( مثل نمک ها ) به مقدار زیادی در آب حل می شوند. از این رو آب به طور خالص در طبیعت وجود ندارد. آب همیشه در حال انحلال ، انتقال و یا رسوب گذاری است. بخار آب موجود در هوا، در اثر میعان به صورت باران در می آید که در موقع باریدن مقداری گردو خاک، اکسیژن، دی اکسید کربن و دیگر گازها را در خود حل می کند. در روی سطح زمین، آب مقداری از مواد معدنی را در خود حل کرده و همراه مواد دیگر به نقاط مختلف منتقل می کند. آب در هنگام نفوذ در لایه های مختلف زمین، قسمتی از مواد معلق و میکروبها را در در لایه های مختلف زمین از دست می دهد.
ناخالصی های آب را می توان به چهار دسته تقسیم کرد:
1- مواد معلق
2- گازها
3- نمکهای محلول
4- میکروب ها خصوصا اشریشیا کلیفرم (کلیفرم روده ای) ( E.coli coliform )

تکنولوژی های غشایی
فرآیندهای غشایی از روشهای نوین جداسازی هستند که بدون استفاده از تغییر فاز،اجزاء مورد نظر را از سیال جدا می نمایند.عدم تغییر فاز در طول فرایند جداسازی موجب می شود که جداسازی با صرف انرژی کمتری صورت گیرد. دو خصوصیت اصلی غشاها یعنی توانایی قابل توجه در انجام انواع جداسازی ها و حداقل مصرف انرژی، عوامل گسترش روزافزون فرایندهای غشایی می باشند. غشاها کاربرد های فراوانی در زمینه های مختلف علمی و صنعتی دارند که از جمله می توان به شیرین کردن آب دریا، دیالیز خون، تصفیه آب نظیر آب رودخانه، چشمه و چاه، تصفیه پساب های خانگی، تصفیه انواع پساب های صنعتی مانند تصفیه پساب صنایع نساجی، کاغذ سازی، چرم سازی، الکل سازی، تغلیظ شیر در کارخانجات پنیر سازی، تغلیظ آب میوه، جداسازس میکروارگانیسمها،استریل کردن مایعات، جداسازی پروتئین ها از آب پنیر، جداسازی گازهای ترش از گاز طبیعی، جداسازی اکسیژن و نیتروژن از هوا، جداسازی اتیلن از گازهای خروجی واحد تولید پلی اتیلن، بهینه سازی محیط زیست، صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی اشاره نمود. با توجه به اهمیت روزافزون آشنایی با فرآیندهای غشایی به بررسی و شناخت غشاهای اسمز معکوس می پردازیم.
فرآیند اسمز معکوس:
سیستمهای فیلتراسیون غشایی با جریان متقابل از قبیل اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون انتخابات مناسبی جهت جایگزینی با فیلتراسیونهای سنتی و تیمارهای شیمیایی می باشند. با این وجود جهت دستیابی به بهترین عملکرد این سیستمها، توجهات دقیقی باید در مورد شرایط آب ورودی به این سیستمها مبذول داشت. بنابراین باید در مورد ویژگی آب ورودی به سیستم از اطلاعات کافی برخوردار باشیم. ویزگیهای انواع آبها جهت استفاده از دستگاههای اسمز معکوس برای تصفیه آب ابتدا باید خصوصیات آبهای گوناگون و ناخالصی های موجود را شناسایی و مطالعه نمود، لذا در ذیل به ذکر ویزگیهای انواع آب می پردازیم:
الف- ویژگی آبهای زیرزمینی
• مواد معلق در آنها کم است.
• معمولا مواد آلی بسیار کم دارند.
• ممکن است دارای ذرات شن باشند.
• این آبها حاوی آهن محلول و گاهی هم منگنز محلول هستند که وقتی آب در معرض اتمسفر قرار می گیرد در اثر اکسید شدن توسط هوا، ذرات زرد- قهوه ای درآنها ظاهر می شود.
• دی اکسید کربن ممکن است در این آبها زیاد باشد و PH این آبها معمولا 9/7 – 9/6 می باشد. • آب چاههای خیلی عمیق معمولا عاری از میکوبها و دیگر میکروارگانیسمها می باشد ولی آب چاههای کم عمق معمولا آلوده به میکروارگانیسمها هستند.
• به خاطر انحلال جزئی مواد معدنی، معمولا این آبها دارای املاح زیاد می باشند حدود ppm 500 که بیشترین جزء آن بی کربنات کلسیم است.
• این آبها معمولا سخت هستند ولی سختی آنها موقتی است( سوافات و نیترات کلسیم و منیزیم).
ب- ویژگی آبهای سطحی:
1- زلال نیستند.
2- PH این آبها حدود 8-7 است.
3- مواد عالی موجود در این آبها در نقات مختلف متفاوت است.ممکن است حاوی دترجنت ها، نفت، روغن و فلزات سنگین باشند.
4- معمولا آلوده به میکروارگانیسمها هستند.
5- مقدار آمونیاک، فنل و نیترات این آبها ممکن است زیاد باشد.
5- اگر آبهای سطحی از آبهای کشاورزی ناشی شوند، معمولا دارای نیترات و فسفات قابل توجهی هستند، بویژه در مناطقی که از کودهای شیمیایی استفاده می شود.
ج- ویژگی آبهای شور:
1- مقدار املاح این آبها بسیار زیاد و معمولا بیشتر از ppm 1000 می باشد.
2- غلظت یون کلر و سدیم این آبها بسیار زیاد و معمولا بیش از ppm 500 است. پیش تصفیه آب ورودی به سیستم می تواند عمر غشاء را طولانی تر ساخته،کیفیت آب تولیدی را بهبود بخشد و هزینه های نگهداری و پاکسازی سیستم را کاهش دهد. اهمیت شرایط آب ورودی زمانی آشکار می شود که شما کارکرد غشاء با جریان متقابل را مورد آزمایش قرار دهید. به زبان ساده، سیستمهای فیلتراسیون جریان متقابل، جریان درون ریز را به دو جریان برون ریز یعنی Permeate و Concentrate تقسیم و جداسازی می کند. Permeate آن قسمت از جریان است که از غشاء نیمه تراوا عبور می کند. جریان
Concentrate (تلغیظ شده ) دربرگیرنده آن اجزایی است که توسط غشاء پس زده شده است. اساسی ترین مزیت فیلتراسیون جریان متقابل، قابلیت آن برای کارکرد پیوسته و مداوم با سیستم پاکسازی خودبه خود است.

اساس کار اسمز معکوس:
اگر یک غشا نیمه تراوا بین دو محلول با غلظتهای متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال از یک طرف غشا به طرف دیگر منتقل می شود. جهت طبیعی حرکت حلال به گونه ای است که محلول غلیظ تر رقیق می شود، سپس آب خالص از غشا عبور کرده و وارد آب شور می شود. اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود، در ان صورت سطح اب نمک آن ( محلول غلیظ تر ) از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت. این اختلاف سطح را در دو طرف غشا فشار اسمزی می گویند. در اسمز معکوس، آب خام ( تصفیه شده ) توسط پمپ به داخل محفظه ای که دارای غشا نیمه تراوا می باشد، رانده می شود و چون ناخالصی ها قادر به عبور از غشا نیستند از اینرو در یک طرف غشا، آب تقریبا خالص و در طرف دیگر ان آب تغلیظ شده از ناخالصی ها وجود خواهد داشت این فرآیند برای تهیه اب اشامیدنی از ابهایی که حاوی املاح معدنی زیلد و ناخالصی های آلی می باشند، بسیار مناسب بوده و حتی قادر است از آب دریا با ( ppm 5000 TDS ) و نیز از ابهای شور، آب آشامیدنی تهیه کند. روش اسمز معکوس قادر به جداسازی مواد غیر آلی حل شده، مواد آلی حل شده، آلاینده های میکروبیولوژیکی از قبیل اندوتوکسین ها، ویروس ها، باکتری ها و ذرات می باشد. به دلیل این طیف وسیع جداسازی روش اسمز معکوس یک فرآیند مهم در زمینه تیمارهای آب است. این روش به هایپرفیلتراسین ( Hyper filtration ) نیز معروف می باشد، بدین ترتیب که با استفاده از این روش ذراتی به کوچکی یونها را نیز می توان جدا کرد. جهت زدودن نمکها و سایر ناخالصی های آب و بهبود رنگ، طعم و مزه می توان از این روش بهره گرفت. لازم به ذکر است که بیش از یک قن است که این تکنولوژی شناخته شده است ولی تا شصت سال اخیر یعنی تا زمانی که غشاء های خاص توسعه نیافته بودند، این تکنولوژی گسترش چندانی پیدا نکرده بود. تکنولوژی اسمز معکوس به وفور در صنایع غذایی، تولید آب میوه ها، صنایع برق، قدرت، میکروالکترونیک، داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این تکنولووی در دفع باکتری ها، پیروژن ها و آلودگی های آلی بسیارموثر است. همانگونه که ذکر شد روش اسمز معکوس به عنوان Hyper filtration نیز نامیده می شود که دقیق ترین و ریز ترین سیستم فیلتراسیون شناخته شده می باشد. این تکنولوژی از انتقال ذراتی به کوچکی یونهای منفرد حل شده در محلول نیز جلوگیری می کند.سیستم اسمز معکوس قادر به جداسازی باکتریها، نمکها، قندها،پروتئین ها، ذرات، رنگ ها و سایر موادی است که دارای وزن مولکولی بیش از 250-150 دالتون باشند، لازم به ذکر است که جداسازی یون ها با اسمز معکوس به کمک ذرات باردار انجام می شود. این مطلب بدین معنی است که یونهای حل شده که دارای بار می باشند مانند نمک ها، احتمال آن که توسط غشاء پس زده شوند نسبت به آنهایی که دارای بار نمی باشند مانند مواد آلی بسیار بیشتر است. به علت آن که سیستم اسمز معکوس در مقایسه با سایر روشها در درجه حرارت پایین تر و با انرژی مقرون به صرفه ای کار می کند،کاربرد های فراوانی مانند نمک زدایی، تیمار پسابها، بازیافت املاح معدنی، تغلیظ آب پنیر و سایر محصولات غذایی و مهمتر از همه در خالص سازی آب دارد. در سالهای اخیر سیستم اسمز معکوس به میزان فراوان در فرآوری آب مورد نیاز جهت دیالیز در بیمارستانها و جهت کارخانجات تولیدی دارویی و بهداشتی مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر این، روش اسمز معکوس قادر به تولید آبی خالص جهت استفاده در تزریق( EFI )( Water For Injection ) و برای آماده سازی محلولهای پراگوارشی و پراروده ای است.

محاسن سیستم RO
• سیستم پیوسته و مداوم ( Continues ) 24 ساعت در شبانه روز
• قابلیت دریافت ورودی با) TDS کل مواد جامد محلول) بالا ( Total Dissolved Solid )
• میزان بازدهی بالا در کل سیستم
• نرخ بالای بازیافت آبهای آلوده تا 98% منابع ورودی بر اساس میزلن املاح و ناخالصی های موجود
• مصرف انرژی پایین
• نیاز به حداقل شستشو
• جلوگیری از عبور سلیکا تا 90%
• سادگی فرآیند تنها فاکتور پیچیده, کنترل آب ورودی به سیستم جهت به حداقل رساندن احتیاجات مداوم جهت پاکسازی غشاء ها می باشد.
• ظرفیتهای تولید متعدد
• پایین بودن هزینه نگهداری سیستم
• عدم بکار گرفتن مواد زیان بخش برای انسان در این سیستم
• مصرف پایین انرژی در سیستم
• استفاده از حداقل مواد شیمیایی در سیستم اسمز معکوس
• از بین بردن تمامی آلاینده ها از قبیل آلاینده های آلی، غیر آلی و میکروبی
• امکان استفاده از منابع نامتناهی و قابل اطمینان یعنی آب دریاها در این سیستم
• پایین بودن هزینه نصب و راه اندازی سیستم
• قابلیت جداسازی آلاینده هایی که به آب رنگ، مزه و بوی نامطلوبی می دهند از قبیل طعم های قلیایی و نمکی که بوسیله کلریدها و سولفات ها ایجاد می گردند.
• قابلیت جداسازی پاتوژن فوق العاده خطرناک به نام Cryptosponolium.
• تولید خالص تری آب که آب تولیدی توسط این سیستم مورد تایید NASA قرار گرفته و کاملا با استانداردهای جهانی مطابقت دارد. خاصیت بسیار عالی حلالیت آن، متابولیسم را در بدن بهبود می بخشد و این امر باعث می شود که ایمنی بدن در مقابل عفونت ها افزایش یافته و باعث دفع سموم و ویروس ها گردد. لازم به ذکر استکه نوشیدن آب حاصل از سیستم اسمز معکوس به مدت طولانی به بهبود کارکرد سیستم های بدن و سلامتی کمک شایانی می کند. • قابلیت جداسازی سمی تری عناصر و مواد مضر برای سلامتی انسان از قبیل کادمیوم، سرب، سیانید، ارسنیک و فنل توسط این سیستم.
ز
ممبراین چیست و چگونه عمل میکند؟
ممبران متشکل است ازتعدادی لایه یا صفحه از یک فیلم نازک که به شکل حلقوی دور یک لوله پلاستیکی پیچیده شده (به این ساختار اصطلاحا"(کمپوزیت لایه نازک یا TFC=Thin Film Composite))نیز گفته می شود).ممبران ماده ای" نیمه تراوا"ست یعنی مولکولهای آب می توانند از آن عبورکنند ولی در مقابل مواد جامدمحلول در آب بصورت یک سد عمل می کند.هنگامی که آب ورودی ازروی سطح ممبران می گذردراه خودرا در مسیر حلقوی آن طی می کند ودر لوله مرکزی ممبران جمع میشود و همزمان آلاینده های موجود در آب تغلیظ گشته و از سطح ممبران به سمت فاضلاب ((drainهدایت می گردند.

اجزاء سیستم های اسمز معکوس
1-پیش تصفیه:

باتوجه به استانداردهای تعریف شده برای آب ورودی به دستگاه R.O پیش تصفیه خاص آن طراحی و ساخته می شود. اما به طور کلی روشهای مورد استفاده عبارتند از: هیدروسیکلون، سیستم تزریق اسید، سیستم تزریق کلر، سیستم تزریق SBS ، صافی شنی، فیلتر کربنی، سیستم U.V ، سختیگیر و میکروفیلتر.
2-سیستم تامین فشار:

غشاء جهت غلبه بر فشاراسمزی نیاز به فشاری بالاتر از فشار اسمزی دارد پس می باید آب ورودی به غشاء حداقل فشار مشخص را داشته باشد. این فشار در ممبران های نوع کم فشار PSI 150 در ممبران های معمولی PSI 220 و در ممبران های آب دریا PSI 800 می باشد.
3-ممبران ها:

باتوجه به کیفیت آب ورودی، کیفیت درخواستی آب تولیدی و میزان آب تولیدی نوع و مدل ممبران ها انتخاب می شوند. روش چیدمان ممبران ها با توجه به محاسبات طراحی می تواند به صورت موازی و یا سری و یا ترکیبی از این دو نوع باشد.
4-سیستم کنترل دبی و فشار:
جهت بررسی عملکرد دستگاه نیاز به اندازه گیری میزان آب تولیدی، میزان آب دورریز و برگشتی است. بنابراین در مسیر آب تولید، دورریز و برگشتی فلومتر قرار می گیرد. همچنین باید در مسیر آب ورودی به دستگاه، آب ورودی به ممبران ها وآب خروجی از ممبران ها، مانومتر قرار گیرد تا فشا ر درقسمتهای مختلف سیستم به راحتی قابل اندازه گیری باشد تا راهبری براساس آنها انجام شود. در سیستم های R.O برای آب ورودی به دستگاه سوئیچ فشارپایین قرار می گیرد که در صورت نبود آب و یا عدم تامین فشار اولیه، دستگاه به طور اتوماتیک خاموش گردد، همچنین پس از پمپ نیز سوئیچ فشار بالا قرار می گیرد تا در صورت افزایش فشار بیش از حد تعریف شده، دستگاه خاموش گردد.
5-تابلوبرق:
تابلو برق جهت فرمان به بخش های مختلف دستگاه طراحی و ساخته می شود. این تابلو می تواند ترکیبی از PLC و برق صنعتی و یا فقط برق صنعتی باشد.
6-سیستم تزریق ضدرسوب:
جهت کنترل رسوبات همواره مواد ضد رسوب به سیستم تزریق می شود. نوع و مقدار مواد ضد رسوب با توجه به کیفیت و کمیت آب ورودی به دستگاه متغیر است.

مشخصات اختصاصی دستگاههای آب شیرین کن R.O

MODULO DELTA MC RO SERIES L RO SERIES AA

بررسی این که عملکرد دستگاهای آب شیرین کن در چه حدی بوده است.
مطابق استانداردها بوده است.اطلاعات قم میتواد در مورد قشم هم تا حد قابل توجهی
مشابه باشد.

.

بعضی از نتایج با توجه به کاهش میزان بیش از حد آن و احتمال خطرهای بعدی ناشی از آن ضرورت دارد افزایش یابد . مثلا فلوئور که نقش مهمی در استحکام دندان ها و استخوان دارد نبایستی میزان آن از حد استاندارد کمتر شود.

گزارش آب شیرین کن کاروان
در آب شیرین کن کاروان که بر اساس اسمز معکوس می باشد 16 متر مکعب در ساعت آب وارد می شود که 6 متر مکعب آن فاضلاب و فقط 10 متر مکعب آن استفاده می شود .
خارج میشود. Ec=240 و با وارد میشودEc=1600 آب لب شور با که خروجی آنرا با شیرهای تنظیمی که وجود دارد تا حتی تا صفر هم می توان رساند.
آبی که از چاه کشیده می شود اگر دارای ذرات بزرگی باشد به سرعت باعث گرفتگی فیلتر ها می شود به همین منظور چند مرحله فیلتراسیون می شود.
ابتدا آب از فیلترهای شنی تند تحت فشار عبور داده می شود
غشاءها هر 4 سال یک بار عوض می شوند .
میکروفیلترها ابعاد پرزهای آن می باشد
این سیستم بر اساس خاصیت اسمز معکوس کار می کند .
آب تحت یک فشار معین وارد شده و از درون مواد فیلتری عبور کرده و وارد یک میکروفیلتر می شود آب بعد از میکروفیلتر مواد میکروبی آن گرفته می شود .
سنسورهای مختلفی وجود دارد از جمله : سنسورهای که جریان را می سنجد که هر کدام از آنها یک ویست هم دارد .
گاهی اوقات بعد از فیلتر موادی نیز به آن اضافه می گردد به عنوان مثال موادی مثل آنتی اسکالانت اضافه می گردد که بر روی دیواره ها رسوب نکند . بعد از عبور از چند سنسور با فشار پمپ آب عبور کرده وارد یک ممبرین شده و ممبرین دارای دو خروجی می باشد که یک خروجی ممبرین شور بوده و خروجی دیگر آن در تانک ذخیره , ذخیره می شود و مقداری از آن صرف استفاده ساخت مواد شیمیایی که باید به آب اضافه شود .

تاسیسات آب شیرین کن

کلیاتی از تصفیه خانه

هدف اصلی یک تصفیه خانه آب
1. تولید آبی که از نظر بیولوژیکی و شیمیایی سالم و برای مصرف کننده جذاب بوده و در عین حال غیرخورنده و غیر رسب گذار باشد.
روش های قدیمی تصفیه آب
1. جوشاندن
2. زیر نور آفتاب قرار دادن
3. فروبردن یک میله مسی داغ و فیلتراسیون.
اولین تصفیه خانه بزرگ آب در ایالات متحده ی آمریکا در سال 1800 شروع شد و اکثر آن ها صافی شنی کند بودند. بعداً در سال 1890 شرکت آب لوئیس وایل فرایند انعقاد و صافی شنی تند را ارایه کرد.
برای کنترل کیفیت آب سازمان Safe Drinking Water Aet (SDWA) پایه گذاری شد و یک سری استانداردها را برای آب مشخص کرد.
1. کنترل رنگ، کدورت و کیفیت و میکروب شناختی: فیلتراسیون (مستقیم، شنی کند، خاک (— ، غشاها)
2. غیرفعال سازی میکروارگانیزم ها: گندزدایی (کلر، دی اکسیدکلر، کلرآهن، ازن)
3. حذف آلاینده های آلی از آب سطحی (هوادهی برج آکنده، هوادهی افشانه ای، کربن فعال، اکسیداسیون و اسمز معکوس).
4. حذف آلاینده های غیرآلی: غشاها، تبادل یون، آلومینای فعالی، GAC.
5. کنترل خورندگی: تنظیم PH یا بازدارندگی خوردگی.
مطالعات نشان می دهد که صافی شنی کند یا کربنی اقتصادی تر از فرآیندهای فیزیکوشیمیایی می باشد.
برنامه ریزی و طراحی بایستی براساس چند مرحله زیر انجام شود:
1. مشخص کردن منبع آب خام گرفته شده و کیفیت خروجی آب نهایی.
2. الگو و مراحل تصفیه را مشخص کنیم.
3. طراحی فرآیندها
4. ساخت
5. بهره برداری و نگهداری.
شاخص های — کیفیت آب
قلیاییت، سختی، کل جامدات محلول، هدایت الکتریکی، اکسیژن محلول، کدورت، نسبت جذب سدیم، خوردگی و پوسته گذاری.

قلیاییت به چه دردی می خورد؟
عامل اصلی قلیاییت در آب کربنات و بی کربنات است.
گستره ی مطلوب قلیاییت بی کربنات برای یک اکوسیستم آبی mg/l130-30 بر حسب است. به طوری که PH در گستره ی 2/8-5/6 است. برای انجام انعقاد موثر حداقل قلیاییت 30 بر حسب لازم است.
دانستن قلیاییت آب برای محاسبه مقدار آهک و بی کربنات سدیم و همچنین خورنده یا رسوب گذار بودن آب ضروری می باشد.
سختی: عامل اصلی سختی آب Ca و Mg می باشد. عامل تهدیدکننده برای سلامتی انسان نمی باشد. ولی عاملی مخرب برای دیگ های بخار و رسوب لوله ها و کف نکردن صابون و کلرگذاری روی لباس ها می باشد. آب برحسب به انواع نرم، نسبتاً سخت، سخت و بسیار سخت و بی نهایت سخت طبقه بندی می شود. سختی Mg/l 300-100 مناسب می باشد.
TDS: کل جامدات محلول معیار سالم یا ناسالم بودن نیست و علت آن وجود سنگ های غیرآلی در آب می باشد. طبقه بندی آب ها به صورت شیرین، لب شور، شور بر اساس TDS است. استاندارد EPA برای آب آشامیدنی Mg/l500 و برای کشاورزی Mg/l 1500 می باشد.

سنجش مواد آلی در آب
معیارهای اختصاصی
BOD: اکسیژن موردنیاز بیوشیمیایی (5 روز c20). اکسیژن موردنیاز بیوشیمیایی نشان دهنده ی مقدار اکسیژن موردنیاز برای تثبیت مواد آلی توسط میکروارگانیزم ها (اکسیژن موردنیاز برای تنفس میکروارگانیزم ها).Biochemical Oxygen Demand COD: اکسیژن شیمیایی برای اکسیدکردن مواد آلی توسط یک اکسیدکننده ی قوی (دی کرومات پتاسیم) Chemical oxygen demand.
TOC: Total organic carbon کل کربن آلی: نشان دهنده ی کربن موجود در مواد آلی است.
DOC: کربن آلی محلول.
THOD: Theoretical oxygen demand: اکسیژن موردنیاز تئوریکی زمانی که فرمول شیمیایی ماده ی آلی مشخص باشد بر اساس رابطه استریکومتری محاسبه می شود.
میکروارگانیزم ها
طبقه بندی:
اتوتروفیک: کربن خود را از Co2 می گیرند.
هتروتروفیک: از کربن آلی تغذیه می کنند.
فتوتروف: از نور خورشید تغذیه می کنند.
شیمیوتروف ها: از واکنش های شیمیایی انرژی به دست می آورند.
طبقه بندی بر اساس نیاز به اکسیژن
هوازی: عدم وجود هوا می باشد.
بی هوازی: هوا – است.
اختیاری: هم هوازی و هم بی هوازی.
طبقه بندی بر اساس دما
سرمادوست: 18-12 هتروفیل 5/7-5/6= PH
میانه دوست: 40-25 فروفیل
گرمادوست: 45-55 ترموفیل.
تصفیه خانه آب
عموماً به دو دسته واحدهای عملیاتی و واحدهای فرآیندی تقسیم بندی می شوند.
واحدهای عملیات حذف آلاینده ها به وسیله نیروهای فیزیکی و واحدهای فرآیندی تصفیه به وسیله واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی انجام می شود. آرایش کلی واحدهای فرآیندی و عملیاتی مختلف زنجیره ی فرآیند تصفیه را نشان می دهد.
ملاحظات اصلی برای توسعه الگوی کلی تصفیه به مشخصات و تغییرات فصلی کیفیت آب خام، محدودیت های قانونی، مشخصات محل، اقتصاد واحد و بسیاری از عوامل دیگر بستگی دارد.
برداشت آب خام
توسعه سازه های آبگیر مستغرق یا شناور یا برجی می باشد. برای طرح های بزرگ از آبگیر برجی استفاده می شود.
پمپاژ آب خام
ایستگاه های پمپاژ آب خام معمولاً در ساختمان آبگیر جای داده می شوند. هدف از پمپاژ بالا آوردن آب از منبع تا ارتفاع کافی است تا بتواند به صورت ثقلی جریان یابد. ارتفاع پمپاژ مجموع ارتفاع استاتیکی افت فشار در خط لوله اصلی و جزئی است. پمپ های مورداستفاده پمپ های سانتریفیوژ می باشد. این پمپ ها به صورت معلق، مستغرق یا چاهک خشک می باشند.
انتقال آب خام
سیستم انتقال آب خام برای حرکت کنترل شده آب از آبگیر به تصفیه خانه طراحی می شود. عموماً تصفیه خانه نزدیک شهر می باشد. توپوگرافی، ارتفاع موجود، مواد ساختمانی، اقتصاد و کیفیت آب ملاحظات اصلی در انتخاب مسیر و آبگذر مناسب هستند.
سیستم های تصفیه آب
واحدهای عملیاتی و فرآیندی
انتخاب فرآیندهای تصفیه یکی از کلیدهای عملکرد موفق هر تصفیه خانه ی آب است. تصمیمات مهندسی اتخاذ شده در این مرحله می تواند اثر زیادی روی هزینه کل طرح داشته باشد. اشتباه در انتخاب فرآیند ممکن است ضرورت تغییرات پرهزینه در بهره برداری را برای رسیدن به استانداردهای کیفی آب تصفیه شده در پی داشته باشد.

انعقاد و ملاحظات کاربرد مواد شیمیایی
انعقاد به صورت ناپایدارسازی بار کلوئیدها و مواد معلق به وسیله ماده منعقدکننده تعریف می شود که شامل باکتری ها و ویروس ها است. اختلاط سریع جزئی از مجموعه انعقاد است.
هدف
هدف از اختلاط سریع مواد شیمیایی تصفیه کننده آب و پخش یکنواخت آن در فرآیند های تصفیه آب است. اختلاط سریع زمانی مهم است که از منعقدکننده های فلزی مثل آلوم و کلرورفریک استفاده کنیم. زیرا هیدرولیز آن ها در حدود چند ثانیه انجام می شود و جذب سطحی بخش های کوچک به ذرات کلوئیدی بسیار سریع است. بنابراین طراحی و کارهای عملی پخش مواد منعقدکننده باید در درصدی از ثانیه اتفاق بیفتد. زمان موردنیاز برای دیگر موادشیمیایی مثل پلیمرها (پلی الکترولیت ها)، کلر، مواد شیمیایی قلیایی، ازن، پرمنگنات پتاسیم تازمانی که زیر واکنش های هیدرولیتیکی هستند، بحرانی نیست. بنابراین از نظر عملی زمان پخش این مواد شیمیایی ممکن است چند ثانیه و یا کمتر باشد. اگرچه واحد اختلاط سریع، یک واحد مهم در تصفیه، آب است. اغلب تصفیه خانه های متعارف قادر به تولید آب با کیفیت خوب حتی با استفاده کمتر از مقدار بهینه مواد منعقدکننده و با افزایش مقدار ورودی به میزان 25 تا 35 درصد هستند. بنابراین باید توجه شود که اختلاط سریع منعقدکننده به طور کامل متفاوت از اختلاط مایع با مایع است که در صنایع استفاده می شود. در شرایط طبیعی نسبت حجم مایع آلوم به حجم آب خام در حدود 50000:1 (در تصفیه آب) است. بنابراین اختلاط آنی و سریع این مقدا بسیار کم آلوم در آب خام در شرایط بی نظیر است.
با تاکید بسیار بر نظریه انعقاد و طراحی مطلوب احتیاط بسیار ضروری است. بیشتر تصفیه خانه های سنتی واحدهای فرآیند ی را کاملاً پوشش می دهند (لخته های بسیار سریع تولید می کنند) مثل راکتورهای زلال ساز که در حدود 10 مورد هستند که اختلاط سریع هم ندارند ولی لخته سازی و ته نشینی خوبی را نشان می دهند. هم چنین موارد بسیار زیادی وجود دارد که از فرآیند های معمول استفاده شده است و واحدهای اختلاط ندارند یا واحد اختلاط به طور ضعیف طراحی شده که دارای لخته سازی مناسب و فیلتراسیون با بازده خوب هستند. کاوامورا، امیر تاراجا، میلز، کلارک و همکارانش به این نتیجه رسیدند که وقتی که راهبری در شرایط انعقاد پیش رفته و انعقاد جارویی باشد اختلاط سریع اثر کمی بر کیفیت آب دارد.

ملاحظات
موارد زیر هنگام طراحی موثر سیستم های اختلاط سریع باید به دقت ارزیابی شود:
1. نوع ماده منعقدکننده مورداستفاده
2. نوع مواد شیمیایی که باید تزریق شوند و مشخصات هرکدام از آن ها
3. شرایط محلی
4. مشخصات آب خام
5. نوع دیفیوزرهای مواد شیمیایی
6. هد موجود اختلاط سریع
7. تغییرات دبی تصفیه خانه
8. نوع فرآیند های بعدی
9. هزینه
10. موارد متفرقه

فرآیند لخته سازی
هدف
هدف از لخته سازی، مرحله اختلاط آرام است که بعد از پخش سریع ماده منعقدکننده توسط واحد اختلاط سریع قرار می گیرد. هدف آن شتاب دادن به برخورد ذرات است که موجب انباشتگی ذرات کلوئیدی ناپایدار هیدرولیتیکی و تبدیل شدن آن ها به ذرات قابل فیلتراسیون و ته نشینی می شود. گاهی در بسیاری از مقالات فنی مفاهیم انعقاد و لخته سازی عوض می شوند. اما لخته سازی ذرات در حقیقت در دو مرحله است. اولین گام شامل اضافه کردن یک ماده منعقدکننده برای کاهش یا محدود کردن نیروهای جاذبه بین ذرات و پایداری ذرات است. این فرآیند انعقاد نامیده می شود. برخورد ذرات بسیار ریز و تبدیل آن ها به صورت لخته در نتیجه حرکات ملکولی و اختلاط فیزیکی مایع اتفاق می افتد و این پدیده لخته سازی نامیده می شود.
ملاحظات
در هنگام طراحی فرآیند هی لخته سازی عامل های زیر باید در نظر گرفته شوند:
1. کیفیت آب خام و مشخصات لخته سازی
2. هدف از فرآیند تصفیه و کیفیت آب تصفیه شده
3. تغییرات دبی و افت هیدرولیکی موجود در تصفیه خانه
4. انتخاب ورودی مخزن لخته سازی
5. شرایط محلی
6. هزینه
7. ارتباط بین واحدهای تصفیه خانه موجود
8. موارد متفرقه

فرآیند ته نشینی (زلال سازی)
هـدف
یکی از واحدهای فرآیند ی معمول تصفیه آب و فاضلاب ته نشینی است که زلال سازی هم نامیده می شود. ته نشینی بیشتر به صورت تفکیک سوسپانسیون به یک سیال زلال و سوسپانسیون غلیظ است. فرآیند ته نشینی برای حذف بیشتر مواد قابل ته نشینی با استفاده از ته نشینی ثقلی طراحی می شود، بنابراین موجب بزرگ شدن واحدهای پایین دست مثل فیلتراسیون می شود. شناورسازی نیز تفکیک جامد از مایع در سوسپانسیون است، اما قانون شناوری کلید این فرآیند است.
فرآیند ته نشینی به دو دست تقسیم می شود: حوضچه ی دانه گیری (ته نشینی صفحه ای) و مخزن های ته نشینی (زلال سازها). ملاک این تقسیم بندی، اندازه، مقدار و وزن مخصوص مواد معلقی است که باید از هم تفکیک شوند. باید توجه شود که بازده فرآیند ته نشینی بیشتر از میزان و مناسب بودن شرایط آب بالادست فرآیند ته نشینی تاثیر می پذیرد. کلید زلال سازی موثر، انعقاد و لخته سازی موثر مواد معلق آب خام است.
سه شکل کلی برای مخزن ته نشینی وجود دارد: حوضچه مستطیلی افقی، مخزن های ته نشینی با جریان رو به بالا، و راکتور زلال سازی با جریان رو به بالا با پتوی لجن. به طور معمول تانک مستطیلی با جریان افقی بر اشکال دیگر تانک به دلیل پایداری هیدرولیکی آن در صورت طراحی صحیح و تلرانس بالای آن در برابر بارگذاری لحظه ای ترجیح داده می شود. همچنین کارایی و عملکرد آن قابل پیش بینی است و می تواند جریانی معادل با دو برابر مقدار معمول بر اساس پیشنهادهای آژانس تنظیم کننده را تحمل کند و کیفیت آب ته نشین شده نیز چندان کاهش نمی یابد. بنابراین حوضچه های مستطیلی افقی از لحاظ راهبری خیلی ساده اند و مدول های ته نشینی نرخ بالا به آسانی قابل نصب هستند.
ملاحظات
موارد بسیار زیادی به طور مستقیم بر فرآیند ته نشینی تاثیر می گذارند:
1. تمام فرآیند های تصفیه
2. طبیعت مواد معلق آب خام
3. سرعت ته نشینی مواد معلقی که باید حذف شوند.
4. شرایط آب و هوای محلی
5. مشخصات آب خام
6. مشخصات زمین شناسی محل تصفیه خانه
7. تغییرات دبی جریان
8. اتصال کوتاه جریان در مخزن
9. نوع و کلیه اشکال تانک ته نشینی
10. طراحی ورودی و خروجی تانک
11. نوع و انتخاب مدول های ته نشینی نرخ بالا
12. روش های حذف لجن
13. هزینه و شکل مخزن.
فرآیند شناورسازی با هوای محلول
هدف
تعداد زیادی از تصفیه خانه ها آب خام را از دریاچه ها و مخزن ها تامین می کنند. در حالت کلی این منابع دارای مواد جامد با دانسیته کم مثل جلبک ها و ترکیبات آلی هستند و اغلب آب به شدت رنگی است. اگرچه کدورت آب مخزن ها/ دریاچه ها در حالت طبیعی اندک است، لایه حرارتی زیرین (هایپولیمنیون) دریاچه / مخزن ها دارای نیترات زیادی است و زیر و رو شدن (واژگونی) آب مخزن در طول فصل بهار و پایین آمدن آن در هر سال موجب رشد جلبک ها و نیز مشکلات ناشی از وجود آهن محلول، منگنز و مشکل طعم و بو می شود. فرآیند های متعارف لخته سازی و ته نشینی چندان موثر نیستند، زیرا در این سیستم لخته ها سبک هستند و به کندی ته نشین می شوند. مگر درمواقعی که نرخ بار سطحی خیلی پایین باشد و یا به زنجیره فرآیند ی پلیمرهای گران قیمت تغذیه می شوند.
شناورسازی با هوای محلول (DAF) یک روش موثر ته نشینی است زیرا از حباب های بسیار ریز هوا برای شناورسازی استفاده می کند و مواد جامد شناور به صورت کف در می آیند و آب زلال از زیر تانک خارج می شود. زمان موردنیاز برای لخته سازی کمتر از فرآیند ته نشینی متعارف است و بار سطحی تانک شناورسازی به طور معمول 10 برابر و یا بیشتر از تانک های ته نشینی متعارف است. علاوه بر آن غلظت مواد جامد لجن تولید شده معمولاً خیلی بیشتر از 3-2 درصد از لجن تولید شده از ته نشینی 5/0 درصد است. در ایالات متحده فرآیند شناورسازی با هوای محلول (DAF) به طور گسترده برای غلیظ کردن لجن فعال در تصفیه ی بیولوژیکی فاضلاب و صنایع معادن و کاغذسازی استفاده می شود.
کاربرد فرآیند شناورسازی با هوای محلول (DAF) برای تصفیه ی آب شرب در ایالات متحده از سال 1993 شروع شد. در حالی که این فرآیند ها با موفقیت تمام در اروپا از دهه 1960 استفاده شده است.

ملاحظات
اغلب ملاحظاتی که پیش تر برای واحدهای ته نشینی معمول شرح داده شده است برای فرآیند شناورسازی با هوای محلول (DAF) نیز به کار می رود. اما برخی از موارد برای این فرآیند مهم است. این موارد عبارتند از:
1. کیفیت آب خام
2. طراحی فرآیند لخته سازی
3. طراحی ورودی تانک شناورسازی
4. نیاز به پوشاندن، انتخاب سیستم اشباع سازی با هوا
5. نیاز به طراحی سیستم برگشت پذیری
6. حذف مواد جامد (شناور)
7. طراحی خروجی تانک شناورسازی
8. محدودیت ها
9. هزینه
بیشتر محدودیت های شناورسازی با هوای محلول (DAF) ناتوانی در تصفیه مواد با کدورت بالا و نیاز به پوشش تانک هاست.

فرآیند فیلتراسیون با بستر شنی
هـدف
سیست اصلی که در ادامه فرآیند تصفیه آب سبب حذف ذرات می شود، فیلتراسیون نام دارد. در بیشتر فرآیند های فیلتراسیون از لایه شنی با دانه بندی متوسط با اندازه وعمق ویژه استفاده می شود. آب پیش تصفیه شده از بستر فیلتری عبور می کند که بخش زیادی از ذرات در کل بستر به طور یکنواخت حذف می شوند.
نخستین موردی که یک مهندس طراح در طراحی فیلتر باید به آن توجه کند تهیه آب با کیفیت مطلوب با کمترین سرمایه گذاری و هزینه های راهبری و نگهداری اندک است. بیشتر مهندسان در طراحی فیلترها به تجربه ها خود یا دیگران و به معیارهای طراحی موجود در متن کتاب ها تکیه می کنند، اما آن ها باید متغیرهای خاص طراحی همچون اندازه ذرات و ضخامت بخش دانه بندی، نرخ فیلتراسیون، زهکشی فیلتر، شرایط شست و شو و افت هد موجود برای فیلتراسیون را بسط دهند. هم چنین این متغیرها باید بر اساس کیفیت آب خام، انواع بستر فیلتر و کیفیت آب فیلتر شده موردنظر بسط داده شوند.
باید توجه داشت که یک تقسیم بدی پایه بین فرآیند های انعقاد، لخته سازی و فیلتراسیون وجود دارد. در شرایط خاص آب خام، تصفیه مناسب می تواند وسط فیلتراسیون انجام انتخاب گردد.
ملاحظات
عامل های زیادی برای طراحی فیلتراسیون با دانه بندی متوسط باید درنظر گرفته شوند که عبارتند از:
1. شرایط محلی
2. راهنمای طراحی تدوین شده توسط آژانس های تنظیم کننده مانند سازمان بهداشت
3. توپوگرافی محل
4. اندازه کارگاه
5. کیفیت آب خام
6. انواع فرآیند های پیش تصفیه.
7. انواع فیلترهای جدید و پیشرفته
8. پیش بینی تغییر و تحولات آینده یا اضافه کردن فیلترها در آینده
9. انواع سیستم های شست و شوی فیلتر
10. کنترل نرخ فیلتراسیون
11. انواع بستر فیلترها
12. نقاط تغذیه مواد شیمیایی و موارد دیگر.
فرآیند گندزدایی
هدف از فرآیند گندزدایی کشتن پاتوژن ها و اسپورهای مقاوم غیرضروری به وسیله مواد شیمیایی، ازن و اشعه فرابنفش (UV) است.
پاتوژن ها میکروارگانیسم های بیماری زا هستند. شایان ذکر است که نباید مفهوم گندزدایی را با مفهوم استریلیزه کردن اشتباه کنیم، زیرا استریلیزه کردن به مفهوم از بین بردن کل میکروارگانیسم های موجود در بستر فیلتر است. تاکید می شود که تصفیه حرارتی و تاباندن پرتوهای گاما و X باید جزء فرآیند گندزدایی باشد. این فرآیندها در حالت کلی در صنایع مختلف استفاده می شوند ولی در صنعت تصفیه آب شرب به کار نمی روند. زیرا این سیستم ها توانایی گندزدایی آلودگی های ثانویه در سیستم توزیع آب را به علت نداشتن ماده گندزدایی باقی مانده ندارند.
ملاحظات
فرضیه هایاصلی در انتخاب فرآیند گندزدایی عبارتند از:
1. وجود موجودات زنده جایگزین در منبع آب شرب
2. عملی بودن استفاده از روش های گندزدایی
3. رابطه (Ct) گندزدا
4. تشکیل محصولات جانبی ماده گندزدا و میزان آن ها
5. کیفیت آب فرآیندی
6. مشکلات ناشی از گندزداها
7. هزینه یک از گندزداها
مخزن های آب پاک
هـدف
در ایالات متحده به مخزن های آب خروجی از تصفیه خانه آب معمولاًمخزن آب فیلترشده (پاک) گفته می شود. بنا به چهار دلیل ما به این مخزن ها نیاز داریم:
1. برای تامین بیشترین مقدار آب موردنیاز
2. تامین حجم کافی از آب برای راهبری تصفیه خانه که شامل شست و شوی فیلتر هم هست.
3. برای اطمینان از زمان تماس کلر (Ct)
4. ذخیره آب کافی برای خاموش کردن آتش
تصفیه خانه های آب بر اساس حداکثر دبی موردنیاز روزانه طراحی می شوند نه بر اساس حداکثر دبی ساعتی. در نتیجه برای تامین بیشترین مقدار موردنیاز (حداکثر دبی ساعتی) باید مقدار مناسبی از آب را در مخزن های خروجی ذخیره کنیم. حداکثر دبی موردنیاز ساعتی 5/1 تا 0/2 برابر حداکثر دبی روزانه است و مقدار و زمان ماند آن با توجه به شرایط محلی تغییر می کند. در تصفیه خانه برای تامین مقدار موردنیاز آب و شست وشوی فیلترها که به مقدا کافی آب زیادی نیاز دارند باید مقداری آب در اختیار داشته باشیم. همچنین شست وشوی فیلترها را می توانیم با چند پمپ پشت سر هم انجام دهیم. تمام تصفیه خانه های آب باید مقدار (Ct) موردنیاز برای فرآیند های گندزدایی را تامین کنند و این مقدار توسط قوانین تصفیه آب های سطحی که توسط سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) انتشار یافته است، اعلام می شود. در حالت کلی برای کاهش اتصال کوتاه جریان و کاهش مناطق مرده آب باید مدت زمان تماس موردنیاز کلر را تامین و از دیوارهای آرام کننده در دیواره مخزن استفاده کنند. همچنین ذخیره آب کافی برای خاموش کردن آتش در مناطق کوچک که مخزن های توزیع آب مناسب محلی ندارند امری ضروری است. از آن جا که فیلترها برای تامین بیشترین مقدار موردنیاز به تغییر نرخ فیلتراسیون نیاز ندارند، مخزن های آب سبب بهبود کیفیت آب فیلتر شده و راهبری فیلتراسیون می شوند.
ملاحظات
مخزن های خروجی در هر شهری در کنار مخزن های سیستم توزیع قرار می گیرند. از نمودار جرم یا روش ریپل برای تعیین مقدار ذخیره موردنیاز استفاده می شود. یکی از مهم ترین موارد، محل مخزن آب زلال خروجی است. مخزن خروجی باید بالاتر از سطح سیل احتمالی و دال کف آن باید بالاتر از سطح سفره آب زیرزمینی قرار گیرد. در صورت امکان حداقل 50درصد از عمق آب باید بالای سطح زمین قرار گیرد. مخزن های ذخیره فاضلاب، پساب و لاگون های لجن و موارد مشابه که امکان آلوده کردن آب تصفیه شده خروجی را دارند برای جلوگیری از آلوده کردن آب خروحی باید حداقل (m15) ft50) دورتر از مخزن های آب زلال خروجی قرار گیرند. قوانین اخیر سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) اجازه نمی دهند که مخزن های آب زلال خروجی روباز باشند در نتیجه مخزن ها باید پوشیده شوند و دیواره ی آن ها باید حداقل (m6/0)ft2 بالاتر از سطح زمین یا سطح پساب احتمالی باشد. سقف مخزن ها باید به طور مناسبی پوشیده شود تا حشرات، حیوانات، پرندگان و غیره وارد مخزن نشوند.
همچنین این مخزن ها به زهکش، حفاظت در مقابل دبی اضافی و نردبان نیاز دارند. دریچه های تخلیه هوا باید طوری تعبیه شوند که از ورود آب های سطحی و آب باران جلوگیری شود. هم چنین سطح دریچه ورودی باید (m6/0)ft2 بالاتر از تاج سقف قرار گیرد و ورودی باید با توری فلزی SS 316 پوشش داده شوند. (NO.18 یا ورودی های 1-mm)
اتصالات لوله ها در مخزن خروجی باید به صورت قطعه های انعطاف پذیری باشند تا در دیواره مخزن آب زلال شکسته نشوند. بسیاری از اتصالات لوله ها در مناطق زلزله خیز مثل کالیفرنیا و ژاپن به علت نامناسب بودن قطعه انعطاف پذیر بین لوله و مخزن شکسته شده اند. قسمت بالای آب زلال ممکن است در بعضی از جاها به عنوان زمین تنیس یا زمین بیس بال و حتی پارک استفاده شود ولی آلودگی آب زلال در این مناطق نگران کننده است. همچنین محل تصفیه خانه در کلیه مناطق باید با قوانین محلی تطبیق داده شود.
تصفیه خانه هایی که از سیستم ازن زنی به عنوان بخشی از فرآیند تصفیه استفاده می کنند به علت اثر بسیار زیاد گندزدایی با ازن در بالادست فرآیند گندزدایی نهایی نیازی به این که مقدار Ct موردنیاز با کلر برسند ندارند. بنابراین در برخی از تصفیه خانه ها مخزن های ازن ظرفیت کمتری نسبت به مخزن های کلر نیاز دارند. اما این روش طراحی جالب نیست زیرا ممکن است سیستم ازن زنی در اثر حوادث طبیعی مثل زلزله، ترنادو و تندباد تخریب شود. برای مثال تصفیه خانه آب ( 26) در لس آنجلس نتوانست بعد از زلزله نرسریج (1995) (3/7) به مدت سه هفته از سیستم ازن زنی استفاده کند، زیرا تجهیزات سازنده اکسیژن و منبع برق ژنراتور ازن در اثر زلزله آسیب دیده بودند. باید بدون توجه به این که از سیستم ازن زنی در سیستم استفاده می کنیم یا خیر، اندازه خروجی را طوری انتخاب کنیم که در صورت صدمه دیدن فرآیند ازن زنی، سیستم گندزدایی به طور قطع عمل کند. در نتیجه این نوع طراحی سبب افزایش قابلیت اطمینان سیستم می شود. در صورتی که منبع آب زلال فلزی باشد و در بالای سطح زمین قرار گیرد باید استانداردهای فعلی انجمن کارکنان آبی آمریکا (AWWA) را تامین کند. در مخزن های فلزی باید یک پوشش و حفاظ داخلی و حفاظ خارجی در نظر بگیریم همچنین برای جلوگیری از خوردگی صفحات فلزی، مهندس طراح باید یک پوشش و حفاظ کاتدی رانیز درنظر بگیرد. در ضمن برای تامین استاندارد NSF61، مخزن باید به طور مرتب رنگ آمیزی شود.
مخزن های جدید آب زلال خروجی باید بنا بر استاندارد AWWA C652 گندزدایی شوند، اما آب با کلر بسیار زیاد باید به دقت دفع شود تا در صورتی که قبل از دفع کلرزدایی نمی شود موجب مرگ ماهی ها نشود. هم چنین آب ممکن است دارای مقدار زیادی از محصولات جانبی ناشی از گندزدایی (DBPs) باشد. یکی از اهداف مخزن خروجی آب زلال تکمیل فرآیند گندزدایی با Ct موردنیاز است. اما در طراحی سنتی مخزن های آب زلال به مشخصات جریان در تانک توجهی نمی شود، در نتیجه در تانک شاهد اتصال کوتاه جریان و نقاط مرده خواهیم بود. با توجه به این شرایط قانون تصفیه آب های سطحی (STWR) فقط 10درصد از زمان هیدرولیکی را به عنوان زمان واکنش t قبول می کند. مگر این که مقدار آن از طریق آزمای ردیاب در تصفیه خانه های موجود به دست آمده باشد. هم چنین قانون تصفیه آب های سطحی (STWR) جدول مشخصات آرام کنندگی جریان را به عنوان عامل بازده زمان واقعی گندزدایی در خروجی نشان می دهد که به صورت T10/T بیان می شود؛ همان طور که در زیر نشان داده شده است T10 زمان ماند واقعی (زمان عبور جریان) و T زمان ماند هیدرولیکی است که به صورت حجم تانک تقسیم بر دبی تعریف می شود.
در طراحی خوب حوضچه آب زلال (برای فراهم آوردن شرایط مناسب گندزدایی) با فرض این که شکل حوضچه مربعی یا مستطیلی باشد با 2 یا 4 دیواره آرام کننده تانک را به 3 یا 5 قسمت تقسیم می کنیم. (به صورت طولی)
مشخصات آرام کننده جریان
شرح آرام کننده جریان
T10/T
شرایط آرام کننده جریان
نداریم، جریان آشفته است، نسبت طول به عرض بسیار کم، سرعت بسیار زیادی در ورودی و خروجی. ورودی و خروجی تنها یا چندگانه بدون بافل، بافل داخلی هم در حوضچه نداریم.
ورودی و خروجی بافل دار با چند بافل داخلی
بافل ورودی روزنه دار، بافل های روزنه دار و یا مارپیچ داخل حوضچه، سرریز خروجی، شست و شو دهنده های روزنه دار
نسبت طول به عرض بسیار زیاد است. (جریان خطی) ورودی و خروجی با بافل روزنه دار و بافل های داخل حوضچه
1/0

3/0

5/0

7/0

0/1

بدون آرام کننده جریان (جریان آشفته)

ضعیف

متوسط

قوی

کامل (جریان خطی)
با این نوع آرایش هر کانال دارای نسبت طول به عرض 1:5 تا 1:15 خواهد بود. در نتیجه تانکی با نسبت کل بین 25 و 50 و با حداقل عمق آب (m3) ft10 خواهیم داشت. بخش تانک تماس با کلر خروجی باید حداقل زمان تماس خالص 30 دقیقه و برای حذف ژیاردیا کلر آزاد باقی مانده به مقدار mg/L1 داشته باشد. عمق آب توسط دیواره خروجی و با سریز کردن دبی اضافی باید ثابت باقی بماند. ولی در صورتی که از کلروآمین به عنوان ماده گندزدایی استفاده کنیم، برای حذف ژیاردیا باید زمان ماند 210 دقیقه در دمای (F33) C5/0 و مقدار باقی مانده mg/L3 ایجاد کنیم. برای تعیین دقیق زمان ماند، عمق آب باید ثابت باشد تا حجم آب حوضچه (کل حجم حوضچه) که برای تامین Ct موردنیاز است، محاسبه شود. همچنین از دبی اضافی نباید استفاده کنیم زیرا حوضچه خروجی حوضچه متعادلی است و سطح آب می تواند نوسان داشته باشد. در صورت اصلاح حوضچه های آب زلال خروجی برای تامین مقدار Ct موردنیاز، مهندسان باید از بافل های زیادی استفاده کنند و در شروع هر کانال یعنی جایی که جریان 180 درجه می چرخد، باید از بافل های روزنه دار استفاده شود. کمترین تعداد حوضچه های آب زلال دو عدد است در نتیجه قابلیت اطمینان و نگهداری در حد مطلوبی خواهد بود.
از موارد دیگر طراحی در خروجی آب زلال، ترکیب سازه مخزن آب زلال خروجی و ایستگاه پمپاژ است که پمپاژ بسیار خوب و تاسیسات بسیار خوب پمپاژ مثل پمپ های شست وشوی پساب فیلتر را فراهم می آورد. این طرح نه تنها هزینه های ساخت را کاهش می دهد بلکه محل مناسبی را هم ایجاد می کند. در یک طرح خوب پمپ های توربینی محور قائم را در بالای دال بتنی در بخش انتهایی حوضچه خروجی قرار دهیم که ممکن است پوشش دار یا بدون پوشش باشند.
از آن جا که پمپ های توربینی به هنگام سرویس و تعمیر باید به طور قائم بیرون کشیده شوند، مهندس طراح باید در سقف ایستگاه پمپاژ جایی را برای خارج ساختن پمپ در نظر بگیرد. این کار سبب می شود از ساخت سازه ای با ارتفاع بسیار بلند خودداری گردد. در بسیاری از موارد تصفیه خانه هایی که در مناطق گرم واقع شده اند نیازی به پوشش ایستگاه پمپاژ ندارند. حتی در مناطقی با زمستان های سرد در صورتی که مشکلات ناشی از بارندگی و برف نداشته باشیم نیازی به پوشش ساختمان ایستگاه پمپاژ نیست. این نوع از طراحی نیازی به چاهک های خشک، سیستم پرهزینه پمپاژ و پمپ های زهکشی کف نخواهیم داشت. در نتیجه هزینه های ساخت و نگهداری تا حد زیادی کاهش می یابد. ولی در نظر گرفتن یک اتاق خشک پمپاژ که یکی از دیوارهای آن دیوار مخزن آب زلال خروجی است و از پمپ های سانتریفوژ استفاده می کند، طرح بسیار خوبی است اما این طرح نسبت به طرح بالا خیلی هزینه بر است و همچنین مشکلات بسیار زیادی را در هنگام پدیده سیلاب خواهیم داشت.
تصفیه خانه آب شیراز
1. کلر زنی اولیه
2. حوضچه اختلاط سریع با همزن مکانیکی.
3. حوضچه انعقاد (لخته سازی).
4. ته نشینی با صفحه های لاملا.
5. فیلتراسیون(فیلتر شنی کند).
6. کلرزنی.
آبی که از سد درودزن به تصفیه خانه آب شیراز پمپ می شود آب برداشت شده از سد درودزن دراولین مرحله که وارد تصفیه خانه می شود وارد مخزن مرتفعی که به منظور تاْمین هد مورد نیاز واحدهای مختلف تصفیه تعبیه شده است می شود دارای سختی و کدورت کمی می باشد که کدورت آن تقریبا ۵/٢-٢ می باشد.( اگر کدورت آبی بالا باشد به آن پلی الکترولیت اضافه می کنند که کدورت آب را به اندازه زیادی کاهش می دهد)
در ضمن در ابتدای این تصفیه خانه دو ورودی آب تعبیه شده است که دبی هر کدام از این ورودی ها ۳۳۰۰ متر مکعب بر ساعت می باشد. آب درمرحله اوّل وارد واحد کلر زنی اولیه می شود و بعد از کلر زنی آب به حوضچه اختلاط سریع که به صورت مستطیلی می باشد وارد می شود که در این حوضچه به آب مقداری ماده منعقد کننده(شیمیایی) از قبیل آهک و سولفات آلومینیوم اضافه می کنند تا اینکه مواد کلوئیدی موجود در آب با مواد منعقدکننده مخلوط شوند البته لازم به ذکر است که مصرف زیاد سولفات آلومینیوم موجب بروز بیماری آلزایمر می شود.

حوضچه لخته ساز

بعد از حوضچه اختلاط سریع، حوضچه لخته ساز می باشد که در این حوضچه به آب یک زمان ماندی می دهند تا اینکه مواد شیمیایی با ذرات معلق موجود در آب به ذرات چگال تری تبدیل شوند که این امر باعث می شود تا ذرات معلق در حوضچه ته نشینی ، خوب ته نشین شوند.

در این حوضچه هم از بازوی همزن و هم از بافل(دیواره های حائل) برای اختلاط استفاده می کنند که بافل های موجود در اختلاط موجب حرکت دورانی آب می شوند.

حوضچه ته نشینی

بعد از حوضچه لخته ساز، آب وارد حوضچه ی ته نشینی می شود که این حوضچه از صفحات لاملا تشکیل شده است.علت استفاده از این صفحات نبودن فضای کافی برای ته نشینی در تصفیه خانه می باشد و این صفحات باعث افزایش سطح تماس ذرات و ته نشینی بهتر می شود.
که جریان آب از پایین به سمت بالا می باشد و در ضمن بالا آمدن و برخورد با صفحات، ذرات منعقد شده بر روی دیواره و کف ته نشین می شوند.
مکانیزم تمیز کردن این صفحات با جریان معکوس آب با فشار زیاد صورت می گیرد.
لجن های ته نشین شده در این حوضچه به وسیله بازوهایی به کف هدایت می شوند و از کف به وسیله پمپ لجن کش این لجن ها به یک استخر (بستر لجن خشک کن) پمپ می شوند.

فیلتراسیون

آب بعد از حوضچه ته نشینی توسط لوله هایی وارد واحد بعدی که فیلترهای شنی می باشد منتقل می شود. این مرحله دارای هفت حوضچه دو قلو می باشد که آب بعد از عبور از بین ماسه ها میزان کدورت آن کاهش می یابد .

ارتفاع ماسه ها بین ٢۰/١-۱۰/١ متر می باشد( معمولا از سیلیس هم استفاده می کنند )، حدودا ۵۰ تا۶۰ سانتی متر آب روی ماسه قرار می گیرد. در نهایت آب زلال توسط نازل هایی که در زیر ماسه ها تعبیه شده است به درون لوله منتقل می شود و از آنجا آب زلال به مرحله کلرزنی نهایی هدایت می شود.
امکان دارد که این فیلتر های شنی در ٢۴ ساعت کثیف شوند که از طریق شتشوی معکوس آن ها را تمیز می کنند. در این حالت ابتدا ورودی و خروجی حوضچه را بسته و از طریق نازل های هوا ، هوا وارد فیلتر های شنی می شود که این امر موجب برخورد ذرات می شود که در نهایت ذراتی که به هم چسبیده بودند از هم جدا می شوند. بعد از دمیدن هوا که به وسیله دو کمپرسور صورت می گیرد ، آب را توسط پمپی وارد حوضچه می کنند که این آب با فشار به مواد معلق برخورد کرده و به حوضچه ای منتقل می شوند که این آب به مصرف کشاورزی می رسد. به این عمل ، عمل back wash می گویند. در این تصفیه خانه هر روز این عمل انجام می شود.
بعد از عمل فیلتراسیون آب زلال به مخزن آب پاک منتقل می شود که در این مخزنها عمل کلر زنی به وسیله سیلندرهای به وزن ۱ تن صورت می گیرد ،که این عمل باعث گندزدایی آب می شود و باعث از بین رفتن انگلها می شود( کلر بر تخم انگل تاثیری ندارد) و همچنین اگر مواد آلی درون آب باشد باعث بوجود آمدن ترکیبات سرطان زا از قبیل منوکلروآمین ودی کلروآمین می شود.کلر زنی در ابتدای تصفیه خانه باعث ایجاد این ترکیبات سمی و سرطان زا می شود که می توان برای جلوگیری از ایجاد این ترکیبات سرطان زا در ابتدای تصفیه خانه با استفاده از یک لایه زغال فعال ترکیبات آلی موجود در آب را حذف نمود.

سیلندرهای حاوی کلر

معرفی منابع

1. کتاب مهندس موسوی(جلد اول و دوم)

2. کتاب متکف(جلد اول و دوم)

3. نشریات سازمان مدیریت و برنامه ریزی(در منابع )

4. اینترنت(منبع)

5. بازدید و اطلاعات کسب شده از خود تصفیه خانه و اوپراتور آن