پکیج تصفیه فاضلاب

محدودیت های محیط زیستی

طبق قانون محیط زیست:

تخلیه فاضلاب خام به منابع آب سطحی و زیرزمینی ممنوع است

کاربرد پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

• خروجی کارخانه و کارگاه ها
• ویلای مسکونی
• فاضلاب ساختمان اداری،
• پساب هتل‌
• فاضلاب مراکز اقامتی
• خروجی رستوران‌ ها
• پساب پادگان ها
• کمپ‌ کارگری
• مجتمع‌ های تفریحی گردشی سیاحتی زیارتی
• فاضلاب بهداشتی مجتمع های مسکونی

فرآیند لجن فعال

• مناسب تصفیه فاضلاب شهری است
• بیشترین تاثیر را در بین مراحل دارد
• به کمک باکتری ها و با روش بیولوژیکی، یون ها و مواد ناخواسته را حذف میکند
• بافت های مواد آلی را تجزیه میکند
• این مرحله پس از آشغالگیری صورت میگیرد
• با توجه به اینکه باکتری ها اکسیژن زیادی مصرف میکنند نیاز به هوادهی است
• همچنین هوادهی موجب اکسید شدن کاتیون ها میشود
• حذف مواد نیتروژن دار نیز در این مرحله صورت میگیرد

فاضلاب خانگی چیست و چرا تصفیه می شود؟

مخلوط کردن پساب با هوا موجب اکسید شدن فاضلاب و همچنین افزایش تساعدی باکتری ها میشود. باکتریها پس از این مرحله هم به شکل فلوک از حوض هوادهی وارد زلال ساز می شوند. باکتری ها در سطح پایین حوض زلال ساز ته نشین میشوند و معمولا از این لجن تهنشین شده دوباره در حوضچه هوادهی استفاده میشود.

فاضلاب حاصل از فعالیت های انسانی در خانه ها مانند حمام، لباسشویی، ظرفشویی، دفع زباله، توالت و غیره را فاضلاب خانگی می نامند که معمولاً حاوی مقادیر نسبتاً کمی آلاینده است اما حتی مقدار کمی از آلاینده ها می تواند تأثیر زیادی بر محیط زیست بگذارد. از این رو، یک سیستم تصفیه فاضلاب مسکونی که به درستی نصب و نگهداری می شود برای تصفیه و دفع فاضلاب خانگی، تأثیر آن بر آب های زیرزمینی و سطحی را به حداقل می رساند.

امروزه تصفیه فاضلاب خانگی نقش مهمی را ایفا می کند. تصفیه زباله های خانگی تضمین می کند که تمام فاضلاب های خانگی به درستی تصفیه می شوند تا ایمن، تمیز و مناسب برای رهاسازی در محیط، دریاچه ها یا نهرها باشد. سیستم های فاضلاب خانگی برای تصفیه تمام زباله های مایع تولید شده از یک محل سکونت طراحی شده اند. آلاینده های احتمالی در فاضلاب خانگی شامل باکتری های بیماری زا، ویروس های عفونی، مواد شیمیایی خانگی و مواد مغذی اضافی مانند نیترات است.

زباله های خانگی از دو شار اصلی تشکیل شده است: یکی آب خاکستری که از سینک های آشپزخانه، سینک های دستشویی، لباسشویی، دوش، حمام و غیره است، و دومی آب سیاه که از توالت ها و ادرار است.
تصفیه خانه فاضلاب خانگی زباله های خانگی را از طریق سه مرحله عمده تجزیه می کند.

 

1. مرحله اولیه:

آ. این اولین مرحله تصفیه فاضلاب/فاضلاب است که حدود 40 تا 60 درصد از مواد جامد معلق را حذف می کند.
ب این شامل غربالگری برای حذف اجسام بزرگ مانند چوب، سنگ و غیره است که می تواند به ورودی مخزن آسیب برساند.
ج از محفظه سنگ ریزه استفاده می کند که جریان فاضلاب را کند می کند تا شن به طور طبیعی به پایین مخزن بیفتد، جایی که می توان آن را جدا کرد.
د زلال ساز اولیه یا مخزن ته نشینی/رسوبی در این مرحله آلاینده های فرورفته و شناور را حذف می کند.
ه. پساب نیمه تصفیه شده از مخازن اولیه سپس به سیستم تصفیه ثانویه جریان می یابد.

 

2. مرحله ثانویه:

آ. این مرحله ای است که تصفیه بیولوژیکی (هوازی/بی هوازی) فاضلاب از مرحله اولیه آغاز می شود و تا 90 درصد مواد آلی را حذف می کند.
ب از فرآیند لجن فعال استفاده می کند که از اکسیژن محلول برای ترویج رشد لخته بیولوژیکی استفاده می کند که به طور قابل توجهی مواد آلی را حذف می کند.
ج “لجن فعال” حاوی باکتری به طور مداوم به مخزن هوادهی بازگردانده می شود. برای افزایش سرعت تجزیه آلی.
د باکتری ها به جامدات معلق محلول و ریز تقسیم شده حمله می کنند که با رسوب اولیه حذف نمی شوند.
ه. سپس آب به مخازن ته نشینی برده می شود، جایی که لجن دوباره ته نشین می شود و آب را 90 تا 95 درصد عاری از آلاینده ها می کند.

3. مرحله سوم:

آ. هنگامی که پساب حاصل از تصفیه ثانویه قابل قبول نباشد، می توان از سطح سوم تصفیه به نام تصفیه ثالثی یا پیشرفته استفاده کرد.
ب هدف آن ارائه مرحله نهایی تصفیه برای بالا بردن کیفیت پساب به سطح مطلوب است.
ج هنگامی که فاضلاب به مرحله سوم می رسد، همچنان حاوی مواد معلق و ذرات ریز است و در این مرحله حذف می شود.
د آب در این مرحله تقریباً عاری از مواد و مواد شیمیایی مضر است و می تواند مورد استفاده مجدد قرار گیرد، بازیافت شود و یا دوباره در محیط آزاد شود.
ه. این مرحله به عنوان مرحله ضد عفونی نیز نامیده می شود و UV یک ضد عفونی کننده ایده آل برای فاضلاب است زیرا کیفیت آب را تغییر نمی دهد.

 

 

هدف از تصفیه فاضلاب چیست؟

 

تصفیه فاضلاب شهری چقدر در کاهش آلودگی آب موثر است؟

این حقیقت که آب بسیار با ارزش است به راحتی فراموش می شود. آب تمیز از شیر آب جاری می شود، ما از آب استفاده می کنیم و سپس آب “کثیف” به سمت لوله تخلیه می رود. از آنجایی که آب خروجی از منازل، مدارس و محل کار ما آلوده به مواد آلی و مواد مغذی است، جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری برای حفظ سلامت انسان و محیط زیست بسیار مهم است.

هنگامی که این آلاینده ها وارد آب می شوند، می توانند رودخانه ها را برای ماهی ها و بی مهرگان غیرقابل سکونت کنند یا باعث رشد بیش از حد گیاهان و جلبک ها شوند.

رواج تصفیه موثر فاضلاب در قرن بیستم

سلامت انسان و کیفیت محیطی را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. در اکثر کشورهای اروپایی، فاضلاب در یک تصفیه خانه فاضلاب شهری جمع آوری، حمل و تصفیه می شود، جایی که اجزای مضر برای محیط زیست و سلامت انسان قبل از بازگشت به طبیعت از بین می روند.

اطلاعات بیشتر در مورد نحوه انجام تصفیه فاضلاب

را می توان در مقاله آموزنده ما با عنوان چالش های تصفیه فاضلاب شهری در قرن بیست و یکم یافت. علاوه بر این، شاخص‌هایی برای تصفیه آب شهری در اروپا، نقشه‌های جزئیات تصفیه خانه‌های فاضلاب شهری، نمایشگرهای داده و یک پایگاه داده نیز موجود است.

گزارش تصفیه فاضلاب صنعتی – فشارهای روی محیط زیست در اروپا آخرین داده ها را در مورد انتشار گازهای گلخانه ای از منابع مختلف، از صنعت گرفته تا آب، سیستم های فاضلاب و تصفیه خانه های فاضلاب شهری تجزیه و تحلیل می کند.

 

 

 

 

 

 

به دلیل هوادهی لجن و فعال شدن باکتریها در طول هوادهی اصطلاح لجن فعال برای شرح فرآیند به کار می رود. یعنی فرآیندی که باکتریها در پالایش فاضلاب در راخل تانک هوادهی فعال هستند.

یونهای آمونیوم تولید شده در سیستم فاضلابرو و تانک هوادهی جزو مواد غذایی مورد نیاز باکتریها می باشد که طی هیدرولیز یا آمین زدایی، نیتروژن را به فرم یون آمونیوم اکسید می کنند. اکسیداسیون یونهای آمونیوم به وسیله باکتریها، نیتریفیکاسیون نامیده می شود. باکتریها با اکسید کردن یونهای آمونیوم در تانک هوادهی سبب آزاد شدن یونهای نیتریت می شوند.

وجود ترکیبات نیتروژن دار یا مواد زائد حاوی نیتروژن در پساب خروجی از فرآیند لجن فعال می تواند اثر نامطلوبی بر کیفیت آبهای پذیرفته داشته باشد. مهمترین ترکیبات نیتروژن دار که سبب آلودگی آبهای پذیرنده می شوند ترکیباتی با بارهای مثبت و منفی شامل یونهای آمونیوم، نیتریت و نیترات می باشند. از مهمترین اثرات نامطلوب گزارش شده از حضور مواد زائد نیتروژن دار، کاهش اکسیژن محلول، سمیت، اوتریفیکاسیون و بیماری مت همو گلوبینمیا می باشد.

 

نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون

برای کاهش اثرات زیان آور مواد زائد نیتروژن دار روی آب پذیرنده، نیاز به وضع مقررات منطقه ای جهت پایین آوردن مقادیر مواد زائد نیتروژن دار در پساب های خروجی و همچنین استفاده از فرآیندهای نیترات سازی و نیترات زدایی در فرآیند تصفیه لجن فعال می باشد.

لازمه انجام نیتریفیکاسیون محدود کردن تخلیه آمونیوم انتشار یافته و لازمه انجام دنیتریفیکاسیون محدود کردن تخلیه کل نیتروژن یا کل نیتروژن کجلدال می باشد.

نیتریفیکاسیون بیولوژیکی تبدیل یا اکسیداسیون یونهای آمونیوم به یونهای نیتریت و سپس یونهای نیترات می باشد. در طی اکسیداسیون یونهای آمونیوم و نیتریت، به واسطه گروهی از ارگانیسم های منحصر به فرد (باکتریهای ازته) اکسیژن به یونها اضافه می شود.

وقوع پدیده نیتریفیکاسیون در طبیعت و به خصوص خاک اهمیت زیادی دارد

زیرا نیتروژن به عنوان یک ماده مغذی در گیاهان به شکل یونهای نیترات جذب می شود. وقوع این پدیده در آب و تصفیه فاضلاب برای دستیابی به اهداف خاص و پیشگیری از مشکلات ایجاد شده در بهره برداری نیز دارای اهمیت می باشد. یونهای آمونیوم در طی فرآیند نیتریفیکاسیون اکسید می شوند اما آمونیاک اکسید نمی گردد. مقادیر آمونیاک و یونهای آمونیوم در یک تانک هوادهی بستگی به pH و درجه حرارت لجن فعال دارد.

دنیتریفیکاسیون فاضلاب توصیفی توصیفی است که استفاده از یونهای نیتریت یا نیترات به وسیله باکتریهای اختیاری بیهوازی (باکتریهای نیتراته)، جهت تجزیه cBOD را بیان می کند. دنیتریفیکاسیون اغلب به دنبال نیتریفیکاسیون هوازی می باشد. شکلهای مختلف از ترکیبات نیتروژنه را از فاضلاب جدا می کند. دنیتریفیکاسیون در شرایط آنوکسیک رخ می دهد. بنابراین دنیتریفیکاسیون می تواند شرایط مناسب بهره برداری را بهبود بخشد و یا می تواند به مشکلات بهره برداری کمک کند.

نیتریفیکاسیون نیتروژن را از فاضلاب حذف نمی کند بلکه آن را از فرم یون آمونیوم به یون نیترات انتقال می دهد.

ولی دنیتریفیکاسیون نیتروژن را با تبدیل به گاز نامحلول و خروج به اتمسفر از فاضلاب حذف می کند. در طی فرآیند دنیتریفیکاسیون در کنار مولکول نیتروژن، اکسید نیتروس N2O تولید می شود. این گاز نیتروژنه در فاضلاب به صورت نامحلول بوده و به اتمسفر وارد می گردد.

 

 

سیستم ها و تجهیزات برای طراحی پلت فرم فراساحلی

نعیم نوری سمیعی کارشناس ارشد سازه های هیدرولیک، مدیریت مهندسی عملی سکوهای نفت و گاز دریایی، 1395

3.5.3 سیستم تصفیه فاضلاب

وظیفه سیستم تصفیه فاضلاب جمع آوری زهکش های خاکستری از آشپزخانه، دوش ها و حوضچه های شستشو به اضافه زهکش های سیاه رنگ از توالت ها و ترکیب آنها با زهکش های شستشو است. اینها همه به عنوان زهکشی غیر خطرناک طبقه بندی می شوند که حاوی محتویات نفت یا گاز نیستند. سپس بسته بندی مخلوط شده و ذرات را به اندازه های کوچک کاهش می دهد. هدف اصلی انجام چندین کار قبل از تخلیه به دریا است:

•نیاز بیوشیمیایی اکسیژن (BOD) سیستم به یک سطح معین (30 تا 45 پی پی ام) کاهش می یابد. این امکان تخلیه به دریا را بدون هیچ خطری برای محیط زیست فراهم می کند. BOD مقدار اکسیژنی است که میکروارگانیسم های موجود در فاضلاب برای تجزیه مواد آلی مصرف می کنند. برای مدت 5 روز در محیط تاریک و دمای آب 20 درجه سانتی گراد اندازه گیری می شود. این معیار درجه خلوص آب است. آب آشامیدنی ممکن است BOD 1-2 ppm داشته باشد.

•اندازه ذرات را کاهش دهید تا از گرفتگی لوله ها جلوگیری کنید و در عین حال امکان تجزیه سریع آنها را پس از دفع در دریا فراهم کنید.

•آب تخلیه به اندازه کافی رقیق می شود تا کل جامدات معلق را به سطوح قابل قبول (30 تا 50 پی پی ام) کاهش دهد. افزایش مواد جامد معلق شفافیت آب را محدود می کند و در صورت گیر افتادن در آبشش ممکن است بر تنفس ماهی تاثیر بگذارد.

•محل تجمع را با هیپوکلریت سدیم ضد عفونی کنید تا تخلیه ایمن آن به دریا امکان پذیر شود.

اینها در چند مرحله انجام می شود.

•آب سیاه و خاکستری در یک مخزن مخلوط می شوند تا یک ترکیب یکنواخت داشته باشند.

•این مخلوط با هیپوکلریت سدیم ضد عفونی می شود تا انگل ها را از بین ببرد.

•جامدات به اندازه های کوچک تکه تکه می شوند.

•این محلول به اندازه کافی با آب شیرین تا حد قابل قبول رقیق می شود.

در سکوهای محل زندگی که حجم زیادی از مواد فاضلاب دارند

• برای رقیق کردن آن تا حد قابل قبول حجم زیادی آب شیرین مورد نیاز است. بخش اصلی مواد جامد ممکن است فیلتر شود.
• این یا در یک زباله سوز سوزانده می شود یا در مخزن دیگری نگهداری می شود تا از طریق قایق های تدارکاتی به خشکی منتقل شود.
• مواد باقیمانده از طریق کیسون فاضلاب به دریا تخلیه می شود.
• در بسیاری از سکوها این یک نقطه تغذیه برای ماهی ها است. جمع شدن کلنی های ماهی در اطراف این نقاط طبیعی است.
• مخازن را می توان از فولاد کربنی ملایم ساخت. فقط مخزن هیپوکلریت باید از مواد مناسب مانند پلاستیک یا GRP برای جلوگیری از خوردگی باشد.
• ماسراتور قبل از رقیق شدن با آب شیرین، مواد جامد را به اندازه کوچکتر تجزیه می کند.
• بنابراین باید دارای یک سطح سخت شده برای مقاومت در برابر سایش سطوح داخلی خود باشد.
• ظرفیت بسته به تعداد پرسنل روی پلت فرم بستگی دارد.
• برای سکوهای بدون سرنشینی که تنها توسط تعداد محدودی از خدمه در طول تعمیر و نگهداری بازدید می شود
• حداقل ظرفیت مشخص خواهد شد. برای سایرین، 100 تا 150 لیتر در روز برای هر خدمه ممکن است استفاده شود.
• مدیریت مصب ها و سواحل
• خانم. کانر، … A.C. Rex، در رساله ای در مورد رودخانه و علوم ساحلی، 2011

11.05.3.4 نظارت بر پساب

بهبود سیستم تصفیه فاضلاب به طور خاص برای رسیدگی به آلاینده های نگران کننده طراحی شده است (جدول 1). برنامه پیش تصفیه میزان بسیاری از این آلاینده ها را در پساب فاضلاب بسیار کاهش داده است. درمان ثانویه باعث کاهش بیشتر غلظت آلاینده های نگران کننده به جز مواد مغذی می شود. DITP تقریباً 85 تا 90 درصد از جامدات معلق و اکسیژن بیوشیمیایی (BOD)، 50 تا 90 درصد از مواد شیمیایی سمی و حدود 15 درصد از نیتروژن را از پساب حذف می کند (دلانی و رکس، 2007؛ دلانی، 2009).

جدول 1. ارتباط MWRA اقدامات لازم برای بهبود محیط زیست در بندر بوستون

مواد آلی/اکسیژن محلول جامد/ کدورت مواد مغذی پاتوژن ها روغن و گریس ترکیبات سمی زیبایی شناسی

پیش درمان کم – – – متوسط ​​بالا –

ترشحات کف به پایان می رسد – – – – زیاد – زیاد

تخلیه بیوسولیدها زیاد بالا متوسط ​​زیاد کم زیاد زیاد به پایان می رسد

کارخانه اولیه جدید زیاد زیاد کم زیاد کم زیاد کم

کارخانه ثانویه جدید زیاد زیاد کم زیاد کم زیاد کم

خروجی جدید بالا زیاد بالا بالا – زیاد بالا

طرح CSO کم کم کم زیاد کم کم زیاد

تقریباً تمام جریان DITP اکنون درمان اولیه و ثانویه را دریافت می کند، با مقدار کمی از جریان تصفیه شده اولیه (ترکیب) در طول طوفان های قوی رخ می دهد. تخلیه جامدات در نتیجه این تصفیه کاهش یافته است، مانند بارهای فلزات سمی و ترکیبات آلی (شکل 8 و 9). زمانی که نقره به عنوان ردیاب فاضلاب استفاده می شد، اکنون به ندرت در پساب شناسایی می شود. بارهای آلاینده های آلی نیز کاهش یافته است. تنها 3 تا 4 پوند PCB و 0.5 تا 0.75 پوند آفت کش های کلردار در سال 2008 تخلیه شد.

کاهش جیوه در محیط زیست نه تنها برای MWRA، بلکه برای سیاستگذاران در سراسر نیوانگلند و کانادا نیز اولویت اصلی بوده است.

انباشتگی جیوه در ماهی منبع اصلی برای انسان است و بیشتر آب های ماساچوست در معرض مصرف ماهی هستند.

توصیه های ناشی از جیوه از طریق برنامه کاهش منبع MWRA، تقریباً 75 درصد از دندانپزشکان در منطقه جداکننده‌های آمالگام را برای کاهش ورودی‌های جیوه به سیستم فاضلاب نصب کردند و بیمارستان‌ها در حال کاهش ترشحات جیوه هستند. بار در گلوله های پساب، پساب و کود ساخته شده از جامدات زیستی کاهش زیادی را نشان می دهد.

بارهای ورودی از سال 1999 به نصف کاهش یافته است. تخلیه جیوه در پساب از میانگین 0.14 پوند در روز در سال 1999 به 0.03 پوند در روز در سال 2008 کاهش یافته است.

اکنون، بیشتر جیوه وارد شده به آب های ماساچوست از هوا منشاء می گیرد. آلودگی ناشی از نیروگاه های برق در غرب میانه و جنوب شرق.

بارهای نیتروژن کل برای چندین سال تقریباً ثابت مانده است،

در حالی که بخشی از بار کل که از آمونیوم تشکیل شده است کمی افزایش یافته است (شکل 10).

مواد مغذی به طور موثر با تیمار ثانویه حذف نمی شوند و فرآیند بیولوژیکی تیمار ثانویه تغییر می کند.

شکل 10. تخلیه سالانه نیتروژن. تخلیه آمونیوم نسبتا بالا باقی مانده است،

در نتیجه فرآیند تصفیه ثانویه. (TKN، نیتروژن کل کجلدال، اندازه گیری نیتروژن کل در پساب).

بسترهای نی خشک کن لجن:

یک اکوتکنولوژی کلیدی برای زیرساخت های بهداشتی پایدار در برزیل

آندره باکستر بارتو، … برنو هنریکه لیته کوتا، در اقتصاد دایره ای و پایداری، 2022

2.5 لجن فاضلاب: چالشی که باید رشد کند

مدیریت و دفع نهایی جامدات زیستی از فرآیندهای تصفیه فاضلاب یک نگرانی رو به رشد در برزیل است زیرا سیستم های تصفیه فاضلاب به طور موثر اجرا و اجرا می شوند. برنامه‌ریزی مدیریت جامدات زیستی با ارائه اشکال دفعی که به محل‌های دفن زباله وابسته نیستند، از نظر فنی، زیست‌محیطی و اقتصادی برای فعال کردن بهداشت عمومی ضروری است.

هیچ موجودی در مورد فن آوری های مدیریت لجن در برزیل به اندازه بررسی های ANA وجود ندارد. اما رایج‌ترین جایگزین‌ها، تخت‌های خشک‌کن معمولی برای WWTP‌های کوچک و متوسط، و تجهیزات مکانیکی آب‌گیری (سانتریفیوژ، پرس پیچ و غیره) برای WWTP‌های متوسط ​​و بزرگ هستند. دو کاربرد مهم دیگر کیسه های آبگیری و تثبیت قلیایی است. مقصد جامدات زیستی به محل دفن زباله هنوز شکل اصلی دفع نهایی است. با این حال، موارد مهمی از دفع لجن کشاورزی وجود دارد که توسط شرکت های بهداشتی دولتی سائوپائولو، ناحیه فدرال و پارانا انجام شده است (Sampaio، 2013).

هنگامی که لجن فاضلاب به طور متعارف به عنوان یک زباله جامد شهری شناخته می شود، مهم است که یک مرور کلی بر زیرساخت مدیریت پسماند جامد شهری در سراسر کشور داشته باشیم (شکل 5). 2268 واحد مدیریت پسماندهای جامد شهری در کشور وجود دارد که 70 درصد آنها را محل دفن زباله یا محل دفن کنترل شده تشکیل می دهند که تنها 607 محل دفن بهداشتی دارد. فقط 3٪ کارخانه های کمپوست سازی زباله های جامد آلی هستند (Brasil, 2018a, b). این داده‌ها نشان می‌دهند که زیرساخت‌های موجود چقدر ناکافی است، به‌ویژه با توجه به اینکه محل‌های زباله شکل غالب مقصد هستند. این سناریو نیاز به بازنگری در تدارکات مدیریت لجن فاضلاب با اجرای اقتصاد دایره ای در بهداشت را نشان می دهد.

شکل 5. تعداد و نوع کارخانه‌های پسماند جامد با روش‌های فرآوری در برزیل (n = 2268).

داده های به دست آمده از برزیل، 2018a. Diagnóstico do Manejo de Resíduos Sólidos Urbanos-2018. Ministério do Desenvolvimento Regional. http://www.snis.gov.br/diagnostico-anual-residuos-solidos/diagnostico-do-manejo-de-residuos-solidos-urbanos-2018. (دسترسی در 19 مارس 2020).
از بین گزینه‌های مختلف برای دفع مناسب لجن فاضلاب، بازیافت کشاورزی امیدوارکننده‌ترین گزینه هم از نظر زیست‌محیطی و هم از جنبه اقتصادی است، زیرا زباله‌ها را به یک نهاده کشاورزی مهم تبدیل می‌کند. در سال 2010، حدود 42 درصد از لجن فاضلاب شهری اروپا تصفیه و در زمین های کشاورزی مورد استفاده قرار گرفت، 27 درصد سوزانده شد، 14 درصد از طریق دفن زباله دفع شد و حدود 17 درصد به روش های دیگر دفع شد. .

مزایای اقتصادی بازیافت مواد مغذی و مواد آلی از لجن نیز باید برجسته شود. مطالعات Corrêa و Corrêa (2001) نشان می دهد که نیتروژن، فسفر و مواد آلی موجود در یک تن لجن فاضلاب تازه می تواند مقادیری در حدود 22.00 دلار در هر تن را نشان دهد. این مقادیر می تواند به ترتیب به 31.00 R$ در هر تن و 158.00 R$ در هر تن برای لجن کمپوست شده و لجن خشک شده حرارتی برسد.

بازیافت لجن کشاورزی در برزیل در برخی مناطق به خوبی تثبیت شده است. SANEPAR، شرکت بهداشت پارانا، با سابقه طولانی تحقیقات و اقدامات، رهبر ملی است. SABESP، از سائوپائولو، و CAESB، از منطقه فدرال، نیز شرکت هایی با تجربه گسترده هستند. تاکید بر تجربیات ایجاد شده در مورد بازیافت انرژی از لجن در برخی از تصفیه خانه های بزرگتر مهم است. WWTP Arrudas (Belo Horizonte-MG) و Belém WWTP (Curitiba-PR) موارد به طور گسترده شناخته شده هستند.

اما با وجود این تجربیات مهم ملی، هنوز تقاضای زیادی برای بهبود وجود دارد

به محض اینکه انتظار می رود زیرساخت های تصفیه فاضلاب رشد کند و رویکردهای سنتی مدیریت لجن با موانع فنی و اقتصادی مواجه شود، با توجه به ویژگی های جغرافیایی برزیل، توسعه و گسترش یافت. پیچیدگی عملیاتی و CAPEX و OPEX بالا، استفاده از سیستم های مکانیزه را در شهرداری های کوچک و متوسط ​​دشوار می کند. عامل مهم دیگر مقیاس قابلیت حیات برای برخی از فناوری‌ها مانند بازیابی انرژی و کمپوست مکانیکی است. زمانی که مقیاس پذیری و پایداری مالی نه تنها به جنبه های فنی، بلکه به استراتژی های بازار نیز مرتبط شود، این دو رویکرد در شهرداری های بزرگتر، با جمعیتی بیش از 100000 نفر قابل اجرا هستند. در نهایت، یکی دیگر از محدودیت‌های دفع زباله، بدون توجه به جنبه‌های زیست‌محیطی، کمیاب بودن چنین سازه‌هایی به‌ویژه در شهرداری‌های کوچک است.

دو چارچوب نظارتی مهم دیگر عبارتند از: سیاست ملی زباله جامد (برزیل، 2010) و سیاست ملی تغییر آب و هوا (برزیل، 2009a). هر دو سیاست عمومی بخش تصفیه فاضلاب را به سمت بهره وری بهتر انرژی، کاهش هزینه های عملیاتی و بهبود مدیریت لجن سوق می دهد. بنابراین، ماتریس تکنولوژیکی برزیل نیازمند رویکردهایی برای مدیریت لجن است که به این چالش‌های فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی بپردازد. در این سناریو، سیستم‌های تالاب‌های ساخته‌شده با پتانسیل عظیمی برای برآوردن این نیازها در حال ظهور هستند.

آلودگی آب های زیرزمینی

چارلز آر فیتس، در علوم آبهای زیرزمینی (نسخه دوم)، 2013

11.2.2 سیستم های سپتیک

سیستم‌های سپتیک برای دفع زیرسطحی فاضلاب انسانی در بیشتر مناطق روستایی که از فاضلاب و سیستم‌های تصفیه فاضلاب استفاده نمی‌کنند، یک قانون است. بیشتر سیستم‌های سپتیک به یک خانوار خدمت می‌کنند، اما برخی از سیستم‌های بزرگتر به مجموعه‌ای از خانه‌ها و/یا دفاتر خدمات می‌دهند.

یک سیستم سپتیک معمولی از سری لوله های تخلیه در سیستم لوله کشی خانه شروع می شود. همه اینها به یک لوله متصل می شوند و تخلیه می شوند که از بیرون به یک مخزن سپتیک مدفون می رود، جایی که مواد جامد ته نشین می شوند و به دام می افتند. برای حذف مواد جامد انباشته شده، مخزن باید به طور دوره ای پمپ شود. از مخزن، فاضلاب به یک میدان شستشو جریان می یابد، معمولاً شبکه ای از لوله های توزیع متخلخل که در یک ماده متخلخل در ناحیه غیراشباع قرار می گیرند (شکل 11.1).

برای دانلود تصویر در اندازه واقعی وارد شوید

شکل 11.1. سیستم سپتیک خانگی معمولی. مخزن سپتیک دارای حفره هایی برای به دام انداختن مواد جامد و دریچه ای برای گازها می باشد.

فاضلاب حاوی ترکیبات آلی محلول است که به واکنش های ردوکس در میکروب های ساکن در سیستم دامن می زند. واکنش های ردوکس در مخزن معمولاً بی هوازی هستند، از جمله تخمیر، تولید متان و احیای سولفات (Wilhelm et al., 1994). آب خروجی از مخزن دارای غلظت بالایی از ترکیبات آلی، CO2 و آمونیوم (NH) است.

در زمینه لیچینگ، اکسیژن در دسترس است و تنفس هوازی و نیتریفیکاسیون فرآیندهای کلیدی هستند (جدول 10.13). غلظت ترکیبات آلی و NH کاهش می یابد، CO2 تکامل می یابد، و غلظت نیترات (NO) افزایش می یابد. معمولاً برای پساب خروجی از ناحیه غیراشباع یک میدان آبشویی با عملکرد مناسب، غلظت نیترات در محدوده 20 تا 70 میلی گرم در لیتر (NO-N: جرم نیتروژن در نیترات در هر حجم) است که از حداکثر آب آشامیدنی ایالات متحده فراتر می رود. سطح آلاینده (MCL) 10 میلی گرم در لیتر (NO-N). در اکثر سیستم های سپتیک، نیترات یک آلاینده آب های زیرزمینی نگران کننده است. برخی از طرح‌های سیستم سپتیک شامل یک منطقه بی‌هوازی دیگر فراتر از منطقه هوازی در زمینه شستشو هستند، جایی که نیترات زدایی (جدول 10.13) غلظت نیترات را در پساب کاهش می‌دهد (Robertson and Cherry, 1995; Robertson et al., 2000).

اخیراً مشخص شده است که پساب فاضلاب سیستم‌های دفع تجاری و خانگی نیز می‌تواند حاوی طیف وسیعی از ترکیبات شیمیایی موجود در داروها، مواد غذایی، محصولات مراقبت شخصی و محصولات خانگی باشد (Kolpin et al., 2002; Standley et al., 2008). ). مواد شیمیایی موجود در داروها و مواد غذایی از انسان عبور می کنند و در پساب سیستم باقی می مانند. به عنوان مثال، کافئین به عنوان شاخصی برای آلودگی سیستم سپتیک استفاده شده است (Seiler et al., 1999). هورمون‌ها مواد شیمیایی آزاردهنده‌ای هستند که به اندازه کافی باقی می‌مانند تا از طریق سیستم دفع به آب‌های زیرزمینی و سطحی مهاجرت کنند، جایی که می‌توانند به زندگی آبزیان آسیب بزنند. در کیپ کاد، ماساچوست، جایی که بیش از 85 درصد خانه‌ها دارای سیستم‌های سپتیک هستند، چندین حوضچه در آبخوان شن و ماسه حاوی هورمون‌های استروژنی با غلظت‌هایی نزدیک به غلظت‌هایی هستند که واکنش‌های فیزیولوژیکی در ماهی‌ها را تحریک می‌کنند (Standley et al., 2008).

سیستم‌های سپتیک زمانی از کار می‌افتند که میدان شستشو دسترسی کافی به اکسیژن برای تجزیه کامل کربن آلی با تنفس هوازی نداشته باشد. این می تواند زمانی اتفاق بیفتد که سیستم خیلی نزدیک به سطح آب قرار گیرد، در خاک هایی که دانه های خیلی ریز دارند، یا در سیستم های قدیمی که با یک تشک بیولوژیکی اشباع شده مسدود می شوند.

سورفکتانت ها، آنیونی و غیریونی
G.L. کندی، در دایره المعارف سم شناسی (ویرایش سوم)، 2014

سرنوشت و رفتار محیطی

استفاده از سورفکتانت ها در خانه، صنعت

ریال و محصولات تمیز کننده سازمانی عمدتاً شامل انتشارات زیست محیطی از طریق زهکشی به سیستم های تصفیه فاضلاب (تصفیه خانه های فاضلاب یا سیستم های سپتیک تانک) و سیستم های آبی است. زنجیره های هیدروکربنی این مواد عموماً تمایل به شکستن نسبتاً سریع در محیط دارند. پایان تجاری مولکول رفتار متفاوتی دارد. از این رو، هیچ اظهارات فراگیر نمی تواند بیان شود. سدیم لوریل سولفات را می توان به راحتی از سیستم های آبی (فیلتر کردن و هوادهی) حذف کرد و به آسانی تجزیه زیستی می شود (42 گونه از 45 سویه سودوموناس می توانند سولفات های آلکیل را به اسیدهای چرب اشباع و غیر اشباع تجزیه کنند). در فاضلاب، لجن، آب دریا و در ارگانیسم های منتخب از 75 تا 100 درصد، تخریب سدیم لوریل سولفات گزارش شده است. چندین حوزه قضایی، از جمله ایالات متحده و اتحادیه اروپا، الزامات نظارتی در مورد تجزیه پذیری زیستی سورفکتانت ها دارند.

HRP های شیمیایی در فاضلاب

Gang Wu، … دکتری Jinju Geng، در آلاینده های پرخطر در فاضلاب، 2020

2.5.3 مهاجرت و تبدیل سایر HRP ها در فاضلاب
DBP ها معمولاً در طی فرآیند نهایی گندزدایی تصفیه آب تولید می شوند، بنابراین محصولات جانبی ضد عفونی تولید شده دیگر مستقیماً از طریق سیستم تصفیه فاضلاب به بدنه آبی پایین دست تخلیه نمی شوند.

به طور کلی،

به دلیل زیست تخریب ناپذیری، نانو مواد را نمی توان در فناوری تصفیه بیولوژیکی مبتنی بر سیستم تصفیه فاضلاب تجزیه کرد. جذب اصلی ترین مسیر حذف نانو مواد در سیستم تصفیه فاضلاب است. کیسر و همکاران (2009) حذف و آزادسازی تیتانیوم در WWTPها را بررسی کرد و دریافت که نمونه حاوی 2250 میلی‌گرم در لیتر TSS تقریباً 85 درصد برای Ti دارد.

با توجه به میکروپلاستیک‌ها، بازده کلی حذف میکروپلاستیک‌های WWTP بدون تصفیه ثالثیه بالاتر از 88٪ بود و این تعداد در WWTPs با تصفیه سوم به بیش از 97٪ افزایش یافت. راندمان حذف نسبتاً بالای میکروپلاستیک‌ها توسط WWTP نشان داد که بیشتر میکروپلاستیک‌ها در لجن فاضلاب باقی مانده‌اند (سان و همکاران، 2019).

HRP های بیولوژیکی در فاضلاب
Shuyu Jia، دکتر Xuxiang Zhang، در آلاینده های پرخطر در فاضلاب، 2020

3.6.3.1 فاضلاب پزشکی و دارویی

فاضلاب پزشکی و دارویی حاوی مقادیر زیادی ARG و ARB است که منبع اصلی ARGs و ARB در محیط آبی است. رودریگز موزاز و همکاران (2015) ARGها را در فاضلاب بیمارستانی، سیستم تصفیه فاضلاب شهری و رودخانه دریافت کننده در اسپانیا شناسایی کردند و دریافتند که فراوانی blaTEM، qnrS، sulI و tet(W) در فاضلاب بیمارستانی بیشتر از فاضلاب شهری است. سیستم تصفیه و رودخانه پذیرنده ARG در بتالاکتام (blaVIM و blaSHV)، آمینوگلیکوزیدها (aacC2)، کلرامفنیکل (catA1 و floR)، ماکرولید-لینکوزامید-استرپتوگرامین ها (emrA و mefA)،

سولفونامید (sulI و sulII)

و تتراسایکلین (tet(A)، tet (B)، tet (C)، tet (O) و tet (W)) مرتبط با ترانسپوزون‌ها در فاضلاب بیمارستانی رومانیایی یافت شده‌اند (Szekeres et al., 2017). علاوه بر این، سولفونامید (sulI و sulII))، تتراسایکلین (tet(O)، tet(T)، tet(M)، tet(Q)، و tet(W)، β-لاکتام (blaOXA-1، blaOXA-2) و ژن های مقاومت blaOXA-10) و ماکرولید (ermB) بر اساس تجزیه و تحلیل کمی PCR در سیستم های تصفیه فاضلاب دارویی معمولی شناسایی شدند (Zhai et al., 2016).

حداکثر غلظت ARGs

شناسایی شده در پساب نهایی WWTP های دارویی تا 3.68 × 106 کپی در میلی لیتر توسط وانگ و همکاران (2015) و 2.36 × 107 کپی در میلی لیتر توسط Zhai و همکاران (2016)، که بسیار بالاتر از غلظت در MWTP ها بود که توسط مائو و همکاران نشان داده شد. (2015).

در فاضلاب بیمارستانی در دهلی نو، لامبا و همکاران. (2017) 748 سویه باکتریایی مقاوم به بتالاکتام با طیف گسترده (شامل Escherichia coli، Klebsiella، و Pseudomonas putida) و 953 سویه انتروباکتریاسه مقاوم به کارباپنم (از جمله Klebsieaellabsoneidom، Klebsieelabsenieaspeneum، Klebsieelabsonieaspeneum p. ARB مقاوم به کارباپنم همچنین در فاضلاب بیمارستانی در چین، کرواسی و سایر کشورهای جهان وجود دارد (Zhang et al., 2013a; Hrenovic et al., 2015).

فاضلاب شهری

استفن ام. ماج، اندرو اس. بال، در پزشکی قانونی محیطی، 1964

3.9.4 عوامل سفید کننده فلورسنت

به منظور بهبود خواص نوری (روشنایی) منسوجات، پارچه ها با گروهی از مواد شیمیایی که در اشعه ماوراء بنفش جذب می شوند و در انتهای آبی طیف مرئی ساطع می شوند، درمان می شوند (گیلپین و همکاران، 2003). پس از شستشوی مکرر، این مواد شیمیایی به تدریج از پارچه پاک می شوند اما می توان آنها را با ترکیباتی که به پودرهای لباسشویی اضافه می شود جایگزین کرد. ترکیبات اصلی در شکل 3.9.2 نشان داده شده است. علاوه بر اینکه در پودرهای لباسشویی وجود دارند، در بهبود خواص نوری کاغذها نیز کاربرد دارند.

برای دانلود تصویر در اندازه واقعی وارد شوید
شکل 3.9.2. ساختار عوامل کلیدی سفید کننده فلورسنت (FWAs).

مقادیر مورد استفاده عبارتند از (پویگر و همکاران، 1999)

•کاغذ سفیدکننده – FWA8 (7600 تن · a-1، تن در سال)، FWA5 (100 تن در a-1)

•پارچه FWA8 (1200t·a-1)

•مواد شوینده FWA1 (3000t·a-1) و FWA5 (500t·a-1)

پودرهای لباسشویی

بین 0.03 تا 0.3 درصد FWA ها به ویژه FWA1 و FWA5 دارند. بین 5 تا 80 درصد از این ترکیبات به سیستم تصفیه فاضلاب تخلیه می شود. بنابراین این ترکیبات در نفوذ سیستم های فاضلاب خانگی وجود خواهند داشت. جدول 3.9.2
جدول 3.9.2. غلظت سفیدکننده های فلورسنت انتخابی در فاضلاب های خانگی (پس از پویگر، 1998)

FWA1 (μg·l-1) FWA5 (μg·l-1) FWA8 (μg·l-1)
فاضلاب خام 10 14 0.5
پساب اولیه 6.9 10.6 0.018
پساب ثانویه 2.4 6.4 0.024
غلظت این ترکیبات را هنگام عبور از یک STP معمولی نشان می دهد.
مطالعات متعددی از FWA به عنوان شاخص آلودگی مدفوع استفاده کرده اند (Boving et al., 2004, Gilpin et al., 2002, Hayashi et al., 2002) و با سایر اقدامات در تمایز منابع موفقیت آمیز بوده است.

3.9.4.1 روش های استخراج

با توجه به ماهیت نسبتا قطبی این ترکیبات، به احتمال زیاد در فاز مایع یافت می شوند و مناسب ترین استخراج، استفاده از استخراج فاز جامد (SPE) با C18 به عنوان فاز ساکن در هر دو ستون یا روی دیسک (مثلا پویگر) خواهد بود. و همکاران، 1996).

نمونه های آب تصفیه شده (~ 100 میلی لیتر) باید از ستون های SPE شرطی شده عبور داده شوند

و با هیدروژن سولفات تترابوتیلامونیوم در متانول و در نهایت مخلوط آب:

دی متیل فرمامید (1:1) شسته شوند. عوامل FWA شسته شده را می توان با افزودن یک استاندارد (یک FWA که به طور طبیعی در سیستم وجود ندارد) تعیین کرد و توسط HPLC با تشخیص فلورسانس λex 350 نانومتر و λem 430 نانومتر تعیین شد.

زیست پالایی رنگ آزو
Maulin P. Shah، در تصفیه فاضلاب میکروبی، 2019

1.5.3.1.2 تجزیه زیستی بی هوازی

در شرایط بی هوازی، بسیاری از باکتری ها با یک عمل آنزیمی غیر اختصاصی، پیوند آزو بسیار الکتروفیلیک در مولکول رنگ را کاهش می دهند (Harbel et al., 1991; Solpan and Güven, 2002).

عمل غیر اختصاصی باکتری های بی هوازی امکان تجزیه زیستی طیف گسترده ای از رنگ های نساجی را فراهم می کند و این فرآیند را برای کاربرد در مقیاس تجاری مناسب تر می کند. به نظر می رسد کاهش بی هوازی رنگ های آزو توسط باکتری ها برای محو شدن در سیستم های تصفیه فاضلاب مناسب تر است (Matthews and McEvoy, 1992).

این فرآیند مزایای زیر را ارائه می‌کند: (1) واکنش‌ها در PH خنثی انجام می‌شوند و زمانی که واسطه‌های با وزن مولکولی ردوکس کم در دسترس هستند، بسیار غیراختصاصی هستند، (2) در کشت‌های ساکن، تخلیه اکسیژن به راحتی انجام می‌شود و اجازه می‌دهد

باکتری‌های بی‌هوازی اجباری و اختیاری برای کاهش رنگ های آزو، و (3) سیستم های فاضلاب اغلب منابع اضافی کربن را فراهم می کنند که به طور کلی نرخ کاهش را افزایش می دهد. این منابع کربن همچنین آموزش و بازسازی معادل های کاهنده را با اکسیداسیون آنها تسهیل می کنند.

با این حال،

همه فرآیندها دارای معایبی هستند. محدودیت اصلی کاهش رنگ آزو بی هوازی این است که آمین های آروماتیکی که از شکاف تقلیلی تشکیل می شوند، نمی توانند بیشتر کانی شوند (Kopf et al., 2000; Shah et al., 2003; Swaminathan et al., 2003; Bertanza et al., 2001; ورما و همکاران، 2003). تجمع آنها یک نگرانی جدی است زیرا آنها سرطان زا فرض می شوند و این واقعیت که این آمین ها ممکن است در قسمت پایین روده پس از مصرف مواد غذایی حاوی رنگ تشکیل شوند (چن و همکاران، 2002). خوشبختانه، رنگ های بالقوه تولید کننده سرطان زا از بازار ممنوع شده اند (Guivarch et al., 2003).

تالاب های ساخته شده

میکلاس شولز، در سیستم های تالاب برای کنترل رواناب شهری، 2006

16.1 پس زمینه

تالاب ها به عنوان یک منبع طبیعی در طول تاریخ بشر شناخته شده اند.

مردمانی مانند اعراب مرداب در اطراف تلاقی رودخانه‌های دجله و فرات در جنوب عراق و همچنین در اشکال مدیریت شده، اهمیت آنها را در حالت طبیعی خود قدردانی می‌کنند. به عنوان مثال، شالیزارهای برنج، به ویژه در آسیای جنوب شرقی (Mitsch and Gosselink، 2000).

قابلیت تصفیه آب تالاب ها

به عنوان یک گزینه جذاب در تصفیه فاضلاب شناخته می شود. به عنوان مثال، آژانس محیط زیست بریتانیا مبالغ قابل توجهی را برای طرح های بستر نی در انگلستان و ولز هزینه می کند. چنین سیستم‌هایی طراحی شده‌اند، به‌عنوان مثال، برای پاک‌سازی آب معدن از معدن‌هایی که تالاب‌های ساخته‌شده و پارک‌های اجتماعی مرتبط روی آن‌ها ساخته می‌شوند.

بسترهای نی مکمل مفیدی برای سیستم های سنتی تصفیه فاضلاب هستند. آنها اغلب جایگزین ارزانی برای فناوری های گران قیمت تصفیه فاضلاب مانند فیلترهای چکنده و فرآیندهای لجن فعال هستند (کوپر و همکاران، 1996؛ کادلک و نایت، 1996). تالاب های جریان عمودی و جریان افقی مبتنی بر خاک، ماسه و/یا شن برای تصفیه فاضلاب خانگی و صنعتی استفاده می شود (سان و همکاران، 1999). آنها همچنین برای تصفیه غیرفعال آلودگی منتشر از جمله زهکشی معدن (Mungur et al., 1997) و همچنین رواناب شهری و بزرگراهی پس از حوادث طوفان (مک نیل و اولی، 1998) استفاده می شوند.

علاوه بر این،

تالاب ها به عنوان یک منبع حفاظت از حیات وحش عمل می کنند، و همچنین می توانند به عنوان مناطق تفریحی طبیعی برای جامعه محلی دیده شوند (هاوک و خوزه، 1996). عملکرد ماکروفیت ها در تالاب های ساخته شده قبلا بررسی شده است. فرگم

ites spp.، Typha spp. و سایر ماکروفیت های معمولی برای باتلاق ها به طور گسترده در اروپا و آمریکای شمالی استفاده می شوند (بریکس، 1999).

مقدار قابل توجهی کار روی تالاب های ساخته شده قبلاً توسط دانشگاه ها، مقامات آب و موزه تاریخ طبیعی در بریتانیا انجام شده است. WRc Swindon، Severn Trent Water و دانشگاه Middlesex، به ویژه، سهم کتاب درسی مهمی در تحقیقات ساخت تالاب داشته اند (کوپر و همکاران، 1996). با این حال، برخی از اطلاعات را می توان به عنوان قدیمی بودن قضاوت کرد.