پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

معرفی پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی (انسانی)

  • یک مجموعه پیش ساخته است که بعد از حمل به محل استفاده، سریعا آماده استفاده میشود
  • پکیجی است با بدنه معمولا فولادی (با جنس های پلاستیک فشرده و کامپوزیت نیز تولید میشود)
  • فاضلاب مجتمع های مسکونی، کمپ، اقامت گاه یا هتل را میگیرد.
  • فاضلاب، آلوده و بدبو و کدر است
  • با حذف فضولات و پاکسازی، آب قابل استفاده کشاورزی و صنعت میدهد
  • این کار توسط پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی بصورت مکانیزه صورت میگیرد

خروجی پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی (انسانی)

  • آب زلال
  • بدون رنگ و بو
  • میزان کیفیت آب بستگی دارد به کیفیت آب مورد نیاز

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

روش‌های نصب پکیج‌تصفیه‌فاضلاب‌بهداشتی

  • مدفون: این روش کمترین فضا را اشغال میکند. جنس آن معمولا از انواع پلاستیک است
  • زمینی: برای جایی مناسب است که فضای کافی داریم یا زمین ارزان است
  • پشت بامی: میتوان پکیج تصفیه فاضلاب را روی پشت بام نیز نصب کرد

اجزای پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

مزایای پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی (انسانی)

  • طراحی پرتابل
  • بصورت آماده با لیفتراک به محل منتقل میشود (راه اندازی فوری)
  • قابلیت آپگرید کردن و افزایش ظرفیت
  • عدم ایجاد بو در منطقه
  • بازده بالا و مصرف انرژی بسیار پایین
  • بازده اقتصادی در بلند مدت هزینه آن را توجیه میکند
  • شدیدا از هدر رفت آب جلوگیری میکند
  • در کشور ایران که بحران کم آبی جدی است، راه حلی بی مثال است
  • سابقه بیش از ده سال در ساخت و خدمات
  • ظاهر مکعبی آن به زیبایی فضا لطمه نمیزند
  • قابلیت انتقال پکیج تصفیه فاضلاب انسانی پس از استفاده در پروژه جدید

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

فرآیند تصفیه فاضلاب بهداشتی

handbook of water and wastewater treatment plant operations

  • فاضلاب انسانی بصورت لوله کشی وارد شبکه جمع آوری فاضلاب میشود
  • ابتدا از یک آشغالگیر عبور میکند که اجرام بزرگ را از فاضلاب حذف میکند
  • به سپتیک تانک وارد میشود
  • دانه های شن و ماسه ته نشین میشود
  • به مخزن بیولوژیکی هوازی منتقل میشود
  • در این مخزن در تماس با میکرو ارگانیزم های هوازی قرار میگیرد
  • فعالیت میکرو اورگانیزم ها موجب میشود آلاینده های موجود در فاضلاب حذف شوند همچنین BOD و COD فاضلاب کاهش یابد
  • سپس فاضلاب به حوضچه ته نشینی میرود
  • در این حوضچه، لخته هایی که در مرحله هوادهی تشکیل شده بود، تهنشین میشود
  • لجن به مخزن ذخیره لجن منتقل میشود و در آنجا تا زمان تخلیه نگهداری میشود
  • مخزن تخلیه لجن متناسب با میزان استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی، باید در زمانبدنی مشخص تخلیه شود
  • آب زلال از سرریز واحد ته نشینی وارد محفظه پایانی مشود
  • در محفظه پایانی کلرزنی صورت میگیرد که از هرگونه آلودگی میکروبی احتمالی آن را پاک میسازد

مراحل تصفیه فاضلاب بهداشتی

  • آشغالگیری
  • دانه گیری
  • ته نشین سازی
  • شناورسازی
  • چربی گیری
  • فیلترینگ
  • هوادهی
  • لجن فعال
  • کلرزنی
  • کنترل pH خروجی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

کاربردهای پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

  • کارخانجات
  • کارگاه ها
  • مجتمع‌ها و ویلاهای مسکونی
  • ساختمان های اداری
  • هتل‌ها و مراکز اقامتی
  • رستوران‌ها و پادگان ها
  • کمپ‌های کارگری و مجتمع‌های تفریحی
  • تصفیه فاضلاب های صنعتی قابل تجزیه بیولوژیکی

پکیج تصفیه فاضلاب فلزی

  • در ساخت پکیج تصفیه فاضلاب فلزی از ورق 8 میلیمتری فولاد استفاده میکنیم
  • این پکیج بخاطر تماس با فاضلاب مخصوصا فاضلاب با pH پایین، دچار خوردگی میشود
  • جهت جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی، از اپوکسی جهت پوشش دهی استفاده میشود

امکان استفاده از

  • سیستم A2O
  • و نصب مدیا
  • و سیستم رشد چسبیده در راکتور هوازی
  • و پکینک لاملا در واحد ته نشینی

مزایای پکیج تصفیه فاضلاب فلزی

  • پرتابل بودن و امکان انتقال به شهرک جدید
  • ساخت در کارگاه و نصب بصورت بسیار سریع
  • ساختار مکعبی و زیبایی محیطی
  • خرابی کم در شرایط نامساعد جوی و ضربات

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی و انسانی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی کامپوزیتی

پکیج کامپوزیتی تصفیه فاضلاب

  • این پکیج با بدنه پنلی مجزا از جنس فایبر گلاس کاروگیت یا پلی اتیلن کامپوزیتی ساخته میشود
  • روش اتصال پیچ و مهره است همچنین برای پلی اتیلن از جوش فیوژن استفاده میشود
  • بصورتی جوشی نمیتوان پکیج را در سطح زمین استفاده کرد

مزایای پکیج کامپوزیت

  • پرتابل بودن
  • سبک بودن
  • نصب دفنی و سطحی
  • نصب در پشت بام برج و مجتمع
  • اشغال فضای کم

تصفیه فاضلاب بهداشتی بتنی

  • سازه بتنی گزینه مناسبی برای پلنت های بسیار بزرگ است
  • معمولا تصفیه خانه های فاضلاب شهرکی و منطقه ای بصورت بتنی است
  • سازه بتنی معمولا مدفون یا روی سطح ساخته میشود
  • پوشاندن سطح مخزن ها در سازه بتنی توجیه علمی و اقتصادی ندارد
  • از مزیت پکیج تصفیه فلزی نسبت به بتنی این است که پکیج فلزی پرتابل است اما پکیج بتنی یک بار و برای یک جا ساخته میشود
  • پکیج بتین همچنین فضای بیشتری نسبت به فلزی اشغال میکند

پلنت تصفیه فاضلاب بهداشتی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

انواع پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

  • هوادهی گسترده
  • RBC دیسک های بیولوژیکی چرخان
  • SBR راکتور ناپیوسته متوالی
  • SBR اصلاح شده
  • MBR راکتور بیولوژیکی غشایی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

اجزای یک پکیج تصفیه فاضلاب انسانی

مطالب مربوطه

  • پکیج
  • دوم
  • پکیج GRP

هرکدام از مراحل تصفیه فاضلاب بهداشتی با چه هدفی استفاده میشوند؟

تصفیه اولیه

جهت حذف بخشی از مواد آلی و مواد جامد معلق به کار گرفته می شود.

تصفیه بیولوژیکی ثانویه

این مرحله 95 % باکتریها که بیشتر تخم انگلها را بهمراه 90% آلودگی و بخش مهمی از ویروسها به همراه لجن ته نشین شده حذف خواهند کرد. پساب خروجی از تصفیه ثانویه تقریباً عاری از عوامل بیماریزا انگلی خواهد بود ولی هنوز مقادیر مهمی از باکتریها و ویروسها را به همراه خود خواهد داشت.

تصفیه تکمیلی

پساب خروجی از تصفیه ثانویه احتمالاً دارای مواد آلی خواهد بود که جهت گندزدایی مناسب نمیباشد. بنابراین پساب باید فرآیند تصفیه تکمیلی نظیر لاگون را طی کند. اگر زمین کافی و یا شرایط مناسب برای احداث لاگون وجود ندارد می توان صافی ماسه ای تند جهت کاهش جامدات معلق را استفاده کرد.

گندزدایی با کلر

جهت رساندن مقادیر میکروبی به آن حدی که در طبیعت وجود دارد پساب خروجی از تصفیه تکمیلی باید فرآیند کلرزنی تا نقطه شکست را نیز پشت سر بگذارد. گندزدایی ممکن است با دی اکسید کلر(بسیار کارآمد) هیپوکلرید سدیم یا گاز کلر انجام گیرد. سایر گزینه ها شامل روش هایی نظیر استفاده از اشعه ماوراء بنفش می باشد.

گندزدایی پساب خروجی به ویژه در نقاطی که پساب به مناطق ساحلی وارد میگردد که محل زیست سخت پوستان میباشد و مردم منطقه عادت به خوردن سختپوستان به صورت خام دارند با دقت و نظارت بیشترضروری تر می باشد.

تصفیه لجن

لجن ناشی از تصفیه فاضلاب بیمارستان جهت اطمینان از حذف بیشتر عوامل بیماریزا نیازمند هضم بی هوازی است. یک روش جایگزین جهت بی خطرسازی لجن حاصل، خشک کردن و سپس سوزاندن آن به همراه زائده های عفونی می باشد. تصفیه فاضلاب بیمارستانی در داخل محوطه بیمارستان سبب تولید لجن خواهد شد که دارای مقادیر زیادی تخم انگل و سایر عوامل بیماریزا می باشد.

جنس بدنه

بدنه پکیج تصفیه فاضلاب می تواند پلی اتیلن و یا فلزی و در برخی موارد که محدودیت فضا وجود دارد کامپوزیت استفاده گردد . از نظر این شرکت بدنه پلی اتیلن مورد استفاده در ساخت پکیج تصفیه فاضلاب بدلیل قابلیت دفن درون زمین بدون سازه نگهبان همچنین صرفه اقتصادی دارای ارجحیت نسبت به مابقی مدلها می باشد .

قیمت پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی بستگی به میزان فاضلابی دارد که در روز از بیمارستان تولید و به بیرون دفع می گردد و در محدوده 580 میلیون ریال برای بیمارستانی 36 تختخوابی تا 8 میلیارد ریال برای بیمارستان 500 تختخوابی قایل تصور است .

مروری بر اجزاء تشکیل دهنده پکیج تصفیه فاضلاب و وظایف هر یک از آنها

مخزن ذخیره لجن (Sewage holding tank)

لجن انباشت شده در انتهای مخزن ته ­نشینی، توسط پمپ انتقال لجن که به صورت ایر- لیفت پمپ می­باشد، به مخزن ذخیره لجن انتقال داده می­شود. پمپ ایر-لیفت پمپی است که توسط هوا، عمل لیفت و انتقال را انجام می­دهد. خط تغذیه هوای این پمپ، از بلوئرهای هوادهی تصفیه­خانه تامین می­شود.لجن انباشته شده در این مخزن، در دوره­های عمدتا چندماهه (بسته به ظرفیت مخزن) باید تخلیه شود. همچنین این می­تواند با پروسه ­های تصفیه تکمیلی (مانند فیلتر پرس)، آبگیری شده و تبدیل به پسماند جامد و خشک شود.

مخزن هوادهی (Aeration chamber)

مخزن یا تانک هوادهی، مهم­ترین بخش پروسه تصفیه بیولوژیکی می­باشد. در این قسمت، هوا توسط بلوئر یا دمنده های هوا، تولید شده و توسط دیفیوزرهای تعبیه شده در کف مخزن، در کل مخزن یا تانک هوادهی به صورت منظم پخش می­شود. هوای تولید شده، سبب می­شود تا  باکتری ­های هوازی، توسط آن شروع به فعالیت و تکثیر کرده و پروسه بیولوژیکی تصفیه فاضلاب (تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب) انجام شود. در این مرحله مواد آلی موجود در فاضلاب تجزیه شده و تبدیل به توده ­ها و لخته ­های بیولوژیکی می­شوند.

آشغالگیر (Screen)

آشغالگیر، در سیستم تصفیه فاضلاب، جهت جداسازی اجزای بزرگ و آشغال­ های موجود در فاضلاب می­باشد. این آشغالگیر می­تواند به صورت شبکه های فلزی با مش بندی مناسب (آشغالگیر دستی) یا آشغالگیر مکانیکی باشد. عدم جداسازی آشغال­ ها و ذرات و اجزای بزرگ در ورودی فاضلاب، می­تواند سبب آسیب به سایر سیستم های مکانیکی در سایر مراحل تصفیه باشد.

مخزن نگهداری پساب و کلرزنی (Disinfection chamber)

پساب شفاف شده از قسمت ته­ نشینی، توسط ایر لیفت پمپ به مخزن نگهداری پساب انتقال داده می­شود. پمپ ایر لیفت پمپی است که توسط هوا، عمل لیفت و انتقال را انجام می­دهد. خط تغذیه هوای این پمپ، از بلوئرهای هوادهی تصفیه­ خانه تامین­ می­شود. در این قسمت پساب جهت کلرزنی، به قسمت کلرزنی به صورت ثقلی منتقل می­شود.

سیستم تامین هوا ، دمنده هوا (Blowers)

تامین هوای مورد نیاز جهت انجام پروسه تصفیه بیولوژیکی، توسط دمنده ها یا بلوئرهای هوادهی می­باشد. مهم ترین پارامتر در انتخاب بلوئر مناسب، میزان ظرفیت تولید هوا (مترمکعب در ساعت)، و فشار مورد نیاز جهت انتقال هوا ( حداکثر ارتفاع مخازن هوادهی) می­باشد. بلوئرهای هوادهی به دو صورت ساید چنل جهت ظرفیت­های پایین تر و روتز بلوئر (دمنده­هایی با قدرت بالا) می­باشند.

مخزن ته نشینی (Sedimentation chamber)

در مخزن ته­ نشینی، لخته ­های بیوژیکی تولید شده در تانک یا مخزن هوادهی، در سطح انتهای مخزن ته ­نشین شده و پساب شفاف شده از خروجی بالای مخزن (وی-ناچ)، خارج می­شود. درصورت طراحی مهندسی و صحیح سیستم تصفیه خانه  و اجرای دقیق تصفیه خانه، BOD  پساب خروجی بهداشتی، در این قسمت به کاهش بالای 90 درصد خواهد رسید.

مخزن نگهداری پساب و کلرزنی (Disinfection chamber)

جهت کلرزنی و گندزدایی پساب، از این مخزن می­توان استفاده کرد . در این قسمت توسط پکیج کلرزن، کلر به صورت هیپوکلرید سدیم یا کلسیم، به پساب تزریق می­شود. در مخزن کلرزن عمدتا توسط صفحات جداگر، طول مسیر حرکت جریان ترکیبی مایع، افزایش می­یابد. همچنین در برخی سیستم­های اجرایی، کلر به خط لوله مارپیچ شکل تزریق می­شود.

پمپ انتقال لجن (Sewage pumps)

پمپ انتقال لجن عمدتا ایر-لیفت پمپ می­باشد. پمپ ایر-لیفت پمپی است که توسط هوا، عمل لیفت و انتقال را انجام می­دهد. خط تغذیه هوای این پمپ، از بلوئرهای هوادهی تصفیه­ خانه تامین می­شود

لوله های انتقال هوا و لجن و تجهیزات جانبی

شامل پایه های نگهدارنده و تمامی لوله کشی هایی است که بمنظور انتقال هوای تولیدی توسط بلوئر، انتقال لجن و … می بایست توسط تیم نصب انجام گیرد .

تابلو برق

تابلو برق جهت کنترل اجزای الکترومکانیکال و برقی تصفیه­ خانه می­باشد. این تابلو توسط مهندسین متخصص برق، متناسب با توان اجزای برقی و تعداد آنها، طراحی و اجرا می­شود. مهم ترین اجزای الکترومکانیکال تصفیه خانه بلوئرهای هوادهی و پمپ­ ها می­باشند.

کلریناتور (Chlorinator)

پکیج کلرزن یا سیستم کلریناتور، شامل اجزای اصلی زیر می­باشد:

  • مخزن جهت ترکیب پودر کلر (هیپو کلرید کلسیم یا سدیم) با نسبت تعیین شده با آب، و تولید مایع کلر
  • پمپ تزریق کلر مایع تولید شده
  • میکسر و پروانه و شافت جهت همزنی و تولید مایع کلر

پکیج تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب
از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد
برای جستجوی پرش به ناوبریJump بروید

تصفیه خانه فاضلاب در Cuxhaven ، آلمان
تصفیه فاضلاب فرآیندی است که برای از بین بردن آلاینده ها از فاضلاب یا فاضلاب و تبدیل آن به پساب استفاده می شود که با حداقل ضربه به محیط ، می تواند به چرخه آب برگردد ، یا مستقیماً مورد استفاده قرار گیرد. حالت دوم به عنوان مجدد آب گفته می شود زیرا فاضلاب تصفیه شده می تواند برای مقاصد دیگر مورد استفاده قرار گیرد. فرآیند تصفیه در یک تصفیه خانه فاضلاب (WWTP) انجام می شود ، که اغلب به عنوان یک مرکز بازیابی منابع آب (WRRF) یا یک تصفیه خانه فاضلاب (STP) گفته می شود. آلاینده ها در فاضلاب شهری (خانوارها و صنایع کوچک) حذف یا خرد می شوند.

تصفیه فاضلاب بخشی از زمینه های مهم بهداشتی است. فاضلاب بهداشتی همچنین مدیریت زباله های انسانی و زباله های جامد و همچنین مدیریت فاضلاب طوفان (زهکشی) را شامل می شود. [1] محصولات فرعی کارخانه های تصفیه خانه فاضلاب ، مانند غربالگری ، ریزگرد و لجن فاضلاب نیز ممکن است در تصفیه خانه فاضلاب تصفیه شوند. [2]: Ch.14

فهرست

1 دفع یا استفاده مجدد
2 فرآیند
2.1 جداسازی فاز
2.2 اکسیداسیون
2.3 پرداخت
3 تصفیه خانه فاضلاب
3.1 کارخانه های تصفیه فاضلاب
3.2 کارخانه های تصفیه فاضلاب صنعتی
3.3 تصفیه خانه فاضلاب کشاورزی
3.4 کارخانه تصفیه آب شیرین کن
4 مقررات
4.1 ایالات متحده
5 همچنین ببینید
6 مرجع
6.1 منابع
7 پیوند خارجی
دفع یا استفاده مجدد
اگرچه دفع یا استفاده مجدد پس از درمان رخ می دهد ، اما ابتدا باید در نظر گرفته شود.

مبنای تصفیه

از آنجا که دفع یا استفاده مجدد از اهداف تصفیه فاضلاب است ، گزینه های دفع یا استفاده مجدد مبنای تصمیمات تصفیه قرار گرفته است. غلظت ناخالصی قابل قبول ممکن است با نوع استفاده یا محل دفع متفاوت باشد. هزینه های حمل و نقل غالباً غلظت ناخالصی قابل قبول را به محل دفع آن وابسته می کند ، اما الزامات درمانی گران آن ممکن است انتخاب محل دفع بر اساس غلظت ناخالصی را ترغیب کند. دفع اقیانوس منوط به الزامات پیمان بین المللی است. معاهدات بین المللی همچنین ممکن است دفع رودخانه های عبور از مرزهای بین المللی را تنظیم کند. اجسام آب کاملاً در صلاحیت یک ملت واحد ممکن است تابع مقررات چندین دولت محلی باشند. غلظت قابل قبول ناخالصی ممکن است در حوزه های قضایی مختلف برای دفع فاضلاب به استخرهای تبخیر ، حوضچه های نفوذی یا چاههای تزریق متفاوت باشد.

مراحل

    • فرآیندهای بیولوژیکی را می توان در تصفیه فاضلاب به کار برد و این فرایندها ممکن است شامل ، به عنوان مثال تالابهای هوادهی ، لجن فعال شده یا فیلترهای شن آهسته باشد.
    • برای اثربخشی ، فاضلاب باید توسط لوله ها و زیرساخت های مناسب به تصفیه خانه منتقل شود
    • و خود فرآیند باید تحت نظارت و کنترل قرار گیرد.
    • برخی از فاضلابها به روشهای مختلف و گاهی تخصصی برای تصفیه نیاز دارند.
  • در ساده ترین سطح ، تصفیه فاضلاب و بیشتر پساب ها از طریق جداسازی مواد جامد از مایعات ، معمولاً با رسوب گذاری انجام می شود. با تبدیل تدریجی مواد حل شده به مواد جامد ، معمولاً یک لکه بیولوژیکی ، که در آن مستقر می شود ، جریان خروجی با افزایش خلوص تولید می شود.

جدایی فاز

  • شفاف کننده ها به طور گسترده ای برای تصفیه فاضلاب استفاده می شوند.
  • جداسازی فاز ناخالصی ها را به فاز غیر آبی انتقال می دهد. جداسازی فاز ممکن است در نقاط میانی در یک دنباله درمانی اتفاق بیفتد تا مواد جامد حاصل از اکسیداسیون یا پرداخت را از بین ببرد. گریس و روغن ممکن است برای سوخت و یا صابون بازیابی شوند. مواد جامد غالباً به آبگیری لجن در تصفیه خانه فاضلاب نیاز دارند. گزینه های دفع مواد جامد خشک با نوع و غلظت ناخالصی های خارج شده از آب متفاوت است.
  • با این وجود ، تولید آب نمک زباله ممکن است از تصفیه فاضلاب فاضلاب جلوگیری کند و مواد جامد معدنی حل شده از آب را با استفاده از روشهایی مانند تبادل یونی ، اسمز معکوس و تقطیر از بین ببرد.

رسوب گذاری (تصفیه آب)

  • هنگامی که اختلاف چگالی برای غلبه بر پراکندگی توسط تلاطم کافی است
  • جامداتی مانند سنگ ، ریزه و ماسه ممکن است توسط فاضلاب از طریق فاضلاب حذف شوند.
  • جداسازی گرانش جامدات ، درمان اصلی فاضلاب است
  • که در آن فرآیند واحد “مخازن اسکان اولیه” یا “مخازن رسوب اولیه” نامیده می شود.
  • همچنین از این گیاه برای تصفیه فاضلاب های دیگر نیز بسیار استفاده می شود
  • مواد جامد سنگین تر از آب در پایین حوضه های تسویه حساب جمع می شوند.
  • شفاف کننده های پیچیده تر نیز دارای اسکیمر هستند که همزمان چربی های شناور مانند صابون و مواد جامد مانند پرها یا تراشه های چوبی را جدا کنند
  • ظروف مانند جداکننده روغن آب API به طور خاص برای جداسازی مایعات غیر قطبی طراحی شده اند.

تصفیه فاضلاب صنعتی

مواد جامد معلق و تعلیق کلوئیدی از مواد جامد ریز ممکن است ، به طور کلی به دنبال برخی از شکل های انعقادی ، با فیلتراسیون از طریق موانع جسمی ریز از بین صفحه های درشت یا الک ها جدا شوند و از بین بروند و از بین بروند.

تصفیه فاضلاب که تصفیه فاضلاب نیز نامیده می‌شود، حذف ناخالصی‌ها از پساب یا فاضلاب، قبل از رسیدن به سفره‌های زیرزمینی یا توده‌های آبی طبیعی مانند رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، مصب‌ها و اقیانوس‌ها. از آنجایی که آب خالص در طبیعت (یعنی خارج از آزمایشگاه های شیمیایی) یافت نمی شود، هرگونه تمایز بین آب تمیز و آب آلوده به نوع و غلظت ناخالصی های موجود در آب و همچنین استفاده مورد نظر از آن بستگی دارد. به طور کلی، زمانی گفته می شود که آب آلوده به مقدار کافی ناخالصی باشد که برای مصارف خاصی مانند نوشیدن، شنا یا ماهیگیری نامناسب باشد. اگرچه کیفیت آب تحت تأثیر شرایط طبیعی قرار می گیرد، اما کلمه آلودگی معمولاً به فعالیت های انسانی به عنوان منبع آلودگی اشاره می کند. بنابراین آلودگی آب در درجه اول ناشی از تخلیه فاضلاب آلوده به آب های سطحی یا زیرزمینی است و تصفیه فاضلاب یکی از عناصر اصلی کنترل آلودگی آب است.

پیشینه تاریخی

تخلیه مستقیم فاضلاب

بسیاری از شهرهای باستانی سیستم های زهکشی داشتند، اما هدف اصلی آنها انتقال آب باران از پشت بام ها و پیاده روها بود. یک مثال قابل توجه سیستم زهکشی روم باستان است. این شامل مجراهای سطحی بسیاری بود که به یک کانال طاقدار بزرگ به نام کلواکا ماکسیما (“فاضلاب بزرگ”) متصل بودند که آب زهکشی را به رودخانه تیبر می برد. کلواکا ماکسیما که از سنگ و در مقیاس بزرگ ساخته شده است، یکی از قدیمی ترین بناهای موجود مهندسی رومی است.

در قرون وسطی پیشرفت کمی در زهکشی یا فاضلاب شهری وجود داشت. از طاق‌های خلوت و حوضچه‌ها استفاده می‌شد، اما بیشتر زباله‌ها به سادگی در ناودان‌ها ریخته می‌شدند تا توسط سیل از طریق زهکش‌ها تخلیه شوند. توالت (کمدهای آب) در اوایل قرن نوزدهم در خانه ها نصب می شد، اما معمولاً به حوضچه ها وصل می شدند نه به فاضلاب. در مناطق پرجمعیت، شرایط محلی به زودی غیرقابل تحمل شد، زیرا آبگیرها به ندرت تخلیه می شدند و اغلب سرریز می شدند. تهدید سلامت عمومی آشکار شد. در انگلستان در اواسط قرن نوزدهم، شیوع وبا مستقیماً به منابع آب چاه آلوده به فضولات انسانی از طاق های مخفی و حوضچه ها ردیابی شد. به زودی لازم شد که تمام کمدهای آب در شهرهای بزرگتر به طور مستقیم به فاضلاب طوفان متصل شوند. این فاضلاب را از زمین نزدیک خانه ها به آب های مجاور منتقل می کرد. بنابراین، یک مشکل جدید پدید آمد: آلودگی آب های سطحی.

تحولات در تصفیه فاضلاب

قبلاً می گفتند “راه حل آلودگی رقیق سازی است”. هنگامی که مقادیر کمی از فاضلاب به یک بدنه آب جاری تخلیه می شود، یک فرآیند طبیعی خودپالایش جریان رخ می دهد. جوامع پرجمعیت، مقادیر زیادی فاضلاب تولید می کنند، با این حال، رقیق شدن به تنهایی از آلودگی جلوگیری نمی کند. این امر باعث می شود تا قبل از دفع فاضلاب تا حدی تصفیه یا تصفیه شود.

ساخت تصفیه خانه های متمرکز فاضلاب در اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20، عمدتاً در انگلستان و ایالات متحده آغاز شد. به جای تخلیه مستقیم فاضلاب به یک بدنه آبی مجاور، ابتدا از طریق ترکیبی از فرآیندهای فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی که برخی یا بیشتر آلاینده ها را حذف می کرد، عبور داده شد. همچنین در دهه 1900، سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب جدید برای جداسازی آب طوفان از فاضلاب خانگی طراحی شد، به طوری که تصفیه خانه‌ها در طول دوره‌های آب و هوای مرطوب بیش از حد بارگذاری نشوند.

پس از اواسط قرن بیستم، افزایش نگرانی عمومی در مورد کیفیت محیط زیست منجر به مقررات گسترده تر و دقیق تر روش های دفع فاضلاب شد. سطوح بالاتری از درمان مورد نیاز بود. به عنوان مثال، پیش تصفیه فاضلاب صنعتی، با هدف جلوگیری از تداخل مواد شیمیایی سمی با فرآیندهای بیولوژیکی مورد استفاده در تصفیه خانه های فاضلاب، اغلب به یک ضرورت تبدیل شد. در واقع، فن آوری تصفیه فاضلاب تا جایی پیشرفت کرد که حذف تقریباً همه آلاینده ها از فاضلاب امکان پذیر شد. با این حال، این به قدری گران بود که چنین سطوح بالای درمان معمولاً توجیه نمی شد.

تصفیه خانه های فاضلاب به تأسیسات بزرگ و پیچیده ای تبدیل شدند که برای عملکرد آنها به انرژی قابل توجهی نیاز داشت. پس از افزایش قیمت نفت در دهه 1970، توجه به حفظ انرژی به عامل مهمتری در طراحی سیستم های جدید کنترل آلودگی تبدیل شد. در نتیجه، دفع زمین و دفع زیرسطحی فاضلاب در صورت امکان، توجه بیشتری را به خود جلب کرد. چنین روش‌های کنترل آلودگی با فناوری پایین نه تنها ممکن است به حفظ انرژی کمک کند، بلکه ممکن است به بازیافت مواد مغذی و پر کردن منابع آب زیرزمینی نیز کمک کند.

منابع آلودگی آب

آلاینده‌های آب ممکن است از منابع نقطه‌ای یا از منابع پراکنده منشأ بگیرند. آلاینده نقطه ای آلاینده ای است که از یک خط لوله یا کانال منفرد مانند تخلیه فاضلاب یا لوله خروجی به آب می رسد. منابع پراکنده، نواحی وسیع و نامحدودی هستند که آلاینده ها از آنجا وارد بدنه آبی می شوند. رواناب سطحی از مزارع، برای مثال، یک دیس است

منبع آلودگی، حمل فضولات حیوانی، کود، آفت کش ها و گل و لای به نهرهای مجاور. زهکشی آب طوفان شهری، که ممکن است شن و ماسه و سایر مواد شن، بقایای نفت از خودروها، و مواد شیمیایی یخ زدای جاده ها را حمل کند، به دلیل مکان های زیادی که در آن به رودخانه ها یا دریاچه های محلی وارد می شود، منبعی پراکنده محسوب می شود. کنترل آلاینده‌های منبع نقطه‌ای آسان‌تر از آلاینده‌های منبع پراکنده است، زیرا به یک مکان واحد جریان می‌یابند که فرآیندهای تصفیه می‌توانند آنها را از آب حذف کنند. چنین کنترلی معمولاً روی آلاینده های ناشی از منابع پراکنده امکان پذیر نیست، که بخش بزرگی از مشکل کلی آلودگی آب را ایجاد می کند. آلودگی آب منبع پراکنده به بهترین وجه با اجرای برنامه های کاربری مناسب و استانداردهای توسعه کاهش می یابد.

گرم شدن زمین را به عنوان عاملی در کاهش اکسیژن محلول در اقیانوس ها درک کنید

با کاهش مداوم سطح اکسیژن محلول در اقیانوس آشنا شوید، پدیده ای که با گرم شدن کره زمین مرتبط است.

انواع کلی آلاینده های آب عبارتند از: موجودات بیماری زا، مواد زائد نیازمند اکسیژن، مواد مغذی گیاهی، مواد شیمیایی آلی مصنوعی، مواد شیمیایی معدنی، میکروپلاستیک ها، رسوبات، مواد رادیواکتیو، روغن و گرما. فاضلاب منبع اولیه سه نوع اول است. مزارع و تأسیسات صنعتی نیز منبع برخی از آنهاست. رسوب حاصل از خاک سطحی فرسایش یافته آلاینده در نظر گرفته می شود زیرا می تواند به اکوسیستم های آبی آسیب برساند و گرما (به ویژه از آب خنک کننده نیروگاه) به دلیل تأثیر نامطلوبی که بر سطح اکسیژن محلول و زندگی آبزیان در رودخانه ها و دریاچه ها می گذارد، آلاینده محسوب می شود.

مشخصات فاضلاب

انواع فاضلاب

سه نوع فاضلاب یا فاضلاب وجود دارد: فاضلاب خانگی، فاضلاب صنعتی و فاضلاب طوفانی. فاضلاب خانگی آب مصرفی را از خانه ها و آپارتمان ها حمل می کند. به آن فاضلاب بهداشتی نیز می گویند. فاضلاب صنعتی آب مورد استفاده در فرآیندهای تولیدی یا شیمیایی است. فاضلاب طوفان یا آب طوفان، رواناب حاصل از نزولات جوی است که در سیستمی از لوله ها یا کانال های باز جمع آوری می شود.

فاضلاب خانگی به نسبت وزن کمی بیش از 99.9 درصد آب است. بقیه، کمتر از 0.1 درصد، حاوی طیف گسترده ای از ناخالصی های محلول و معلق هستند. اگرچه از نظر وزنی کسر بسیار کمی از فاضلاب است، ماهیت این ناخالصی ها و حجم زیادی از فاضلاب که در آن حمل می شود، دفع فاضلاب خانگی را به یک مشکل فنی مهم تبدیل می کند. ناخالصی های اصلی مواد آلی قابل فاسد شدن و مواد مغذی گیاهی هستند، اما فاضلاب خانگی نیز به احتمال زیاد حاوی میکروب های بیماری زا است. فاضلاب صنعتی بسته به ماهیت فرآیند صنعتی معمولاً حاوی ترکیبات شیمیایی خاص و قابل شناسایی است. فاضلاب طوفان حامل مواد آلی، جامدات معلق و محلول و سایر موادی است که هنگام حرکت بر روی زمین جمع آوری می شوند.

آلاینده های اصلی

مواد آلی

مقدار مواد آلی قابل پوسیدگی در فاضلاب با نیاز اکسیژن بیوشیمیایی یا BOD نشان داده می شود. هرچه مواد آلی بیشتری در فاضلاب وجود داشته باشد، BOD بالاتر است، که مقدار اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم ها برای تجزیه مواد آلی در فاضلاب است. یکی از مهمترین پارامترهای طراحی و بهره برداری از تصفیه خانه های فاضلاب می باشد. فاضلاب صنعتی ممکن است سطوح BOD چندین برابر فاضلاب خانگی داشته باشد. BOD فاضلاب طوفان زمانی که با فاضلاب خانگی در سیستم های فاضلاب ترکیبی مخلوط می شود، نگران کننده است (به زیر مراجعه کنید).

اکسیژن محلول یک عامل مهم کیفیت آب برای دریاچه ها و رودخانه ها است. هر چه غلظت اکسیژن محلول بیشتر باشد، کیفیت آب بهتر است. هنگامی که فاضلاب وارد دریاچه یا رودخانه می شود، تجزیه مواد آلی آغاز می شود. اکسیژن مصرف می شود زیرا میکروارگانیسم ها از آن در متابولیسم خود استفاده می کنند. این می تواند به سرعت اکسیژن موجود در آب را کاهش دهد. وقتی سطح اکسیژن محلول خیلی کم می شود، قزل آلا و دیگر گونه های آبزی به زودی از بین می روند. در واقع اگر سطح اکسیژن به صفر برسد، آب سپتیک می شود. تجزیه ترکیبات آلی بدون اکسیژن باعث ایجاد بوهای نامطلوب معمولاً با شرایط سپتیک یا فاسد می شود.

جامدات معلق

یکی دیگر از ویژگی های مهم فاضلاب، مواد جامد معلق است. حجم لجن تولید شده در تصفیه خانه با کل مواد معلق موجود در فاضلاب رابطه مستقیم دارد. فاضلاب صنعتی و طوفانی ممکن است حاوی غلظت بیشتری از مواد جامد معلق نسبت به فاضلاب خانگی باشد. میزان حذف مواد جامد معلق و همچنین BOD توسط یک تصفیه خانه، تعیین کننده کارایی فرآیند تصفیه است.

مواد مغذی گیاهی

فاضلاب خانگی حاوی ترکیباتی از نیتروژن و فسفر است که دو عنصر ضروری برای رشد گیاهان هستند. در دریاچه ها، مقادیر بیش از حد نیترات و فسفات می تواند باعث رشد سریع جلبک ها شود. جلبک ب

دستگاه‌های بافندگی که اغلب در اثر تخلیه فاضلاب ایجاد می‌شوند، پیری طبیعی دریاچه‌ها را در فرآیندی به نام اوتروفیکاسیون تسریع می‌کنند.

میکروب ها

ردیابی COVID-19 در فاضلاب

دانشمندان روشی منحصر به فرد، آسان و موثر را برای آزمایش وجود ویروس COVID-19 در فاضلابی که از طریق سیستم های فاضلاب شهری جریان می یابد، ایجاد کرده اند.
با اجازه The Regents of University of California نمایش داده شده است. تمامی حقوق محفوظ است. (یک شریک انتشاراتی بریتانیکا)
تمام ویدیوهای این مقاله را ببینید
فاضلاب خانگی حاوی میلیون ها میکروارگانیسم در هر گالن است. بیشتر باکتری‌های کلیفرم از مجرای روده انسان هستند و فاضلاب خانگی نیز احتمالاً حامل میکروب‌های دیگر است. کلیفرم ها به عنوان شاخص آلودگی فاضلاب استفاده می شوند. تعداد بالای کلیفرم معمولاً نشان دهنده آلودگی اخیر فاضلاب است.

سیستم های فاضلاب

سیستم فاضلاب یا سیستم جمع‌آوری فاضلاب، شبکه‌ای از لوله‌ها، ایستگاه‌های پمپاژ و لوازم جانبی است که فاضلاب را از مبدأ خود به نقطه تصفیه و دفع می‌رساند.

سیستم های ترکیبی

سیستم هایی که مخلوطی از فاضلاب خانگی و فاضلاب طوفانی را حمل می کنند، فاضلاب ترکیبی نامیده می شوند. فاضلاب ترکیبی معمولاً از لوله‌ها یا تونل‌هایی با قطر زیاد تشکیل می‌شود، زیرا حجم زیادی از آب طوفان که باید در دوره‌های آب و هوای مرطوب حمل شود. آنها در شهرهای قدیمی بسیار رایج هستند اما دیگر به عنوان بخشی از تاسیسات جدید فاضلاب طراحی و ساخته نمی شوند. از آنجایی که تصفیه خانه های فاضلاب نمی توانند حجم زیادی از آب طوفان را تحمل کنند، فاضلاب باید در آب و هوای مرطوب تصفیه خانه ها را دور بزند و مستقیماً به آب دریافت کننده تخلیه شود. این سرریزهای فاضلاب ترکیبی، حاوی فاضلاب خانگی تصفیه نشده، باعث ایجاد مشکلات مکرر آلودگی آب شده و منبع آلودگی بسیار دردسرساز هستند.

در برخی از شهرهای بزرگ، مشکل سرریز فاضلاب ترکیبی با هدایت اولین تخلیه فاضلاب ترکیبی به یک حوضه بزرگ یا تونل زیرزمینی کاهش یافته است. پس از ذخیره سازی موقت، می توان آن را با ته نشینی و ضد عفونی قبل از تخلیه در یک بدنه آب پذیرنده تصفیه کرد، یا می توان آن را در یک تصفیه خانه فاضلاب مجاور با سرعتی تصفیه کرد که بار بیش از حد تاسیسات را وارد نکند. روش دیگر برای کنترل فاضلاب ترکیبی استفاده از متمرکز کننده های چرخشی است. این فاضلاب‌ها را از طریق دستگاه‌های استوانه‌ای شکل که یک اثر گردابی یا گردابی ایجاد می‌کنند، هدایت می‌کنند. گرداب به تمرکز ناخالصی ها در حجم بسیار کمتری از آب برای تصفیه کمک می کند.

سیستم های جداگانه

تاسیسات جدید جمع آوری فاضلاب به عنوان سیستم های مجزا طراحی شده اند که فاضلاب خانگی یا فاضلاب طوفانی را حمل می کنند اما هر دو را ندارند. فاضلاب های طوفانی معمولاً رواناب های سطحی را به نقطه دفع در یک نهر یا رودخانه می رسانند. حوضچه‌های بازداشت کوچک ممکن است به عنوان بخشی از سیستم ساخته شوند که آب طوفان را به طور موقت ذخیره می‌کنند و میزان اوج جریان را کاهش می‌دهند. از سوی دیگر، فاضلاب های بهداشتی، فاضلاب خانگی را به تصفیه خانه فاضلاب منتقل می کنند. پساب های صنعتی پیش تصفیه شده ممکن است به سیستم های فاضلاب بهداشتی شهری وارد شوند، اما آب طوفان از این امر مستثنی است.

فاضلاب طوفان معمولاً با بخش هایی از لوله بتن مسلح ساخته می شود. در برخی موارد ممکن است از لوله های فلزی موجدار استفاده شود. ورودی‌های آب طوفان یا حوضچه‌های آبگیر در فواصل مناسب در یک خیابان یا در ارتفاقات در سراسر املاک خصوصی قرار دارند. خطوط لوله معمولاً به گونه‌ای قرار می‌گیرند که جریان گرانش سرازیری را به جریان نزدیک یا حوضه حبس اجازه می‌دهد. در صورت امکان از ایستگاه های پمپاژ آب طوفان به دلیل ظرفیت های پمپ بسیار زیادی که برای مدیریت جریان های متناوب مورد نیاز است، اجتناب می شود.

یک سیستم فاضلاب بهداشتی شامل خطوط جانبی، زیرمجموعه ها و رهگیرها می باشد. به جز اتصالات منفرد خانه، جانبی ها کوچکترین فاضلاب شبکه هستند. آنها معمولاً کمتر از 200 میلی متر (8 اینچ) قطر ندارند و فاضلاب را با نیروی ثقل به زیرمجموعه های بزرگتر یا فاضلاب های کلکتوری منتقل می کنند. فاضلاب جمع کننده به یک رهگیر اصلی یا خط لوله متصل می شود که فاضلاب را به یک تصفیه خانه می برد. رهگیرها معمولاً با بخش های پیش ساخته از لوله های بتن مسلح، تا قطر 5 متر (15 فوت) ساخته می شوند. سایر مواد مورد استفاده برای فاضلاب های بهداشتی شامل خاک رس منجمد، آزبست سیمان، پلاستیک، فولاد یا چدن شکل پذیر است. استفاده از پلاستیک برای لترال ها به دلیل سبکی و سهولت در نصب در حال افزایش است. لوله های آهنی و فولادی برای خطوط اصلی نیرو یا در ایستگاه های پمپاژ استفاده می شود. خطوط لوله نیرو، خطوط لوله ای هستند که فاضلاب را تحت فشار زمانی که باید پمپ شود، حمل می کنند.

سیستم های جایگزین

گاهی اوقات هزینه فاضلاب های گرانشی معمولی به دلیل تراکم جمعیت کم یا شرایط سایت مانند سطح بالای سطح آب یا سنگ بستر می تواند بسیار بالا باشد. سه سیستم جایگزین جمع آوری فاضلاب که ممکن است در این شرایط مورد استفاده قرار گیرند عبارتند از: فاضلاب ثقلی با قطر کوچک، فاضلاب تحت فشار و فاضلاب خلاء.

در سیستم‌های گرانشی با قطر کوچک، سپتیک تانک‌ها ابتدا برای حذف مواد جامد قابل ته‌نشینی و شناور از فاضلاب هر خانه استفاده می‌شوند، قبل از اینکه به شبکه‌ای از آب برود.

شبکه برق (معمولاً 100 میلی متر یا 4 اینچ در قطر)؛ این سیستم ها برای جوامع کوچک روستایی مناسب هستند. از آنجایی که آنها چربی، شن و مواد جامد فاضلاب را حمل نمی کنند، لوله ها می توانند قطر کمتری داشته باشند و در شیب ها یا شیب های کاهش یافته قرار گیرند تا هزینه های حفاری ترانشه به حداقل برسد. فاضلاب های تحت فشار بهتر است در مناطق مسطح یا جاهایی که نیاز به حفاری سنگ های گران قیمت است استفاده شود. پمپ های آسیاب فاضلاب را از هر خانه به فاضلاب فشار اصلی تخلیه می کند که می تواند شیب زمین را دنبال کند. در یک سیستم فاضلاب خلاء، فاضلاب یک یا چند ساختمان با نیروی ثقل به یک مخزن یا مخزن جریان می یابد که توسط پمپ های خلاء واقع در ایستگاه مرکزی خلاء از آن خارج می شود و سپس به مخزن جمع آوری می ریزد. از مخزن جمع آوری خلاء، فاضلاب به یک تصفیه خانه پمپ می شود.

پمپ ها

ایستگاه های پمپاژ زمانی ساخته می شوند که فاضلاب باید از یک نقطه پایین به نقطه ای با ارتفاع بالاتر برود یا جایی که توپوگرافی مانع از جریان گرانشی سراشیبی می شود. پمپ های بدون گرفتگی مخصوصی برای رسیدگی به فاضلاب خام موجود است. آنها در سازه هایی به نام ایستگاه های بالابر نصب می شوند. دو نوع اساسی از ایستگاه های بالابر وجود دارد: خوب خشک و چاه مرطوب. یک تاسیسات چاه مرطوب تنها دارای یک محفظه یا مخزن برای دریافت و نگهداری فاضلاب تا زمانی که به بیرون پمپ می شود، می باشد. پمپ ها و موتورهای شناور با طراحی ویژه می توانند در پایین محفظه، کاملاً زیر سطح آب قرار گیرند. تاسیسات چاه خشک دارای دو محفظه مجزا هستند، یکی برای دریافت فاضلاب و دیگری برای محصور کردن و محافظت از پمپ ها و کنترل ها. محفظه خشک محافظ امکان دسترسی آسان برای بازرسی و نگهداری را فراهم می کند. تمام ایستگاه های بالابر فاضلاب، چه از نوع چاه مرطوب یا خشک، باید حداقل دارای دو پمپ باشند. یک پمپ می تواند کار کند در حالی که پمپ دیگر برای تعمیر برداشته می شود.

نرخ های جریان

تغییرات زیادی در نرخ جریان فاضلاب در طول یک روز وجود دارد. یک سیستم فاضلاب باید این تنوع را در خود جای دهد. در اکثر شهرها میزان جریان فاضلاب خانگی در ساعات صبح و عصر بالاترین میزان است. آنها در نیمه شب کمترین مقدار را دارند. مقدار جریان به تراکم جمعیت، مصرف آب و میزان فعالیت تجاری یا صنعتی در جامعه بستگی دارد. میانگین دبی فاضلاب معمولاً با میانگین مصرف آب در جامعه برابر است. در یک فاضلاب جانبی، دبی اوج کوتاه مدت می تواند تقریباً چهار برابر دبی متوسط ​​باشد. در یک فاضلاب شهری، اوج دبی ممکن است دو و نیم برابر میانگین باشد.

اگرچه جریان فاضلاب به اتصالات مسکونی، تجاری و صنعتی بستگی دارد، نرخ جریان فاضلاب به طور بالقوه می تواند در نتیجه جریان ورودی و نفوذ (I&I) به سیستم فاضلاب بهداشتی افزایش یابد. جریان ورودی مربوط به آب طوفانی است که از اتصالات نامناسب وارد فاضلاب می شود، مانند زهکشی پشت بام، زهکش طوفان، سرریزها و پمپ های مخزن. مقادیر بالای روان آب باران می تواند در هنگام بارش و حوادث طوفانی یا در طول طغیان فصلی بهار رودخانه ها که با ذوب یخ ها غرق شده اند به سیستم فاضلاب برسد. منظور از نفوذ آب زیرزمینی است که از طریق لوله های معیوب یا شکسته وارد فاضلاب می شود. در هر دو این موارد، تاسیسات پایین دستی و تصفیه خانه‌ها ممکن است جریان‌هایی بالاتر از حد پیش‌بینی شده را تجربه کنند و از نظر هیدرولیکی بیش از حد بارگذاری شوند. در طول چنین بارهای اضافه، شرکت‌های برق ممکن است از ساکنان متصل به سیستم بخواهند از استفاده از ماشین ظرفشویی و ماشین لباسشویی خودداری کنند و حتی ممکن است برای کاهش فشار، سیفون توالت و استفاده از دوش را محدود کنند. چنین مسائل I&I می تواند به ویژه در زیرساخت های قدیمی و قدیمی آب شدید باشد.

تصفیه و دفع فاضلاب

اندازه و ظرفیت سیستم های تصفیه فاضلاب بر اساس حجم تخمینی فاضلاب تولید شده از محل سکونت، مشاغل و صنایع متصل به سیستم های فاضلاب و همچنین جریان ورودی و نفوذ پیش بینی شده (I&I) تعیین می شود. انتخاب پیکربندی‌های خاص تصفیه‌خانه، خوشه‌ای یا متمرکز به عواملی مانند تعداد مشتریانی که به آنها خدمات داده می‌شود، سناریوی جغرافیایی، محدودیت‌های سایت، اتصالات فاضلاب، میانگین و اوج جریان، ویژگی‌های فاضلاب ورودی، محدودیت‌های نظارتی پساب، بستگی دارد. امکان سنجی تکنولوژیکی، مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی و نگهداری مربوطه.

روش غالب دفع فاضلاب در شهرها و شهرک های بزرگ، تخلیه به بدنه آب های سطحی است. مناطق حومه ای و روستایی بیشتر به دفع زیرسطحی متکی هستند. در هر صورت، فاضلاب باید تا حدی تصفیه یا تصفیه شود تا از سلامت عمومی و کیفیت آب محافظت شود. ذرات معلق و مواد آلی زیست تخریب پذیر باید به میزان های مختلف حذف شوند. باکتری های بیماری زا باید از بین بروند. همچنین ممکن است حذف نیترات ها و فسفات ها (مواد مغذی گیاهی) و خنثی کردن یا حذف ضایعات صنعتی و مواد شیمیایی سمی ضروری باشد.

میزان تصفیه فاضلاب بسته به شرایط محیطی محلی و استانداردهای دولتی متفاوت است. دو نوع استاندارد مربوطه، استانداردهای جریان و استانداردهای پساب هستند. استانداردهای جریان

که برای جلوگیری از بدتر شدن کیفیت آب موجود طراحی شده است، محدودیت هایی را برای مقدار آلاینده های خاص مجاز در نهرها، رودخانه ها و دریاچه ها تعیین می کند. محدودیت ها به طبقه بندی “حداکثر استفاده مفید” از آب بستگی دارد. پارامترهای کیفیت آب که توسط استانداردهای رودخانه تنظیم می شوند عبارتند از: اکسیژن محلول، کلیفرم ها، کدورت، اسیدیته و مواد سمی. از طرف دیگر استانداردهای پساب مستقیماً به کیفیت فاضلاب تصفیه شده تخلیه شده از تصفیه خانه فاضلاب مربوط می شود. عواملی که تحت این استانداردها کنترل می شوند معمولاً شامل نیاز بیوشیمیایی اکسیژن (BOD)، جامدات معلق، اسیدیته و کلیفرم ها هستند.

مراحل تصفیه مدرن فاضلاب

سه سطح تصفیه فاضلاب وجود دارد: اولیه، ثانویه و سوم (یا پیشرفته). تصفیه اولیه حدود 60 درصد از کل جامدات معلق و حدود 35 درصد از BOD را حذف می کند. ناخالصی های حل شده حذف نمی شوند. معمولاً به عنوان اولین مرحله قبل از درمان ثانویه استفاده می شود. تصفیه ثانویه بیش از 85 درصد از مواد جامد معلق و BOD را حذف می کند. حداقل سطح درمان ثانویه معمولاً در ایالات متحده و سایر کشورهای توسعه یافته مورد نیاز است. هنگامی که بیش از 85 درصد از کل جامدات و BOD باید حذف شود، یا زمانی که سطوح نیترات و فسفات محلول باید کاهش یابد، از روش های تصفیه سوم استفاده می شود. فرآیندهای درجه سوم می توانند بیش از 99 درصد از تمام ناخالصی های فاضلاب را حذف کنند و پسابی با کیفیت تقریباً آب آشامیدنی تولید کنند. درمان سوم می تواند بسیار گران باشد و اغلب هزینه درمان ثانویه را دو برابر می کند. فقط در شرایط خاص استفاده می شود.

برای تمام سطوح تصفیه فاضلاب، آخرین مرحله قبل از تخلیه پساب فاضلاب به بدنه آب های سطحی، ضد عفونی است که هر گونه پاتوژن باقی مانده در پساب را از بین می برد و از سلامت عمومی محافظت می کند. گندزدایی معمولاً با مخلوط کردن پساب با گاز کلر یا با محلول های مایع مواد شیمیایی هیپوکلریت در یک مخزن تماس به مدت حداقل 15 دقیقه انجام می شود. از آنجا که باقیمانده کلر در پساب ممکن است اثرات نامطلوبی بر آبزیان داشته باشد، ممکن است یک ماده شیمیایی اضافی برای کلر زدایی پساب اضافه شود. اشعه ماوراء بنفش، که می تواند بدون باقی ماندن در پساب ضد عفونی شود، با کلر به عنوان یک ضدعفونی کننده فاضلاب رقابتی تر می شود.

درمان اولیه

درمان اولیه موادی را که یا شناور می شوند یا به راحتی توسط گرانش ته نشین می شوند، حذف می کند. این شامل فرآیندهای فیزیکی غربالگری، خرد کردن، حذف شن و رسوب است. صفحه نمایش ها از میله های فلزی بلند، با فاصله نزدیک و باریک ساخته شده اند. آن‌ها زباله‌های شناور مانند چوب، کهنه‌ها و دیگر اجسام حجیم را که می‌توانند لوله‌ها یا پمپ‌ها را مسدود کنند، مسدود می‌کنند. در کارخانه های مدرن، صفحه ها به صورت مکانیکی تمیز می شوند و مواد به سرعت با دفن در زمین های گیاه دفع می شوند. ممکن است برای خرد کردن و خرد کردن زباله‌هایی که از روی صفحه‌ها عبور می‌کنند از یک خردکننده استفاده شود. مواد خرد شده بعداً با فرآیندهای ته نشینی یا فلوتاسیون حذف می شوند.

فرآیند لجن فعال

تصفیه اولیه و ثانویه فاضلاب با استفاده از فرآیند لجن فعال.

محفظه های شن مخازن باریکی هستند که برای کاهش سرعت جریان طراحی شده اند تا مواد جامد مانند ماسه، تفاله قهوه و پوسته تخم مرغ خارج از آب ته نشین شوند. شن باعث سایش و پارگی بیش از حد پمپ ها و سایر تجهیزات کارخانه می شود. حذف آن به ویژه در شهرهایی که سیستم های فاضلاب ترکیبی دارند، که حجم زیادی از گل و لای، شن و ماسه را حمل می کنند که در هنگام طوفان از خیابان ها یا زمین می افتند، مهم است.

جامدات معلقی که از روی صفحه ها و محفظه های سنگ ریزه عبور می کنند در مخازن ته نشینی از فاضلاب خارج می شوند. این مخازن که زلال‌کننده‌های اولیه نیز نامیده می‌شوند، حدود دو ساعت زمان نگهداری را برای ته‌نشینی جاذبه فراهم می‌کنند. همانطور که فاضلاب به آرامی در آنها جریان می یابد، مواد جامد به تدریج به پایین فرو می روند. جامدات ته نشین شده – معروف به لجن خام یا اولیه – توسط خراش های مکانیکی در امتداد کف مخزن حرکت می کنند. لجن در یک قیف جمع آوری می شود و از آنجا برای خارج کردن پمپاژ می شود. دستگاه های مکانیکی لایه بردار، چربی و سایر مواد شناور را حذف می کنند.

درمان ثانویه

تصفیه ثانویه مواد آلی محلول را که از درمان اولیه فرار می کنند حذف می کند. همچنین مقدار بیشتری از مواد جامد معلق را حذف می کند. حذف معمولاً با فرآیندهای بیولوژیکی انجام می شود که در آن میکروب ها ناخالصی های آلی را به عنوان غذا مصرف می کنند و آنها را به دی اکسید کربن، آب و انرژی برای رشد و تولید مثل خود تبدیل می کنند. تصفیه خانه فاضلاب، محیطی مناسب، هر چند از فولاد و بتن، برای این فرآیند بیولوژیکی طبیعی فراهم می کند. حذف مواد آلی محلول در تصفیه خانه به محافظت از دیس کمک می کند

تعادل اکسیژن یک جریان، رودخانه یا دریاچه را حل کرد.

سه روش اصلی تصفیه بیولوژیکی وجود دارد: فیلتر چکنده، فرآیند لجن فعال و حوضچه اکسیداسیون. روش چهارم که کمتر رایج است، کنتاکتور بیولوژیکی دوار است.

فیلتر چکنده

فیلتر چکنده به سادگی مخزنی است که با بستر عمیقی از سنگ پر شده است. فاضلاب ته نشین شده به طور مداوم در بالای سنگ ها پاشیده می شود و به سمت پایین چکه می کند و در آنجا برای تصفیه بیشتر جمع آوری می شود. وقتی فاضلاب به سمت پایین چکه می کند، باکتری ها روی سنگ ها جمع شده و تکثیر می شوند. جریان ثابت فاضلاب بر روی این رشد به میکروب ها اجازه می دهد تا مواد آلی محلول را جذب کنند، در نتیجه نیاز اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) فاضلاب را کاهش می دهد. گردش هوا به سمت بالا از طریق فضاهای بین سنگ ها اکسیژن کافی برای فرآیندهای متابولیک فراهم می کند.

مخازن ته نشینی که زلال سازهای ثانویه نامیده می شوند، از فیلترهای چکنده پیروی می کنند. این زلال‌کننده‌ها میکروب‌هایی را که توسط جریان فاضلاب از سنگ‌ها شسته می‌شوند را حذف می‌کنند. دو یا چند فیلتر چکنده ممکن است به صورت سری به هم متصل شوند و فاضلاب را می توان به منظور افزایش راندمان تصفیه دوباره به گردش درآورد.

لجن فعال

سیستم تصفیه لجن فعال شامل یک مخزن هوادهی و به دنبال آن یک زلال کننده ثانویه است. فاضلاب ته نشین شده، مخلوط با لجن تازه ای که از زلال کننده ثانویه به گردش در می آید، به مخزن هوادهی وارد می شود. سپس هوای فشرده از طریق دیفیوزرهای متخلخلی که در پایین مخزن قرار دارد به مخلوط تزریق می شود. با حباب زدن به سطح، هوای منتشر شده اکسیژن و یک عمل اختلاط سریع را فراهم می کند. همچنین می‌توان هوا را با عملکرد میکسرهای ملخ مانند مکانیکی که در سطح مخزن قرار دارند اضافه کرد.

در چنین شرایط اکسیژن‌دار، میکروارگانیسم‌ها رشد می‌کنند و یک سوسپانسیون فعال و سالم از جامدات بیولوژیکی – عمدتاً باکتری‌ها – به نام لجن فعال تشکیل می‌دهند. حدود شش ساعت بازداشت در مخزن هوادهی فراهم شده است. این به میکروب ها زمان کافی برای جذب مواد آلی محلول از فاضلاب می دهد و باعث کاهش BOD می شود. سپس مخلوط از مخزن هوادهی به زلال‌کننده ثانویه می‌ریزد، جایی که لجن فعال بر اثر گرانش ته نشین می‌شود. آب زلال از سطح زلال ساز، ضد عفونی شده و به عنوان پساب ثانویه تخلیه می شود. لجن از قیف در پایین مخزن خارج می شود. حدود 30 درصد از لجن به مخزن هوادهی بازگردانده می شود و در آنجا با پساب اولیه مخلوط می شود. این چرخش یک ویژگی کلیدی در فرآیند لجن فعال است. میکروب های بازیافتی به خوبی با محیط فاضلاب سازگار هستند و به راحتی مواد آلی موجود در پساب اولیه را متابولیزه می کنند. 70 درصد باقیمانده لجن ثانویه باید به روش قابل قبولی تصفیه و دفع شود (به تصفیه و دفع لجن مراجعه کنید).

تغییرات فرآیند لجن فعال شامل هوادهی طولانی، تثبیت تماسی و هوادهی با اکسیژن با خلوص بالا است. سیستم های هوادهی گسترده و تثبیت تماس مرحله ته نشینی اولیه را حذف می کنند. آنها برای تصفیه جریان های کوچک فاضلاب از متل ها، مدارس و سایر منابع فاضلاب نسبتاً جدا کارآمد هستند. هر دوی این درمان ها معمولاً در مخازن فولادی پیش ساخته به نام کارخانه پکیج ارائه می شوند. سیستم های هوادهی اکسیژن، اکسیژن خالص را با لجن فعال مخلوط می کنند. غلظت غنی تر اکسیژن باعث می شود زمان هوادهی از شش به دو ساعت کوتاه شود و حجم مخزن مورد نیاز کاهش یابد.

حوضچه اکسیداسیون

حوضچه های اکسیداسیون که تالاب یا حوضچه های تثبیت نیز نامیده می شوند، حوضچه های کم عمق و بزرگی هستند که برای تصفیه فاضلاب از طریق تعامل نور خورشید، باکتری ها و جلبک ها طراحی شده اند. جلبک ها با استفاده از انرژی خورشید و دی اکسید کربن و ترکیبات معدنی آزاد شده توسط باکتری ها در آب رشد می کنند. در طول فرآیند فتوسنتز، جلبک ها اکسیژن مورد نیاز باکتری های هوازی را آزاد می کنند. گاهی اوقات هواده های مکانیکی برای تامین اکسیژن بیشتر نصب می شوند و در نتیجه اندازه مورد نیاز حوضچه کاهش می یابد. رسوبات لجن در حوضچه در نهایت باید با لایروبی حذف شوند. جلبک های باقی مانده در پساب حوضچه را می توان با فیلتراسیون یا ترکیبی از عملیات شیمیایی و ته نشینی حذف کرد.

کنتاکتور بیولوژیکی دوار

در این سیستم تصفیه یک سری از دیسک های پلاستیکی بزرگ که بر روی یک محور افقی نصب شده اند تا حدی در پساب اولیه غوطه ور می شوند. با چرخش شفت، دیسک‌ها به طور متناوب در معرض هوا و فاضلاب قرار می‌گیرند و به لایه‌ای از باکتری‌ها اجازه می‌دهند روی دیسک‌ها رشد کنند و مواد آلی موجود در فاضلاب را متابولیزه کنند.

درمان سوم

هنگامی که آب دریافتی مورد نظر در برابر اثرات آلودگی بسیار آسیب پذیر است، پساب ثانویه ممکن است توسط چندین فرآیند سوم تصفیه شود.

پولیش پساب

برای حذف مواد جامد معلق اضافی و BOD از پساب ثانویه، پرداخت پساب یک تصفیه موثر است. اغلب با استفاده از مدیا فیل دانه ای انجام می شود

ters، بسیار شبیه فیلترهایی که برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود. فیلترهای پولیش معمولاً به صورت واحدهای پیش ساخته ساخته می شوند و مخازنی برای ذخیره آب شستشوی معکوس مستقیماً بالای فیلترها قرار می گیرند. پرداخت پساب فاضلاب نیز ممکن است با استفاده از میکرواسترینرهایی از نوع مورد استفاده در تصفیه منابع آب شهری به دست آید.

تصفیه ثالثی فاضلاب

(سمت چپ) در طول مرحله فیلتر کردن، فاضلاب حاصل از تصفیه ثانویه، که هنوز حاوی مواد جامد معلق است، از یک فرورفتگی می ریزد و از طریق یک بستر فیلتر ساخته شده از محیط های متخلخل مانند ماسه، شن، و آنتراسیت نفوذ می کند. سپس آب تصفیه شده برای دفع از لوله خارج می شود. (سمت راست) در مرحله شستشوی معکوس، جامدات حباب شده به صورت دوره ای با پمپاژ آب فیلتر شده از داخل مجموعه، از محیط فیلتر شسته می شوند. آب شستشوی معکوس، حامل مواد جامد معلق، به ابتدای فرآیند تصفیه فاضلاب بازگردانده می شود.

حذف مواد مغذی گیاه

هنگامی که استانداردهای تصفیه نیاز به حذف مواد مغذی گیاه از فاضلاب دارند، اغلب به عنوان یک مرحله سوم انجام می شود. فسفر در فاضلاب معمولاً به شکل ترکیبات آلی و فسفات وجود دارد که به راحتی با رسوب شیمیایی حذف می شوند. اما این فرآیند باعث افزایش حجم و وزن لجن می شود. نیتروژن، یکی دیگر از مواد مغذی مهم گیاهی، در فاضلاب به صورت آمونیاک و نیترات وجود دارد. آمونیاک برای ماهی سمی است و همچنین با تبدیل شدن به نیترات، نیاز به اکسیژن در آب های دریافت کننده دارد. نیترات‌ها مانند فسفات‌ها باعث رشد جلبک‌ها و اوتروفیکاسیون دریاچه‌ها می‌شوند. برای حذف نیترات ها می توان از روشی به نام نیتریفیکاسیون-دنیتریفیکاسیون استفاده کرد. این یک فرآیند بیولوژیکی دو مرحله ای است که در آن نیتروژن آمونیاکی ابتدا توسط میکروارگانیسم ها به نیترات تبدیل می شود. نیترات ها توسط گونه دیگری از باکتری ها متابولیزه می شوند و گاز نیتروژن را تشکیل می دهند که به هوا می رود. این فرآیند مستلزم ساخت مخازن هوادهی و ته نشینی بیشتر بوده و هزینه تصفیه را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

یک فرآیند فیزیکوشیمیایی به نام آمونیاک stripping ممکن است برای حذف آمونیاک از فاضلاب استفاده شود. مواد شیمیایی برای تبدیل یون های آمونیوم به گاز آمونیاک اضافه می شوند. سپس فاضلاب از طریق یک برج به پایین ریخته می شود و به گاز اجازه می دهد از محلول خارج شده و به هوا فرار کند. استریپینگ هزینه کمتری نسبت به نیتریفیکاسیون-دنیتریفیکاسیون دارد، اما در هوای سرد خیلی کارآمد عمل نمی کند.

حل مشکل محیط زیستی فاضلاب زمین

در برخی مکان‌ها، پساب ثانویه را می‌توان مستقیماً روی زمین اعمال کرد و پساب صیقلی را می‌توان با فرآیندهای طبیعی به‌دست آورد، زیرا فاضلاب روی پوشش گیاهی جریان می‌یابد و در خاک نفوذ می‌کند. سه نوع تصفیه زمین وجود دارد: سرعت آهسته، نفوذ سریع و جریان زمینی.

در روش کم سرعت یا آبیاری، پساب به وسیله پخش پشته و شیار (در گودال) یا سیستم های بارانی بر روی زمین اعمال می شود. بیشتر آب و مواد مغذی توسط ریشه گیاهان در حال رشد جذب می شود. در روش نفوذ سریع، فاضلاب در حوضچه های بزرگی به نام حوضچه های تغذیه ذخیره می شود. بیشتر آن به آب های زیرزمینی نفوذ می کند و مقدار بسیار کمی توسط پوشش گیاهی جذب می شود. برای اینکه این روش کار کند، خاک باید نفوذپذیری بالایی داشته باشد. در جریان زمینی، فاضلاب بر روی یک تراس شیبدار با پوشش گیاهی اسپری می شود و به آرامی به یک خندق جمع آوری می شود. تصفیه با فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی انجام می شود و آب جمع آوری شده معمولاً به جریان نزدیک تخلیه می شود.

تصفیه زمین فاضلاب می تواند رطوبت و مواد مغذی را برای رشد پوشش گیاهی فراهم کند، مانند ذرت یا غلات برای خوراک دام. همچنین می تواند سفره های آب زیرزمینی را شارژ یا دوباره پر کند. تصفیه زمین، در واقع، امکان بازیافت فاضلاب را برای استفاده مفید فراهم می کند. با این حال، زمین های بزرگ مورد نیاز است و امکان پذیری این نوع تصفیه ممکن است بیشتر توسط بافت خاک و آب و هوا محدود شود.

سیستم های تصفیه فاضلاب خوشه ای

در موارد خاصی که امکان اتصال خانه ها یا واحدها به سیستم های فاضلاب عمومی وجود ندارد، جوامع ممکن است یک سیستم تصفیه فاضلاب خوشه ای را انتخاب کنند. چنین تاسیساتی نسخه های کوچکتر از تصفیه خانه های متمرکز هستند و فقط تعداد محدودی از اتصالات را ارائه می دهند. بسته به کاربردهای خاص و درجه تصفیه مورد نیاز، فناوری‌های مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب خوشه‌ای ممکن است همان فناوری‌هایی باشد که برای سیستم‌های متمرکز یا برای سیستم‌های جداگانه در محل استفاده می‌شود. پس از تصفیه، پساب سیستم های فاضلاب خوشه ای را می توان از طریق روش های دفع سطحی یا زیرسطحی تخلیه کرد.

سپتیک تانک ها و مزارع شستشو در محل

در مناطق کم جمعیت حومه یا روستایی، معمولاً ساخت سیستم های جمع آوری فاضلاب و یک تصفیه خانه در مرکز به صرفه نیست. در عوض، یک سیستم تصفیه و دفع جداگانه برای هر خانه ارائه شده است. سیستم‌های در محل راه‌حل‌های موثر، کم‌هزینه و طولانی‌مدت برای دفع فاضلاب ارائه می‌کنند، به شرطی که به درستی طراحی، نصب و نگهداری شوند. در ایالات متحده، حدود

یک سوم خانه های شخصی از سیستم دفع زیرسطحی در محل استفاده می کنند.

متداول ترین نوع سیستم در محل شامل یک مخزن سپتیک مدفون، ضد آب و یک میدان جذب زیرسطحی (همچنین به نام میدان تخلیه یا میدان شستشو نامیده می شود). سپتیک تانک به عنوان یک محفظه ته نشینی و ذخیره لجن اولیه عمل می کند و بیشتر مواد قابل ته نشینی و شناور را از فاضلاب ورودی حذف می کند. اگرچه لجن به صورت بی هوازی تجزیه می شود، اما در نهایت در کف مخزن تجمع می یابد و باید به صورت دوره ای (هر دو تا چهار سال یکبار) پمپاژ شود. جامدات شناور و گریس توسط یک بافل در خروجی مخزن به دام می افتند و فاضلاب ته نشین شده به میدان جذب جریان می یابد و از طریق آن به سمت پایین به زمین نفوذ می کند. همانطور که به آرامی در لایه های خاک جریان می یابد، پساب ته نشین شده قبل از رسیدن به سطح آب، توسط هر دو فرآیند فیزیکی و بیولوژیکی تصفیه و تصفیه می شود.

سپتیک تانک قبل از نصب

یک میدان جذبی شامل چندین خط لوله سوراخ شده است که در ترانشه های طولانی و کم عمق پر از شن قرار گرفته اند. لوله ها، پساب را در یک منطقه قابل توجه توزیع می کنند، زیرا از طریق شن و لایه های زیرین خاک نفوذ می کند. اگر محل دفع برای یک میدان آبشویی معمولی خیلی کوچک باشد، ممکن است به جای ترانشه های کم عمق از چاله های تراوش عمیق تر استفاده شود. چاله های تراوش به مساحت کمتری نسبت به مزارع شستشو نیاز دارند. هم ترانشه‌های مزرعه شستشو و هم چاله‌های تراوش باید بالاتر از سطح آب‌های زیرزمینی فصلی بالا قرار گیرند.

برای موفقیت در دفع فاضلاب زیرسطحی در محل، نفوذپذیری یا هدایت هیدرولیکی خاک باید در محدوده قابل قبولی باشد. اگر خیلی کم باشد، پساب نمی تواند به طور موثر در خاک جریان داشته باشد و ممکن است به سطح میدان جذبی نفوذ کند و در نتیجه سلامت عمومی را به خطر بیندازد. اگر نفوذپذیری خیلی زیاد باشد، ممکن است قبل از رسیدن پساب به سطح آب، تصفیه کافی صورت نگیرد و در نتیجه آب زیرزمینی را آلوده کند. ظرفیت زمین برای جذب فاضلاب ته نشین شده تا حد زیادی به بافت خاک (یعنی مقادیر نسبی شن، ماسه، سیلت و رس) بستگی دارد. نفوذپذیری را می توان با مشاهده مستقیم خاک در گودال های آزمایشی حفاری شده و همچنین با انجام آزمایش نفوذ یا “در هر آزمایش” ارزیابی کرد. تست perc سرعت نفوذ آب به داخل خاک را در حفره های آزمایشی کوچک حفر شده در محل دفع اندازه گیری می کند. نرخ پرک اندازه گیری شده را می توان برای تعیین کل سطح مورد نیاز میدان جذب یا تعداد چاله های تراوش استفاده کرد.

در مواردی که شرایط نامطلوب سایت یا خاک استفاده از میدان های جذبی و چاله های تراوش را ممنوع می کند، ممکن است از سیستم های تپه برای دفع فاضلاب در محل استفاده شود. تپه یک میدان جذبی است که در بالای سطح طبیعی زمین به منظور تهیه مواد مناسب برای نفوذ و جداسازی میدان زهکشی از سطح ایستابی ساخته شده است. پساب تانک سپتیک به طور متناوب از یک محفظه پمپ می شود و به تپه اعمال می شود. سایر روش های جایگزین در محل دفع شامل استفاده از فیلترهای شنی متناوب یا واحدهای تصفیه هوازی پیش ساخته کوچک است. گندزدایی (معمولاً با کلرزنی) پساب خروجی از این سیستم ها زمانی لازم است که پساب به یک جریان مجاور تخلیه شود.

استفاده مجدد از فاضلاب

فاضلاب می تواند منبع ارزشمندی در شهرها یا شهرهایی باشد که جمعیت در حال افزایش است و منابع آب محدود است. علاوه بر کاهش فشار بر ذخایر محدود آب شیرین، استفاده مجدد از فاضلاب می تواند کیفیت رودخانه ها و دریاچه ها را با کاهش تخلیه پساب دریافتی آنها بهبود بخشد. فاضلاب ممکن است بازیافت شود و برای آبیاری گیاهان و مناظر، تغذیه آب های زیرزمینی یا اهداف تفریحی مورد استفاده مجدد قرار گیرد. احیا برای نوشیدن از نظر فنی امکان پذیر است، اما این استفاده مجدد با مقاومت عمومی قابل توجهی روبرو است.

دو نوع استفاده مجدد از فاضلاب وجود دارد: مستقیم و غیر مستقیم. در استفاده مجدد مستقیم، فاضلاب تصفیه شده بدون رقیق شدن در یک جریان طبیعی یا دریاچه یا در آب های زیرزمینی به نوعی از سیستم های آبی وارد می شود. یک مثال آبیاری زمین گلف با پساب تصفیه خانه فاضلاب شهری است. استفاده مجدد غیرمستقیم شامل مخلوط کردن فاضلاب بازیافتی با آب دیگری قبل از استفاده مجدد است. در واقع، هر جامعه ای که از منبع آب سطحی در پایین دست لوله تخلیه تصفیه خانه یک جامعه دیگر استفاده می کند، به طور غیر مستقیم از فاضلاب مجدد استفاده می کند. استفاده مجدد غیرمستقیم نیز با تخلیه فاضلاب بازیافتی در سفره آب زیرزمینی و بعداً برداشت آب برای استفاده انجام می شود. تخلیه به یک آبخوان (به نام تغذیه مصنوعی) با تزریق در چاه عمیق یا پخش سطحی کم عمق انجام می شود.

با افزایش شانس تماس مستقیم انسان و مصرف، الزامات کیفیت و تصفیه برای فاضلاب احیا شده سخت‌تر می‌شود. ناخالصی هایی که باید حذف شوند بستگی به استفاده مورد نظر از آب دارد. به عنوان مثال، حذف فسفات ها یا نیترات ها در صورتی که استفاده مورد نظر آبیاری چشم انداز باشد، ضروری نیست. من

اگر استفاده مجدد مستقیم به عنوان یک منبع آشامیدنی در نظر گرفته شده است، درمان سوم با موانع متعدد در برابر آلاینده ها مورد نیاز است. این ممکن است شامل تصفیه ثانویه و به دنبال آن فیلتراسیون رسانه ای دانه ای، پرتو فرابنفش، جذب کربن فعال دانه ای، اسمز معکوس، جداسازی هوا، ازن زنی و کلرزنی باشد.

استفاده از سیستم های بازیافت آب خاکستری در ساختمان های تجاری جدید، روشی برای صرفه جویی در مصرف آب و کاهش حجم کل فاضلاب را ارائه می دهد. این سیستم‌ها زهکشی وان‌ها و سینک‌ها را فیلتر و کلر می‌کنند و آب را برای مقاصد غیر قابل شرب (مانند شستشوی توالت‌ها و ادرار) مجدداً استفاده می‌کنند. آب بازیافتی را می توان با رنگ آبی مشخص کرد تا اطمینان حاصل شود که برای مصارف آشامیدنی استفاده نمی شود.

تصفیه و دفع لجن

پسماندهایی که در تصفیه خانه های فاضلاب جمع می شوند، لجن (یا جامدات زیستی) نامیده می شوند. لجن فاضلاب مواد باقیمانده جامد، نیمه جامد یا دوغابی است که به عنوان محصول جانبی فرآیندهای تصفیه فاضلاب تولید می شود. این پسماند معمولاً به عنوان لجن اولیه و ثانویه طبقه بندی می شود. لجن اولیه از رسوب شیمیایی، ته نشینی و سایر فرآیندهای اولیه تولید می شود، در حالی که لجن ثانویه زیست توده زباله فعال حاصل از تصفیه بیولوژیکی است. برخی از کارخانه های فاضلاب نیز مواد جامد سپتیک یا سپتیک تانک را از سیستم های تصفیه فاضلاب خانگی در محل دریافت می کنند. اغلب لجن ها برای تصفیه و دفع بیشتر با هم ترکیب می شوند.

تصفیه لجن فاضلاب

لجن مخلوط دریافتی از تصفیه فاضلاب ثانویه از یک مخزن شناور با هوای محلول عبور داده می شود، جایی که مواد جامد به سطح بالا می روند و از بین می روند. لجن غلیظ شده با بخار خمیر می شود، سپس به هیدرولیز حرارتی منتقل می شود، جایی که مولکول های بزرگ مانند پروتئین ها و لیپیدها تحت حرارت و فشار تجزیه می شوند. لجن هیدرولیز شده از یک فلاش تانک عبور داده می شود، جایی که افت ناگهانی فشار باعث ترکیدن سلول ها می شود و سپس به هضم بی هوازی می رسد، جایی که باکتری ها مواد آلی محلول را به بیوگاز تبدیل می کنند (که می توان از آن برای سوخت فرآیند تصفیه استفاده کرد). لجن هضم شده از یک مرحله آبگیری عبور داده می شود. مواد جامد خشک شده دفع می شوند و آب به تصفیه ثانویه بازگردانده می شود.
دایره المعارف بریتانیکا، شرکت
تصفیه و دفع لجن فاضلاب از عوامل اصلی در طراحی و بهره برداری از کلیه تصفیه خانه های فاضلاب می باشد. دو هدف اساسی از تصفیه لجن قبل از دفع نهایی کاهش حجم آن و تثبیت مواد آلی است. لجن تثبیت شده بوی زننده ای ندارد و می توان بدون ایجاد مزاحمت یا خطر سلامتی با آن برخورد کرد. حجم لجن کوچکتر هزینه های پمپاژ و ذخیره سازی را کاهش می دهد.

روش های درمانی

تصفیه لجن فاضلاب ممکن است شامل ترکیبی از فرآیندهای غلیظ شدن، هضم و آبگیری باشد.

ضخیم شدن

ضخیم شدن معمولاً اولین مرحله در تصفیه لجن است زیرا کنترل لجن نازک، دوغابی از مواد جامد معلق در آب، غیر عملی است. ضخیم شدن معمولاً در مخزنی به نام ضخیم کننده گرانشی انجام می شود. یک غلیظ کننده می تواند حجم کل لجن را به کمتر از نصف حجم اولیه کاهش دهد. یک جایگزین برای ضخیم شدن گرانشی، شناورسازی با هوای محلول است. در این روش، حباب های هوا مواد جامد را به سطح می برند، جایی که لایه ای از لجن غلیظ تشکیل می شود.

هضم

هضم لجن یک فرآیند بیولوژیکی است که در آن مواد جامد آلی به مواد پایدار تجزیه می شوند. هضم جرم کل مواد جامد را کاهش می دهد، عوامل بیماری زا را از بین می برد و آبگیری یا خشک کردن لجن را آسان تر می کند. لجن هضم شده غیر تهاجمی است و ظاهر و ویژگی های یک خاک غنی از گلدان را دارد.

اکثر تصفیه خانه های بزرگ فاضلاب از یک سیستم هضم دو مرحله ای استفاده می کنند که در آن مواد آلی توسط باکتری ها به صورت بی هوازی (در صورت عدم وجود اکسیژن) متابولیزه می شوند. در مرحله اول، لجن غلیظ شده تا مقدار مواد جامد خشک (DS) در حدود 5 درصد، حرارت داده شده و به مدت چند روز در یک مخزن دربسته مخلوط می شود. باکتری‌های اسیدساز، مولکول‌های بزرگی مانند پروتئین‌ها و لیپیدها را هیدرولیز می‌کنند و آنها را به مولکول‌های کوچک‌تر محلول در آب می‌شکنند و سپس آن مولکول‌های کوچک‌تر را به اسیدهای چرب مختلف تخمیر می‌کنند. لجن سپس به مخزن دوم می ریزد، جایی که مواد محلول توسط باکتری های دیگر به بیوگاز، مخلوطی از دی اکسید کربن و متان تبدیل می شود. متان قابل احتراق است و به عنوان سوخت برای گرم کردن اولین مخزن هضم و همچنین تولید برق برای نیروگاه استفاده می شود.

هضم بی هوازی به دما، اسیدیته و عوامل دیگر بسیار حساس است. نیاز به نظارت و کنترل دقیق دارد. در برخی موارد، لجن با آنزیم های هیدرولیتیک اضافی در آغاز اولین مرحله هضم به منظور تکمیل عمل باکتری ها تلقیح می شود. مشخص شده است که این تیمار آنزیمی می تواند پاتوژن های ناخواسته بیشتری را در لجن از بین ببرد و همچنین می تواند منجر به تولید بیوگاز بیشتر در مرحله دوم هضم شود.

یکی دیگر از پیشرفت‌های فرآیند هضم بی‌هوازی دو مرحله‌ای سنتی

هیدرولیز حرارتی یا شکستن مولکول‌های بزرگ توسط گرما است. این d است یکی در مرحله جداگانه قبل از هضم. در یک مورد معمولی، فرآیند با لجنی شروع می شود که آبگیری شده و به محتوای DS حدود 15 درصد رسیده است. لجن در یک خمیر با بخار مخلوط می‌شود و این مخلوط گرم هموژن به راکتور وارد می‌شود و در آنجا تحت فشار تقریباً 165 درجه سانتی‌گراد (حدود 330 درجه فارنهایت) برای حدود 30 دقیقه نگه داشته می‌شود. در آن نقطه، با کامل شدن واکنش‌های هیدرولیتیک، مقداری از بخار خارج می‌شود (برای تغذیه به خمیرمایه)، و لجن، که هنوز تحت فشار کمی است، به طور ناگهانی در یک «فلاش تانک» رها می‌شود، جایی که افت ناگهانی در فشار دیواره های سلولی بسیاری از مواد جامد را می شکند. لجن هیدرولیز شده خنک شده، کمی با آب رقیق می شود و سپس مستقیماً به مرحله دوم هضم بی هوازی فرستاده می شود.

هضم لجن ممکن است به صورت هوازی – یعنی در حضور اکسیژن – نیز انجام شود. لجن به مدت 20 روز به شدت در یک مخزن باز هوادهی می شود. گاز متان در این فرآیند تشکیل نمی شود. اگرچه عملکرد سیستم های هوازی آسان تر از سیستم های بی هوازی است، اما معمولاً به دلیل قدرت مورد نیاز برای هوادهی، هزینه بیشتری برای کار کردن دارند. هضم هوازی اغلب با سیستم های هوادهی کوچک یا تثبیت تماسی ترکیب می شود.

هضم هوازی و بی هوازی معمولی حدود نیمی از جامدات لجن آلی را به مایعات و گازها تبدیل می کند. هیدرولیز حرارتی و به دنبال آن هضم بی هوازی می تواند حدود 60 تا 70 درصد ماده جامد را به مایعات و گازها تبدیل کند. نه تنها حجم مواد جامد تولید شده کمتر از هضم معمولی است، بلکه تولید بیشتر بیوگاز می تواند برخی از تصفیه خانه های فاضلاب را از نظر انرژی خودکفا کند.

آبگیری

لجن فاضلاب هضم شده معمولاً قبل از دفع آبگیری می شود. لجن آب‌گیری شده همچنان حاوی مقدار قابل‌توجهی آب است – اغلب تا 70 درصد – اما، حتی با آن رطوبت، لجن دیگر مانند یک مایع رفتار نمی‌کند و می‌توان آن را به عنوان یک ماده جامد اداره کرد. بسترهای لجن خشک کن ساده ترین روش آبگیری را ارائه می دهند. دوغاب لجن هضم شده روی یک بستر باز از ماسه پخش می شود و اجازه داده می شود تا زمانی که خشک شود باقی بماند. خشک شدن با ترکیبی از تبخیر و زهکشی گرانشی از طریق ماسه صورت می گیرد. یک شبکه لوله کشی که در زیر ماسه ساخته شده است، آب را جمع آوری می کند و به سمت سر کارخانه پمپ می شود. پس از حدود شش هفته از خشک شدن، کیک لجنی، که به آن گفته می شود، ممکن است محتوای جامد حدود 40 درصد داشته باشد. سپس می توان آن را با چنگال یا لودر جلویی از روی ماسه جدا کرد. به منظور کاهش زمان خشک شدن در هوای مرطوب یا سرد، ممکن است یک محفظه شیشه ای روی بسترهای شنی ساخته شود. از آنجایی که مقدار زیادی زمین برای خشک کردن بستر مورد نیاز است، این روش آبگیری معمولاً در شهرهای روستایی یا حومه شهرها به جای شهرهای پرجمعیت استفاده می شود.

جایگزین های بسترهای لجن خشک کن شامل فیلتر خلاء درام دوار، سانتریفیوژ و فیلتر پرس تسمه ای است. این سیستم های مکانیکی به فضای کمتری نسبت به بسترهای لجن خشک کننده نیاز دارند و درجه بیشتری از کنترل عملیاتی را ارائه می دهند. با این حال، معمولاً باید مرحله ای به نام تهویه لجن انجام شود که در آن مواد شیمیایی به لجن مایع اضافه می شود تا جامدات را منعقد کرده و زهکشی را بهبود بخشد.

دسترس

مقصد نهایی لجن فاضلاب تصفیه شده معمولاً زمین است. لجن آبگیری شده را می توان در زیر زمین در محل دفن بهداشتی دفن کرد. همچنین ممکن است در زمین های کشاورزی پخش شود تا از ارزش آن به عنوان تهویه کننده خاک و کود استفاده شود. از آنجایی که لجن ممکن است حاوی مواد شیمیایی صنعتی سمی باشد، در زمین هایی که محصولات برای مصرف انسان در آن کشت می شوند، پخش نمی شود.

در جایی که مکان مناسبی برای دفع زمین در دسترس نباشد، مانند مناطق شهری، لجن ممکن است سوزانده شود. سوزاندن رطوبت را به طور کامل تبخیر می کند و مواد جامد آلی را به خاکستر بی اثر تبدیل می کند. خاکستر باید دور ریخته شود، اما کاهش حجم، دفع را مقرون به صرفه تر می کند. هنگام سوزاندن لجن فاضلاب، کنترل آلودگی هوا یک نکته بسیار مهم است. باید از دستگاه های مناسب برای تمیز کردن هوا مانند اسکرابر و فیلتر استفاده شود.

ریختن لجن در اقیانوس که زمانی روشی اقتصادی برای دفع بسیاری از جوامع ساحلی بود، دیگر گزینه مناسبی در نظر گرفته نمی شود. در حال حاضر در ایالات متحده و بسیاری از کشورهای ساحلی دیگر ممنوع است.

فناوری های نوظهور

کارشناسان در بخش تصفیه فاضلاب برای اجرای فن آوری های ایجاد شده و بهبود قوانین و مقررات زیست محیطی برای دستیابی به اهداف کیفیت آب و حفاظت از سلامت انسان کار کرده اند. در همان زمان، صنعت نیز در حال گذار برای آماده شدن برای چالش های آینده، مانند تغییرات آب و هوا، تغییر جمعیت، و زیرساخت های پیری است.

روش های درمانی بهبود یافته

بسیاری از تاسیسات قدیمی تصفیه فاضلاب به دلیل استانداردهای سختگیرانه کیفیت آب نیاز به ارتقا دارند، اما این اغلب به دلیل فضای محدود برای گسترش دشوار است. به منظور امکان بهبود کارایی تصفیه بدون نیاز به مساحت بیشتر، روش‌های تصفیه جدیدی توسعه یافته‌اند. اینها

فرآیند بیوراکتور غشایی، راکتور لخته بالاست، و فرآیند لجن فعال با فیلم ثابت (IFAS) را اجرا کنید.

در فرآیند بیوراکتور غشایی، ماژول‌های غشای میکروفیلتراسیون فیبر توخالی در یک مخزن منفرد غوطه‌ور می‌شوند که در آن هوادهی، شفاف‌سازی ثانویه و فیلتراسیون می‌تواند رخ دهد، در نتیجه عملیات ثانویه و ثالثه را در یک منطقه کوچک زمینی فراهم می‌کند.

در یک راکتور لخته بالاست، نرخ ته نشینی جامدات معلق با استفاده از ماسه و پلیمر برای کمک به انعقاد جامدات معلق و تشکیل توده های بزرگتر به نام لخته افزایش می یابد. شن و ماسه در یک هیدروکلون از لجن جدا می شود، دستگاه نسبتاً ساده ای که آب در نزدیکی بالای یک استوانه با مماس وارد می شود به طوری که مواد سنگین مانند ماسه با نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره بیرونی “ریسی می شوند”. شن و ماسه توسط گرانش در انتهای هیدروکلون جمع می شود و دوباره به راکتور بازیافت می شود.

فیلترهای هوادهی بیولوژیکی از حوضچه ای با محیط غوطه ور استفاده می کنند که هم به عنوان سطح تماس برای تصفیه بیولوژیکی و هم به عنوان فیلتری برای جداسازی جامدات از فاضلاب عمل می کند. هوادهی حباب ریز برای تسهیل فرآیند اعمال می شود و از شستشوی معکوس معمولی برای تمیز کردن رسانه استفاده می شود. مساحت زمین مورد نیاز برای فیلتر هوادهی بیولوژیکی تنها حدود 15 درصد مساحت مورد نیاز برای سیستم لجن فعال معمولی است.

اتوماسیون

فرآیندهای پیشرفته تصفیه فاضلاب شامل تصفیه‌های بیولوژیکی است که به پارامترهای پردازش و محیط زیست حساس هستند. برای اطمینان از عملیات پایدار و قابل اعتماد فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، تصفیه خانه ها اغلب نیاز به پیاده سازی فن آوری های پیچیده شامل ابزار دقیق و سیستم های کنترل فرآیند دارند. استفاده از ابزارهای تحلیلی آنلاین، کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC)، سیستم‌های کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده‌ها (SCADA)، رابط ماشین انسانی (HMI) و نرم‌افزارهای مختلف کنترل فرآیند، امکان اتوماسیون و کامپیوتری کردن فرآیندهای درمان را با پیش‌بینی عملیات از راه دور فراهم می‌سازد. . چنین نوآوری هایی عملیات سیستم را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد، بنابراین نیازهای نظارت را به حداقل می رساند.

ملاحظات زیست محیطی

درمان های طبیعی، حفظ انرژی و کاهش ردپای کربن برخی از ملاحظات کلیدی برای جوامعی هستند که با چالش های انرژی و برق روبرو هستند. فن‌آوری‌های سبز و استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، از جمله انرژی خورشیدی و بادی، برای تصفیه فاضلاب در حال تکامل هستند و به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی فعالیت‌های انسانی کمک خواهند کرد. سیستم های زیست محیطی و اقتصادی تصفیه و دفع فاضلاب طبیعی در بسیاری از نقاط، به ویژه در جوامع کوچکتر اهمیت یافته است. اینها شامل تالاب های ساخته شده، تالاب ها، حوضچه های تثبیت، فیلترهای خاک، آبیاری قطره ای، تغذیه آب های زیرزمینی و سایر سیستم های مشابه است. سادگی، مقرون به صرفه بودن، کارایی و قابلیت اطمینان این سیستم ها، کاربردهای بالقوه ای را برای چنین فناوری های سازگار با محیط زیست ارائه کرده است.

با توجه به اینکه فاضلاب غنی از مواد مغذی و سایر مواد شیمیایی است، تأسیسات تصفیه فاضلاب به عنوان تأسیسات بازیابی منابع شناخته شده اند و بر شهرت سابق خود به عنوان نهادهای کاهش آلودگی غلبه کرده اند. فن‌آوری‌ها و رویکردهای جدیدتر به بهبود راندمان بازیابی انرژی، مواد مغذی و سایر مواد شیمیایی از تصفیه‌خانه‌ها ادامه داده‌اند و به ایجاد بازاری پایدار و تبدیل شدن به منبع درآمدزایی برای تأسیسات پردازش فاضلاب کمک می‌کنند.

مفاهیمی مانند تجارت مواد مغذی نیز به وجود آمده است. هدف از چنین طرح‌هایی کنترل و برآورده کردن اهداف بار آلودگی کلی برای یک حوضه آبخیز معین با مبادله اعتبارات کاهش مواد مغذی بین تخلیه‌کننده‌های منبع نقطه‌ای و غیر نقطه‌ای است. چنین برنامه هایی می تواند به حداقل رساندن اثرات آلودگی مواد مغذی و همچنین کاهش بار مالی جوامع برای ارتقای پرهزینه تصفیه خانه کمک کند.