شرکت مهندسی ایمن آب زیست
طراح و مجری سیستم های تصفیه آب و تصفیه فاضلاب
02632719530


در این نوع تصفیه، اساس عمل، فعال نمودن باکتری های هوازی می باشد. در حضور اکسیژن کافی دیگر باکتری های بی هوازی رشد و تکثیرو فعالیت و تکثیر نیافته و به جای آنها باکتری های هوازی فعال می شوند و با تغذیه از مواد آلی موجود در فاضلاب و تجزیه آن، بار آلودگی را به مقدار قابل توجهی (بیش از 90 درصد) کاهش می دهند.

  تصفیه خانه های هوازی                                                      تصفیه خانه های هوازی

روش پیشنهادی برای تصفیه فاضلاب های بهداشتی به روش هوازی، متد لجن فعال با هواده گستره Activated sludge-Extended Aeration)) می باشد. در این روش تزریق اکسیژن به مخلوط لجن فعال برگشتی و فاضلاب خام ورودی در بخش هوادهی برای انجام واکنشهای بیو شیمیایی توسط هواده های عمقی (بلوئر-Blower) صورت می گیرد.


پس از جدا سازی لجن هایی تولیدی از مخلوط هوادهی شده در قسمت ته نشینی پساب خروجی توسط محلول کلر ضد عفونی می شود، در نتیجه قابلیت مصرف در کشاورزی و یا دفع در آبهای سطحی و زیر زمینی را خواهد داشت. یک تصفیه خانه با روش بالا را می توان با حوضچه های بتونی و یا بصورت پکیج فلزی پیش ساخته طراحی و اجرا کرد. در پکیج های فلزی کلیه سطوح داخلی و خارجی توسط دو لایه رنگ اپوکسی پوشیده شده می گردند .(تصفیه فاضلاب -آب زیست)

.

 طراحی تصفیه خانه : 
با توجه به اصول مورد نیز طراحی مثل دبی فاضلاب روزانه ، جریان متوسط ساعتی ، ضریب پیک، جریان پیک ساعتی، غلظت BOD 5 فاضلاب تصفیه خانه مورد نظر طراحی می شود.

 

قسمت های مختلف سیستم تصفیه خانه عبارتند از :
 

  • آشغال گیر / SCREEN
  • مخزن متعادلساز و ایستگاه پمپاژ / QUALIZATION TANK & PUMP STATION
  • مخزن هوادهی / AERATION TANK
  • واحد ته نشینی / SETTLING
  • پمپاژ لجن فعال / ACTIVATED SLUGEP.S
  • واحد ضد عفونی پساب / DISNFECTION UNIT
  • مخزن نگهداری و هاضم لجن / DIGESTER & HOLDING TANK
  • تابلوی توزیع قدرت / POWER & CONTROL PANNEL
  • اتاق کنترل /CONTROL ROOM

 

مقدمه : 
سیستم لجن فعال به روش هوادهی گسترده ( activated sludge _ extended aeration ) با استفاده از بلوئر های هوادهی می باشد . فاضلاب مورد نظر در صورت راهبری صحیح سیستم مورد تصفیه قرار گرفته و مقدار آلودگی آن به حد استاندارهای محیط زیست می رسد.

 

مشخصات عمومی سیستم تصفیه:

  1. وضعیت اجرایی سیستم تصفیه نسبت به یکدیگر: اجزای سیستم به ترتیبی نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند که ارتباط آنها بوسیله لوله و کانال برقرار می گردد.
  2. شرایط هیدرولیکی: مخازن سیستم تصفیه به گونه ای قرار گرفته که جریان فاضلاب بین آنان تحت تاثیر نیروی ثقلی انجام می گیرد بدین ترتیب که بعد از مرحله پمپاژ تا آخرین مرحله سیال تحت قوانین ظروف مرتبطه و با انتهای در حدود 15_ 20 cm انجام می گیرد .

 

روش تصفیه:

همانطورکه در مقدمه نیز عنوان شد فرایند تصفیه انتخابی ، به کار گیری روش هوازی و لجن فعال می باشد . فاضلاب های استحصالی در شبکه جمع آوری پس از عبور از آشغالگیر ها وارد مخزن متعادلساز و ایستگاه پمپاژ اولیه می گردد . فاضلاب متعادل شده توسط پمپ های پیش بینی شده در این واحد به حوضچه هوادهی منتقل می گردد . همانطور که میدانیم در روش های تصفیه بیولوژیکی حذف آلوده کننده ها بوسیله فعالیت های بیولوژیکی انجام می گردد تصفیه بیولوژیکی مواد آلی قابل تجزیه به روش بیولوژیکی مثل مواد محلول کلوئیدی را حذف می نماید . به طور اساسی این مواد یا به گاز تبدیل می شوند که به محیط فرار می کنند و یا به توده های سلولی بیولوژیکی تبدیل می گردند که به وسیله ته نشین سازی حذف می شوند . تصفیه بیولوژیکی همچنین جهت حذف نیتروژن در فاضلاب به کار می رود .

 

هوادهی: 
پایه کار تصفیه به روش بیولوژیکی ، لخته سازی و حذف جامدات کلوئیدی رسوب ناپذیر و تثبیت جرمهای آلی به وسیله میکرو ارگانیسم های گوناگونی که مواد آلی محلول و کلوئیدی گازهای گوناگون و توده هایی که عمدتاً باکتری ها هستند ، می باشند . جرم ویژه میکرو ارگانیسم ها جهت تبدیل سلولی کمی بیشتر از جرم ویژه آب می باشند . لذا این اجرام می توانند توسط نیروی ثقلی ته نشین گردند و از فاضلاب جدا شوند . توجه به این نکته ضروریست تا زمانی که توده های تولیه شده از اجرام آلی فاضلاب جدا نشوند ، عمل تصفیه تکمیل نشده است چرا که این توده های سلولی از مواد آلی می باشند و در خروجی بعنوان ( BOD5 ) اندازه گیری می گردند .


اجرام آلی موجود در فاضلاب در مخزن هوادهی با باکتری های هوازی که بطور معلق وجود دارند در تماس قرار می گیرند. محیط هوازی مخزن هوادهی با استفاده از هواده های عمقی یا هواده های مکانیکی ـ سطحی ایجاد می شوند که علاوه بر این عملکرد ، اختلاط فاضلاب را نیز ایجاد می کند . بعد از گذشت زمان مشخصی مخلوط سلولهای جدید و قدیمی به داخل تانک ته نشینی جایی که سلولها از پساب تصفیه شده جدا می گردند هدایت می شود . یک بخش از سلولهای ته نشین شده جهت به دست آوردن غلظت مناسب و دلخواه ارگانیزمها در مخزن هوادهی به این راکتور باز گردانده می شوند و بخش دیگر آن از سیستم خارج می شوند .


در طبیعت نقش اساسی باکتری ها ، تجزیه اجرام آلی تولید شده به وسیله موجودات زنده می باشد در روش لجن فعال باکتری ها مهمترین میکروارگانیزم هایی هستند که نقش تجزیه اجرام آلی موجود در فاضلاب را ایفا می کنند. درمخزن هوادهی ، یک بخش از مواد آلی بوسیله باکتری های هوازی یا باکتری های اختیاری برای بدست آوردن انرژی جهت انتشار سنتز باقیمانده اجرام الی به سلولهای جدید استفاده می گردد فقط بخش کمی از این مواد به ترکیبات یا انرژی کم مانند سولفات ، نیترات و دی اکسید کربن اکسید می شوند و مابقی به جرمهای سلولی سنتز می شوند . 
اگر چه این مطلب که باکتری ها هر چه سریعتر مواد آلی را تجزیه می کنند بسیار مهم می باشد ، تشکیل لخته های مناسب که نیاز اولیه جداسازی موثر اجرام بیولوژیکی در واحد ته نشینی می باشد نیز بسیار حائز اهمیت است . این مطب مشاهده شده است که اگر زمان متوسط اقامت سلولی سلولها در سیستم افزایش داده شود ، خصوصیات ته نشینی لخته های بیولوژیکی افزایش می یابد چرا که با افزایش عمر توده سلولی ، بار سطحی آن کاهش می یابد و میکرو ارگانیزمها شروع به تولید پلیمر های سلولی اضافی می نمایند به طوری که لایه های شبیه به قبلی را به روی آنها ایجاد می کنند. حضور این پلیمر ها و لجن تشکیل لخته هایی که می توانند به آسانی در اثر ته نشینی ثقلی ( Gravity settliy ) حذف گردند را افزایش می دهد .

 

ته نشینی: 
ته نشینی ، عبارت از جدا سازی ذرات معلق از آب می باشد که از آب سنگین تر می باشد . از این واحد بطور وسیعی در تصفیه فاضلاب استفاده می شود. از ته نشینی جهت جذف دانه ، حذف اجرام ویژه در مخزن ته نشینی اولیه حذف لخته های بیولوژیکی در مخازن ته نشینی لجن فعال و خذف لخته های شیمیایی زمانی که لخته سازی شیمیایی صورت می گیرد ، استفاده می شود . از این واحد همچنین برای تغلیظ جامدات در تغلیظ کننده های لجن استفاده می شود .


در اکثر موارد ، هدف اولیه از این واحد تولید خروجی صاف می باشد . ولی تولید لجنی که به آسانی منتقل شود و قابل تصفیه باشد مورد نیاز است . عملکرد مخازن ته نشینی لجن فعال از پساب تصفیه شده می باشد لخته های تشکیل شده در کف مخزن ایجاد توده های لجنی را می کنند که از لحاظ ضخامت متفاوت می باشد . در صورتی که ظرفیت پمپهای برگشت لجن یا سایز آنها مناسب نباشد ممکن است توده لجن در شرایط جریان پیک و کل عمق مخزن را اشغال نماید و از سرریزها به بیرون منتقل می شود .

  

ضد عفونی: 
بعد از ته نشین شدن فاضلاب در مخزن ته نشینی ثانویه و پیش از وارد نمودن آن به منابع طبیعی آب باید میکروارگانیزم ها ی بیماریزا از قبیل باکتری ها ، ویروس ها ، کیسه های آمیبی موجود در آن از بین رود ضد عفونی فاضلاب با استفاده از مواد شیمیایی، عوامل فیزیکی، وسایل مکانیکی و تابش اشعه انجام می پذیرد . در حال حاظر ، متداول ترین روش ضد عفونی فاضلاب اضافه کردن کلر به فاضلاب می باشد . در این روش ابتدا محلول هیپوکلریت در یک ظرف تهیه و آماده می گردد و بعد توسط یک دستگاه پمپ تزریق مربوطه به پساب تصفیه شده در داخل یک حوضچه تماس فاضلاب با کلر اضافه می گردد .

 

نگهداری و هضم لجن اضافی : 
لجن مازاد فرآیند بیولوژیکی لجن فعال توسط واحد پمپاژ لجن برگشتی به این مخزن منتقل میشود تا با یک زمان توقف طولانی لجن مذکور هضم وتغلیظ می گردد این لجن در دوره های هرچند ماه یک دفعه تخلیه و به بیرون شهر منتقل می شود .

خلاصه: فرآیند هوازی مذکور روش لجن فعال با هوادهی گسترده عمقی برمبنای هضم هوازی فاضلاب می باشد . بدین منظور به مخلوط لجن فعال برگشتی و فاضلاب ورودی در بخش هوازی بطور مداوم هواده می شود و لجن فعال حاصل از واکنش های بیوشیمیایی در بخش ته نشینی رسوب خواهد کرد . پساب خروجی از سرریز ته نشینی جهت عملیات ضد عفونی وارد قسمت کلرزنی می شود بدین ترتیب پساب خروجی از این واحد قابل دفع در آبهای زیر زمینی خواهد بود .

                   

 

 شرکت مهندسی آب زیست به دلیل ازدیاد آلودگیهای زیست محیطی و نیاز مبرم جامعه بشری برای رفع اینگونه آلودگی ها با هدف اجراء کلیه پروژه های آب و فاضلابی با سوابق متمادی خود  افتخار دارد تا با هدایت مسیر صحیح رشد و توسعه محیط زیست ، به حفظ سلامت جامعه و جلوگیری از بروز آلودگیهای زیست محیطی توسط آلاینده های مخاطره آمیز کوشا بوده و بتواند در زمینه سیستمهای تصفیه آب و فاضلاب مجهز به اطلاعات به روز دنیا و تکنولوژیهای مجهز و تجهیزات مدرن گردد. واحد پژوهش شرکت آب زیست با هدف پیشبرد  صنعت تصفیه آب و فاضلاب کشور عزیزمان ،مطالعات گسترده ای در زمینه تکنولوژیهای روز دنیا و اجرائ هر چه بهتر آن آغاز نموده است  ومتخصصین ساخت و تولید این شرکت در زمینه طراحی ،ساخت و نصب کلیه تجهیزات مرتبط تصفیه خانه های آب و فاضلاب ، اجراء شبکه های جمع آوری ،انتقال و کلیه خدمات Piping مجهز به ابزارآلات مدرن میباشند ،

انواع و خواص فاضلاب

فاضلاب ها بسته به شکل پیدایش و خواص انها به سه گروه تقسیم میگردند:

فاضلاب خانگی وفاضلاب صنعتی و  سرانجام فاضلاب سطحی

1-1-فاضلاب خانگی

فاضلاب های خانگی خالص از دستگاههای بهداشتی خانه ها مانند:توالت ودستشویی ها وحمام هاوماشین های لباس شویی وپس اب اشپزخانه ها و یا فاضلاب بدست امده از شستشوی قسمت های گوناگون خانه تشکیل شده اند.خواص فاضلاب های خانگی در سطح یک کشور تقریبا یکسان وتنها غلظت انها بسته به مقدار مصرف سرانه ی اب در شهرها تغییر می کند.

انچه در شبکه های جمع اوری فاضلاب شهری به نام فاضلاب خانگی جریان دارد علاوه بر فاضلاب خانگی خالص دارای مقداری فاضلاب بدست امده از مغازه ها و فروشگاها و تعمیر گاهها و کارگاهها و موسسه هایی مانند انها نیز می باشد که اجبارا در سطح شهر و به طور پراکنده وارد کانال های جمع اوری فاضلاب می گردند لذا با توجه به نوع و تعداد این گونه موسسه ها ممکن است نوع فاضلاب در شهر تغییر کند چنین فاضلابی را فاضلاب خانگی نا خالص نیز می نامند.

رنگ فاضلاب:رنگ فاضلاب خانگی نشان دهنده ی عمر آن است فاضلاب تازه دارای رنگ خاکسری می باشد پس از مدتی که فاضلاب گندید وکهنه شد رنگ ان تیره و سیاه می گردد.

بوی فاضلاب:بوی فاضلاب ناشی از از گاز هایی است که در اثر متلاشی شدن مواد آلی موجود در فاضلاب است بوی فاضلاب تازه قابل تحمل تر از فاضلاب کهنه می باشد.بوی فاضلاب کهنه بیشتر ناشی از گاز هیدروژن سولفوره می باشد که در اثر فعالیت باکتری های بی هوازی و در نتیجه احیای سولفات ها به سولفیت ها تولید می گردد .

در صورتی که به فاضلاب هوا و اکسیژن کافی برسد باکتری های بی هوازی از فعالیت باز ایستاده و بجای آنها باکتری های هوازی مواد آلی فاضلاب را تجزیه می کنند و گاز کربنیک مهم ترین گازی است که از این کار باکتری ها تولید می شود . لذا مانند آنچه در تصفیه خانه های فاضلاب رخ می دهد اگر اکسیژن کافی به فاضلاب دمیده شود فاضلاب بی بو می گردد.

درجه ی اسیدی: فاضلاب های خانگی خالص و تازه معمولا حالتی خنثی ویا متمایل به قلیایی دارند.تنها در اثر ماندن و شروع عمل گندیدگی گازهای اسیدی تولید گردیده و درجه ی اسیدی فاضلاب کاهش یافته خاصیت اسیدی پیدا می کند. هر چه درجه ی گرمای محیط بیشتر باشد عمل گندیدن تعفن زود رخ می دهد و در شرایط نسبتا متعارفی عمل تعفن سه تا چهار ساعت پس از تولید فا ضلاب شروع می شود.

دمای فا ضلاب: به علت اعمال زیستی  درجه ی گرمای فاضلاب معمولا بیشتر از درجه ی گرمای آب در همان محیط می باشد.درجه ی گرمای فاضلاب در سرد ترین روز های زمستان غالبا از 10 درجه ی سانتی گراد کمتر نمی گردد.

مواد خارجی در فاضلاب:در فاضلاب همیشه مقداری مواد خارجی به صورت محلول و یا نا محلول و معلق وجود دارد مقدار مواد خارجی فاضلاب در حدود .1 درصدد و بقیه ی آن را آب تشکیل می دهد حدود نیمی از مواد خارجی در فاضلاب مواد آلی و بقیه مواد معدنی می باشند و به دو صورت ته نشین پذیر و ته نشین نا پذیر تقسیم می شوند مواد معلق ته نشین پذیر بعد از حدود 2 ساعت توقف در ظرفی ته نشین می شوند.

وزن مخصوص فاضلاب: با توجه به سبک بودن  مواد خارجی موجود در فاضلاب و نیز وجود برخی از گازهای محلول در آن وزن مخصوص فاضلاب کمی کمتر از وزن مخصوص اب است .به حدود .99 تن بر متر مکعب می رسد. در عمل وزن مخصوص فاضلاب و آب را برابر هم فرض می کنند.

موجودات زنده در فاضلاب:علاوه بر مواد خارجی نامبرده همیشه فاضلاب مقدار زیادی موجودات زنده ی ذره بینی مانند ویروس ها  میکروب ها(باکتری ها) به همراه دارد.و تنها قسمتی از این موجودات ممکن است بیماری زا باشند.

جدول (1-1) – درجه آلودگی و مقدار از مقدار مواد خارجی فاضلاب های شهری با مصرف سرانه آب به مقدار 200 لیتر در شبانه روز

 

انواع مواد خارجی در فاضلاب

مواد معدنی1

موتد آلی 2

مجموع مواد خارجی

درجه آلودگی

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

مواد معلق و ته نشین پذیر

50

10

150

30

200

40

100

20

مواد معلق ته نشین ناپذیر

20

5

50

10

75

15

50

10

مواد خارجی محلول

375

75

250

50

325

125

150

30

جمع تمام مواد خارجی

450

90

450

90

900

180

300

60

 

 

فاضلاب های صنعتی

خواص فاضلاب های صنعتی و پساب کارخانه ها بستگی به نوع فرآورده های کارخانه دارد با توجه به این موضوع مهمترین تفاوتی که می تواند فاضلاب کارخانه ها با فاضلاب های خانگی داشته باشد عبارتند از :

الف : امکان وجود مواد و ترکیب های شیمیایی سمی در فاضلاب کارخانه ها بیشتر است .

ب: خاصیت خورندگی بیشتری دارد .

ج: خاصیت قلیایی یا اسیدی زیادی دارد .

د: امکان وجود موجودات زنده در آنها کمتر می باشد.

بعنوان مثال می توان خاصیت اسیدی را در فاضلاب کارخانه چیت سازی تهران در جدول 1-2 مشاهده نمود . تنها قسمتی از فاضلاب کارخانه ها که تقریبا در تمام کارخانه ها خاصیت یکسان دارند فاضلاب بدست آمده از تشکیلات خنک کننده آنها است .

آلودگی این فاضلاب ها بسته به تعداد دفعه هایی که آب برای خنک کردن کارخانه بکار برده شده است ، متفاوت می باشد و معمولا آلودگی آنها کمتر از فاضلاب های دیگر می باشد و بیشتر بصورت وجود مواد نفتی و روغن در آنها نمودار میشود .

در فاضلاب برخی از کارخانه ها مانند کارخانه های بهره برداری از معادن ، کارخانه های فولاد سازی و کارخانه های شیمیایی بیشتر موار خارجی یا مواد معدنی تشکیل می دهند .در صورتیکه در برخی دیگر از کارخانه ها مانند کارخانه های تهیه ی مواد غذایی و کارخانه های نشاسته سازی بیشتر مواد خارجی در فاضلاب مواد آلی هستند .

فاضلاب های سطحی

فاضلاب های سطحی ناشی از بارندگی و ذوب یخ ها و برفهای نقاط بلند هستند . این فاضلاب ها به علت جریان در سطح زمین و تماس با آشغال ها و کثافت های رویی زمین و شستن سطح خیابانها و پشت بام ها آلوده شده و مقداری مواد آلی و معدنی در آنها وجود دارد . لذا در شروع بارندگی درجه آلودگی فاضلاب های سطحی زیاد و پس از پاک شدن سطح های بارش مقدار آلودگی آنها کاسته می شود .

بیشترین قسمت مواد خارجی را در فاضلاب ها مواد معدنی مانند ماسه و شن تشکلیل می دهند که در اثر شستشوی خیابان ها وارد فاضلاب می شود بعلاوه پسمانده ذرات گیاهی و حیوانی و مواد نفتی و دوده و قسمت ها یکدیگر از مواد خارجی موجود در فاضلاب آب های سطحی را تشکیل می دهند . چنانکه در جدول نمودار است آبهای سطحی که در برخی از جوی های سنتی تهران جریان دارد دارای درجه آلودگی زیادی و حتی بیش از فاضلابهای خانگی هستند

جدول 1-2 خواص برخی ار فاضلاب های تهران .

شهر آرا

نازی آباد

نهر فیروزآباد در شهر ری

نهر فیروزآباد پیش از کارخانه چیت سازی

فاضلاب تصفیه شده صاحبقرانیه

فاضلاب خام صاحبقرانیه

خواص فاضلاب

7

6

5

4

3

2

1

205 تا 620

300تا 700

100تا 1100

162 تا 200

60 تا 75

200تا 250

مواد معلق بر حسب میلی گرم در لیتر

400تا 900

1000تا 1900

900 تا 3500

1100تا 3800

500تا 600

700تا 900

مجموع مواد جامد بر حسب میلی گرم در لیتر

300تا 750

230تا 550

300تا 1800

80تا 276

35تا 50

150تا 240

BOD برحسب میلی گرم در لیتر

76 تا 120

90تا 226

110تا 5500

30تا 70

15تا 20

60تا 65

COD برحسب میلی گرم در لیتر

6.5تا 8.7

6تا 9

6تا 7.5

7.8تا 8

7.8

7.15تا 7.80

درجه اسیدی pH

 

آزمایش فاضلاب ها :

آلودگی فاضلاب ها بیشتر به واسطه وجود مواد آلی در آنها نمودار میشود مواد آلی موجود در فاضلاب ها ناپایدار بوده و می توان انها را به کمک اکسیژن دهی و اکسیداسیون تبدیل به نیتریت ها و نیترات ها و فسفات ها و غیره کرده وسپس به صورت ته نشین کردن از فاضلاب جدا نمود .تبدیل نامبرده که در ضمن آن مواد ناپایدار آلی تبدیل به مواد پایدار معدنی میگردند. اساس کار و هدف ایجاد پالایشگاههای فاضلاب را در شهرها تشکیل میدهند. برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب را اندازه گیری میکنند. در ازمایش های تعیین درجه ی آلودگی  معمولا به جای اینکه مقدار مواد آلی موجود در فاضلاب را اندازه گیری کنند مقدار اکسیژن لازم برای اکسیداسیون مواد نامبرده را اندازه گیری کنند. در آزمایشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب نمی توان تمام اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد اکسیدپذیر در فاضلاب را اندازه گیری نمود و اجبارا از روش های تقریبی استفاده نمود.

مهمترین روشهای تعیین درجه الودگی :

الف-تعیین مقدار BOD

از جمله موجودات زنده در فاضلاب دو گروه باکتری هستند که به تصفیه فاضلاب کمک می کنند.گروه نخست باکتری های هوازی هستند که اکسیژن محلول در فاضلاب را جذب میکنند و مواد آلی را یا بصورت تغذیه و یا بوسیله ترشح دیاستازهایی اکسید نموده و به ترکیبات پایدار معدنی تبدیل میکنند.در این فعل و انفعالات گاز  co2تولید و باکتریها افزایش می یابند.گروه دوم باکتریهای بی هوازی هستند که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه نمکهای موجود در فاضلاب بدست آورده و آنها را احیا میکنند.کار این باکتریها توام با ایجاد گازهایی مانند اسید سولفوریک و متان بوده و لذا این فرایند همراه با تعفن میباشد.

تعیین BOD عبارتست از تعیین مقدار اکسیژن لازمی که باید به فاضلاب داده شود تا باکتریهای هوازی مواد آلی موجود در فاضلاب را اکسید نموده و به مواد پایدار نظیر نمکهای معدنی تبدیل سازند.لذا مقدار BOD  فاضلاب در زمانهای مختلف تغییر میکند.این تغییرات نه فقط به غلظت مواد آلی فاضلاب به میزان فعالیت باکتریها ,درجه  گرما و شدت درهمی فاضلاب نیز بستگی دارد.

منحنی تغییرات  BOD  _ از لحظه ای که فاضلاب در مجاورت اکسیژن قرار میگیرد جذب اکسیژن توسط و در دو مرحله مختلف به انجام میرسد.

مرحله اول_ اکسیداسیون ترکیبات آلی کربن دار _ این مرحله از نخستین لحظات کار باکتریها شروع شده و در 20 درجه گرما تا مدت  20 شبانه روز ادامه می یابد.در این مرحله کربن موجود در ترکیبات ناپایدار آلی تبدیل به ترکیبات پایدار نظیر CO2 شده و از حوزه عمل خارج میگردد.

مرحله دوم: اکسیداسیون ترکیبات آلی ازت دار _ این مرحله از حدود دهمین روز پس از شروع فعالیت باکتریها آغاز گردیده و مدتهای زیاد ادامه دارد .در طی این مرحله مواد آلی ازت دار تبدیل به نیتریتها و نیتراتها میگردند.در شکل شماره  1_1 منحنی تغییرات BOD  از تاریخ شروع فعالیت باکتریها تا 70 روز پس از آن برای 3 درجه گرمای 9.20 و 30 درجه کشیده شده است.چنانکه از منحنی های نامبرده نتیجه گیری میشود در گرمای 20 درجه قسمت بیشتر اکسیداسیون مربوط به مرحله یکم در پنج روز اول رخ میدهد و پس از 20 روز تقریبا به پایان میرسد.بدین جهت برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب معمولا  BOD5 را تعیین میکنند که بنابر تعریف عبارتست از :

مقدار میلی گرم اکسیژن که لازم است تا در پنج روز نخست باکتریهای هوازی مواد آلی موجود در یک لیتر فاضلاب را در گرمای 20 درجه اکسید نماید.

تغییرات BOD در مرحله یکم اکسیداسیون برای درجه گرماهای گوناگون و نسبت آنها به BOD5  در گرمای 20 درجه در منخنی های شگل شماره 1-2 نمایش داده شده است.

نمایش ریاضی تغییرات BOD  _ آزمایش نشان میدهد که تغییرات BOD  در مرحله یکم اکسیداسیون مواد آلی کربن دار تقریبا طبق رابطه شماره 1_1 انجام میگیرد.

= (1- )= (1- )            (1_1)

= 0.4343*K              (2_1)

در رابطه 1-1 مقدار  برابر تمام BOD  فاضلاب در مرحله یکم اکسیداسیون و K و  ضرایب ثابتی هستند  که بستگی به درجه گرمای فاضلاب t  داشته و از رابطه 1_2 و 1-3 بدست می آید

= *

مقدار K در20 درجه گرما با کمک آزمایش بدست می آید.مقدار  برای فاضلاب های مختلف بین 0.16 و .7 متغیر است که میانگین آن 0.39 می باشد.

ب–تعیین مقدار COD: دراین روش برای اکسیداسیون مواد آلی و مواد اکسیدپذیر دیگری که درفاضلاب یافت میشود از اکسیدکننده های قوی مانند پرمنگنات پتاسیم و دی کرومات پتاسیم استفاده میشود. درصورتیکه از پرمنگنات پتاسیم استفاده شود وزن اکسیژن درحدود 0.25 وزن پرمنگنات پتاسیم میباشد. عمل اکسیداسیون درصورت استفاده ازدی کرومات پتاسیم بعلت قویتر بودن آن بیشترانجام میگیرد.

کاربرد مواداکسیدکننده برای تعیین درجه آلودگی فاضلاب خیلی آسانتراز روش  BOD میباشدولی باید توجه نمودکه بسته به نوع ماده اکسیدکننده مصرفی ممکن است تمام موادآلی فاضلاب بویژه موادپاک کننده صابونها با این روش کاملا اکسید نشوند و لذا دقت این روش کم است و تنها برای مقایسه ی این فاضلاب در مرحاله های گوناگون تصفیه بکار میروند. محلولی از دی کرومات پتاسیم و اسید سولفوریک نتایج دقیقتری را داده و خیلی نزدیکتر به مقادیرتئوری اکسیژن مورد لزوم میباشد.

علاوه بر مواد اکسید کننده نامبرده از کلر نیز میتوان برای تعیین درجه آلودگی فاضلاب استفاده نمود.برای اکسیداسیون کامل فاضلاب های خانگی تازه مقدار کلر لازم حدود 2 تا 5 گرم برای هر نفر درشبانه روز میباشد.

ج- تعیین TOC: دراین روش ترکیبهای کربندار موجود درفاضلاب اندازه گیری میشود. برای اینکار باید فاضلاب را تا سرحد سرخ شدن سوزانید و گازکربنیک تولیدشده را اندازه گیری نمود.نتایج به دست آمده از اینرو شکه معمولا در دستگاههای ویژه ای انجام میگیردبسته به شکل وشرایط آزمایش کم دقت و متفاوت است.

د- تعیین مقدار مواد معلق در فاضلاب: مواد معلق در فاضلاب قسمتی از کل مواد خارجی موجود درآن میباشد که تعیین آن برای پیش بینی مقدار لجن حاصل از تصفیه ی فاضلا ب اهمیت ویژه ای دارد. تفاوت بین تی او سی اساس مقدار مواد محلول درفاضلاب را نشان میدهد. همانگونه که پیش ازاین گفته شد و درجدول (1-1) دیده میشود ،مقدار مواد معلق به دو صورت ته نشینی پذیر وته نشینی ناپذیر درفاضلاب یافت میشوند. از نظر جنس نیز مواد معلق،یا دارای منشا آلی هستند و لذا ناپایدار میباشند و یامنشا معدنی داشته و پایدارند.

ه- تعیین اکسیژن محلول: مقدار اکسیژن محلول موجود در فاضلا بشهری نمایشگر قدر تصفیه طبیعی و خودبخودی آن میباشد. وجود اکسیژن محلول در فاضلاب موجب فعالیت باکتریهای هوازی و جلوگیری از فعالیت باکتریهای بی هوازی و درنتیجه مانع از تولید بوهای ناخوشایند میگردد. لذا کوشش میشود که مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب از 1.5 میلی گرم در لیترکمترنگردد. این موضوع در استخرهای هوادهی فاضلاب بسیار حائز اهمیت میباشد.

اندازهگیری اکسیژن محلول با کمک وارد نمودن برخی از ترکیبات منگنز که قدر تجزیه با اکسیژن آنها سریع و زیاد است درنمونه ی فاضلاب مورد آزمایش و اندازه گیری وزن اکسیژن جذب شده توسط آن انجام میگیرد.

مقایسه روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب

همچنان که در بیان هر یک از روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب اشاره شد مقادیر بدست آمده از این روشها نمیتوانند هیچگونه ارتباط دقیقی با هم داشته باشند. هر یک از سه آزمایش بی-او-دی،سی-او-دی،وتی-او-سی نمیتوانند به تنهایی تمام اکسیژن مورد نیاز فاضلاب را (تی-او-دی) تعیین نماید. بسته به نوع مواد خارجی موجود درفاضلاب نسبتا اعداد بدست آمده از سه آزمایش نامبرده متفاوت خواهد بود. به ویژه در مورد تعیین روش سی-او-دی نوع ماده اکسیدکننده ی مصرفی نیز درنتیجه ی بدست آمده بسیار موثر است. مثلا اعداد حاصله از مصرف دی کرومات پتاسیم برای تعیین سی-او-دی به مراتب بیشتر از اعداد حاصله از مصرف پرمنگنات پتاسیم میباشد. بطوری که مقدار عددی سی-او-دی میتواند بزرگتر ویا کوچکتر ازبی-او-دی 5 روزه باشد. در مورد فاضلابهای شهری به ویژه وقتی از دی کرومات پتاسیم استفاده شود،مقدار موادی که میتوانند توسط آن اکسیده شوند بیشتر از موادی است که قابلیت اکسیده شدن توسط باکتریها را دارند لذا غالبا مقدار سی–او-دی بزرگتر از بی-او-دی 5 میباشد. درعمل میتوان بطور تقریبی نسبت سی-او-دی به بی-او-دی5 برای فاضلاب های خام 0.4 تا 0.8 است.

آلودگی فاضلاب های شهری در ایران

همانگونه که در پیشگفتار بدان اشاره شد،منظور ازفاضلابهای شهری در این کتاب فاضلابهای خانگی ناخالص که به اختصار فاضلابهای خانگی نامیده میشود و همچنین فاضلابهای ناشی از بارندگی است. لذا بررسی آلودگی فاضلابهای صنعتی جزو برنامه این کتاب نمیباشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بخش دوم

اصول کلی تصفیه ی فاضلاب (پالایش فاضلاب)

چنانکه در بخش گذشته ملاحضه شد، تفاوت اصلی فاضلاب با آب تمیز همان فراوانی مواد خارجی و به ویژه مواد آلی در آن است. لذا هدف از تصفیه فاضلاب عبارتست از:

الف – گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب.

ب – اکسیداسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آنها به موادی پایدار مانند نیترات ها، سولفات ها و فسفات ها و سپس ته نشین ساختن و جدا سازی مواد.

ج – جداسازی مواد سمی، محلول ها و نامحلول ها از فاضلاب نظیر ترکیب های فلز های سنگین.

د – گندزدائی و کشتن میکروب ها در فاضلاب.

همه گازهای نامبرده در طبیعت و در مدتهائی نسبتاً طولانی و بالغ بر چندین روز خودبخود انجام می گیرند. هدف از ساختن تاسیسات تصفیه خانه (پالایشگاه) فاضلاب و تکامل دادن آن از یک سو سرعت بخشیدن به کارهای نامبرده و کوتاه نمودن مدت زمان پالایش تا بحدود چند ساعت است و از سوی دیگر جلوگیری از آلوده شدن منبع های طبیعی آب و محیط زیست می باشد.

تصفیه ی فاضلاب چه وقتی که به صورت مصنوعی و در تصفیه خانه انجام می گیرد و چه وقتی که به صورت طبیعی و خودبخودی رخ می دهد به سه گونه ممکن است انجام شود:

1) اول – تصفیه ی مکانیکی یا تصفیه ی فیزیکی

2) دوم – تصفیه ی زیستی یا تصفیه ی بیولوژیکی

3) سوم – تصفیه ی شیمیائی

(2-1)

(3-1)

)4-1)

در رابطه های (2-1) تا (2-3) مقدار dقطر ذره بر حسب سانتیمتر، v لزجت سینماتیکی فاضلاب بر حسب سانتیمتر مربع بر ثانیه، وزن مخصوص فاضلاب و ذره بر حسب گرم نیرو بر سانتیمتر مکعب، جرم مخصوص فاضلاب بر حسب گرم جرم بر سانتیمتر مکعب و  نمایشگر لزجت مکانیکی بر حسب گرم نیرو در ثانیه بر سانتیمتر مربع فاضلاب است.

 

حال اگر چنین ذره ای همراه فاضلاب وارد استخری مستطیل به طول L، پهنای B، و عمق H گردد، تحت تأثیر دو سرعت افقی Vhو قائم VSقرار می گیرد. برای رسیدن این ذره به کف استخر به کف استخر لازم است که مدت زمان رسیدن ذره ی معلق به کف استخر یعنی tSبرابر مدت زمان رسیدن آن به انتهای استخر یعنی  thباشد و لذا خواهیم داشت:

 

 

 

[m/s]             (2-4)

 

در رابطه ی (4-2) مقدار Q نمایشگر دبی فاضلاب ورودی به استخر، A سطح افقی آن بوده و Baبار سطحی نامیده می شود. رابطه ی نامبرده نشان می دهد که در صورت کروی و همگن بودن ذرات معلق در فاضلاب، سرعت سقوط آنها از رابطه ی شماره ی (2-3) برابر بار سطحی استخر می گردد. یعنی بار سطحی هیچگونه بستگی به عمق استخر ندارد. اما به علت اینکه در استخرهای ته نشینی عمل ته نشینی به صورت مداوم رخ می دهد، مدت جریان فاضلاب در استخر که به نام مدت زمان توقف فاضلاب معروف است نیز باید در طراحی دخالت داده شده و بقدری باشد که ذرات همگی به کف استخر برسند. لذا از یک سو خواهیم داشت :

(2-5)                                                                                       

از سوی دیگر اگر حجم استخر باشد، خواهیم داشت:

(2-6)                                                                                       

اما در عمل بجز در مورد استخرهای ماسه گیر که تا حدودی شرایط رابطه ی (2-3) در آنها برقرار است، در بقیه ی موارد به دلایل زیر نمی توان برای محاسبه ی سرعت سقوط و ته نشینی ذرات معلق از رابطه ی نامبرده استفاده نمود.

الف – ذرات معلق کروی نیستند و از نظر جنس همگن نمی باشند.

ب – ذرات معلق هر یک مستقلا ته نشین نمی شوند بلکه در حین ته نشینی و به ویژه در اثر به هم چسبیدن و لخته شدن اثر متقلابلی بر هم می گذارند که در سرعت ته نشینی آنها اثر چشم گیری دارد.

ج – هر چه ذرات معلق به کف استخر نزدیکتر می شوند، غلضت فاضلاب افزایش یافته و مقاومت در مقابل حرکت آنها افزوده می شود.

د – سرعت افقی Vhذرات در تمام سطح مقطع استخر یکسان نمی باشد. به عبارت دیگر در منطقه ی ته نشینی از استخری، فاضلاب را می توان به لایه های زیر تقسیم نمود:

اول – لایه ی تصفیه شده ی پروتئین که تقریباً ذرات معلق قابل ته نشینی از آن بیرون آمده و لذا فاضلاب زلال تر گردیده است.

دوم – لایه ای که ذرات معلق فاضلاب در آن به صورت مستقل از هم در حالت ته نشینی هستند و عمل لخته شدن هنوز بین آنها رخ نداده است. در صورتی که عدد رینلدز از رابطه ی (2-1) کوچکتر از یک باشد می توان به طور تقریبی از رابطه ی (3-2) برای تعیین vsو Baاستفاده نمود. در صورتی که عدد رینلدز از یک بیشتر گردد باید با کمک ضریب تصحیحی اثر افزایش مقاومت در برابر حرکت ذره را در رابطه وارد نمود.

سوم – لایه ای که در آن از یک سو غلظت فاضلاب زیاد شده، ذرات معلق مستقلاً سقوط نکرده بلکه با یکدیگر تشکیل لخته هائی را می دهند و در سرعت سقوط یکدیگر تأثیر گذاشته و آن را کند می کنند و از سوی دیگر به علت بزرگتر و سنگین تر شدن ذرات سرعتشان افزوده می شود. محاسبه ی سرعت سقوط ذرات عملاً امکان پذیر نیست و تنها به صورت آزمایشی می توان آنرا اندازه گیری نمود.

چهارم – لایه ای که در آن لخته ها به یکدیگر نزدیک شده و در اثر تراکم و افزایش غلظت مانع از سقوط آزاد یکدیگر شده و به شدت از سرعت ته نشینی آنها کاسته می شود.

با توجه به آنچه گفته شد نتیجه گیری می شود که برای یک مدت زمان ته نشینی مشخص، غلظت فاضلاب ورودی به استخر ته نشینی نسبت به مواد معلق در مقدار درصد مواد ته نشین شده بسیار مؤثر می باشد. منحنی های شکل شماره (2-3) ارتباط نامبرده را به صورت آزمایشی نشان داده است [45,29].

همچنین به صورت آزمایشی اثر مدت زمان توقف فاضلاب در استخرهای ته نشینی در کاهش مقدار مواد معلق قابل ته نشینی، مقدار کل مواد، کاهش درجه ی آلودگی فاضلاب بر حسب BOD5و سرانجام مقدار CODبر حسب پرمنگنات پتاسیم مصرفی اندازه گیری شده و در شکل شماره (2-4) وابستگی های نامبرده نشان داده شده اند [ 26,25,1 ].

 

بررسی هیدرولیکی نوع جریان در استخرهای ته نشینی – بررسی میزان درهمی (توربولانت) و سیلابی بودن جریان فاضلاب در استخرهای ته نشینی با محاسبه ی عدد راینلدز و عدد فرود انجام می گیرد.

عدد رینلدز طبق رابطه ی شماره ی (3-7) نشان دهنده ی درجه ی درهمی در استخر می باشد. اگر استخر ته نشینی را به صورت مجرائی برای گذر فاضلاب در نظر بگیریم و با توجه به اینکه سطح مقطع استخر عامل اصلی در عمل ته نشینی است، خواهیم داشت:0

(2-7)                                                                               

در رابطه ی (2-7) مقدار سرعت جریان افقی در استخر بر حسب متر در ثانیه و  برابر لزجت سینماتیکی فاضلاب که در 10 درجه گرما برابر  متر در ثانیه به توان دو R برابر شعاع هیدرولیکی سطح مقطع استخر بر حسب متر است که از رابطه ی شماره ی (2-8) به دست می آید.

(2-8)                                       

کاهش عدد ریندلز موجب کم شدن درجه ی درهمی و نزدیکتر شدن حالت جریان به حالت جریان آرام گردیده و لذا برای ته نشینی مواد بیشتر مناسب است. عدد فرود از رابطه ی شماره ی (2-9) بدست می آید و نشان دهنده ی حالت تعادل جریان است.

(2-9)                                                                               

هرچه عدد فرود بزرگتر باشد، تغییرات کوچک در سطح فاضلاب زودتر برطرف گردیده و فاضلاب به حالت تعادل برمی گردد. یعنی بزرگ شدن عدد فرود برای ته نشینی مواد بهتر و مناسب تر است. [1]

با توجه به نکات  نامبرده تنها راهی که بتوان همزمان دو عدد Re را کوچک و عدد Fr را بزرگ نمود، کاهش دادن شعاع هیدرولیکی سطح مقطع استخر می باشد. لذا در طرح استخرها و انتخاب ابعاد آنها باید توجه شود که شعاع هیدرولیکی کوچکتر، از نظر بهتر انجام گرفتن عمل ته نشینی مواد برشعاعی بزرگتر برتری دارد.

یگان هایی که در تصفیه خانه ها ویژه ی عمل ته نشینی می باشند عبارتند از حوض های دانه گیر، استخرهای ته نشینی نخستین و استخرهای ته نشینی نهائی.

در حوض های دانه گیر مواد معدنی و سختی از فاضلاب جدا می شوند که وجود آنها موجب مشکلاتی در کار تصفیه خانه مانند سائیدگی پمپها، سخت شدن لجن و فزونی مقدار آن می گردد. در استخرهای ته نشینی نخستین، مواد معلقی از فاضلاب جدا می شوند که فساد پذیر بوده و باید حتماً لجن بدست آمده مورد تصفیه واقع گردد و سرانجام در استخرهای ته نشینی نهائی لجن هائی از فاضلاب جدا می شوند که بسته به نوع و درجه تصفیه ای که برای فاضلاب انجام گرفته ممکن است کاملاً تثبیت شده و یا قسمتی تثبیت شده و قسمتی فسادپذیر باشد.

 

 

 

*  پکیج تصفیه فاضلاب قادر است فاضلاب بهداشتی-انسانی  مراکز آلاینده  را تا حد آب زلال تصفیه نماید . 

 *موارد استفاده از آب تصفیه شده پکیج تصفیه فاضلاب :

آبیاری فضای سبز -

کشاورزی-

استفاده مجدد در صنعت  و کارگاه بتون سازی-

پرورش ماهی و ....-

 *پکیج تصفیه فاضلاب یک دستگاه زیست محیطی می باشد که مانع از آلودگی آبهای زیرسطحی می شود و نیز آب سالمی از خود تولید می کند که بسیار مناسب فضای سبز می باشد . ما باید در حفظ و حراست از زمین پاک سرزمین نیلگومان کوشا باشیم هر 1 مترمکعب فاضلاب می تواند 40 مترمکعب آبهای زیرزمینی را آلوده نماید.

*صنایع و واحدهایی که دارای تراکم انسانی و تولید پساب مربوطه می باشند می بایست در جهت عدم آلودگی آب های زیرزمینی که باعث به آلودگی خاک می شود اقدام جدی به عمل آورند . خاکی که قوت غالب انسان و پرورش گیاهان و نباتات را فراهم می کند و آلودگی خاک می تواند عملکرد امراض انسانی را در جامعه فزونی بخشد.همچنین روش تصفیه سپتیک دیگر منسوخ می باشد و پکیج تصفیه فاضلاب تنها مورد پذیرش محیط زیست میباشد چون درجه کیفیت تصفیه پساب آن بالاست.

*لازم به ذکر می داند که یکی از اولین نشانه های جهان مدرن بودن یک جامعه بررسی درجه رعایت استاندارد محیط زیست و میزان آلودگی محیط پیرامون در آن جامعه می باشد . شرکت آب زیست ضمن اجرای پروژه های زیست محیطی در حوزه آبریز رودخانه کرج و دیگر مناطق استان البرز و ایران عزیزمان این نشانه را مجدانه دنبال می کند تا محیطی سبز و سالم همواره در کشورمان دارای مردمی بافرهنگ و تمدن گرانقدر پایدار باشد 

انواع و خواص فاضلاب

فاضلاب ها بسته به شکل پیدایش و خواص انها به سه گروه تقسیم میگردند:

فاضلاب خانگی وفاضلاب صنعتی و  سرانجام فاضلاب سطحی

1-1-فاضلاب خانگی

فاضلاب های خانگی خالص از دستگاههای بهداشتی خانه ها مانند:توالت ودستشویی ها وحمام هاوماشین های لباس شویی وپس اب اشپزخانه ها و یا فاضلاب بدست امده از شستشوی قسمت های گوناگون خانه تشکیل شده اند.خواص فاضلاب های خانگی در سطح یک کشور تقریبا یکسان وتنها غلظت انها بسته به مقدار مصرف سرانه ی اب در شهرها تغییر می کند.

انچه در شبکه های جمع اوری فاضلاب شهری به نام فاضلاب خانگی جریان دارد علاوه بر فاضلاب خانگی خالص دارای مقداری فاضلاب بدست امده از مغازه ها و فروشگاها و تعمیر گاهها و کارگاهها و موسسه هایی مانند انها نیز می باشد که اجبارا در سطح شهر و به طور پراکنده وارد کانال های جمع اوری فاضلاب می گردند لذا با توجه به نوع و تعداد این گونه موسسه ها ممکن است نوع فاضلاب در شهر تغییر کند چنین فاضلابی را فاضلاب خانگی نا خالص نیز می نامند.

رنگ فاضلاب:رنگ فاضلاب خانگی نشان دهنده ی عمر آن است فاضلاب تازه دارای رنگ خاکسری می باشد پس از مدتی که فاضلاب گندید وکهنه شد رنگ ان تیره و سیاه می گردد.

بوی فاضلاب:بوی فاضلاب ناشی از از گاز هایی است که در اثر متلاشی شدن مواد آلی موجود در فاضلاب است بوی فاضلاب تازه قابل تحمل تر از فاضلاب کهنه می باشد.بوی فاضلاب کهنه بیشتر ناشی از گاز هیدروژن سولفوره می باشد که در اثر فعالیت باکتری های بی هوازی و در نتیجه احیای سولفات ها به سولفیت ها تولید می گردد .

در صورتی که به فاضلاب هوا و اکسیژن کافی برسد باکتری های بی هوازی از فعالیت باز ایستاده و بجای آنها باکتری های هوازی مواد آلی فاضلاب را تجزیه می کنند و گاز کربنیک مهم ترین گازی است که از این کار باکتری ها تولید می شود . لذا مانند آنچه در تصفیه خانه های فاضلاب رخ می دهد اگر اکسیژن کافی به فاضلاب دمیده شود فاضلاب بی بو می گردد.

درجه ی اسیدی: فاضلاب های خانگی خالص و تازه معمولا حالتی خنثی ویا متمایل به قلیایی دارند.تنها در اثر ماندن و شروع عمل گندیدگی گازهای اسیدی تولید گردیده و درجه ی اسیدی فاضلاب کاهش یافته خاصیت اسیدی پیدا می کند. هر چه درجه ی گرمای محیط بیشتر باشد عمل گندیدن تعفن زود رخ می دهد و در شرایط نسبتا متعارفی عمل تعفن سه تا چهار ساعت پس از تولید فا ضلاب شروع می شود.

دمای فا ضلاب: به علت اعمال زیستی  درجه ی گرمای فاضلاب معمولا بیشتر از درجه ی گرمای آب در همان محیط می باشد.درجه ی گرمای فاضلاب در سرد ترین روز های زمستان غالبا از 10 درجه ی سانتی گراد کمتر نمی گردد.

مواد خارجی در فاضلاب:در فاضلاب همیشه مقداری مواد خارجی به صورت محلول و یا نا محلول و معلق وجود دارد مقدار مواد خارجی فاضلاب در حدود .1 درصدد و بقیه ی آن را آب تشکیل می دهد حدود نیمی از مواد خارجی در فاضلاب مواد آلی و بقیه مواد معدنی می باشند و به دو صورت ته نشین پذیر و ته نشین نا پذیر تقسیم می شوند مواد معلق ته نشین پذیر بعد از حدود 2 ساعت توقف در ظرفی ته نشین می شوند.

وزن مخصوص فاضلاب: با توجه به سبک بودن  مواد خارجی موجود در فاضلاب و نیز وجود برخی از گازهای محلول در آن وزن مخصوص فاضلاب کمی کمتر از وزن مخصوص اب است .به حدود .99 تن بر متر مکعب می رسد. در عمل وزن مخصوص فاضلاب و آب را برابر هم فرض می کنند.

موجودات زنده در فاضلاب:علاوه بر مواد خارجی نامبرده همیشه فاضلاب مقدار زیادی موجودات زنده ی ذره بینی مانند ویروس ها  میکروب ها(باکتری ها) به همراه دارد.و تنها قسمتی از این موجودات ممکن است بیماری زا باشند.

جدول (1-1) – درجه آلودگی و مقدار از مقدار مواد خارجی فاضلاب های شهری با مصرف سرانه آب به مقدار 200 لیتر در شبانه روز

 

انواع مواد خارجی در فاضلاب

مواد معدنی1

موتد آلی 2

مجموع مواد خارجی

درجه آلودگی

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

مواد معلق و ته نشین پذیر

50

10

150

30

200

40

100

20

مواد معلق ته نشین ناپذیر

20

5

50

10

75

15

50

10

مواد خارجی محلول

375

75

250

50

325

125

150

30

جمع تمام مواد خارجی

450

90

450

90

900

180

300

60

 

 

فاضلاب های صنعتی

خواص فاضلاب های صنعتی و پساب کارخانه ها بستگی به نوع فرآورده های کارخانه دارد با توجه به این موضوع مهمترین تفاوتی که می تواند فاضلاب کارخانه ها با فاضلاب های خانگی داشته باشد عبارتند از :

الف : امکان وجود مواد و ترکیب های شیمیایی سمی در فاضلاب کارخانه ها بیشتر است .

ب: خاصیت خورندگی بیشتری دارد .

ج: خاصیت قلیایی یا اسیدی زیادی دارد .

د: امکان وجود موجودات زنده در آنها کمتر می باشد.

بعنوان مثال می توان خاصیت اسیدی را در فاضلاب کارخانه چیت سازی تهران در جدول 1-2 مشاهده نمود . تنها قسمتی از فاضلاب کارخانه ها که تقریبا در تمام کارخانه ها خاصیت یکسان دارند فاضلاب بدست آمده از تشکیلات خنک کننده آنها است .

آلودگی این فاضلاب ها بسته به تعداد دفعه هایی که آب برای خنک کردن کارخانه بکار برده شده است ، متفاوت می باشد و معمولا آلودگی آنها کمتر از فاضلاب های دیگر می باشد و بیشتر بصورت وجود مواد نفتی و روغن در آنها نمودار میشود .

در فاضلاب برخی از کارخانه ها مانند کارخانه های بهره برداری از معادن ، کارخانه های فولاد سازی و کارخانه های شیمیایی بیشتر موار خارجی یا مواد معدنی تشکیل می دهند .در صورتیکه در برخی دیگر از کارخانه ها مانند کارخانه های تهیه ی مواد غذایی و کارخانه های نشاسته سازی بیشتر مواد خارجی در فاضلاب مواد آلی هستند .

فاضلاب های سطحی

فاضلاب های سطحی ناشی از بارندگی و ذوب یخ ها و برفهای نقاط بلند هستند . این فاضلاب ها به علت جریان در سطح زمین و تماس با آشغال ها و کثافت های رویی زمین و شستن سطح خیابانها و پشت بام ها آلوده شده و مقداری مواد آلی و معدنی در آنها وجود دارد . لذا در شروع بارندگی درجه آلودگی فاضلاب های سطحی زیاد و پس از پاک شدن سطح های بارش مقدار آلودگی آنها کاسته می شود .

بیشترین قسمت مواد خارجی را در فاضلاب ها مواد معدنی مانند ماسه و شن تشکلیل می دهند که در اثر شستشوی خیابان ها وارد فاضلاب می شود بعلاوه پسمانده ذرات گیاهی و حیوانی و مواد نفتی و دوده و قسمت ها یکدیگر از مواد خارجی موجود در فاضلاب آب های سطحی را تشکیل می دهند . چنانکه در جدول نمودار است آبهای سطحی که در برخی از جوی های سنتی تهران جریان دارد دارای درجه آلودگی زیادی و حتی بیش از فاضلابهای خانگی هستند

جدول 1-2 خواص برخی ار فاضلاب های تهران .

شهر آرا

نازی آباد

نهر فیروزآباد در شهر ری

نهر فیروزآباد پیش از کارخانه چیت سازی

فاضلاب تصفیه شده صاحبقرانیه

فاضلاب خام صاحبقرانیه

خواص فاضلاب

7

6

5

4

3

2

1

205 تا 620

300تا 700

100تا 1100

162 تا 200

60 تا 75

200تا 250

مواد معلق بر حسب میلی گرم در لیتر

400تا 900

1000تا 1900

900 تا 3500

1100تا 3800

500تا 600

700تا 900

مجموع مواد جامد بر حسب میلی گرم در لیتر

300تا 750

230تا 550

300تا 1800

80تا 276

35تا 50

150تا 240

BOD برحسب میلی گرم در لیتر

76 تا 120

90تا 226

110تا 5500

30تا 70

15تا 20

60تا 65

COD برحسب میلی گرم در لیتر

6.5تا 8.7

6تا 9

6تا 7.5

7.8تا 8

7.8

7.15تا 7.80

درجه اسیدی pH

 

آزمایش فاضلاب ها :

آلودگی فاضلاب ها بیشتر به واسطه وجود مواد آلی در آنها نمودار میشود مواد آلی موجود در فاضلاب ها ناپایدار بوده و می توان انها را به کمک اکسیژن دهی و اکسیداسیون تبدیل به نیتریت ها و نیترات ها و فسفات ها و غیره کرده وسپس به صورت ته نشین کردن از فاضلاب جدا نمود .تبدیل نامبرده که در ضمن آن مواد ناپایدار آلی تبدیل به مواد پایدار معدنی میگردند. اساس کار و هدف ایجاد پالایشگاههای فاضلاب را در شهرها تشکیل میدهند. برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب را اندازه گیری میکنند. در ازمایش های تعیین درجه ی آلودگی  معمولا به جای اینکه مقدار مواد آلی موجود در فاضلاب را اندازه گیری کنند مقدار اکسیژن لازم برای اکسیداسیون مواد نامبرده را اندازه گیری کنند. در آزمایشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب نمی توان تمام اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد اکسیدپذیر در فاضلاب را اندازه گیری نمود و اجبارا از روش های تقریبی استفاده نمود.

مهمترین روشهای تعیین درجه الودگی :

الف-تعیین مقدار BOD

از جمله موجودات زنده در فاضلاب دو گروه باکتری هستند که به تصفیه فاضلاب کمک می کنند.گروه نخست باکتری های هوازی هستند که اکسیژن محلول در فاضلاب را جذب میکنند و مواد آلی را یا بصورت تغذیه و یا بوسیله ترشح دیاستازهایی اکسید نموده و به ترکیبات پایدار معدنی تبدیل میکنند.در این فعل و انفعالات گاز  co2تولید و باکتریها افزایش می یابند.گروه دوم باکتریهای بی هوازی هستند که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه نمکهای موجود در فاضلاب بدست آورده و آنها را احیا میکنند.کار این باکتریها توام با ایجاد گازهایی مانند اسید سولفوریک و متان بوده و لذا این فرایند همراه با تعفن میباشد.

تعیین BOD عبارتست از تعیین مقدار اکسیژن لازمی که باید به فاضلاب داده شود تا باکتریهای هوازی مواد آلی موجود در فاضلاب را اکسید نموده و به مواد پایدار نظیر نمکهای معدنی تبدیل سازند.لذا مقدار BOD  فاضلاب در زمانهای مختلف تغییر میکند.این تغییرات نه فقط به غلظت مواد آلی فاضلاب به میزان فعالیت باکتریها ,درجه  گرما و شدت درهمی فاضلاب نیز بستگی دارد.

منحنی تغییرات  BOD  _ از لحظه ای که فاضلاب در مجاورت اکسیژن قرار میگیرد جذب اکسیژن توسط و در دو مرحله مختلف به انجام میرسد.

مرحله اول_ اکسیداسیون ترکیبات آلی کربن دار _ این مرحله از نخستین لحظات کار باکتریها شروع شده و در 20 درجه گرما تا مدت  20 شبانه روز ادامه می یابد.در این مرحله کربن موجود در ترکیبات ناپایدار آلی تبدیل به ترکیبات پایدار نظیر CO2 شده و از حوزه عمل خارج میگردد.

مرحله دوم: اکسیداسیون ترکیبات آلی ازت دار _ این مرحله از حدود دهمین روز پس از شروع فعالیت باکتریها آغاز گردیده و مدتهای زیاد ادامه دارد .در طی این مرحله مواد آلی ازت دار تبدیل به نیتریتها و نیتراتها میگردند.در شکل شماره  1_1 منحنی تغییرات BOD  از تاریخ شروع فعالیت باکتریها تا 70 روز پس از آن برای 3 درجه گرمای 9.20 و 30 درجه کشیده شده است.چنانکه از منحنی های نامبرده نتیجه گیری میشود در گرمای 20 درجه قسمت بیشتر اکسیداسیون مربوط به مرحله یکم در پنج روز اول رخ میدهد و پس از 20 روز تقریبا به پایان میرسد.بدین جهت برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب معمولا  BOD5 را تعیین میکنند که بنابر تعریف عبارتست از :

مقدار میلی گرم اکسیژن که لازم است تا در پنج روز نخست باکتریهای هوازی مواد آلی موجود در یک لیتر فاضلاب را در گرمای 20 درجه اکسید نماید.

تغییرات BOD در مرحله یکم اکسیداسیون برای درجه گرماهای گوناگون و نسبت آنها به BOD5  در گرمای 20 درجه در منخنی های شگل شماره 1-2 نمایش داده شده است.

نمایش ریاضی تغییرات BOD  _ آزمایش نشان میدهد که تغییرات BOD  در مرحله یکم اکسیداسیون مواد آلی کربن دار تقریبا طبق رابطه شماره 1_1 انجام میگیرد.

= (1- )= (1- )            (1_1)

= 0.4343*K              (2_1)

در رابطه 1-1 مقدار  برابر تمام BOD  فاضلاب در مرحله یکم اکسیداسیون و K و  ضرایب ثابتی هستند  که بستگی به درجه گرمای فاضلاب t  داشته و از رابطه 1_2 و 1-3 بدست می آید

= *

مقدار K در20 درجه گرما با کمک آزمایش بدست می آید.مقدار  برای فاضلاب های مختلف بین 0.16 و .7 متغیر است که میانگین آن 0.39 می باشد.

ب–تعیین مقدار COD: دراین روش برای اکسیداسیون مواد آلی و مواد اکسیدپذیر دیگری که درفاضلاب یافت میشود از اکسیدکننده های قوی مانند پرمنگنات پتاسیم و دی کرومات پتاسیم استفاده میشود. درصورتیکه از پرمنگنات پتاسیم استفاده شود وزن اکسیژن درحدود 0.25 وزن پرمنگنات پتاسیم میباشد. عمل اکسیداسیون درصورت استفاده ازدی کرومات پتاسیم بعلت قویتر بودن آن بیشترانجام میگیرد.

کاربرد مواداکسیدکننده برای تعیین درجه آلودگی فاضلاب خیلی آسانتراز روش  BOD میباشدولی باید توجه نمودکه بسته به نوع ماده اکسیدکننده مصرفی ممکن است تمام موادآلی فاضلاب بویژه موادپاک کننده صابونها با این روش کاملا اکسید نشوند و لذا دقت این روش کم است و تنها برای مقایسه ی این فاضلاب در مرحاله های گوناگون تصفیه بکار میروند. محلولی از دی کرومات پتاسیم و اسید سولفوریک نتایج دقیقتری را داده و خیلی نزدیکتر به مقادیرتئوری اکسیژن مورد لزوم میباشد.

علاوه بر مواد اکسید کننده نامبرده از کلر نیز میتوان برای تعیین درجه آلودگی فاضلاب استفاده نمود.برای اکسیداسیون کامل فاضلاب های خانگی تازه مقدار کلر لازم حدود 2 تا 5 گرم برای هر نفر درشبانه روز میباشد.

ج- تعیین TOC: دراین روش ترکیبهای کربندار موجود درفاضلاب اندازه گیری میشود. برای اینکار باید فاضلاب را تا سرحد سرخ شدن سوزانید و گازکربنیک تولیدشده را اندازه گیری نمود.نتایج به دست آمده از اینرو شکه معمولا در دستگاههای ویژه ای انجام میگیردبسته به شکل وشرایط آزمایش کم دقت و متفاوت است.

د- تعیین مقدار مواد معلق در فاضلاب: مواد معلق در فاضلاب قسمتی از کل مواد خارجی موجود درآن میباشد که تعیین آن برای پیش بینی مقدار لجن حاصل از تصفیه ی فاضلا ب اهمیت ویژه ای دارد. تفاوت بین تی او سی اساس مقدار مواد محلول درفاضلاب را نشان میدهد. همانگونه که پیش ازاین گفته شد و درجدول (1-1) دیده میشود ،مقدار مواد معلق به دو صورت ته نشینی پذیر وته نشینی ناپذیر درفاضلاب یافت میشوند. از نظر جنس نیز مواد معلق،یا دارای منشا آلی هستند و لذا ناپایدار میباشند و یامنشا معدنی داشته و پایدارند.

ه- تعیین اکسیژن محلول: مقدار اکسیژن محلول موجود در فاضلا بشهری نمایشگر قدر تصفیه طبیعی و خودبخودی آن میباشد. وجود اکسیژن محلول در فاضلاب موجب فعالیت باکتریهای هوازی و جلوگیری از فعالیت باکتریهای بی هوازی و درنتیجه مانع از تولید بوهای ناخوشایند میگردد. لذا کوشش میشود که مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب از 1.5 میلی گرم در لیترکمترنگردد. این موضوع در استخرهای هوادهی فاضلاب بسیار حائز اهمیت میباشد.

اندازهگیری اکسیژن محلول با کمک وارد نمودن برخی از ترکیبات منگنز که قدر تجزیه با اکسیژن آنها سریع و زیاد است درنمونه ی فاضلاب مورد آزمایش و اندازه گیری وزن اکسیژن جذب شده توسط آن انجام میگیرد.

مقایسه روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب

همچنان که در بیان هر یک از روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب اشاره شد مقادیر بدست آمده از این روشها نمیتوانند هیچگونه ارتباط دقیقی با هم داشته باشند. هر یک از سه آزمایش بی-او-دی،سی-او-دی،وتی-او-سی نمیتوانند به تنهایی تمام اکسیژن مورد نیاز فاضلاب را (تی-او-دی) تعیین نماید. بسته به نوع مواد خارجی موجود درفاضلاب نسبتا اعداد بدست آمده از سه آزمایش نامبرده متفاوت خواهد بود. به ویژه در مورد تعیین روش سی-او-دی نوع ماده اکسیدکننده ی مصرفی نیز درنتیجه ی بدست آمده بسیار موثر است. مثلا اعداد حاصله از مصرف دی کرومات پتاسیم برای تعیین سی-او-دی به مراتب بیشتر از اعداد حاصله از مصرف پرمنگنات پتاسیم میباشد. بطوری که مقدار عددی سی-او-دی میتواند بزرگتر ویا کوچکتر ازبی-او-دی 5 روزه باشد. در مورد فاضلابهای شهری به ویژه وقتی از دی کرومات پتاسیم استفاده شود،مقدار موادی که میتوانند توسط آن اکسیده شوند بیشتر از موادی است که قابلیت اکسیده شدن توسط باکتریها را دارند لذا غالبا مقدار سی–او-دی بزرگتر از بی-او-دی 5 میباشد. درعمل میتوان بطور تقریبی نسبت سی-او-دی به بی-او-دی5 برای فاضلاب های خام 0.4 تا 0.8 است.

آلودگی فاضلاب های شهری در ایران

همانگونه که در پیشگفتار بدان اشاره شد،منظور ازفاضلابهای شهری در این کتاب فاضلابهای خانگی ناخالص که به اختصار فاضلابهای خانگی نامیده میشود و همچنین فاضلابهای ناشی از بارندگی است. لذا بررسی آلودگی فاضلابهای صنعتی جزو برنامه این کتاب نمیباشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بخش دوم

اصول کلی تصفیه ی فاضلاب (پالایش فاضلاب)

چنانکه در بخش گذشته ملاحضه شد، تفاوت اصلی فاضلاب با آب تمیز همان فراوانی مواد خارجی و به ویژه مواد آلی در آن است. لذا هدف از تصفیه فاضلاب عبارتست از:

الف – گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب.

ب – اکسیداسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آنها به موادی پایدار مانند نیترات ها، سولفات ها و فسفات ها و سپس ته نشین ساختن و جدا سازی مواد.

ج – جداسازی مواد سمی، محلول ها و نامحلول ها از فاضلاب نظیر ترکیب های فلز های سنگین.

د – گندزدائی و کشتن میکروب ها در فاضلاب.

تمام گازهای نامبرده در طبیعت و در مدتهائی نسبتاً طولانی و بالغ بر چندین روز خودبخود انجام می گیرند. هدف از ساختن تاسیسات تصفیه خانه (پالایشگاه) فاضلاب و تکامل دادن آن از یک سو سرعت بخشیدن به کارهای نامبرده و کوتاه نمودن مدت زمان پالایش تا بحدود چند ساعت است و از سوی دیگر جلوگیری از آلوده شدن منبع های طبیعی آب و محیط زیست می باشد.

تصفیه ی فاضلاب چه وقتی که به صورت مصنوعی و در تصفیه خانه انجام می گیرد و چه وقتی که به صورت طبیعی و خودبخودی رخ می دهد به سه گونه ممکن است انجام شود:

1) اول – تصفیه ی مکانیکی یا تصفیه ی فیزیکی

2) دوم – تصفیه ی زیستی یا تصفیه ی بیولوژیکی

3) سوم – تصفیه ی شیمیائی

(2-1)

(3-1)

)4-1)

در رابطه های (2-1) تا (2-3) مقدار dقطر ذره بر حسب سانتیمتر، v لزجت سینماتیکی فاضلاب بر حسب سانتیمتر مربع بر ثانیه، وزن مخصوص فاضلاب و ذره بر حسب گرم نیرو بر سانتیمتر مکعب، جرم مخصوص فاضلاب بر حسب گرم جرم بر سانتیمتر مکعب و  نمایشگر لزجت مکانیکی بر حسب گرم نیرو در ثانیه بر سانتیمتر مربع فاضلاب است.

 

حال اگر چنین ذره ای همراه فاضلاب وارد استخری مستطیل به طول L، پهنای B، و عمق H گردد، تحت تأثیر دو سرعت افقی Vhو قائم VSقرار می گیرد. برای رسیدن این ذره به کف استخر به کف استخر لازم است که مدت زمان رسیدن ذره ی معلق به کف استخر یعنی tSبرابر مدت زمان رسیدن آن به انتهای استخر یعنی  thباشد و لذا خواهیم داشت:

 

 

 

[m/s]             (2-4)

 

در رابطه ی (4-2) مقدار Q نمایشگر دبی فاضلاب ورودی به استخر، A سطح افقی آن بوده و Baبار سطحی نامیده می شود. رابطه ی نامبرده نشان می دهد که در صورت کروی و همگن بودن ذرات معلق در فاضلاب، سرعت سقوط آنها از رابطه ی شماره ی (2-3) برابر بار سطحی استخر می گردد. یعنی بار سطحی هیچگونه بستگی به عمق استخر ندارد. اما به علت اینکه در استخرهای ته نشینی عمل ته نشینی به صورت مداوم رخ می دهد، مدت جریان فاضلاب در استخر که به نام مدت زمان توقف فاضلاب معروف است نیز باید در طراحی دخالت داده شده و بقدری باشد که ذرات همگی به کف استخر برسند. لذا از یک سو خواهیم داشت :

(2-5)                                                                                       

از سوی دیگر اگر حجم استخر باشد، خواهیم داشت:

(2-6)                                                                                       

اما در عمل بجز در مورد استخرهای ماسه گیر که تا حدودی شرایط رابطه ی (2-3) در آنها برقرار است، در بقیه ی موارد به دلایل زیر نمی توان برای محاسبه ی سرعت سقوط و ته نشینی ذرات معلق از رابطه ی نامبرده استفاده نمود.

الف – ذرات معلق کروی نیستند و از نظر جنس همگن نمی باشند.

ب – ذرات معلق هر یک مستقلا ته نشین نمی شوند بلکه در حین ته نشینی و به ویژه در اثر به هم چسبیدن و لخته شدن اثر متقلابلی بر هم می گذارند که در سرعت ته نشینی آنها اثر چشم گیری دارد.

ج – هر چه ذرات معلق به کف استخر نزدیکتر می شوند، غلضت فاضلاب افزایش یافته و مقاومت در مقابل حرکت آنها افزوده می شود.

د – سرعت افقی Vhذرات در تمام سطح مقطع استخر یکسان نمی باشد. به عبارت دیگر در منطقه ی ته نشینی از استخری، فاضلاب را می توان به لایه های زیر تقسیم نمود:

اول – لایه ی تصفیه شده ی پروتئین که تقریباً ذرات معلق قابل ته نشینی از آن بیرون آمده و لذا فاضلاب زلال تر گردیده است.

دوم – لایه ای که ذرات معلق فاضلاب در آن به صورت مستقل از هم در حالت ته نشینی هستند و عمل لخته شدن هنوز بین آنها رخ نداده است. در صورتی که عدد رینلدز از رابطه ی (2-1) کوچکتر از یک باشد می توان به طور تقریبی از رابطه ی (3-2) برای تعیین vsو Baاستفاده نمود. در صورتی که عدد رینلدز از یک بیشتر گردد باید با کمک ضریب تصحیحی اثر افزایش مقاومت در برابر حرکت ذره را در رابطه وارد نمود.

سوم – لایه ای که در آن از یک سو غلظت فاضلاب زیاد شده، ذرات معلق مستقلاً سقوط نکرده بلکه با یکدیگر تشکیل لخته هائی را می دهند و در سرعت سقوط یکدیگر تأثیر گذاشته و آن را کند می کنند و از سوی دیگر به علت بزرگتر و سنگین تر شدن ذرات سرعتشان افزوده می شود. محاسبه ی سرعت سقوط ذرات عملاً امکان پذیر نیست و تنها به صورت آزمایشی می توان آنرا اندازه گیری نمود.

چهارم – لایه ای که در آن لخته ها به یکدیگر نزدیک شده و در اثر تراکم و افزایش غلظت مانع از سقوط آزاد یکدیگر شده و به شدت از سرعت ته نشینی آنها کاسته می شود.

با توجه به آنچه گفته شد نتیجه گیری می شود که برای یک مدت زمان ته نشینی مشخص، غلظت فاضلاب ورودی به استخر ته نشینی نسبت به مواد معلق در مقدار درصد مواد ته نشین شده بسیار مؤثر می باشد. منحنی های شکل شماره (2-3) ارتباط نامبرده را به صورت آزمایشی نشان داده است [45,29].

همچنین به صورت آزمایشی اثر مدت زمان توقف فاضلاب در استخرهای ته نشینی در کاهش مقدار مواد معلق قابل ته نشینی، مقدار کل مواد، کاهش درجه ی آلودگی فاضلاب بر حسب BOD5و سرانجام مقدار CODبر حسب پرمنگنات پتاسیم مصرفی اندازه گیری شده و در شکل شماره (2-4) وابستگی های نامبرده نشان داده شده اند [ 26,25,1 ].

 

بررسی هیدرولیکی نوع جریان در استخرهای ته نشینی – بررسی میزان درهمی (توربولانت) و سیلابی بودن جریان فاضلاب در استخرهای ته نشینی با محاسبه ی عدد راینلدز و عدد فرود انجام می گیرد.

عدد رینلدز طبق رابطه ی شماره ی (3-7) نشان دهنده ی درجه ی درهمی در استخر می باشد. اگر استخر ته نشینی را به صورت مجرائی برای گذر فاضلاب در نظر بگیریم و با توجه به اینکه سطح مقطع استخر عامل اصلی در عمل ته نشینی است، خواهیم داشت:0

(2-7)                                                                               

در رابطه ی (2-7) میزان  سرعت جریان افقی در استخر بر حسب متر در ثانیه و  برابر لزجت سینماتیکی فاضلاب که در 10 درجه گرما برابر  متر در ثانیه به توان دو R برابر شعاع هیدرولیکی سطح مقطع استخر بر حسب متر است که از رابطه ی شماره ی (2-8) به دست می آید.

(2-8)                                       

کاهش عدد ریندلز موجب کم شدن درجه ی درهمی و نزدیکتر شدن حالت جریان به حالت جریان آرام گردیده و لذا برای ته نشینی مواد بیشتر مناسب است. عدد فرود از رابطه ی شماره ی (2-9) بدست می آید و نشان دهنده ی حالت تعادل جریان است.

(2-9)                                                                               

هرچه عدد فرود بزرگتر باشد، تغییرات کوچک در سطح فاضلاب زودتر برطرف گردیده و فاضلاب به حالت تعادل برمی گردد. یعنی بزرگ شدن عدد فرود برای ته نشینی مواد بهتر و مناسب تر است. [1]

با توجه به نکات  نامبرده تنها راهی که بتوان همزمان دو عدد Re را کوچک و عدد Fr را بزرگ نمود، کاهش دادن شعاع هیدرولیکی سطح مقطع استخر می باشد. لذا در طرح استخرها و انتخاب ابعاد آنها باید توجه شود که شعاع هیدرولیکی کوچکتر، از نظر بهتر انجام گرفتن عمل ته نشینی مواد برشعاعی بزرگتر برتری دارد.

یگان هایی که در تصفیه خانه ها ویژه ی عمل ته نشینی می باشند عبارتند از حوض های دانه گیر، استخرهای ته نشینی نخستین و استخرهای ته نشینی نهائی.

در حوض های دانه گیر مواد معدنی و سختی از فاضلاب جدا می شوند که وجود آنها موجب مشکلاتی در کار تصفیه خانه مانند سائیدگی پمپها، سخت شدن لجن و فزونی مقدار آن می گردد. در استخرهای ته نشینی نخستین، مواد معلقی از فاضلاب جدا می شوند که فساد پذیر بوده و باید حتماً لجن بدست آمده مورد تصفیه واقع گردد و سرانجام در استخرهای ته نشینی نهائی لجن هائی از فاضلاب جدا می شوند که بسته به نوع و درجه تصفیه ای که برای فاضلاب انجام گرفته ممکن است کاملاً تثبیت شده و یا قسمتی تثبیت شده و قسمتی فسادپذیر باشد.

2-1-3- شناورسازی مواد معلق

در فاضلاب های شهری همیشه مقداری از مواد معلق سبک بوده و دارای وزن مخصوصی کوچکتر از وزن مخصوص فاضلاب می باشند. برای جداسازی چنین موادی باید از روش شناورسازی و بالا آوردن آنها تا سطح فاضلاب در استخر استفاده نمود. زیرا در شناورسازی مواد نیز مانند ته نشین کردن آنها از نیروی ثقل کمک گرفته می شود. لذا قوانین آن مثلاً استفاده از   رابطه ی استوکس کاملاً مانند روش ته نشین کردن مواد معلق می باشد. مواد سبکی که ممکن است در فاضلاب های شهری یافت شوند عبارتند از چربی های حیوانی، روغن های نباتی و ترکیبات گوناگون نفتی. مقدار مواد نامبرده در فاضلاب های شهری کم و در حدود یک لیتر در شبانه روز برای هر هزار نفر می باشد. [1] و لذا در تصفیه خانه های فاضلاب شهری نیازی به استخر های ویژه ی چربی گیری نبوده و برای جداسازی مواد معلق سبک از استخرهای ته نشینی استفاده      می شود. در صورتیکه بخواهیم استخرهای ته نشینی را از نظر برآورده کردن نیاز به شناورسازی مواد کنترل نمائیم کافیست در رابطه ی شماره ی (2-3) نظر ذرات را برابر 015/0 سانتیمتر فرض نموده وسرعت بالا رفتن مواد را محاسبه نمائیم. [1] چون سرعت بالا رفتن مواد چربی معمولاً بیشتر از سرعت ته نشینی مواد معلق در فاضلاب های شهری است، کنترل نامبرده لازم نبوده و تنها کافیست در استخرهای ته نشینی تصفیه خانه ها مانند شکل (4-23) دستگاه های کف آبگیر پیش بینی شود.

در فاضلاب های صنعتی، فاضلاب کشتارگاه ها و یا فاضلاب رستوران های بزرگ و نظایر آنها غالباً پیش بینی چربی گیر های ویژه لازم است. دمیدن هوا در فاضلاب و خنک کردن آن از عواملی هستند که جداسازی مواد چربی را تندتر می کنند. با توجه به آنچه گفته شد برای محاسبه و طراحی استخرهای شناورسازی مانند استخرهای ته نشینی از پارامترهای بار سطحی و مدت زمان توقف استفاده می شود.

مطالب دیگر اخبار و مقالات محیط زیستی
آلودگی آب شرب و اهمیت تصفیه آبفاضلابفناوری نانوآب شیرین کن roکلر زنی آب آشامیدنی

دفتر کرج: چهارراه طالقانی- طالقانی جنوبی جنب سینما سپنتا پلاک 5 طبقه دوم .

تلفن: 32719530 (026)       همراه: 09124637566       کدپستی: 3133946114       فکس: 32776169(026)