تصفیه خانه فاضلاب

تصفیه خانه فاضلاب

تصفیه خانه فاضلاب مکانی است که عملیات و فرآیند‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تصفیه‌ی فاضلاب در آن انجام می‌شود. عملیات تصفیه‌ی فاضلاب به سه مرحله‌ی تصفیه‌ی اولیه، ثانویه و پیشرفته تقسیم می‌شود. شایان ذکر است با توجه به ویژگی‌های فاضلاب ورودی در تصفیه خانه فاضلاب ممکن است به عملیات پیش تصفیه نیز نیاز باشد. در برخی مواقع نیز بعضی از عملیات‌های تصفیه‌ی اولیه به عنوان عملیات پیش تصفیه مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عبارت دیگر تصفیه خانه فاضلاب مکانی است که فرآیند‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی و عملیات تصفیه‌ی فاضلاب در سه مرحله تصفیه‌ی اولیه، ثانویه‌وپیشرفته در آن انجام می‌شود. با توجه به مراحل نام برده شده، هر قسمت از تصفیه خانه فاضلاب نیز به یکی از این مراحل اختصاص داده می‌شود.

آشغال‌گیر، دانه‎‌گیر، متعادل‌ساز، چربی‌گیر، ته‌نشینی اولیه، هوادهی، ته‌نشینی ثانویه، هاضم و گندزدایی. در ادامه توضیح مختصری راجع به هریک از مراحل آمده است.

آشغال‌گیر

معمولاً اولین واحد در تصفیه خانه فاضلاب آشغال‌گیر است.

این مرحله به منظور حذف مواد درشت مانند تکه های چوب، مواد پلاستیکی، پارچه و … از جریان ورودی فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرد. آشغالگیر در انواع مختلفی نظیر میله‌ای و توری شکل وجود دارد که استفاده از نوع میله‌ای آن بیشتر رایج است. با توجه به دبی و ویژگی‌های جریان ورودی مشخصات فیزیکی آشغال‌گیر مانند جنس، ضخامت، عرض، فاصله‌ی بین میله‌ها و نوع تمیزکاری آن‌ها (دستی یا مکانیکی) متغیر می‌باشد.

دانه‌گیر

جریان ورودی به تصفیه خانه فاضلاب با توجه به منشا آن ممکن است حاوی ذرات شن و ماسه، هسته و پوسته‌ی سخت میوه‌ها، ذرات ریز سنگ، تکه‌های خرد شده‌ی و غیره باشد. عدم حذف این ذرات از جریان ورودی ممکن است باعث آسیب رساندن به تاسیسات تصفیه خانه فاضلاب مانند پوسته و پره پمپ‌ها در مراحل دیگر تصفیه شود.

با توجه به وجود دو مولفه‌ی عمودی و افقی سرعت جریان در حوضچه‌های دانه‌گیری، طراحی حوض‌ها به گونه‌ای است که میزان سرعت افقی در حدود ۰.۳ متر بر ثانیه حفظ شود تا ته نشینی رخ دهد.

دانه‌گیرهای موجود به سه دسته‌ی کلی:

دانه‌گیر با جریان افقی، دانه‌گیر همراه باهوادهی و دانه‌گیر با جریان گردابی تقسیم می‌شوند.

تمیزکاری دانه‌گیرها نیز مانند آشغال‌گیر به دو شکل دستی و مکانیکی انجام می‌شود.

متعادل‌ساز

به منظور ایجاد جریان نرمال و بدون تغییرات ناگهانی، از حوضچه‌ی متعادل‌ساز استفاده می‌شود.

وظیفه‌ی این حوضچه کنترل و از بین بردن شوک دبی، هیدرولیکی و بارگذاری آلی است.

زیرا هر کدام از این شوک‌ها می تواند در قسمت‌هایی از تصفیه خانه فاضلاب و عملکرد برخی واحدها اختلال ایجاد نماید.

برای مثال شوک ناشی از ورود جریان فاضلاب قوی یا فاضلاب دارای مواد آلی زیاد و سخت تجزیه‌پذیر (شوک بارگذاری آلی) می‌تواند موجب تضعیف عملکرد واحد تصفیه‌ی بیولوژیکی شود. همچنین در برخی موارد برای جلوگیری از ایجاد شرایط بی‌هوازی در تانک متعادل‌ساز و انتشار بو، این تانک هوادهی می‌شود.

چربی‌گیر

از این واحد به منظور حذف ذرات روغن و چربی موجود در فاضلاب استفاده می‌شود.

حوضچه‌های چربی‌گیری عموماً دارای یک Skimmer یا کف آب روب هستند که ذرات چربی و کف جمع شده بر روی سطح را جمع‌آوری می‌نمایند. از روش های مختلفی در چربی‌گیری استفاده می‌شود که با توجه به نوع روش، فرآیند جداسازی ذرات چربی از جریان فاضلاب و تجهیزات مورد استفاده در این واحد تغییر می‌نماید.

ته‌نشینی اولیه

همان‌طور که از اسم این واحد پیداست، هدف در این واحد ته‌نشینی است.

حوض های ته نشینی اولیه با هدف حذف جامدات ذره ای، مواد معلق و کاهش بار آلی جریان ورودی  مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین این واحد می‌تواند موجب کنترل نوسان در جریان ورودی و تنظیم pH فاضلاب ورودی شود.  به همین علت همواره سعی بر این است که رژیم جریان آرام در این حوض حفظ شود تا هم راندمان ته‌نشینی افزایش یابد . به علاوه لجن تولید شده در کف حوض مجدداً با جریان ورودی مخلوط نگردد. نکته‌ی قابل توجه در طراحی این واحد میزان SOR یا نرخ بار سطحی بوده و در برخی موارد میزان زمان ماند هم عامل تعیین کننده‌ای در طراحی محسوب می‌شود.

این حوض‌ها عموماً به شکل دایره‌ای یا مستطیلی ساخته می‌شوند.

هوادهی

در فرآیند‌های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب، میکروارگانیسم‌ها هستند که عملیات تصفیه را انجام می‌دهند.

یکی از مهم‌ترین مسائل در تصفیه‌ی بیولوژیکی تامین اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها است تا عمل تصفیه به خوبی صورت گیرد. میزان هوای مورد نیاز به عواملی همچون نوع و تعداد میکروارگانیسم‌ها، میزان بار آلی ورودی و مواردی از این دست بستگی دارد. هوادهی عمدتاً به دو صورت سطحی (همزن‌های مکانیکی) و عمقی صورت می‌گیرد. در هوادهی عمقی، جریان هوا توسط بلوئر تولید شده و از طریق دیفیوزرهایی که در کف مخزن قرار داده شده‌اند، به فاضلاب منتقل می‌شود.

ته‌نشینی ثانویه

مایع مخلوط ایجاد شده بعد از انجام تصفیه‌ی بیولوژیکی در مخزن هوادهی، به مخزن ته‌نشینی ثانویه منتقل می‌شود. هدف از ایجاد این مخزن، ته نشینی لخته‌های بیولوژیکی تشکیل شده در مرحله‌ی قبلی یعنی هوادهی است. لجن ته‌نشین شده در این مخزن، لجن ثانویه نامیده می‌شود. در فرآیند‌هایی مانند لجن فعال، مقداری از لجن ثانویه با هدف افزایش بازده تصفیه‌ی بیولوژیکی، بعد از جمع‌آوری، به ابتدای حوض هوادهی بازگردانده می‌شود.

در طراحی حوض ته‌نشینی ثانویه، بار آلی و بار جامدات اهمیت دارند.

هاضم

هدف استفاده از هاضم، کاهش مواد و ترکیبات آلی و تعداد میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا است.

هاضم‌ها به دو دسته‌ی هوازی و بی‌هوازی تقسیم می‌شوند.

طی فرآیند هضم میکروارگانیسم‌ها مواد آلی پلیمری را که غیر محلول هستند.

مانند کربوهیدرات‌ها، به مشتقات محلولی که قابل استفاده برای سایر میکروارگانیسم باشند تبدیل می‌نمایند.

با توجه به نوع هاضم، میکروارگانیسم‌های هوازی یا بی هوازی در محیط غالب می‌شوند.

گندزدایی

گندزدایی فاضلاب ممکن است بعد از تصفیه‌ی اولیه، ثانویه و نهایی انجام گیرد.

نکته‌ی قابل توجه این است که گندزدایی معمولاً آخرین مرحله از مراحل تصفیه‌ی فاضلاب می‌باشد.

هدف از آن حذف میکروارگانیسم‌ها از پساب‌تصفیه‌شده، قبل از تخلیه‌ی پساب‌به‌محیط (با توجه‌به استاندارد مورد نظر) می‌باشد.

روش‌های فیزیکی و شیمیایی متفاوتی بدین منظور وجود دارد.

از گذشته تا اکنون، مواد شیمیایی مثل کلر، به دلیل خاصیت گندزدایی و قیمت پایینی که دارند برای گندزدایی فاضلاب شهری استفاده می‌شده است. اما به دلیل افزایش قیمت مواد شیمیایی و همچنین شواهد موجود مبنی بر مضر بودن باقیمانده‌های این مواد در پساب برای سلامت آبزیان و سایر موجودات، گرایش به استفاده از روش‌های فیزیکی با گذر زمان افزایش یافته است.

از روش‌های فیزیکی گندزدایی می‌توان به استفاده از لامپ  UV اشاره نمود.

UV با نداشتن آثار سمی، دارای برتری نسبت به سایر روش‌های شیمیایی نیز است.