مقاله درتاريخچة تصفية فاضلاب دارای 150 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله درتاريخچة تصفية فاضلاب کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله درتاريخچة تصفية فاضلاب،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن مقاله درتاريخچة تصفية فاضلاب :
–1-تاریخچه تصفیه فاضلاب
اگرچه جمع آوری آبهای سطحی وزهكشی از زمانهای قدیم شروع شده است،آثار جمع آوری فاضلاب به اوایل قرن نوزدهم بر می گردد وبه دنبال آن تصفیه اسلوبمند فاضلاب در اواخر قرن نوزدهم واوایل قرن بیستم صورت گرفت.
بر خلاف فنون آبرسانی شهری وجمع آوری پساب(فاضلاب)كه تاریخچه نسبتاً طولانی وچند هزار ساله دارند،پالایش وتصفیه فاضلاب بصورت امروزی دارای سابقه تاریخی كوتاهی می باشد و تنها در نوشته های تاریخی از فرمانهائی وگفته هایی در مورد پرهیز از آلوده سازی منابع طبیعی آب،خصوصاً آب رودخانه ها یاد شده است.
نخست از حدود یك صد سال پیش كه رابطه بین اثر باكتریها ومیكروبهای بیماری زا در شیوع و واگیری بیماریها آشكار گشت،انسان به فكر پاكسازی آبهای آلوده افتاد.به عبارت دیگر فن تصفیه آب وفاضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم پزشكی وزیست شناسی(پیداش نظریه وپاستور در نیمه دوم قرن نوزدهم در زمینه بهداشت عمومی)بوجود آمده است.
پرداختن وتوجه به این فن از آنجا آغاز شدكه بتدریج برای جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب وبویژه رودخانه ها،ورود فاضلاب به این منابع ممنوع اعلام گردید.لذا این جلوگیری ملزم به تصفیه فاضلاب وتكامل روشهای آن بود.
با گذشت زمان وخصوصاً پس از جنگ جهانی دوم،بر اثر توسعه شهرها وصنایع،خطر آلودگی محیط زیست ودر نتیجه نیاز به تصفیه فاضلاب با شدت بی سابقه ای افزایش یافت وهمراه با آن روشهای متعددی جهت تصفیه فاضلاب پیشنهاد وبه كار گرفته شد.
در تكامل فن تصفیه فاضلاب از نظر زمانی،روشهای طبیعی تصفیه جزو قدیمی ترین روشهائی هستند كه برای تصفیه بكار گرفته شده اند.خصوصاً استفاده از فاضلاب برای آبیاری در كشاورزی بعلت خاصیت كودی آن از یكصد سال پیش تا به حال در كشورهای اروپائی متداول بوده است.
در ایران نیز از گذشته های بسیار دور از لجن بدست آمده از چاه های جذب كننده فاضلاب به عنوان كود كشاورزی استفاده می شده است.ولی در تمام این روشها بیشتر تكیه بر بازیابی از مواد كودی فاضلاب بوده است ونه تصفیه فاضلاب.ولی در كشورهای اروپائی و پیشرفته از دهها سال پیش تاكنون دریاچه های تثبیت وتصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته اند.
همچنین عدم امكان فراهم آوردن سطوح وسیع وكافی جهت دفع زمینی فاضلاب تصفیه نشده(پخش فاضلاب در زمین )،خصوصاً برای شهرهای بزرگ،منجر به استفاده از روشهای موثرتری در تصفیه فاضلاب شد.
1-2-اهداف تصفیه فاضلاب
همه جوامع،هم بصورت جامد وهم بصورت مایع،فضولات تولید می نماید.بخش مایع این فضولات،فاضلاب است كه اساساً همان آب مصرفی جامعه استكه در اثر كاربردهای گوناگون آلوده شده است.
فاضلاب را می توان تركیبی از مایع یا فضولاتی دانست كه توسط آب از مناطق مسكونی،اداری وتاسیسات تجاری وصنعتی حمل شده وبر حسب مورد،با آبهای زیر زمینی،آبهای سطحی و سیلابها وبطوركلی با منابع آب آمیخته شده است.
اگر فاضلاب تصفیه نشده انباشته شود،تجزیه مواد آلی آن ممكن است منجر به تولید مقدار زیادی گازهای بد بو گردد.علاوه برآن،فاضلاب تصفیه نشده حاوی میكروارگانیسم های بیماری زای فراوانی است كه در دستگاه گوارش انسان زندگی می كنند ویا در برخی فضولات صنعتی موجودند.
فاضلاب شامل مواد مغذی نیز می باشد كه می تواند سبب تحریك رشد گیاهان آبزی شده وهمچنین امكان دارد شامل تركیبات سمی نیز باشد،لذا انتقال سریع وبدون دردسر فاضلاب از منابع تولید وسپس تصفیه آن ودفع آن نه تنها مطلوب است بلكه ضروری نیز می باشد.
با توجه به مطالب بیان شده وضرورت تصفیه ودفع فاضلاب،در تصفیه فاضلاب اهداف كلی زیر مد نظر می باشد:
1-تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم:
فاضلابهای شهری همیشه دارای میكروبهای گوناگون هستند كه قسمتی از آنها بیماری زا می باشد.پس ورود فاضلاب به محیط زیست ومنابع طبیعی آب سبب آلوده شدن این بیماریها به میكروبهای بیماری زا شده كه موجب گسترش وشیوع این بیماریها بین مردم خواهد شد.
2-پاك نگه داری محیط زیست:
ورود فاضلاب تصفیه نشده به محیط زیست موجب آلودگی این محیط شده كه علاوه بر خطرات مستقیمی كه برای بهداشت مردم دارد،نتایج دیگری همچون ایجاد مناظر زشت،بوهای نامطبوع وناخوشایند وتولید حشراتی كه وسیله ای برای جابه جا شدن میكروبهای بیماری زا وآلوده شدن محیط زیست با این میكروبها می باشند.
3-بازیابی فاضلاب:
با توجه به اینكه مقدار نمك های معدنی محلول در فاضلاب بمراتب كمتر از آب دریاهای آزاد می باشد و فاضلاب جزو آبهای شیرین ولی آلوده محسوب می شود،لذا استفاده دوباره از فاضلاب تصفیه شده بجای آب شیرین جهت آبیاری كشاورزی بمراتب ارزانتر از شیرین سازی آب دریاهای شور می باشد.
این مسئله خصوصاً در ایران كه در اكثر نقاط آن مردم با كمبود آب شیرین مواجه هستند،می تواند در مصرف آب شیرین مورد استفاده در آبیاری كشاورزی صرفه جویی نماید.
همچنین بعلت وجود مواد كودی در فاضلاب تصفیه شده،می تواند منبع غذائی خوبی برای گیاهان وتقویت زمینهای كشاورزی گردد.
1-3-مراحل تصفیه فاضلاب
منظور از مراحل تصفیه فاضلاب،مراحل تصفیه فاضلاب در تصفیه خانه می باشد.كه به تفصیل در فصل ششم به آن می پردازیم.تصفیه طبیعی فاضلاب نیز امكان پذیر است كه در آن بدون دخالت انسان وفن آوری،تصفیه بصورت خود بخودی انجام می شود. تصفیه طبیعی بطور جداگانه در فصل پنجم شرح داده می شود.
چنانچه بیان شد،ایجاد وتشكیل فاضلاب در تمامی جوامع،چه توسعه یافته وچه در حال توسعه،امری است اجتناب ناپذیر وحتمی همچنین انتقال،تصفیه ودفع فاضلاب نیز امری است مطلوب وضروری.پس تصفیه یا پالایش فاضلاب بایستی در تمامی نقاط دنیا صورت پذیرد،هر چند نوع روش وتعداد مراحل تصفیه فاضلاب بسته به نوع فاضلاب،امكانات موجود و000 متفاوت است.
پالایش وتصفیه فاضلاب را معمولاً در سه مرحله كلی تقسیم می كنند:
مرحله اول-تصفیه مكانیكی(فیزیكی)(1)
مرحله اول تصفیه فاضلاب،تصفیه مكانیكی یا تصفیه فیزیكی می باشد.تصفیه مكانیكی عبارتست از سلسه فرآیندهائی كه در طی آنها تنها از خواص مكانیكی وفیزیكی برای جداسازی مواد خارجی معلق در فاضلاب استفاده می شود.از قبیل:آشغالگیری،ته نشینی مواد معلق.
بدین مرحله،مرحله مقدماتی تصفیه فاضلاب نیز گفته می شود.
مرحله دوم –تصفیه زیستی(بیولوژیكی):(1)
مرحله دوم تصفیه فاضلاب،تصفیه زیستی یا بیولوژیكی می باشد.تصفیه زیستی عبارتست از مجموعه فرآیندهائی كه در طی آنها از خواص میكروارگانیسمها برای تبدیل مواد آلی محلول وكلوئیدی موجود در فاضلاب به مواد معدنی وپایدار استفاده می شود.از قبیل:هوادهی واستفاده از باكتریهای گوناگون موجود در فاضلاب برای تصفیه آن.
بدین مرحله،مرحله ثانوی تصفیه فاضلاب نیز گفته می شود.
مرحله سوم –تصفیه تكمیلی(پیشرفته):
مرحله سوم تصفیه فاضلاب شامل زلال سازی وتصفیه های تكمیلی است.كه تاسیسات آن گران قیمت وپر هزینه می باشند.از قبیل:عمل نیترات سازی (2) و نیترات زدایی (3)استخرهای ته نشینی نهائی و000
بدین مرحله،مرحله نهائی تصفیه فاضلاب نیز گفته می شود.
در صورتیكه تمامی مراحل بالا به خوبی انجام شود وهمچنین تاسیسات تصفیه خانه بدرستی كار كنند،می توان آلودگی فاضلاب را 9 0 تا9 6 درصد كاهش داد واین كاهش آلودگی برای برقراری ضوابط لازم جهت دفع فاضلاب به منبع های طبیعی آب وحفظ بهداشت وپاك نگهداری محیط زیست كافی است.
در شكل(1-1) تصفیه خانه فاضلاب شهری نشان داده شده است.
1-4-ملاحظات كلی در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب شهری
1-4-1-موقعیت تصفیه خانه
در انتخاب محل تصفیه خانه باید موارد زیر را در نظر گرفت:
الف-فاصله از نواحی مسكونی با در نظر گرفتن ضوابط جاری.
ب-حفاظت در برابر سیل.
ج-جهت بادهای غالب.
د-راههای دسترسی.
ه-وجود اراضی كافی برای توسعه آینده واحیاناً آوردن فن آوری جدیدتر.
و-كاربرد اراضی محلی با توجه به طرح جامعه شهری وقابلیت كشاورزی.
شكل (1-1) – مراحل كلی یك تصفیه خانه فاضلاب
ز-مشخصات محل از نظر نوع خاك،زمین شناسی،آبهای سطحی وزیر زمینی وشیب زمین به منظور به حداقل رساندن نیاز به تلمبه زنی.
ح-دسترسی به آبهای پذیرنده(رودخانه ها،نهرها،كانالهای آب سطحی وغیره)
ط-سازگاری فرآیند تصفیه فاضلاب با كاربرد اراضی مجاور تصفیه خانه در حال وآینده(شامل سروصدا،بوهای احتمالی،كیفیت هوا وسایر شرایط زیست محیطی)وروشهای پیش بینی شده برای تصفیه ودفع لجن.
ی-وضع زمین از نظراستملاك.
ك-دسترسی به محل تامین انرژی.
1-4-2-طراحی
1-4-2-1-نوع تصفیه:
در انتخاب نوع فرآیند تصفیه باید كلیه عوامل ونكات موثر از جمله موارد زیر در نظر گرفته شود:
الف-مشخصات كلی وكیفی فاضلاب ورودی.
ب-ضوابط واستانداردهای تخلیه فاضلاب در حال وآینده.
ج-موقعیت ووضع توپوگرافی محل تصفیه خانه.
د-اثرات شرایط اقلیمی،قابلیت وموجودیت زمین.
ه-پیش بینی جا برای توسعه آینده تصفیه خانه.
و-اثرات فاضلابهای صنعتی كه پیش بینی می شود همراه با فاضلاب شهری به تصفیه خانه برسد.
ز-دفع نهائی لجن.
ح-هزینه های سرمایه ای.
ط-هزینه های بهره برداری ونگهداری تاسیسات شامل هزینه انرژی مورد نیاز.
ی-پیچیدگی فرآیند با توجه به امكانات پرسنلی وفن بهره برداری.
ك-اثرات محیطی ناشی از احداث تصفیه خانه در استفاده از اراضی مجاور در حال وآینده.
1-4-2-2-تعیین مقدار جریان فاضلاب شهری :
در مناطقی كه تاسیسات تصفیه فاضلاب وجود دارد،هیدرولیكی مربوط به اصلاح یا توسعه تاسیسات باید بر مبنای مقدار ومشخصات واقعی فاضلاب در هر دو شرایط بارانی وغیر بارانی انجام شود.نمونه برداری وتهیه نمونه موجود باید به نحو صحیح انجام شود تا نشان دهنده مشخصات واقعی فاضلاب باشد.
برای تعیین مقدار جریانهای
مشروح زیر،تو
صیه می شود اندازه گیریها وآمار حداقل یكساله ملاك عمل قرار گیرد:
الف-جریان متوسط روزانه-از طریق گرفتن میانگین جریانها در مدت یكسال،بدون احتساب آب باران.
ب-حداقل جریان روزانه-از طریق اندازه گیری 24 ساعته در مواقع غیر بارانی كه مقدار نشتاب وآبهای نفوذی كم است(نشتاب و آبهای نفوذی كه عبارتست از كلیه آبهای اضافی كه به هر دلیل به داخل فاضلابرو ها نفوذ می نماید.مهمترین منابع نفوذ آبهای اضافی عبارتند از:نشتاب آب زیر زمینی از اتصالات فاضلابروها ودیواره آدم روها-آبهای نفوذی ناشی از بارندگی بام ومحوطه ساختمانها از راه اتصلات غیر مجاز وآبهای سطحی از دریچه آدم روها)
ج-حداكثر جریان روزانه در مواقع بارانی-از طریق اندازه گیریهای 2 4 ساعته در طول یكسال در مواقعی كه بر اثر بارندگی،مقدار نشتاب وآبهای نفوذی زیاد است.
د-جریان بعد از بارندگی-از طریق اندازه گیریهای روزانه به مدت هفت روز بلافاصله بعد از قطع هر بارندگی طی یكسال.
ه-حداكثر جریان ساعتی.
و-جریانهای فاضلابهای صنعتی-از طریق اندازه گیری جریان فاضلاب صنعتی با آمار مصارف آب صنایعی كه فاضلاب خود را به شبكه جمع آوری فاضلاب تخلیه می كنند.
1-4-2-3-جزئیات تصفیه خانه فاضلاب شهری:
در تصفیه خانه های فاضلاب شهری بایستی جزئیات زیر مد نظر باشد:
الف-نصب تجهیزات مكانیكی:
توصیه می شود نصب وراه اندازی آزمایشی تجهیزات مكانیكی عمده با نظارت نماینده كارخانه سازنده انجام شود.
ب-تاسیسات كنارگذار:
تاسیسات كنار گذار ولوله كشی های مربوط باید به نحوی استقرار یابندكه بتوان هر یك از واحد های تصفیه را مستقلاً از مدار خارج كرد.طراحی تاسیسات كنار گذار باید به نحوی باشند كه بهره برداری از تصفیه خانه در مدت تعمیرات واحدهای مورد نظر آسان بوده وكاهش كیفیت فاضلاب تصفیه شده به حداقل برسد وهمچنین پس از اتمام تعمیرات،بازگشت سریع به حالت شرایط بهره برداری،امكان پذیر باشد.
ج-تخلیه واحدها:
برای تخلیه محتویات هر واحد وانتقال آن به محل مناسبی از مدار تصفیه باید وسایل مناسب پبش بینی گردد.در طراحی سازه هایی كه تحت فشار هیدرواستاتیكی آبهای زیر زمینی قرار می گیرند،باید به امكان شناور شدن سازه بر اثر تخلیه آن توجه شده وپیش بینی های لازم بعمل آید.
برای لوله هایی كه احتمال گرفتگی آنها می رود،لازم است دریچه های بازدید وسایل مكانیكی تمیز كردن ویا شستشو با آب تحت فشار پیش بینی شود.
د-مصالح ساختمانی:
نظر به اینكه هیدروژن سولفید وسایر گازهای خورنده،چربیها،روغنها وتركییبات مشابه،غالباً در فاضلاب وجود دارد،در انتخاب مصالحی كه در تصفیه خانه فاضلاب یكار می رود باید دقت شود.
این مطلب به خصوص در انتخاب فلزات ورنگهای بكار رفته در تجهیزات مكانیكی،لوله ها،اتصالات،پلكان،نرده،حفاظ،صفحات مشبك،پلهای فلزی و… اهمیت دارد.همچنین لازم است از تماس بین فلزات ناهمانند اجتناب شود تا خوردگی گالوانیك به حداقل برسد.
ه-رنگ زدن:
از بكار بردن رنگهای محتوی سرب یا جیوه باید خودداری نمود.برای تسهیل در تشخیص لوله ها بخصوص در تصفیه خانه های بزرگ پیشنهاد می شود كه خطوط مختلف لوله ها با رنگهای زیر مشخص شود:
خطوط رنگ
لجن قهوه ای
گاز نارنجی
آب آشامیدنی آبی
فاضلاب خاكستری
هوای تحت فشار سبز
آب گرم مخازن هضم یا ساختمانها آبی با نوارهای قرمز(15cm )فاصله(75cm)
همچنین نام سیالی كه از لوله می گذرد باید با رنگ مشخص بر روی لوله نوشته شود.
و-تجهیزات بهره برداری:
مجموعه كاملی از ابزار،متعلقات وقطعات یدكی لازم،میز كار وانبار كارگاهی برای استفاده متصدیان بهره برداری ونگهداری تصفیه خانه باید فراهم شود.همچنین توصیه می شود تعمیر گاه وانبار مناسبی برای تجهیزات بزرگ نیز در نظر گرفته شود.
ز-تسطیح ومحوطه سازی:
محوطه تصفیه خانه باید به نحو مناسبی تسطیح وشیب بندی شود.برای دسترسی به واحد های مختلف باید پیاده روی مناسب ایجاد گردد.برای جلوگیری از فرسایش،توصیه می شود حتی المقدور از ایجاد شیبهای تند در محوطه سازی اجتناب شود.
1-4-3-دفع فاضلاب تصفیه شده
در مجاری انتقال فاضلاب تصفیه شده از تصفیه خانه به محل دفع وبه طور كلی دفع فاضلاب پس از پالایش باید موارد زیر رعایت شود:
الف-در محل دفع فاضلاب،تخلیه بصورت سرریزمناسبتر از تخلیه در زیر آب است.
ب-انتخاب روش پخش فاضلاب تصفیه شده در رودخانه با توجه به حفاظت رشد وتحرك آبزیان.
ج-حفاظت ونگهداری مجاری انتقال ودفع فاضلاب تصفیه شده در مقابل اثرات تخریبی سیلابها،جزر ومد،یخبندان وسایر عوامل.
تمام مجاری انتقال فاضلاب تصفیه شده باید طوری ط
راحی گردد كه امكان نمونه برداری از فاضلاب در محلی بعد از آخرین واحد در فرآیند تصفیه وقبل از تخلیه فاضلاب واختلاط آن با آب پذیرنده فراهم شود.
1-4-4-تسهیلات ضروری
تسهیلات ضروری در تصفیه خانه را می توان در سه بخش زیر دسته بندی نمود:
الف-تامین برق اضطراری:
در تمام تصفیه خانه های فاضلاب لازم است بمنظور استمرار كار واحدهای حساس تصفیه،در مواقع قطع برق یك منبع انرژی اضطراری پیش بینی شود.این منبع بر حسب موردممكن است به یكی از اصول زیر باشد.
1-تامین برق تصفیه خانه بوسیله دو انشعاب از دو منبع مستقل برق شهری نظیر دو پست مستقل برق صورت گیرد كه در این مورد توصیه می شود در صورت امكان،انتقال نیرو از هر پست توسط خط جداگانه ای انجام شود.
2-موتورهای درون سوز سیارو یا ثابت كه انرژی مكانیكی ویا برق تولید می كند.
3-موتور پمپهای سیار در مواردی كه فقط تلمبه كردن اضطراری لازم باشد.
ب-تامین آب:
توصیه میشود آب آشامیدنی كافی برای مصرف آزمایشگاه و مصارف عمومی وبهداشتی در مصارف مختلف تصفیه خانه تامین گردد.تأمین آب می تواند به دو شكل صورت پذیرد:
1-اتصال مستقیم:برای مصارف زیر ممكن است از اتصال مستقیم آب شهری ویا منبع آب آشامیدنی دیگر استفاده كرد،مشروط بر اینكه محل مصرف بالاتر از سطح زمین باشد:
دستشویی مستراح،ظرف شوئی آزمایشگاه یا شیر خلاء شكن،دوش،آبخوری فواره ای،چشم شوئی فواره ای،دوش ایمنی.
2-اتصال غیر مستقیم:
برای استفاده غیر از موارد بالا از اتصال غیر مستقیم استفاده می شود.برای این منظور آب را مقدمتاً به یك مخزن مجزا بنحوی وارد می كنند كه لوله ورودی با حداكثر ممكن سطح آب در مخزن حداقل 15 سانتیمتر فاصله داشته باشد.آب مصرفی مورد نیاز را می توان از این مخزن مجزا از طریق تلمبه ومخزن تحت فشار به نقاط مصرف رسانید.
تمام شیرهای مصرف كه در سیستم لوله كش بعد از این مخزن مجزا قرار دارند باید با علامت ثابتی مبنی بر اینكه آب برای آشامیدن مناسب نیست،مشخص گردد.
3-تسهیلات بهداشتی:
توصیه می شود به تعداد كافی مستراح،دوش،دستشوئی وقفسه لباس در محلهای مناسب وبه تناسب تعداد كاركنان شاغل در تصفیه خانه ایجاد شود.
فصل دوم-آشنایی با انواع فاصلاب
2-1-انواع فاضلاب
2-1-1-فاضلاب خانگی(1)
فاضلابهای خانگی را می توان در دودسته زیر تقسیم بندی كرد:
الف)فاضلاب خانگی خالص:تشكیل شده است از فاضلاب دستگاه های بهداشتی خانه ها مانند:توالت ها،
دستشوئی ها،حمام ها،ماشین های لباس شوئی و ظرف شوئی،پساب آشپزخانه هاویا فاضلاب بدست آمده از شستشوی قسمت های گوناگون خانه.نام دیگر این نوع فاضلاب،فاضلاب بهداشتی است.
پس بطور كلی فاضلاب بهداشتی عبارتست از فاضلابی كه از واحد های مسكونی تخلیه می شود.خواص فاضلابهای خانگی خالص(بهداشتی)در سطح یك كشور تقریباً یكسان است وتنها غلظت آنها بسته به مصرف سرانه آب در شهر ها تغییر می كند.
ب)فاضلاب خانگی ناخالص:فاضلابی است كه علاوه بر فاضلاب بهداشتی كه از واحدهای مسكونی تخلیه
می شود،دارای مقداری فاضلاب بدست آمده از مغازه ها،فروشگاهها،تعمیرگاهها،كارگاه ها،رستورانها وموسسه هایی مانند آنها لازم است.لازم به ذكر است واحدهای صنعتی كه اجباراً فاضلاب آنها در سطح شهر وبطور پراكنده وارد كانال جمع آوری فاضلاب درون شهری می شود نیز جزو این نوع فاضلابها محسوب می شوند.
نام دیگر این نوع فاضلاب،فاضلاب شهری(2) است. بطور كلی فاضلاب خانگی ناخالص(فاضلاب شهری)فاضلابی است كه از واحدهای مسكونی وتجاری،واحدهای صنعتی(بعضاً كوچك وبزرگ)وتاسیسات مشابه تخلیه میشود.لذا با توجه به نوع وتعداداینگونه موسسه ها ممكن است نوع فاضلابها در شهرهای مختلف یك كشور متفاوت باشد
2-1-2-فاضلاب صنعتی(1)
فاضلابهای صنعتی ،فاضلابهایی هستند كه در آنها فضولات صنعتی بیشتر است.در این فاضلابها مواد خارجی همچون مواد معدنی،مواد نفتی و روغنی،مواد شیمیایی،مواد آلی و… وجود دارد.فاضلابهای صنعتی كاملاً بستگی به نوع فراورده كارخانه دارد وخواص مختلفی دارند،لذا مقدار ونوع مواد خارجی در فاضلابهای صنعتی با توجه به مشخصات كارخانه مشخص می شوند.
2-1-3-جریان نفوذی-ورودی
آبهایی هستند كه به روش های مستقیم یا غیر مستقیم وارد شبكه فاضلاب می شوند.
جریان نفوذی آبی است كه از زمین واز طریق لوله های معیوب،اتصالات ودرزهای لوله ها ودیواره دهانه های آدم رو،تركها وشكستگیها ویا متخلخل وارد سیستم فاضلابرو وخطوط شبكه فاضلاب می شود.
جریان ورودی عبارت از جریانهای سط
حی است كه از طریق ارتباطات زهكشهای آبهای سطحی،ناودان پشت بامها،زهكشهای پی وزیر زمینها،آب تاسیسات خنك كننده ویا از طریق درپوشهای دهانه های آدم رو به شبكه فاضلاب وارد می شود.
2-1-4-فاضلاب سطحی(2)
فاضلابهای سطحی ناشی از بارندگی وذوب یخها وبرف های نقاط بلند هستند.این فاضلاب ها بعلت جریان در سطح زمین وتماس با آشغالها وكثافت های روی زمین وشستن سطح خیابانها وپشت بامها آلوده شده ومقداری مواد آلی ومعدنی در آنها وجود دارد.
2-2-مشخصه های كلی فاضلاب
برای طراحی وبهره برداری از تاسیسات جمع آوری،تصفیه و دفع فاضلاب آگاهی از ماهیت فاضلابها ضروری است.
بطور كلی می توان مشخصه های فاضلاب را در سه دسته كلی زیر تقسیم بندی نمود:
دسته اول-مشخصه های فیزیكی
دسته دوم-مشخصه های شیمیایی
دسته سوم-مشخصه های زیست شناختی
مشخصه های فیزیكی:
مهمترین مشخصه فاضلاب عبارت است از كل محتوایات جامد آن كه شامل مواد شناور،مواد قابل ته نشینی،مواد كلوئیدی،مواد محلول است.سایر مشخصه های فیزیكی عبارتند از بو،دما،چگالی،رنگ وكدری.
مشخصه های شیمیایی:
ویژگیهای شیمیایی فاضلاب در چهار قسنت ارائه می شود:(1)ماده آلی؛(2)اندازه گیری محتوای آلی؛(3)ماده غیرآلی؛(4)گازها.
مشخصه های زیست شناختی:
هر مهندس محیط زیست باید دانش كافی دباره مشخصه های زیست محیطی فاضلاب داشته باشد و در مورد مطالب زیر شناخت داشته باشد:
-گروههای اصلی میكروارگانیزمهای موجود در آبهای سطحی وفاضلاب.
-ارگانیزمهای بیماری زا موجود در فاضلاب.
-ارگانیزمهایی كه به منزله شاخص آلودگی مورد استفاده قرار می گیرند واهمیت آنها.
-روشهای شناسایی ارگانیزمهای شاخص
.
-روشهای سمیت فاضلابهای تصفیه شده .
حال جهت آشنایی با برخی مشخصه های كلی فاضلابها خصوصاً فاضلاب شهری تعاریف زیر ارائه می شود:
رنگ فاضلاب:(1)
رنگ فاضلاب(خصوصاً فاضلاب شهری)نشان دهنده عمرآن است.فاضلاب تازه دارای رنگ خاكستری است.پس از مدتی كه فاضلاب گندیده و كهنه شد،رنگ آن تیره وسیاه می گردد كه علت آن وجود سولفید آهن(Fes)است كه در حدود (025) میلی گرم در لیتر با فاضلاب دفع شده از منازل همراه است.
بوی فاضلاب:(2)
بوی فاضلاب ناشی از گازهائی است كه در اثر متلاشی شدن مواد آلی بوجود می آید.بوی فاضلاب تازه قابل تحمل تر از فاضلاب كهنه است.بوی فاضلاب كهنه بیشتر ناشی از گاز هیروژن سولفوره می باشد كه در اثر فعالیت باكتریها بی هوازی ودر نتیجه احیای سولفات ها به سولفیدها تولید می شود.
اگر اكسیژن كافی به فاضلاب رسیده شود باعث می شود كه باكتریهای بی هوازی از فعالیت باز ایستاده وبه جای آنها باكتری های هوازی،مواد آلی را تجزیه كرده وگاز كربنیك تولید شود وسبب بی بو شدن فاضلاب گردد.
درجه اسیدی:(3)
فاضلاب شهری و تازه معمولاً حالت خنثی ومتمایل به قلیائی دارند.تنها در اثر ماندن وشروع عمل گندیدگی گازهای اسیدی(هیدروژن سولفوره)تولید گردیده ودرجه اسیدی فاضلاب كاهش یافته،خاصیت اسیدی پیدا نماید.هر چه درجه گرمای محیط بیشتر باشد عمل گندیدن تعفن زودتر رخ می دهد.
در شرایط نسبتاً متعارفی عمل تعفن سه تا چهار ساعت پس از تولید فاضلاب شروع می شود.
دمای فاضلاب:(1)
به علت اعمال زیستی،درجه گرمای فاضلاب معمولاً بیشتر از درجه گرمای آب در همان محیط است.درجه گرمای فاضلاب در سردترین روزهای زمستان غالباً از 10درجه سانتی گراد كمتر نمی گردد ودر روزهای معمولی درجه گرمائی در حدود 2 0 درجه سانتی گراد دارد.
فصل سوم-فاضلاب شهری (1)
3-1-كلیات
بطور كلی فاضلاب شهری،فاضلابی است كه از واحدهای مسكونی،تجاری وواحدهای صنعتی كه فاضلاب آنها بطور مجزا جمع آوری نمی شود وتاسیسات مشابه تخلیه می شود.همچنین فاضلابهای ناشی از بارندگی نیز از جمله فاضلاب شهری است.بعبارت دیگر آنچه در شبكه های جمع آوری فاضلاب شهری،بنام فاضلاب خانگی جریان دارد علاوه بر فاضلاب خانگی
خالص(بهداشتی)دارای مقداری فاضلاب بدست آمده از مغازه ها،فروشگاه ها،تعمیرگاه ها،كارگاه ها،رستورانها،وموسسه هایی مانند آنها می باشد كه اجباراً در سطح شهر و بطور پراكنده وارد كانال جمع آوری فاضلاب می شوند.
چنین فاضلابی را فاضلاب خانگی ناخالص نیز می نامند كه اصطلاحاً بدان فاضلاب خانگی نیز می گویند.
چنانچه فاضلابهای شهری را با فاضلابهای صنعتی وكارخانه ها مقایسه كنیم،مهمترین تفاوتها عبارتند از:
الف)امكان وجود موارد وتركیبهای شیمیائی سمی در فاضلاب كارخانه ها بیشتر است.
ب)خاصیت خورندگی فاضلاب های صنعتی بیشتر است.
ج)خاصیت قلیائی واسیدی زیادی در فاضلابهای كارخانه ها وجود دارد.
د)امكان وجود موجودات زنده در فاضلابهای شهری به مراتب بیشتر از فاضلاب های صنعتی است.
پس بطور كلی درجه آلودگی فاضلاب های شهری از فاضلاب های صنعتی كمتر است.درجه آلودگی فاضلابهای صنعتی می تواند چندین برابر وحتی دهها برابر آلودگی فاضلاب های شهری باشد.
3-2-خواص فاضلاب شهری
-رنگ فاضلاب:
رنگ فاضلاب شهری نشان دهنده عمر آن است.فاضلاب تازه دارای رنگ خاكستری مایل به قهوه ای روشن است.اما با افزایش زمان حركت آن در شبكه جمع آوری وایجاد شرایط غیر هوازی تر ،وبعبارت دیگر پس از مدتی كه فاضلاب گندیده وكهنه شد رنگ فاضلاب به ترتیب از خاكستری به خاكستری تیره ودر نهایت به سیاه تغییر می كند وقتی رنگ فاضلاب سیاه شد آن را عفونی می گویند.
-بوی فاضلاب:
بوی فاضلاب شهری معمولاً از گازهای حاصل از تجزیه مواد آلی یا از مواد افزوده شده به فاضلاب ناشی میشود.
فاضلاب تازه بوی مشخص وتا حدی نا خوشایند دارد وبوی آن كمتر از بوی فاضلابی كه تجزیه غیر هوازی شده(فاضلاب كهنه)،آزار دهنده است.
مشخص ترین بوی فاضلاب مانده یا عفونی،بوی هیروژن سولفیت ها می باشدكه در اثر فعالیت باكتریهای بی هوازی ودر نتیجه احیای سولفاتها به سولفید تولید می گردد.اگر اكسیژن كافی به فاضلاب دمیده شود باكتریهای غیر هوازی از فعالیت استاده فاضلاب بی بو میگردد.
-دمای فاضلاب:
بعلت اعمال زیستی، درجه گرمای فاضلاب معمولاً بیشتر از درجه گرمای آب در همان محیط است،همچنین از آنجا كه گرمای ویژه آب بسیار بیشتر از هوا است،در بیشتر طول سال دمای فاضلاب از دمای محیط بالاتر است وفقط در طول گرمترین روزهای تابستان این دما از دمای محیط كمتر است.
درجه گرمای فاضلابهای شهری در سردترین روزهای زمستان غالباً از 10درجه سانتی گراد كمتر نمی گردد و در روزهای معمولی درجه گرمائی در حدود 2 0 درجه سانتی گراد دارد.
-مواد جامد موجود در فاضلاب(كل مواد خارجی):(1)
حدود%9 /9 9 فاضلاب را تشكیل می دهد وفقط حدود یك 1 % فاضلاب را مواد خارجی(جامد)تشكیل می دهد.اگر فاضلاب را حدود 1 03 تا 105درجه سانتی گراد حرارت دهند تا تمامی آب آن تبخیر شود،مقدار باقیمانده را مواد جامد موجود در فاضلاب می گویند.منشاء این مواد عبارتند از:
1-مواد جامد دفع شده همراه با فاضلاب توالت ها،ظرفشوئیها،حمامها،مریضخانه ها ورختشوئیها.
2-مواد جامد همراه با آب حاصل از بارندگی كه در اثر شسته شدن سطح زمین،خیابانها وپشت بامها وارد شبكه فاضلاب می شود.
شكل( 1-3) نشان دهنده مواد جامد باقیمانده در فاضلاب.
مواد جامد باقی مانده از فاضلاب بعد از حرارت دادن بر حسب P. .P.M بطور شماتیك در شكل( 1-3)نشان
داده شده است.
جدول (1-3) مواد معدنی فاضلاب خانگی
تركیب معدنی میدان عادی، میلیگرم در لیتر
مواد محلول 300-100
بُر(B) 4/0-1/0
درصد سدیم 15-5%
سدیم (Na) 70-40
پتاسیم(K) 15-7
منیزیم(Mg CO3) 40-15
كلسیم(Ca CO3 ) 40-15
ازت تام(N) 40-20
فسفات(PO4) 40-20
سولفات(SO4) 30-15
كلرور(C1) 50-20
قلیائیت تام(Ca CO3 ) 150-100
حدود نیمی از مواد خارجی در فاضلاب شهری را مواد آلی وبقیه را مواد معدنی تشكیل می دهند.در
جدول(1-3)مواد معدنی فاضلاب شهری نشان داده شده است.
-مواد شیمیایی و گازهای موجود در فاضلاب:
در مورد خواص شیمیایی ومواد شیمیایی وگازهای موجود در فاضلاب ها می توان به مطالب زیر اشاره كرد:
الف-خواص اسیدی وقلیائی فاضلاب:فاضلاب شهری غیر عفونی معمولاً حالتی خنثی ویا متمایل به قلیائی دارد.معمولاً فاضلابهای شهری كه فاضلاب كارخانه نیز به آنها وارد شود دارای(P H)قلیائی بوده ومقدار PH)) آنها از 7بیشتر است كه در اثر ماندن وشروع عمل گندیدگی،گازهای اسیدی(هیدروژن سولفوره)تولید گردیده و درجه اسیدی فاضلاب كاهش یافته،خاصیت اسیدی پیدا میكند.
هر چه درجه گرمای محیط بیشتر باشد عمل گندیدن و تعفن زودتر رخ می دهد.در شرایط نسبتاً متعارفی سه تا چهار ساعت پی از تولید فاضلاب،فاضلاب عفونی می شود.
زیاد بودن PH فاضلاب در تصفیه زیستی آن اثر قابل توجهی دارد یعنی تصفیه فاضلاب را سرعت می دهد.
ب-گازهای متصاعد شده از فاضلاب:از فاضلاب كهنه وگندیده گازهای گوناگون متصاعد می شود كه مهمترین این نوع گازهاعبارتند از:
-گاز متان(CH4):گازی است بی بو وفوق العاده قابل اشتعال
2-گاز ایندریدكربنیك(CO2):گازی است بی بو و بی رنگ كه ناخالصی هوای اطراف كره زمین را تشكیل می دهد.علاوه بر گازهای نامبرده:گازهای زیر نیز از فاضلابها متصاعد میشود:
-اكسید كربن(CO)
-هیدروژن(H2)
-هیدروژن سولفید(H2S)
-ایندریدسولفوره(SO2)
-وزن مخصوص فاضلاب:
با توجه به سبك بودن مواد خارجی موجود در فاضلاب شهری ونیز وجود برخی گازهای محلول در آن،وزن مخصوص فاضلاب شهری كمی كمتر از وزن مخصوص آب است وبه حدود 5 99 تن بر متر مكعب است.در عمل معمولاً وزن مخصوص فاضلاب را برابر آب فرض می نمایند.(در دمای یكسان).
چگالی فاضلاب به دما بستگی دارد وبا غلظت كل مواد جامد در فاضلاب تغییر می كند.
-موجودات زنده در فاضلاب:
همیشه مقدار زیادی موجودات زنده ذربینی مانند ویروسها ومیكروبها(باكتریها)در فاضلاب شهری وجود دارد.
تنها قسمت كمی از این موجودات زنده ممكن است بیماری زا باشد مانند باكتریهای انگلی(سیل،حسبه،اسهال و وبا).در تصفیه فاضلاب،میكروارگانیسم ها را می توان از نظر نیاز به اكسیژن به سه گروه كلی زیر تقسیم نمود:
الف-میكروارگانیسم های هوازی(1):این باكتری ها در شرایطی كه اكسیژن بصورت محلول وجود داشته باشد رشد می كنند.باكتریهای هوازی اكسیژن محلول در فاضلاب را جذب كرده،مواد آلی را یا بصورت تغذیه ویا بوسیله ترشح اكسید نموده وبه تركیبات پایدار معدنی تبدیل می نمایند.در این فعل وانفعال گاز C O2تولید وباكتریها افزایش می یابند.
ب-میكروارگانیسم های بی هوازی(2):این باكتریها برای رشد خود نیازی به اكسیژن ندارند.
باكتریهای بی هوازی اكسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه نمكهای موجود در فاضلاب بدست آورده،آنها را احیاء می كنند.
كار این باكتریها توام با ایجاد گازهائی مانند اسید سولفوریك(هیدروژن سولفوره)ومتان بوده ولذا این فرآیند همراه با تعفن وبوی ناخوشایند است.
ج-میكروارگانیسم های فاكولتاتیو(3):این باكتریها را باكتریهای اختیاری نیز می نامند كه می توانند هم با استفاده از اكسیژن محلول وهم بدون آن رشد كنند.
تعداد موجودات زنده در یك سانتی متر مكعب از فاضلاب شهری به یك تا چند میلیون عدد نیز می رسد. باكتریهای هوازی وبی هوازی دو گروه از موجودات زنده موجود در فاضلاب هستند كه حتی در تصفیه فاضلاب نیز نقشی مثبت وبسیار كمك كننده دارند.
برخی از اختصاصات فیزیكی فاضلاب های شهری در جدول(2 – 3)آمده است.
جدول ( -(2-3اختصاصات فیزیكی فاضلابهای خانگی
اختصاصات علت اهمیت اندازه گیری
درجه حرارت درجه حرارت هوا، آب داغ از منزل یا كارخانه به فاضلاب و ریخته می شود بر سرعت فعالیت زیستی،مقدار اكسیژن و گازهای محلول در آب و وزن مخصوص ، ویسكوزیته و فشار سطحی مؤثر است درجه حرارت سانتیگراد یا فارنهایت.
كدورت مواد معلق مانند جامدات فاضلاب، گلولای،خاك رس،مواد آلی گیاهی كه به ذرات ریز تقسیم شده اند،آلگ ها و موجودات ذرهبینی مانع ورود نور به داخل آب و گاهش رشد گیاهان تولید كننده اكسیژن، تأثیر بر قابلیت پذیرش آب، ممكن است برای گیاهان آبزی مضر باشد. پخش یا جذب نور بر اساس یك مقیاس استاندارد اختیاری.
رنگ مواد محلول مانند عصاره آلی برگها و سایر نباتات(تانن،گلوگزیدها، آهن) و فاضلاب صنعتی. معمولاً بدون ضرر،اما لطمه بر كیفیت زیبائی آب. جذب نور بر اساس یك استاندارد اختیاری.
بو مواد فرار،گازهای محلول كه اغلب از تجزیه مواد آلی تولید می شود، بوی آب ممكن است به علت روغنهای اساسی میكروارگانیسم ها باشد. ممكن است دلیل حضور فاضلاب تجزیه شده باشد ،
اثر بر كیفیت زیبائی آب، بعنوان یك آزمایش فاضلاب ورودی به تصفیه خانه یا راهنمای شرایط فاضلاب. حس بویائی انسان، مقیاس كیفی و غلظت در حد آستانه بو.
مزه مواد تولید كننده بوها، مواد محلول و یون های مختلف. لطمه به كیفیت زیبائی آب. عدم آزمایش مزه آبهای آلوده یا غیر خوراكی.
مواد جامد مواد معدنی و آلی محلول و معلق. اندازه گیری مواد آلی جامد و گل و لای، درجه آلودگی فاضلاب را تعیین می كند. با روش وزنی برای: مواد خشك تام، مواد جامد فرار تام ، مواد ثابت تام و مواد محلول .
3-3-آلودگی فاضلاب
آلودگی فاضلاب ها بیشتر بواسطه وجود مواد آلی در آنها نمودار می شود كه سازمان حفاظت محیط زیست بسیاری از آلاینده های درجه اول آلی را نیز تحت عنوان تركیبات آلی فرار(V OC)(1)طبقه بندی كرده است.
مواد آلی موجود در فاضلاب ناپایدار بوده ومی توان این مواد آلی را با كمك اكسیژن دهی واكسیداسیون تبدیل به نیتریت ها،نیترات ها وفسفات هاو… كرده وسپس بصورت ته نشین كردن از فاضلاب جدا نمود.
تبدیل های نامبرده كه در ضمن آن مواد ناپایدار آلی تبدیل به مواد پایدار معدنی می شود،اساس كار وهدف ایجاد پالایشگاههای فاضلاب را در شهرها تشكیل می دهد.
برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب معمولاً بجای اینكه مواد آلی موجود در فاضلاب را اندازه گیری كنند، مقدار اكسیژن لازم برای اكسیداسیون مواد نامبرده را اندازه گیری می كنند.
لازم به ذكر است كه نمی توان تمام اكسیژن مورد نیاز برای اكسیداسیون مواد اكسید پذیر در فاضلاب را اندازه گیری كرد،لذا آزمایش های تعیین درجه آلودگی فاضلاب اجباراً روشهای تقریبی هستند.
3-4-روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب
مهمترین روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب عبارتند از:
3-4-1-تعیین مقدار بی-او-دی(BOD)(1)
این روش عبارتست از تعیین مقدار اكسیژن لازمی كه باید به فاضلاب داده شود تا باكتریهای هوازی،مواد آلی و ناپایدار موجود در فاضلاب را اكسید نموده وبه موادی پایدار نظیر نمكهای معدنی تبدیل سازد.
مقدار BOD فاضلاب در زمانهای مختلف تغییر می كند.این تغییرات علاوه بر اینكه به غلظت مواد آلی فاضلاب بستگی دارند به میزان فعالیت باكتریها،درجه گرما وشدت درهمی(توربولانت)فاضلاب نیز بستگی دارد.
از لحظه ای كه فاضلاب در مجاورت اكسیژن قرا
ر می گیرد جذب اكسیژن توسط باكتری جدا شروع شده و در مرحله مختلف به انجام می رسد:
مرحله اول – اكسیداسیون تركیبات آلی كربن دار :(2)
این مرحله از نخستین لحظات كار باكتری ها شروع شده و در 2 0 درجه گرما تا مدت 20 شبانه روز ادامه می یابد. در این مرحله كربن موجود در تركیبات ناپایدار آلی تبدیل به تركیباتی پایدار نطیر C O2 شده و از حوزه عمل بیرون می رود.
مرحله دوم- اكسید اسیون تركیبات آلی ازت دار:(1)
این مرحله حدوداً دهمین روز پس از شروع فعالیت باكتری ها آغاز گردیده و مدت زیاد ادامه می یابد. در شكل(2-3 ) منحنی تغییرات (BOD) از تاریخ شروع فعالیت باكتری ها تا 70 روز پس از آن برای سه درجه گرمای 30,20,9 درجه كشیده است.
شكل(2-3)- منحنی تغییرات BOD نسبت به زمان و درجه گرمای فاضلاب
چنانچه از منحنی های نامبرده نتیجه گیری می شود در گرمای 2 0 درجه قسمت بیشتر اكسیداسیون مربوط به مرحله یكم (حدود 68 درصد) در پنج روز رخ می دهد و پس از 20 روز تقریباً به پایان می رسد. بدین جهت برتی نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب معمولاً بی – او – دی – پنج روز(BOD5 ) را تعیین می كنند.
تغییرات BOD در مرحله یكم اكسیداسیون برای درجه گرماهای گوناگون و نسبت آنها به BOD5 در گرمای 20 درجه سانتگراد در منحنی های شكل (3-3) نمایش داده شده است.
شكل(3-3)- نسبت تغییرات BOD به BOD5 در درجه های گوناگون گرما در مرحله یكم اكسیداسیون مواد آلی
3-4-2- تعیین مقدار سی – او – دی(COD) (1)
در این روش برای اكسیداسیون مواد آلی و مواد اكسید پذیر دیگری كه فاضلاب یافت می شود از اكسید كننده های قوی مانند پرمنگنات پتاسیم (Kmno4) و یا دی كرومات (K2Cr2O7) پتاسیم استفاده می شود. در صورتیكه از پرمنگنات پتاسیم استفاده می كنند كه آنرا در اصطلاح ، اكسیژن شیمیایی مورد نیاز برای اكسید مواد موجود در فاضلاب می گویند.
تست (COD) خیلی سریعتر از تست (BOD) و در حدود 2 تا 3 ساعت نتیجه می دهد.
آزمایشات مختلف نشان داده است كه نسبت در مورد فاضلاب بهای شهری بین ( 04 تا 08) تغییر می كند. عمل اكسیداسیون در صورت استفاده از دی كرومات پتاسیم (D V) (1) بعلت قوی تر بودن آن بیشتر انجام می گیرد . برای استفاده از مواد نامبرده ابتدا آنها را در محلول اسیدی حل كرده و سپس به فاضلاب می افزایند و ده دقیقه گرما می دهند.
لازم به ذكر است كه بسته به نوع ماده اكسید كننده مصرفی ، ممكن است تمام مواد آلی فاضلاب و به ویژه مواد پاك كننده صابونها با این روش كاملاً اكسید نشوند و لذا دقت این روش كم است و تنها برای مقایسه یك فاضلاب در مراحل گوناگون تصفیه بكار می رود.
3-4-3- تعیین مقدار تی – او – سی (TOC)(2)
در این روش تركیبات كربن دار آلی موجود در فاضلاب اندازه گیری می شود. برای این كار فاضلاب را باید تا سرحد سرخ شدن سوزانید و گاز كربنیك تولید شده را اندازه گیری نمود. نتایج بدست آمده از این روش كه معمولاً در دستگاههای ویژه ای انجام می گیرد بسته به شكل و شرایط آزمایش كم دقت و متفاوت است.
3-4-4- تعیین مقدار مواد معلق در فاضلاب(S.S)(3)
مواد معلق در فاضلاب قسمتی از كل مواد خارجی(T S)(4) موجود در آن است كه تعیین آنها برای پیش بینی مقدار لجن حاصل از تصفیه فاضلاب اهمیت ویژه ای دارد تفاوت بین S S,TS مقدار مواد محلول (DS)(5) در فاضلاب را نشان می دهد.
از نظر جنس نیز مواد معلق ، یا دارای منشاء آلی هستند لذا ناپایدارند(1) و یا دارای منبع معدنی بوده و پایدارند.(2)
حدود 4 0% مواد محلول در فاضلاب شهری 72 تا 75 درصد مواد معلق دارای منشاء آلی و بقیه مواد خارجی را مواد معدنی تشكیل می دهند. مقدار كل مواد معلق(TSS)(3) با كمك صافی تعیین می شوند و در صورت سرخ كردن آنچه در صافی باقی مانده است را تا گرمای 6 00 درجه سانتیگراد گرم می كنند تا مواد آلی آن تبدیل به گاز شده و تنها مواد معدنی (4) باقی بمانند.
3-4-5- تعیین اكسیژن محلول(DO)(5)
مقدار اكسیژن محلول موجود در فاضلاب شهری نمایانگر قدرت تصفیه طبیعی و خودبخودی آن می باشد. وجود اكسیژن محلول در فاضلاب موجب فعالیتهای باكتری های هوازی و جلوگیری از فعالیت باكتریهای بی هوازی و در نتیجه مانع از تولید بوهای ناخوشایند می گردد. لذا كوشش می شود كه مقدار اكسیژن محلول در فاضلاب از 15 میلی گرم در لیتر كمتر نگردد. این موضوع در استخر های هوادهی فاضلاب بسیار حائز اهمیت است.
اندازه گیری مقدار اكسژن محلول با كمك وارد نمودن برخی از تركیبات منگنز كه قدرت جذب اكسژن آنها سریع و زیاد است در نمونه فاضلاب مورد آزمایش و اندازه گیری وزن اكسیژن جذب شده توسط آن انجام می گیرد.
هر یك از روشهای ذكر شده (روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب) مقادیر عددی متفاوتی را بدست می دهند و هیچ ارتباط دقیقی با یكدیگر ندارند.
(BOD) ، (COD) ، (TOC) نمی توانند به تنهائی تمام اكسیژن مورد نیاز فاضلاب را تعیین نمایند.
بسته به نوع مواد خارجی موجود در فاضلاب نسبت اعداد بدست آمده از سه آزمایش نامبرده متفاوت خواهد بود. بویژه(COD) نوع ماده اكسید كننده مصرفی در نتیجه بدست آمده بسیارمؤثر است.
مثلاً اعداد حاصله از مصرف دی كرومات پتاسیم برای تعیین(C OD) به مراتب بیشتر از اعداد حاصله از مصرف پرمنگنات پتاسیم می باشد. در فاضلابهای شهری خصوصاً وقتی از دی كرومات پتاسیم استفاده می شود، مقدار موادی كه می توانند توسط آن اكسید شوند، بیشتر از موادی است كه قابلیت اكسید شدن توسط باكتریها را دارند. لذا غالباً مقدار(COD) بزرگتر از (BOD5) می باشد.
فصل چهارم – اصول كلی تصفیه فاضلاب(1)
4-1- كلیات :
بطور كلی در تصفیه فاضلاب اهداف زیر مطلوب است:
1- گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب.
2- اكسیداسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آنها به مواد معدنی پایدار و سپس ته نشین ساختن و جداسازی آن مواد از فاضلاب.
3- جدا سازی مواد سمّی (2) محلول و نامحلول از فاضلاب ، نظیر تركیبات فازی های سنگین.
4- گند زدائی و كشتن میكربهای فاضلاب.
تمامی كارهای نامبرده در طبیعت و در مدت زمان نسبتاً طولانی به طور خودبخودی انجام می گیرد. هدف از ساختن تأسیسات تصفیه فاضلاب و تكامل دادن آن از یكسو سرعت بخشیدن به اهداف نامبرده و كوتاه نمودن زمان پالایش فاضلاب تا حدود چند ساعت است و از سوی دیگر جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب و همچنین آلوده شدن محیط زیست می باشد.
تصفیه و پالایش فاضلاب ، چه بصورت خود بخودی (تصفیه طبیعی فاضلاب) و در زمان نسبتاً طولانی (چندین روز) و چه در تصفیه خانه ها) تصفیه مصنوعی) و در زمان كوتاه (چندین ساعت)، هر دو با استفاده از سه مكانیسم و یا به عبارتی توسط سه گونه ممكن است انجام شود:
1- تصفیه مكانیكی یا فیزیكی(3)
2- تصفیه زیستی یا بیولوژیكی (4)
3- تصفیه شیمیایی (5)
4-2- تصفیه مكانیكی یا فیزیكی فاضلاب
تصفیه مكانیكی از یك رشته فرایند هایی تشكیل شده است كه در آنها تنها از خواص مكانیكی و فیزیكی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود.
آشغالگیری ، ته نشینی ، تجمع ذرات، صاف كردن اسمز معكوس ، تقطیر و سرد كردن از جریانهای تصفیه فیزیكی فاضلابهاست باستثناء سه روش آخر ، این جریانهای فیزیكی برای جداسازی آلوده كننده های معلق (جداسازی مواد خارجی معلق)است و اندازه ذرات ؛نوع جریان انتخابی را تعیین می نماید.ذرات ریز ذرات كلوئیدی كمتر از یك میكرون (اندازه اكثر باكتریها )معمولا با روشهای مختلف تجمع می یابند. تاذرات بزرگترشده و بوسیله ته نشینی و صاف كردن از فاضلاب جدا شوند.
مهمترین روش های متداول مكانیكی در تصفیه خانه های فاضلاب برای صاف كردن فاضلاب عبارتند از :
4-2-1- صاف كردن فاضلاب(1)
الف-آشغالگیری:(2)
اولین عملیات واحد است كه در تصفیه خانه های فاضلاب با آن سروكار داریم. جذب جامدات درشت و قابل ته نشینی از طریق كشش سطحی در این مرحله صورت می گیرد. كه این عمل معمولاً با كمك صفحه های فلزی كه سوراخ هائی به قطر چند سانتی متر یا چند میلی متر در آن ساخته شده و یا با كمك تورهای سیمی و یا بوسیله میله هائی كه بصورت مایل در امتداد جریان فاضلاب قرار داده می شوند، انجام می گیرد. برای آگاهی بیشتربه شكل (1-4) توجه نمایید.
قرار دادن آشغالگیر در مسیر جریان فاضلاب موجب كاهش سطح مقطع جریان، ایجاد افت فشار و افت انرژی شده كه بصورت اختلاف سطح در دو سری آشغالگیر نمودار می شود.
وجود آشغالگیر سبب كاهش مقدار مواد معلق در فاضلاب از قبیل (تكه پاره های كاغذ و چوب- تكه های پارچه و نایلون و…) و در نتیجه كاهش BOD5 موجود در فاضلاب خام می شود.
شكل(1-4)- انواع آشغالگیرهای (الف) ثابت شیب دار،(ب) با استوانه چرخان،(ج) با دیسك چرخان،(د) گریز از مركزی.
مقدار كاهش آلودگی فاضلاب تابعی است از بزرگی سوراخ ها و یا فاصله میله هاس آشغالگیر . هر چه سوراخ های آشغالگیر ریز تر باشد ، مقدار كاهش آلودگی بیشتر و افت انرژی نیز افزایش می یابد.
ب- صاف كردن به كمك ماسه :(1)
این روش بیشتر در تصفیه خانه ها ، برای تصفیه نهائی فاضلاب و زلایل سازی بكار می رود. در این روش مواد معلق بسیار ریز مانند خاكشیرها و تخم انگل ها كه غالباً در برابر تجزیه بسیار مقاوم هستند، گرفته می شوند. كاربرد صافی ماسه ای در تصفیه فاضلاب های شهری بعلت هزینه زیاد آن متداول است و تنها بعنوان تكمیلی تصفیه تكمیلی و یا مرحله سوم تصفیه (زلال سازی) ممكن است بكار برده شود.
4-2-2- ته نشین كردن مواد معلق(3)
پركارترین و مهمترین روش تصفیه مكانیكی در بیشتر تصفیه خانه های فاضلاب ، ته نشین كردن مواد معلق در فاضلاب است كه عبارتست از جدا كردن ذرات معلق سنگین تر از آب از طرق ته نشینی ثقلی.
اساس كار روش ته نشینی بر این هدف قرار دارد كه با كاهش سرعت جریان در استخرهائی(مخزن ته نشینی یا حوضچه ته نشینی ) امكان ته نشین شدن مواد معلق در فاضلاب بوجود آید.
حجم یك استخر ته نشینی را می توان به چهار منطقه تقسیم كرد:
الف- منطقه ورودی كه توسط آن فاضلاب در استخر پخش می شود.
ب- منطقه ته نشینی كه در آن ذرات معلق فاضلاب ته نشین می شوند.
ج- منطقه جمع شدن لجن كه در آن ذرات ته نشین شده متراكم گشته و تشكیل لجن می دهند.
د- منطقه خروجی كه توسط آن فاضلاب ته نشین شده متراكم گشته و تشكیل لجن می دهند.
در موقع ته نشین شدن ذرات معلق در منطقه ته نشین شدن ذرات معلق در منطقه ته نشین، در اثر تماس آنها با آب ، مقاومتی در جهت معكوس بر آنها وارد می آید كه متناسب با سرعت و شكل ذره می باشد. در حالتی كه ذرات كروی شكل و عدد زینولذر(1) طبق رابطه(1-4) كوچكتر از یك باشد، سرعت ته نشینی Vs را می توان طبق رابطه(3-4) كه بنام رابطه استوكس(2) معروف است، محاسبه نمود.
(1-4)
(2-4)
(3-4)
در روابط بالا مقدار d قطر ذره بر حسب سانتیمتر، لزجت سینماتیكی بر حسب سانتیمتر مربع بر ثانیه ، وزن مخصوص فاضلاب و ذره بر حسب گرم نیرو بر سانتی متر مكعب ، B جرم بر سانتی متر مكعب و نمایشگر از لزجت دینامیكی بر حسب گرم نیرو بر سانتیمتر مربع فاضلاب است و خواهیم داشت:
(4-4)
H : عمق استخر ته نشینی
VS : سرعت ته نشینی (قائم)
TS : مدت زمان رسیدن ذره معلق به كف استخر
(5-4)
L : طول استخر
Vh : سرعت ته نشینی
Th : مدت زمان رسیدن ذره معلق به انتهای استخر
اگر TS=Th باشد ،پس :
(6-4)
Ba : بار سطحی
A : سطحافقی استخر
Q : دبی فاضلاب ورودی به استخر
(7-4)
(8-4)
(9-4)
Rt = مدت زمان توقف فاضلاب(مدت جریان فاضلاب در استخر ته نشینی تا تمامی ذرات به كف استخر برسند).
H*V=A
در عمل به جزء در موارد استخر های ماسه گیر تا حدودی شرایط رابطه(3 – 4 ) در آنها بر قرار است، در بقیه موارد به دلایلی نمی توان برای محاسبه سرعت سقوط و تهنشینی ذرات معلق از رابطه نامبرده استفاده نمود.
با توجه به آنچه گفته شد، نتیجه گیری می شود كه برای یك زمان ته نشینی ، غلظت فاضلاب ورودی به استخر ته نشینی نسبت به موارد معلق ، در مقدار درصد ته نشینی بسیار مؤثرتری باشد كه در نمودار شكل
(2-4) ارتباط نامبرده بصورت آزمایشی نشان داده شده است.
شكل(2-4)- وابستگی مقدار ته نشینی با غلظت فاضلاب ورودی در استخرهای ته نشینی فاضلاب