تصفيه فاضلابهاو پسابهاي صنعتي

-تعريف
پساب يا فاضلاب , آب كثيف ياآلوده مايعي آغشته به انواع موادآلي ومعدني وسازوارههاي ريز بيماري زااست كه ازكارخانه هاي صنعتي بيمارستانها محلهاي مسكوني يااداري… تخليه مي شوندويكي ازعاملهاي عمده آلودگي محيط زيست است.
پساب رامي توان به طوركلي به سه دسته بخش كرد:
۱)فاضلابهاي خانگي ياشهري كه ازبهداشت فردي شستشودرمنزل ومحل كاربه وجودمي ايد.
۲)پسابهاي صنعتي كه ازشستسوي ماشين آلات بهداشت فردي افرادكارخانه وفرآيندهاي شيميائي براي توليدفرآوردهاي صنعتي ناشي مي شود.

۳)نشست آب يازه آب هاكه ازنفوذوورودآب هاي زيرزميني ازمحل اتصال لوله هاي انتقال فاضلاب به تصفيه خانه درفاضلاب هاراه مي يابند.

-ملاكهاي ميزان آلودگي پساب هاوفاضلاب ها
مهمترين ملاكهائي كه ازروي آنهامي توان به ميزان آلودگي پساب هاوفاضلاب هاپي بردعبارتنداز:
الف)BOD (اكسيژن موردنياززيست شيميائي )
كه مقداراكسيژن موردنيازباكتريهاي هوازي درون فاضلاب رابراي اكسيدكردن مواد
آلي موجوددرفاضلاب معين مي كندوملاكي ازمقدارموادآلي وسرعت تجزيه بيوشيميائي آنهاست.چون اندازه گيري BOD درآزمايشگاه حدود۵روزبه طول مي انجامدوبيشترآن رابانماد BOD5نشان ميدهند.

ب)COD (اكسيژن موردنيازشيميائي )

مقداراكسيژن موردنيازبراي تجزيه شيميائي موادآلي موجود درفاضلابهائي است كه به وسيله باكتري هاتجزيه نمي شوند بلكه بايدآن رابه روش شيميائي براي نمونه درگرمابه وسيله اسيدسولفوريك وياپرمنگنات پتاسيم تجزيه كرد.

پ)TOC (كل كربن آلي )
ملاك ديگربراي تعيين آلودگي آب است وبادستگاههاي خودكاراندازه گيري شود.
لازم به يادآوري است كه براي تعيين مقدار آلودگي پسابها و فاضلاب ها اندازه گيريCOD به تنهايي مي تواند كفايت كند.زيرا در مورد فاضلاب هاي شهري و بخش عمده اي از شساب هاي صنعتي مقدار COD است.از اين رو با اندازه گيري COD كه بسيار آسانتر است مي توان به مقدار تقريبي BODدست يافت.

-تركيب فاضلاب هاي شهري

تركيب فاضلاب هاي شهر ها و حتي منطقه هاي مختلف يك شهر ممكن است با هم تفاوت داشته باشد.به طور كلي فاضلاب ها را بر اساس محتوا و شدت ميزان مواد زايد و الوده كننده موجود در آنها مي توان به سهدسته قوي متوسط و ضعيف بخش كرد .مقدار متوسط و تقريبي مواد گوناگون موجود در اين سه دسته از فاضلاب هاي شهري در جداولي موجود مي باشد.
شدت آلودگي (PI) فاضلاب ها را از رابطه زير كه به فرمول مك گوون معروف است مي توان بدست آورد.
PI=4.5N+6.5P
در اين رابطه N برابر مجموع مقدار نيتروژن آمونياكي و آلي بر حسب ميلي گرم بر ليتر وp مقدار محلول نرمال پرمنگات پتاسيم بر حسب ميلي ليتر به ازاي هر ليتر آب در محيط اسيدي و دماي c27 براي اكسايش مواد آلي است.ضريب ۴٫۵ مقدار اكسيژن مصرفي براي تبديل نيتريك و ۶٫۵ ضريب تصيحيح مربوط به كلريد ها سولفات ها وكاتيون ها ي كلسيم و منيزيم مي باشد.
اگر مقدار محلول نرمال پرمنگنا مصرف شده رابر۵؛۱۰يا۲۵ميلي ليتر در ازاي هر ليتر آب باشد فاضلاب را به تريب ضعيف متوسط و قوي مي گويند.

 

ويژگي هاي فيزيكي فاضلاب ها
مهمترين ويژگي فاضلب ها عبارتند از :دما ،رنگ،بو، طعم و ميزان كدورت كه در اينجا به شرح مختصري در باره هر يك ار آنها مي پردازيم.
دما
دماي فاضلاب ها از دماي محيط بيشتر است .دليل آن وارد شدن آب داغ از منازل با كارخانه ها در فاضلاب ها است. در نتيجه سرعت فعاليت و رشد باكتري در آن زياد تر و ميزان انحلال پذيري گازها در آن كمتر است.
رنگ
رنگ فاضلاب ها بيشتر خاكستري يا تيره است و اين به دليل حل شدن مواد آلي و تركيب هاي آهن و… در ان است كه سبب بد رنگ شدن آب مي شود
ميزان رنگ فاضلاب را بر اساس ميزان شدت عبور نور و مقايسه با يك محلول شاهد مي سنجند.
بو
فاضلاب ها بد بو و گاهي داراي بوي تعفن آور مي باشند و اين بدليل وجود مواد فرار و گازهاي بدبويي در آن است كه بيشتر از تجزيه مواد آلي ناشي و سبب پايين آمدن كيفيت آب و پر اكنش بوي ناخوشايند در محيط مي شود.
مزه (طعم )
فاضلاب هاطعم ناخوشايندي دارندكه به دليل وجودنمك هاوموادبوزادرآنهاست.
كدري
فاضلاب هابه طورمعمول كدرمي باشندواين به دليل وجود ذره هاي جامدمعلق موادمعدني وآلي جلبك هاوموجودهاي ذره بيني درآنهاست .كدربودن فاضلاب سبب جلوگيري ازتابش نوركافي به درون آب كاهش رشدگياهان مولداكسيژن فتوسنتزواكسيژن گيري مي شود. ميزان كدربودن آب رابااندازه گيري ميزان پخش ياجذب نورومقايسه آن بايك مخلوط شاهديااستانداردمي سنجند.
-ويژگي هاي پساب هاي برخي ازصنايع

نساجي : پساب كارخانه هاي نساجي براثرفرايندتوليدالياف وكاربردموادقليائي دماي بالاوموادمعلق زياد موادرنگي BOD بالادارد و بسيارقليائي است .
اين نوع پساب را به روش هاي خنثي سازي ته نشين سازي شيميايي هوادهي در تصويه بيوشيميو استفاده از صافي چكيده تصويه مي كنند.
چرم سازي :پساب كار خانه هاي چرم سازي بر اثر كندن مو خيس كردن و استفاده از آهك نمك هاي كروم و… داراي سختي و مواد جامد زياد ،نمك هاي كروم ،PH بالا و BODبالاست آن را به روش يكنواخت سازيته نشيني و بيوشيميايي تصفيه مي كنند.

داروسازي :كارخانه هاي دارو سازي بدليل استفاده از مواد مختلف شيميايي براي توليد داروهه داراي مقدار زيادي از مواد آلي و معدني حل نشده معلق و ويتامين هاست . اين مواد را پس از جدا سازي و خشك كردن مي توان بمصرف غذاي حيوانات رساند.
قند سازي:پساب كارخانه هاي قند سازي بر اثر عصاره گيري آهگ زني ؛صاف كردن شيره آب گيري از لجن آهكي و… داراي مواد آلي و معدني حل شده و معلق فراوان مواد قندي و پروتئين است .اين پساب به روش انعقاد و حوضچه هاي ته نشيني تصفيه مي شود .

-تصفيه فاضلاب ها

فرآيند تصفيه فاضلاب نسبتا پيچيده است و در چندين مرحله به شرح زير انجام مي گيرد:
الف) آشغالگيري
اين عمل به وسيله آشغالگيري هاي ميله اي يا توري انجام مي گيرد.در اين مرحله اشياي شناور و غوطه ر درشت موجود در فاضلاب از آن جدا مي شود .
حذف مواد روغني و چرب به روش شناور سازي
روغن و چربي موجود در فاضلاب ها را بهروش شناور سازي از راه دميدن هوا در فاضلاب جدا مي كنند.
ب)وارد كردن فاضلاب در حوضه هاي ته نشيني
در اين مرحله فاضلاب بين ۱تا۲ ساعت در حوضچه ها باقي مي ماند و به آن مواد منعقد كننده و لخته ساز اضافه مي كنندتا ذره هاي ريز مواد جامد و خردههاي چوب و پوست ميوه ها و مانند آنها كه قابل ته نشين شدن هستد از آب جدا شوند.

البته ذره هاي كلوييدي در اين مرحله در آب باقي مي مانند.
پ)تصفيه زيستي بي هوازي
در اين مرله باكتري هاي بي هوازي موجود در فاضلاب مي توانند برخي از مواد آلي را به موادي مانند اسيد استيك و سپس به گاز متان تبديل كنندكه مي توان از آن به عنوان سوخت استفاده كرد.همچنين برخي باكتريها مي توانند نيتروژن مواد آلي را به گاز آمونياك و نيز نيترات را به گاز نيتروژن تبديل كنندكه چون درآّ حل نمي شوند ازآب خارج مي شوند.
ت)هوادهي:
پس از هضم بي هوازي و صاف كردن فاضلاب را لز حوضچه ته نشيني به حوضچه هوادهي منتقل مي كنندو براي خارج كردن گازها و نيز براي تامين اكسيژن مورد نياز براي باكتري ها ي هوازي در آنبه مقدار حساب شده هوا مي دمند.
ث)تصفيه زيستي هوازي
در اين مرحله فاضلاب با مقدار زيادي از باكتري هاي هوازي در يك مخزن براي چندين ساعت نگه داري و هوا در آن دميده مي شود .باكتري هاي هوازي مواد آلي آلوده كننده موجود در فاضلاب را اكسيده به گاز تبديل مي كنند و مقداري باكتري نيز مي سازند سپس فاضلاب به حوضچه ته نشيني هدايت و پس از صاف كردن كلر زني مي شود. در اين مرحله آمونياك موجود در آب نيز به وسيله باكتري هاي هوازي نخست به نيتريت و سپس به نيترات تبديل مي شوند .در شكل ۷-۲
طرح تصفيه زيستي هوازي با روش لجن فعال نشان داده شده است.

ورودفاضلاب
آشغال گيري حوضچه رسوبگيري
ميله اي دانه گير نخستين

مخز حوض حوضچه هاي
كلررني ته نشيني هوادهي
خروج فاضلاب
شكل ۱ طرح تصفيه به روش لجن فعال
دراين روش به طورتقريب براي يك شهر ۱۰۰۰۰۰ نفري روزانه ۱۰ تن اكسيژن مصرف مي شودو۲۵ تن لجن خشك به دست مي آيد. به طوركلي روش بي هوازي نسبت به روش هوازي برتري هائي دارد. زيرابه اكسيژن نياز ندارد وگازمتان كه ماده سوختني ( بيوگاز ) است توليدمي كند.
درطرح زير تجزيه موادآلي آلوده كننده موجوددرفاضلاب ها و تبديل عنصرهاي تشكيل دهنده آنهابه گازهاوآنيون هاي معدني نشان داده شده است .

-تصفيه شيميائي ( زلال سازي )
دراين مرحله موادمعدني حل شده درفاضلاب رابااستفاده ازموادشيميائي وروش هاي ديگر مانندروش هاي اسمزمعكوس الكترودياليز روش مغناطيسي استفاده ازرزين وذغال سنگ و … موادمحلول موجوددرفاضلاب هاازآن جدا مي كنند .
همچنين دراين مرحله باعبورفاضلاب ازصافي هاي داراي خاك هاي شني ميكروب و ويروس هاي موجوددرآن رابه طورعمده حذف ومواد آلي باقيمانده در آن رااكسيدمي كنندتاآببه دست آمده كيفيت بالاتري پيداكند .

 

-سالم سازي ومصرف دوباره فاضلاب تصفيه شده
دركشورهائي كه دچارپديده كم آبي اند و نيزدرزمان خشكسالي هادربرخي ازكشورها استفاده ازفاضلاب هاي تصفيه شده به ويژه دركشاورزي وصنعت امري ضروري است . حتي اين گونه آب هاراپس ازكلرزني وگندزدايي بهعنوان آب شهري ممكن است مورداستفاده قراردهند .
به طوركلي فاضلاب هاي شهري تصفيه شده به صورت زيربه مصرف مي رسد :
-خالي شدن درجريان آب رودخانه دريا و …
-اتصال به كانال هاي آبياري و مصرف شدن دركشاورزي
-واردشدن دردستگاه هاي سختي زدايي وسپس واردشدن درشبكه م

صرف درصنايع گوناگون
-واردشدن دردستگاه هاي نمك زدايي وگندزدايي وسپس واردشدن درشبكه توزيع آب شهري براي شستن خيابان ها وسايل آبياري درخت ها چمن ها واستفاده درمنزل .

-جمع آوري لجن وپردازش آن
دربرخي ازكشورها ازپس مانده هاي فاضلاب هااستفاده نمي شود بلكه لجن به دست آمده ازمرحله هاي ته نشيني وصاف كردن راجمع آوري ودرمكان هاي دورافتاده معيني درعمق خاك دفن مي كنند . دربرخي ازكشورهانيزلجن به دست آمده ازتصفيه فاضلاب هاراپس ازحمل به نقاط دورازشهرمي سوزانند .
امادربسياري ازكشورهاازاين لجن هااستفاده بهينه مي كنند . يعني آنهاراپس ازخشك كردن وبسته بندي كردن به عنوان كودشيميائي دركشاورزي مورداستفاده قرارمي دهند .
يكي ازروش هاي خشك كردن وطبقه بندي لجن فاضلاب اين است كه پس ازمرحله آهك زني وافزودن موادمنعقدكننده ( مانندكلريك فريك ) آن رابه وسيله تلمبه اي دريك نوع صافي به نام صافي فشاري واردمي كنندوسپس دريك دستگاه فشارآن رابه صورت قطعه هاييبه ضخامت ۲٫۵ تا۴ سانتي متردرمي آورندكه داراي ۶۵ تا۷۰% آب است .لجن بين اين صفحه هابافشارحدود ۵ آتمسفرفشرده مي شودوبخش عمده آب خودراازدست مي دهد .
درموردپساب هاي صنعتي افزون به انجام اين مراحل سه مرحله مقدماتي زيرنيزبايدانجام گيرد :
-همگن سازي (يكنواخت سازي )پساب ازنظرميزان جريان آب وتركيب فاضلاب تاسبب صدمه زدن به بخش هاي ديگرتصفيه خانه نشود .

-تنظيم PH براي تامين محيط مناسب براي فعاليت باكتري هاي هوازي وبي هوازي .
-افزودن مواد غذايي وكشت باكتري دربخش هوادهي براي تامين انرژي كافي براي فعاليت زيست شيميايي باكتري ها .