دانلود مقاله - تاریخچة تصفیة فاضلاب

بخشی از مقاله

-1-تاريخچة تصفية فاضلاب
اگرچه جمع آوري آبهاي سطحي وزهكشي از زمانهاي قديم شروع شده است،آثار جمع آوري فاضلاب به اوايل قرن نوزدهم بر مي گردد وبه دنبال آن تصفية اسلوبمند فاضلاب در اواخر قرن نوزدهم واوايل قرن بيستم صورت گرفت.
بر خلاف فنون آبرساني شهري وجمع آوري پساب(فاضلاب)كه تاريخچه نسبتاً طولاني وچند هزار ساله دارند،پالايش وتصفية فاضلاب بصورت امروزي داراي سابقة تاريخي كوتاهي مي باشد و تنها در نوشته هاي تاريخي از فرمانهائي وگفته هايي در مورد پرهيز از آلوده سازي منابع طبيعي آب،خصوصاً آب رودخانه ها ياد شده است.

نخست از حدود يك صد سال پيش كه رابطة بين اثر باكتريها وميكروبهاي بيماري زا در شيوع و واگيري بيماريها آشكار گشت،انسان به فكر پاكسازي آبهاي آلوده افتاد.به عبارت ديگر فن تصفية آب وفاضلاب در روند امروزي خود بيشتر در اثر پيشرفت علم پزشكي وزيست شناسي(پيداش نظرية وپاستور در نيمة دوم قرن نوزدهم در زمينة بهداشت عمومي)بوجود آمده است.

پرداختن وتوجه به اين فن از آنجا آغاز شدكه بتدريج براي جلوگيري از آلوده شدن منابع طبيعي آب وبويژه رودخانه ها،ورود فاضلاب به اين منابع ممنوع اعلام گرديد.لذا اين جلوگيري ملزم به تصفية فاضلاب وتكامل روشهاي آن بود.
با گذشت زمان وخصوصاً پس از جنگ جهاني دوم،بر اثر توسعة شهرها وصنايع،خطر آلودگي محيط زيست ودر نتيجه نياز به تصفية فاضلاب با شدت بي سابقه اي افزايش يافت وهمراه با آن روشهاي متعددي جهت تصفية فاضلاب پيشنهاد وبه كار گرفته شد.

در تكامل فن تصفية فاضلاب از نظر زماني،روشهاي طبيعي تصفيه جزو قديمي ترين روشهائي هستند كه براي تصفيه بكار گرفته شده اند.خصوصاً استفاده از فاضلاب براي آبياري در كشاورزي بعلت خاصيت كودي آن از يكصد سال پيش تا به حال در كشورهاي اروپائي متداول بوده است.
در ايران نيز از گذشته هاي بسيار دور از لجن بدست آمده از چاه هاي جذب كنندة فاضلاب به عنوان كود كشاورزي استفاده مي شده است.ولي در تمام اين روشها بيشتر تكيه بر بازيابي از مواد كودي فاضلاب بوده است ونه تصفية فاضلاب.ولي در كشورهاي اروپائي و پيشرفته از دهها سال پيش تاكنون درياچه هاي تثبيت وتصفية فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته اند.

همچنين عدم امكان فراهم آوردن سطوح وسيع وكافي جهت دفع زميني فاضلاب تصفيه نشده(پخش فاضلاب در زمين )،خصوصاً براي شهرهاي بزرگ،منجر به استفاده از روشهاي موثرتري در تصفية فاضلاب شد.
1-2-اهداف تصفية فاضلاب
همة جوامع،هم بصورت جامد وهم بصورت مايع،فضولات توليد مي نمايد.بخش مايع اين فضولات،فاضلاب است كه اساساً همان آب مصرفي جامعه استكه در اثر كاربردهاي گوناگون آلوده شده است.
فاضلاب را مي توان تركيبي از مايع يا فضولاتي دانست كه توسط آب از مناطق مسكوني،اداري وتاسيسات تجاري وصنعتي حمل شده وبر حسب مورد،با آبهاي زير زميني،آبهاي سطحي و سيلابها وبطوركلي با منابع آب آميخته شده است.
اگر فاضلاب تصفيه نشده انباشته شود،تجزية مواد آلي آن ممكن است منجر به توليد مقدار زيادي گازهاي بد بو گردد.علاوه برآن،فاضلاب تصفيه نشده حاوي ميكروارگانيسم هاي بيماري زاي فراواني است كه در دستگاه گوارش انسان زندگي مي كنند ويا در برخي فضولات صنعتي موجودند.
فاضلاب شامل مواد مغذي نيز مي باشد كه مي تواند سبب تحريك رشد گياهان آبزي شده وهمچنين امكان دارد شامل تركيبات سمي نيز باشد،لذا انتقال سريع وبدون دردسر فاضلاب از منابع توليد وسپس تصفية آن ودفع آن نه تنها مطلوب است بلكه ضروري نيز مي باشد.
با توجه به مطالب بيان شده وضرورت تصفيه ودفع فاضلاب،در تصفية فاضلاب اهداف كلي زير مد نظر مي باشد:

1-تامين شرايط بهداشتي براي زندگي مردم:
فاضلابهاي شهري هميشه داراي ميكروبهاي گوناگون هستند كه قسمتي از آنها بيماري زا مي باشد.پس ورود فاضلاب به محيط زيست ومنابع طبيعي آب سبب آلوده شدن اين بيماريها به ميكروبهاي بيماري زا شده كه موجب گسترش وشيوع اين بيماريها بين مردم خواهد شد.
2-پاك نگه داري محيط زيست:

ورود فاضلاب تصفيه نشده به محيط زيست موجب آلودگي اين محيط شده كه علاوه بر خطرات مستقيمي كه براي بهداشت مردم دارد،نتايج ديگري همچون ايجاد مناظر زشت،بوهاي نامطبوع وناخوشايند وتوليد حشراتي كه وسيله اي براي جابه جا شدن ميكروبهاي بيماري زا وآلوده شدن محيط زيست با اين ميكروبها مي باشند.

3-بازيابي فاضلاب:
با توجه به اينكه مقدار نمك هاي معدني محلول در فاضلاب بمراتب كمتر از آب درياهاي آزاد مي باشد و فاضلاب جزو آبهاي شيرين ولي آلوده محسوب مي شود،لذا استفاده دوباره از فاضلاب تصفيه شده بجاي آب شيرين جهت آبياري كشاورزي بمراتب ارزانتر از شيرين سازي آب درياهاي شور مي باشد.
اين مسئله خصوصاً در ايران كه در اكثر نقاط آن مردم با كمبود آب شيرين مواجه هستند،مي تواند در مصرف آب شيرين مورد استفاده در آبياري كشاورزي صرفه جويي نمايد.
همچنين بعلت وجود مواد كودي در فاضلاب تصفيه شده،مي تواند منبع غذائي خوبي براي گياهان وتقويت زمينهاي كشاورزي گردد.

1-3-مراحل تصفية فاضلاب
منظور از مراحل تصفية فاضلاب،مراحل تصفية فاضلاب در تصفيه خانه مي باشد.كه به تفصيل در فصل ششم به آن مي پردازيم.تصفية طبيعي فاضلاب نيز امكان پذير است كه در آن بدون دخالت انسان وفن آوري،تصفيه بصورت خود بخودي انجام مي شود. تصفية طبيعي بطور جداگانه در فصل پنجم شرح داده مي شود.

چنانچه بيان شد،ايجاد وتشكيل فاضلاب در تمامي جوامع،چه توسعه يافته وچه در حال توسعه،امري است اجتناب ناپذير وحتمي همچنين انتقال،تصفيه ودفع فاضلاب نيز امري است مطلوب وضروري.پس تصفيه يا پالايش فاضلاب بايستي در تمامي نقاط دنيا صورت پذيرد،هر چند نوع روش وتعداد مراحل تصفية فاضلاب بسته به نوع فاضلاب،امكانات موجود و000 متفاوت است.

پالايش وتصفية فاضلاب را معمولاً در سه مرحله كلي تقسيم مي كنند:
مرحلة اول-تصفية مكانيكي(فيزيكي)(1)

مرحلة اول تصفية فاضلاب،تصفية مكانيكي يا تصفية فيزيكي مي باشد.تصفية مكانيكي عبارتست از سلسه فرآيندهائي كه در طي آنها تنها از خواص مكانيكي وفيزيكي براي جداسازي مواد خارجي معلق در فاضلاب استفاده مي شود.از قبيل:آشغالگيري،ته نشيني مواد معلق.
بدين مرحله،مرحلة مقدماتي تصفية فاضلاب نيز گفته مي شود.

مرحلة دوم –تصفية زيستي(بيولوژيكي):(1)
مرحلة دوم تصفية فاضلاب،تصفية زيستي يا بيولوژيكي مي باشد.تصفية زيستي عبارتست از مجموعه فرآيندهائي كه در طي آنها از خواص ميكروارگانيسمها براي تبديل مواد آلي محلول وكلوئيدي موجود در فاضلاب به مواد معدني وپايدار استفاده مي شود.از قبيل:هوادهي واستفاده از باكتريهاي گوناگون موجود در فاضلاب براي تصفية آن.
بدين مرحله،مرحلة ثانوي تصفية فاضلاب نيز گفته مي شود.

مرحلة سوم –تصفية تكميلي(پيشرفته):
مرحلة سوم تصفية فاضلاب شامل زلال سازي وتصفيه هاي تكميلي است.كه تاسيسات آن گران قيمت وپر هزينه مي باشند.از قبيل:عمل نيترات سازي (2) و نيترات زدايي (3)استخرهاي ته نشيني نهائي و000
بدين مرحله،مرحلة نهائي تصفية فاضلاب نيز گفته مي شود.

در صورتيكه تمامي مراحل بالا به خوبي انجام شود وهمچنين تاسيسات تصفيه خانه بدرستي كار كنند،مي توان آلودگي فاضلاب را 9 0 تا9 6 درصد كاهش داد واين كاهش آلودگي براي برقراري ضوابط لازم جهت دفع فاضلاب به منبع هاي طبيعي آب وحفظ بهداشت وپاك نگهداري محيط زيست كافي است.
در شكل(1-1) تصفية خانه فاضلاب شهري نشان داده شده است.

1-4-ملاحظات كلي در طراحي تصفيه خانه هاي فاضلاب شهري
1-4-1-موقعيت تصفيه خانه
در انتخاب محل تصفيه خانه بايد موارد زير را در نظر گرفت:
الف-فاصله از نواحي مسكوني با در نظر گرفتن ضوابط جاري.
ب-حفاظت در برابر سيل.
ج-جهت بادهاي غالب.
د-راههاي دسترسي.
ه-وجود اراضي كافي براي توسعة آينده واحياناً آوردن فن آوري جديدتر.
و-كاربرد اراضي محلي با توجه به طرح جامعة شهري وقابليت كشاورزي.

شكل (1-1) – مراحل كلي يك تصفيه خانه فاضلاب
ز-مشخصات محل از نظر نوع خاك،زمين شناسي،آبهاي سطحي وزير زميني وشيب زمين به منظور به حداقل رساندن نياز به تلمبه زني.
ح-دسترسي به آبهاي پذيرنده(رودخانه ها،نهرها،كانالهاي آب سطحي وغيره)
ط-سازگاري فرآيند تصفية فاضلاب با كاربرد اراضي مجاور تصفيه خانه در حال وآينده(شامل سروصدا،بوهاي احتمالي،كيفيت هوا وساير شرايط زيست محيطي)وروشهاي پيش بيني شده براي تصفيه ودفع لجن.
ي-وضع زمين از نظراستملاك.
ك-دسترسي به محل تامين انرژي.

1-4-2-طراحي
1-4-2-1-نوع تصفيه:
در انتخاب نوع فرآيند تصفيه بايد كلية عوامل ونكات موثر از جمله موارد زير در نظر گرفته شود:
الف-مشخصات كلي وكيفي فاضلاب ورودي.
ب-ضوابط واستانداردهاي تخلية فاضلاب در حال وآينده.
ج-موقعيت ووضع توپوگرافي محل تصفيه خانه.
د-اثرات شرايط اقليمي،قابليت وموجوديت زمين.
ه-پيش بيني جا براي توسعة آينده تصفيه خانه.

و-اثرات فاضلابهاي صنعتي كه پيش بيني مي شود همراه با فاضلاب شهري به تصفيه خانه برسد.
ز-دفع نهائي لجن.
ح-هزينه هاي سرمايه اي.
ط-هزينه هاي بهره برداري ونگهداري تاسيسات شامل هزينة انرژي مورد نياز.
ي-پيچيدگي فرآيند با توجه به امكانات پرسنلي وفن بهره برداري.
ك-اثرات محيطي ناشي از احداث تصفيه خانه در استفاده از اراضي مجاور در حال وآينده.

1-4-2-2-تعيين مقدار جريان فاضلاب شهري :
در مناطقي كه تاسيسات تصفية فاضلاب وجود دارد،هيدروليكي مربوط به اصلاح يا توسعة تاسيسات بايد بر مبناي مقدار ومشخصات واقعي فاضلاب در هر دو شرايط باراني وغير باراني انجام شود.نمونه برداري وتهية نمونه موجود بايد به نحو صحيح انجام شود تا نشان دهندة مشخصات واقعي فاضلاب باشد.
براي تعيين مقدار جريانهاي

مشروح زير،تو

صيه مي شود اندازه گيريها وآمار حداقل يكساله ملاك عمل قرار گيرد:
الف-جريان متوسط روزانه-از طريق گرفتن ميانگين جريانها در مدت يكسال،بدون احتساب آب باران.
ب-حداقل جريان روزانه-از طريق اندازه گيري 24 ساعته در مواقع غير باراني كه مقدار نشتاب وآبهاي نفوذي كم است(نشتاب و آبهاي نفوذي كه عبارتست از كلية آبهاي اضافي كه به هر دليل به داخل فاضلابرو ها نفوذ مي نمايد.مهمترين منابع نفوذ آبهاي اضافي عبارتند از:نشتاب آب زير زميني از اتصالات فاضلابروها وديوارة آدم روها-آبهاي نفوذي ناشي از بارندگي بام ومحوطة ساختمانها از راه اتصلات غير مجاز وآبهاي سطحي از دريچة آدم روها)

ج-حداكثر جريان روزانه در مواقع باراني-از طريق اندازه گيريهاي 2 4 ساعته در طول يكسال در مواقعي كه بر اثر بارندگي،مقدار نشتاب وآبهاي نفوذي زياد است.
د-جريان بعد از بارندگي-از طريق اندازه گيريهاي روزانه به مدت هفت روز بلافاصله بعد از قطع هر بارندگي طي يكسال.
ه-حداكثر جريان ساعتي.

و-جريانهاي فاضلابهاي صنعتي-از طريق اندازه گيري جريان فاضلاب صنعتي با آمار مصارف آب صنايعي كه فاضلاب خود را به شبكة جمع آوري فاضلاب تخليه مي كنند.
1-4-2-3-جزئيات تصفيه خانه فاضلاب شهري:
در تصفيه خانه هاي فاضلاب شهري بايستي جزئيات زير مد نظر باشد:
الف-نصب تجهيزات مكانيكي:
توصيه مي شود نصب وراه اندازي آزمايشي تجهيزات مكانيكي عمده با نظارت نمايندة كارخانة سازنده انجام شود.
ب-تاسيسات كنارگذار:
تاسيسات كنار گذار ولوله كشي هاي مربوط بايد به نحوي استقرار يابندكه بتوان هر يك از واحد هاي تصفيه را مستقلاً از مدار خارج كرد.طراحي تاسيسات كنار گذار بايد به نحوي باشند كه بهره برداري از تصفيه خانه در مدت تعميرات واحدهاي مورد نظر آسان بوده وكاهش كيفيت فاضلاب تصفيه شده به حداقل برسد وهمچنين پس از اتمام تعميرات،بازگشت سريع به حالت شرايط بهره برداري،امكان پذير باشد.

ج-تخلية واحدها:
براي تخليه محتويات هر واحد وانتقال آن به محل مناسبي از مدار تصفيه بايد وسايل مناسب پبش بيني گردد.در طراحي سازه هايي كه تحت فشار هيدرواستاتيكي آبهاي زير زميني قرار مي گيرند،بايد به امكان شناور شدن سازه بر اثر تخليه آن توجه شده وپيش بيني هاي لازم بعمل آيد.
براي لوله هايي كه احتمال گرفتگي آنها مي رود،لازم است دريچه هاي بازديد وسايل مكانيكي تميز كردن ويا شستشو با آب تحت فشار پيش بيني شود.

د-مصالح ساختماني:
نظر به اينكه هيدروژن سولفيد وساير گازهاي خورنده،چربيها،روغنها وتركييبات مشابه،غالباً در فاضلاب وجود دارد،در انتخاب مصالحي كه در تصفيه خانة فاضلاب يكار مي رود بايد دقت شود.
اين مطلب به خصوص در انتخاب فلزات ورنگهاي بكار رفته در تجهيزات مكانيكي،لوله ها،اتصالات،پلكان،نرده،حفاظ،صفحات مشبك،پلهاي فلزي و… اهميت دارد.همچنين لازم است از تماس بين فلزات ناهمانند اجتناب شود تا خوردگي گالوانيك به حداقل برسد.
ه-رنگ زدن:
از بكار بردن رنگهاي محتوي سرب يا جيوه بايد خودداري نمود.براي تسهيل در تشخيص لوله ها بخصوص در تصفيه خانه هاي بزرگ پيشنهاد مي شود كه خطوط مختلف لوله ها با رنگهاي زير مشخص شود:
خطوط رنگ

لجن قهوه اي
گاز نارنجي
آب آشاميدني آبي
فاضلاب خاكستري
هواي تحت فشار سبز
آب گرم مخازن هضم يا ساختمانها آبي با نوارهاي قرمز(15cm )فاصله(75cm)
همچنين نام سيالي كه از لوله مي گذرد بايد با رنگ مشخص بر روي لوله نوشته شود.
و-تجهيزات بهره برداري:

مجموعة كاملي از ابزار،متعلقات وقطعات يدكي لازم،ميز كار وانبار كارگاهي براي استفادة متصديان بهره برداري ونگهداري تصفيه خانه بايد فراهم شود.همچنين توصيه مي شود تعمير گاه وانبار مناسبي براي تجهيزات بزرگ نيز در نظر گرفته شود.
ز-تسطيح ومحوطه سازي:
محوطة تصفيه خانه بايد به نحو مناسبي تسطيح وشيب بندي شود.براي دسترسي به واحد هاي مختلف بايد پياده روي مناسب ايجاد گردد.براي جلوگيري از فرسايش،توصيه مي شود حتي المقدور از ايجاد شيبهاي تند در محوطه سازي اجتناب شود.
1-4-3-دفع فاضلاب تصفيه شده

در مجاري انتقال فاضلاب تصفيه شده از تصفيه خانه به محل دفع وبه طور كلي دفع فاضلاب پس از پالايش بايد موارد زير رعايت شود:
الف-در محل دفع فاضلاب،تخليه بصورت سرريزمناسبتر از تخليه در زير آب است.
ب-انتخاب روش پخش فاضلاب تصفيه شده در رودخانه با توجه به حفاظت رشد وتحرك آبزيان.
ج-حفاظت ونگهداري مجاري انتقال ودفع فاضلاب تصفيه شده در مقابل اثرات تخريبي سيلابها،جزر ومد،يخبندان وساير عوامل.
تمام مجاري انتقال فاضلاب تصفيه شده بايد طوري ط

راحي گردد كه امكان نمونه برداري از فاضلاب در محلي بعد از آخرين واحد در فرآيند تصفيه وقبل از تخلية فاضلاب واختلاط آن با آب پذيرنده فراهم شود.

1-4-4-تسهيلات ضروري
تسهيلات ضروري در تصفيه خانه را مي توان در سه بخش زير دسته بندي نمود:
الف-تامين برق اضطراري:
در تمام تصفيه خانه هاي فاضلاب لازم است بمنظور استمرار كار واحدهاي حساس تصفيه،در مواقع قطع برق يك منبع انرژي اضطراري پيش بيني شود.اين منبع بر حسب موردممكن است به يكي از اصول زير باشد.
1-تامين برق تصفيه خانه بوسيلة دو انشعاب از دو منبع مستقل برق شهري نظير دو پست مستقل برق صورت گيرد كه در اين مورد توصيه مي شود در صورت امكان،انتقال نيرو از هر پست توسط خط جداگانه اي انجام شود.
2-موتورهاي درون سوز سيارو يا ثابت كه انرژي مكانيكي ويا برق توليد مي كند.
3-موتور پمپهاي سيار در مواردي كه فقط تلمبه كردن اضطراري لازم باشد.
ب-تامين آب:

توصيه ميشود آب آشاميدني كافي براي مصرف آزمايشگاه و مصارف عمومي وبهداشتي در مصارف مختلف تصفيه خانه تامين گردد.تأمين آب مي تواند به دو شكل صورت پذيرد:
1-اتصال مستقيم:براي مصارف زير ممكن است از اتصال مستقيم آب شهري ويا منبع آب آشاميدني ديگر استفاده كرد،مشروط بر اينكه محل مصرف بالاتر از سطح زمين باشد:
دستشويي مستراح،ظرف شوئي آزمايشگاه يا شير خلاء شكن،دوش،آبخوري فواره اي،چشم شوئي فواره اي،دوش ايمني.
2-اتصال غير مستقيم:
براي استفاده غير از موارد بالا از اتصال غير مستقيم استفاده مي شود.براي اين منظور آب را مقدمتاً به يك مخزن مجزا بنحوي وارد مي كنند كه لوله ورودي با حداكثر ممكن سطح آب در مخزن حداقل 15 سانتيمتر فاصله داشته باشد.آب مصرفي مورد نياز را مي توان از اين مخزن مجزا از طريق تلمبه ومخزن تحت فشار به نقاط مصرف رسانيد.
تمام شيرهاي مصرف كه در سيستم لوله كش بعد از اين مخزن مجزا قرار دارند بايد با علامت ثابتي مبني بر اينكه آب براي آشاميدن مناسب نيست،مشخص گردد.
3-تسهيلات بهداشتي:
توصيه مي شود به تعداد كافي مستراح،دوش،دستشوئي وقفسة لباس در محلهاي مناسب وبه تناسب تعداد كاركنان شاغل در تصفيه خانه ايجاد شود.

فصل دوم-آشنايي با انواع فاصلاب
2-1-انواع فاضلاب
2-1-1-فاضلاب خانگي(1)
فاضلابهاي خانگي را مي توان در دودسته زير تقسيم بندي كرد:
الف)فاضلاب خانگي خالص:تشكيل شده است از فاضلاب دستگاه هاي بهداشتي خانه ها مانند:توالت ها،
دستشوئي ها،حمام ها،ماشين هاي لباس شوئي و ظرف شوئي،پساب آشپزخانه هاويا فاضلاب بدست آمده از شستشوي قسمت هاي گوناگون خانه.نام ديگر اين نوع فاضلاب،فاضلاب بهداشتي است.

پس بطور كلي فاضلاب بهداشتي عبارتست از فاضلابي كه از واحد هاي مسكوني تخليه مي شود.خواص فاضلابهاي خانگي خالص(بهداشتي)در سطح يك كشور تقريباً يكسان است وتنها غلظت آنها بسته به مصرف سرانة آب در شهر ها تغيير مي كند.
ب)فاضلاب خانگي ناخالص:فاضلابي است كه علاوه بر فاضلاب بهداشتي كه از واحدهاي مسكوني تخليه
مي شود،داراي مقداري فاضلاب بدست آمده از مغازه ها،فروشگاهها،تعميرگاهها،كارگاه ها،رستورانها وموسسه هايي مانند آنها لازم است.لازم به ذكر است واحدهاي صنعتي كه اجباراً فاضلاب آنها در سطح شهر وبطور پراكنده وارد كانال جمع آوري فاضلاب درون شهري مي شود نيز جزو اين نوع فاضلابها محسوب مي شوند.
نام ديگر اين نوع فاضلاب،فاضلاب شهري(2) است. بطور كلي فاضلاب خانگي ناخالص(فاضلاب شهري)فاضلابي است كه از واحدهاي مسكوني وتجاري،واحدهاي صنعتي(بعضاً كوچك وبزرگ)وتاسيسات مشابه تخليه ميشود.لذا با توجه به نوع وتعداداينگونه موسسه ها ممكن است نوع فاضلابها در شهرهاي مختلف يك كشور متفاوت باشد

2-1-2-فاضلاب صنعتي(1)
فاضلابهاي صنعتي ،فاضلابهايي هستند كه در آنها فضولات صنعتي بيشتر است.در اين فاضلابها مواد خارجي همچون مواد معدني،مواد نفتي و روغني،مواد شيميايي،مواد آلي و… وجود دارد.فاضلابهاي صنعتي كاملاً بستگي به نوع فراوردة كارخانه دارد وخواص مختلفي دارند،لذا مقدار ونوع مواد خارجي در فاضلابهاي صنعتي با توجه به مشخصات كارخانه مشخص مي شوند.

2-1-3-جريان نفوذي-ورودي

آبهايي هستند كه به روش هاي مستقيم يا غير مستقيم وارد شبكة فاضلاب مي شوند.
جريان نفوذي آبي است كه از زمين واز طريق لوله هاي معيوب،اتصالات ودرزهاي لوله ها وديوارة دهانه هاي آدم رو،تركها وشكستگيها ويا متخلخل وارد سيستم فاضلابرو وخطوط شبكه فاضلاب مي شود.
جريان ورودي عبارت از جريانهاي سط

حي است كه از طريق ارتباطات زهكشهاي آبهاي سطحي،ناودان پشت بامها،زهكشهاي پي وزير زمينها،آب تاسيسات خنك كننده ويا از طريق درپوشهاي دهانه هاي آدم رو به شبكة فاضلاب وارد مي شود.

2-1-4-فاضلاب سطحي(2)
فاضلابهاي سطحي ناشي از بارندگي وذوب يخها وبرف هاي نقاط بلند هستند.اين فاضلاب ها بعلت جريان در سطح زمين وتماس با آشغالها وكثافت هاي روي زمين وشستن سطح خيابانها وپشت بامها آلوده شده ومقداري مواد آلي ومعدني در آنها وجود دارد.

2-2-مشخصه هاي كلي فاضلاب
براي طراحي وبهره برداري از تاسيسات جمع آوري،تصفيه و دفع فاضلاب آگاهي از ماهيت فاضلابها ضروري است.
بطور كلي مي توان مشخصه هاي فاضلاب را در سه دستة كلي زير تقسيم بندي نمود:
دستة اول-مشخصه هاي فيزيكي
دستة دوم-مشخصه هاي شيميايي
دستة سوم-مشخصه هاي زيست شناختي

مشخصه هاي فيزيكي:
مهمترين مشخصة فاضلاب عبارت است از كل محتوايات جامد آن كه شامل مواد شناور،مواد قابل ته نشيني،مواد كلوئيدي،مواد محلول است.ساير مشخصه هاي فيزيكي عبارتند از بو،دما،چگالي،رنگ وكدري.

مشخصه هاي شيميايي:
ويژگيهاي شيميايي فاضلاب در چهار قسنت ارائه مي شود:(1)مادة آلي؛(2)اندازه گيري محتواي آلي؛(3)مادة غيرآلي؛(4)گازها.

مشخصه هاي زيست شناختي:
هر مهندس محيط زيست بايد دانش كافي دبارة مشخصه هاي زيست محيطي فاضلاب داشته باشد و در مورد مطالب زير شناخت داشته باشد:

-گروههاي اصلي ميكروارگانيزمهاي موجود در آبهاي سطحي وفاضلاب.
-ارگانيزمهاي بيماري زا موجود در فاضلاب.
-ارگانيزمهايي كه به منزلة شاخص آلودگي مورد استفاده قرار مي گيرند واهميت آنها.
-روشهاي شناسايي ارگانيزمهاي شاخص

.
-روشهاي سميت فاضلابهاي تصفيه شده .
حال جهت آشنايي با برخي مشخصه هاي كلي فاضلابها خصوصاً فاضلاب شهري تعاريف زير ارائه مي شود:

رنگ فاضلاب:(1)
رنگ فاضلاب(خصوصاً فاضلاب شهري)نشان دهندة عمرآن است.فاضلاب تازه داراي رنگ خاكستري است.پس از مدتي كه فاضلاب گنديده و كهنه شد،رنگ آن تيره وسياه مي گردد كه علت آن وجود سولفيد آهن(Fes)است كه در حدود (0.25) ميلي گرم در ليتر با فاضلاب دفع شده از منازل همراه است.

بوي فاضلاب:(2)
بوي فاضلاب ناشي از گازهائي است كه در اثر متلاشي شدن مواد آلي بوجود مي آيد.بوي فاضلاب تازه قابل تحمل تر از فاضلاب كهنه است.بوي فاضلاب كهنه بيشتر ناشي از گاز هيروژن سولفوره مي باشد كه در اثر فعاليت باكتريها بي هوازي ودر نتيجه احياي سولفات ها به سولفيدها توليد مي شود.
اگر اكسيژن كافي به فاضلاب رسيده شود باعث مي شود كه باكتريهاي بي هوازي از فعاليت باز ايستاده وبه جاي آنها باكتري هاي هوازي،مواد آلي را تجزيه كرده وگاز كربنيك توليد شود وسبب بي بو شدن فاضلاب گردد.

درجة اسيدي:(3)

فاضلاب شهري و تازه معمولاً حالت خنثي ومتمايل به قليائي دارند.تنها در اثر ماندن وشروع عمل گنديدگي گازهاي اسيدي(هيدروژن سولفوره)توليد گرديده ودرجة اسيدي فاضلاب كاهش يافته،خاصيت اسيدي پيدا نمايد.هر چه درجة گرماي محيط بيشتر باشد عمل گنديدن تعفن زودتر رخ مي دهد.
در شرايط نسبتاً متعارفي عمل تعفن سه تا چهار ساعت پس از توليد فاضلاب شروع مي شود.

دماي فاضلاب:(1)

به علت اعمال زيستي،درجة گرماي فاضلاب معمولاً بيشتر از درجة گرماي آب در همان محيط است.درجة گرماي فاضلاب در سردترين روزهاي زمستان غالباً از 10درجه سانتي گراد كمتر نمي گردد ودر روزهاي معمولي درجة گرمائي در حدود 2 0 درجه سانتي گراد دارد.

فصل سوم-فاضلاب شهري (1)
3-1-كليات
بطور كلي فاضلاب شهري،فاضلابي است كه از واحدهاي مسكوني،تجاري وواحدهاي صنعتي كه فاضلاب آنها بطور مجزا جمع آوري نمي شود وتاسيسات مشابه تخليه مي شود.همچنين فاضلابهاي ناشي از بارندگي نيز از جمله فاضلاب شهري است.بعبارت ديگر آنچه در شبكه هاي جمع آوري فاضلاب شهري،بنام فاضلاب خانگي جريان دارد علاوه بر فاضلاب خانگي

خالص(بهداشتي)داراي مقداري فاضلاب بدست آمده از مغازه ها،فروشگاه ها،تعميرگاه ها،كارگاه ها،رستورانها،وموسسه هايي مانند آنها مي باشد كه اجباراً در سطح شهر و بطور پراكنده وارد كانال جمع آوري فاضلاب مي شوند.
چنين فاضلابي را فاضلاب خانگي ناخالص نيز مي نامند كه اصطلاحاً بدان فاضلاب خانگي نيز مي گويند.
چنانچه فاضلابهاي شهري را با فاضلابهاي صنعتي وكارخانه ها مقايسه كنيم،مهمترين تفاوتها عبارتند از:
الف)امكان وجود موارد وتركيبهاي شيميائي سمي در فاضلاب كارخانه ها بيشتر است.
ب)خاصيت خورندگي فاضلاب هاي صنعتي بيشتر است.
ج)خاصيت قليائي واسيدي زيادي در فاضلابهاي كارخانه ها وجود دارد.
د)امكان وجود موجودات زنده در فاضلابهاي شهري به مراتب بيشتر از فاضلاب هاي صنعتي است.
پس بطور كلي درجة آلودگي فاضلاب هاي شهري از فاضلاب هاي صنعتي كمتر است.درجة آلودگي فاضلابهاي صنعتي مي تواند چندين برابر وحتي دهها برابر آلودگي فاضلاب هاي شهري باشد.

3-2-خواص فاضلاب شهري

-رنگ فاضلاب:
رنگ فاضلاب شهري نشان دهندة عمر آن است.فاضلاب تازه داراي رنگ خاكستري مايل به قهوه اي روشن است.اما با افزايش زمان حركت آن در شبكة جمع آوري وايجاد شرايط غير هوازي تر ،وبعبارت ديگر پس از مدتي كه فاضلاب گنديده وكهنه شد رنگ فاضلاب به ترتيب از خاكستري به خاكستري تيره ودر نهايت به سياه تغيير مي كند وقتي رنگ فاضلاب سياه شد آن را عفوني مي گويند.

-بوي فاضلاب:
بوي فاضلاب شهري معمولاً از گازهاي حاصل از تجزيه مواد آلي يا از مواد افزوده شده به فاضلاب ناشي ميشود.
فاضلاب تازه بوي مشخص وتا حدي نا خوشايند دارد وبوي آن كمتر از بوي فاضلابي كه تجزية غير هوازي شده(فاضلاب كهنه)،آزار دهنده است.
مشخص ترين بوي فاضلاب مانده يا عفوني،بوي هيروژن سولفيت ها مي باشدكه در اثر فعاليت باكتريهاي بي هوازي ودر نتيجه احياي سولفاتها به سولفيد توليد مي گردد.اگر اكسيژن كافي به فاضلاب دميده شود باكتريهاي غير هوازي از فعاليت استاده فاضلاب بي بو ميگردد.

-دماي فاضلاب:
بعلت اعمال زيستي، درجة گرماي فاضلاب معمولاً بيشتر از درجة گرماي آب در همان محيط است،همچنين از آنجا كه گرماي ويژة آب بسيار بيشتر از هوا است،در بيشتر طول سال دماي فاضلاب از دماي محيط بالاتر است وفقط در طول گرمترين روزهاي تابستان اين دما از دماي محيط كمتر است.
درجة گرماي فاضلابهاي شهري در سردترين روزهاي زمستان غالباً از 10درجة سانتي گراد كمتر نمي گردد و در روزهاي معمولي درجة گرمائي در حدود 2 0 درجة سانتي گراد دارد.

-مواد جامد موجود در فاضلاب(كل مواد خارجي):(1)
حدود%9 /9 9 فاضلاب را تشكيل مي دهد وفقط حدود يك 1 % فاضلاب را مواد خارجي(جامد)تشكيل مي دهد.اگر فاضلاب را حدود 1 03 تا 105درجة سانتي گراد حرارت دهند تا تمامي آب آن تبخير شود،مقدار باقيمانده را مواد جامد موجود در فاضلاب مي گويند.منشاء اين مواد عبارتند از:
1-مواد جامد دفع شده همراه با فاضلاب توالت ها،ظرفشوئيها،حمامها،مريضخانه ها ورختشوئيها.
2-مواد جامد همراه با آب حاصل از بارندگي كه در اثر شسته شدن سطح زمين،خيابانها وپشت بامها وارد شبكة فاضلاب مي شود.

شكل( 1-3) نشان دهندة مواد جامد باقيمانده در فاضلاب.
مواد جامد باقي مانده از فاضلاب بعد از حرارت دادن بر حسب P. .P.M بطور شماتيك در شكل( 1-3)نشان
داده شده است.

جدول (1-3) مواد معدني فاضلاب خانگي
تركيب معدني ميدان عادي، ميليگرم در ليتر
مواد محلول 300-100
بُر(B) 4/0-1/0
درصد سديم 15-5%
سديم (Na) 70-40
پتاسيم(K) 15-7
منيزيم(Mg CO3) 40-15
كلسيم(Ca CO3 ) 40-15
ازت تام(N) 40-20
فسفات(PO4) 40-20
سولفات(SO4) 30-15
كلرور(C1) 50-20
قليائيت تام(Ca CO3 ) 150-100
حدود نيمي از مواد خارجي در فاضلاب شهري را مواد آلي وبقية را مواد معدني تشكيل مي دهند.در
جدول(1-3)مواد معدني فاضلاب شهري نشان داده شده است.

-مواد شيميايي و گازهاي موجود در فاضلاب:
در مورد خواص شيميايي ومواد شيميايي وگازهاي موجود در فاضلاب ها مي توان به مطالب زير اشاره كرد:
الف-خواص اسيدي وقليائي فاضلاب:فاضلاب شهري غير عفوني معمولاً حالتي خنثي ويا متمايل به قليائي دارد.معمولاً فاضلابهاي شهري كه فاضلاب كارخانه نيز به آنها وارد شود داراي(P H)قليائي بوده ومقدار PH)) آنها از 7بيشتر است كه در اثر ماندن وشروع عمل گنديدگي،گازهاي اسيدي(هيدروژن سولفوره)توليد گرديده و درجة اسيدي فاضلاب كاهش يافته،خاصيت اسيدي پيدا ميكند.
هر چه درجة گرماي محيط بيشتر باشد عمل گنديدن و تعفن زودتر رخ مي دهد.در شرايط نسبتاً متعارفي سه تا چهار ساعت پي از توليد فاضلاب،فاضلاب عفوني مي شود.
زياد بودن PH فاضلاب در تصفية زيستي آن اثر قابل توجهي دارد يعني تصفية فاضلاب را سرعت مي دهد.
ب-گازهاي متصاعد شده از فاضلاب:از فاضلاب كهنه وگنديدة گازهاي گوناگون متصاعد مي شود كه مهمترين اين نوع گازهاعبارتند از:
-گاز متان(CH4):گازي است بي بو وفوق العاده قابل اشتعال
2-گاز ايندريدكربنيك(CO2):گازي است بي بو و بي رنگ كه ناخالصي هواي اطراف كرة زمين را تشكيل مي دهد.علاوه بر گازهاي نامبرده:گازهاي زير نيز از فاضلابها متصاعد ميشود:
-اكسيد كربن(CO)
-هيدروژن(H2)
-هيدروژن سولفيد(H2S)
-ايندريدسولفوره(SO2)

-وزن مخصوص فاضلاب:
با توجه به سبك بودن مواد خارجي موجود در فاضلاب شهري ونيز وجود برخي گازهاي محلول در آن،وزن مخصوص فاضلاب شهري كمي 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 مي نمايند.(در دماي يكسان).
چگالي فاضلاب به دما بستگي دارد وبا غلظت كل مواد جامد در فاضلاب تغيير مي كند.

-موجودات زنده در فاضلاب:
هميشه مقدار زيادي موجودات زندة ذربيني مانند ويروسها وميكروبها(باكتريها)در فاضلاب شهري وجود دارد.
تنها قسمت كمي از اين موجودات زنده ممكن است بيماري زا باشد مانند باكتريهاي انگلي(سيل،حسبه،اسهال و وبا).در تصفية فاضلاب،ميكروارگانيسم ها را مي توان از نظر نياز به اكسيژن به سه گروه كلي زير تقسيم نمود:

الف-ميكروارگانيسم هاي هوازي(1):اين باكتري ها در شرايطي كه اكسيژن بصورت محلول وجود داشته باشد رشد مي كنند.باكتريهاي هوازي اكسيژن محلول در فاضلاب را جذب كرده،مواد آلي را يا بصورت تغذيه ويا بوسيلة ترشح اكسيد نموده وبه تركيبات پايدار معدني تبديل مي نمايند.در اين فعل وانفعال گاز C O2توليد وباكتريها افزايش مي يابند.

ب-ميكروارگانيسم هاي بي هوازي(2):اين باكتريها براي رشد خود نيازي به اكسيژن ندارند.
باكتريهاي بي هوازي اكسيژن مورد نياز خود را از تجزية نمكهاي موجود در فاضلاب بدست آورده،آنها را احياء مي كنند.
كار اين باكتريها توام با ايجاد گازهائي مانند اسيد سولفوريك(هيدروژن سولفوره)ومتان بوده ولذا اين فرآيند همراه با تعفن وبوي ناخوشايند است.

ج-ميكروارگانيسم هاي فاكولتاتيو(3):اين باكتريها را باكتريهاي اختياري نيز مي نامند كه مي توانند هم با استفاده از اكسيژن محلول وهم بدون آن رشد كنند.
تعداد موجودات زنده در يك سانتي متر مكعب از فاضلاب شهري به يك تا چند ميليون عدد نيز مي رسد. باكتريهاي هوازي وبي هوازي دو گروه از موجودات زندة موجود در فاضلاب هستند كه حتي در تصفيه فاضلاب نيز نقشي مثبت وبسيار كمك كننده دارند.
برخي از اختصاصات فيزيكي فاضلاب هاي شهري در جدول(2 - 3)آمده است.

جدول ( -(2-3اختصاصات فيزيكي فاضلابهاي خانگي
اختصاصات علت اهميت اندازه گيري
درجه حرارت درجه حرارت هوا، آب داغ از منزل يا كارخانه به فاضلاب و ريخته مي شود بر سرعت فعاليت زيستي،مقدار اكسيژن و گازهاي محلول در آب و وزن مخصوص ، ويسكوزيته و فشار سطحي مؤثر است درجه حرارت سانتيگراد يا فارنهايت.

كدورت مواد معلق مانند جامدات فاضلاب، گلولاي،خاك رس،مواد آلي گياهي كه به ذرات ريز تقسيم شده اند،آلگ ها و موجودات ذرهبيني مانع ورود نور به داخل آب و گاهش رشد گياهان توليد كننده اكسيژن، تأثير بر قابليت پذيرش آب، ممكن است براي گياهان آبزي مضر باشد. پخش يا جذب نور بر اساس يك مقياس استاندارد اختياري.
رنگ مواد محلول مانند عصاره آلي برگها و ساير نباتات(تانن،گلوگزيدها، آهن) و فاضلاب صنعتي. معمولاً بدون ضرر،اما لطمه بر كيفيت زيبائي آب. جذب نور بر اساس يك استاندارد اختياري.
بو مواد فرار،گازهاي محلول كه اغلب از تجزيه مواد آلي توليد مي شود، بوي آب ممكن است به علت روغنهاي اساسي ميكروارگانيسم ها باشد. ممكن است دليل حضور فاضلاب تجزيه شده باشد ،

اثر بر كيفيت زيبائي آب، بعنوان يك آزمايش فاضلاب ورودي به تصفيه خانه يا راهنماي شرايط فاضلاب. حس بويائي انسان، مقياس كيفي و غلظت در حد آستانه بو.
مزه مواد توليد كننده بوها، مواد محلول و يون هاي مختلف. لطمه به كيفيت زيبائي آب. عدم آزمايش مزه آبهاي آلوده يا غير خوراكي.
مواد جامد مواد معدني و آلي محلول و معلق. اندازه گيري مواد آلي جامد و گل و لاي، درجه آلودگي فاضلاب را تعيين مي كند. با روش وزني براي: مواد خشك تام، مواد جامد فرار تام ، مواد ثابت تام و مواد محلول .

3-3-آلودگي فاضلاب
آلودگي فاضلاب ها بيشتر بواسطة وجود مواد آلي در آنها نمودار مي شود كه سازمان حفاظت محيط زيست بسياري از آلاينده هاي درجة اول آلي را نيز تحت عنوان تركيبات آلي فرار(V OC)(1)طبقه بندي كرده است.
مواد آلي موجود در فاضلاب ناپايدار بوده ومي توان اين مواد آلي را با كمك اكسيژن دهي واكسيداسيون تبديل به نيتريت ها،نيترات ها وفسفات هاو… كرده وسپس بصورت ته نشين كردن از فاضلاب جدا نمود.

تبديل هاي نامبرده كه در ضمن آن مواد ناپايدار آلي تبديل به مواد پايدار معدني مي شود،اساس كار وهدف ايجاد پالايشگاههاي فاضلاب را در شهرها تشكيل مي دهد.
براي نشان دادن درجة آلودگي فاضلاب معمولاً بجاي اينكه مواد آلي موجود در فاضلاب را اندازه گيري كنند، مقدار اكسيژن لازم براي اكسيداسيون مواد نامبرده را اندازه گيري مي كنند.
لازم به ذكر است كه نمي توان تمام اكسيژن مورد نياز براي اكسيداسيون مواد اكسيد پذير در فاضلاب را اندازه گيري كرد،لذا آزمايش هاي تعيين درجة آلودگي فاضلاب اجباراً روشهاي تقريبي هستند.

3-4-روشهاي تعيين درجة آلودگي فاضلاب
مهمترين روشهاي تعيين درجة آلودگي فاضلاب عبارتند از:
3-4-1-تعيين مقدار بي-او-دي(BOD)(1)
اين روش عبارتست از تعيين مقدار اكسيژن لازمي كه بايد به فاضلاب داده شود تا باكتريهاي هوازي،مواد آلي و ناپايدار موجود در فاضلاب را اكسيد نموده وبه موادي پايدار نظير نمكهاي معدني تبديل سازد.
مقدار BOD فاضلاب در زمانهاي مختلف تغيير مي كند.اين تغييرات علاوه بر اينكه به غلظت مواد آلي فاضلاب بستگي دارند به ميزان فعاليت باكتريها،درجة گرما وشدت درهمي(توربولانت)فاضلاب نيز بستگي دارد.
از لحظه اي كه فاضلاب در مجاورت اكسيژن قرا

ر مي گيرد جذب اكسيژن توسط باكتري جدا شروع شده و در مرحله مختلف به انجام مي رسد:
مرحله اول – اكسيداسيون تركيبات آلي كربن دار :(2)
اين مرحله از نخستين لحظات كار باكتري ها شروع شده و در 2 0 درجه گرما تا مدت 20 شبانه روز ادامه مي يابد. در اين مرحله كربن موجود در تركيبات ناپايدار آلي تبديل به تركيباتي پايدار نطير C O2 شده و از حوزة عمل بيرون مي رود.
مرحله دوم- اكسيد اسيون تركيبات آلي ازت دار:(1)
اين مرحله حدوداً دهمين روز پس از شروع فعاليت باكتري ها آغاز گرديده و مدت زياد ادامه مي يابد. در شكل(2-3 ) منحني تغييرات (BOD) از تاريخ شروع فعاليت باكتري ها تا 70 روز پس از آن براي سه درجه گرماي 30,20,9 درجه كشيده است.

شكل(2-3)- منحني تغييرات BOD نسبت به زمان و درجه گرماي فاضلاب
چنانچه از منحني هاي نامبرده نتيجه گيري مي شود در گرماي 2 0 درجه قسمت بيشتر اكسيداسيون مربوط به مرحلة يكم (حدود 68 درصد) در پنج روز رخ مي دهد و پس از 20 روز تقريباً به پايان مي رسد. بدين جهت برتي نشان دادن درجه آلودگي فاضلاب معمولاً بي – او – دي – پنج روز(BOD5 ) را تعيين مي كنند.
تغييرات BOD در مرحله يكم اكسيداسيون براي درجه گرماهاي گوناگون و نسبت آنها به BOD5 در گرماي 20 درجه سانتگراد در منحني هاي شكل (3-3) نمايش داده شده است.

شكل(3-3)- نسبت تغييرات BOD به BOD5 در درجه هاي گوناگون گرما در مرحله يكم اكسيداسيون مواد آلي

3-4-2- تعيين مقدار سي – او – دي(COD) (1)
در اين روش براي اكسيداسيون مواد آلي و مواد اكسيد پذير ديگري كه فاضلاب يافت مي شود از اكسيد كننده هاي قوي مانند پرمنگنات پتاسيم (Kmno4) و يا دي كرومات (K2Cr2O7) پتاسيم استفاده مي شود. در صورتيكه از پرمنگنات پتاسيم استفاده مي كنند كه آنرا در اصطلاح ، اكسيژن شيميايي مورد نياز براي اكسيد مواد موجود در فاضلاب مي گويند.
تست (COD) خيلي سريعتر از تست (BOD) و در حدود 2 تا 3 ساعت نتيجه مي دهد.
آزمايشات مختلف نشان داده است كه نسبت در مورد فاضلاب بهاي شهري بين ( 0.4 تا 0.8) تغيير مي كند. عمل اكسيداسيون در صورت استفاده از دي كرومات پتاسيم (D V) (1) بعلت قوي تر بودن آن بيشتر انجام مي گيرد . براي استفاده از مواد نامبرده ابتدا آنها را در محلول اسيدي حل كرده و سپس به فاضلاب مي افزايند و ده دقيقه گرما مي دهند.

لازم به ذكر است كه بسته به نوع ماده اكسيد كننده مصرفي ، ممكن است تمام مواد آلي فاضلاب و به ويژه مواد پاك كنندة صابونها با اين روش كاملاً اكسيد نشوند و لذا دقت اين روش كم است و تنها براي مقايسه يك فاضلاب در مراحل گوناگون تصفيه بكار مي رود.

3-4-3- تعيين مقدار تي – او – سي (TOC)(2)
در اين روش تركيبات كربن دار آلي موجود در فاضلاب اندازه گيري مي شود. براي اين كار فاضلاب را بايد تا سرحد سرخ شدن سوزانيد و گاز كربنيك توليد شده را اندازه گيري نمود. نتايج بدست آمده از اين روش كه معمولاً در دستگاههاي ويژه اي انجام مي گيرد بسته به شكل و شرايط آزمايش كم دقت و متفاوت است.

3-4-4- تعيين مقدار مواد معلق در فاضلاب(S.S)(3)
مواد معلق در فاضلاب قسمتي از كل مواد خارجي(T S)(4) موجود در آن است كه تعيين آنها براي پيش بيني مقدار لجن حاصل از تصفيه فاضلاب اهميت ويژه اي دارد تفاوت بين S S,TS مقدار مواد محلول (DS)(5) در فاضلاب را نشان مي دهد.
از نظر جنس نيز مواد معلق ، يا داراي منشاء آلي هستند لذا ناپايدارند(1) و يا داراي منبع معدني بوده و پايدارند.(2)
حدود 4 0% مواد محلول در فاضلاب شهري 72 تا 75 درصد مواد معلق داراي منشاء آلي و بقيه مواد خارجي را مواد معدني تشكيل مي دهند. مقدار كل مواد معلق(TSS)(3) با كمك صافي تعيين مي شوند و در صورت سرخ كردن آنچه در صافي باقي مانده است را تا گرماي 6 00 درجه سانتيگراد گرم مي كنند تا مواد آلي آن تبديل به گاز شده و تنها مواد معدني (4) باقي بمانند.

3-4-5- تعيين اكسيژن محلول(DO)(5)
مقدار اكسيژن محلول موجود در فاضلاب شهري نمايانگر قدرت تصفيه طبيعي و خودبخودي آن مي باشد. وجود اكسيژن محلول در فاضلاب موجب فعاليتهاي باكتري هاي هوازي و جلوگيري از فعاليت باكتريهاي بي هوازي و در نتيجه مانع از توليد بوهاي ناخوشايند مي گردد. لذا كوشش مي شود كه مقدار اكسيژن محلول در فاضلاب از 1.5 ميلي گرم در ليتر كمتر نگردد. اين موضوع در استخر هاي هوادهي فاضلاب بسيار حائز اهميت است.

اندازه گيري مقدار اكسژن محلول با كمك وارد نمودن برخي از تركيبات منگنز كه قدرت جذب اكسژن آنها سريع و زياد است در نمونه فاضلاب مورد آزمايش و اندازه گيري وزن اكسيژن جذب شده توسط آن انجام مي گيرد.
هر يك از روشهاي ذكر شده (روشهاي تعيين درجه آلودگي فاضلاب) مقادير عددي متفاوتي را بدست مي دهند و هيچ ارتباط دقيقي با يكديگر ندارند.
(BOD) ، (COD) ، (TOC) نمي توانند به تنهائي تمام اكسيژن مورد نياز فاضلاب را تعيين نمايند.
بسته به نوع مواد خارجي موجود در فاضلاب نسبت اعداد بدست آمده از سه آزمايش نامبرده متفاوت خواهد بود. بويژه(COD) نوع مادة اكسيد كننده مصرفي در نتيجه بدست آمده بسيارمؤثر است.
مثلاً اعداد حاصله از مصرف دي كرومات پتاسيم براي تعيين(C OD) به مراتب بيشتر از اعداد حاصله از مصرف پرمنگنات پتاسيم مي باشد. در فاضلابهاي شهري خصوصاً وقتي از دي كرومات پتاسيم استفاده مي شود، مقدار موادي كه مي توانند توسط آن اكسيد شوند، بيشتر از موادي است كه قابليت اكسيد شدن توسط باكتريها را دارند. لذا غالباً مقدار(COD) بزرگتر از (BOD5) مي باشد.

فصل چهارم – اصول كلي تصفيه فاضلاب(1)
4-1- كليات :
بطور كلي در تصفيه فاضلاب اهداف زير مطلوب است:
1- گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب.
2- اكسيداسيون مواد ناپايدار آلي موجود در فاضلاب و تبديل آنها به مواد معدني پايدار و سپس ته نشين ساختن و جداسازي آن مواد از فاضلاب.
3- جدا سازي مواد سمّي (2) محلول و نامحلول از فاضلاب ، نظير تركيبات فازي هاي سنگين.
4- گند زدائي و كشتن ميكربهاي فاضلاب.
تمامي كارهاي نامبرده در طبيعت و در مدت زمان نسبتاً طولاني به طور خودبخودي انجام مي گيرد. هدف از ساختن تأسيسات تصفيه فاضلاب و تكامل دادن آن از يكسو سرعت بخشيدن به اهداف نامبرده و كوتاه نمودن زمان پالايش فاضلاب تا حدود چند ساعت است و از سوي ديگر جلوگيري از آلوده شدن منابع طبيعي آب و همچنين آلوده شدن محيط زيست مي باشد.

تصفيه و پالايش فاضلاب ، چه بصورت خود بخودي (تصفيه طبيعي فاضلاب) و در زمان نسبتاً طولاني (چندين روز) و چه در تصفيه خانه ها) تصفيه مصنوعي) و در زمان كوتاه (چندين ساعت)، هر دو با استفاده از سه مكانيسم و يا به عبارتي توسط سه گونه ممكن است انجام شود:
1- تصفيه مكانيكي يا فيزيكي(3)
2- تصفيه زيستي يا بيولوژيكي (4)
3- تصفيه شيميايي (5)
4-2- تصفيه مكانيكي يا فيزيكي فاضلاب
تصفيه مكانيكي از يك رشته فرايند هايي تشكيل شده است كه در آنها تنها از خواص مكانيكي و فيزيكي براي تصفيه فاضلاب استفاده مي شود.

آشغالگيري ، ته نشيني ، تجمع ذرات، صاف كردن اسمز معكوس ، تقطير و سرد كردن از جريانهاي تصفيه فيزيكي فاضلابهاست باستثناء سه روش آخر ، اين جريانهاي فيزيكي براي جداسازي آلوده كننده هاي معلق (جداسازي مواد خارجي معلق)است و اندازه ذرات ؛نوع جريان انتخابي را تعيين مي نمايد.ذرات ريز ذرات كلوئيدي كمتر از يك ميكرون (اندازه اكثر باكتريها )معمولا با روشهاي مختلف تجمع مي يابند. تاذرات بزرگترشده و بوسيله ته نشيني و صاف كردن از فاضلاب جدا شوند.
مهمترين روش هاي متداول مكانيكي در تصفيه خانه هاي فاضلاب براي صاف كردن فاضلاب عبارتند از :

4-2-1- صاف كردن فاضلاب(1)
الف-آشغالگيري:(2)
اولين عمليات واحد است كه در تصفيه خانه هاي فاضلاب با آن سروكار داريم. جذب جامدات درشت و قابل ته نشيني از طريق كشش سطحي در اين مرحله صورت مي گيرد. كه اين عمل معمولاً با كمك صفحه هاي فلزي كه سوراخ هائي به قطر چند سانتي متر يا چند ميلي متر در آن ساخته شده و يا با كمك تورهاي سيمي و يا بوسيله ميله هائي كه بصورت مايل در امتداد جريان فاضلاب قرار داده مي شوند، انجام مي گيرد. براي آگاهي بيشتربه شكل (1-4) توجه نماييد.
قرار دادن آشغالگير در مسير جريان فاضلاب موجب كاهش سطح مقطع جريان، ايجاد افت فشار و افت انرژي شده كه بصورت اختلاف سطح در دو سري آشغالگير نمودار مي شود.

وجود آشغالگير سبب كاهش مقدار مواد معلق در فاضلاب از قبيل (تكه پاره هاي كاغذ و چوب- تكه هاي پارچه و نايلون و…) و در نتيجه كاهش BOD5 موجود در فاضلاب خام مي شود.

شكل(1-4)- انواع آشغالگيرهاي (الف) ثابت شيب دار،(ب) با استوانة چرخان،(ج) با ديسك چرخان،(د) گريز از مركزي.
مقدار كاهش آلودگي فاضلاب تابعي است از بزرگي سوراخ ها و يا فاصله ميله هاس آشغالگير . هر چه سوراخ هاي آشغالگير ريز تر باشد ، مقدار كاهش آلودگي بيشتر و افت انرژي نيز افزايش مي يابد.

ب- صاف كردن به كمك ماسه :(1)
اين روش بيشتر در تصفيه خانه ها ، براي تصفيه نهائي فاضلاب و زلايل سازي بكار مي رود. در اين روش مواد معلق بسيار ريز مانند خاكشيرها و تخم انگل ها كه غالباً در برابر تجزيه بسيار مقاوم هستند، گرفته مي شوند. كاربرد صافي ماسه اي در تصفيه فاضلاب هاي شهري بعلت هزينه زياد آن متداول است و تنها بعنوان تكميلي تصفيه تكميلي و يا مرحله سوم تصفيه (زلال سازي) ممكن است بكار برده شود.

4-2-2- ته نشين كردن مواد معلق(3)
پركارترين و مهمترين روش تصفيه مكانيكي در بيشتر تصفيه خانه هاي فاضلاب ، ته نشين كردن مواد معلق در فاضلاب است كه عبارتست از جدا كردن ذرات معلق سنگين تر از آب از طرق ته نشيني ثقلي.
اساس كار روش ته نشيني بر اين هدف قرار دارد كه با كاهش سرعت جريان در استخرهائي(مخزن ته نشيني يا حوضچه ته نشيني ) امكان ته نشين شدن مواد معلق در فاضلاب بوجود آيد.
حجم يك استخر ته نشيني را مي توان به چهار منطقه تقسيم كرد:
الف- منطقه ورودي كه توسط آن فاضلاب در استخر پخش مي شود.
ب- منطقه ته نشيني كه در آن ذرات معلق فاضلاب ته نشين مي شوند.

ج- منطقه جمع شدن لجن كه در آن ذرات ته نشين شده متراكم گشته و تشكيل لجن مي دهند.
د- منطقه خروجي كه توسط آن فاضلاب ته نشين شده متراكم گشته و تشكيل لجن مي دهند.
در موقع ته نشين شدن ذرات معلق در منطقه ته نشين شدن ذرات معلق در منطقه ته نشين، در اثر تماس آنها با آب ، مقاومتي در جهت معكوس بر آنها وارد مي آيد كه متناسب با سرعت و شكل ذره مي باشد. در حالتي كه ذرات كروي شكل و عدد زينولذر(1) طبق رابطه(1-4) كوچكتر از يك باشد، سرعت ته نشيني Vs را مي 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 سانتيمتر، لزجت سينماتيكي بر حسب سانتيمتر مربع بر ثانيه ، وزن مخصوص فاضلاب و ذره بر حسب گرم نيرو بر سانتي متر مكعب ، B جرم بر سانتي متر مكعب و نمايشگر از لزجت ديناميكي بر حسب گرم نيرو بر سانتيمتر مربع فاضلاب است و خواهيم داشت:
(4-4)
H : عمق استخر ته نشيني
VS : سرعت ته نشيني (قائم)
TS : مدت زمان رسيدن ذره معلق به كف استخر
(5-4)
L : طول استخر
Vh : سرعت ته نشيني
Th : مدت زمان رسيدن ذره معلق به انتهاي استخر
اگر TS=Th باشد ،پس :
(6-4)
Ba : بار سطحي
A : سطحافقي استخر
Q : دبي فاضلاب ورودي به استخر
(7-4)
(8-4)
(9-4)
Rt = مدت زمان توقف فاضلاب(مدت جريان فاضلاب در استخر ته نشيني تا تمامي ذرات به كف استخر برسند).
H*V=A
در عمل به جزء در موارد استخر هاي ماسه گير تا حدودي شرايط رابطة(3 - 4 ) در آنها بر قرار است، در بقية موارد به دلايلي نمي توان براي محاسبه سرعت سقوط و تهنشيني ذرات معلق از رابطة نامبرده استفاده نمود.
با توجه به آنچه گفته شد، نتيجه گيري مي شود كه براي يك زمان ته نشيني ، غلظت فاضلاب ورودي به استخر ته نشيني نسبت به موارد معلق ، در مقدار درصد ته نشيني بسيار مؤثرتري باشد كه در نمودار شكل
(2-4) ارتباط نامبرده بصورت آزمايشي نشان داده شده است.

شكل(2-4)- وابستگي مقدار ته نشيني با غلظت فاضلاب ورودي در استخرهاي ته نشيني فاضلاب