بخشی از مقاله
چکیده
با رشد روزافزون جمعیت و پیشرفت و گسترش صنایع، مصرف آب و به دنبال آن تولید فاضلاب به طور چشمگیری افزایش یافته است. تخلیه فاضلاب به محیطزیست سبب تخریب بیولوژیکی و اکولوژیکی محیط، آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی و بروز بیماریهای حاد و مزمن میگردد. براین اساس، امروزه طیف گستردهای از سیستمهای تصفیه فاضلاب وجود دارد که هدف آنها تثبیت مواد آلی تولیدی، استفاده مجدد از آب و مواد جامد حاصل از تصفیه فاضلاب و همچنین تخلیه پساب در محیط با کمترین تخریب محیطزیستی است. براین اساس این مقاله مروری بر مراحل تصفیه فاضلاب شهری و نیز اشاراتی به روشهای جدید در تصفیه فاضلاب دارد.
مقدمه:
با توسعهی روزافزون جوامع شهری و افزایش جمعیت شهرها و در نتیجه افزایش نیاز آبی، میزان تولید فاضلاب شهری رشد چشمگیری داشته است از طرفی، افزایش آگاهی عمومی نسبت به مشکلات آلودگی آب، تصویب قوانین جدید و سختگیرانهی محیطزیستی را در خصوص تخلیهی پساب در پی داشته که این موضوع سبب افزایش سرعت ساخت و نصب تصفیهخانههای فاضلاب شهری شده است . - Guangming, 2007 -
فعالیتهای متفاوت در جوامع انسانی منجر به تولید انواع مختلفی از مواد زائد جامد و مایع میگردد. به بخشی از مواد زائد مایع که اساسا جزئی از آب مصرفی است و در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده، فاضلاب اطلاق میشود .فاضلابها اساسا دارای طبیعت آلی مشتمل بر کربن، نیتروژن و فسفر بوده و دارای تعداد نسبتا بالایی از میکروارگانیسمها هستند. مهمترین اجزاء تشکیل دهنده فاضلاب معمولا عبارتند از: جامدات معلق، مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی، عوامل بیماریزا و مواد بیاثر مانند ذرات خاک که از طریق جذب مواد آلی در سطح خود باعث ایجاد آلودگی میشوند - آستانی، . - 1389 فاضلاب شهری از نظر ساختاری از 99 درصد آب و یک درصد سایر مواد که عمدهترین آن مواد آلی است، تشکیل شده است.
ترکیب شیمیایی فاضلاب شهری به عوامل مختلفی بستگی دارد. بر همین اساس شناسایی آن و فهرست کردن عناصر موجود در آن بسیار مشکل است، بدین علت گزارش ترکیب شیمیایی فاضلابهای شهری به چند ویژگی خاص محدود میشود. جدول - 1 - ، بیانگر برخی ویژگیهای شیمیایی فاضلاب است که در اغلب گزارشها به آنها اشاره میکنند - عرفان منش و افیونی، . - 1388 تصفیه خانههای فاضلاب اصولا بر اساس مقدار تصفیه مورد نیاز و میزان آلودگی فاضلاب طراحی میشوند و میبایست سه مرحله تصفیه یعنی تصفیه اولیه یا فیزیکی، تصفیه ثانویه و پیشرفته را انجام دهند.
تصفیه اولیه اصولا یک فرآیند فیزیکی است که شامل مراحل آشغالگیری - برای جداسازی مواد با اندازه بزرگ - و ته نشینی - برای جداسازی مواد جامد معلق - است. در مرحله تصفیه اولیه یا فیزیکی در حدود 35 درصد اکسیژن خواهی بیولوژیکی و در حدود 60 درصد مواد جامد معلق کاسته میشوند. اگرچه در تصفیه اولیه بخش عمده مواد از فاضلاب جدا میشوند و فرآیند گندزدایی مواد مذکور سلامت آنرا افزایش میدهد اما پساب تولید شده در این مرحله هنوز به اندازه کافی دارای مواد آلی هست تا باعث بروز مشکل BOD بالا و کاهش اکسیژن گردد، علاوه بر این پساب مذکور از نظر مواد غذایی گیاهی مانند ازت و فسفر بسیار غنی است و رهاسازی آن در آبهای سطحی مشکل غنیشدن - یوتریفیکاسیون - دریاچه ها و آبگیرها را به همراه خواهد داشت.
قوانین محیطزیستی در ایالات متحده تصفیه خانهها را ملزم به تصفیه فاضلاب تا مرحله ثانویه و کاهش حداقل 85 درصد BOD فاضلاب کرده است. به عبارت دیگر در پساب تولید BOD5 و مواد جامد معلق باید کمتر از 30 میلیگرم در لیتر باشد - متوسط ماهیانه - . در تصفیه ثانویه فرآیند تصفیه فیزیکی مرحله اول به وسیله فرآیندهای میکروبیولوژیکی کامل میشود. در صورتی که فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی درست طراحی شده باشند در حدود 90 درصد از BOD و 90 درصد از مواد جامد معلق را میتوان از پساب فاضلاب جدا کرد - عرفانمنش و افیونی، . - 1388 اگرچه هدف اصلی تصفیه اولیه - علاوه بر گندزدایی فاضلاب - جداسازی مواد جامد و هدف اصلی تصفیه ثانویه، کاهش BOD فاضلاب است، اما هیچکدام از این دو روند قادر به جداسازی موثر مواد غذایی و مواد آلی مقاوم در برابر تجزیه میکروبی نیستند.
برای مثال بیش از 21 نیتروژن و 31 فسفر در تصفیه ثانویه از فاضلاب جدا نمیشوند و بقیه آن در پساب تولید شده به صورت محلول باقی میماند، این بدان معنا است که مشکل یوتریفیکاسیون دریاچه ها همچنان باقی خواهد ماند. در این شرایط با توجه به آلودگی لجن فاضلاب و پساب تولید شده به مرحله دیگری از تصفیه - مرحله سوم یا پیشرفته - نیاز است، این مرحله از یک طرف بسیار متغیر و از طرف دیگر بسیار ویژه است و به نوع ماده آلاینده ای که باید از پساب جدا شود بستگی تام دارد. این نوع تصفیه در اکثر تصفیه خانههای فاضلاب بعد از مراحل تصفیه اولیه و ثانویه قرار میگیرد ولی در برخی مواقع - مثلا در تصفیه فاضلابهای صنعتی - کاملا جایگزین آنها میگردد.
تصفیه اولیه:
تصفیه اولیه فاضلاب شامل یک مرحله غربال کردن ساده مواد یا آشغالگیری است، در مرحله آشغالگیری اجزاء جامد و بزرگ شامل پارچه، چوب، کفش و هر چیز دیگر که ممکن است به دستگاه ها و لولههای انتقال آسیبی وارد کند از فاضلاب جدا میشود. آشغالگیرها انواع مختلف دارند ولی نوع رایج آن تشکیل شده از میلههای استیلی که به موازات هم و به فاصله 2 تا 7 سانتیمتر از هم قرار گرفتهاند، در بعضی مواقع پس از آشغالگیرها، الکهای دیگری با قطر سوراخ های کوچکتر قرار میدهند، همچنین در تعدادی از تصفیه خانههای فاضلاب به منظور کاهش گرفتگی و انسداد سوراخهای الک ها از دستگاه خردکن در مرحله آشغالگیری استفاده میشود، بدین ترتیب اجزاء بزرگ به قطعات کوچکتری که بتواند همراه جریان فاضلاب حرکت کنند تبدیل میشوند. پس از مرحله آشغالگیری فاضلاب به شنگیر منتقل میشود، فاضلاب در مخزن شنگیر برای مدت کافی باقی میماند، زمان ماندن در این مخزن به اندازهای است که اجزاء سنگین فاضلاب مانند شن و سنگریزه در کف مخزن ته نشست کنند.
