بخشی از مقاله
چکیده
تا به امروز مطالعات زیادی در زمینه گندزدایی پساب خروجی تصفیه خانه های فاضلاب با استفاده از روش های نوین برای دستیابی به استانداردهای خروجی تصفیه خانه های فاضلاب از جمله آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا - EPA - و سازمان بهداشت جهانی - WHO - انجام شده است. از این رو این مطالعه برای تعیین دوز بهینه، قدرت وکارایی سامانه گندزدایی REDO جهت حذف وکاهش قابل ملاحظه کلیفرم کل در تصفیه خانه فاضلاب شمال اصفهان در سال1390 انجام شد.
در این مطالعه که از نوع تجربی-کاربردی است برای اولین بار در خاورمیانه تاثیر چهار ماده گندزدا کلر - Cl2 - ، دی اکسید کلر - ClO2 - ، اکسیژن - O2 - و ازن - O3 - که در فرآیند الکترو لیز محلول آب و نمک توسط دستگاه REDO تولید می شود با ظرفیت 200 لیتر در ساعت و با دبی فاضلاب ورودی 118 لیتر بر دقیقه در دو مقیاس پایلوت و Batch برای دستیابی به دوز بهینه محلول گندزدایی جهت از بین بردن کلیفرم کل و کاهش تری هالومتان ها در خروجی تصفیه خانه شمال اصفهان مورد بررسی قرار گرفت.
همچنین میزان کلیفرم نمونه فاضلاب قبل و بعد از گندزدایی اندازه گیری شد. نتایج حاصل از آزمایشگاه نشان داد در دوز تزریق 4 پیپیام از این محلول گندزدایی میزان کلیفرم کل از مقدار 7/9 ×106 در مقیاس پایلوت به 69 امپیان بر 100 میلی لیتر و در مقیاس بسته به 31 امپیان بر 100 میلی لیتر کاهش پیدا کرده است.
همچنین نتایج نشان داد این محلول باعث کاهش جزئی COD و افزایش جزئی TDS در پساب خروجی می شود. بر اساس نتایج این مطالعه بهترین دوز تزریق 4 پیپیام می باشد که دارای راندمان 99/9 درصدی است که باعث کاهش قابل ملاحظه کلیفرم کل در خروجی تصفیه خانه برای تخلیه به آبهای سطحی، چاه های جاذب و مصارف کشاورزی و تامین نیازهای زیست محیطی می شود.
.1 مقدمه و هدف
آلوده شدن آبهای سطحی و لزوم دسترسی به منابع آب جدید از بزرگ ترین مشکلات بسیاری از کشورهای در حال توسعه است که طرح های بین المللی و جهانی را معطوف خود کرده است. با رشد جمعیت و کاهش منابع آب سالم، نیاز به آن یکی از نیازمندیهای بسیار حیاتی قرن بیست یکم خواهد بود. مهمترین منابع آلوده کننده آبهای سطحی پساب های صنایع و پساب های شهری می باشند.
به دلیل افزایش میزان آلودگی ها و همچنین پیچیدگی آلودگی صنعتی، روش های معمول برای تصفیه کامل پساب و رفع آلودگی ها ناکافی و ناموفق است 1]و.[2 لذا اگرچه امروزه روشهای بیولوژیکی و شیمیایی موثری جهت خالص سازی آب و پساب در دست است، لیکن آنها قادر به حل همه مشکلات نیستند و نمی توان از این آبها برای مصرف مجدد چه در صنعت و چه جهت مصارف دیگر از جمله کشاورزی استفاده نمود .[3] امروزه پساب حاصل از تصفیه خانه های فاضلاب به عنوان یک منبع ارزشمند آب محسوب شده که می توان آن را برای مصارف مختلف استفاده نمود
پساب های خروجی از تصفیه خانه های فاضلاب با فرایند لجن فعال برای حفاظت منابع آب، سواحل و آبزیان گندزدایی می شوند و در این خصوص کلر به عنوان گزینه برتر استفاده می شده است. اما نگرانی هایی در خصوص ایمنی و سلامت کارگران و عموم و پتانسیل سمیت پساب کلرزنی شده برای محیط آبی وجود دارد که باعث شده تا استفاده از کلر در گندزدایی پساب سؤال برانگیز باشد. در نتیجه، سازمانهای قانونی محدودیتهایی را برای پساب کلرزنی شده و برنامه های مدیریت ریسک در تصفیه خانه ها برای ذخیره حجم عظیم کلرگازی، جابجایی و حمل و نقل هیپوکلریت سدیم در نظر گرفته اند
استفاده از روشهایی مانند ازن زنی و یا لامپ های UV با وجود برخی مزایایی که نسبت به کلرزنی دارند به دلیل عدم برجای گذاری باقی مانده آنچنان نتوانستند جایگاه خود را به عنوان جایگزینی برای کلر تثبیت نمایند6] و.[7 ترکیبات متعدد پراکسید هیدروژن نیز با وجود مزایای متعدد به علت عدم تامین استاندارد سازمان بهداشت جهانی - WHO - مربوط به دفع پساب در غلظتهای معقول و مناسب، مصداق کاربردی نیافته اند 8] و .[9 از اینرو هنوز جستجو برای یافتن گندزدایی مناسب که بتواند جایگزین کلر شود ادامه دارد. همچنین دپارتمان حفاظت محیط زیست ایالت نیویورک - NYSDEC - محدودیت هایی را برای کلر باقیمانده در پساب ایجاد کرده که نیازمند انجام کلرزدایی یا استفاده از گندزداهایی به جای کلر می باشد
کیفیت پساب ها با کاهش مصرف انرژی و هزینه ها، نیازمند استفاده از تکنولوژی های نوین است که یکی از آنها، REDO است. این تکنولوژی قادر به گندزایی مؤثر پساب با به حداقل رساندن اثرات بهداشتی و زیست محیطی می باشد. طراحی و بهره برداری سیستم های گندزدایی نیاز به دقت دارد تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات ایمن، مطمئن و اقتصادی اند. کیفیت پساب تصفیه خانه های فاضلاب شهری بستگی به نوع جامعه و نوع سیستم تصفیه دارد
روش نوین گندزدایی آب با استفاده از تکنولوژی پیشرفته REDO حاصل10 سال مطالعه و پژوهش های علمی دانشمندان کشورآلمان می باشد که سر انجام در سال 2002 به ثمر رسید. در سال 2004 سیستم گندزدایی آب REDO از سوی وزارت اقتصاد دولت فدرال آلمان موفق به دستیابی جایزه نوآوری و اختراعات شد
در این تحقیق با استفاده از مطالعه پایلوت در محل تصفیه خانه فاضلاب شمال اصفهان، جنبه های مختلف گندزدایی پساب خروجی با استفاده از REDO کامل بررسی شده است.
.2 مواد و روش ها
تکنولوژی نوین و استاندارد دستگاه تصفیه میکروبی - گندزدایی - REDO بر پایه فرآیند های الکتروآنالیز و یونیزاسیون و بر اساس جداسازی توسط دیافراگم لایزر ابداع شده است. در این تکنولوژی با استفاده از جریان مستقیم - DC - برق با قدرت کم حدود - 16- 12 - وات محلول آب و نمک - محلول الکترولیت - تهیه شده استاندارد تجزیه یونی شده و با فعل و انفعال خود به خود یونها و رادیکالهای آزاد باردار واکنش دار - Reactive - تولید می شود که محلول اسیدی، قلیایی و خنثی تولید می شود. همانگونه که در شکل شماره - 1 - نشان داده شده است خروجی محلول اسیدی از قطب کاتد و خروجی محلول قلیایی که همان محلول گندزدایی می باشد از قطب آند است.
شکل شماره - 1 - محصولات خروجی از آند و کاتد سل دستگاه REDO
محلول اسیدی شامل چهار عامل گندزدا کلر، دی اکسید کلر، اکسیژن و ازن به ترتیب با غلظت های 400، 26، 11 و 9 mg/lit است. رابطه - 1 - بیانگر میزان محلول الکترولیت و انرژی لازم برای تولید 1 لیتر محلول گندزدایی و رابطه - 2 - میزان غلظت تولید شده توسط دستگاه برای هر یک از عناصر گندزدایی را نشان می دهد.
پیش از این استفاده از این تکنولوژی تنها در تصفیه خانه های آب کاربرد داشته است که در این مطالعه سعی بر این شده است تا توانایی این سامانه گندزدایی برای اولین بار در خاور میانه در تصفیه خانه فاضلاب شهری شمال اصفهان نیز بسنجیم. این پایلوت در فاز دوم تصفیه خانه در کنار حوضچه گندزدایی در یک کانکس طراحی شد. تصفیه خانه فاضلاب شمال اصفهان از نوع لجن فعال دو مرحله ای می باشد که که برای بارگذاری54 گرم BOD5 برای هر نفر طراحی شده است. ظرفیت تصفیه خانه در ماکزیمم دبی فاضلاب ورودی در100 درصد بهره بردای180 هزار مترمکعب در روز می باشد.
جهت الکترولیز، آب ورودی به دستگاه باید دارای شاخص های کیفی مورد نظر باشد به همین منظور از یک پیش تصفیه که شامل 2 فیلتر ذره گیر 5 و 0/5 میکرونی و سختی گیر برای رساندن سختی به صفر می باشد استفاده می کنیم. در شکل شماره - 1 - شمای کلی پایلوت دستگاه REDO به صورت شماتیک نمایش داده شده است.
