تصفیه فاضلاب انسانی یا تصفیه فاضلاب بهداشتی

همه چیز در مورد تصفیه فاضلاب انسانی

تصفیه فاضلاب انسانی یا تصفیه فاضلاب بهداشتی ، پکیج تصفیه فاضلاب ، تصفیه فاضلاب شیمیایی و تصفیه فاضلاب بیولوژیکی واژگان کلیدی این مقاله از مجموعه مقالات دانشنامه تصفیه آب و فاضلاب هستند. 

تصفیه فاضلاب انسانی یا تصفیه فاضلاب بهداشتی (human wastewater treatment) در مورد آبی است که دیگر برای استفاده مناسب نیست . به طور کلی تصفیه فاضلاب به دو روش اطلاق می گردد:

 که عبارتند از تصفیه فاضلاب شیمیایی (chemical waste water )  و تصفیه فاضلاب بیولوژیکی (Biological wastewater treatment) . آنچه در این مقاله تصفیه فاضلاب انسانی خواهید خواند :

1. تصفیه فاضلاب انسانی یا بهداشتی

2. انواع روشهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

پکیج تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب انسانی یا بهداشتی (human wastewater treatment):

 فاضلاب ، آبی است که دیگر برای استفاده مناسب نیست . به عبارت دیگر به آبی اطلاق می گردد که می تواند دوباره به محیط برگردد. تشکیل فاضلاب یا پساب توسط عواملی همچون  حمام ، شستشو ، استفاده از توالت ، رواناب و آب باران می باشد. فاضلاب پر از آلاینده ها از جمله باکتری ها ، مواد شیمیایی و سموم دیگر است. هدف از تصفیه فاضلاب انسانی یا تصفیه فاضلاب بهداشتی ، كاهش آلاینده ها به مقادیر قابل قبول است تا آب برای دفع مجدد به محیط زیست ایمن باشد .

به طور کلی تصفیه فاضلاب به دو روش اطلاق می گردد  که عبارتند از :

تصفیه فاضلاب شیمیایی(chemical waste water )  و

تصفیه فاضلاب بیولوژیکی(Biological wastewater treatment)

معمولا تصفیه فاضلاب بیولوژیکی برای تجزیه و از بین بردن مواد زائد ازجمله مواد بیولوژیکی و باکتری ها استفاده می کنند. سیستم های تصفیه بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب مجتمع های مسکونی، فاضلاب بهداشتی صنایع، مکانهای تجاری و به طور کل تصفیه فاضلاب انسانی استفاده می شود.

طبیعتا در روش تصفیه فاضلاب شیمیایی از فرآیندهای شیمیایی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود  همچنین کاربرد تصفیه فاضلاب شیمیایی بیشتر در تصفیه پساب صنایع ، کارخانه های نساجی ،رنگرزی و کارخانه های تولیدی است و دلیل این امر این است که بیشتر فاضلاب های این صنایع حاوی مواد شیمیایی و سموم دیگری هستند که می توانند تا حد زیادی به محیط زیست آسیب برساند.

انواع روش‌های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب انسانی :

هوادهی با استفاده از روش لجن فعال Activated Sludge

لجن فعال با استفاده از هوادهی گسترده Extended Aeration treatment system

بیوفیلم بستر متحرک MMBR (Moving bed biofilm reactor)

بیوراکتور غشایی Mbr  (Membrane bioreactor)

SBR (Sequencing batch reactors)

بی هوازی

♦ تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش هوادهی (لجن فعال) :

فاضلاب در شبکه جمع آوری پس از عبور از آشغال گیرها وارد مخزن متعادل ساز و ایستگاه پمپاژ اولیه می گردد. در روش های تصفیه بیولوژیکی حذف آلوده کننده بوسیله فعالیت بیولوژیکی انجام می گردد، تصفیه بیولوژیکی مواد آلی قابل تجزیه را مانند محلول کلوئیدی را حذف می کند و به طور کلی این مواد یا به گاز تبدیل می شوند که به محیط فرار می کنند و یا به توده های سلولی بیولوژیکی تبدیل می گردند که به وسیله ته نشین سازی حذف می شود این روش همچنین جهت از بین بردن نیتروژن در فاضلاب به کار می رود.

مراحل مختلف تصفیه فاضلاب انسانی یا بهداشتی به روش بیولوژیکی هوازی :

• آشغال گیر (screen)

• مخزن متعادل ساز و ایستگاه پمپاژ (qualization tank &pump station)

• مخزن هوادهی (aeration tank)

• واحد ته نشینی (settling)

• پمپاژ لجن فعال (activated slugep.s)

• واحد ضدعفونی فاضلاب (dissection unite)

• مخزن نگهداری و هاضم لجن (digester &holding tank)

• تابلوی توزیع قدرت (control room)

هوادهی(aeration) :

 اساس کار تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی ، لخته سازی و حذف جامدات کلوئیدی غیر قابل ته نشینی و تثبیت مواد آلی بوسیله میکروارگانیسم های گوناگونی که مواد آلی محلول کلوئیدی، گازهای گوناگون و توده هایی که عمدتا باکتری ها هستند ، می باشند

اجرام آلی موجود در فاضلاب در مخزن هوادهی با باکتری های هوازی که بطور معلق وجود دارند در تماس قرار می گیرند. محیط هوازی مخزن هوادهی با استفاده از هوادهی عمقی یا هوادهی مکانیکی سطحی ایجاد می شوند.  که علاوه بر این عملکرد ، اختلاط فاضلاب را نیز ایجاد می کند. بعد از گذشت زمان مشخصی مخلوط سلولهای جدید و قدیمی به داخل تانک و ته نشینی جایی که سلولها از پساب تصفیه شده جدا می گردند هدایت می شود. یک بخش از سلولهای ته نشین شده جهت به دست آوردن غلظت مناسب و دلخواه میکروارگانسیم در مخزن هوادهی به راکتور بازگردانده می شوند و بخش دیگر آن از سیستم خارج میشود.

در طبیعت نقش اساس باکتری ها ، تجزیه اجرام آلی تولید شده به وسیله موجودات زنده می باشد در روش لجن فعال باکتری ها مهمترین میکرواورگانیزم هایی هستند که نقش تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب را ایفا می کنند. در مخزن هوادهی یک بخش از مواد آلی بوسیله باکتری های هوازی برای بدست آوردن انرژی جهت اجرام آلی به سلول های جدید استفاده می گردد و طبیعتا تجزیه مواد آلی به وسیله باکتری ها باعث تشکیل لخته های مناسب که نیاز اولیه جداسازی فاضلاب در واحد ته نشینی می باشد.

ته نشینی (settling):

از واحد ته نشینی به منظور جدا سازی ذرات معلق از آب استفاده می کنند از این واحد به طور گسترده در تصفیه فاضلاب انسانی یا بهداشتی استفاده می شود. از ته نشینی جهت حذف دانه، حذف لخته های بیولوژیکی در مخازن ته نشینی لجن فعال و همچنین برای تغلیظ جامدات استفاده میشود. معمولا در مخازن ته نشینی به روش لجن فعال یک مجزای خروجی پمپاژ بخشی از لجن فعال به مخزن ته نشینی اولیه تعبیه میشود. در صورتی که ظرفیت پمپهای برگشت لجن فعال مناسب نباشد ممکن است توده لجن در جریان پیک، از سرریز ها به بیرون منتقل شود.

ضد عفونی (dissection unite) :

پس از ته نشینی فاضلاب در مخزن ته نشینی ثانویه و پیش از وارد نمودن آن به منابع طبیعی آب باید میکرواورگانیزم های بیماری زا از قبیل باکتری، ویروس و.. حذف شود. در حال حاظر ، متداول ترین روش ضد عفونی فاضلاب اضافه کردن کلر به فاضلاب می باشد. در این روش ابتدا محلول هیپوکلریت کلسیم در یک پکیج تهیه و آماده می گردد . و سپس توسط یک دستگاه پمپ تزریق مربوط به پساب تصفیه شده در داخل یک حوضچه تماس، کلر به فاضلاب تصفیه شده اضافه می گردد.

نگهداری و هاضم لجن اضافی (digester &holding tank) :

معمولا در تصفیه خانه های بزرگ یک واحد هضم لجن (digester) تعبیه شده به منظور نگهداری یک زمان توقف طولانی و این لجن در دوره های مشخص تخلیه و به بیرون شهر منتقل می شود.

♦ لجن فعال با استفاده از هوادهی گسترده Extended Aeration treatment system

هوادهی گسترده یک روش تصفیه فاضلاب با استفاده از روش لجن فعال اصلاح شده است که این روش برای فاضلاب های نسبتاً کم ، که در آن راندمان پایین تر با سادگی مکانیکی ترکیب می شود ، استفاده می شود. سیستم تصفیه هوادهی گسترده با فراهم کردن شرایط ایده آل برای باکتری های هوازی و سایر میکروارگانیسم ها کار می کند همچنین میکروارگانیسم ها آلودگی های بیولوژیکی موجود در فاضلاب خام را تجزیه می کنند.

محفظه هوادهی بخش مهمی است که 90٪ فرایند تصفیه در آن رخ می دهد. این فرایند طبق این تئوری زیر عمل می کند :

پسماندهای موجود در فاضلاب خانگی عموماً ارگانیک (تجزیه و تخریب پذیر) هستند ، بدین معنی که میکروارگانیسم های هوازی در حضور اکسیژن می توانند از مواد آلی به عنوان منبع غذایی خود استفاده کنند. در طبیعت ، اگر زباله ها به صورت یک جریان آب راکد تخلیه شوند ، باکتری های موجود در جریان فاضلاب را تجزیه می کنند و سطح اکسیژن محلول را تا حدی کاهش می دهند که می تواند تمام زندگی آبزیان را در رودخانه از بین ببرد.

 شبیه به طبیعت ، در یک سیستم تصفیه هوادهی گسترده ، هوا (29٪ اکسیژن) توسط دمنده ها تامین می شود و باکتری های موجود در مخزن هوادهی فاضلاب را تجزیه می کنند تا لجن معلق تشکیل شود. لازم به ذکر است که بسته به نوع فاضلاب ، رنگ لجن  سیستم با سیستم دیگر متفاوت خواهد بود.

لجن فعال شده (لجن برگشتی) 

یک مکان ته نشینی (کلاریفایر) بعد از محفظه هوادهی قرار می گیرد تا میکروارگانیسم هایی که در محفظه هوادهی رشد می کنند به صورت ثقلی ته نشین شوند و لجن را در قسمت پایین مخزن (کلاریفایر) تشکیل دهند. بیشتر میکروارگانیسم ها در پایین کلاریفایر مستقر می شوند که در آنجا مجدداً به سمت سره مخزن هوادهی پمپاژ می شوند. میکروارگانیسم ها سپس چرخه تغذیه با ارگانیسم های ورودی در فاضلاب را آغاز می کنند. این ماده به عنوان لجن فعال شده (لجن برگشتی) شناخته می شود.

 

فاضلاب تصفیه شده پس از عبور از کلاریفایر و لایه های شفاف کننده (90-85٪ فاضلاب تصفیه شده) معمولاً به بخش تزریق کلر که در آنجا تصفیه بیشتری انجام می شود (95٪) می رسد  سپس پساب تصفیه شده با كلر ضدعفونی می شوند .در حال حاضر برخی از تجهیزات در حال جایگزینی واحدهای کلرزنی با فرم های ضد عفونی کننده ماورای بنفش ، ازن ژنراتور و .. هستند. ضد عفونی کردن فرایند کشتن بیماری است که باعث ایجاد میکروارگانیسم ها می شود همچنین تخلیه پساب نهایی به طور معمول به یک جریان با رقیق سازی عالی می رسد تا 5٪ باقیمانده از آلاینده ها بدون آسیب به محیط زیست با اطمینان در محیط تخلیه شوند.

♦ بیوفیلم بستر متحرک MMBR (Moving bed biofilm reactor)

استفاده از سیستم های بیوفیلم MMBR در پکیج تصفیه فاضلاب انسانی / بهداشتی به دلیل رویکرد وسوسه انگیز آن در حذف آلاینده ها از پساب ، به سرعت در حال افزایش است ، که ثابت شده است که هم از نظر هزینه و هم از منظر زیست محیطی مؤثر است .

روش تصفیه فاضلاب انسانی با استفاده از راکتور MMBR :

میکروارگانیسم ها با تشکیل بیوفیلم تمایل به تشکیل مستعمرات( خوشه ها) را برای تسریع در رشد ارگانیسم و ​​تسهیل دسترسی به مواد غذایی و غیره دارند. در بیوفیلم یا سیستم های رشد پیوست ، رشد زیست توده مسئول تبدیل مواد آلی یا مواد مغذی روی سطح مواد بسته بندی (مدیا معلق) می باشد.

تشکیل بیوفیلم توسط بستر فراهم شده برای حفظ و رشد میکروارگانیسم ها تقویت شده و  مدیا معلق برای توسعه بیوفیلم در فرآیندهای پر سرعت ، مساحت زیادی را در واحد ایجاد می کند. بنابراین ، انتخاب نوع مدیا برای انواع مختلف جمعیت میکروبی مهم است . مساحت بزرگ بیوفیلم مدیا را قادر می سازد تا بطور مؤثر مقدار زیادی بستر از فاضلاب تأثیر پذیر را جذب کند.

با توسعه بیوفیلم روی مدیاها، زیستگاه های متنوعی را فراهم می کند به طوری که اجزای مختلف مانند عناصر کربن و نیتروژن فاضلاب تبدیل به مواد معدنی شوند ، بنابراین باعث افزایش راندمان حذف مواد آلی از فاضلاب تأثیر پذیر می شوند.

فواید استفاده از MMBR  در مقایسه با روش لجن فعال

استفاده از سیستم بیوفیلم MMBR  در تصفیه فاضلاب مزایای مختلفی دارد ، در مقایسه با سیستم رشد معلق (لجن فعال) ، انعطاف پذیری بالاتر ، تقاضای فضای کوچکتر ، افزایش مقاومت در برابر تغییرات در محیط ، حفظ بیشتر زیست توده دوره ، غلظت زیست توده فعال بالا و همچنین تولید لجن کم را میتوان اشاره کرد .

♦ بیوراکتور غشایی MBR (Membrane bioreactor)

بیوراکتور غشایی (MBR) ترکیبی از یک فرآیند غشایی مانند میکروفیلتراسیون یا اولترافیلتراسیون با یک فرآیند تصفیه فاضلاب بیولوژیکی ، فرآیند لجن فعال است و امروزه به طور نسبتا گسترده ای برای تصفیه فاضلاب انسانی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

♦ تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش هوادهی SBR (Sequencing batch reactors):

راکتورهای sbr نوعی از فرآیند لجن فعال برای تصفیه فاضلاب است . اکسیژن از طریق مخلوط فاضلاب و لجن فعال حباب می شود تا مواد آلی (به عنوان اکسیژن خواهی بیولوژی (BOD) و  اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) اندازه گیری شود) اندازه گیری می شود. پساب تصفیه شده ممکن است برای تخلیه در آبهای سطحی یا احتمالاً برای استفاده در زمین مناسب باشد.

 

♦ تصفیه فاضلاب انسانی بیولوژیک به روش بی هوازی

(Anaerobic wastewater treatment)

تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی فرایندی است که در آن میکروارگانیسم ها در صورت عدم وجود اکسیژن ، مواد آلی را به بیوگاز تبدیل می کنند. این یک فرایند کارآمد با انرژی است که به طور معمول برای تصفیه فاضلاب صنعتی با استحکام بالا مورد استفاده قرار می گیرد که گرم است و حاوی غلظت بالایی از مواد آلی تجزیه (با اندازه گیری BOD ، COD و / یا TSS) است. از سیستم بی هوازی می توان به عنوان پیش تصفیه برای تخلیه در یک تصفیه خانه فاضلاب شهری یا قبل از ورود به یک فرآیند هوازی استفاده کرد.

فرآیندهای بی هوازی به میزان قابل توجهی انرژی کمتری مصرف می کنند ، به مواد شیمیایی کمتری احتیاج دارند و در مقایسه با گزینه های تصفیه هوازی هزینه های کمتری برای استفاده از لجن متحمل می شوند. علاوه بر این ، بیوگاز تولید شده در فرآیند بی هوازی منبع انرژی تجدید پذیر است که می تواند برای جایگزینی سوخت های فسیلی مانند نفت یا گاز طبیعی یا تولید برق استفاده شود.

 

شرکت سپاهان پالایش اصفهان، ارایه کننده انواع پکیج‌های تصفیه فاضلاب در زمینه‌های مختلف طراحی، نصب و راه‌اندازی سیستم‌های تصفیه فاضلاب صنعتی و انسانی خدمات خود را به شما هم میهنان عزیز ارایه می‌کند. برای مشاوره در زمینه انتخاب روش مناسب تصفیه فاضلاب می‌توانید با کارشناسان شرکت سپاهان پالایش تماس بگیرید:

تماس فوری: 09132101634