چالش های موجود در تصفیه فاضلاب و راهکارهایی برای مدیریت آن
آب یک منبع حیاتی است که ما هنوز در حال تلاش برای مدیریت آن هستیم و بیش از حد از آن استفاده میکنیم. تصفیه آب و فاضلاب یکی از راهحلهای اساسی این مشکل است. ظرفیت تصفیه فاضلاب در تصفیهخانههای مختلف متفاوت است و این ظرفیت به نوع تصفیه خانه بستگی دارد. تصفیهخانهها انواع مختلفی دارند که این مقاله به بررسی انواع رایج آن میپردازد.
سیستم تصفیه فاضلاب، بخشی از یک واحد صنعتی است که در فرایند تولیدی خود فاضلاب ایجاد میکند. وجود سیستم تصفیه فاضلاب به منظور رعایت ایمنی و همچنین مقررات ضروری است. علاوهبراین، این سیستم امکان استفاده مجدد از فاضلاب را برای تاسیسات فراهم میآورد و از این طریق به حفظ سلامتی انسان و محیط زیست کمک میکند.
مزایای تصفیه فاضلاب
فاضلاب حاوی مواد شیمیایی مضر است که اگر به جریانات آبی ریخته شود برای محیطزیست مضر خواهد بود؛ بنابراین مدیریت فاضلاب و تصفیه فاضلاب ضروری است. در این بخش از مقاله به مزایای تصفیه فاضلاب میپردازیم و راههای بهبود کیفیت این تصفیهها را مورد بحث قرار میدهیم. تصفیه فاضلاب مزایای مختلفی دارد و چالشهای زیادی نیز در ارتباط با آن وجود دارد.
مزایای متعدد این سیستم عبارتند از:
حفظ سلامت و ایمنی عمومی
میلیونها نفر از بیماریهای ناشی از آب رنج میبرند. تعداد زیادی از مردم در کشورهای درحال توسعه به دلیل بیماریهای ناشی از آب جان خود را از دست میدهند. بسیاری از مردم در سرتاسر جهان به آب سالم دسترسی ندارند و دیده میشوند که از آب آلوده منابع آبی اطراف استفاده میکنند. نظارت و مدیریت تصفیه فاضلاب تأثیر بسزایی در کاهش آمار اینگونه بیماریها دارد.
بدون تصفیه مناسب فاضلاب، سلامت عمومی میتواند یک نگرانی قابلتوجه باشد. از سال 2005، تعداد مسائل مربوط به بهداشت عمومی افزایش یافته است و آبهای آلوده سلامت انسانها و حیوانات را به خطر میاندازد. تصفیهخانههای فاضلاب شهری و صنعتی آخرین خط دفاعی قبل از رهاسازی آب هستند.
بهبود کارایی
فاضلاب، ترکیبی از فاضلاب خانگی و زبالههای صنعتی، خطرناک زیستی است و میتوان آن را برای استفاده مجدد تصفیه و بازیافت کرد. اصلاح زیستی در تصفیهخانه فاضلاب اعمال میشود و میتوان از آن به عنوان یک منبع مجدد آب استفاده کرد. پساب تصفیه شده در کارخانه میتواند توسط فاضلاب تصفیه شده برای آبیاری و کشاورزی مجدد استفاده شود. به این ترتیب کارایی و قابلیت استفاده مجدد آب افزایش مییابد.
جلوگیری از آسیب به تجهیزات صنعتی
هنگامی که تصفیه فاضلاب صنعتی ندارید، آسیب به تجهیزات صنعتی ممکن است رخ دهد. آب خورنده میشود، باکتریها و سایر آلایندهها باعث ایجاد رسوب و خوردگی هرچه بیشتر میشوند. برای جلوگیری از این آسیب تجهیزات گران قیمت، باید در تصفیه فاضلاب صنعتی سرمایهگذاری کنید.
افزایش بازیابی محصول جانبی
میانگین بازیابی محصول جانبی در بسیاری از صنایع نسبتاً پایین است. از کل حجم فاضلاب تولید شده در صنعت نساجی، تنها 15 درصد تصفیه میشود و مابقی به اقیانوسها یا آبهای مجاور تخلیه میشود. بازیابی محصولات جانبی و ضایعات یک راه کارامد برای کاهش ضایعات است.
روشی برای به حداقل رساندن ضایعات و حفاظت از محیط زیست
مدیریت پسماند یک مشکل مهم در سراسر جهان بوده است. بسیاری از مردم مدیریت فاضلاب را راهی برای خلاص شدن از شر چیزهایی میدانند که قابل بازیافت نیستند. از فاضلاب تصفیه شده برای مقاصد مختلفی از جمله تولید صنعتی، آبیاری و کشاورزی استفاده کرد. در واقع مدیریت فاضلاب یک راه عالی برای حفاظت از محیط زیست ما است.
انواع تصفیه فاضلاب
به طور کلی چهار نوع از رایجترین انواع تصفیه فاضلاب عبارتند از:
- تصفیه لجن فعال
- سیستم دیسک بیولوژیکی چرخان
- فیلتر هوادهی مستغرق
- راکتور ناپیوسته متوالی
در ادامه عملکرد این سیستمهای تصفیه فاضلاب را بررسی میکنیم.
واحد لجن فعال (ASP)
تصفیهخانه لجن فعال که به عنوان تصفیه فاضلاب فعال نیز شناخته میشود، یکی از رایجترین روشهای تصفیه بیولوژیکی است. در این روش با مخلوط کردن فاضلاب و تودههای میکروارگانیسمهای فعال در مخزن و تأمین اکسیژن لازم شرایط تصفیه فراهم میشود.
دیسک بیولوژیکی چرخان
سیستمهای تصفیه فاضلاب با سیستم دیسک چرخان، راهحلی قدرتمند و قابل اعتماد برای تامین پساب با کیفیت بالا میباشد. این سیستمها برای همه کاربردها مناسب هستند و میتوانند به سیستمهای مدیریت فاضلاب موجود تبدیل شوند. این سیستم به دلیل آلودگی صوتی کم و اندازه کوچک در مقایسه با سایر تصفیهخانهها را حلی ایدهآل برای مناطق پرجمعیت است.
برخلاف انواع دیگر سیستمهای تصفیه فاضلاب، سیستم دیسک دوار نیاز به حذف لجن هر 12 تا 18 ماه دارد. همچنین برای انجام عملیات جانبی نیازی به حضور نیروی انسانی مستمر نیست. با این حال، به دلیل ماهیت متحرک اجزای مکانیکی و داخلی سیستم دیسک دوار، این سیستم باید همیشه توسط متخصصان و مهندسان واجد شرایط نگهداری شود. بسته به اندازه و مقیاس سیستم دیسک دوار، سرویس این سیستم باید هر 6 تا 12 ماه یکبار انجام شود.
سیستم فیلتر هوای مستغرق (SAF)
سیستم فیلتر هوای غوطهور یکی از روشهای رایج تصفیه فاضلاب است. این سیستم همچنین به دلیل استفاده از قطعات متحرک کمتر، نیاز به نگهداری کمتری دارد. بدون نیاز به اپراتور معمولی و پساب باکیفیت، سیستم هوادهی غوطهور برای تصفیه فاضلاب خانگی و صنعتی مناسب است.
راکتور ناپیوسته متوالی
سیستم تصفیه راکتورهای دستهای متوالی به عنوان سیستمی شناخته میشود که از یک توالی خاص برای تصفیه استفاده میکند. این سیستمها انعطافپذیری بالایی دارند و می توانند طیف وسیعی از فاضلاب را تصفیه کنند. اندازه این سیستم تصفیه فاضلاب نیز نسبتأ کوچک است و کار با آن راحتتر است و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارد. همچنین با حذف پاککنندهها در هزینههای زیادی صرفهجویی میشود.
انواع تصفیه فالاب را از لحاظ سیستم مدیریتی هم میتوان طبقهبندی کرد. بر این اساس چهار نوع رایج سیستممدیریت فاضلاب وجود دارد:
- تصفیهخانه پساب
- تصفیهخانه فاضلاب
- تصفیهخانه ترکیبی پساب
- تصفیه خانه لجن فعال
شاید خواندن این مطلب به شما کمک کند: تصفیه شیمیایی فاضلاب
در ادامه ویژگیها وتفاوت هر سیستم با دیگری را بررسی خواهیم کرد.
تصفیه خانه پساب
در صنعت تولید، آب یک مایع ضروری برای استفاده در سیستم خنک کننده، به عنوان حلال و بسیاری از کاربردهای شیمیایی دیگر است. پس از تکمیل فرایند تولید، فاضلاب به عنوان یک محصول جانبی به نام پساب تولید میشود که حاوی مواد سمی و غیر سمی است.
پساب را نمیتوان در محیط دور ریخت؛ زیرا حاوی مواد مضر شیمیایی است. در نتیجه، تصفیهخانه پساب برای شرکتهای تولیدی، صنایع شیمیایی و دارویی به منظور تصفیه فاضلاب صنعتی ضروری است. هر صنعت از یک سیستم تصفیه فاضلاب متناسب با پارامترهای فیزیکی، پارامترهای شیمیایی و پارامترهای بیولوژیکی فرایندهایش استفاده میکند.
تصفیه خانه فاضلاب
اساساً، یک کارخانه تصفیه فاضلاب با گردش هوا برای تحریک رشد باکتریها برای تجزیه فاضلاب کار میکند. هدف این سیستم تصفیه فاضلاب، ارائه پساب بسیار تمیزتر و سازگار با محیط زیست است.
بسته به اندازه هر تصفیهخانه خاص، این نیروگاهها میتوانند سیستم فاضلاب تعدادی از املاک تجاری و یا فاضلابهای خانگی را تصفیه کنند. در تصفیهخانه فاضلاب خانگی، از روشهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی برای حذف آلودگیها از فاضلاب استفاده میکنند تا در محیطزیست مورد استفاده مجدد قرار گیرند.
علاوه بر این، فرایند صاف کردن فاضلاب برای حذف اشیاء مضر و آلایندهها نیز انجام میشود. در نهایت آب خروجی سیستم تصفیه فاضلاب بسته به درجه تصفیه آن، قابلیت استفاده مجدد و ایمن در سیستم آبرسانی خانگی یا صنعتی را خواهد داشت.
تصفیه خانه های پساب ترکیبی
مفهوم تصفیه خانه پساب ترکیبی راهحلی برای صنایع با مقیاس کوچک و به منظور جمعآوری، تصفیه و دفع فاضلاب صنعتی آن در یک تصفیه خانه است. این سیستم برای صنایعی طراحی شده است که قادر به تطبیق سیستمهای تصفیه، چه از نظر اقتصادی، چه محدودیتهای فضایی یا موارد دیگر نیستند.
هدف یک تصفیهخانه ترکیبی پساب کمک به صنایع در زمینه مدیریت پساب بدون نیاز به صرف هزینه زیاد است. معمولاً این سیستم تصفیه فاضلاب خاص در شهرکهای صنعتی که مجموعهای از واحدهای صنعتی در مقیاس کوچک وجود دارد و بسیاری از صنایع آلاینده در آن قرار دارند، راهاندازی میشود تا همه این واحدها بتوانند از یک سیستم مشترک بهره ببرند.
تصفیه خانه لجن فعال
تصفیهخانه لجن فعال یک روش مدیریت فاضلاب است که شامل دمیدن اکسیژن یا هوا در فاضلاب خام و تهنشین نشده است. این فرایند برای خرد کردن مواد جامد درون فاضلاب در نظر گرفته شده است.
سپس فاضلاب حباب زده و سپس مایع به محفظه لجن فعال تخلیه میشود. در اینجا، باکتریهای مرده به سمت بالا شناور میشوند در حالی که باکتریهای زنده در پایین قرار می گیرند. آب تمیزی که از این سیستم تصفیه فاضلاب حاصل میشود، سپس به یک آبراهه یا جریان آب تخلیه میشود، در حالی که هر باکتری زنده به اتاق تجزیه باز میگردد. سیستم تصفیه فاضلاب لجن فعال به طور ایده آل در یک مرکز تصفیه متمرکز تکمیل می شود.
سیستم تصفیه فاضلاب چیست؟
سیستم تصفیه فاضلاب، سیستمی متشکل از چندین فناوری جداگانه است که هرکدام عملکرد ویژهای دارند. این سیستم در صنایع مختلف یکسان نیست و با توجه به نیازهای خاص هر صنعت مهندسی و طراحی شده است. اگر بهطور صحیح و کارآمد طراحی شده باشد، نقش بسزایی در کاهش هزینههای واحد صنعتی خواهد داشت.
چنین سیستمی دارای ویژگیهای زیر است:
- تغییرات فرآیند جریان و آلودگی
- تغییرات شیمی آب و تنظیم حجم مواد شیمیایی مورد نیاز
- تغییرات لازم احتمالی در ترکیبات پساب
بیشتر بخوانید: تصفیه پیشرفته فاضلاب
سیستم تصفیه فاضلاب شامل چه اجزایی است؟
همانطور که در بالا ذکر شد، اجزای دقیق یک سیستم تصفیه فاضلاب به مشخصات خاص صنعت و ترکیبات پساب صنعتی بستگی دارد.
اما به طور کلی، این سیستم را میتوان شامل اجزا زیر دانست:
- زلال کننده برای تهنشین شدن جامدات معلقی که در روند تصفیه آب ایجاد میشوند
- خوراک ورودی مواد شیمیایی برای کمک به تسهیل رسوب، لختهسازی، یا انعقاد فلزات و جامدات معلق
- فیلتراسیون برای حذف کامل باقیمانده مواد جامد معلق
- تنظیم نهایی PH
- پانل کنترل (بسته به سطح عملکرد خودکار مورد نیاز)
بسته به نیاز کارخانه و فرآیند صنعتی، این اجزای استاندارد معمولاًً کافی هستند. با این حال، اگر صنعت خاصی به سیستم پیشرفتهتری نیاز داشته باشد باید در کنار این اجزا طراحی شود. به عنوان مثال، برای تأسیساتی که فرآیندهای بیولوژیکی دارند، مانند شرکتهای مواد غذایی و نوشیدنی، یک سیستم تصفیه بیولوژیکی برای کاهش BOD (اکسیژن خواهی بیوشیمیایی) نیز مورد نیاز است.
سیستم تصفیه فاضلاب معمولاً چه چیزی را حذف می کند؟
یک سیستم تصفیه فاضلاب ممکن است از فناوریهای لازم برای حذف تعدادی از موارد زیر تشکیل شده باشد:
- نیاز بیوشیمیایی اکسیژن
- نیتراتها و فسفاتها
- عوامل بیماریزا
- فلزات
- کل مواد جامد معلق
- کل مواد جامد محلول
- مواد شیمیایی مصنوعی
مراحل تصفیه فاضلاب
خروجی سیستم تصفیه فاضلاب پسابی است که مواد جامد معلق آن حذف شده است؛ چراکه در صورتی که این مواد جامد حذف نشوند، با پوسیدگی و تجزیه آنها، اکسیژن موردنیاز گیاهان و حیوانات موجود در آب مصرف میشود و حیات آنها به خطر میافتد. در مرحله اول تصفیه حدود 60 درصد مواد جامد معلق از فاضلاب حذف میشود.
در این مرحله هوادهی (هم زدن) فاضلاب به منظور بازگرداندن اکسیژن نیز انجام میشود. پس از آن در مرحله دوم بیش از 90 درصد مواد جامد معلق حذف میشود.
مراحل فرایند تصفیه فاضلاب عبارتند از:
پمپاژ
سیستم فاضلاب برای انتقال فاضلاب از خانه شما یا واحد صنعتی به تصفیهخانه به نیروی گرانش متکی است. بنابراین کارخانههای تصفیه فاضلاب در زمینهای کم ارتفاع، اغلب نزدیک رودخانهای قرار دارند که آب تصفیه شده را میتوان در آن رها کرد. اگر کارخانه بالاتر از سطح زمین ساخته شده باشد، فاضلاب باید تا تاسیسات پمپاژ شود. از اینجا به بعد، گرانش برای انتقال فاضلاب در فرایند تصفیه به کار میرود.
غربالگری
فاضلاب ورودی به تصفیهخانه شامل مواردی مانند چوب، سنگ و حتی حیوانات مرده است. مگر اینکه حذف شوند، این اجزا ممکن است بعداً در روند تصفیه مشکلاتی ایجاد کنند.
حذف شن و لجن
بعد از غربالگری، فاضلاب وارد بخش دوم مخازن تهنشینی میشود. در این مرحله، لجن (بخش آلی فاضلاب) تهنشین شده، از پساب جدا میشود و از مخازن پمپاژ میشود. مقداری از آب در این مرحله حذف میشود و سپس لجن در مخازن بزرگ تجزیه پردازش میشود.
رسوب – از بین بردن کف
لجن در کف مخازن تهنشین شدن شده و مواد سبکتر به سطح میآیند. این مواد شامل گریس، روغن، پلاستیک و صابون است. چنگکهایی که به آرامی حرکت میکنند، کفها را از سطح فاضلاب جدا میکنند. کف غلیظ شده و همراه با لجن به دستگاه تجزیه پمپاژ میشود.
بسیاری از واحدهای تصفیه از فیلتراسیون در تصفیه فاضلاب استفاده میکنند. پس از حذف مواد جامد، فاضلاب از طریق مادهای که معمولاً ماسه است، توسط گرانش فیلتر میشود. این روش تقریباً از شر همه باکتریها خلاص میشود، کدورت و رنگ و بوی ناخواسته و میزان آهن و ذرات جامد را کاهش میدهد. گاهی اوقات آب از طریق ذرات کربن فعال، فیلتر میشود که ذرات آلی را حذف میکند. این روش در برخی از دستگاههای تصفیه آب خانگی نیز استفاده میشود.
هوادهی و تجزیه بیولوژیکی
در مرحله هوادهی فاضلاب همزده شده و در معرض هوا قرار میگیرد. در نتیجه این امر، اکسیژنی که برای تجزیه مواد آلی مصرف شده بود مجدد شارژ میشود. علاوه بر این هوادهی باعث میشود برخی از گازهای محلول مانند سولفید هیدروژن که طعم و بوی بدی دارند از آب خارج شود.
رسوب گذاری نهایی
در مرحله رسوبگذرای یا تهنشینی نهایی که یکی از فرایندهای فیزیکی تصفیه آب است، جامدات تهنشین شده باید چگالتر از محیطی باشند که در آن قرار دارند تا به دلیل وجود نیروی گرانش در ته مخزن تهنشین شوند.
در این مرحله ذراتی که تا به اینجا حذف نشدهاند کاملاً از پساب جدا میشوند. علاوهبر استفاده مجدد از پسابی که تصفیه شده، رسوبات نهایی قادر به ایجاد لجن غنی از مواد مغذی است که میتواند به عنوان یک کود کشاورزی استفاده شود. مرحله نهایی تهنشینی همچنین به اپراتورهای تأسیسات تصفیه فاضلاب اجازه میدهد تا ذرات ریز باقیمانده را از افزودنیهای شیمیایی مانند گاز کلر (Cl)، سولفات آلومینیوم (Al(SO))، کلرید آهن (FeCl) و غیره جدا کنند.
ضد عفونی – کشتن باکتری ها
در نهایت، فاضلاب به مخزن «تماس با کلر» جریان مییابد، جایی که کلر شیمیایی برای کشتن باکتریها اضافه میشود. کلر عمدتاً با از بین رفتن باکتریها از بین میرود؛ اما گاهی اوقات باید با افزودن مواد شیمیایی دیگر خنثی شود. حذف کلر باقیمانده از ماهیها و دیگر موجودات دریایی محافظت میکند که ممکن است با کمترین مقدار کلر آسیب ببینند. سپس آب تصفیه شده (به نام پساب) به یک رودخانه محلی یا اقیانوس تخلیه میشود.
فرایند تصفیه فاضلاب
فرایندهای تصفیه خاص هر صنعت با هم متفاوت است، اما بطور کلی هر فرایند تصفیه فاضلاب معمولاً شامل مراحل زیر است:
انعقاد
انعقاد فرایندی است که در آن مواد شیمیایی مختلفی به مخزن واکنش اضافه میشوند تا مواد جامد معلق و سایر آلایندههای مختلف حذف شوند. این فرایند با مجموعهای از راکتورهای اختلاط شروع میشود، معمولاً یک یا دو راکتور وجود دارد که در آن با ورود مواد شیمیایی خاصی تمام ذرات ریز آب تهنشین شده و خارج میشوند. رایجترین منعقدکنندهها مانند آلوم و پلی آلومینیوم کلرید بر پایه آلومینیوم هستند. گاهی اوقات یک تنظیم جزئی PH نیز به انعقاد ذرات کمک میکند.
لخته سازی
هنگامی که انعقاد کامل شد، آب وارد یک محفظه لختهسازی میشود که در آن ذرات منعقد شده به آرامی با پلیمرهای با زنجیره بلند (مولکولهای باردار که تمام ذرات کلوئیدی و منعقد شده را جذب کرده و آنها را بهم میچسبانند) به آرامی بهم میزنند و ذرات قابل تهنشینی و قابل مشاهدهای را ایجاد میکنند که شبیه دانههای برف هستند.
رسوب گذاری
تهنشینکننده گرانشی معمولاً یک دستگاه دایرهای بزرگ است که در آن مواد لخته شده و آب به داخل محفظه جریان مییابد و از مرکز به بیرون در گردش است. در یک فرایند تهنشینی بسیار آهسته، آب به سمت بالا میرود و از محیط زلال ساز سرریز میکند و مواد جامد کف زلالساز به صورت لجن تهنشین میشوند. سپس طی فرایند آبگیری آب لجن را با استفاده از فیلتر یا پرسهای تسمهای از لجن خارج میکنند و لجن به شکل یک تکه جامد میشود که به محل دفن زباله یا محلی که لجن را دوباره استفاده میکند، فرستاده میشود. آب حاصل از این فرایند معمولاً مجدداً استفاده میشود و به انتهای جلویی زلال ساز اضافه میشود.
پیشنهاد ما برای شما: آنتی فوم چیست
فیلتراسیون
در مرحله فیلتراسیون آب وارد فیلترهای شنی گرانشی میشود. این فیلترها نواحی بزرگی هستند که در آن حدوداً 1متر ماسه ریخته شده است. این ماسه سیلیسی ریز خرد شده با لبههای دندانه دار است. با عبور آب از این فیلتر، ذرات باقیمانده به دام میافتند. در سیستمهای صنعتی کوچکتر، ممکن است به جای فیلتر شنی گرانشی از فیلتر شنی فشاری استفاده شود. بطور کلی، بسته به منبع آب و اینکه آیا حاوی مقدار زیادی آهن هست یا خیر، میتوان از فیلترهای مختلفی استفاده کرد، اما در بیشتر موارد، از همین فیلتر شنی استفاده میشود.
اولترافیلتراسیون (UF) همچنین میتواند بعد از زلالسازها به جای فیلتر شنی گرانشی استفاده شود یا میتواند به طور کلی جایگزین کل فرایند شفافسازی شود. غشاء و فرایندهای غشایی به جدیدترین فناوری برای تصفیه تبدیل شدهاند و آب را مستقیماً از منبع فاضلاب از طریق UF (پس از کلرزنی) پمپاژ کرده و دیگر نیازی به سیستم زلالساز/فیلتراسیون نخواهد بود.
ضد عفونی
پس از عبور آب از فیلتر شنی گرانشی، مرحله بعدی معمولاً ضدعفونی یا کلرزنی برای از بین بردن باکتریهای موجود در آب است. گاهی اوقات این مرحله قبل از فیلتراسیون در بالا دست انجام میشود؛ بنابراین فیلترها ضد عفونی شده و تمیز نگه داشته میشوند. اگر سیستم شما از این مرحله قبل از فیلتراسیون استفاده میکند، باید از مواد ضد عفونی کننده بیشتری استفاده کنید. به این ترتیب فیلترها ضد عفونی شده و عاری از باکتری باقی میمانند. وقتی کلر را از قبل اضافه میکنید، باکتریها را میکشید و رسوب کمتری خواهید داشت. اگر باکتری در بستر بنشیند، ممکن است لجن رشد کند و مجبور شوید فیلترها را بیشتر بشویید. بنابراین همه چیز به نحوه عملکرد سیستم شما بستگی دارد. و باید به این موضوع توجه کنید که سیستم شما برای کلرزنی در بالادست (قبل از فیلتراسیون) یا پایین دست (پس از فیلتراسیون) تنظیم شده است.
توزیع
اگر فاضلاب در یک فرایند صنعتی مورد استفاده مجدد قرار گیرد، معمولاً به یک مخزن نگهدارنده پمپ میشود که میتواند بر اساس نیازهای تاسیسات مورد استفاده قرار گیرد. در مورد آب شهری، آب تصفیه شده معمولاً به برجهای توزیع آب و دستگاههای مختلف جمعآوری و توزیع در یک حلقه در سراسر شهر پمپ میشود.
نرم کننده آهک
در آبهایی که درجه سختی یا سولفات بالایی دارند، از فرایند آهک و یا آهک سودا استفاده میشود. این فرایند PH را بالا برده و باعث رسوب سختی و فلزات در آب میشود. میتوان از فرایندهای آهک سرد یا گرم استفاده کرد که هر کدام بازده متفاوتی دارند. اما بهطور کلی آب گرمتر سختی بیشتری را از بین میبرد.
نرم کننده تبادل یونی
از نرم کننده تبادل یونی در برخی از موارد صنعتی و شهری، در صورت وجود سختی بالا، برای حذف سختی استفاده میشود. در این روش بهجای آهک، میتوان از رزین تبادل یونی استفاده میشود. در این فرایند تبادل کاتیون اسید قوی رخ میدهد؛ به این صورتکه رزین با یون سدیم شارژ شده و با یون کلسیم، منیزیم و آهن دارد، جایگزین شده و مولکول سدیم را در آب آزاد میشود و به این ترتیب سختی آب کاهش مییابد.
فرایندهای خاص
همانطور که در بالا بیان کردیم، قوانین فاضلاب و پساب در مناطق مختلف، متفاوت است. ما در این مقاله برخی از رایج ترین مراحل در یک تصفیه خانه فاضلاب را مورد بحث قرار دادیم. اما ممکن است در بعضی موارد فرایند خاص دیگری نیز موردنیاز باشد، مانند حذف برخی فلزات یا مواد آلی، یا کاهش TDS برای بازیافت و غیره.
اهمیت تصفیه فاضلاب
آیا وجود واحد تصفیه فاضلاب برای واحد صنعتی شما ضروری است؟
درک اینکه چگونه تصفیه فاضلاب میتواند نقش مهمی در ایمنی کسب و کار شما ایفا کند بسیار مهم است؛ زیرا نادیده گرفتن نیازهای تصفیه که ممکن است تأسیسات شما داشته باشد میتواند جریمههای زیست محیطی را برای شرکت شما به همراه داشته باشد و تهدیدی بالقوه برای سلامت عمومی باشد.
چه نوع آلاینده هایی را می توانید در فاضلاب پیدا کنید؟
فاضلاب محصول فرعی فرایندها و مصارف کارخانه است؛ بنابراین آلایندههای موجود در جریان فاضلاب بسته به چیزی که در معرض آن قرار می گیرد متفاوت خواهد بود.
همانطور که در بالا به طور خلاصه ذکر شد، برخی از آلایندههای رایج عبارتند از:
اکسیژن خواهی بیوشیمیایی
اکسیژن خواهی بیوشیمیایی یا BOD به مقدار اکسیژن محلول موردنیاز موجودات بیولوژیکی هوازی برای تجزیه مواد آلی به مولکولهای کوچکتر اشاره دارد. در نتیجه میزان بالای BOD نشاندهنده غلظت بالای مواد زیست تخریبپذیر موجود در فاضلاب است و میتواند ناشی از ورود آلایندههایی مانند ضایعات مدفوع یا کود باشد.
همچنین میتواند توسط زبالههای آلی، چه توسط منابع خانگی یا صنعتی، افزایش یابد. وقتی این شاخص بالا میرود، میتواند اکسیژن مورد نیاز سایر موجودات آبزی برای زندگی را کاهش دهد و منجر به شکوفههای جلبکی، کشتار ماهیها و تغییرات مضر در اکوسیستم آبی که در آن فاضلاب را تخلیه میکنند، شود.
نیترات ها و فسفات ها
اگر مقادیر زیادی نیترات و یا فسفات از فاضلاب حذف نشوند و این مواد مغذی به محیطهای محلی تخلیه شوند، میتوانند BOD را افزایش داده و منجر به رشد گسترده علفهای هرز، جلبکها و فیتوپلانکتونها شوند. این میتواند منجر به اوتروفیکاسیون یا اکسیژنزدایی در بدنهای از آب شود که جانداران را میکشد.
عوامل بیماری زا
پاتوژنها باکتریها، ویروسها، قارچها یا هر میکروارگانیسم دیگری هستند که میتوانند در فاضلاب وجود داشته باشند و منجر به انواع مشکلات سلامتی از جمله بیماری حاد، مشکلات گوارشی شدید یا مرگ شوند. وقتی فاضلاب خانگی یا صنعتی حاوی این پاتوژن های مضر باشد و تصفیه نشود، می تواند باعث گسترش بیماری هایی مانند وبا، اسهال خونی، سالمونلوز، هپاتیت A، بوتولیسم و ژیاردیازیس شود. به احتمال زیاد انسان ها با نوشیدن و یا خوردن نوشیدنی ها و یا غذای آلوده پاتوژن ها را می بلعند.
فلزات
فلزات در نتیجه فرایندهای تولیدی صنایع مختلف، وقتی در فاضلاب با غلظتهای بالا باقی میمانند، میتوانند آسیبهای زیادی به محیط زیست و سلامت انسان وارد کنند. فلزات به شدت مضر هستند زیرا تجزیه نمی شوند و تمایل به تجمع دارند و باعث ایجاد محیطهای سمی می شوند.
برخی از فلزات رایج موجود در فاضلاب به همراه تاثیر بالقوه آنها بر انسان و محیط زیست در ادامه بررسی شدهاند:
- کادمیوم: این فلز که اغلب در ساخت باتریها، رنگدانهها و آبکاریها استفاده میشود، در انسان میتواند منجر به آسیب ریه، مشکلات گوارشی، آسیب کلیه و مرگ شود. همچنین با سرطان ریه مرتبط است.
- کروم: این فلز که اغلب برای ساخت آلیاژهای فلزی مختلف (مانند فولاد ضد زنگ) استفاده میشود، میتواند باعث تحریک پوست، مشکل در تنفس، زخم، کم خونی و آسیب به دستگاه تناسلی مردان شود. همچنین به عنوان یک ماده سرطانزا برچسبگذاری شده است.
- مس: مس در سیم کشیهای برق، لولهها، ورقهای فلزی استفاده میشود. مس در دوزهای بالا میتواند باعث تحریک بینی، دهان و چشم شود. همچنین میتواند باعث سردرد، سرگیجه، حالت تهوع و اسهال شود.
- سرب: آلودگی سرب که معمولاً در لولهها و باتریهای ذخیرهسازی یافت میشود، میتواند منجر به مشکلات سلامتی جدی در کودکان و بزرگسالان شود.
- منگنز: منگنز در تولید فولاد برای بهبود سختی و استحکام استفاده میشود، منگنز همچنین میتواند در تولید رنگ باتری و لوازم آرایشی استفاده شود. قرار گرفتن در معرض منگنز در مقادیر زیاد میتواند باعث آسیب به سیستم عصبی شود و منجر به کندی و تغییرات رفتاری یا تمرکز ضعیف شود.
- جیوه: این فلز که اغلب از ذخایر معدنی، گازهای گلخانهای نیروگاههای زغالسنگ، سوزاندن پسماندهای شهری و پزشکی، تولید سیمان و انتشار کنترلنشده در کارخانههایی که از جیوه استفاده میکنند، وارد جو میشود، میتواند منجر به آسیب به مغز و سیستم عصبی شود و برای بدن انسان بسیار سمی است.
مواد جامد معلق
مواد جامدت معلق (TSS) در فاضلاب، یا همان مواد جامد آلی و معدنی معلق در آب، میتواند مانند بسیاری از آلایندههای ذکر شده دیگر، به زندگی آبزیان آسیب برساند. همچنین اگر فاضلاب برای فرایندی مورد استفاده مجدد قرار گیرد، میتوانند مشکل ساز باشند.
بنابراین بسته به اینکه آیا نیاز به تخلیه فاضلاب خود در POTW یا محیط زیست دارید یا خیر، و از فاضلاب برای فرایند خود، مجددا استفاده می کنید یا خیر تعیین میکند که TSS چقدر مضر خواهد بود. TSS میتواند سطح اکسیژن را در محیطهای آبی کاهش دهد و حشرات را از بین ببرد. همچنین ممکن است در لولهها و ماشینآلات رسوب کرده و به آنها آسیب برساند.
مواد جامد محلول
مواد جامد محلول (TDS) هر آنیون، کاتیون، فلز، مواد معدنی یا نمک موجود در فاضلاب است. که میتواند باعث بروز مشکلاتی در زندگی آبزیان و آبیاری محصولات زراعی ایجاد کند و همچنین میتواند به آبهای زیرزمینی نفوذ کند. TDS در فاضلاب اکثر صنایع وجود دارد.
مطلب مکمل: پارامترهای تصفیه آب
مواد شیمیایی مصنوعی
هنگامی که آفت کشها و سایر مواد شیمیایی در فرایند تولید استفاده میشوند، میتوانند از طریق فاضلاب به انسان و محیط زیست منتقل شوند و به محیط زیست و سلامت انسان آسیب وارد کنند. برخی از مواد شیمیایی رایج موجود در فاضلاب عبارتند از دی اتیل استیل بسترول، دیوکسین، PCBs، DDT و سایر آفت کشها. این ترکیبات میتوانند در عملکرد غدد و هورمونها در بدن اختلال ایجاد کنند.
هنگام تصفیه فاضلاب باید به چه مواردی توجه داشته باشید؟
وقتی صحبت از مدیریت فاضلاب به میان میآید، بسته به اینکه تاسیسات شما از آب چه استفادهای میکند، نحوه تصفیه آن را تعیین میکند.
چند سناریو رایج در زیر شرح داده شده است:
تصفیه فاضلاب به منظور استفاده مجدد در فرایند
تصفیه فاضلاب برای بازیافت یا استفاده مجدد از آن میتواند به ویژه در مناطقی با منابع آب کم مفید باشد. علاوه بر صرفهجویی در آب، این امر میتواند باعث کاهش هزینههای واحد شما شود. روش تصفیه فاضلاب شما، در این مورد، به این بستگی دارد که چه آلایندههایی در فرایند تولید شما وجود دارد یا اینکه آیا شما از تأسیسات شهری استفاده میکنید. در این مورد مهم است که از کارایی لازم روش تصفیه آب اطمینان حاصل کنید.
برای مطالعه بیشتر: کاربرد کربن فعال در تصفیه آب
اثرات فاضلاب بر محیط زیست
اگر تاسیسات شما قصد دارد فاضلاب را در محیط زیست رها کند، میبایست از عدم انتشار آلایندهها در مقادیر مضر اطمینان حاصل کرده و طبق مقررات لازم این زمینه عمل کنید. مقررات محلی شما و آلایندههای موجود در فاضلاب شما تعیین میکند که چه تصفیهای برای تاسیسات شما ضروری است. عدم رعایت الزامات میتواند جریمههای سنگینی را در پی داشته باشد.
در ادامه به بررسی رایجترین موارد تصفیه فاضلاب و راه حلهای احتمالی آن، میپردازیم:
1) میزان اکسیژن خواهی بیوشیمیایی در پساب تاسیسات شما بالا است
همانطور که قبل اشاره شد میزان اکسیژن خواهی بیوشیمیایی یا BOD به مقدار اکسیژن محلول اشاره دارد که موجودات بیولوژیکی هوازی برای تجزیه مواد آلی نیاز دارند. در نتیجه فعالیت این موجودات، اکسیژن موردنیاز سایر موجودات آبزی برای زندگی کاهش مییابد.
- راه حل های ممکن
هنگامی که مواد آلی محلول توسط باکتریها مصرف میشوند، به دی اکسید کربن و لختههای بیولوژیکی تبدیل میشوند که قابل تهنشین شدن هستند. کاهش محتوای آلی پساب و بهبود سطوح BOD، فرایند اکسیداسیون بیولوژیکی نام دارد که یک روش محبوب برای کنترل BOD است و با ایجاد تعادل مناسب “غذا” و مواد آلی به دست میآید. این امر را میتوان با روش مناسب هوادهی به دست آورد که به موجب آن هوا وارد پساب میشود تا سرعت این اکسیداسیون بیولوژیکی را افزایش دهد که به نوبه خود سطح جامدات قابل تهنشینی را افزایش میدهد که میتوان آن را با فرایندهای فیلتراسیون یا شفافسازی از پساب حذف کرد.
2) پساب شما حاوی مقدار زیادی مواد جامد معلق و محلول است
TSS، یا مواد جامد آلی و معدنی معلق در آب، زمانی که در غلظتهای بالا در فاضلاب وجود داشته باشد، میتواند به آبزیان آسیب برساند. TSS میتواند سطح اکسیژن را در محیطهای آبی کاهش دهد و باعث آسیب به تاسیسات شما شود.
TDS نیز هر آنیون، کاتیون، فلز، مواد معدنی یا نمک موجود در فاضلاب است. که در سفرههای آب زیر زمینی نفوذ کرده و مشکلات جدی برای محیط زیست ایجاد میکند.
- راه حل های ممکن
بسته به سطح TSS و TDS در فاضلاب تاسیسات شما روشهای متفاوتی وجود دارد. به طور کلی، روشهای زیر برخی از تصفیههای مفید برای کاهش TSS هستند:
- انعقاد
- لختهسازی
- رسوبگذاری
- فیلتر شن یا کربن
کاهش TDS کمی پیچیدهتر است. اگر آلایندهها بر پایه فلزی مانند کلسیم، منیزیم یا آهن باشند، میتوان یک ماده شیمیایی ساده به فرایند شفافسازی اضافه کرد تا آنها را کاهش دهد. اگر یونهای سدیم، کلرید یا سایر یونهای بسیار محلول باشند، ممکن است نیاز به دمینرالیزاسیون و یا تبخیر باشد.
3) پساب شما دارای مقادیر بالایی نیترات و فسفات است
همانطور که ذکر شد، اگر مقادیر زیادی نیترات و یا فسفاتها از فاضلاب حذف نشوند و این مواد مغذی در محیطهای محلی تخلیه شوند، میتوانند BOD را افزایش داده و منجر به رشد گسترده علفهای هرز، جلبکها و فیتوپلانکتونها شوند.
- راه حل های ممکن
روشهای زیر ممکن است برای کاهش سطح نیترات و فسفات پساب صنعتی شما مفید باشند:
- حذف نیترات: نیتراتها را میتوان با چندین روش از جمله تبادل یونی، اسمز معکوس یا تصفیه بیولوژیکی معمولی و نیترات زدایی حذف کرد. تصفیه معمولاً ترکیبی از این فناوریها است؛ بنابراین برای بهترین راهحل برای تأسیسات خود، حتماً از متخصصان در زمینه تصفیه فاضلاب مشاوره بگیرید.
- حذف فسفات: یک راه مؤثر برای حذف فسفاتها از فاضلاب، بسته به نوع فسفاتهای موجود، اغلب انعقاد/ رسوب شیمیایی است. برخی از درمانهای بیولوژیکی مانند استفاده از راکتور بیهوازی (مواد آلی را به متان و دی اکسید کربن تبدیل میکند) و مخزن هوادهی (تزریق اکسیژن برای تشکیل لختههای بیولوژیکی) نیز میتواند مفید باشد.
4) فاضلاب شما حاوی روغن و گریس است
روغن و گریس “آب گریز” هستند، به این معنی که تمایل دارند از آب دفع شوند و به سطوح عاری از آب بچسبند. مقادیر زیاد روغن و گریس در فاضلاب، بسته به غلظت و نوع روغن/گریس، علاوه بر آسیب رساندن به سلامت انسان و مرگ آبزیان، میتواند لولههای فاضلاب و زهکشی را مسدود کند.
- راه حل های ممکن
برخی از تأسیسات که مقادیر زیادی روغن و گریس در فاضلاب خود دارند از شناور هوای محلول (DAF) استفاده میکنند. این دستگاه با حلکردن هوا در جریان تحت فشار روغن را از بین میبرد. هنگامی که حبابها روی سطح شناور میشوند، به روغن و گریس میچسبند تا بتوان از بالای سطح آنها را جدا کرد. روش دیگری برای حذف موفقیتآمیز روغن و گریس برخی از انواع فیلتراسیون، مانند اولترافیلتراسیون یا کربن فعال میباشد.
یک سیستم تصفیه فاضلاب چقدر هزینه دارد؟
هنگامی که شرکتهای صنعتی به دنبال راهاندازی یک سیستم تصفیه فاضلاب برای کارخانه خود هستند، قبل از هر چیز میخواهند بدانند که “هزینه یک سیستم تصفیه فاضلاب چقدر است؟” از آنجایی که تصفیه فاضلاب یک راهحل بسیار پیچیده و سفارشی است، عوامل متعددی در انتخاب گزینههای تصفیه مناسب نقش دارند. بیایید ببینیم که یک سیستم تصفیه فاضلاب معمولی شامل چه چیزهایی میشود و عوامل اصلی را با توجه به نوسان هزینه آنها تجزیه و تحلیل کنیم:
عوامل اصلی هزینه تصفیه فاضلاب
در مجموع، دو عامل اصلی وجود دارد که هزینه سیستم تصفیه فاضلاب را تعیین میکند:
- کیفیت (سطوح آلایندهها) پساب کارخانه در چه سطحی قرار دارد و حداکثر و متوسط حدود تخلیه ماهانه محلی به محیط چقدر است؟
- چه مقدار آب در روز و با چه سرعتی نیاز به فرآوری دارد؟
اگر بتوانید به این سؤالات پاسخ دهید، میتوانید نیازهای خود را محدود کنید و درک بهتری از بودجهای که باید برای تصفیه فاضلاب در نظر بگیرید، داشته باشید.
کیفیت پساب و تجهیزات مورد نیاز برای تصفیه آن
یکی از بزرگترین عواملی که هزینه سیستم تصفیه فاضلاب شما را تعیین میکند، تجهیزاتی است لازم دارید. در اینجا چند سوال مهم وجود دارد که باید به آنها پرداخته شود:
- آیا واحد صنعتی شما غذاهایی را فرآوری میکند که فاضلاب سنگینی از نظر BOD، روغن و گریس برای شما به ارمغان میآورد؟
- آیا فرایند شما شامل ساخت فلزاتی است که فاضلاب را با مواد جامد معلق و فلزاتی مانند روی، آهن، سرب و نیکل آلوده میکند؟
- آیا سطوح بالایی از آلایندههای معدنی را مشاهده میکنید یا نیاز به حذف BOD یا COD (نیاز به اکسیژن شیمیایی) دارید؟ همه این عوامل تعیین میکند که شما به چه نوع سیستم تصفیه فاضلاب نیاز دارید.
به عنوان مثال، اگر کارخانه در زمینه عملیات آبکاری فعالیت دارد، نیاز به تثبیت pH، مواد جامد معلق و حذف فلزات طی فرایند بازیافت پساب دارید.
نرخ جریان مورد نیاز فرایند صنعتی
به طور کلی، اگر کارخانه شما به طور مداوم با سرعت جریان کمتری کار کند، معمولاً به دنبال هزینه سرمایه کمتری برای سیستم تصفیه فاضلاب خود هستید. و بالعکس اگر کارخانه شما به طور کلی جریان بیشتری را در مدت زمان کوتاهتری داشته باشد، هزینه سرمایه شما برای تجهیزات بالاتر است.
نرخ جریان همیشه در هزینه سیستم تصفیه فاضلاب لحاظ میشود، بنابراین مطمئن شوید که قبل از درخواست قیمت، آن را تا حد امکان به طور موثر اندازهگیری کردهاید تا برآورد هزینه دقیقی برای سیستم خود داشته باشید.
انتخاب سیستم تصفیه فاضلاب مناسب سیستم شما
انتخاب بهترین سیستم تصفیه فاضلاب برای یک تأسیسات به آن کمک میکند تا از هزینههای اضافی جلوگیری کند و یا به طور موثر فاضلاب را برای استفاده مجدد تصفیه کند.
اما چگونه بهترین سیستم تصفیه فاضلاب را برای کارخانه خود انتخاب میکنید؟
پاسخ به این سوال گاهی ممکن است کمی پیچیده باشد و به عوامل مختلفی بستگی دارد. در ادامه عواملی که به انتخاب بهترین سیستم تصفیه فاضلاب برای واحد صنعتی شما کمک کند را بررسی و تفکیک کردهایم:
- ویژگیهای فاضلاب تاسیسات تولیدی چیست؟
- الزامات نظارتی و قوانین برای تخلیه فاضلاب از کارخانه چیست؟
- نتایج بررسی تصفیهپذیری فاضلاب و انجام تستهای آزمایشگاهی اولیه چیست؟
مشخصات فاضلاب تاسیسات شما چگونه سیستم تصفیه فاضلاب ایده آل شما را تعیین می کند؟
یکی از بزرگترین عواملی که بهترین سیستم تصفیه فاضلاب را برای یک تاسیسات تعیین میکند، تجهیزاتی است که در ساختار واقعی سیستم قرار میگیرند. در اینجا چند سوال مهم وجود دارد که باید به آنها پرداخته شود:
- آیا واحد صنعتی شما خوراکهایی را فرآوری میکند که فاضلاب سنگینی از نظر BOD، روغن و گریس برای شما به ارمغان میآورد؟
- آیا فرایند تاسیسات شامل ساخت فلزاتی است که فاضلاب را با مواد جامد معلق و یا فلزاتی مانند روی، آهن، سرب و نیکل آلوده میکند؟
- آیا مقادیر آلایندههای معدنی بالاست و یا نیاز به حذف BOD یا COD (اکسیژن خواهی شیمیایی) وجود دارد؟
همه این عوامل تعیین میکنند که چه نوع سیستم تصفیه فاضلاب موردنیاز است. به عنوان مثال؛ یک کارخانه مواد غذایی که به تصفیه فاضلاب حاصل از محصولات تولیدی مانند شیر، محصولات لبنی، تولید نوشیدنی و غیره دارد معمولاً از فناوری حذف مواد بیولوژیکی در سیستم تصفیه فاضلاب خود بهره میبرد.
نتیجه گیری
مدیریت فاضلاب یک مسئله جدی است. از یک طرف، شما افراد زیادی دارید که در مناطقی زندگی میکنند که به سیستم فاضلاب متصل نیستند. از سوی دیگر، بسیاری از افرادی که به سیستم فاضلاب متصل هستند، فاضلاب خود را به درستی تصفیه نمیکنند.
هدف سیستم تصفیه فاضلاب خانگی وشهری، حفاظت از محیط زیست در برابر اثرات نامطلوب تخلیه فاضلاب در طبیعت است. اما تقریباً در تمام شهرهای کشور علاوه بر فاضلاب خانگی، فاضلاب صنعتی هم تولید میشود و این فاضلاب نیاز به تصفیه و مدیریت دارد.
به طور مثال جریانهای فاضلاب کارخانههای تولید مواد غذایی، معمولاً حاوی مواد آلی نیتروژندار، کربن آلی، جامدات معلق، جامدات محلول و غیر آلی هستند. فاضلاب کارخانههای تولید مواد شوینده حاوی مواد شویندهای است که در آب محلول هستند و اگر قبل از دفع در محیط از هم جدا نشوند میتوانند مشکلات زیست محیطی زیادی را ایجاد کنند.
اطلاعات بیشتر: مواد اولیه پتروشیمی چیست
به جز کارخانههای تولیدات صنعتی یکی دیگر از صنایع به تصفیه فاضلاب نیاز دارد صنعت پتروشیمی است. فاضلاب پتروشیمی یک اصطلاح کلی از فاضلاب مرتبط با صنایع مرتبط با نفت است. منابع فاضلاب پتروشیمی متنوع است و میتواند از تولید میادین نفتی، کارخانههای پالایش نفت خام، کارخانههای فراوری الفین، تبرید، واحدهای انرژی و سایر فاضلابهای پراکنده منشاء بگیرد.
چه یک سیستم تصفیه فاضلاب برای فاضلاب شهری و خانگی طراحی شده باشد و چه هدف آن تصفیه فاضلاب های پتروشیمی و صنعتی باشد، یکی از اصلیترین امکانات مورد نیاز هر تصفیهخانه مواد شیمیایی با کیفیتی است که در طول فرایند تصفیه آب و فاضلاب استفاده میشوند.
برای تامین مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب با بهترین قیمت و بالاترین کیفیت و همچنین خرید و فروش مواد شیمیایی صنعتی با مشاوران فروش دکتر کمیکال تماس بگیرید.