پروژه مقاله درتاریخچة تصفیة فاضلاب تحت pdf دارای 150 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه مقاله درتاریخچة تصفیة فاضلاب تحت pdf کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی پروژه مقاله درتاریخچة تصفیة فاضلاب تحت pdf ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن پروژه مقاله درتاریخچة تصفیة فاضلاب تحت pdf :
–1-تاریخچه تصفیه فاضلاب
اگرچه جمع آوری آبهای سطحی وزهکشی از زمانهای قدیم شروع شده است،آثار جمع آوری فاضلاب به اوایل قرن نوزدهم بر می گردد وبه دنبال آن تصفیه اسلوبمند فاضلاب در اواخر قرن نوزدهم واوایل قرن بیستم صورت گرفت.
بر خلاف فنون آبرسانی شهری وجمع آوری پساب(فاضلاب)که تاریخچه نسبتاً طولانی وچند هزار ساله دارند،پالایش وتصفیه فاضلاب بصورت امروزی دارای سابقه تاریخی کوتاهی می باشد و تنها در نوشته های تاریخی از فرمانهائی وگفته هایی در مورد پرهیز از آلوده سازی منابع طبیعی آب،خصوصاً آب رودخانه ها یاد شده است.
نخست از حدود یک صد سال پیش که رابطه بین اثر باکتریها ومیکروبهای بیماری زا در شیوع و واگیری بیماریها آشکار گشت،انسان به فکر پاکسازی آبهای آلوده افتاد.به عبارت دیگر فن تصفیه آب وفاضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم پزشکی وزیست شناسی(پیداش نظریه وپاستور در نیمه دوم قرن نوزدهم در زمینه بهداشت عمومی)بوجود آمده است.
پرداختن وتوجه به این فن از آنجا آغاز شدکه بتدریج برای جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب وبویژه رودخانه ها،ورود فاضلاب به این منابع ممنوع اعلام گردید.لذا این جلوگیری ملزم به تصفیه فاضلاب وتکامل روشهای آن بود.
با گذشت زمان وخصوصاً پس از جنگ جهانی دوم،بر اثر توسعه شهرها وصنایع،خطر آلودگی محیط زیست ودر نتیجه نیاز به تصفیه فاضلاب با شدت بی سابقه ای افزایش یافت وهمراه با آن روشهای متعددی جهت تصفیه فاضلاب پیشنهاد وبه کار گرفته شد.
در تکامل فن تصفیه فاضلاب از نظر زمانی،روشهای طبیعی تصفیه جزو قدیمی ترین روشهائی هستند که برای تصفیه بکار گرفته شده اند.خصوصاً استفاده از فاضلاب برای آبیاری در کشاورزی بعلت خاصیت کودی آن از یکصد سال پیش تا به حال در کشورهای اروپائی متداول بوده است.
در ایران نیز از گذشته های بسیار دور از لجن بدست آمده از چاه های جذب کننده فاضلاب به عنوان کود کشاورزی استفاده می شده است.ولی در تمام این روشها بیشتر تکیه بر بازیابی از مواد کودی فاضلاب بوده است ونه تصفیه فاضلاب.ولی در کشورهای اروپائی و پیشرفته از دهها سال پیش تاکنون دریاچه های تثبیت وتصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته اند.
همچنین عدم امکان فراهم آوردن سطوح وسیع وکافی جهت دفع زمینی فاضلاب تصفیه نشده(پخش فاضلاب در زمین )،خصوصاً برای شهرهای بزرگ،منجر به استفاده از روشهای موثرتری در تصفیه فاضلاب شد.
1-2-اهداف تصفیه فاضلاب
همه جوامع،هم بصورت جامد وهم بصورت مایع،فضولات تولید می نماید.بخش مایع این فضولات،فاضلاب است که اساساً همان آب مصرفی جامعه استکه در اثر کاربردهای گوناگون آلوده شده است.
فاضلاب را می توان ترکیبی از مایع یا فضولاتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی،اداری وتاسیسات تجاری وصنعتی حمل شده وبر حسب مورد،با آبهای زیر زمینی،آبهای سطحی و سیلابها وبطورکلی با منابع آب آمیخته شده است.
اگر فاضلاب تصفیه نشده انباشته شود،تجزیه مواد آلی آن ممکن است منجر به تولید مقدار زیادی گازهای بد بو گردد.علاوه برآن،فاضلاب تصفیه نشده حاوی میکروارگانیسم های بیماری زای فراوانی است که در دستگاه گوارش انسان زندگی می کنند ویا در برخی فضولات صنعتی موجودند.
فاضلاب شامل مواد مغذی نیز می باشد که می تواند سبب تحریک رشد گیاهان آبزی شده وهمچنین امکان دارد شامل ترکیبات سمی نیز باشد،لذا انتقال سریع وبدون دردسر فاضلاب از منابع تولید وسپس تصفیه آن ودفع آن نه تنها مطلوب است بلکه ضروری نیز می باشد.
با توجه به مطالب بیان شده وضرورت تصفیه ودفع فاضلاب،در تصفیه فاضلاب اهداف کلی زیر مد نظر می باشد:
1-تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم:
فاضلابهای شهری همیشه دارای میکروبهای گوناگون هستند که قسمتی از آنها بیماری زا می باشد.پس ورود فاضلاب به محیط زیست ومنابع طبیعی آب سبب آلوده شدن این بیماریها به میکروبهای بیماری زا شده که موجب گسترش وشیوع این بیماریها بین مردم خواهد شد.
2-پاک نگه داری محیط زیست:
ورود فاضلاب تصفیه نشده به محیط زیست موجب آلودگی این محیط شده که علاوه بر خطرات مستقیمی که برای بهداشت مردم دارد،نتایج دیگری همچون ایجاد مناظر زشت،بوهای نامطبوع وناخوشایند وتولید حشراتی که وسیله ای برای جابه جا شدن میکروبهای بیماری زا وآلوده شدن محیط زیست با این میکروبها می باشند.
3-بازیابی فاضلاب:
با توجه به اینکه مقدار نمک های معدنی محلول در فاضلاب بمراتب کمتر از آب دریاهای آزاد می باشد و فاضلاب جزو آبهای شیرین ولی آلوده محسوب می شود،لذا استفاده دوباره از فاضلاب تصفیه شده بجای آب شیرین جهت آبیاری کشاورزی بمراتب ارزانتر از شیرین سازی آب دریاهای شور می باشد.
این مسئله خصوصاً در ایران که در اکثر نقاط آن مردم با کمبود آب شیرین مواجه هستند،می تواند در مصرف آب شیرین مورد استفاده در آبیاری کشاورزی صرفه جویی نماید.
همچنین بعلت وجود مواد کودی در فاضلاب تصفیه شده،می تواند منبع غذائی خوبی برای گیاهان وتقویت زمینهای کشاورزی گردد.
1-3-مراحل تصفیه فاضلاب
منظور از مراحل تصفیه فاضلاب،مراحل تصفیه فاضلاب در تصفیه خانه می باشد.که به تفصیل در فصل ششم به آن می پردازیم.تصفیه طبیعی فاضلاب نیز امکان پذیر است که در آن بدون دخالت انسان وفن آوری،تصفیه بصورت خود بخودی انجام می شود. تصفیه طبیعی بطور جداگانه در فصل پنجم شرح داده می شود.
چنانچه بیان شد،ایجاد وتشکیل فاضلاب در تمامی جوامع،چه توسعه یافته وچه در حال توسعه،امری است اجتناب ناپذیر وحتمی همچنین انتقال،تصفیه ودفع فاضلاب نیز امری است مطلوب وضروری.پس تصفیه یا پالایش فاضلاب بایستی در تمامی نقاط دنیا صورت پذیرد،هر چند نوع روش وتعداد مراحل تصفیه فاضلاب بسته به نوع فاضلاب،امکانات موجود و000 متفاوت است.
پالایش وتصفیه فاضلاب را معمولاً در سه مرحله کلی تقسیم می کنند:
مرحله اول-تصفیه مکانیکی(فیزیکی)(1)
مرحله اول تصفیه فاضلاب،تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی می باشد.تصفیه مکانیکی عبارتست از سلسه فرآیندهائی که در طی آنها تنها از خواص مکانیکی وفیزیکی برای جداسازی مواد خارجی معلق در فاضلاب استفاده می شود.از قبیل:آشغالگیری،ته نشینی مواد معلق.
بدین مرحله،مرحله مقدماتی تصفیه فاضلاب نیز گفته می شود.
مرحله دوم –تصفیه زیستی(بیولوژیکی):(1)
مرحله دوم تصفیه فاضلاب،تصفیه زیستی یا بیولوژیکی می باشد.تصفیه زیستی عبارتست از مجموعه فرآیندهائی که در طی آنها از خواص میکروارگانیسمها برای تبدیل مواد آلی محلول وکلوئیدی موجود در فاضلاب به مواد معدنی وپایدار استفاده می شود.از قبیل:هوادهی واستفاده از باکتریهای گوناگون موجود در فاضلاب برای تصفیه آن.
بدین مرحله،مرحله ثانوی تصفیه فاضلاب نیز گفته می شود.
مرحله سوم –تصفیه تکمیلی(پیشرفته):
مرحله سوم تصفیه فاضلاب شامل زلال سازی وتصفیه های تکمیلی است.که تاسیسات آن گران قیمت وپر هزینه می باشند.از قبیل:عمل نیترات سازی (2) و نیترات زدایی (3)استخرهای ته نشینی نهائی و000
بدین مرحله،مرحله نهائی تصفیه فاضلاب نیز گفته می شود.
در صورتیکه تمامی مراحل بالا به خوبی انجام شود وهمچنین تاسیسات تصفیه خانه بدرستی کار کنند،می توان آلودگی فاضلاب را 9 0 تا9 6 درصد کاهش داد واین کاهش آلودگی برای برقراری ضوابط لازم جهت دفع فاضلاب به منبع های طبیعی آب وحفظ بهداشت وپاک نگهداری محیط زیست کافی است.
در شکل(1-1) تصفیه خانه فاضلاب شهری نشان داده شده است.
1-4-ملاحظات کلی در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب شهری
1-4-1-موقعیت تصفیه خانه
در انتخاب محل تصفیه خانه باید موارد زیر را در نظر گرفت:
الف-فاصله از نواحی مسکونی با در نظر گرفتن ضوابط جاری.
ب-حفاظت در برابر سیل.
ج-جهت بادهای غالب.
د-راههای دسترسی.
ه-وجود اراضی کافی برای توسعه آینده واحیاناً آوردن فن آوری جدیدتر.
و-کاربرد اراضی محلی با توجه به طرح جامعه شهری وقابلیت کشاورزی.
شکل (1-1) – مراحل کلی یک تصفیه خانه فاضلاب
ز-مشخصات محل از نظر نوع خاک،زمین شناسی،آبهای سطحی وزیر زمینی وشیب زمین به منظور به حداقل رساندن نیاز به تلمبه زنی.
ح-دسترسی به آبهای پذیرنده(رودخانه ها،نهرها،کانالهای آب سطحی وغیره)
ط-سازگاری فرآیند تصفیه فاضلاب با کاربرد اراضی مجاور تصفیه خانه در حال وآینده(شامل سروصدا،بوهای احتمالی،کیفیت هوا وسایر شرایط زیست محیطی)وروشهای پیش بینی شده برای تصفیه ودفع لجن.
ی-وضع زمین از نظراستملاک.
ک-دسترسی به محل تامین انرژی.
1-4-2-طراحی
1-4-2-1-نوع تصفیه:
در انتخاب نوع فرآیند تصفیه باید کلیه عوامل ونکات موثر از جمله موارد زیر در نظر گرفته شود:
الف-مشخصات کلی وکیفی فاضلاب ورودی.
ب-ضوابط واستانداردهای تخلیه فاضلاب در حال وآینده.
ج-موقعیت ووضع توپوگرافی محل تصفیه خانه.
د-اثرات شرایط اقلیمی،قابلیت وموجودیت زمین.
ه-پیش بینی جا برای توسعه آینده تصفیه خانه.
و-اثرات فاضلابهای صنعتی که پیش بینی می شود همراه با فاضلاب شهری به تصفیه خانه برسد.
ز-دفع نهائی لجن.
ح-هزینه های سرمایه ای.
ط-هزینه های بهره برداری ونگهداری تاسیسات شامل هزینه انرژی مورد نیاز.
ی-پیچیدگی فرآیند با توجه به امکانات پرسنلی وفن بهره برداری.
ک-اثرات محیطی ناشی از احداث تصفیه خانه در استفاده از اراضی مجاور در حال وآینده.
1-4-2-2-تعیین مقدار جریان فاضلاب شهری :
در مناطقی که تاسیسات تصفیه فاضلاب وجود دارد،هیدرولیکی مربوط به اصلاح یا توسعه تاسیسات باید بر مبنای مقدار ومشخصات واقعی فاضلاب در هر دو شرایط بارانی وغیر بارانی انجام شود.نمونه برداری وتهیه نمونه موجود باید به نحو صحیح انجام شود تا نشان دهنده مشخصات واقعی فاضلاب باشد.
برای تعیین مقدار جریانهای
مشروح زیر،تو
صیه می شود اندازه گیریها وآمار حداقل یکساله ملاک عمل قرار گیرد:
الف-جریان متوسط روزانه-از طریق گرفتن میانگین جریانها در مدت یکسال،بدون احتساب آب باران.
ب-حداقل جریان روزانه-از طریق اندازه گیری 24 ساعته در مواقع غیر بارانی که مقدار نشتاب وآبهای نفوذی کم است(نشتاب و آبهای نفوذی که عبارتست از کلیه آبهای اضافی که به هر دلیل به داخل فاضلابرو ها نفوذ می نماید.مهمترین منابع نفوذ آبهای اضافی عبارتند از:نشتاب آب زیر زمینی از اتصالات فاضلابروها ودیواره آدم روها-آبهای نفوذی ناشی از بارندگی بام ومحوطه ساختمانها از راه اتصلات غیر مجاز وآبهای سطحی از دریچه آدم روها)
ج-حداکثر جریان روزانه در مواقع بارانی-از طریق اندازه گیریهای 2 4 ساعته در طول یکسال در مواقعی که بر اثر بارندگی،مقدار نشتاب وآبهای نفوذی زیاد است.
د-جریان بعد از بارندگی-از طریق اندازه گیریهای روزانه به مدت هفت روز بلافاصله بعد از قطع هر بارندگی طی یکسال.
ه-حداکثر جریان ساعتی.
و-جریانهای فاضلابهای صنعتی-از طریق اندازه گیری جریان فاضلاب صنعتی با آمار مصارف آب صنایعی که فاضلاب خود را به شبکه جمع آوری فاضلاب تخلیه می کنند.
1-4-2-3-جزئیات تصفیه خانه فاضلاب شهری:
در تصفیه خانه های فاضلاب شهری بایستی جزئیات زیر مد نظر باشد:
الف-نصب تجهیزات مکانیکی:
توصیه می شود نصب وراه اندازی آزمایشی تجهیزات مکانیکی عمده با نظارت نماینده کارخانه سازنده انجام شود.
ب-تاسیسات کنارگذار:
تاسیسات کنار گذار ولوله کشی های مربوط باید به نحوی استقرار یابندکه بتوان هر یک از واحد های تصفیه را مستقلاً از مدار خارج کرد.طراحی تاسیسات کنار گذار باید به نحوی باشند که بهره برداری از تصفیه خانه در مدت تعمیرات واحدهای مورد نظر آسان بوده وکاهش کیفیت فاضلاب تصفیه شده به حداقل برسد وهمچنین پس از اتمام تعمیرات،بازگشت سریع به حالت شرایط بهره برداری،امکان پذیر باشد.
ج-تخلیه واحدها:
برای تخلیه محتویات هر واحد وانتقال آن به محل مناسبی از مدار تصفیه باید وسایل مناسب پبش بینی گردد.در طراحی سازه هایی که تحت فشار هیدرواستاتیکی آبهای زیر زمینی قرار می گیرند،باید به امکان شناور شدن سازه بر اثر تخلیه آن توجه شده وپیش بینی های لازم بعمل آید.
برای لوله هایی که احتمال گرفتگی آنها می رود،لازم است دریچه های بازدید وسایل مکانیکی تمیز کردن ویا شستشو با آب تحت فشار پیش بینی شود.
د-مصالح ساختمانی:
نظر به اینکه هیدروژن سولفید وسایر گازهای خورنده،چربیها،روغنها وترکییبات مشابه،غالباً در فاضلاب وجود دارد،در انتخاب مصالحی که در تصفیه خانه فاضلاب یکار می رود باید دقت شود.
این مطلب به خصوص در انتخاب فلزات ورنگهای بکار رفته در تجهیزات مکانیکی،لوله ها،اتصالات،پلکان،نرده،حفاظ،صفحات مشبک،پلهای فلزی و… اهمیت دارد.همچنین لازم است از تماس بین فلزات ناهمانند اجتناب شود تا خوردگی گالوانیک به حداقل برسد.
ه-رنگ زدن:
از بکار بردن رنگهای محتوی سرب یا جیوه باید خودداری نمود.برای تسهیل در تشخیص لوله ها بخصوص در تصفیه خانه های بزرگ پیشنهاد می شود که خطوط مختلف لوله ها با رنگهای زیر مشخص شود:
خطوط رنگ
لجن قهوه ای
گاز نارنجی
آب آشامیدنی آبی
فاضلاب خاکستری
هوای تحت فشار سبز
آب گرم مخازن هضم یا ساختمانها آبی با نوارهای قرمز(15cm )فاصله(75cm)
همچنین نام سیالی که از لوله می گذرد باید با رنگ مشخص بر روی لوله نوشته شود.
و-تجهیزات بهره برداری:
مجموعه کاملی از ابزار،متعلقات وقطعات یدکی لازم،میز کار وانبار کارگاهی برای استفاده متصدیان بهره برداری ونگهداری تصفیه خانه باید فراهم شود.همچنین توصیه می شود تعمیر گاه وانبار مناسبی برای تجهیزات بزرگ نیز در نظر گرفته شود.
ز-تسطیح ومحوطه سازی:
محوطه تصفیه خانه باید به نحو مناسبی تسطیح وشیب بندی شود.برای دسترسی به واحد های مختلف باید پیاده روی مناسب ایجاد گردد.برای جلوگیری از فرسایش،توصیه می شود حتی المقدور از ایجاد شیبهای تند در محوطه سازی اجتناب شود.
1-4-3-دفع فاضلاب تصفیه شده
در مجاری انتقال فاضلاب تصفیه شده از تصفیه خانه به محل دفع وبه طور کلی دفع فاضلاب پس از پالایش باید موارد زیر رعایت شود:
الف-در محل دفع فاضلاب،تخلیه بصورت سرریزمناسبتر از تخلیه در زیر آب است.
ب-انتخاب روش پخش فاضلاب تصفیه شده در رودخانه با توجه به حفاظت رشد وتحرک آبزیان.
ج-حفاظت ونگهداری مجاری انتقال ودفع فاضلاب تصفیه شده در مقابل اثرات تخریبی سیلابها،جزر ومد،یخبندان وسایر عوامل.
تمام مجاری انتقال فاضلاب تصفیه شده باید طوری ط
راحی گردد که امکان نمونه برداری از فاضلاب در محلی بعد از آخرین واحد در فرآیند تصفیه وقبل از تخلیه فاضلاب واختلاط آن با آب پذیرنده فراهم شود.
1-4-4-تسهیلات ضروری
تسهیلات ضروری در تصفیه خانه را می توان در سه بخش زیر دسته بندی نمود:
الف-تامین برق اضطراری:
در تمام تصفیه خانه های فاضلاب لازم است بمنظور استمرار کار واحدهای حساس تصفیه،در مواقع قطع برق یک منبع انرژی اضطراری پیش بینی شود.این منبع بر حسب موردممکن است به یکی از اصول زیر باشد.
1-تامین برق تصفیه خانه بوسیله دو انشعاب از دو منبع مستقل برق شهری نظیر دو پست مستقل برق صورت گیرد که در این مورد توصیه می شود در صورت امکان،انتقال نیرو از هر پست توسط خط جداگانه ای انجام شود.
2-موتورهای درون سوز سیارو یا ثابت که انرژی مکانیکی ویا برق تولید می کند.
3-موتور پمپهای سیار در مواردی که فقط تلمبه کردن اضطراری لازم باشد.
ب-تامین آب:
توصیه میشود آب آشامیدنی کافی برای مصرف آزمایشگاه و مصارف عمومی وبهداشتی در مصارف مختلف تصفیه خانه تامین گردد.تأمین آب می تواند به دو شکل صورت پذیرد:
1-اتصال مستقیم:برای مصارف زیر ممکن است از اتصال مستقیم آب شهری ویا منبع آب آشامیدنی دیگر استفاده کرد،مشروط بر اینکه محل مصرف بالاتر از سطح زمین باشد:
دستشویی مستراح،ظرف شوئی آزمایشگاه یا شیر خلاء شکن،دوش،آبخوری فواره ای،چشم شوئی فواره ای،دوش ایمنی.
2-اتصال غیر مستقیم:
برای استفاده غیر از موارد بالا از اتصال غیر مستقیم استفاده می شود.برای این منظور آب را مقدمتاً به یک مخزن مجزا بنحوی وارد می کنند که لوله ورودی با حداکثر ممکن سطح آب در مخزن حداقل 15 سانتیمتر فاصله داشته باشد.آب مصرفی مورد نیاز را می توان از این مخزن مجزا از طریق تلمبه ومخزن تحت فشار به نقاط مصرف رسانید.
تمام شیرهای مصرف که در سیستم لوله کش بعد از این مخزن مجزا قرار دارند باید با علامت ثابتی مبنی بر اینکه آب برای آشامیدن مناسب نیست،مشخص گردد.
3-تسهیلات بهداشتی:
توصیه می شود به تعداد کافی مستراح،دوش،دستشوئی وقفسه لباس در محلهای مناسب وبه تناسب تعداد کارکنان شاغل در تصفیه خانه ایجاد شود.
فصل دوم-آشنایی با انواع فاصلاب
2-1-انواع فاضلاب
2-1-1-فاضلاب خانگی(1)
فاضلابهای خانگی را می توان در دودسته زیر تقسیم بندی کرد:
الف)فاضلاب خانگی خالص:تشکیل شده است از فاضلاب دستگاه های بهداشتی خانه ها مانند:توالت ها،
دستشوئی ها،حمام ها،ماشین های لباس شوئی و ظرف شوئی،پساب آشپزخانه هاویا فاضلاب بدست آمده از شستشوی قسمت های گوناگون خانه.نام دیگر این نوع فاضلاب،فاضلاب بهداشتی است.
پس بطور کلی فاضلاب بهداشتی عبارتست از فاضلابی که از واحد های مسکونی تخلیه می شود.خواص فاضلابهای خانگی خالص(بهداشتی)در سطح یک کشور تقریباً یکسان است وتنها غلظت آنها بسته به مصرف سرانه آب در شهر ها تغییر می کند.
ب)فاضلاب خانگی ناخالص:فاضلابی است که علاوه بر فاضلاب بهداشتی که از واحدهای مسکونی تخلیه
می شود،دارای مقداری فاضلاب بدست آمده از مغازه ها،فروشگاهها،تعمیرگاهها،کارگاه ها،رستورانها وموسسه هایی مانند آنها لازم است.لازم به ذکر است واحدهای صنعتی که اجباراً فاضلاب آنها در سطح شهر وبطور پراکنده وارد کانال جمع آوری فاضلاب درون شهری می شود نیز جزو این نوع فاضلابها محسوب می شوند.
نام دیگر این نوع فاضلاب،فاضلاب شهری(2) است. بطور کلی فاضلاب خانگی ناخالص(فاضلاب شهری)فاضلابی است که از واحدهای مسکونی وتجاری،واحدهای صنعتی(بعضاً کوچک وبزرگ)وتاسیسات مشابه تخلیه میشود.لذا با توجه به نوع وتعداداینگونه موسسه ها ممکن است نوع فاضلابها در شهرهای مختلف یک کشور متفاوت باشد
2-1-2-فاضلاب صنعتی(1)
فاضلابهای صنعتی ،فاضلابهایی هستند که در آنها فضولات صنعتی بیشتر است.در این فاضلابها مواد خارجی همچون مواد معدنی،مواد نفتی و روغنی،مواد شیمیایی،مواد آلی و… وجود دارد.فاضلابهای صنعتی کاملاً بستگی به نوع فراورده کارخانه دارد وخواص مختلفی دارند،لذا مقدار ونوع مواد خارجی در فاضلابهای صنعتی با توجه به مشخصات کارخانه مشخص می شوند.
2-1-3-جریان نفوذی-ورودی
آبهایی هستند که به روش های مستقیم یا غیر مستقیم وارد شبکه فاضلاب می شوند.
جریان نفوذی آبی است که از زمین واز طریق لوله های معیوب،اتصالات ودرزهای لوله ها ودیواره دهانه های آدم رو،ترکها وشکستگیها ویا متخلخل وارد سیستم فاضلابرو وخطوط شبکه فاضلاب می شود.
جریان ورودی عبارت از جریانهای سط
حی است که از طریق ارتباطات زهکشهای آبهای سطحی،ناودان پشت بامها،زهکشهای پی وزیر زمینها،آب تاسیسات خنک کننده ویا از طریق درپوشهای دهانه های آدم رو به شبکه فاضلاب وارد می شود.
2-1-4-فاضلاب سطحی(2)
فاضلابهای سطحی ناشی از بارندگی وذوب یخها وبرف های نقاط بلند هستند.این فاضلاب ها بعلت جریان در سطح زمین وتماس با آشغالها وکثافت های روی زمین وشستن سطح خیابانها وپشت بامها آلوده شده ومقداری مواد آلی ومعدنی در آنها وجود دارد.
2-2-مشخصه های کلی فاضلاب
برای طراحی وبهره برداری از تاسیسات جمع آوری،تصفیه و دفع فاضلاب آگاهی از ماهیت فاضلابها ضروری است.
بطور کلی می توان مشخصه های فاضلاب را در سه دسته کلی زیر تقسیم بندی نمود:
دسته اول-مشخصه های فیزیکی
دسته دوم-مشخصه های شیمیایی
دسته سوم-مشخصه های زیست شناختی
مشخصه های فیزیکی:
مهمترین مشخصه فاضلاب عبارت است از کل محتوایات جامد آن که شامل مواد شناور،مواد قابل ته نشینی،مواد کلوئیدی،مواد محلول است.سایر مشخصه های فیزیکی عبارتند از بو،دما،چگالی،رنگ وکدری.
مشخصه های شیمیایی:
ویژگیهای شیمیایی فاضلاب در چهار قسنت ارائه می شود:(1)ماده آلی؛(2)اندازه گیری محتوای آلی؛(3)ماده غیرآلی؛(4)گازها.
مشخصه های زیست شناختی:
هر مهندس محیط زیست باید دانش کافی دباره مشخصه های زیست محیطی فاضلاب داشته باشد و در مورد مطالب زیر شناخت داشته باشد:
-گروههای اصلی میکروارگانیزمهای موجود در آبهای سطحی وفاضلاب.
-ارگانیزمهای بیماری زا موجود در فاضلاب.
-ارگانیزمهایی که به منزله شاخص آلودگی مورد استفاده قرار می گیرند واهمیت آنها.
-روشهای شناسایی ارگانیزمهای شاخص
.
-روشهای سمیت فاضلابهای تصفیه شده .
حال جهت آشنایی با برخی مشخصه های کلی فاضلابها خصوصاً فاضلاب شهری تعاریف زیر ارائه می شود:
رنگ فاضلاب:(1)
رنگ فاضلاب(خصوصاً فاضلاب شهری)نشان دهنده عمرآن است.فاضلاب تازه دارای رنگ خاکستری است.پس از مدتی که فاضلاب گندیده و کهنه شد،رنگ آن تیره وسیاه می گردد که علت آن وجود سولفید آهن(Fes)است که در حدود (025) میلی گرم در لیتر با فاضلاب دفع شده از منازل همراه است.
بوی فاضلاب:(2)
بوی فاضلاب ناشی از گازهائی است که در اثر متلاشی شدن مواد آلی بوجود می آید.بوی فاضلاب تازه قابل تحمل تر از فاضلاب کهنه است.بوی فاضلاب کهنه بیشتر ناشی از گاز هیروژن سولفوره می باشد که در اثر فعالیت باکتریها بی هوازی ودر نتیجه احیای سولفات ها به سولفیدها تولید می شود.
اگر اکسیژن کافی به فاضلاب رسیده شود باعث می شود که باکتریهای بی هوازی از فعالیت باز ایستاده وبه جای آنها باکتری های هوازی،مواد آلی را تجزیه کرده وگاز کربنیک تولید شود وسبب بی بو شدن فاضلاب گردد.
درجه اسیدی:(3)
فاضلاب شهری و تازه معمولاً حالت خنثی ومتمایل به قلیائی دارند.تنها در اثر ماندن وشروع عمل گندیدگی گازهای اسیدی(هیدروژن سولفوره)تولید گردیده ودرجه اسیدی فاضلاب کاهش یافته،خاصیت اسیدی پیدا نماید.هر چه درجه گرمای محیط بیشتر باشد عمل گندیدن تعفن زودتر رخ می دهد.
در شرایط نسبتاً متعارفی عمل تعفن سه تا چهار ساعت پس از تولید فاضلاب شروع می شود.
دمای فاضلاب:(1)
به علت اعمال زیستی،درجه گرمای فاضلاب معمولاً بیشتر از درجه گرمای آب در همان محیط است.درجه گرمای فاضلاب در سردترین روزهای زمستان غالباً از 10درجه سانتی گراد کمتر نمی گردد ودر روزهای معمولی درجه گرمائی در حدود 2 0 درجه سانتی گراد دارد.
فصل سوم-فاضلاب شهری (1)
3-1-کلیات
بطور کلی فاضلاب شهری،فاضلابی است که از واحدهای مسکونی،تجاری وواحدهای صنعتی که فاضلاب آنها بطور مجزا جمع آوری نمی شود وتاسیسات مشابه تخلیه می شود.همچنین فاضلابهای ناشی از بارندگی نیز از جمله فاضلاب شهری است.بعبارت دیگر آنچه در شبکه های جمع آوری فاضلاب شهری،بنام فاضلاب خانگی جریان دارد علاوه بر فاضلاب خانگی
خالص(بهداشتی)دارای مقداری فاضلاب بدست آمده از مغازه ها،فروشگاه ها،تعمیرگاه ها،کارگاه ها،رستورانها،وموسسه هایی مانند آنها می باشد که اجباراً در سطح شهر و بطور پراکنده وارد کانال جمع آوری فاضلاب می شوند.
چنین فاضلابی را فاضلاب خانگی ناخالص نیز می نامند که اصطلاحاً بدان فاضلاب خانگی نیز می گویند.
چنانچه فاضلابهای شهری را با فاضلابهای صنعتی وکارخانه ها مقایسه کنیم،مهمترین تفاوتها عبارتند از:
الف)امکان وجود موارد وترکیبهای شیمیائی سمی در فاضلاب کارخانه ها بیشتر است.
ب)خاصیت خورندگی فاضلاب های صنعتی بیشتر است.
ج)خاصیت قلیائی واسیدی زیادی در فاضلابهای کارخانه ها وجود دارد.
د)امکان وجود موجودات زنده در فاضلابهای شهری به مراتب بیشتر از فاضلاب های صنعتی است.
پس بطور کلی درجه آلودگی فاضلاب های شهری از فاضلاب های صنعتی کمتر است.درجه آلودگی فاضلابهای صنعتی می تواند چندین برابر وحتی دهها برابر آلودگی فاضلاب های شهری باشد.
3-2-خواص فاضلاب شهری
-رنگ فاضلاب:
رنگ فاضلاب شهری نشان دهنده عمر آن است.فاضلاب تازه دارای رنگ خاکستری مایل به قهوه ای روشن است.اما با افزایش زمان حرکت آن در شبکه جمع آوری وایجاد شرایط غیر هوازی تر ،وبعبارت دیگر پس از مدتی که فاضلاب گندیده وکهنه شد رنگ فاضلاب به ترتیب از خاکستری به خاکستری تیره ودر نهایت به سیاه تغییر می کند وقتی رنگ فاضلاب سیاه شد آن را عفونی می گویند.
-بوی فاضلاب:
بوی فاضلاب شهری معمولاً از گازهای حاصل از تجزیه مواد آلی یا از مواد افزوده شده به فاضلاب ناشی میشود.
فاضلاب تازه بوی مشخص وتا حدی نا خوشایند دارد وبوی آن کمتر از بوی فاضلابی که تجزیه غیر هوازی شده(فاضلاب کهنه)،آزار دهنده است.
مشخص ترین بوی فاضلاب مانده یا عفونی،بوی هیروژن سولفیت ها می باشدکه در اثر فعالیت باکتریهای بی هوازی ودر نتیجه احیای سولفاتها به سولفید تولید می گردد.اگر اکسیژن کافی به فاضلاب دمیده شود باکتریهای غیر هوازی از فعالیت استاده فاضلاب بی بو میگردد.
-دمای فاضلاب:
بعلت اعمال زیستی، درجه گرمای فاضلاب معمولاً بیشتر از درجه گرمای آب در همان محیط است،همچنین از آنجا که گرمای ویژه آب بسیار بیشتر از هوا است،در بیشتر طول سال دمای فاضلاب از دمای محیط بالاتر است وفقط در طول گرمترین روزهای تابستان این دما از دمای محیط کمتر است.
درجه گرمای فاضلابهای شهری در سردترین روزهای زمستان غالباً از 10درجه سانتی گراد کمتر نمی گردد و در روزهای معمولی درجه گرمائی در حدود 2 0 درجه سانتی گراد دارد.
-مواد جامد موجود در فاضلاب(کل مواد خارجی):(1)
حدود%9 /9 9 فاضلاب را تشکیل می دهد وفقط حدود یک 1 % فاضلاب را مواد خارجی(جامد)تشکیل می دهد.اگر فاضلاب را حدود 1 03 تا 105درجه سانتی گراد حرارت دهند تا تمامی آب آن تبخیر شود،مقدار باقیمانده را مواد جامد موجود در فاضلاب می گویند.منشاء این مواد عبارتند از:
1-مواد جامد دفع شده همراه با فاضلاب توالت ها،ظرفشوئیها،حمامها،مریضخانه ها ورختشوئیها.
2-مواد جامد همراه با آب حاصل از بارندگی که در اثر شسته شدن سطح زمین،خیابانها وپشت بامها وارد شبکه فاضلاب می شود.
شکل( 1-3) نشان دهنده مواد جامد باقیمانده در فاضلاب.
مواد جامد باقی مانده از فاضلاب بعد از حرارت دادن بر حسب P. .P.M بطور شماتیک در شکل( 1-3)نشان
داده شده است.
جدول (1-3) مواد معدنی فاضلاب خانگی
ترکیب معدنی میدان عادی، میلیگرم در لیتر
مواد محلول 300-100
بُر(B) 4/0-1/0
درصد سدیم 15-5%
سدیم (Na) 70-40
پتاسیم(K) 15-7
منیزیم(Mg CO3) 40-15
کلسیم(Ca CO3 ) 40-15
ازت تام(N) 40-20
فسفات(PO4) 40-20
سولفات(SO4) 30-15
کلرور(C1) 50-20
قلیائیت تام(Ca CO3 ) 150-100
حدود نیمی از مواد خارجی در فاضلاب شهری را مواد آلی وبقیه را مواد معدنی تشکیل می دهند.در
جدول(1-3)مواد معدنی فاضلاب شهری نشان داده شده است.
-مواد شیمیایی و گازهای موجود در فاضلاب:
در مورد خواص شیمیایی ومواد شیمیایی وگازهای موجود در فاضلاب ها می توان به مطالب زیر اشاره کرد:
الف-خواص اسیدی وقلیائی فاضلاب:فاضلاب شهری غیر عفونی معمولاً حالتی خنثی ویا متمایل به قلیائی دارد.معمولاً فاضلابهای شهری که فاضلاب کارخانه نیز به آنها وارد شود دارای(P H)قلیائی بوده ومقدار PH)) آنها از 7بیشتر است که در اثر ماندن وشروع عمل گندیدگی،گازهای اسیدی(هیدروژن سولفوره)تولید گردیده و درجه اسیدی فاضلاب کاهش یافته،خاصیت اسیدی پیدا میکند.
هر چه درجه گرمای محیط بیشتر باشد عمل گندیدن و تعفن زودتر رخ می دهد.در شرایط نسبتاً متعارفی سه تا چهار ساعت پی از تولید فاضلاب،فاضلاب عفونی می شود.
زیاد بودن PH فاضلاب در تصفیه زیستی آن اثر قابل توجهی دارد یعنی تصفیه فاضلاب را سرعت می دهد.
ب-گازهای متصاعد شده از فاضلاب:از فاضلاب کهنه وگندیده گازهای گوناگون متصاعد می شود که مهمترین این نوع گازهاعبارتند از:
-گاز متان(CH4):گازی است بی بو وفوق العاده قابل اشتعال
2-گاز ایندریدکربنیک(CO2):گازی است بی بو و بی رنگ که ناخالصی هوای اطراف کره زمین را تشکیل می دهد.علاوه بر گازهای نامبرده:گازهای زیر نیز از فاضلابها متصاعد میشود:
-اکسید کربن(CO)
-هیدروژن(H2)
-هیدروژن سولفید(H2S)
-ایندریدسولفوره(SO2)
-وزن مخصوص فاضلاب:
با توجه به سبک بودن مواد خارجی موجود در فاضلاب شهری ونیز وجود برخی گازهای محلول در آن،وزن مخصوص فاضلاب شهری کمی کمتر از وزن مخصوص آب است وبه حدود 5 99 تن بر متر مکعب است.در عمل معمولاً وزن مخصوص فاضلاب را برابر آب فرض می نمایند.(در دمای یکسان).
چگالی فاضلاب به دما بستگی دارد وبا غلظت کل مواد جامد در فاضلاب تغییر می کند.
-موجودات زنده در فاضلاب:
همیشه مقدار زیادی موجودات زنده ذربینی مانند ویروسها ومیکروبها(باکتریها)در فاضلاب شهری وجود دارد.
تنها قسمت کمی از این موجودات زنده ممکن است بیماری زا باشد مانند باکتریهای انگلی(سیل،حسبه،اسهال و وبا).در تصفیه فاضلاب،میکروارگانیسم ها را می توان از نظر نیاز به اکسیژن به سه گروه کلی زیر تقسیم نمود:
الف-میکروارگانیسم های هوازی(1):این باکتری ها در شرایطی که اکسیژن بصورت محلول وجود داشته باشد رشد می کنند.باکتریهای هوازی اکسیژن محلول در فاضلاب را جذب کرده،مواد آلی را یا بصورت تغذیه ویا بوسیله ترشح اکسید نموده وبه ترکیبات پایدار معدنی تبدیل می نمایند.در این فعل وانفعال گاز C O2تولید وباکتریها افزایش می یابند.
ب-میکروارگانیسم های بی هوازی(2):این باکتریها برای رشد خود نیازی به اکسیژن ندارند.
باکتریهای بی هوازی اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه نمکهای موجود در فاضلاب بدست آورده،آنها را احیاء می کنند.
کار این باکتریها توام با ایجاد گازهائی مانند اسید سولفوریک(هیدروژن سولفوره)ومتان بوده ولذا این فرآیند همراه با تعفن وبوی ناخوشایند است.
ج-میکروارگانیسم های فاکولتاتیو(3):این باکتریها را باکتریهای اختیاری نیز می نامند که می توانند هم با استفاده از اکسیژن محلول وهم بدون آن رشد کنند.
تعداد موجودات زنده در یک سانتی متر مکعب از فاضلاب شهری به یک تا چند میلیون عدد نیز می رسد. باکتریهای هوازی وبی هوازی دو گروه از موجودات زنده موجود در فاضلاب هستند که حتی در تصفیه فاضلاب نیز نقشی مثبت وبسیار کمک کننده دارند.
برخی از اختصاصات فیزیکی فاضلاب های شهری در جدول(2 – 3)آمده است.
جدول ( -(2-3اختصاصات فیزیکی فاضلابهای خانگی
اختصاصات علت اهمیت اندازه گیری
درجه حرارت درجه حرارت هوا، آب داغ از منزل یا کارخانه به فاضلاب و ریخته می شود بر سرعت فعالیت زیستی،مقدار اکسیژن و گازهای محلول در آب و وزن مخصوص ، ویسکوزیته و فشار سطحی مؤثر است درجه حرارت سانتیگراد یا فارنهایت.
کدورت مواد معلق مانند جامدات فاضلاب، گلولای،خاک رس،مواد آلی گیاهی که به ذرات ریز تقسیم شده اند،آلگ ها و موجودات ذرهبینی مانع ورود نور به داخل آب و گاهش رشد گیاهان تولید کننده اکسیژن، تأثیر بر قابلیت پذیرش آب، ممکن است برای گیاهان آبزی مضر باشد. پخش یا جذب نور بر اساس یک مقیاس استاندارد اختیاری.
رنگ مواد محلول مانند عصاره آلی برگها و سایر نباتات(تانن،گلوگزیدها، آهن) و فاضلاب صنعتی. معمولاً بدون ضرر،اما لطمه بر کیفیت زیبائی آب. جذب نور بر اساس یک استاندارد اختیاری.
بو مواد فرار،گازهای محلول که اغلب از تجزیه مواد آلی تولید می شود، بوی آب ممکن است به علت روغنهای اساسی میکروارگانیسم ها باشد. ممکن است دلیل حضور فاضلاب تجزیه شده باشد ،
اثر بر کیفیت زیبائی آب، بعنوان یک آزمایش فاضلاب ورودی به تصفیه خانه یا راهنمای شرایط فاضلاب. حس بویائی انسان، مقیاس کیفی و غلظت در حد آستانه بو.
مزه مواد تولید کننده بوها، مواد محلول و یون های مختلف. لطمه به کیفیت زیبائی آب. عدم آزمایش مزه آبهای آلوده یا غیر خوراکی.
مواد جامد مواد معدنی و آلی محلول و معلق. اندازه گیری مواد آلی جامد و گل و لای، درجه آلودگی فاضلاب را تعیین می کند. با روش وزنی برای: مواد خشک تام، مواد جامد فرار تام ، مواد ثابت تام و مواد محلول .
3-3-آلودگی فاضلاب
آلودگی فاضلاب ها بیشتر بواسطه وجود مواد آلی در آنها نمودار می شود که سازمان حفاظت محیط زیست بسیاری از آلاینده های درجه اول آلی را نیز تحت عنوان ترکیبات آلی فرار(V OC)(1)طبقه بندی کرده است.
مواد آلی موجود در فاضلاب ناپایدار بوده ومی توان این مواد آلی را با کمک اکسیژن دهی واکسیداسیون تبدیل به نیتریت ها،نیترات ها وفسفات هاو… کرده وسپس بصورت ته نشین کردن از فاضلاب جدا نمود.
تبدیل های نامبرده که در ضمن آن مواد ناپایدار آلی تبدیل به مواد پایدار معدنی می شود،اساس کار وهدف ایجاد پالایشگاههای فاضلاب را در شهرها تشکیل می دهد.
برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب معمولاً بجای اینکه مواد آلی موجود در فاضلاب را اندازه گیری کنند، مقدار اکسیژن لازم برای اکسیداسیون مواد نامبرده را اندازه گیری می کنند.
لازم به ذکر است که نمی توان تمام اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد اکسید پذیر در فاضلاب را اندازه گیری کرد،لذا آزمایش های تعیین درجه آلودگی فاضلاب اجباراً روشهای تقریبی هستند.
3-4-روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب
مهمترین روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب عبارتند از:
3-4-1-تعیین مقدار بی-او-دی(BOD)(1)
این روش عبارتست از تعیین مقدار اکسیژن لازمی که باید به فاضلاب داده شود تا باکتریهای هوازی،مواد آلی و ناپایدار موجود در فاضلاب را اکسید نموده وبه موادی پایدار نظیر نمکهای معدنی تبدیل سازد.
مقدار BOD فاضلاب در زمانهای مختلف تغییر می کند.این تغییرات علاوه بر اینکه به غلظت مواد آلی فاضلاب بستگی دارند به میزان فعالیت باکتریها،درجه گرما وشدت درهمی(توربولانت)فاضلاب نیز بستگی دارد.
از لحظه ای که فاضلاب در مجاورت اکسیژن قرا
ر می گیرد جذب اکسیژن توسط باکتری جدا شروع شده و در مرحله مختلف به انجام می رسد:
مرحله اول – اکسیداسیون ترکیبات آلی کربن دار :(2)
این مرحله از نخستین لحظات کار باکتری ها شروع شده و در 2 0 درجه گرما تا مدت 20 شبانه روز ادامه می یابد. در این مرحله کربن موجود در ترکیبات ناپایدار آلی تبدیل به ترکیباتی پایدار نطیر C O2 شده و از حوزه عمل بیرون می رود.
مرحله دوم- اکسید اسیون ترکیبات آلی ازت دار:(1)
این مرحله حدوداً دهمین روز پس از شروع فعالیت باکتری ها آغاز گردیده و مدت زیاد ادامه می یابد. در شکل(2-3 ) منحنی تغییرات (BOD) از تاریخ شروع فعالیت باکتری ها تا 70 روز پس از آن برای سه درجه گرمای 30,20,9 درجه کشیده است.
شکل(2-3)- منحنی تغییرات BOD نسبت به زمان و درجه گرمای فاضلاب
چنانچه از منحنی های نامبرده نتیجه گیری می شود در گرمای 2 0 درجه قسمت بیشتر اکسیداسیون مربوط به مرحله یکم (حدود 68 درصد) در پنج روز رخ می دهد و پس از 20 روز تقریباً به پایان می رسد. بدین جهت برتی نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب معمولاً بی – او – دی – پنج روز(BOD5 ) را تعیین می کنند.
تغییرات BOD در مرحله یکم اکسیداسیون برای درجه گرماهای گوناگون و نسبت آنها به BOD5 در گرمای 20 درجه سانتگراد در منحنی های شکل (3-3) نمایش داده شده است.
شکل(3-3)- نسبت تغییرات BOD به BOD5 در درجه های گوناگون گرما در مرحله یکم اکسیداسیون مواد آلی
3-4-2- تعیین مقدار سی – او – دی(COD) (1)
در این روش برای اکسیداسیون مواد آلی و مواد اکسید پذیر دیگری که فاضلاب یافت می شود از اکسید کننده های قوی مانند پرمنگنات پتاسیم (Kmno4) و یا دی کرومات (K2Cr2O7) پتاسیم استفاده می شود. در صورتیکه از پرمنگنات پتاسیم استفاده می کنند که آنرا در اصطلاح ، اکسیژن شیمیایی مورد نیاز برای اکسید مواد موجود در فاضلاب می گویند.
تست (COD) خیلی سریعتر از تست (BOD) و در حدود 2 تا 3 ساعت نتیجه می دهد.
آزمایشات مختلف نشان داده است که نسبت در مورد فاضلاب بهای شهری بین ( 04 تا 08) تغییر می کند. عمل اکسیداسیون در صورت استفاده از دی کرومات پتاسیم (D V) (1) بعلت قوی تر بودن آن بیشتر انجام می گیرد . برای استفاده از مواد نامبرده ابتدا آنها را در محلول اسیدی حل کرده و سپس به فاضلاب می افزایند و ده دقیقه گرما می دهند.
لازم به ذکر است که بسته به نوع ماده اکسید کننده مصرفی ، ممکن است تمام مواد آلی فاضلاب و به ویژه مواد پاک کننده صابونها با این روش کاملاً اکسید نشوند و لذا دقت این روش کم است و تنها برای مقایسه یک فاضلاب در مراحل گوناگون تصفیه بکار می رود.
3-4-3- تعیین مقدار تی – او – سی (TOC)(2)
در این روش ترکیبات کربن دار آلی موجود در فاضلاب اندازه گیری می شود. برای این کار فاضلاب را باید تا سرحد سرخ شدن سوزانید و گاز کربنیک تولید شده را اندازه گیری نمود. نتایج بدست آمده از این روش که معمولاً در دستگاههای ویژه ای انجام می گیرد بسته به شکل و شرایط آزمایش کم دقت و متفاوت است.
3-4-4- تعیین مقدار مواد معلق در فاضلاب(S.S)(3)
مواد معلق در فاضلاب قسمتی از کل مواد خارجی(T S)(4) موجود در آن است که تعیین آنها برای پیش بینی مقدار لجن حاصل از تصفیه فاضلاب اهمیت ویژه ای دارد تفاوت بین S S,TS مقدار مواد محلول (DS)(5) در فاضلاب را نشان می دهد.
از نظر جنس نیز مواد معلق ، یا دارای منشاء آلی هستند لذا ناپایدارند(1) و یا دارای منبع معدنی بوده و پایدارند.(2)
حدود 4 0% مواد محلول در فاضلاب شهری 72 تا 75 درصد مواد معلق دارای منشاء آلی و بقیه مواد خارجی را مواد معدنی تشکیل می دهند. مقدار کل مواد معلق(TSS)(3) با کمک صافی تعیین می شوند و در صورت سرخ کردن آنچه در صافی باقی مانده است را تا گرمای 6 00 درجه سانتیگراد گرم می کنند تا مواد آلی آن تبدیل به گاز شده و تنها مواد معدنی (4) باقی بمانند.
3-4-5- تعیین اکسیژن محلول(DO)(5)
مقدار اکسیژن محلول موجود در فاضلاب شهری نمایانگر قدرت تصفیه طبیعی و خودبخودی آن می باشد. وجود اکسیژن محلول در فاضلاب موجب فعالیتهای باکتری های هوازی و جلوگیری از فعالیت باکتریهای بی هوازی و در نتیجه مانع از تولید بوهای ناخوشایند می گردد. لذا کوشش می شود که مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب از 15 میلی گرم در لیتر کمتر نگردد. این موضوع در استخر های هوادهی فاضلاب بسیار حائز اهمیت است.
اندازه گیری مقدار اکسژن محلول با کمک وارد نمودن برخی از ترکیبات منگنز که قدرت جذب اکسژن آنها سریع و زیاد است در نمونه فاضلاب مورد آزمایش و اندازه گیری وزن اکسیژن جذب شده توسط آن انجام می گیرد.
هر یک از روشهای ذکر شده (روشهای تعیین درجه آلودگی فاضلاب) مقادیر عددی متفاوتی را بدست می دهند و هیچ ارتباط دقیقی با یکدیگر ندارند.
(BOD) ، (COD) ، (TOC) نمی توانند به تنهائی تمام اکسیژن مورد نیاز فاضلاب را تعیین نمایند.
بسته به نوع مواد خارجی موجود در فاضلاب نسبت اعداد بدست آمده از سه آزمایش نامبرده متفاوت خواهد بود. بویژه(COD) نوع ماده اکسید کننده مصرفی در نتیجه بدست آمده بسیارمؤثر است.
مثلاً اعداد حاصله از مصرف دی کرومات پتاسیم برای تعیین(C OD) به مراتب بیشتر از اعداد حاصله از مصرف پرمنگنات پتاسیم می باشد. در فاضلابهای شهری خصوصاً وقتی از دی کرومات پتاسیم استفاده می شود، مقدار موادی که می توانند توسط آن اکسید شوند، بیشتر از موادی است که قابلیت اکسید شدن توسط باکتریها را دارند. لذا غالباً مقدار(COD) بزرگتر از (BOD5) می باشد.
فصل چهارم – اصول کلی تصفیه فاضلاب(1)
4-1- کلیات :
بطور کلی در تصفیه فاضلاب اهداف زیر مطلوب است:
1- گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب.
2- اکسیداسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آنها به مواد معدنی پایدار و سپس ته نشین ساختن و جداسازی آن مواد از فاضلاب.
3- جدا سازی مواد سمّی (2) محلول و نامحلول از فاضلاب ، نظیر ترکیبات فازی های سنگین.
4- گند زدائی و کشتن میکربهای فاضلاب.
تمامی کارهای نامبرده در طبیعت و در مدت زمان نسبتاً طولانی به طور خودبخودی انجام می گیرد. هدف از ساختن تأسیسات تصفیه فاضلاب و تکامل دادن آن از یکسو سرعت بخشیدن به اهداف نامبرده و کوتاه نمودن زمان پالایش فاضلاب تا حدود چند ساعت است و از سوی دیگر جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب و همچنین آلوده شدن محیط زیست می باشد.
تصفیه و پالایش فاضلاب ، چه بصورت خود بخودی (تصفیه طبیعی فاضلاب) و در زمان نسبتاً طولانی (چندین روز) و چه در تصفیه خانه ها) تصفیه مصنوعی) و در زمان کوتاه (چندین ساعت)، هر دو با استفاده از سه مکانیسم و یا به عبارتی توسط سه گونه ممکن است انجام شود:
1- تصفیه مکانیکی یا فیزیکی(3)
2- تصفیه زیستی یا بیولوژیکی (4)
3- تصفیه شیمیایی (5)
4-2- تصفیه مکانیکی یا فیزیکی فاضلاب
تصفیه مکانیکی از یک رشته فرایند هایی تشکیل شده است که در آنها تنها از خواص مکانیکی و فیزیکی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود.
آشغالگیری ، ته نشینی ، تجمع ذرات، صاف کردن اسمز معکوس ، تقطیر و سرد کردن از جریانهای تصفیه فیزیکی فاضلابهاست باستثناء سه روش آخر ، این جریانهای فیزیکی برای جداسازی آلوده کننده های معلق (جداسازی مواد خارجی معلق)است و اندازه ذرات ؛نوع جریان انتخابی را تعیین می نماید.ذرات ریز ذرات کلوئیدی کمتر از یک میکرون (اندازه اکثر باکتریها )معمولا با روشهای مختلف تجمع می یابند. تاذرات بزرگترشده و بوسیله ته نشینی و صاف کردن از فاضلاب جدا شوند.
مهمترین روش های متداول مکانیکی در تصفیه خانه های فاضلاب برای صاف کردن فاضلاب عبارتند از :
4-2-1- صاف کردن فاضلاب(1)
الف-آشغالگیری:(2)
اولین عملیات واحد است که در تصفیه خانه های فاضلاب با آن سروکار داریم. جذب جامدات درشت و قابل ته نشینی از طریق کشش سطحی در این مرحله صورت می گیرد. که این عمل معمولاً با کمک صفحه های فلزی که سوراخ هائی به قطر چند سانتی متر یا چند میلی متر در آن ساخته شده و یا با کمک تورهای سیمی و یا بوسیله میله هائی که بصورت مایل در امتداد جریان فاضلاب قرار داده می شوند، انجام می گیرد. برای آگاهی بیشتربه شکل (1-4) توجه نمایید.
قرار دادن آشغالگیر در مسیر جریان فاضلاب موجب کاهش سطح مقطع جریان، ایجاد افت فشار و افت انرژی شده که بصورت اختلاف سطح در دو سری آشغالگیر نمودار می شود.
وجود آشغالگیر سبب کاهش مقدار مواد معلق در فاضلاب از قبیل (تکه پاره های کاغذ و چوب- تکه های پارچه و نایلون و…) و در نتیجه کاهش BOD5 موجود در فاضلاب خام می شود.
شکل(1-4)- انواع آشغالگیرهای (الف) ثابت شیب دار،(ب) با استوانه چرخان،(ج) با دیسک چرخان،(د) گریز از مرکزی.
مقدار کاهش آلودگی فاضلاب تابعی است از بزرگی سوراخ ها و یا فاصله میله هاس آشغالگیر . هر چه سوراخ های آشغالگیر ریز تر باشد ، مقدار کاهش آلودگی بیشتر و افت انرژی نیز افزایش می یابد.
ب- صاف کردن به کمک ماسه :(1)
این روش بیشتر در تصفیه خانه ها ، برای تصفیه نهائی فاضلاب و زلایل سازی بکار می رود. در این روش مواد معلق بسیار ریز مانند خاکشیرها و تخم انگل ها که غالباً در برابر تجزیه بسیار مقاوم هستند، گرفته می شوند. کاربرد صافی ماسه ای در تصفیه فاضلاب های شهری بعلت هزینه زیاد آن متداول است و تنها بعنوان تکمیلی تصفیه تکمیلی و یا مرحله سوم تصفیه (زلال سازی) ممکن است بکار برده شود.
4-2-2- ته نشین کردن مواد معلق(3)
پرکارترین و مهمترین روش تصفیه مکانیکی در بیشتر تصفیه خانه های فاضلاب ، ته نشین کردن مواد معلق در فاضلاب است که عبارتست از جدا کردن ذرات معلق سنگین تر از آب از طرق ته نشینی ثقلی.
اساس کار روش ته نشینی بر این هدف قرار دارد که با کاهش سرعت جریان در استخرهائی(مخزن ته نشینی یا حوضچه ته نشینی ) امکان ته نشین شدن مواد معلق در فاضلاب بوجود آید.
حجم یک استخر ته نشینی را می توان به چهار منطقه تقسیم کرد:
الف- منطقه ورودی که توسط آن فاضلاب در استخر پخش می شود.
ب- منطقه ته نشینی که در آن ذرات معلق فاضلاب ته نشین می شوند.
ج- منطقه جمع شدن لجن که در آن ذرات ته نشین شده متراکم گشته و تشکیل لجن می دهند.
د- منطقه خروجی که توسط آن فاضلاب ته نشین شده متراکم گشته و تشکیل لجن می دهند.
در موقع ته نشین شدن ذرات معلق در منطقه ته نشین شدن ذرات معلق در منطقه ته نشین، در اثر تماس آنها با آب ، مقاومتی در جهت معکوس بر آنها وارد می آید که متناسب با سرعت و شکل ذره می باشد. در حالتی که ذرات کروی شکل و عدد زینولذر(1) طبق رابطه(1-4) کوچکتر از یک باشد، سرعت ته نشینی Vs را می توان طبق رابطه(3-4) که بنام رابطه استوکس(2) معروف است، محاسبه نمود.
(1-4)
(2-4)
(3-4)
در روابط بالا مقدار d قطر ذره بر حسب سانتیمتر، لزجت سینماتیکی بر حسب سانتیمتر مربع بر ثانیه ، وزن مخصوص فاضلاب و ذره بر حسب گرم نیرو بر سانتی متر مکعب ، B جرم بر سانتی متر مکعب و نمایشگر از لزجت دینامیکی بر حسب گرم نیرو بر سانتیمتر مربع فاضلاب است و خواهیم داشت:
(4-4)
H : عمق استخر ته نشینی
VS : سرعت ته نشینی (قائم)
TS : مدت زمان رسیدن ذره معلق به کف استخر
(5-4)
L : طول استخر
Vh : سرعت ته نشینی
Th : مدت زمان رسیدن ذره معلق به انتهای استخر
اگر TS=Th باشد ،پس :
(6-4)
Ba : بار سطحی
A : سطحافقی استخر
Q : دبی فاضلاب ورودی به استخر
(7-4)
(8-4)
(9-4)
Rt = مدت زمان توقف فاضلاب(مدت جریان فاضلاب در استخر ته نشینی تا تمامی ذرات به کف استخر برسند).
H*V=A
در عمل به جزء در موارد استخر های ماسه گیر تا حدودی شرایط رابطه(3 – 4 ) در آنها بر قرار است، در بقیه موارد به دلایلی نمی توان برای محاسبه سرعت سقوط و تهنشینی ذرات معلق از رابطه نامبرده استفاده نمود.
با توجه به آنچه گفته شد، نتیجه گیری می شود که برای یک زمان ته نشینی ، غلظت فاضلاب ورودی به استخر ته نشینی نسبت به موارد معلق ، در مقدار درصد ته نشینی بسیار مؤثرتری باشد که در نمودار شکل
(2-4) ارتباط نامبرده بصورت آزمایشی نشان داده شده است.
شکل(2-4)- وابستگی مقدار ته نشینی با غلظت فاضلاب ورودی در استخرهای ته نشینی فاضلاب