اصول کلی تصفیه فاضلاب (بخش اول)

تفاوت اصلی فاضلاب با آب تمیز همانا فراوانی مواد خارجی و به ویژه مواد آلی در آن است لذا هدف از تصفیه فاضلاب عبارتست از :

 

الف: گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب

ب: اکسیداسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آنها به موادی پایدار مانند نیترات، سولفات ها و سپس ته نشین ساختن و جداسازی آن مواد

ج : جداسازی مواد سمی محلول و نامحلول از فاضلاب نظیر ترکیبات فلزهای سنگین

د: گندزدائی و کشتن میکروب ها در فاضلاب

تمام کارهای نامبرده در طبیعت و در مدتهائی نسبتاً طولانی و بالغ بر چندین روز خود به خود انجام می گیرند. هدف از ساختن تاسیسات تصفیه خانه (پالایشگاه) فاضلاب و تکامل دادن آن از یک سو سرعت بخشیدن به کارهای نامبرده و کوتاه نمودن مدت زمان پالایش تا به حدود چند ساعت است و از سوی دیگر جلوگیری از آلوده شدن منبع های طبیعی آب و محیط زیست می باشد. تصفیه فاضلاب چه وقتی که به صورت مصنوعی و در تصفیه خانه انجام می گیرد و چه وقتی که به صورت طبیعی و خود به خودی رخ می دهد به سه گونه ممکن است انجام شود:

اول: تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی

دوم: تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی

سوم: تصفیه شیمیایی

 

تصفیه مکانیکی از یک رشته فرایندهائی تشکیل شده است که در آنها تنها از خواص مکانیکی و فیزیکی برای جداسازی مواد خارجی معلق در فاضلاب استفاده می شود که شامل مراحل زیر می باشد.

 

هدف از صاف کردن فاضلاب عبارتست از گذرانیدن آن از صافی هائی که بتواند مواد معلق فاضلاب را در خود نگاه داشته و مایع آن را از خود عبور دهند . مهمترین روش های متداول در تصفیه خانه های فاضلاب برای صاف کردن فاضلاب عبارتند از:

الف : آشغالگیری اولین تصفیه ایست که در تصفیه خانه ها در مورد فاضلاب خام انجام می گیرد. در ضمن آن مواد معلق درشت را از فاضلاب جدا می سازند. آشغالگیری معمولاٌ با کمک صفحه های فلزی که سوراخ هائی به قطر چند میلیمتر تا چند سانتیمتر در آن ساخته شده و یا با کمک تورهای سیمی و به وسیله میله هائی که به صورت مایل در امتداد جریان فاضلاب قرار داده می شود انجام می گیرد . قرار دادن آشغالگیر در مسیر جریان فاضلاب موجب کاهش سطح مقطع جریان ایجاد افت فشار و افت انرژی شده که به صورت اختلاف سطح در دو سوی آشغالگیر نمودار می شود. وجود آشغالگیر سبب مقدار معلق در فاضلاب و در نتیجه BOD5 موجود در فاضلاب خام می گردد. مقدار کاهش آلودگی فاضلاب تابعی است از بزرگی سوراخ ها و یا فاصله میله های آشغالگیر . هر چه سوراخ های آشغالگیر ریزتر باشند مقدار کاهش آلودگی بیشتر شده و افت انرژی نیز افزایش می یابد .

ب: صاف کردن با کمک ماسه : این روش بیشتر در تصفیه خانه ها ، برای تصفیه نهائی فاضلاب و زلال سازی آن بکار می رود. در این روش مواد معلق بسیار ریز مانند خاکشیرها و تخم انگل ها که غالباٌ در برابر تجزیه بسیار مقاوم هستند گرفته میشوند. کاربرد صافی های ماسه ای در تصفیه فاضلاب های شهری به علت هزینه ی زیاد آن کمتر متداول است و تنها به عنوان تصفیه تکمیلی و یا مرحله ی سوم تصفیه ممکن است بکار برده شود. در فاضلابهای صنعتی نیز گاهی این روش برای گرفتن رنگهای کلوئیدی بکار می رود و در این صورت استفاده از پودر ذغال فعال در این صافی ها بازده رنگ زدائی را می افزاید.

 

روش ته نشین کردن مواد معلق در فاضلاب مهمترین روش تصفیه مکانیکی است که در بیشتر تصفیه خانه های فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد . اساس کار روش ته نشین بر این هدف قرار دارد که با کاهش سرعت جریان در استخرهائی امکان ته نشین شدن مواد معلق در فاضلاب بوجود آید. حجم یک استخر ته نشین را می توان به چهار منطقه تقسیم نمود:

1- منطقه ورودی که توسط آن فاضلاب در استخر پخش می گردد.

2- منطقه ته نشینی که در آن ذرات معلق فاضلاب ته نشین می شوند.

3- منطقه جمع شدن لجن که در آن ذرات ته نشین شده متراکم گشته و تشکیل لجن را می دهند.

4- منطقه ی خروجی که توسط آن فاضلاب ته نشین شده از استخر بیرون می رود. در موقع ته نشین شدن ذرات معلق در منطقه ی ته نشینی، 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 رینولدز در رابطه ی کوچکتر از یک می باشد سرعت ته نشینی SV را می توان طبق رابطه ی به نام استوکس معرف است محاسبه نمود .

 

در فاضلاب های شهری همیشه مقداری از مواد معلق سبک شده بوده و دارای وزن مخصوص کوچکتر از وزن مخصوص فاضلاب می باشد. برای جداسازی چنین موادی باید از روش شناورسازی و بالا آوردن آنها از نیروی ثقل کمک گرفته شود. مواد سبک که ممکن است در فاضلاب شهری یافت شوند عبارتند از چربی ها حیوانی ، روغن های نباتی و ترکیبات گوناگون نفتی. مقدار مواد نامبرده در فاضلاب شهری کم و در حدود یک لیتر در شبانه روز برای هر هزار نفر می باشد و لذا در تصفیه خانه های فاضلاب شهری نیازی به استخرهای ویژه ی چربی گیر نبوده و برای جداسازی مواد معلق سبک از استخرهای ته نشینی استفاده می شود و در فاضلابهای صنعتی ، فاضلاب کشتارگاه ها و یا فاضلاب رستوران های بزرگ و نظایر آنها غالباٌ پیش بینی چربی گیرهای ویژه لازم است. دمیدن هوا در فاضلاب و خنک کردن آن از عواملی هستند که جداسازی مواد چربی را تندتر می کنند. با توجه به آنچه گفته شد برای محاسبه و طراحی استخرهای شناور سازی و استخرهای ته نشینی از پارامترهای بار سطحی و مدت زمان توقف استفاده می شود.