بهره برداری تصفیه خانه فاضلاب

تشکیلات جمع آوری، تصفیه فاضلاب در بیشتر کشورها ضمیمه ی سازمان های آب منطقه ای می باشد. در بعضی نقاط این تشکیلات به صورت واحدهای جدا از مسائل آب منطقه اداره می شود، با توجه به اینکه شبکه های جمع آوری و انتقال فاضلاب و تصفیه آن مشکلات خاص خود را دارد، شاید بهتر باشد تشکیلات مربوطه نیز به طور مستقل و بدون وابستگی به شرکت های آب منطقه ای اداره شود.
تشکیلات مربوط به یک تصفیه خانه فاضلاب به قرار زیر است:

1. بهره برداری تصفیه خانه فاضلاب
2. نگهداری تصفیه خانه فاضلاب
3. کنترل تصفیه خانه فاضلاب
4. مسائل مالی و اداری تصفیه خانه

از این تشکیلات بهره برداری و نگهداری به صورت 3 شیفت 8 ساعته با پرسنل معین و مشخص اداره می شود ولی پرسنل کنترل کننده با آزمایشگاه و پرسنل مالی و اداری اغلب در یک شیفت 8 ساعته انجام وظیفه خواهند نمود.
در صورتی که میزان پساب ورودی به تصفیه خانه زیاد باشد مسئولی جهت کنترل پساب باید در نظر گرفته شود.

مطالبی در بهره برداری تصفیه خانه فاضلاب

1. آشغالگیرها

مهمترین اشکالاتی که در بهره برداری از آشغال گیرها در تصفیه خانه فاضلاب ممکن است پیش آید به شرح زیر است:

•  اگر در اطراف آشغال گیر بوهای بدی به مشام برسد یا حشراتی نظیر مگس زیاد مشاهده شود دال بر این است که آشغال های گرفته شده دیر به دیر دفع می شوند.
•  اگر میله های آشغالگیر بیش از اندازه کثیف و مسدود شود به ترتیب: کم شدن جریان فاضلاب، زیاد شدن ناگهانی آشغال در فاضلاب، بدکار کردن وسیله ی پاک کننده ی آشغالگیر را دلالت دارد.
• اگر در اطاقچه نصب آشغالگیر مقداری مواد دانه ای جمع شده باشد دال بر کم شدن سرعت جریان فاضلاب از داخل آن است.
• پاره شدن زنجیره ی کابل پاک کننده آشغالگیر ممکن است اشکالاتی بوجود آورد.

2. دانه گیرها

مهمترین مزایای استفاده از دانه گیرهای هوادهی عبارتند از:

•  فاضلاب با تزریق هوا تازه می ماند و علاوه بر از بین رفتن احتمالی بو، مقداری از BOD نیز کاهش می یابد.
• افت فشار در سرتاسر دانه گیر به حداقل می رسد.
• اگر در دانه گیری در امتداد طولی مانعی نصب شود چربی گیری نیز در آن انجام خواهد شد.
•  با کنترل میزان هوادهی دانه های با قطار مختلف را می توان از فاضلاب جدا نمود.

3. حوض های ته نشینی

مهمترین مشکلات بهره برداری از حوض های ته نشینی اولیه تصفیه خانه فاضلاب به قرار زیر هستند:

• اگر بهره برداری از حوض های ته نشینی اولیه بخوبی انجام نگیرد ممکن است بوی بدی تولید شود، چون سطح تماس فاضلاب در حوض های ته نشینی اولیه با اتمسفر زیاد است بوهای بد حاصل به سرعت در فضای اطراف پخش و باعث اعتراض خواهد شد.
•  اگر رنگ سیاه و بوی بد در فاضلاب حوض اولیه مشاهده شود دال بر این است که عمل متلاشی شدن مواد فاضلاب در شبکه جمع آوری انجام شده و هوادهی فاضلاب قبل از حوض ته نشینی تا حدود زیادی این اشکال را برطرف می نماید.
•  اگر تکه های لجن در سطح حوض اولیه دیده شود، دلالت بر زیاد جمع شدن لجن های ته نشینی در آن دارد و بایستی نسبت به تخلیه ی لجن از آن اقدام شود.
•  اگر لجن های ته نشین شده از محل جمع آوری به سختی تخلیه شوند به معنای این است که همراه این لجن ها، مقداری مواد دانه ای ته نشین گردیده است.
•  اگر غلظت مواد جامد لجن حوض اولیه کم باشد دال بر تخلیه ی بیش از حد حوض است.
• مشاهده ی خوردگی در بعضی قسمت های فلزی حوض های اولیه دال بر حضور و متصاعد شدن هیدروژن سولفید از فاضلاب است.
  بد نیست به مهمترین مزایای استفاده از حوض های ته نشینی مستطیل شکل به شرح زیر اشاره گردد:
•  در صورتی که از چند حوض استفاده شود زمین کمتری اشغال می کند.
•  با داشتن دیواره های مشترک بین حوض ها از نظر اقتصادی اهمیت دارد.
•  با طولانی شدن طول حوض ها، عمل ته نشینی بهتر انجام می گیرد.
•  فضای مرده در آنها کم است.

4. تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

• اگر در سطح حوض های ته نشینی نهایی قطعات شناور لجن مشاهده گردد، دلیل بر این است که در توده ی بیولوژیکی لجن ها، عوامل رشته ای رشد و تکثیر یافته اند، در این صورت لازم است موارد زیر به مورد اجرا در آیند:
اکسیژن محلول حوض هوادهی باید کنترل شده و از یک میلی گرم در لیتر کمتر نباشد.
PH فاضلاب حوض هوادهی کمتر از 7 نباشد.
با افزودن کمی کلر به لجن فعال برگشتی مشکل فوق برطرف می شود.

•  اگر فاضلاب حوض ته نشینی نهایی کدر باشد، نشانه اکسیداسیون بیش از لجن برگشتی و هوادهی زیاد در حوض هوادهی است.
• اگر کدورت فاضلاب ته نشین شده حوض نهایی ناشی از فعل و انفعالات بی هوازی باشد، بالا بردن زمان هوادهی فاضلاب در حوض هوادهی مشکل را برطرف می سازد.
•  اگر در سطح حوض هوادهی کف قطور تشکیل شود، دال بر سن زیاد لجن است و با تخلیه آن اشکال رفع خواهد شد.
• اگر غلظت مواد جامد مخلوط فاضلاب حوض هوادهی در حوض های مختلف یکسان نباشد دال بر توزیع نامناسب لجن برگشتی است.
•  خروج مقداری از توده های لجن فعال از سرریز حوض نهایی می تواند دلیل بالا رفتن ناگهانی بار هیدرولیکی تصفیه ی فاز یا زیاد شدن مواد معلق فاضلاب ورودی باشد.
  برای بهره برداری بهتر از تصفیه ی زیستی باید مراتب زیر مورد توجه قرار گیرد:
•  کنترل توزیع فاضلاب و لجن برگشتی به حوض های هودهی
• تهیه ی رکورد روزانه ی اکسیژن محلول حوض هوادهی
•  بازرسی روزانه از هواده ها و گیربکس ها
• کنترل کیفیت لجن برگشتی
• تمیز کردن دائمی سرریز حوض نهایی

تغلیظ کننده ی لجن

• پیدایش بوی بد در اطراف تغلیظ کننده دال بر تخلیه ی نامرتب حوض است.
• پایین بودن غلظت مواد جامد در لجن تغلیظ شده دال بر زیاد بودن بارگذاری حوض تغلیظ است.
•  تخلیه ی سخت لجن تغلیظ شده نشانه ی تجمع و سخت و سفت شدن لجن ته نشینی در حوض تغلیظ است که با بهم زدن محتویات حوض برطرف خواهد گردید.
• ممکن است لوله های انتقال لجن از حوض تغلیظ گرفتگی داشته باشد که با شستشوی مقطعی برطرف خواهد شد.
  هاضم ها
• اگر PH محتویات هاضم پایین آید بوی هیدروژن سولفید به مشام می رسد و دال بر بالا بودن بار ورودی به هاضم و تخلیه ی زیاده از حد آن است.
• بد بودن کیفیت آب های روی لجن در هاضم نشانه ی بهم خوردگی شدید محتویات هاضم یا بد ته نشین شدن لجن در آن است.
• تشکیل لایه ی ضخیم کف روی هاضم نشانه ی در گردش بودن بیش از اندازه ی گازهای تولیدی است.
•  غلظت پایین مواد جامد لجن هضم شده نشانه ی تخلیه ی بیش از حد لجن از هاضم است.
• عدم تخلیه ی به موقع گازهای تولیدی از هاضم باعث بالا رفتن فشار بیش از حد داخل هاضم می گردد.

حذف روغن و چربی از فاضلاب

مقادیر بالای ذرات معلق و روغن و چربی، که در فاضلاب کارخانه استخراج روغن یافت می شود، بارهای بالایی از مواد معلق و آلی را به راکتورهای بیولوژیکی پایین دست وارد می سازد. این مسئله به اکسیژن خواهی بالاتری منتهی می گردد. اندازه و سایز این واحدها و سایر واحدهای پایین دست جریان متاثر از میزان حذف آلاینده ها در بالا دست جریان می باشد.

واحدهای شناورسازی همراه با هوای فشرده ممکن است برای حذف روغن و چربی از فاضلاب به کار گرفته شود. شفافیت فاضلاب تصفیه شده با کمک DAF بیانگر این است که بارآلی، حداقل از لحاظ روغن و چربی، به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش یافته است. تحقق بهبود در کیفیت فاضلاب از طریق DAF اغلب مستلزم استفاده از مواد منعقدکننده می باشد. از میان مواد منعقدکننده به کار رفته، نمک های آلومینیوم و آهن رایج می باشد.

این امر معمولا بعلت هزینه نسبتا پایین و در دسترس بودن این مواد شیمیایی است. در هر مورد، مواد منعقدکننده با مواد قلیایی موجود در فاضلاب واکنش نشان داده و تشکیل هیدروکسیدهای فلزی را می دهند. از آنجایی که ممکن است فاضلاب ها دارای خاصیت قلیایی کافی برای واکنش با مواد منعقدکننده افزوده شده نباشد، خاصیت قلیایی می بایست تقویت گردد. نمک های آهن ممکن است در pH وسیع تر 4/8 تا 11 اثربخش باشند در حالیکه، انعقاد آلومینیوم معمولا در محدوده pH بین 5/5 تا 8 موثر می باشد.

کنترل pH از این لحاظ در انعقاد، یک شرط اساسی به شمار می رود، زیرا حلالیت پذیری هیدروکسیدهای فلزی در خارج از شرایط ایده آل معین شده برای هر فاضلاب افزایش می یابد. رسوب هیدروکسید فلز غیرمتبلور و غیرشفاف، برای بیشتر فرآیندهای انعقاد و زلالسازی، یک ضرورت به شمار می رود.

استفاده از مواد منعقدکننده در تصفیه فاضلاب از جمله برای کمک به شناورسازی با هوا مسائلی را نیز در پی دارد. لجن هیدروکسید فلزی تولید شده باید در محل دفن زباله ها تخلیه گردد که این امر خود، هزینه کلی تصفیه فاضلاب را افزایش می دهد.

 احیا کربن فعال 

برای تهیه کربن فعال چوب یا پوست گردو یا پسته یا نارگیل و نظایر آن را در حد گداختگی در حضور مقدار بسیار کمی اکسیژن می سوزانند تا بدین ترتیب هیدروکربن های آن متصاعد شوند. سپس زغال حاصل را در معرض گازهای اکسیدکننده قوی قرار می دهند تا ساختار متخلخل پیدا کند، در این صورت سطح ویژه زغال و خاصیت جذب سطحی آن افزایش می یابد. کربن فعال معمولا به سه صورت گرانول و پودر و پارچه ای ( کربن فعال چسبیده بر سطح پارچه ) به بازار عرضه شده است. قطر دانه های گرانول بزرگتر از 0/1 میلی متر و قطر دانه های پودر کوچکتر از مش 200 ( 0/075 میکرون ) می باشد. روش های احیا کربن فعال شامل موارد زیر می باشد:

• روش های حرارتی
• استفاده از حلال های شیمیایی
• اسید شویی
• اکسیداسیون شیمیایی

در روش حرارتی که بیش از سایر روش ها برای احیا کربن فعال استفاده می شود، کربن فعال مصرف شده را در دمای 650-980 درجه سانتیگراد در حضور مقدار کمی بخار آب و اکسیژن و گاز اکسیدکننده نظیر کلر حرارت می دهند، بدین ترتیب فرآیند واجذب صورت می گیرد.

عملیات احیا می تواند به طور مکرر صورت گیرد، ولی به ازای هر مرحله حدود 5-10 درصد از کربن تلف می شود، بعبارتی در صورت استفاده مجدد بایستی به نسبت فوق به کربن اضافه شود.

مزایای انعقاد الکتریکی

روش ( الکتروکواگولیشن ) به دلیل داشتن چند مزیت از جمله وسعت عمل برای تصفیه انواع پساب های صنعتی، طراحی ساده سیستم، هزینه کم راه اندازی و بهره برداری، عدم نیاز به مواد شیمیایی، نیاز به تجهیزات ساده، بهره برداری راحت هزینه ی اولیه و هزینه بهره برداری پایین، زمان واکنش کم، ته نشینی سریع لخته های ایجاد شده، تولید لجن کم، ایمنی بالا، عدم نیاز به حمل و نقل و جابجایی مواد شیمیایی و تولید منعقدکننده در محل می تواند به عنوان یک روش کارآمد در جداسازی ترکیبات نفتی از آب عمل نماید.

این روش برای تصفیه ی آب های آلوده به جامدات، رنگ ها، فلزات سنگین، مواد آلی و غیرآلی محلول، به کار گرفته شده و بسیار کارآمد بوده است.

مکانیسم های اصلی الکترولیز برای تصفیه پیشرفته به شرح زیر می باشد:

اکسیداسیون و گندزدایی الکتروشیمیایی فلوکولاسیون الکتروشیمیایی و شناورسازی الکتروشیمیایی یا هرترکیبی از این مکانیسم ها

فرایند انعقاد الکتریکی از طریق کاربرد جریان مستقیم برق با ولتاژ بین 10 تا 60 ولت و شدت جریان های متغیر که بسته به میزان آلودگی پساب تعیین می شود با استفاده از الکترودهایی از جنس آلومینیوم، آهن معمولی، فولاد ضدزنگ، و یا ذغال صورت می گیرد.

در این فرآیند  از یک منبع جریان برق مستقیم بین الکترودهای فلزی فرورفته در آب آلوده استفاده می شود. جریان الکتریکی منجر به انحلال صفحات فلزی در فاضلاب می گردد.

به طور کلی این فرآیند در سه مرحله قرار می گیرد:

• الکترود قربانی شونده، دچار اکسیداسیون می شود تا ماده ی منعقدکننده تولید کند.
• سپس سوسپانسیون ذره ای، دچار بی ثباتی می شود و شکستن امولسیون اتفاق می افتد.
• فاز بی ثبات شده، دوباره تجمع پیدا می کند و توده ها تشکیل می شوند.

اصول کلی تصفیه فاضلاب بهداشتی

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

1.  گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب
2.  اکسیداسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آن ها به موادی پایدار مانند نیترات، سولفات ها و فسفات ها و سپس ته نشین ساختن و جداسازی آن مواد
3.  جداسازی مواد سمی محلول و نامحلول از فاضلاب نظیر ترکیبات فلزهای سنگین
4.  گندزدایی و کشتن میکروب ها در فاضلاب
   تمام کارهای نامبرده در طبیعت و در مدت نسبتا طولانی و نزدیک به چندین روز خود بخود انجام می گیرد. هدف از ساختن تاسیسات تصفیه خانه فاضلاب و تکامل دادن آن از یک سو سرعت بخشیدن به کارهای نامبرده و کوتاه کردن مدت زمان تصفیه تا نزدیک به چند ساعت است و از سوی دیگر جلوگیری از آلوده شدن منبع های طبیعی آب و محیط زیست است.
   تصفیه فاضلاب چه وقتی که به صورت مصنوعی و در تصفیه خانه انجام گیرد و چه وقتی که به صورت طبیعی و خودبخودی رخ می دهد به سه گونه ممکن است انجام شود:
   • تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی
   • تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی
   • تصفیه شیمیایی