تصفیه فاضلاب؛ برگشت مایه حیات به چرخه مصرف

به گزارش پایگاه خبری«عصر ساختمان»، تصفیه فاضلاب در سه مرحله تصفیه فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی تکمیل می شود. هوادهی از نوع عمقی و ته نشینی به طور استاتیکی انجام می شود و لجن اضافی پس از تثبیت و تغلیظ و پر شدن مخزن هاضم به بیرون تصفیه خانه انتقال داده شود.
روش تصفیه
  تصفیه بیولوژیکی با لجن، روشی است که در آن به پس آب هوادهی گسترده (extended aeration) می شود به این روش هوادهی ممتد نیز می گویند، میزان بار حجمی این روش تصفیه بسیار کم است از این رو مواد آلی فاضلاب به صورت کاملتر مورد استفاده قرار می گیرند چون توده های بیولوژیکی زمان نسبتاً طولانی در تماس با اکسیژن هستند لذا لجن مازاد دفعی بسیار ناچیز خواهد بود.
در تصفیه به روش هوادهی گسترده معمولاً تمام لجن فعال حوض ته نشینی نهایی به حوض هوادهی برگشت داده خواهد شد و اگر به دقت بهره برداری شود علاوه بر تولید فاضلاب تصفیه شده ای در حد اعلای کیفیت، بدون بو و اشکال کار خواهد نمود. از تصفیه خانه های فاضلاب به طریقه هوادهی ممتد برای تصفیه فاضلاب اجتماعات کوچک و کم جمعیت استفاده می شود. در روش هوادهی گسترده از بکاربردن حوض ته نشینی اولیه صرفنظر خواهد شد و فاضلاب بعد از مرحله تصفیه فیزیکی وارد مرحله تصفیه بیولوژیکی لجن فعال با هوادهی گسترده (از نوع هوادهی با دیفیوزرها و استفاده از هوای تحت فشار) شده و به مخلوط لجن فعال برگشتی و فاضلاب به طور مداوم هوادهی می شود و سپس این مخلوط در قسمت ته نشینی، به صورت استاتیکی ته نشین خواهد شد و فاضلاب تصفیه شده پس از گندزدایی با کلر بوسیله پمپ لجن کش به دستگاه فیلتر فشار شنی عمودی پمپاژ می گردد تا کدورت آن گرفته شده و برای فضای سبز و صنایع از آن استفاده شود.
تصفیه فیزیکی
اولین مرحله در تصفیه فاضلاب معمولا جداسازی و گرفتن مواد شناور بزرگ و موادمعدنی سنگین (مانند شن و سنگ ریزه) است. این عمل به علت محافظت لوازم و وسایل در مراحل بعدی تصفیه انجام می گیرد.
آشغال گیری:
مواد جامد خشن و بزرگ توسط یک سری از میله ها و یا توری که بر سر راه جریان ورودی فاضلاب قرار دارند، جداسازی می شوند. سرعت جریان ورودی به این آشغال گیرها باید در حدی باشد تا شن و سنگریزه از آن عبور کند و همچنین سرعت جریان ورود فاضلاب باید طوری تنظیم شود تا  مواد جامد به دام افتاده و مجداً وارد کانال انتقال نشود. در تصفیه خانه های کوچک دفع آشغال به وسیله آشغال گیر دستی انجام می شود. آشغال گیری از دو جنبه تولید اشکال می کند: اول ظاهر آن و دوم محتویات آن و به همین سبب آشغال ها باید هرچه زودتر تا جایی که ممکن است دفع گردد.
مهمترین اشکالاتی که در بهره برداری از آشغالگیرها ممکن است پیش آید:
• در اطراف آشغالگیر بوی نامطبوع به مشام میرسد و حشراتی مانند مگس و سوسک مشاهده می شود.
• در صورت کثیف شدن توری یا میله های آشغالگیر، جریان فاضلاب کم می شود.
تصفیه بیولوژیکی :
• مخزن هوادهی
• مخازن ته نشینی
• ایستگاه پمپاژ برگشت لجن
•  نحوه راه اندازه سیستم لجن فعال تازه احداث شده

مخزن هوادهی:
فاضلاب از طریق لوله های ورودی به مخازن هوادهی وارد می شود. فاضلاب داخل مخازن (در صورت پرشدن و سرریز وارد مخزن ته نشینی می شود) به صورت مصنوعی در مجاورت هوا قرار می گیرد تا اکسیژن در فاضلاب به صورت محلول درآید زیرا فرآیند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب با استفاده از روش لجن فعال یک فرآیند رشد معلق هواسازی است. در این مخازن فاضلاب زمانی را سپری می کند تا مواد آلی در حضور اکسیژن توسط باکتری ها تجزیه شده و به آب و co2 و جرم سلولی تبدیل شود. بعد از مدتی در مخازن هوادهی جرم های سلولی بهم متصل شده و فلوک را بوجود می آورند که همان لجن فعال است. فلوک های تشکیل شده همراه پساب خارج شده و وارد مخزن ته نشینی می شوند. مقداری از لجن ته نشین شده را به ابتدای مخازن هوادهی برگشت می دهند تا تصفیه مواد آلی بهتر صورت گیرد.
عمل هوادهی در  این مخازن به دو منظور انجام می گیرد. نخست رسانیدن اکسیژن به باکتریها و دوم شناور نگهداشتن لخته ها و دلمه های نگهدارنده باکتریها. لذا باید کنترل شود که در تمام نقاط استخر مطلقاً ته نشینی صورت نگیرد.
مخازن ته نشینی
مخازن ته نشینی نهایی پس از تاسیسات تصفیه بیولوژیکی ساخته می شود. هدف از ساختمان آن ته نشین نمودن فلوک هایی است که در پساب به صورت معلق وجود دارند. اگر ته نشینی خوب انجام شود پساب خروجی کاملاً شفاف خواهد بود.
مخازن ته نشینی از نوع استاتیکی هستند. هدف از ساختن چنین مخازنی این است که مواد ته نشین شده در کف مخزن با کمک شیب زیاد آن خود به خود با نیروی ثقل به حوضچه جمع آوری لجن هدایت شوند.
ایستگاه پمپاژ برگشت لجن
قسمتی از لجن ته نشین شده به مخزن هوادهی برگردانده می شود و قسمتی دیگر که به لجن اضافی معروف است به مخزن ذخیره لجن منتقل می شود. برای انجام این کار از ایرلیفت پمپ ها که در مخازن ته نشینی نصب شده اند، استفاده می شود. برای تقسیم لجن بین مخزن هوادهی و مخزن ذخیره اپراتور باید روزانه آزمون ته نشینی لجن را انجام دهد و با شیرآلات روی لوله برگشت لجن به مخازن هوادهی و شیر روی لوله انتقال لجن به مخزن ذخیره لجن نسبت به تنظیم مقدار لجن اضافی و برگشتی اقدام نماید.
نحوه راه اندازی سیستم لجن فعال تازه احداث شده

قبل از شروع بهره برداری، بررسی تجهیزات مکانیکی و برقی از نظر نداشتن عیب و نقص ضروری است. از آن جایی که فرآیند بیولوژیکی برای تثبیت شدن به زمان نیز دارد، در روزهای اول اقداماتی انجام می شود که به شرح زیر است:
روز اول:
در روزهای اول باید سعی شود که دبی فاضلاب ورودی کم باشد تا امکان تکثیر میکروارگانیسم ها در حوض هوادهی فراهم شود. وقتی حوض هوادهی پرشد، باید دریچه خروجی حوض را باز کرد تا حوض زلال ساز(ثانویه) پر شود. زمان ماند در حوض زلال ساز باید به قدری زیاد باشد که امکان بازیافت میکروارگانیسم های ته نشین شده فراهم شده و از سرریزهای حوض خارج نشود. وقتی 4/3 حجم زلال ساز پر شد، لجن ته نشین شده بوسیله ایرلیفت پمپ ها برگشت داده می شود تا میکروارگانیسم های ته نشین شده در حوض ته نشینی ثانویه به سرعت به حوض هوادهی برگشت داده شوند.
میزان لجن برگشتی، براساس مقدار ارگانیسم های برگشت داده شده برای تصفیه فاضلاب برآورد می شود. لجن رقیق به درصد برگشتی بیشتری نسبت به لجن غلیظ نیاز دارد، زیرا افزایش درصد برگشتی در زمانی که لجن رقیق باشد، باعث تنظیم غلظت لجن فعال در حوض هوادهی می شود. وقتی زلال ساز(حوض ثانویه) پر شد و شروع به سرریز کرد،کلرزنی برای گندزدایی پساب آغاز می شود. در حوض هوادهی، بعد از 2 تا 3 ساعت هوادهی، مقدار اکسیژن محلول(DO) باید بررسی شود، اگر امکان استفاده از DO سنج قابل حمل یا الکترودی وجود دارد، باید اکسیژن محلول هم از سطح و هم از عمق فاضلاب حوض هوادهی اندازه گیری شود. باید توجه داشت که میزان کاهش هوادهی، به عدم اختلاط در حوض هوادهی منجر نشود.
بعد از تثبیت بیولوژیکی فاضلاب در حوض هوادهی، اکسیژن کافی باید فراهم آید.
روز دوم:
در روز دوم، باید یک نمونه فاضلاب از حوض هوادهی گرفت و آزمایش ته نشینی را انجام داد. آزمایش ته نشینی، اغلب در استوانه مدرج 1 لیتری به مدت 30 دقیقه انجام می شود. در این روش، باید سرعت ته نشینی لجن و اندازه لخته ها را در مدت نیم ساعت مشاهده کرد. احتمالاً رنگ پساب در روزهای اول شبیه حوض اولیه یا فاضلاب ورودی است. بعد از چند دقیقه، ذرات خیلی ریز مشاهده می شود. این ذرات که به طور معلق باقی می مانند، مثل گرد و غبار در پرتو نور خورشید می باشند. بعد از نیم ساعت، مقدار کمی از این ذرات در کف استوانه مدرج ته نشین می شوند که حدود 10 تا20 میلی لیتر عمق دارند،ولی بیشتر ذرات هنوز معلق هستند،مشاهده موارد بالا بیانگر شروع خوب برای تثبیت فاضلاب در حوض هوادهی است ولی هنوز خیلی از ذرات فاضلاب نیاز به تصفیه موثرتر دارند.
روز سوم تا پنجم
در طول این دوره فرآیند، با تنظیم اکسیژن محلول، لجن برگشتی به حوض هوادهی در حد مطلوب کنترل می شود. نمونه برداری از حوض هوادهی، باید منظم و به طور معمول انجام گیرد و نتایج برای تنظیم بیشتر ثبت و موارد موردنظر تصحیح گردند. هوادهی فاضلاب تا حفظ DO باید در حد مطلوب ادامه یابد و آن قدر صبر کرد تا لجن فعال تشکیل شود. اغلب این زمان، بین 24 تا 72 ساعت هوادهی است. ارگانیسم های لجن فعال سبک هستند و گاهی اوقات در سرریز حوض زلالساز ظاهر می شوند، بنابراین باید سعی کرد بیشتر آنها توسط سیستم برگشت لجن به حوض هوادهی بازگردند زیرا زمان زیادی طول می کشد تا آنها دوباره در حوض هوادهی تولید شوند.
گاهی اوقات برای این که لجن فعال زودتر تشکیل شود، می توان مقداری مناسب از لجن فعال تشکیل شده در تصفیه خانه ای دیگر را در شروع فرآیند به سیستم افزود. ولی در این صورت باید گزارش دقیقی از نحوه راهبری در تصفیه خانه بدست آورد و سن لجن و سایر موارد از جمله عدم مشکلات آماس لجن و بالا آمدن لجن و... را پیگیری کرد و سعی کرد که در این مواقع، ماسه و دانه وارد حوض هوادهی نشود.
روز ششم
در روز ششم، باید پساب زلال و قابل قبول تولید شود. جامدات تولید شده در حوض هوادهی باید در استوانه مدرج، به صورت آزمایشی ته نشینی 30 دقیقه اندازه گیری شوند. نتایج این آزمایش باید بیانگر خصوصیات لخته بندی، ته نشینی و فشردگی لجن باشد. مواد جامد معلق تولید شده در این روز، خیلی ریزتر از روز اول و با شروع تخلیه لجن مازاد، مقدار این جامدات ریز، به تدریج کم خواهد شد. بررسی ته نشینی لجن باید هر روز انجام شده و میزان تصفیه پذیری فاضلاب به دقت ارزیابی شود.
اگر در خروجی حوض ته نشینی ته نشینی مایع مخلوط خوب نباشد، لجن ثانویه باید به مدت 10 تا 15 روز یا بیشتر به حوض هوادهی برگشت داده شود، سپس اقدام به دفع لجن به صورت مازاد کرد.
باید توجه داشت که اگر لجن برگشتی بیش از حد معمول باشد، باعث کاهش زمان ماند حوض هوادهی و حوض ثانویه شده که در نتیجه کاهش راندمان حذف را درپی خواهدداشت. در ضمن اگر لجن برگشتی کم باشد، شرایط غیر مطلوب زیر ایجاد می گردد:
الف- ناکافی بودن میکروارگانیسم ها در هوادهی برای تصفیه فاضلاب
ب- اگر زمان ماند حوض ته نشینی ثانویه زیاد شود، لجن ته نشین شده گندیده شده و لجن مرده به هواده برگشت داده می شود.
ج-تجمع بیش از حد لجن در حوض ته نشینی ثانویه، باعث بالا رفتن عمق بستر لجن وظاهر شدن لجن در سرریز می شود.
کنترل اکسیژن محلول در داخل حوض هوادهی
تاثیر لجن فعال بر تصفیه فاضلاب و کاهش بارآلی، به مقدار جامدات لجن فعال در سیستم و سلامتی ارگانیسم ها بستگی دارد. این مورد، به کنترل مستمر فرآیند نیاز دارد.
اصولاً هوادهی به دو منظور انجام می شود: اول آن که اکسیژن محلول در حوض هوادهی باید در حدی باشد که میکروارگانیسم ها فعال باشند و دیگر این که لجن برگشتی، با فاضلاب ورودی اختلاط کامل پیدا کند. اگر اکسیژن محلول در حوض هوادهی کم باشد، باکتری های رشته ای غالب شده و کیفیت لجن فعال نامناسب خواهد شد و از طرفی، اگر هوادهی زیاد باشد، علاوه بر اتلاف انرژی، تلاطم شدید ایجاد شده و لخته های بیولوژیکی تشکیل شده در حوض هوادهی، شکسته خواهند شد و ته نشینی آنها در حوض زلال ساز ضعیف می گردد، به همین دلیل کنترل متناوب اکسیژن محلول در حوض هوادهی یک ضرورت اجتناب ناپذیر است.
خروجی تصفیه خانه
پساب خروجی از تصفیه خانه ها با استاندارد های مختلف می تواند برای مصارف کشاورزی و صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد. برای این منظور باید میزان عناصر موجود را در پساب اندازه گیری کرد و با استاندارد های تدوین شده موجود هماهنگ کرد.