صافی‌های چکنده یک فرایند تصفیه فاضلاب با رشد چسبنده می‌باشد. در این فرایند از یک بستر ثابت برای رشد میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود. با عبور فاضلاب از روی بستر، مواد آلی را به عنوان ماده غذائی جذب و با اکسیداسیون هوای یه مصرف می‌رسانند. شکل زیر تصویری از یک صافی چکنده با سیستم توزیع کننده چرخان را نشان می‌دهد. صافی‌ها از بخش هائی شامل بستر، سیستم توزیع فاضلاب خام، سیستم زهکشی و بدنه تشکیل شده است که در جای خود توضیخ داده می‌شوند.

فیلتراسیون بیولوژیکی (Biological Filtration)

با عبور فاضلاب از روی بستر دارای لایه بیولوژیکی بخش قابل توجهی از مواد آلی به همراه اکسیژن مولکولی جذب این لایه می‌گردد. در آنجا اکسیداسیون بیولوژیکی هوازی افتاده و محصولات نهائی آلی و معدنی به لایه متحرک آب وارد می‌شوند. فاضلاب در عرض چند دقیقه از روی بستر صافی عبور می‌کند در حالیکه مواد آلی جذب شده به چندین ساعت زمان برای اکسیداسیون نیاز دارند. بخشی عمده‌ای از لایه بیولوژیکی تشکیل شده هوازی می‌باشد که این بخش لایه روئی را تشکیل می‌دهد، در بخش میانی و عمقی لایه بیولوژیک فعالیت‌ها بصورت غیر هوازی می‌باشد. با گذشت زمان ضخامت لایه بیولوژیکی بدلیل تولید میکروارگانیسم‌های جدید ضخیم‌تر می‌گردد. و اینکار تا جائی ادامه می‌یابد که نهایتاً لایه بیولوژیکار روی بستر کنده شود. (به این پدیده Slovghing گفته می‌شود) میزان حذف مواد آلی در بخش بالائی صافی بیشتر و در بخش پائین کمتر است. رشد باکتری‌های نیتریفای در بخش پائینی صافی بیشتر می‌باشد.

مشخصات فیزیکی صافی‌های چکندهصافی های چکنده

هر صافی چکنده از چند بخش شامل بستر، بدنه، توزیع کننده فاضلاب و سیستم زهکشی زیرین تشکیل می‌شود.

- بستر صافی : بستر صافی تأمین کننده سطح لازم برای رشد میکروارگانیسم‌ها می‌باشد

مشخصات یک بستر ایده آل عبارتنداز:

۱- سطح زیادی برای رشد میکروارگانیسم‌ها ایجاد کند

۲- اجازه عبور فاضلاب را بصورت لایه‌های نازک از روی لایه میکروبی بدهد.

۳- فضای خالی برای عبور جریان هوا ایجاد کند

۴- فضای خالی برای عبور لایه‌های کنده شده میکروبی ایجاد کند

۵- از نظر بیولوژیکی خنثی باشد یعنی باعث رشد یا جلوگیری از رشد یاکتری‌ها نشود. (بعنوان غذای میکروارگانیسم‌ها قابل مصرف نباشد و سمی تیز تباشد.)

۶- دارای پایداری شیمیائی باشد.

۷- دارای پایداری مکانیکی باشد.

گر چه انواع مختلفی از مواد بعنوان مصالح بستر صافی‌های چکنده مورد استفاده قرار گرفته است، لیکن متداول‌ترین مواد مورد استفاده قلوه سنگ و مصالح پلاستیکی می‌باشند. اندازه مورد توصیه مصالح بستر صافی، قطر ۵ تا ۱۰ سانتی‌متر می‌باشد زیرا این اندازه تناسب خوبی بین سطح قابل دسترسی و فضای خالی ایجاد می‌کند. یرای متال قلوه سنگ‌های پنج سانتی‌متری، حدود ۹۸ متر مربع سطح به ازای هر متر مکعب حجم بستر صافی ایجاد می‌کنند و حدود ۵۰ درصد فضای خالی در بین مصالح وجود خواهد داشت . مصالح ریزتر دارای سطح مخصوص (سطح به ازای حجم) بیشتری هستند، ولی فضای خالی آن‌ها کوچک شده و لایه میکروبی با جریان فاضلاب و هوا تداخلی ایجاد می‌کند. به منظور دسترسی به بسترهای با سطح مخصوص بزرگتر و فضای خالی بیشتر سازندگان به مواد پلاستیکی روی آورده‌اند. در نوع اول که قطعات پلاستیکی روی یکدیگر تلنبار می‌گردند. سطح مخصوص بین ۹۸ تا ۳۴۰ متر مربع به ازای هر متر مکعب بوده و فضای خالی بین ۹۳ تا ۹۵ درصد ایجاد می‌کند. نوع دوم یعنی مصالح مدولار (modular) که روی یکدیگر چیده می‌شوند. سطح مخصوص بین ۸۱ تا ۱۹۵ متر مربع به ازای هر متر مکعب ایجاد می‌کنند. اگر چه فضای خالی ایجاد شده در این سیستم نیز بین ۹۳ تا ۹۵ درصد می‌باشد، مسیر جریان نسبت به مصالح تلنباری صاف‌تر و مستقیم‌تر بوده و عبور جریان راحت‌تر خواهد بود. مشخصات هر یک از این مصالح را می‌توان از سازندگان آن دریافت کرد. این مصالح باید از چنان استحکامی برخوردار باشد که بتوانند وزن یک کارگر را تحمل کنند و یا روی بستر راهروی دسترسی برای امکان عملیات نگهداری دستگاه توزیع ایجاد گردد.

اگر از مصالح سنگی بعنوان بستر صافی استفاده شود، بدنه صافی باید از جنس بتن مسلح یا مصالحی که توانائی ایستائی و پایداری با چنین باری را داشته باشد، ساخته شود. این بدنه همچنین باید آنقدر پایداری داشته باشد که بتوان صافی را در موقع لزوم پر از آب نمود. در مورد پلاستیکی که بصورت تلنباری مورد استفاده قرار می‌گیرند. بدلیل جرم حجمی کمتر (حدود ۹۶ کیلوگرم بر متر مکعب) می‌توان از مصالح ضعیف‌تری برای بدنه صافی استفاده نمود. مصالح پلاستیکی مدولار نیازی به بدنه به منظور ایستائی ندارند. زیرا این مصالح مانند بلوک‌های سیمانی روی همدیگر قرار می‌گیرند. در نتیجه بدنه بیشتر برای جلوگیری از ریخت و پاش، افت حرارتی و بهبود وضعیت زیبائی ظاهری مورد استفاده قرار گرفته و بنابراین از انواع مواد سبک می‌توان برای این کار استفاده کرد.

عملکرد سیستم توزیع پخش یکنواخت بار هیدرولیکی (دبی به ازای واحد سطح صافی ) روی راکتور می‌باشد و دو نوع اصلی مورد استفاده آن، سیستم ثابت و متحرک می‌باشند. سیستم متحرک از یک یا دو بازوی چرخان که با نیروی عکس العمل خروج آب دوران می‌کنند برای توزیع فاضلاب پیش تصفیه شده استفاده می‌کند. حداقل فشار مورد نیاز برای چرخش این بازوها معادل ۶۰ سانتی‌متر آب است. (بین چاله سیفون و مرکز بازوها) سرعت چرخش این سیستم بطور متداول یک دور در هر ۱۰ دقیقه می‌باشد. بدلیل اینکه فاضلاب بطور متناوب به هر بخش از صافی تزریق می‌گردد. در مواقعی که فاضلاب روی یک بخش از صافی ریخته نمی‌شود، جریان هوا در آن بخش به راحتی یر قرار می‌گردد. از این سیستم توزیع برای صافی‌های قلوه سنگی استفاده می‌شود. توزیع فاضلاب روی صافی‌های با بستر پلاستیکی با استفاده از توزیع کننده‌های دوار چهار بازوئی یا نازل‌های ثابت انجام می‌شود. بدلیل فضای خالی بسیار زیاد در این نوع بسترها، امکان جریان هم زمان فاضلاب و هوا وجود دارد. انواع مختلفی از سیستم‌های توزیع موجود است و یکی از وظایف مهندس طراح انتخاب سیستم توزیع متناسب با نوع بستر صافی می‌باشد. در صورت استفاده از بازوی چرخان، فاصله این بازو و سطح بستر نباید از ۱۵ سانتی‌متر کمتر باشد. در مناطقی که احتمال یخبندان وجود دارد، این فاصله را باید بیشتر در نظر گرفت. تغذیه توزیع کننده‌ها ممکن است از طریق سیفون، تلمبه ویا در مواردی که شرایط هیدرولیکی مناسب ایجاد شده باشد از طریق ثقلی از واحد قبلی تصفیه انجام شود. انتخاب ظرفیت سیفون و یا تلمبه باید طوری باشد که تغذیه فاضلاب عملاً به طور مداوم صورت گیرد.

سیستم زهکش کف بایستی سه کار انجام دهد: ۱- نگهداری یستر ۲- تأمین یک مسیر زهکشی و تخلیه پیوسته پساب از صافی ۳- اجازه عبور هوا از کف صافی بطوری که جریان مناسبی از هوا برای تاوین اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها ایجاد گردد.

قبل از پیشرفت در ساخت مصالح پلاستیکی زهکش‌ها عمدتاً از جنس رس لعاب دار (Vitrified clay) ساخته می‌شوند در حال حاضر بدلیل سبک بودن جنس مصالح مورد استفاده از زهکش‌های ساده‌تری استفاده نمود. شکل‌های زیر انواعی از این زهکشی‌ها را نشان می‌دهد با کنار هم چیدن بلوک‌های نشان داده شده کانال‌های فرعی با شیب بین ۱ تا ۲ درصد به سمت کانال جمع‌آوری پساب ایجاد می‌گردد. دو طرف این کانال‌ها باز است بطوری که از یک طرف پساب به سمت کانال اصلی جمع کننده که در مرکز صافی است هدایت می‌شود و از طرف دیگر امکان تهویه وجود دارد.

به همین منظور ظرفیت کانال بایستی به اندازه‌ای در نظر گرقته شود که در دبی حداکثر هیچگاه بیش از نیمی از آن پر نگردد. سیستم زهکش باید تمام سطح زیر بستر را پوشش دهد . سوراخ‌های ورودی سیستم زهکش باید غیر مستغرق بوده و مجموع سطوح آن‌ها حداقل معادل ۱۵ درصد سطح بستر صافی باشد. کانال‌های جمع کننده پساب از زهکشی‌ها باید طوری طراحی گردند که به ازای مقدار دبی متوسط فاضلابی که وارد صافی می‌شود سرعت جریان در آنها بیش از 6/0 متر در ثانیه باشد. در مورد صافی‌های سرپوشیده و صافی‌های دارای مصالح مصنوعی که عمق آنها زیاد است، استفاده از وسایل مکانیکی تهویه باید مورد توجه قرار گیرد.

توصیه می‌شود به منظور امکان شستشوی زهکشی‌ها در مواقع لزوم، پیش بینی‌های لازم صورت گیرد. در صافی‌های کوچک ایجاد یک کانال محیطی با حجاری (داکت) عمودی تهویه برای این منظور قابل قبول است. در مورد هر روشی که برای شستشوی زهکشی‌ها پیش بینی شده، فراهم نمودن امکانات بازدید از آن مورد توصیه می‌باشد. عمق بستر صافی (از سطح بستر تا بالای زهکشی‌های کف) در مورد صافی‌های با مصالح سنگی نباید از 5/1 متر کمتر و از ۳ متر بیشتر باشد. در مورد ایستر یا مصالح مصنوعی توصیه می‌شود عمق بستر لااقل ۳ متر در نظر گرفته شود تا زمان تماس کافی با فاضلاب تامین شود ولی حداکثر عمق این صافی‌ها نباید از ۱۰ متر تجاوز کند مگر اینکه از طریق انجام مطالعات روی واحدهای نمونه، ساختمان خاصی که عمق بیشتر نیاز دارد توجیه شده باشد. در مورد صافی‌های با مصالح مصنوعی و ارتفاع زیاد توصیه می‌شود، رقوم لبه دیواره آن در حدی منظور گردد که لااقل 2/1 متر بالاتر از سطح بستر بوده و از پخش فاضلاب به اطراف توسط جریان باد جلوگیری شود.

© 2017 Tamadon-Tasfie. All Rights Reserved | Design by Tamadon-Tasfie