تصفیه فاضلاب بهداشتی
تصفیه فاضلاب بهداشتی
تصفیه فاضلاب بهداشتی یعنی حذف آلاینده های موجود در فاضلاب به شکلی که آن فاضلاب پس از تصفیه بتواند مورد استفاده مجدد قرار بگیرد و باعث آلودگی محیط زیست نگردد.
فاضلاب بهداشتی چیست؟
فاضلاب بهداشتی در حقیقت همان فاضلابی است که توسط ساکنان واحدهای مسکونی، تجاری، موسسات، ادارات و غیره تولید میشود. در واقع می‌توان گفت این فاضلاب از آبی که مردم برای مصارف روزانه مثل حمام کردن، توالت، آشپزی و غیره استفاده می‌کنند به وجود می‌آید.
بنابراین میزان فاضلاب بهداشتی تولید شده، متناسب با حجم آب مصرفی در طول روز محاسبه میشود. به طوری‌که به عوامل مختلفی مانند شرایط اقتصادی، اقلیمی، بهداشتی و غیره وابسته است. همچنین طبق تعاریف انجام شده، اصطلاحا میزان فاضلاب تولید شده را سرانه تولید فاضلاب می‌نامند.
این تعریف معادل با میزان فاضلابی است که یک نفر در طول روز برای انجام کارهای روزانه تولید می‌کند. بنابراین برای تخمین و اطلاع از میزان آب مصرفی هر فرد، ضریب تبدیل آب به فاضلاب را که معمولاً در جوامع شهری بین ۷۰ تا ۹۰ درصد است در نظر می‌گیرند.
تصفیه فاضلاب بهداشتی چیست؟
تصفیه فاضلاب بهداشتی به مفهوم حذف تمامی آلایندگی‌ها و ناخالصی‌ها قبل از ورود به سفره‌های آب زیرزمینی و آب‌های طبیعی مثل رودخانه‌ها است. باید به این نکته اشاره کنیم که در طبیعت آب خالص وجود ندارد و این نوع آب را تنها می‌توان در آزمایشگاه‌های شیمیایی تولید کرد. بنابراین تمایز بین تمیز بودن آب و آلوده بودن آن، به نوع ناخالصی موجود در آب، موارد مصرف آن و عوامل آلوده کننده آب باز می‌گردد.
با توجه به این تعاریف می‌توان گفت آلودگی آب‌های طبیعی ناشی از تخلیه فاضلاب، داخل آب‌های زیرزمینی و آب‌های سطحی است. بنابراین تصفیه فاضلاب و حذف عناصر آلوده کننده آن مسئله‌ای حائز اهمیت در چرخه طبیعت به حساب می‌آید.
هدف از انجام تصفیه فاضلاب بهداشتی
تصفیه فاضلاب بهداشتی مسئله مهمی است که امروزه در تمامی کشورها به آن اهمیت ویژه‌ای داده میشود. در همین راستا باید بدانید یکی از مهم‌ترین دلایل انجام تصفیه فاضلاب بهداشتی پیش از ورود آب آلوده به سفره‌های زیرزمینی و آب‌های سطحی، حذف میکروب‌های بیماری‌زا است.
باید بدانید انتشار این عوامل بیماری‌زا و تماس مردم با آنها، باعث گسترش برخی از بیماری‌ها میشود. به طوری‌که خطرات ایجاد پاندمی یا همه‌گیر شدن بیماری‌های خطرناکی را در پی خواهد داشت.
همچنین پخش فاضلاب بهداشتی در محیط زیست، علاوه بر خطراتی که برای سلامتی انسان‌ها در پی دارد، باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی میشود. به عنوان نمونه می‌توان به ایجاد منظره ناخوشایند پخش فاضلاب در رودخانه‌ها، انتشار بوهای نامطبوع، تجمع حشرات و غیره اشاره نمود. علاوه بر آن تخلیه فاضلاب شهری به سیستم آب‌های زیرزمینی و سطحی، خطرات بسیار زیادی برای محیط زیست ایجاد می‌کند. به عنوان مثال می‌توان از اکسیداسیون مواد آلی و کاهش اکسیژن مورد نیاز برای زندگی ماهی‌ها و حیوانات آبزی نام برد.
همچنین می‌توان به افزایش میزان ازت و فسفر، در نتیجه تخلیه فاضلاب‌های بهداشتی به جریان آب اشاره کرد. این مسئله باعث از بین رفتن کیفیت آب و عدم استفاده اجتماعات شهری و صنایع از آن می‌گردد. در نهایت باید بدانید وجود مواد معلق شناور آلی و معدنی که در اثر وجود باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی و تجزیه عوامل آلوده‌کننده آب‌های فاضلابی ایجاد می‌شوند، حیات موجودات زنده را به خطر می‌اندازد.
مزایای تصفیه فاضلاب بهداشتی
تصفیه فاضلاب که در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب انجام میشود، مزیت‌های بسیار زیادی دارد که در ادامه به بیان مهم‌ترین آنها می‌پردازیم.
استفاده مجدد پساب در فرایند تصفیه
فرایند بازیابی فاضلاب، به دلیل کم بودن مقدار نمک‌های معدنی محلول در آن، نسبت به شیرین کردن آب دریاهای آزاد با هزینه‌های پایین‌تری انجام میشود. بنابراین در صورت حذف عوامل آلوده‌زا از فاضلاب در فرایند تصفیه فاضلاب بهداشتی، می‌توان آن را برای آبیاری محصولات کشاورزی و فضاهای سبز استفاده کرد.
البته باید بدانید فاضلاب بهداشتی ، آب شیرینی است که در فرایندهای بهداشتی به واسطه وجود منبعی مشخص، آلوده شده و کیفیت خود را از دست می‌دهد. بنابراین تصفیه آن به مراتب با هزینه‌های کمتری نسبت به شیرین کردن آب دریاهای آزاد برای مصارف غیر خوراکی انجام میشود.
تولید کود در فرایند تصفیه
لجنی که از تصفیه زیستی فاضلاب حاصل میشود حاوی مقدار زیادی ترکیبات شیمیایی مانند نیترات، سولفات و فسفات است. بنابراین می‌توان از آن به عنوان کود، جهت رشد گیاهان استفاده کرد.
تولید انرژی در فرایند تصفیه
در فرایند تصفیه فاضلاب بهداشتی در انبارهای هضم لجن، عناصر مختلفی تولید میشود که ۷۰ درصد آنها را گاز متان تشکیل می‌دهد. باید بدانید این گاز می‌تواند انرژی حرارتی مناسبی در حد انرژی تولیدی شده توسط گاز طبیعی در شبکه شهری را ایجاد کند. به همین دلیل در تصفیه خانه‌ها بدون استفاد از منبع دیگری، با سوزاندن گاز متان گرمای مورد نیاز برای گرم کردن دیگ بخار را تامین می‌کنند.
روش‌های تصفیه فاضلاب بهداشتی
ایجاد فاضلاب بهداشتی امری اجتناب ناپذیر است. بنابراین باید با ایجاد روش‌های تصفیه آن به کنترل فاضلاب تولید شده پرداخت. بر همین اساس تاکنون متدهای مختلفی برای تصفیه فاضلاب بهداشتی و استفاده مجدد از آن به وجود آمده‌اند. اما باید روش‌هایی برای تصفیه فاضلاب بهداشتی انتخاب شود که کمترین آسیب و خطر را برای محیط زیست و انسان‌ها در پی داشته باشند.
البته لازم به ذکر است، تصفیه فاضلاب بهداشتی در سه مرحله فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی انجام میشود. به طوری‌که تفاوت روش‌های مختلف تصفیه فاضلاب بهداشتی ، به انتخاب فرایند انجام مرحله بیولوژیکی تصفیه فاضلاب مربوط میشود.
روش فیزیکی تصفیه فاضلاب بهداشتی
در این فاز تصفیه فاضلاب بهداشتی، ذرات جامد و معلق آب به کمک تجهیزاتی مثل آشغال‌گیرها، دانه‌گیرها و عملیات فیلتراسیون جمع می‌شوند. باید توجه نمایید عدم جمع‌آوری تکه‌های آلوده کننده موجود در آب فاضلاب، سبب می‌گردد در مراحل دیگر سیستم تصفیه فاضلاب از آلودگی‌ها اختلال ایجاد شود.
روش شیمیایی تصفیه فاضلاب بهداشتی
در این مرحله فرایند تصفیه فاضلاب بهداشتی با کمک مواد شیمیایی انجام میشود. به طوری‌که این مواد می‌توانند عناصر آلوده کننده آب را که در فرایند جداسازی فیزیکی از فاضلاب جدا نشده‌اند و در ته آب قرار گرفته‌اند، لخته کنند. به این ترتیب شرایط جمع‌آوری آنها از سطح فاضلاب به کمک روش‌های فیزیکی فراهم می‌گردد. همچنین به کمک مواد شیمیایی مانند هیپوکلریت کلسیم یا سدیم متا بی سولفیت می‌توان عملیات گندزدایی و ضدعفونی کردن فاضلاب را نیز انجام داد.
روش بیولوژیکی تصفیه فاضلاب بهداشتی
فاز تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به کمک باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی انجام میشود. در این مرحله باکتری‌ها بدون مواد شیمیایی با تغذیه مواد آلی موجود در فاضلاب اقدام به تجزیه آنها می‌کنند. البته در نهایت میکروارگانیسم‌ها و مواد تجزیه شده در کف مخزن ته‌نشین شده و به عنوان لجن برگشتی مجدد مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین در انجام روش بیولوژیکی می‌توان از فرایندهای مختلفی استفاده کرد که در ادامه به معرفی آنها خواهیم پرداخت.
فرایندهای تصفیه فاضلاب بهداشتی
همانطور که گفتیم روش‌های مختلفی برای تصفیه فاضلاب بهداشتی وجود دارد و تفاوت آنها در بخش تصفیه بیولوژیکی و نحوه عملکرد باکتری‌ها است. به طوری‌که انتخاب هر کدام از این روش‌ها وابسته به میزان آلایندگی و نوع پساب ایجاد شده در فاضلاب خواهد بود.
لازم به ذکر است مواد مورد استفاده در روش بیولوژیکی فاقد ترکیبات مضر هستند. به همین دلیل این روش بدون ایجاد هرگونه اثرات جانبی در روند تصفیه فاضلاب بهداشتی انجام میشود. از این‌رو فرایندهای بیولوژیکی به عنوان یکی از کم خطرترین و کم هزینه‌ترین روش‌های تصفیه فاضلاب بهداشتی به حساب می‌آیند. در ادامه به معرفی برخی از فرایندهای تصفیه فاضلاب بهداشتی و مراحل انجام آنها می‌پردازیم.
فرایند CAS (لجن فعال متعارف)
در این روش از لجن فعال برای تغذیه باکتری‌های هوازی استفاده میشود. باید بدانید که باکتری‌های هوازی برای رشد به اکسیژن و مواد غذایی نیاز دارند. در این فرایند باکتری‌ها، اکسیژن مورد نیاز خود را از سیستم هوادهی تامین می‌کنند. همچنین لجن‌های فعال به عنوان ماده غذایی ابتدایی برای رشد و تکثیر باکتری‌های هوازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
فرایند EAAS (لجن فعال با هوادهی گسترده)
در واقع فرایند EAAS به نوعی روش ارتقا یافته فرایند CAS به حساب می‌آید. به طوری‌که در آن معایب سیستم لجن فعال مرتفع گردیده است. باید بدانید با توجه به این‌که مقاومت این سیستم نسبت به شوک‌های هیدرولیکی و کیفی فاضلاب‌ها بسیار بالا است، در ساخت پکیج تصفیه فاضلاب اکثراً از این روش استفاده می‌کنند. بر همین اساس روش هوادهی گسترده برای تصفیه فاضلاب‌های جوامع کوچک شهری از قبیل شهرک‌های مسکونی، کارگاه‌ها، کارخانجات و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فرایند MBBR (لجن فعال با بستر رشد متحرک)
در واقع روش MBBR همان روش لجن فعال با هوادهی گسترده است که در فضای محدودتری انجام میشود. بنابراین برای مکان‌هایی که با محدودیت فضایی مواجه هستید، بسیار مناسب است. همچنین علاوه بر آن به عنوان مزایای دیگر این سیستم می‌توان به شوک پذیری بالا، افزایش ظرفیت تصفیه خانه‌ها و بهره‌برداری بیشتر در حوضچه‌های هوادهی اشاره نمود. لازم به ذکر است برای کاهش فضای مورد استفاده در این فرایند، داخل مخزن هواگیری از پکینگ مدیای شناور استفاده می‌کنند.
فرایند IFAS (لجن فعال با بستر رشد ثابت)
این فرایند نیز نوعی لجن فعال با هوادهی گسترده است، با این تفاوت که در آن از پکینگ مدیای ثابت به جای پکینگ مدیای شناور، که در روش MBBR به کار می‌رود، استفاده می‌کنند. همین مسئله در فرایند تصفیه فاضلاب بهداشتی منجر به افزایش رشد میکروارگانیسم‌ها در حوضچه‌های هوادهی، افزایش راندمان سیستم تصفیه و کاهش حجم دستگاه تصفیه می‌گردد. علاوه بر آن شوک‌پذیری بالا، کاهش حجم مخزن و کنترل هزینه‌ها دیگر مزایای استفاده از فرایند IFAS به حساب می‌آیند.
فرایند A2O برای تصفیه فاضلاب بهداشتی
این فرایند نیز نمونه‌ای از فرایند لجن فعال با هوادهی گسترده است که به کمک ایجاد بستری مناسب برای شرایط هوازی، غیر هوازی و بی‌هوازی صورت می‌پذیرد. بنابراین برای تکمیل مراحل تصفیه فاضلاب بهداشتی ، حذف عوامل آلوده کننده آب‌های سطحی، چاه‌های جذب کننده که محل‌های تخلیه فاضلاب هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع حذف نیترات و فسفات در محل خروجی فاضلاب‌ها که یک فرایند بی‌هوازی است به کمک این روش انجام میشود.
فرایند RBC(دیسکهای بیولوژیکی چرخان)
دیسکهای بیولوژیکی چرخان یا دوار از جمله روش‌های کاربردی فرایند تصفیه فاضلاب‌های بهداشتی و جذب مواد آلی به کمک میکروارگانیسم‌ها محسوب میشود. این روش از دیسکهای پلی ونیل کلراید تشکیل شده که به یک محور متحرک متصل شده‌اند.
به طوری‌که نیروی چرخشی را توسط موتوری در سطح آب دریافت می‌کنند.این دیسکهای چرخان با ساختاری که دارند شرایط مناسبی را برای رشد باکتری‌های هوازی فراهم می‌کنند. به این ترتیب مواد آلی موجود در فاضلاب به کمک باکتری‌های هوازی، تجزیه و تصفیه می‌شوند.
فرایند SBR (راکتور ناپیوسته متوالی)
این فرایند نیز به کمک چندین روش بیولوژیکی مثل تصفیه هوازی و انوکسیک، توسط فرایند لجن فعال در یک مخزن واحد انجام میشود.
کاربردهای تصفیه فاضلاب بهداشتی
تصفیه فاضلاب بهداشتی برای جلوگیری از انتشار آلودگی‌ها در جوامع شهری انجام میشود. علاوه بر آن به عنوان کاربردهای این فرایند می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- تصفیه فاضلاب منازل، مجتمع‌های اداری و تجاری
- تصفیه فاضلاب مجتمع‌های مسکونی و تفریحی
- تصفیه فاضلاب کمپ‌های مسکونی و نظامی
- تصفیه فاضلاب بیمارستان‌ها و درمانگاه‌ها
- تصفیه فاضلاب بهداشتی مناطقی که به فاضلاب شهری متصل نیستند.
هزینه انجام این کار
پارامترهای مختلفی در تعیین هزینه‌های تصفیه فاضلاب بهداشتی موثر هستند که به عنوان مهم‌ترین و اصلی‌ترین آنها می‌توان از روش انتخاب برای تصفیه فاضلاب، هزینه‌های تیم اجرایی و مواد مورد استفاده برای انجام کار نام برد. علاوه بر آن میزان آلودگی، نوع آلاینده‌های موجود در فاضلاب انسانی، شرایط آب‌و‌هوایی و اقلیمی از دیگر فاکتورهای تعیین هزینه انجام فرایند تصفیه فاضلاب بهداشتی به حساب می‌آیند.
سخن پایانی
تصفیه فاضلاب بهداشتی به دلیل اهمیت مراقبت از منابع آبی در فرایند تولید پساب‌های شهری و استفاده مجدد از آن، اهمیت بسیار بالایی دارد. از این‌رو تاکنون روش‌های مختلفی برای تصفیه فاضلاب بهداشتی به وجود آمده‌اند. به طوری‌که مهم‌ترین نکته در اجرای این فرایند، انجام صحیح عملیات تصفیه به کمک افراد متخصصی است که در این زمینه فعالیت می‌کنند.