اجزای تشکیل دهنده فاضالب اجزای تشکیل دهنده فاضالب هر جامعه تابعی است از نوع سیستم جمع آوری که ممکن است به صورت زیر باشد: فاضالب خانگی )بهداشتی( : فاضا

اجزای تشکیل دهنده فاضالب اجزای تشکیل دهنده فاضالب هر جامعه تابعی است از نوع سیستم جمع آوری که ممکن است به صورت زیر باشد: فاضالب خانگی )بهداشتی( : فاضالب واحدهای مسکونی تجاری اداری مراکز کوچک صنعتی و تاسیساتی مشابه می باشند. فاضالب صنعتی : فاضالبی است که در آن فضوالت صنعتی بیشتر است. نشتاب ورودی یا نفوذی: آب وارد شده به شبکه جمع آوری فاضالب: - از طریق ورود از دریچه های منهول ها و یا از طریق ارتباطات زهکش های آبهای سطحی نظیر ناودان پشت بام ها )نشتاب ورودی( - از طریق نفوذ به لوله های شبکه جمع آوری فاضالب دارای شکستگی یا از طریق دیواره های متخلخل آب های سطحی : جریان های سطحی که از بارش باران یا ذوب برف حاصل می شود 1

اجزای تشکیل دهنده فاضالب انواع شبکه جمع آوری فاضالب شبکه فاضالب بهداشتی شبکه آبهای سطحی شبکه مختلط در صورت استفاده از شبکه مختلط فاضالب جاری در شبکه عالوه بر فاضالب خانگی صنعتی و نشتاب )ورودی/نفوذی( شامل آب ناشی از بارندگی یا ذوب برف نیز خواهد بود. در هر حالت کیفیت فاضالب بستگی به شرایط محلی و فصلی متغیر خواهد بود. 2

اجزای مهم فاضالب موجودات زنده در فاضالب: فاضالب موجودات زنده ی ذره بینی مانندویروس ومیکروب به همراه دارد تنها قسمت کمی از این موجودات زنده ممکن است بیماری زا باشند از این گروه می توان با سیل حصبه اسهال و وبا نام برد. تعداد موجودات زنده در یک سانتیمتر مکعب از فاضالب شهری به یک تا چند میلیون عدد نیز می رسد. درجه اسیدی: فاضالب های خانگی خالص و تازه معموال حالتی خنثی و یا متمایل به قلیایی دارند. تنها در اثر ماندن و شروع عمل گندیدگی گازهای اسیدی ( هیدروژن سولفوره( تولید گردیده و درجه اسیدی فاضالب کاهش یافته خاصیت اسیدی پیدا می کند. هر چه درجه گرمایی محیط بیشتر باشد عمل گندیدن و تعفن زودتر رخ می دهد. در شرایط نسبتا متعارفی عمل تعفن سه تا چهار ساعت پس از تولید فاضالب شروع می شود. مواد خارجی در فاضالب: در فاضالب همیشه مقداری مواد خارجی به صورت محلول و یا نامحلول و معلق وجود دارد. مقدار مواد خارجی فاضالب در حدود 1/0 درصد و بقیه ی آنرا آب تشکیل می دهد. حدود نیمی از مواد خارجی موجود در فاضالب مواد آلی و بقیه مواد معدنی می باشند 3

اجزای مهم فاضالب 4

پاتوژن های موجود در فاضالب Salmonellae, Shigella : مثال : باکتریها Giardia, Cryptosporidium Entamoeba histolytica پروتوزوآ )کیست ها( : و enteric viruses, polio virus ویروس ها : تخم های کرم روده: Ascaris, Hookworm 5

فلزات موجود در فاضالب شهری mg/m 3 6

غلظت متوسط فاضالب شهری مواد تجزیه پذیر و مواد بی اثر )تجزیه ناپذیر( g/m 3 پارامتر تجزیه قابل اثر بی مجموع 750 180 570 COD 300 30 270 محلول COD 450 150 300 معلق COD 350 0 350 BOD 45 2 43 کل نیتروژن 15 2 13 آلی نیتروژن 15 0.3 14.7 کل فسفر 7

فرآیندهای مختلف تصفیه فاضالب تصفیه فاضالب 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 بولوژیکی سوم: تصفیه شیمیایی 9

تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی: تصفیه مکانیکی از یک رشته فرایندهائی تشکیل شده است که در آنها تنها از خواص مکانیکی و فیزیکی برای جداسازی مواد خارجی معلق در فاضالب استفاده می شود که شامل مراحل زیر می باشد. صاف کردن فاضالب: هدف از صاف کردن فاضالب عبارتست از گذرانیدن آن از صافی هائی که بتوانند مواد معلق فاضالب را در خود نگاه داشته و مایع آن را از خود عبور دهند. مهمترین روش های متداول در تصفیه خانه های فاضالب برای صاف کردن فاضالب عبارتند از: الف: آشغالگیری اولین تصفیه ایست که در تصفیه خانه ها در مورد فاضالب خام انجام می گیرد. در ضمن آن مواد معلق درشت را از فاضالب جدا می سازند. اشغالگیری معموال 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 فاضالب قرار داده می شود انجام می گیرد. 10 ب( صاف کردن با کمک ماسه: این روش بیشتر در تصفیه خانه ها برای تصفیه نهائی فاضالب و زالل سازی آن بکار می رود. کاربرد صافی های ماسه ای در تصفیه فاضالب 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

آشغال گیری (Screening( این واحد برای حذف مواد جامد درشت مانند چوب و پالستیک استفاده می شود. آشغال گیرها برای حفاظت پمپها و سایر وسایل مکانیکی و جلوگیری از گرفتگی شیرها وسایر ملزومات در تصفیه خانه فاضالب استفاده می شود. آنواع آشغال گیر آشغال گیر دهانه درشت( Screen (Coarse این آشغال گیرها شامل میله های عمودی با فاصله 1 سانتیمتر و بیشتر می باشد. جامدات زائد پشت میله ها در تصفیه خانه های کوچک به صورت دستی و در تصفیه خانه های بزرگ به صورت مکانیکی جمع آوری و دفع می گردد. آشغال گیر دهانه ریز Screen) (Fine : از سیم های به هم پیچیده یا صفحه فلزی مشبک که بر روی یک دیسک دوار یا بشکه هایی سوار شده و به شکل نیمه شناور درمسیر جریان قرار می گیرند 11

12 آشغال گیر دهانه درشت

13 آشغال گیر دهانه ریز

دانه گیری برای حذف مواد دانه ای نظیر شن ماسه تفاله چای و قهوه و... از دانه گیری استفاده می شود. سرعت جریان در حدی است که دانه ته نشین شوند ولی مواد آلی رسوب ننمایند )0.3 متر بر ثانیه( اهمیت دانه گیری - نگهداری و حفاظت تجهیزات مکانیکی و اجتناب از فرسایش و تخریب زودرس آنها - جلوگیری از پرشدن و گرفتگی لوله ها و کانال ها که در اثر ته نشین شدن دانه ها ایجاد می شود. - جلوگیری از ازدیاد لجن اولیه و ثانویه به منظور کاهش ظرفیت تغلیظ و هضم لجن - تقلیل بوی فاضالب 14

روش های دانه گیری 1. دانه گیری با سرعت کنترل شده - طبق استاندارد ایران سرعت فاضالب در این دانه گیر 0.3 متر بر ثانیه ثابت نگهداشته می شود. مزایا: طراحی اجرا و بهره برداری از این نوع دانه گیرها راحت می باشد. معایب: - به دلیل سرعت کم به زمین زیادی نیاز دارند. به همین دلیل در اجتماعات کم جمعیت یا دارای زمین ارزان و فراوان کاربرد بیشتری دارد. - انعطاف پذیری سیستم کم است : چون طراحی بر اساس یک قطر مشخص صورت می گیرد اگر قطر تغییر کند طراحی با اشکال مواجه می شود. 15

2. دانه گیری با هوادهی : در این روش جداسازی مواد دانه ای با کمک دمیدن هوا به فاضالب انجام می شود. مقدار هوای ورودی بر مقدار دانه ها تنظیم گردد. - این نوع دانه گیر معموال بعد از آشغال گیر دهانه درشت و ایستگاه پمپاژ ورودی قرار می گیرد. نکات طراحی زمان ماند 4 دقیقه برای حالت های بارندگی و 10 دقیقه رای حالت بدون بارندگی می باشد. سرعت جریان ورودی بین 0.1 تا 0.2 متر بر ثانیه است که با دمیدن هوا به 0.3 نیز میرسد. عمق کانال 2 تا 5 متر طول آن 7.5 تا 20 متر و عرض آن 2.5 تا 70 متر است. نسبت طول به عرض 1 به 2.5 یا 1 به 5 می باشد و نسبت عرض به عمق 1 به 1 تا 1 به 5 می باشد. مزایای دانه گیری با هوا: هوادهی به هوازی شدن فاضالب و حتی کاهش بار مواد آلی کمک می کند. معایب: نیاز به تجهیزات فراوان دارد و در نتیجه تنها در شهرهای بزرگ کاربرد دارد. 16

3. دانه گیری با جریان گردابی دارای مقطع دایروی هستند. به دلیل نحوه ورود و خروج جریان و همزن داخل دانه گیر عملیات دانه گیری صورت میگیرد. مزایا: دارای راندمان حذف خوبی هستند به زمین کمتری نیاز ددارند معایب: ساخت آنها در انحصار شرکت های خارجی می باشد و وارد کردن آنها مسلزم هزینه ارزی است. 17

18 دانه گیری با سرعت ثابت

19 دانه گیری با هوادهی

20 دانه گیری با جریان گردابی

یکنواخت سازی جریان نوساناتی آهنگ جریان و میزان آلودگی فاضالب ورودی به اکثر تصفیه خانه های فاضالب مشاهده می شود. یکنواخت سازی جریان برای برای غلبه بر مشکالت بهره برداری ناشی از نوسانات جریان بهبود عملکرد واحدهای پایین دست و کاهش ابعاد و هزینه های ساخت واحدهای پایین دست مورد استفاده قرار می گیرد. کاربردهای یکنواخت سازی جریان های فاضالب در دوره خشک جریان های دوره مرطوب در شبکه فاضالب بهداشتی مجزا جریان های درهم فاضالب بهداشتی و آبهای سطحی.1.2.3 21

یکنواخت سازی جریان فواید اصلی یکنواخت سازی افزایش راندمان تصفیه بیولوژیکی تصفیه خانه - یکنواخت سازی بار حجمی ورودی به تصفیه خانه - کاهش تاثیر شوک های بار آلی ( عموما در اثر ورود فاضالب های صنعتی( - تنظیم ph بهبود کیفی پساب خروجی و عملکرد حوضچه ته نشینی ثانویه کاهش سطح فیلترهای پساب خروجی و تنظیم متناسب شست وشوی این فیلترها و بهبود عملکرد فیلترها در تصفیه شیمیایی کاهش بار آلی ورودی به واحدهای شیمیایی باعث بهبود عملکرد و کنترل سیستم می شود..1 2 3 4 22

یکنواخت سازی جریان محل تاسیسات یکنواخت سازی بهتر است در محل تصفیه خانه فاضالب باشد بهتر است پس از مرحله تصفیه اولیه و قبل از تصفیه ثانویه )بیولوژیکی( باشد. یکنواخت سازی می تواند به صورت کنارگذر باشد )خارج از خط اصلی( حجم مورد نیاز یکنواخت ساز بر اساس تغییرات دبی در طول 24 ساعت تعیین می گردد. برای تغییرات حجمی پیش بینی نشده بهتراست حدود 10 تا 20 درصد به حجم به دست آمده نظری افزود. 23

یکنواخت ساز جریان 24

یکنواخت ساز جریان 25

حوض ته نشینی اولیه ته نشینی عبارت است از جدا کردن ذرات معلق سنگین تر از آب از طریق ته نشینی ثقلی است. لجن حاصله را اصطالحا لجن اولیه یا خام می نامند که توده زنده نمی باشد. ته نشینی فیزیکی پرکاربردترین عملیات واحد تصفیه فاضالب است. مخازن ته نشینی اولیه به صورت مخازن ته نشینی مستطیل شکل یا بیشتر دایروی می باشند. تا 70 درصد از مواد جامد معلق در این حوضچه ها ته نشین می شوند. 50 30 تا 40 درصد BOD 5 ورودی به تصفیه خانه در حوضچه ته نشینی جدا می شود. اهداف ساخت ته نشینی اولیه 1. حذف مواد معلق : فاضالب خانگی دارای مواد معلق زیادی می باشد که عمدتا در این واحد از فاضالب جدا می شوند. 2. کاهش : BOD 5 هر چه BOD 5 در فاضالب ورودی کاهش یابد انرژی کمتری در راکتور بیولوژیکی برای حذف BOD 5 باقی مانده الزم است. به همین دلیل واحد ته نشینی اولیه واحد مهمی در کاهش انرژی مورد نیاز برای تصفیه فاضالب است. 26

حوض ته نشینی اولیه شیب ابتدا به انتهای مخازن ته نشینی مستطیل شکل حدود 1 به 2 از ابتدا به انتها می باشد. قیف جمع کننده لجن در ابتدای حوض مستطیل شکل قرار دارد. در حوض های دایروی شکل فاضالب از وسط به درون آن تخلیه می گردد شیب این حوض حدود 8 درصد به طرف مرکز مخزن می باشد لجن روب مکانیکی که روی یک محور حرکت می کند لجن های ته نشین شده را جمع و به درون چاله ای در وسط حوض هدایت می کند. مزایای حوض های ته نشینی با مقطع دایروی - اکثر تجهیزات مکانیکی آن در ایران ساخته می شود. - قسمت های عمده ادوات مکانیکی لجن روب در بیرون از آب قرار دارد و در نتیجه فرسایش حاصل از خوردگی دیرتر اتفاق می افتد. مزایای حوض های ته نشینی مستطیل شکل - امکان وجود جریان میانبر به دلیل فاصله نسبتا زیاد بین ورودی و خروجی بسیار کم است. - در صورت نیاز به افزایش واحدهای جدید یک دیواره مشترک میان دو حوض مجاورهم وجود دارد. در صورت بروز مشکل بو پوشاندن سطح حوض ته نشینی با مقطع مستطیلی ساده تر است 27

مزایای حوض های ته نشینی سیستم لجن روب حوض ته نشینی مستطیلی به صورت زنجیری )رفت و برگشتی( می باشد که تکنولوژی آن در کشور ما پیشرفت چندانی نداشته است. سیستم لجن روب حوض دایروی به صورت پل گردان می باشد که بهره برداری از آن است به همین دلیل در ایران بیشتر از حوض دایروی استفاده می شود. سطح حوض های دایروی بیشتر از حوض های مستطیل شکل است در نتیجه به زمین کمتری نیاز دارند. حوض های دایروی نسبت به شوک های هیدرولیکی حساس تر هستند. فضای مرده در حوض های مستطیل شکل بیشتر از حوض های دایروی می باشد. لجن روب سیستم مستطیلی زودتر از دایروی است زیرا در آب قرار دارد. استفاده از سیستم دایروی بسیار بیشتر از مستطیل شکل است. لجن حاصله از ته نشینی اولیه همراه با سایر لجن ها از جمله لجن ثانویه می باشد. زمان ماند حوض ته نشینی از 20 دقیقه تا 2 ساعت می باشد. سرعت جریان حدود 0.5 تا 1.5 سانتیمتر بر ثانیه متغیر می باشد. بار سطحی در حوض ته نشینی اولیه برای جریان متوسط روزانه نباید از 40 m 3 m/ 2.day کمتر و از 60 بیشتر باشد. 28

29 حوض ته نشینی دایروی

32 حوض ته نشینی مستطیلی

33 سر ریز حوض ته نشینی مستطیلی

34 سرریز حوض ته نشینی دایروی

تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی در یک تصفیه خانه فاضالب هرگاه تصفیه مکانیکی برای کاهش آلودگی فاضالب کافی نباشد از کار موجودات زنده ای به نام باکتریهای هوازی و یا بی هوازی برای ادامه ی تصفیه فاضالب یاری می گیرند: کاریگانهای تصفیه زیستی در تصفیه خانه همانا تشدید عملی است که به طور خودبخودی در طبیعت رخ می دهد یعنی یا ایجاد محیطی مناسب برای رشد و افزایش تعداد باکتریهای نامبرده مدت زمان تصفیه طبیعی را که ممکن است به چندین روز برسد به چند ساعت کاهش می دهند. 35 دو گروه باکتریهای هوازی و بی هوازی جزو گروه باکتریهای ساپروفیت هستند که مواد غذایی خود را برخالف باکتری های انگلی از اجساد پسمانده ی موجودات زنده تامین می کنند و بهمین دلیل این دسته از باکتری ها کارگردان تصفیه خانه ی فاضالب نامیده می شوند. سلول باکتر های مورد گفتگو به بزرگی حدود یک تا پنج میکرون بوده از یک هسته و پالسما که بوسیله سلولزی احاطه شده تشکیل می شود روی پوسته نامبرده را پوسته ای لزج می پوشاند. حدود 8/0 بدن باکتری از آن و بقیه آن از مواد آلی و معدنی تشکیل شده است. درجه گرما و درجه اسیدی ph فاضالب و نیز مقدار اکسیژنی که به صورت مولکولی و محلول و یا به صورت اتمی در ترکیبات گوناگون موجود در فاضالب یافت می شوند. در مرگ و زندگی و شدت فعالیت این باکتریها نقش اساسی را ایفا می کنند. با افزایش درجه گرما فعالیت باکتریها فزونی یافته و به ازای هر ده درجه ی سانتیگراد این فعالیت تقریبا دو برابر می گردد.

باکتریها محیط اسیدی پایین تر از PH=4 و محیط قلیایی باالتر از PH=9/5 را نمی توانند تحمل کنند. مناسبترین درجه اسیدی برای زندگی و رشد باکتریها بین تا 5/7 درجه است. در هر صورت تغییر ناگهانی درجه اسیدی فاضالب در کاهش فعالیت و حتی مردن باکتریها اثری چشم گیر دارد. 5/6 تصفیه زیستی به دو نوع زیر تقسیم می شوند: تصفیه زیستی با کمک باکتریهای هوازی تصفیه زیستی با کمک باکتریهای بی هوازی اساس کار این روش تصفیه رسانیدن اکسیژن به فاضالب است. با اکسیژن محلول در فاضالب تکثیر مثل باکتریهای هوازی شدت یافته و این باکتریها بر اطراف ذرات و قطعات کوچک تشکیل شده از مواد الی موجود در فاضالب نشسته و تولید لخته هائی را می نمایند. این لخته ها که هزاران باکتری هوازی را با خود حمل می کند در روشهای گوناگون تصفیه زیستی مهمی را ایفا می کنند. لخته های نامبرده یا به صورت معلق و شناور در فاضالب می مانند یا بر بستر سنگی یا پالستیکی می نشینند. 36

مواد غذایی مورد نیاز باکتریها: باکتریها هوازی برای بدست آوردن انرژی الزم جهت ادامه زندگی خود عالوه بر اکسیژن و مواد الی کربن دار که با BOD مشخص می شوند نیاز به مواد الی ازت دار و فسفر دار نیز دارند. مقدار ازت و فسفر مورد نیاز باکتریها به ترتیب حدود 5 و 6/1 درصد مقدار BOD می باشد. نیاز باکتریها به مواد دیگری مانند سدیم کلسیم پتاسیم و منیزیم (trace ( elementsکمتر بوده و مقدار آنها به ترتیب 3/0 3/0 4/0 4/0 درصد مقدار BODمی باشد. در فاضالبهای شهری مقدار مواد الی کربن دار از نسبتهای نامبرده بیشتر ولی غالبا در فاضالب کارخانه ها برعکس مقدار ترکیبات ازت دار و فسفر دار از نسبتهای نامبرده کمتر می باشند. 37 لذا برای باال بردن بازده یگانهای تصفیه زیستی فاضالب کارخانه ها افزودن مواد ازت دار و فسفر دار و حتی گاهی مخلوط نمودن آنها با فاضالب خانگی بسیار با فایده می باشد.

روشهای تصفیه زیستی با کمک باکتریها هوازی را می توانبه سه گروه تقسیم نمود: الف( روشهای طبیعی زیستی این روشها بر اساس استفاده از قدرت تصفیه خود به خودی منابع طبیعی آب پایه گذاری شده و مهمترین آنها عبارتند از وارد نمودن فاضالب تصفیه نشده به دریا ما دریاچه ها و رودخانه ها و سرانجام منابع آب زیرزمینی و این روش استفاده همزمان از تصفیه های فیزیکی و زیستی می باشد. ب (روشهای نیمه مصنوعی تصفیه زیستی : این روشها که معموال جاگیری زیاد و مساحت بزرگی از زمین را جهت تصفیه زیستی الزم دارند گسترش همان تصفیه طبیعی هستند. روشهای را که می توان جزوو این گروه دانست عبارتند از : پخش فاضالب در زمینهای کشاورزی پخش فاضالبدر زمینهای نفوذپذیر و ایجاد دریاچه های مصنوعی کم عمق که فاضالب در اثر توقف در آنها ودر مجاورت هوا کم کم مورد تصفیه طبیعی قرار قرار گیرد حالت خاصی از این گونه دریاچه ها آنهائی هستند که برای ترتیب و تولید ماهی بکار می روند. ج (روشهای مصنوعی ساختمانهای ویژه ای مقدار کافی تصفیه زیستی - هواو اکسیژن در این روشها با کمک وسایل در فاضالب وارد می سازند. مکانیکی و ایجاد 38

سیستم لجن فعال لجن فعال یک فرایند هوازی با رشد میکروبی معلق است که از اوایل قرن بیستم 1914 شده است. ابداع 39

The F/M ratio is one of the key parameters in designing an aerobic treatment system by conventional means in the United States. This is also called loading rate. F/M = So/θX 41

انواع روش های لجن فعال با توجه به نوع رژیم هیدرولیکی موجود وجود یا عدم وجود هوادهی نحوه ورود فاضالب و مدت زمان هوادهی به انواع مختلفی تقسیم می شوند که هر یک شرایط خاص خودشانرا دارند معروف ترین این روش ها که در تصفیه فاضالب شهری کاربرد دارند عبارتند از: سیستم متعارف لجن فعال اختالط کامل هوادهی پله ای سیستم تثبیتی تماسی.1.2.3.4 42

1. سیستم متعارف لجن فعال رژیم هیدرولیکی از نوع لوله ای شکل flow) (Plug می باشد. فاضالب خام ورودی با لجن برگشتی مخلوط شده و هوادهی به صورت یکسان صورت می گیرد غلظت ماده غذایی ورودی به راکتور در ابتدا زیاد است اما به طور تدریجی کم می شود چون توسط میکروارگانیزم ها مصرف می گردد. یعنی میزان ماده غذایی کاهش می یابد ولی میزان تزریق اکسیژن تفاوتی نکرده است. یعنی این سیستم از نظر تامین اکسیژن سیستم مناسبی نیست. عیب دیگر سیستم حساسیت این روش نسبت به شوک مواد آلی است. 43

اختالط کامل در این روش رژیم هیدرولیکی مخزن اختالط کامل است و محتویات راکتور یا مخزن هوادهی کامال با یکدیگر مخلوط می شوند و فرض بر این است که در هر نقطه از راکتور هوادهی غلظت BOD یکسان است. مزیت عمده سیستم انعطاف پذیری نسبی آن در مقابل شوک مواد سمی است. غلظت ماده سمی بالفاصله بعد از ورود به راکتور پخش شده و کاهش می یابد. غلظت اکسیژن ورودی متناسب با میزان بار مواد آلی است. راندمان سیستم نسبت به سیستم نهرگونه کمتر است و زمان ماند باالتری دارد 44

3. هوادهی پله ای در این روش جریان نهرگونه است و هوادهی با افشانک انجام می شود میزان تزریق اکسیژن ثابت است اما فاضالب از چند نقطه به جای یکنقطه وارد می شود. 45

4. سیستم تثبیت تماسی در این روش از خاصیت جذب میکروارگانیزم ها استفاده می شود. ابتدا در مخزن هوادهی 30 تا 60 دقیقه به فاضالب ورودی زمان داده می شود. در طی این مدت مواد آلی جذب بدن باکتری می شود ولی مصرف نمی شود. سپس این میکروارگانیزم ها در مخزن ته نشینی نهایی ته نشین می شوند و در حدود 3 تا 6 هوادهی می شوند تا ماده آلی را مصرف نمایند. جریان در این روش ازنوع نهرگونه بوده و با دیفیوزرهای یا هواده های سطحی مکانیکی انجام می گیرد. این روش برای برای فاضالب هایی که حاوی مواد کلوئیدی هستند مناسب است زیرا این مواد بهتر جذب میکروارگانیزم ها می شوند. اما ایراد این روش بهره برداری پیچیده آن است. 46

محاسن و معایب سیستم لجن فعال سطح الزم برای ساختمان آن از روش های دیگر کمتر است. هزینه سازه ای آن از روش های دیگر کمتر است. بازدهی آن از روش های دیگر بیشتر است. حساسیت آن در مقابل تغییرات دما کمتر بوده و در زمستان هم بازده نسبتا مشابهی با تابستان دارد. بیشتر با استانداردهای زیست محیطی سازگاری دارد. - - - - - معایب روش لجن فعال هزینه بهره برداری آن معموال بیشتر از روش های دیگر است. - به نیروی بهره بردار متخصص نیاز دارد. - نیاز به سرمایه گذاری ارزی بیشتری دارد. - یاداوری: - - - انتخاب هر یک از روش های ذکرشده بستگی به شرایط محلی و توجیهات فنی و اقتصادی دارد. در کلیه روش های ذکرشده نیاز به تجهیزات مکانیکیی پیشرفته بوده و هزینه سرمایه گذاری و بهره برداری آنها باال می باشد. نیاز به پرسنل کارآمد ومتخصص و قطعات و لوازم یدکی گران قیمت از مسایل مهم این روش ها است. 47

48 تصفیه خانه لجن فعال متعارف

49 اختالط کامل

50 هوادهی پله ای

51 سیستم تثبیت تماسی

گندزدایی در هر تصفیه خانه پس از پایان آخرین مرحله تصفیه فاضالب به منظور حذف عوامل بیماری زا به گندزدایی نیاز داریم. متداول ترین روش گندزدایی از مواد شیمیایی اکسیدکننده نظیر ازن کلر و... می باشد. روش هایی نظیر استفاده از پرتوهای گاما UV و یا روش حرارتی نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد ولی در مجموع کلر بدلیل ارزانی سادگی کاربرد راندمان مناسب و داشتن خاصیت باقی ماندگی در آب یا پساب کاربرد بیشتری دارد. کلر به صورت گازی یا با استفاده از پودرهای هیپوکلریت سدیم یا کلسیم به استفاده می رسد. روش استفاده از پودر پر هزینه ولی آسان و کم خطر است به همین دلیل در اجتماعات کوچک کاربرد دارد. میزان کلر تزریقی بسته به نوع فرآیند انتخابی می تواند بین 6 تا 10 میلی گرم بر لیتر متغیر باشد. برای سیستم لجن فعال میزان کلر تزریقی معموال 8 میلی گرم بر لیتر می باشد. معموال یک دستگاه کلریناتور را به عنوان رزرو همیشه در نظر می گیریم. مطابق با استانداردها باید کلر مصرفی 3 ماه در محل کلرزنی ذخیره گردد. DECHLORINATION: The remaining chlorine residual must be removed by addition of sodium bisulfite. It has been determined that a chlorine residual greater than 0.038 mg/l (ppm) may adversely affect the watershed. 52

تصفیه لجن لجن مازادی که از واحدهای مختلف تصفیه خانه نظیر ته نشینی اولیه و ثانویه گرفته می شود حاوی تمام آالینده های موجود با غلضتی چند برابر می باشد. لجن تازه از نظر حجمی حدود یک درصد گل فاضالب را در بر می گیردولی تصفیه آن بسیارپرهزینه و پیچیده است. هزینه تاسیسات هضم لجن گاهی حدود نصف تمام هزینه ی یک تصفیه خانه را در بر می گیرد. اهداف مدیریت لجن.1.2.3.4 عملیات انجام شده بر روی لجن باید اقتصادی و ارزان باشد. استفاده مجدد از لجن مد نظر باشد. ویژگی های نامطلوب لجن حذف شود. آب لجن گرفته شود. مشکالت کار با لجن 5 درصد ماده خشک است و مابقی آن آب است(. تولید بو به دلیل باالبودن میزان مواد آلی حجم باالی آب لجن )معموال لجن فقط دارای - - 54

55 مراحل متعارف تصفیه لجن

عملیات و فرآیندهای تصفیه لجن الف: تغلیظ لجن با توجه به باالبودن حجم لجن در اولین مرحله باید لجن غلیظ شود تا حجم سایر تاسیسات فرآوری لجن کم شود. روش های تغلیظ لجن: روش ثقلی:در یک حوض ته نشینی به لجن زمان داده می شود تا جامدات آن ته نشین شود. روش شناورسازی: این روش برای لجنی که دانسیته کمی دارد نظیر لجن ثانویه مناسب است. با کم کردن فشار و دمیدن هوا لجن به سطح آمده و می توان آنرا جدا نمود. روش مکانیکی: استفاده از سانتریفیوژ یا انواع فیلترها )نواری تحت خال و تحت فشار(. 56

هضم لجن: عملیات کاهش مواد آلی در این مرحله انجام می گیرد و با این کار پتانسیل تولید بو کاهش داده می شود. معموال غلظت لجن از 1-3 درصد به 7-10 درصد در تغلیظ کننده های لجن قبل از اینکه وارد هاضم لجن شوند رسیده است. بارگذاری لجن در حالت کم 100 40 lb/1000 lb/ft 3 /day 400 lb/ft 3 /day می باشد. و در حالت زیاد 150 10-20 زمان ماند لجن در هاضم بیهوازی لجن مابین 30-60 برای بارگذاری زیاد می باشد. دو نوع هاضم بیهوازی موجود: روز برای بارگذاری کم و روز هاضم یک مرحله ای هاضم دو مرحله ای در این هاضم ها مواد آلی به گازهای متان و دی اکسید کربن تبدیل می شود. 57

پ- فرآوری لجن لجن پس از اینکه هضم شد )سلول های زنده خود را از دست داد براحتی آب خود را از دست خواهد داد در این مرحله برای فرآوری لجن روش هایی نظیر افزودن اهک آلوم کلرید آهن و پلیمرها یا استفاده از روش های حرارتی یا فرآوری حرارتی استفاده می شود. ت( آبگیری لجن: آبگیری مکانیکی: استفاده از سانتریفیوژ یا انواع فیلتر استفاده از بستر لجن )به دلیل اینکه لجن هضم شده است یعنی فاقد مواد آلی است مشکل تولید بو یا حشرات ندارد(. خشک کن های لجن: در صورتی که لجن کامال ابگیری نشده باشد از این روش برای خشک کردن کامل لجن استفاده می شود. 60 دفع نهایی: لجن خشک شده می تواند به عنوان کود به مصرف کشاورزی برسد یا اینکه برای ساختن مصالح ساختمانی نظیر مزائیک یا سیمان استفاده شود به ویژه در حالتی که از خشک کن استفاده شده باشد.

بی هوازی هاضم تخم مرغی لجن 61

بی هوازی هاضم استوانه ای لجن 62

63 آبگیری از لجن به روش سانتریفیوژ

مصارف مجدد فاضالب در کشاورزی. در مصرف مجدد فاضالب تصقیه شده در کشاورزي مهمترین عامل انتخاب زمین است. زمین مورد نظر باید از خصوصیات زیر برخوردار باشد: 1- زمین انتخابي باید نزدیک اجتماعاتي که فاضالب ناشي از فعالیتهاي آن به مصرف کشاورزي مي رسد باشد تا از هزینه هاي پر خرج انتقال جلوگیري به عمل آید. 2- کیفیت خاک زمین انتخابي از نظر مناسب بودن براي کشاورزي بایستي مورد توجه قرار گیرد. 65 3- جهت باد طوري نباشد که احیانا بوهاي ناشي از تجزیه مواد آلي فاضالبي که صرف آبیاري شده به طرف اجتماعات جریان یابد. 4- فاصله زمین انتخابي از آخرین نقطه شبکه جمع آوري فاضالب یا محل تصفیه خانه طوري باشد که باعث محدودیت توسعه آینده شهري نگرددد و همانطور که گذشت این فاصله اگر زیاد دور باشد انتقال فاضالب هزینه هاي زیادي در بر خواهد داشت. 5- زمین اتخابي براي مصرف فاضالب باید از بافت وضعیت خاک میزان نفوذ پذیري سطح آبهاي زیر زمیني مورد مطالعه دقیق قرار گیرد و توپوگرافي زمین و نقشه هاي مربوطه قبل از اقدام به مصرف مجدد فاضالب در آن به دقت بررسي گردد تا نحوه توزیع فاضالب در آن مشخص شود.

مصارف مجدد فاضالب در کشاورزی میزان تولید اغلب محصوالت کشاورزي همچون چغندر قند با مصرف فاضالب تصفیه شده براي آبیاري به مراتب زیادتراز مصرف آب خالص همراه با کودهاي شیمیایي براي ابیاري است. وجود مقادیر قابل توجهي فسفات و ازت در فاضالب که تماما مواد باارزش از نظر باروري مصرف فاضالب کشاورزي هستند خاصیت افزایش تولیدات کشاورزي را در مصرف فاضالب به عنوان آبیاري به ان بخشیده است 66

: مصارف مجدد فاضالب در کشاورزی معموال محصوالتی که ا ز طریق آبیاری با فاضالب به دست می آیند شامل دو قسمت زیر است - 1 محصوالتی که حیوانات از آن استفاده می نمایند مانند علوفه ذرت که مخصوص پررش حیوانات شیر ده است. 2- محصوالتی که فقط به مصرف انسان می رسد که خود در دو گروه متمایز زیر قابل بررسی است : - محصوالتی که قبل از مصرف پخته می شوند. - محصوالتی که بدون پخته شدن مستقیما توسط انسان مصرف می گردد. از گروه اول می توان به سیب زمینی پیاز و سیر اشاره نمود و از گروه دوم می توان به گوجه فرنگی فلفل کاهو هلو زرد آلو و بادمجان اشاره کرد. بهتر است محصوالت آبیاری شده با فاضالب به گروه موادی که قابل خوردن هستند تعلق نداشته باشد بعنوان مثال پنبه یا انواع درخت که از چوب آن استفاده می شود را می توان با فاضالب آبیاری نمود. چنانچه بعلت شرایط خاصی این عمل مقدور نیست الاقل محصوالتی را با فاضالب آبیاری کرد که به صورت خام مصرف نمی شوند مثل سیب زمینی و گیاهان دانه ای.. آبیاری کاهو گوجه فرنگی و خیار با فاضالب تصفیه شده صحیح نیست 67

استانداردها و نکات مصرف فاضالب تصفیه شده در کشاورزی نحوه استفاده از فاضالب و لجن در کشاورزی و استاندارد های موجود در این زمینه به قرار زیر هستند : حداکثر تعداد کلی فرم در یکصد میلی لیتر فاضالب نباید بیشتر از یکصد عدد باشد. این رقم در 80 درصد نمونه های فاضالب احیا شده باید برقرار باشد. در مورد آبیاری جنگل تعداد کلی فرم در هر یکصد میلی لیتر فاضالب تا 1000 عدد قابل قبول است.. فاضالب مصرفی برای آبیاری را تا 100 میلی گرم در لیتر تعیین نموده اند BOD. فاضالب برای آبیاری بین 6 تا 8 مجاز است PH. حد اقل تماس کلر با فاضالب تصفیه شده مصرفي کمتر از یکساعت نباشد. فاضالب تصفیه شده مصرفی در کشاورزی نباید در موارد شرب به کار رود 10 کلر موجود در فاضالب تصفیه شده مصرفی برای آبیاری نباید از میلی گرم در لیتر تجاوز نماید. 68

استانداردها و نکات مصرف فاضالب تصفیه شده در کشاورزي میوه یا محصوالتي که خام یا پخته بکار میروند حداقل 7 روز قبل از برداشت نبایستي با فاضالب آبیاري گردد. اولین چریدن چهار پایان در جائی که علوفه آن از طریق آبیاری با فاضالب بدست آمده حداقل 7 روز بعد از آخرین آبیاری ( هر آبیاری (باشد.. 100 در آبیاری قطره ای با فاضالب حد اقل فاصله تا نقاط مسکونی کمتر از متر نباشد کارگران مزارع موظف به استفاده از چکمه و دستکش بوده و بعد از اتمام کار در مزارع دست خود را با آب محتوی ماده ضد عفونی کننده بشویند.. از جاری شدن فاضالب تصفیه شده مصرفی در آبیاری بر روی جاده ها جلو گیری به عمل آید در مزارع و جنگل در نقاط مختلف اخطارهائی به منظور آگاهی مردم نصب گردد. از مصرف فاضالب تصفیه شده مصارف عمده این فاضال بها آبیاری زمینهای کشاورزی و تولید مواد غذایی است 69

تصفیه تکمیلی فاضالب: حذف نیتروژن به روش نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون همانطور که در شناسائی BOD بیان شد اکسیداسیون مواد الی فاضالب در حالت هوازی در دو مرحله انجام می گیرد. 1. مربوط به اکسیداسیون مواد الی کربن دار بوده که از نخستین لحظه ی قرار گرفتن فاضالب در مجاورت اکسیژن شروع و تا روز بیستم ادامه دارد. و مرحله دوم به اکسیداسیون مواد الی ازت دار است که از حدود روز دهم شروع شده و مدتها ( حدود سه ماه ) ادامه خواهد یافت. نتیجه کارباکتریها در مرحله دوم اکسیداسیون تولید نمکهای معدنی نیتریتها و نیتراتها می باشندو لذا این مرحله به نام نیترات سازی نامیده می شود. باکتریهائی که در مرحله دوم مواد الی ازت دار تاثیر می کنند یک خانواده ی ویژه ای از باکتریهای بی هوازی می باشند. در تصفیه خانه های فاضالب شهری نباید تنها به تبدیل مواد الی ازت دار به مواد معدنی اکتفا نمود بلکه باید به گونه ای این ترکیبات ازت دار را از فاضالب دور ساخت این کار به نام نیترات زدائی )دینیتریفیکاسیون( نامیده می شود. ددر تصفیه خانه های فاضالب که به روش هوادهی کار می کند معموال حدود 5 تا 10 در صد از کل تزکیبات ازت دار موجوددر فاضالب توسط لجنی که از استخر ته نشینی نخستین برداشت می شودو حدود 10 تا 20 درصد توسط لجن بدست آمده از استخرهای ته نشینی نهایی کاسته می شود. در صورتی که وجود ترکیبات ازتی باقی مانده در فاضالب از نظر حساسیت منبعهای طبیعی آب زیان بخش تشخیص داده می شود. با توجه به محلول بودن آنهاباید با کمک استخرهای ویژه ای کار نیترات زدائی 70 انجام گیرد.

در این استخرها با کمک خانواده ی ویژه ای از باکتریهای بی هوازی و بااحیاهای پی در پی نخست نیترات به نیتریت و سپس به گاز ازت تبدیل شده از حوزه ی عمل بیرون می رود.این فرایند ممکن است گاهی در استخر های ته نشینی نهائی که مدت زمان توقف فاضالب در آنها زیاد انتخاب شده باشد نیز خود به خود رخ دهد. در این صورت بیرون آمدن گازازت موجب باال آمدن دوباره ی لخته های لجن به سطح استخر شده عمل ته نشینی را مختل می سازد. 71

72 تصفیه تکمیلی فاضالب: حذف نیتروژن

تصفیه تکمیلی فاضالب: حذف نیتروژن 73

تصفیه تکمیلی فاضالب: حذف نیتروژن 74

تصفیه تکمیلی فاضالب: حذف فسفر Domestic wastewaters contain between 6 and 20 mg/l total phosphate, of which only 10 15% is organic phosphate. The balance is inorganic phosphate that is generally obtained from detergents and other fertilizer sources. فسفات موحود در پساب تخیله شده به آب های پذیرنده موجب رشد جلبک تک سلولی سبز آبی می شود که باعث بروز پدیده یوتریفیکاسیون )پیرشدگی( در آب های پذیرنده می شود. حد مناسب یون فسفات برای جلوگیری از بروز این پدیده 0.2 بدون داشتن تصفیه تکمیلی رسیدن به این حد مقدور نیست. میلی گرم در لیتر می باشد. فسفر بیشتر به صورت پلی فسفات می باشد. حذف فسفر به دو روش صورت می گیرد: بیولوژیکی شیمیایی: یون فسفات توسط یون دیگری 75

76 پدیده اوتریفیکاسیون به دلیل تخلیه فسفر به داخل دریاچه

77 تصفیه تکمیلی فاضالب: حذف فسفات به روش بیولوژیکی

برکه های تثبیت فاضالب برکه ها استخر و الگون های ساخته شده ای بوده که اغلب با یک دیوار خاکی محدود شده است فاضالب محبوس شده و باکتری ها آن را تثبیت می کنند. 78

مزایای برکه های تثبیت برای حذف عوامل مناسب است بنابراین و بوده موثر بسیار بیماریزا مجدد استفاده برای خروجی حذف BOD موثر ساخت نگهداری و مدیریت ارزان و ساده نیاز به انرژی کم مدیریت لجن ساده 79

مزایای برکه های تثبیت نیاز به زمین زیاد تاثیرپذیری شدید عملکرد از دما داشتن پتانسیل انتشار بو درجه کم کنترل راهبری 80

یک سیستم متعارف برکه تثبیت 81

خالصه برکه های تکمیلی ضوابط WHO نمونه کیفیت خروجی برکه های تکمیلی mg/l 50-10 BOD mg/l 100-20 TSS کلیفرم مدفوعی 1000-100 100ml/1 تخم انگل 1 /لیتر 0 خروجی استخرهای تکمیلی توصیه مستقیم استفاده مجدد در آبیاری است. برای 82