مراحل تصفیه فاضلاب کدامند؟

در این مقاله قصد داریم مراحل تصفیه فاضلاب و دفع آن را بررسی کنیم. مراحل تصفیه‌ی فاضلاب در این مقاله در مورد فاضلاب شهری، خانگی و فاضلاب صنعتی قابل تعمیم است. روش غالب دفع فاضلاب در شهرها و شهرک‌های بزرگ، تخلیه به جریان آب‌های سطحی است. مناطق محروم و روستایی بیشتر به دفع زیرسطحی متکی هستند. در هر صورت برای این کار، فاضلاب باید حداقل تا حدی تصفیه شود تا از سلامت عمومی و کیفیت آب محافظت شود و ذرات معلق و مواد آلی زیست تخریب پذیر باید به میزان استاندارد حذف شوند. باکتری های بیماری‌زا باید از بین بروند. همچنین ممکن است حذف نیترات‌ها و فسفات‌ها و خنثی کردن یا حذف ضایعات صنعتی و مواد شیمیایی سمی ضروری باشد. میزان تصفیه فاضلاب نسبت به شرایط محیطی محلی و استانداردهای دولتی فرق دارد.

تصفیه فاضلاب عموماً به چندین مرحله تقسیم می‌شود. این مراحل ممکن است شامل تصفیه اولیه، تصفیه ثانویه و تصفیه پیشرفته باشد. در تصفیه اولیه، فاضلاب از ذرات بزرگ و سنگین مانند مواد معلق و رسوبات خارج می‌شود. در مرحله تصفیه ثانویه، فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی برای حذف ذرات معلق و آلاینده‌های آلی انجام می‌شود. در نهایت، در تصفیه پیشرفته، فرآیندهای پیشرفته‌تری مانند فیلتراسیون ممبران و استفاده از فناوری‌های پیشرفته برای حذف آلاینده‌های مختلف انجام می‌شود.

به عنوان مثال، در تصفیه فاضلاب صنعتی، ممکن است نیاز به فرآیندهای خاصی مانند تصفیه شیمیایی برای حذف آلاینده‌های خاص صنعتی باشد. همچنین، در مناطق خشکسالی، ممکن است به سیستم‌های بازیافت آب و استفاده از آب دوباره از طریق فرآیندهای تصفیه پیشرفته نیاز باشد تا منابع آب را صرفه‌جویی و محافظت کرد. به طور کلی، تصفیه فاضلاب یک فرآیند پیچیده است که نیاز به تجهیزات و فناوری‌های متنوع دارد و باید با رعایت استانداردهای زیست‌محیطی و بهداشتی انجام شود تا به اهداف محیط زیستی و بهداشتی مورد نیاز برسد.

ظرفیت و طراحی سیستم‌های تصفیه فاضلاب

اندازه و ظرفیت سیستم‌های تصفیه فاضلاب بر اساس حجم تخمینی فاضلاب تولید شده از منابع مختلف مانند منازل مسکونی، مشاغل و صنایعی که به سیستم‌های فاضلاب متصل هستند، تعیین می‌شود. همچنین، جریان ورودی و نفوذ پیش‌بینی شده نیز در این محاسبات تأثیرگذارند.

برای طراحی سیستم تصفیه فاضلاب، لازم است فاضلاب را جمع‌آوری و به محل تصفیه فاضلاب منتقل کنیم. ایجاد شبکه جمع‌آوری شهری امکان انتقال فاضلاب را فراهم می‌کند. سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب نیز انواع مختلفی دارند از جمله متمرکز، نیمه‌متمرکز، مرکب و نیمه‌مرکب که انتخاب بهترین روش جمع‌آوری به عواملی نظیر تعداد مشتریان خدماتی، شرایط جغرافیایی، محدودیت‌های مکانی، اتصالات فاضلاب، میزان جریان ورودی، ویژگی‌های فاضلاب ورودی، محدودیت‌های نظارتی پساب، امکانات تکنولوژیکی، مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی و نگهداری بستگی دارد.

اگر نیاز به تصفیه فاضلاب دارید میتوانید به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب شرکت پاک پساب اقلیم مراجعه کنید.

سطوح اصلی و مراحل تصفیه فاضلاب

سه سطح تصفیه‌ی فاضلاب وجود دارد: اولیه، ثانویه و پیشرفته. این سطوح برای فاضلاب صنعتی و فاضلاب خانگی و شهری می تواند صدق کند. تصفیه اولیه حدود 60 درصد از کل جامدات معلق و حدود 35 درصد از اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی یا BOD را حذف می کند. اما ناخالصی های حل شده در این مرحله حذف نمی‌شوند. تصفیه ثانویه بیش از 85 درصد از مواد جامد معلق و BOD را حذف می کند.

در مراحل تصفیه فاضلاب معمولاً حداقل سطح تصفیه مورد نیاز در کشورهای توسعه یافته، سطح ثانویه است. هنگامی که بیش از 85 درصد از کل جامدات و BOD باید حذف شود، یا زمانی که سطوح نیترات و فسفات محلول باید کاهش یابد، از روش های تصفیه پیشرفته نیز استفاده می شود.

فرآیندهای تصفیه پیشرفته فاضلاب، می توانند 99 درصد بیشتر همه ناخالصی های فاضلاب را حذف و تقریباً پسابی با کیفیت آب آشامیدنی تولید کنند. مرحله سوم می تواند بسیار گران باشد و معمولا هزینه مرحله ثانویه را نیز دو برابر می کند. بنابراین از مرحله سوم فقط در شرایط خاص استفاده می شود.

مرحله تصفیه اولیه فاضلاب

مرحله اولیه از مراحل تصفیه فاضلاب، موادی را که یا شناور می‌شوند یا به راحتی توسط گرانش به ته نشین می‌شوند، حذف می‌کند. اولین مرحله شامل فرآیندهای فیزیکی مثل غربالگری یا آشغال‌گیری، خرد کردن، حذف شن و رسوب است. غربال‌ها از میله‌های فلزی بلند، با فاصله نزدیک و باریک ساخته شده اند و زباله‌های شناور مانند چوب و دیگر اجسام حجیم را که می‌توانند لوله‌ها یا پمپ‌ها را مسدود کنند، حذف می‌کنند. در کارخانه‌های مدرن، غربال‌ها به صورت مکانیکی تمیز می‌شوند.

پیشنهاد می کنیم مقاله تصفیه فاضلاب چیست را مطالعه کنید.

دانه‌گیری

محفظه‌های شن یا همان واحد دانه‌گیری، مخازن بلند و باریکی هستند که برای کندی جریان طراحی شده اند تا مواد جامد مثل ماسه، تفاله قهوه و پوسته تخم مرغ خارج، ته‌نشین شوند. گل، لای و شن و ماسه می‌توانند هنگام طوفان از خیابان‌ها وارد سیستم فاضلاب شده و شن باعث سایش و پارگی بیش از حد پمپ‌ها و سایر تجهیزات کارخانه می‌شود، لذا حذف آن به ویژه در شهرهایی که سیستم‌های فاضلاب ترکیبی دارند، مهم است.

ته‌نشین اولیه

جامدات معلقی که از روی آشغال‌گیر و دانه‌گیر عبور می‌کنند و حذف نمی‌شوند، در مخازن ته‌نشینی از فاضلاب خارج می‌شوند. این مخازن که زلال‌کننده‌های اولیه نیز نامیده می‌شوند، حدود دو ساعت زمان نگهداری را برای ته‌نشینی تحت جاذبه فراهم می‌کنند. همانطور که فاضلاب به آرامی در آنها جریان می‌یابد، مواد جامد به تدریج به پایین فرو می‌روند و لجن در یک قیف جمع آوری می‌شود و از آنجا برای خارج کردن پمپاژ می‌شود. دستگاه‌های مکانیکی لایه‌بردار نیز چربی روی سطح آب و سایر مواد شناور را حذف می‌کنند.

درباره تصفیه فیزیکی فاضلاب و غربال ها در مقاله دیگری نیز بحث شده است.

مرحله تصفیه ثانویه فاضلاب  

تصفیه ثانویه از مراحل تصفیه فاضلاب، مواد آلی محلول را که از مرحله اولیه گریخته اند، حذف می‌کند و همچنین مقدار بیشتری از مواد جامد معلق را حذف می‌کند. این حذف معمولاً با استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی انجام می‌شود که در آن میکروب‌ها، ناخالصی‌های آلی را به عنوان غذا مصرف می‌کنند و آنها را به دی اکسید کربن، آب و انرژی برای رشد و تولید مثل خود تبدیل می‌کنند. تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، محیطی مناسب برای این فرآیند بیولوژیکی طبیعی فراهم می‌کند. حذف مواد آلی محلول، به محافظت از تعادل اکسیژن محلول در جریان، رودخانه یا دریاچه دریافت‌کننده فاضلاب کمک می‌کند.

سه روش اصلی برای تصفیه بیولوژیکی وجود دارد که شامل فیلتر چکنده، لجن فعال و حوضچه اکسیداسیون است. روش چهارم که رواج کمتری دارد، کنتاکتور بیولوژیکی دوار است.

1. فیلتر چکنده

فیلتر چکنده (Trickling Filter) یک مخزن است که دارای یک بستر عمیق است. فاضلابی که در آن ته‌نشین شده، به طور مداوم بر روی بستر پاشیده می‌شود و به سمت پایین مخزن روانه می‌شود، جایی که برای تصفیه بیشتر آن جمع‌آوری می‌شود. در این فرآیند، باکتری‌ها بر روی بستر جمع می‌شوند و تکثیر می‌کنند. جریان ثابت فاضلاب بر روی این باکتری‌ها امکان جذب مواد آلی محلول را فراهم می‌کند، که در نتیجه باعث کاهش اکسیژن مورد نیاز برای فعالیت بیولوژیکی فاضلاب می‌شود. همچنین، گردش هوا از طریق فضاهای بین بستر، اکسیژن لازم برای فرآیندهای متابولیکی میکروب‌ها را فراهم می‌کند.

مخازن ته‌نشینی که به عنوان زلال‌سازهای ثانویه شناخته می‌شوند، میکروب‌هایی را که توسط جریان فاضلاب از سطح سنگ‌ها شسته می‌شوند را حذف می‌کنند. دو یا چند فیلتر چکنده ممکن است به صورت سری به یکدیگر متصل شوند و فاضلاب می‌تواند به منظور افزایش کیفیت تصفیه، دوباره در آنها گردش کند.

درباره هوادهی در فرآیند تصفیه فاضلاب در مقاله هوادهی در تصفیه فاضلاب بحث شده است.

•  لجن‌فعال

سیستم تصفیه لجن فعال (Activated Sludge) شامل یک مخزن هوادهی و پس از آن یک زلال‌کننده ثانویه است. در این سیستم، فاضلابی که ته‌نشین شده، با لجن تازه‌ای که از زلال‌کننده ثانویه به آن اضافه می‌شود، به مخزن هوادهی هدایت می‌شود. در ادامه، هوای فشرده از طریق دیفیوزرهایی که در پایین مخزن قرار دارند به مخلوط تزریق می‌شود. این اقدام با ایجاد حباب‌زدن در سطح، اکسیژن فراهم می‌کند و همچنین اختلاط سریعی ایجاد می‌کند. می‌توان میزان هوا را با میکسرهای ملخ مانند مکانیکی که در سطح مخزن قرار دارند، افزایش داد. در این شرایط، میکروارگانیسم‌ها رشد می‌کنند و یک سوسپانسیون فعال و سالم از جامدات بیولوژیکی – عمدتاً باکتری‌ها – به نام لجن فعال تشکیل می‌دهند. سپس مخلوط از مخزن هوادهی به زلال‌کننده ثانویه می‌ریزد، جایی که لجن فعال به دلیل گرانش ته‌نشین می‌شود و آب زلال‌تر به عنوان پساب ثانویه از سطح زلال‌ساز تخلیه می‌شود.

لجن از قیف در پایین مخزن خارج می‌شود. حدودا 30 درصد از این لجن به وسیله ایرلیفت پمپ به مخزن هوادهی برگردانده شده و در آنجا با پساب اولیه مخلوط می‌شود. این بازگشت و اختلاط دوباره، یک ویژگی کلیدی در فرآیند لجن فعال است. میکروب‌های بازیافتی به خوبی با محیط فاضلاب سازگارند و به راحتی مواد آلی موجود در پساب اولیه را متابولیزه می‌کنند.

• حوضچه اکسیداسیون

حوضچه‌های اکسیداسیون (Oxidation Pond) یا همان تالاب‌ها، ساختمان‌های کم‌عمق و بزرگی هستند که برای تصفیه فاضلاب از طریق تعامل نور خورشید، باکتری‌ها و جلبک‌ها طراحی شده‌اند. جلبک‌ها با استفاده از انرژی خورشید و دی‌اکسید کربن و ترکیبات معدنی آزاد شده توسط باکتری‌ها در آب رشد می‌کنند. در طول فرآیند فتوسنتز، جلبک‌ها اکسیژن مورد نیاز برای باکتری‌های هوازی را آزاد می‌کنند. گاهی اوقات هواده‌های مکانیکی نیز برای تامین اکسیژن بیشتر نصب می‌شوند و در نتیجه اندازه مورد نیاز حوضچه کاهش می‌یابد. رسوبات لجن در حوضچه باید با لایروبی حذف شوند. جلبک‌هایی که  در پساب حوضچه مانده‌اند با فیلتراسیون یا ترکیبی از عملیات شیمیایی و ته‌نشینی قایل حذف شدن هستند.

برای تهیه پکیج فاضلاب صنعتی به صفحه  پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی  پاک پساب اقلیم مراجعه کنید.

• راکتور بیولوژیکی دوار

راکتور بیولوژیکی دوار، یکی از فناوری‌های پیشرفته در زمینه تصفیه فاضلاب است. در این سیستم، یک سری دیسک‌های پلاستیکی بزرگ به شکل افقی روی یک محور نصب شده‌اند و به طوری که در پساب اولیه فرو می‌روند. با چرخش محور، دیسک‌ها به طور متناوب در معرض هوا و فاضلاب قرار می‌گیرند و این فرایند به باکتری‌ها اجازه می‌دهد تا روی سطح دیسک‌ها رشد کرده و مواد آلی موجود در فاضلاب را متابولیزه کنند. این فرآیند باعث کاهش بار آلی و بهبود کیفیت آب در فاضلاب می‌شود.

مرحله تصفیه پیشرفته فاضلاب

مرحله تصفیه پیشرفته فاضلاب نیازمند فرآیندهایی است که بتوانند بازدهی بالایی در حذف آلاینده‌ها از فاضلاب داشته باشند. همانطور که اشاره شد، مرحله پیشرفته به کار گرفته می‌شود زمانی که مواردی مانند حذف بیش از 85 درصد از جامدات و BOD یا کاهش نیترات و فسفات محلول در فاضلاب لازم باشد. برای این کار، از فرآیندهای متنوعی مانند نانوفیلتراسیون، اسمز معکوس، اکسایش بیولوژیکی و استفاده از ممبران‌های نصبی استفاده می‌شود.

از آنجایی که مقادیر باقیمانده کلر می‌تواند تأثیرات غیرمطلوبی بر روی محیط آبزیان داشته باشد، گاهی از مواد شیمیایی دیگری برای حذف کلر اضافه می‌شود. در حال حاضر، استفاده از اشعه ماوراءبنفش، که بدون ایجاد اثرات مخرب بر روی محیط زیست، توانایی ضدعفونی را دارد، رواج بیشتری پیدا کرده است و رقابت با روش‌های سنتی گندزدایی با کلر را جدی‌تر کرده است.

از طرف دیگر، پساب حاصل از مرحله دوم تصفیه نیاز به تصفیه‌ی بیشتری دارد تا به استانداردهای زیست محیطی پیشرفته‌تری برسد. این فرآیندها ممکن است شامل تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی باشند. به عنوان مثال، فرآیندهای اکسیداسیون متقدم، فتوکاتالیست و حذف مواد آلی محلول با استفاده از فرآیندهای پیشرفته نظیر اکسایش پیشرفته (AOP) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در عمل، استفاده از مراحل پیشرفته تصفیه فاضلاب به دلیل هزینه‌های بالا و پیچیدگی فرآیندها به طور معمول محدود می‌شود. این مراحل در موارد خاصی مانند تصفیه فاضلاب صنایع حساس یا آب‌های پرآلود مورد استفاده قرار می‌گیرند. درباره مرحله و سطح سوم تصفیه فاضلاب که به عنوان تصفیه پیشرفته نیز مورد اشاره قرار می گیرد، در مقاله تصفیه فاضلاب پیشرفته صحبت کرده‌ایم.

آخرین مرحله تصفیه فاضلاب(گندردایی)

در مراحل تصفیه فاضلاب ، سازماندهی و اجرای آخرین فرآیند به منظور تخلیه به آب‌های سطحی بسیار حیاتی است. این مرحله، که به عنوان ضدعفونی شناخته می‌شود، باید تمام پاتوژن‌ها را از فاضلاب حذف کند و به سلامت عمومی حفاظت کند. روش رایج برای ضدعفونی، مخلوط کردن فاضلاب با گاز کلر یا حلال‌های هیپوکلریت در یک مخزن است که حداقل 15 تا 30 دقیقه زمان می‌برد.

پیشنهاد می کنیم مقاله مراحل تصفیه آب را مطالعه کنید.

سخن پایانی

تصفیه فاضلاب، سیری از فرآیندهایی است که از طریق تصفیه فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی، آلاینده‌های موجود در فاضلاب را حذف می‌کند. این فرآیندها در مراحل تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، در تصفیه فاضلاب خانگی نیز از همین مراحل استفاده می‌شود، با این تفاوت که به شرایط خاص فاضلاب خانگی تطبیق داده می‌شود.

تکرار این مراحل بسته به ویژگی‌های ورودی فاضلاب، استانداردهای محلی، نیازهای خروجی پساب، و سایر عوامل متغیر می‌باشد. برای اطلاعات دقیق‌تر و مشاوره درباره پاک‌سازی فاضلاب، می‌توانید با کارشناسان ما در شرکت پاک‌پساب ارتباط برقرار کنید.