روش های تصفیه فاضلاب

چهارشنبه 18 آبان 1390

جداکننده‌های صفحه‌ای (PPI،CPI)

اولین واحد تصفیه مقدماتی در واحدهای صنعتی که فاضلاب حاوی روغن آزاد دارند، جداکننده‌های ثقلی هستند که برای جداسازی مواد روغنی از آب بکار می‌روند. تصفیه اولیه به لحاظ اختلاف دانسیته بین روغن و آب انجام می‌گیرد. فرایند تصفیه شامل توقف پساب روغنی در یک تانک و دادن زمان کافی برای جدا شدن مواد روغنی از پساب و سپس جدا نمودن مواد روغنی جدا شده در سطح پساب می‌باشد.

از انواع جداکننده‌های ثقلی که در صنعت بکار می‌روند، می‌توان به جداکننده‌های صفحه‌ای که شامل CPI (Corrugated Plate Interceptor )و PPI (Parallel Plate Interceptor) است اشاره نمود. این جداکننده‌های ثقلی که برای جداسازی روغن و ذرات جامد نامحلول از پساب طراحی شده‌اند، فقط نیاز به20-15% از فضای مورد نیاز یک API دارند و بطور چشمگیری هزینه ساخت و نگهداری را کاهش می‌دهد.

این نوع جداکننده‌ها از مجموعه‌ای از صفحات موازی تشکیل شده اند چنانچه صفحات مورد استفاده بصورت ساده باشند به PPI معروف بوده و چنانچه از صفحات موجدار استفاده شود از نام CPI برای آن استفاده می‌گردد.

از مهمترین مزایای یک جداکننده CPI می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

- بالا بردن راندمان جداسازی مواد روغنی و جامد از پساب

- ایجاد جریان آرام بین صفحات

- کاهش قابل توجه فاصله و مسافتی که حبابهای نفت باید طی کنند تا بسطح برسند

- تحت تأثیر قرار نگرفتن توزیع جریان در داخل جداکننده بوسیله وزش باد

- تخلیه آسان لجن و مواد ته‌نشین شده در جداکننده

- کاهش چشمگیر هزینه ساخت جداکننده بخصوص در مواردی که نیاز به مواد مقاوم در برابر اسید باشد.

جنس صفحات بسته به مشخصات فیزیکی و شیمیائی پساب ممکن است فلزی و یا پلاستیکی باشد و معمولا" با توجه به PH پساب از مواد پوشش دهنده و مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شود. تکیه‌گاههائی که صفحات توسط آنها در جعبه قرار می‎گیرند معمولا" از جنس فولاد ضد زنگ 304 می‌باشند.

سیستم CPI برای جداسازی روغن و جداسازی ذرات معلق

سیستم‌های بیولوژیکی

در تصفیه بیولوژیکی، میکروارگانیزمها، مواد آلی محلول موجود در فاضلاب را به عنوان منبع غذائی خود مورد استفاده قرار می‌دهند و آنها را تبدیل به سلول‌های بیولوژیکی (بایومس) می‌نمایند. حذف BOD، ذرات کربنی حل شده و تثبیت فاضلاب به صورت بیولوژیکی توسط میکر ارگانیزمها، به خصوص باکتریها انجام می‌شود.

از میکروارگانیزمها برای حذف نیتروژن و فسفر در تصفیه فاضلاب نیز استفاده می‌شود. باکتری‌های خاصی توانایی اکسایش آمونیاک به نیتریت و نیترات را دارند. تعداد دیگری از باکتریها میتوانند نیتروژن اکسیدشده را به گاز نیتروژن کاهش دهند.

سیستم‌های بیولوژیکی ‌هوازی

معمولترین فرآیند بیولوژیکی که برای تصفیه فاضلاب‌های شهری و صنعتی به کار می‌رود فرآیند لجن فعال (Conventional Activated Sludge) است. در این فرآیند آلودگی همراه فاضلاب ورودی، در تانک هوادهی توسط میکروارگانیزم‌ها حذف می‌شود. میزان و درجه خلوص اکسیژن در هوای ورودی به این تانک، این فرآیند را به چند دسته (معمولی(Conventional)، هوادهی گسترده(Extended Aeration )، هوادی با جریان غنی از اکسیژن(Rich Oxygen Aeration) تقسیم می‌کند. هوادهی در این فرآیند بصورت سطحی (مکانیکی) و یا عمقی (Diffuser) انجام میگیرد.

ترتیب قراگیری تانک‌های هوازی و همچنین ایجاد شرایط مناسب برای فرآیندهای نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون موجب حذف نیتروژن و فسفر موجود در جریان فاضلاب و رسیدن به استاندارهای مطلوب محیط زیستی در جریان خروجی (فاضلاب تصفیه شده) می شود.

از سیستمهای تصفیه هوازی اغلب جهت تصفیه فاضلابهای رقیق استفاده می‌شود. مدت زمان راه‎اندازی اینگونه سیستمها 10 الی 30 روز است که این زمان کم خود جزء محاسن سیستم تصفیه هوازی است.

راکتورهای SBR

در فرآیند SBR از یک راکتور اختلاط کامل که به‌صورت ناپیوسته فعالیت می‌کند استفاده می‌شود. همه سیستم های SBR به طور معمول 5 مرحله دارند که به طور پی‌درپی و به صورت زیر انجام می‌گیرند:

1) پرشدن (fill)

2) واکنش (react) (هوادهی)

3) ته نشینی settle

4) تخلیه

5) آمادهسازی

این سیستم‌ها اغلب برای صنایعی کاربرد دارد که حجم فاضلاب تولیدی آنها کم بوده و یا بصورت دوره ای فاضلاب تولید می‌کنند. برای کاربردهای جریان پیوسته حداقل دو تانک SBR باید تامین شود که یک تانک جریان را دریافت کند، در حالی که تانک دیگر مراحل پنجگانه تصفیه را دنبال می‌کند. تغییرات مختلفی در هر دو مرحله می‌توان انجام داد تا به دفع نیتروژن و فسفر هم برسیم.

برکه‌های هوازی رشد معلق(Lagoon)

برکه‌های هوازی رشد معلق، حوضچه‌های نسبتاً کم عمقی هستند که عمق آنها از 2 تا 5 متر متغیر است . این پکیج‌ها بسته به فضای محل اجرا بصورت فلزی، بتنی و یا حوضچه های ساده با روکش ژئوممبرن قابلیت اجرا را دارند. هوای مورد نیاز بصورت عمقی به سیستم منتقل می‌شود. از مزایای این سیستم حذف تجهیزات مکانیکی و کنترلی و راه‌بری بسیار آسان آن می‌باشد.

راکتورهای بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR)

در این سیستمها از آکنههای پلاستیکی از جنس پلیاتیلن یا پلیپروپیلن با دانسیته کمی کمتر از آب استفاده میشوند. آکنهها به راحتی توانایی حرکت در درون راکتور را دارند. این حرکت در سیستمهای هوازی با استفاده از جریان هوا و در سیستمهای بیهوازی با استفاده از همزن ایجاد میشود. ویژگیهای مهم این سیستم عبارتند از :

1) سهولت نگهداری سیستم و عدم تجمع لجن

2) حجم کم راکتور

3) سرعت بالای راهاندازی سیستم

4) سازگاری سیستم در خصوص حذف آلایندههای کند تجزیه شونده و سمی با پایه کربنی

5) تحمل در برابر تغییرات دما

6) تحمل در برابر تغییرات میزان بارگزاری

7) انعطافپذیری در طراحی فرآیند و راکتور

این سیستم هم اکنون در بسیاری از واحدهای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی مورد استفاده است. موارد کاربرد سیستم های MBBR در حال حاضر به صورت زیر میباشد:

1) اکسید اسیدن مواد آلی در مرحله تصفیه بیولوژیکی تصفیهخانههای شهری و صنعتی

2) تکمیل و توسعه واحدهای قدیمی

3) نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون

4) حذف فسفر در تصفیهخانههای شهری و صنعتی

6) حذف فنل به عنوان یک مخرب زیست محیطی و بازدارنده واحدهای بیولوژیکی تصفیهخانههای صنعتی

7) تصفیه پسابهای شور (High TDS)

فیلترهای چکنده(Trickling filters)

رایج‌ترین فرآیند رشد چسبیده هوازی فیلترهای چکنده هستندکه در آنها فاضلاب در بالای سطح ظرفی که آکنه‌ها در آن وجود دارند توزیع می‌شود. آکنه‌ها به صورت غوطه‌ور نیستند. معمولاً در فیلترهای چکنده از سنگ به عنوان آکنه استفاده می‌کنند. ارتفاع بستر سنگی در این فرآیند بین 25/1 تا 2 متر است. ارتفاع فیلترهای چکنده مدرن بین 5 تا 10 متر است و توسط آکنه‌های پلاستیکی پر شده‌اند. گردش هوا در فضای خالی توسط دمنده‌ها یا جریان طبیعی هوا اکسیژن لازم برای رشد میکروارگانیزمها در بیوفیلم را تامین می‌کند. فاضلاب ورودی در بالای آکنه‌ها پخش می‌شود و به صورت یک فیلم ناپیوسته مایع بر روی بیوفیلم چسبیده حرکت می‌کند.لجن اضافی به طور متناوب از لایه‌های چسبیده جدا شده وهمراه جریان فاضلاب خروجی وارد قسمت تهنشینی قرار گرفته در پایین تانک می‌شوند. در این بخش ذرات جامد و مایع برای رسیدن به غلظت قابل قبولی از ذرات معلق جامد در خروجی از هم جدا می‌شوند. بدلیل میزان کم لجن تولیدی، حجم قسمت ته نشینی بزرگ نبوده و فضای زیادی را اشغال نمی‌کند.

UASB

از راکتور UASB برای تصفیه فاضلابهای صنعتی و بهداشتی استفاده می‌شود. به طور خلاصه می‌توان راکتور UASB را به عنوان سیستمی در نظر گرفت که در ابتدا فاضلاب از یک لایه لجن که حاوی غلظت بالایی از باکتری است عبور می‌کند. ذرات لجن می توانند به شکل گرانول باشند ولی گرانول‌ها بر ابر لجن(sludge blanket) برتری دارند. بیشترین میزان حذف آلودگی در بستر لجن اتفاق می‌افتد. قسمت باقیمانده آلودگی از یک لایه توده بیولوژیکی که دانسیته کمتری نسبت به لایه اول دارد عبور می‌کند.

در بالای راکتور جداکننده فازهای گاز- مایع – جامد (GLSS) قرار دارد که ذرات جامد را از گاز و مایع جدا می‌کند و به گاز و مایع اجازه خروج از سیستم را می‌دهد.

در مواردی که محدودیت زمین وجود دارد، از راکتوری با ارتفاع بیشتر استفاده می‌شود تا سطح لازم کاهش یابد. ارتفاع راکتور باید به اندازه‌ای باشد که ارتفاع مناسبی از بستر لجن تشکیل شود تا از کانالیزه شدن فاضلاب جلوگیری شود و سرعت مایع در بالاترین حد ممکن باشد. کمترین ارتفاع بستر لجن 5/1 متر است بنابراین کمترین ارتفاع ممکن راکتور 4 متر است تا فضای کافی برای بستر لجن، ابر لجن و جداکننده GLS وجود داشته باشد. بالاترین ارتفاع راکتور در حدود 8 متر است. به طور میانگین ارتفاع راکتورها بین 5/4 تا 6 متر است. کلیدی‌ترین مزیت استفاده از UASB امکان تصفیه بار COD بالا در مقایسه با دیگر فرآیندهای بی‌‌هوازی می‌باشد. این امر به دلیل توسعه گرانول‌های لجن در این نوع راکتورها می‌باشد.

(Anaerobic baffled reactor)

ABR

در راکتورهای بی‌هوازی ABR همانطور که در شکل نشان داده شده است از یک سری بافل جهت هدایت جریان پساب به صورت رو به بالا از میان یک سری ازتوده‌های لجن تشکیل شده در راکتور استفاده شده است. جریان گاز تولیدی از بالای راکتور جمع‌آوری می‌شود و جریان خروجی نیز از قسمت انتهای راکتور خارج می‌شود. استفاده از جریان برگشتی جهت افزایش کارایی فرآیند نیز مطلوب می‌باشد.

مزایایی که جهت استفاده از ABR بیان می‌شود عبارتند از:

1) سادگی (بدون پکینگ، بدون هیچگونه جداکننده خاص گاز، عدم قسمت‌های متحرک، عدم اختلاط مکانیکی و انسداد مسیر در حد پایین)

2) SRT بالا با زمان ماند هیدرولیکی پایین

3) عدم نیاز به لجن با خصوصیات ویژه

4) قابلیت تصفیه پساب‌ها با تغییر مداوم در ویژگی‌های پساب

5) عملیات مرحله‌ای جهت بهبود سینتیک

6) پایداری در برابر نوسانات وارده

بیوراکتورهای غشایی(MBR)

بیوراکتورهای غشایی از سیستم‌های جدید در تصفیه پساب محسوب می‌شوند که ترکیبی از فرایند هضم بیولوژیکی و جداسازی غشایی می‌باشند. از غشاهای میکروفیلتراسیون به طور گسترده در این فناوری جدید استفاده می‌شود.

مزایا استفاده از سیستم‌های بیوراکتورهای غشایی عبارتند از :

1) فشرده بودن سیستم و اشغال فضای کمتر در مقایسه با سایر سیستم‌های بیولوژیکی متعارف

2) تولید لجن کمتر

3) تصفیه فاضلاب‌های مقاوم در برابر تجزیه بیولوژیکی

4) مستقل بودن زمان ماند و زمان تخلیه لجن

5) قابلیت استفاده مجدد از جریان تصفیه شده خروجی

6) بالا بودن غلظت توده زیستی و کاهش حجم رآکتور

7) حذف کلاریفایر و سایر تجهیزات مربوط به جدا سازی مواد جامد بیولوژیکی از پساب خروجی

حذف ترکیبات حلقوی از فاضلاب‌های صنایع

بسیاری از مواد آلی که در ساختمان مولکولی خود شامل حلقه‌های هیدروکربنی هستند که هم برای انسان وهم برای محیط زیست مواد بسیار سمی وخطرناک بشمار می‌آیند. حذف این مواد از پساب‌های ورودی به محیط زیست از اهمیت بالایی برخوردار است. در اغلب موارد این مواد را از طریق واکنش‌های شیمیایی تجزیه وحذف می‌نمایند. در سال‌های اخیر روش‌های فتوکاتالیستی به منظور تخریب حلقه کربنی ترکیبات و تبدیل آن‌ها به مواد آلی قابل هضم در سیستم های متداول بیولوژیکی، گسترش فراوانی داشته است. در این فرآیندها با استفاده از امواج الکترومغناطیسی با طول موج مشخص(لامپ‌های UV)، مواد سمی و خطرناک همچون فنل، فرمالدهید، بنزن وتولوئن را به ترکیبات ساده وخطی هیدروکربنی تبدیل می‌کنند.

منـوی اصـلی

نظـرسنجـی

روش های تصفیه فاضلاب