تصفیه فاضلاب فرآیند حذف آلاینده ها از فاضلاب است که در اثر فعالیت های انسانی مانند فعالیت های خانگی، صنعتی و کشاورزی ایجاد می شود. هدف از تصفیه فاضلاب تولید آب تصفیه شده ای است که برای تخلیه به محیط زیست یا استفاده مجدد ایمن باشد.
مراحل مختلفی در تصفیه فاضلاب وجود دارد که ممکن است شامل موارد زیر باشد:
درمان مقدماتی:
تصفیه اولیه اولین مرحله تصفیه فاضلاب است و شامل حذف فیزیکی مواد جامد بزرگ و زباله از فاضلاب است. این کار برای محافظت از فرآیندهای تصفیه پایین دست، جلوگیری از گرفتگی لوله ها و تجهیزات و بهبود اثربخشی مراحل بعدی تصفیه انجام می شود.
روش های رایج مورد استفاده در درمان اولیه به شرح زیر است:
غربالگری: فاضلاب از طریق صفحه ای با منافذ با اندازه های مختلف جریان می یابد تا اجسام بزرگ مانند چوب ها، پارچه ها، پلاستیک ها و سایر زباله ها را از بین ببرد. سپس مواد جمع آوری شده در محل دفن زباله دفع می شود.
حذف شن: فاضلاب از یک محفظه شن عبور داده می شود تا مواد جامد معدنی مانند ماسه، شن و سایر مواد سنگین را حذف کند. این کار برای جلوگیری از فرسودگی تجهیزات پایین دستی انجام می شود.
یکسان سازی جریان: این فرآیندی است که به رفع نوسانات در نرخ جریان فاضلاب کمک می کند. این شامل استفاده از یک مخزن ذخیره برای نگهداری فاضلاب در زمانهای دبی بالا و رهاسازی آن در زمانهای دبی کم است.
حذف چربی، روغن و گریس (FOG): FOG با استفاده از یک چربی گیر که وسیله ای است که FOG را از فاضلاب جدا و جمع آوری می کند، حذف می شود. این مانع از گرفتگی FOG در لوله ها و تجهیزات پایین دست می شود.
پس از تصفیه اولیه، فاضلاب از طریق فرآیندهای تصفیه ثانویه و ثالثی برای تصفیه بیشتر آماده می شود تا مواد آلی محلول و معلق و آلاینده های مضر را قبل از تخلیه یا استفاده مجدد از آن حذف کند.
درمان اولیه:
تصفیه اولیه مرحله دوم تصفیه فاضلاب است و شامل حذف فیزیکی و شیمیایی مواد جامد قابل ته نشین و معلق از فاضلاب است. هدف از تصفیه اولیه حذف هر چه بیشتر مواد جامد آلی و معدنی قبل از اینکه فاضلاب در معرض تصفیه ثانویه یا سوم قرار گیرد، می باشد. روش های رایج مورد استفاده در درمان اولیه به شرح زیر است:
ته نشینی: فاضلاب در مخزن ته نشینی یا زلال ساز نگهداری می شود که به جامدات قابل ته نشین اجازه می دهد تا در کف مخزن ته نشین شوند. سپس مواد جامد ته نشین شده که لجن اولیه نامیده می شود، خارج شده و به فرآیند تصفیه لجن فرستاده می شود. مایع شفاف شده به نام پساب برای تصفیه بیشتر ارسال می شود.
انعقاد و لخته سازی: در این فرآیند، مواد شیمیایی به فاضلاب اضافه می شود تا به ذرات کمک کند تا منعقد شوند و توده های بزرگتری به نام لخته تشکیل دهند. سپس لخته ها را می توان با ته نشینی یا فیلتراسیون راحت تر از بین برد. مواد شیمیایی مورد استفاده در انعقاد و لخته سازی عبارتند از سولفات آلومینیوم (آلوم) و کلرید آهن.
یکسان سازی: یکسان سازی فرآیند متعادل سازی جریان فاضلاب ورودی به تصفیه خانه است. این کار با استفاده از یک مخزن نگهدارنده برای ذخیره موقت فاضلاب قبل از ورود به فرآیند تصفیه انجام می شود. این به کاهش جریان های اوج کمک می کند و به حفظ شرایط ثابت برای فرآیندهای تصفیه در پایین دست کمک می کند.
تنظیم pH: اگر pH فاضلاب خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، ممکن است تنظیم pH ضروری باشد. افزودن اسیدها یا بازها می تواند به تنظیم pH در محدوده مطلوب برای درمان کمک کند.
پس از تصفیه اولیه، فاضلاب تحت تصفیه ثانویه قرار می گیرد که شامل تصفیه بیولوژیکی مواد آلی محلول و معلق است، یا تصفیه سوم که شامل فرآیندهای تصفیه پیشرفته برای حذف آلاینده های خاص است.
درمان ثانویه:
تصفیه ثانویه مرحله سوم تصفیه فاضلاب است و شامل حذف بیولوژیکی مواد آلی محلول و معلق از فاضلاب است. هدف از تصفیه ثانویه تصفیه بیشتر پساب هایی است که تحت تصفیه اولیه قرار گرفته اند و آماده سازی آن برای تخلیه یا استفاده مجدد است. روش های رایج مورد استفاده در درمان ثانویه به شرح زیر است:
فرآیند لجن فعال: در این فرآیند، فاضلاب با کشت میکروارگانیسم ها از جمله باکتری ها و قارچ ها مخلوط می شود که مواد آلی موجود در فاضلاب را مصرف کرده و تجزیه می کنند. این مخلوط که لجن فعال نامیده می شود، سپس با استفاده از مخازن ته نشینی از آب تصفیه شده جدا می شود. سپس آب تصفیه شده را می توان برای تصفیه بیشتر فرستاد یا تخلیه کرد.
فیلتر چکنده: در این فرآیند، فاضلاب روی بستری از سنگها یا محیطهای پلاستیکی اسپری میشود که روی آن یک بیوفیلم از میکروارگانیسمها ایجاد شده است. میکروارگانیسمها مواد آلی موجود در فاضلاب را در حالی که روی رسانهها نفوذ میکنند، مصرف میکنند. سپس آب تصفیه شده در انتهای فیلتر جمع آوری شده و برای تصفیه بیشتر ارسال می شود.
کنتاکتور بیولوژیکی دوار: در این فرآیند، فاضلاب روی یک دیسک یا درام چرخان که در یک بیوفیلم از میکروارگانیسم ها پوشانده شده است، اسپری می شود. با چرخش دیسک، میکروارگانیسم ها مواد آلی موجود در فاضلاب را مصرف می کنند. سپس آب تصفیه شده جمع آوری شده و برای تصفیه بیشتر ارسال می شود.
راکتور ناپیوسته متوالی: در این فرآیند، فاضلاب به صورت دستهای تصفیه میشود و در آنجا چندین مرحله تصفیه بیولوژیکی را طی میکند. هر مرحله شامل مجموعه متفاوتی از میکروارگانیسم ها است که مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه می کنند. سپس آب تصفیه شده جمع آوری شده و برای تصفیه بیشتر ارسال می شود.
پس از تصفیه ثانویه، فاضلاب معمولاً تحت تصفیه سوم قرار می گیرد که شامل فرآیندهای تصفیه پیشرفته برای حذف آلاینده های خاص است. این کار برای اطمینان از اینکه فاضلاب تصفیه شده با استانداردهای کیفی مورد نیاز برای تخلیه یا استفاده مجدد مطابقت دارد انجام می شود.
درمان سوم:
فرآیند لجن فعال یک فرآیند رایج تصفیه بیولوژیکی است که در تصفیه خانه های فاضلاب برای حذف مواد آلی، نیتروژن و فسفر از فاضلاب استفاده می شود. این یک نوع تصفیه ثانویه است که فرآیندهای تصفیه اولیه مانند غربالگری، حذف شن و رسوب را دنبال می کند.
در فرآیند لجن فعال، فاضلاب در یک مخزن هوادهی با یک کشت میکروبی، معروف به "لجن فعال" مخلوط می شود. لجن فعال مخلوطی از میکروارگانیسم ها مانند باکتری ها، تک یاخته ها و قارچ ها است که مواد آلی موجود در فاضلاب را مصرف کرده و آن را به زیست توده میکروبی، دی اکسید کربن و آب تبدیل می کند.
مخزن هوادهی معمولاً مجهز به دستگاههای هوادهی پراکنده یا هوادههای مکانیکی است تا اکسیژن را برای میکروارگانیسمها فراهم کند و باعث رشد و فعالیت آنها شود. فرآیند هوادهی معمولاً چندین ساعت طول می کشد و به سطح بالایی از اکسیژن محلول برای پشتیبانی از متابولیسم هوازی میکروارگانیسم ها نیاز دارد.
پس از فرآیند هوادهی، فاضلاب به یک زلال ساز ثانویه یا مخزن ته نشینی هدایت می شود، جایی که لجن فعال و هر جامد معلق باقی مانده اجازه ته نشین شدن را می دهند. سپس لجن ته نشین شده برای ادامه فرآیند تصفیه به مخزن هوادهی بازگردانده می شود، در حالی که آب زلال شده قبل از تخلیه یا استفاده مجدد به سمت فرآیندهای تصفیه بعدی مانند تصفیه سوم یا ضد عفونی هدایت می شود.
برای حفظ اثربخشی فرآیند لجن فعال، کشت میکروبی باید به دقت پایش و کنترل شود. عواملی مانند غلظت اکسیژن محلول، در دسترس بودن مواد مغذی، pH و دما باید در یک محدوده خاص حفظ شوند تا رشد و فعالیت میکروارگانیسمها را تقویت کنند و پساب با کیفیت بالا را تضمین کنند. علاوه بر این، لجن اضافی باید به طور دوره ای از فرآیند حذف شود تا از تجمع جامدات بی اثر جلوگیری شود و جمعیت میکروبی مورد نظر حفظ شود.
پس از تصفیه، فاضلاب به طور معمول در یک بدنه آب دریافت کننده تخلیه می شود یا برای مقاصد غیر شرب مانند آبیاری یا فرآیندهای صنعتی مورد استفاده مجدد قرار می گیرد.
تصفیه فاضلاب یک فرآیند مهم برای حفاظت از سلامت عمومی و محیط زیست است. درمان مناسب به جلوگیری از گسترش بیماری های منتقله از آب، کاهش آلودگی در آبراه ها و حفظ منابع آب کمک می کند.