انواع روش‌های تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب نقش بسیار مهمی در احیای منابع آبی دارد. امروزه با استفاده از فرآیندهای تصفیه، می‌توان حجم قابل توجهی از پساب تصفیه‌شده را برای مصارف کشاورزی و تخلیه به آب‌ها و چاه‌های جذبی تولید کرد. بیش از ۹۰% فاضلاب از آب تشکیل شده است و با به کارگیری روش‌های نوین و همچنین تکنیک‌های سنتی، می‌توان به شکل چشمگیری میزان آلاینده‌های موجود در فاضلاب را کاهش داد تا پساب تصفیه‌شده به استانداردهای مجاز برای استفاده مجدد دست یابد.

معرفی انواع فاضلاب

فاضلاب‌ها بر اساس نوع آلاینده‌های موجود در آن‌ها به دسته‌های مختلف تقسیم می‌شوند. برخی از این فاضلاب‌ها نیازی به تصفیه ندارند و می‌توانند به‌طور مستقیم به طبیعت وارد شوند، در حالی که گروه دیگری از آن‌ها باید حتماً تصفیه شوند. با توجه به ویژگی‌های هر نوع فاضلاب، سازمان‌های مربوطه دستورالعمل‌هایی برای فرآیند تصفیه و معیارهای کیفی پساب‌ها در زمان ورود به طبیعت و شبکه فاضلاب شهری تعیین کرده‌اند.

انواع فاضلاب ها به طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند

فاضلاب خانگی

این فاضلاب از بخش‌های بهداشتی خانه‌ها مانند توالت، دستشویی، حمام و… تولید می‌شود. ویژگی‌های این فاضلاب‌ها مشابه یکدیگر است، اما میزان تولید آن در هر خانه متفاوت است.در فاضلاب شهری، علاوه بر فاضلاب خانگی، فاضلاب‌های ناشی از فروشگاه‌ها، تعمیرگاه‌ها، کارگاه‌ها و رستوران‌ها نیز وجود دارد. به همین دلیل، با توجه به نوع و تعداد این موارد، ممکن است نوع فاضلاب در هر شهر متفاوت باشد. امروزه در تمامی مناطق جمعیتی، امکان استفاده از پکیج‌ تصفیه فاضلاب بهداشتی برای تصفیه فاضلاب در محل وجود دارد. این روش به صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک کرده و امکان استفاده مجدد از پساب تصفیه شده برای آبیاری و کشاورزی را فراهم می‌آورد. این اقدام به کاهش هزینه‌های مربوط به ساخت شبکه جمع‌آوری فاضلاب شهری و همچنین صرفه‌جویی در مصرف بی‌رویه آب نیز کمک می‌کند.

فاضلاب صنعتی

این نوع فاضلاب‌ها متغیرترین نوع فاضلاب به شمار می‌روند، زیرا هر کارخانه و صنعت با توجه به ویژگی‌های خاص فاضلاب تولیدی خود، شرایط متفاوتی دارد. بنابراین، مهم‌ترین عواملی که می‌توانند فاضلاب کارخانه‌ها را از فاضلاب خانگی متمایز کنند، عبارتند از:

• احتمال وجود مواد و ترکیبات شیمیایی
• خاصیت خورندگی
• میزان قلیایی یا اسیدی بالا
• احتمال کم وجود میکروارگانیسم‌ها در آن‌ها

لازم به ذکر است که تنها فاضلاب خروجی از بخش خنک‌کننده‌های تمامی کارخانه‌ها دارای ماهیت مشابهی هستند.

فاضلاب سطحی

مجموعه‌ای از آب‌های جمع‌آوری شده ناشی از شستشوی سطوح، باران و موارد مشابه که بر روی خیابان‌ها جریان دارند، به این فاضلاب‌ها اطلاق می‌شود. این نوع فاضلاب‌ها به طور کلی دارای آلاینده‌های کمتری نسبت به فاضلاب‌های صنعتی و بیمارستانی هستند. عمدتاً این فاضلاب‌ها از بارش باران و ذوب برف‌ها و یخ‌های مناطق مرتفع ناشی می‌شوند. به دلیل جریان آب در سطح زمین و تماس آن با زباله‌ها و مواد آلوده، همچنین شستشوی سطوح خیابان‌ها و پشت‌بام‌های آلوده، مقداری مواد آلی و معدنی در این فاضلاب‌ها وجود دارد. بنابراین، در آغاز بارش، میزان آلودگی فاضلاب‌های سطحی بالا بوده و پس از پاک شدن سطوح، این میزان کاهش می‌یابد.

بیشترین ترکیبات خارجی موجود در این فاضلاب‌ها شامل مواد معدنی است. همچنین، باقی‌مانده‌های گیاهی و حیوانی و نیز مواد نفتی و دوده نیز در این فاضلاب‌ها مشاهده می‌شود.

معرفی انواع روش های تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب فرآیندی است که آلاینده‌های ناشی از فعالیت‌های صنعتی، انسانی و خانگی را از پساب حذف می‌کند. این پساب ممکن است شامل انواع مختلفی از آلاینده‌ها مانند مواد شیمیایی، فلزات سنگین، مواد آلی و ذرات معلق باشد که در صورت عدم تصفیه مناسب، می‌تواند به محیط زیست و سلامت عمومی آسیب برساند. روش‌های مختلفی برای تصفیه فاضلاب وجود دارد که شامل تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی می‌باشد.

تصفیه فیزیکی

تصفیه فیزیکی یکی از شیوه‌های تصفیه آب و فاضلاب به شمار می‌آید که در آن از فرآیندهای فیزیکی برای جداسازی ذرات جامد و آلودگی‌های موجود در آب بهره‌برداری می‌شود. این نوع تصفیه معمولاً شامل مراحل زیر است:

ته‌نشینی

یکی از روش‌های تصفیه آب و فاضلاب، ایجاد مخازن با زمان ماند بالا است که در برخی موارد با استفاده از پلیمرها و منعقدکننده‌های شیمیایی، کدورت و ذرات معلق موجود در آب و فاضلاب را حذف می‌کند.

فیلتراسیون

تصفیه پساب و آب آلوده با استفاده از فیلترها باعث کاهش کدورت و در برخی موارد حذف مواد محلول می‌شود. به کارگیری انواع فیلترها و فیلترهای کربن فعال از جمله روش‌های رایج در تصفیه فیزیکی می‌باشد.

فیلتراسیون غشایی

اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF) به طور گسترده‌ای برای جداسازی جامدات محلول به کار می‌روند، در حالی که سیستم‌های تصفیه آب اولترافیلتراسیون (UF) و میکروفیلتراسیون (MF) به حذف آلاینده‌ها و ذرات جامد معلق از فاضلاب می‌پردازند.

شناورسازی

فرایند شناورسازی با استفاده از هوای محلول (DAF) به کار گرفته می‌شود.

تصفیه شیمیایی

یکی دیگر از روش‌های تصفیه فاضلاب، تصفیه شیمیایی است که در آن از واکنش‌دهنده‌های شیمیایی برای تجزیه آلاینده‌ها بهره‌برداری می‌شود. این روش به ویژه برای پساب‌هایی که حاوی مواد شیمیایی سمی با غلظت بالا هستند، مانند فاضلاب‌های تولیدی در صنعت نساجی، کارخانه‌های تولید مواد شیمیایی، آزمایشگاه‌ها و صنایع دارویی، و همچنین کارخانه‌های پتروشیمی، کاربرد دارد. علاوه بر این، این روش برای حذف فلزات سنگین موجود در فاضلاب معادن نیز بسیار مؤثر است. در ادامه، به فرآیندهای مختلف تصفیه شیمیایی خواهیم پرداخت:

انعقاد و لخته سازی

انعقاد در فرآیند تصفیه فاضلاب شیمیایی به معنای اضافه کردن مواد شیمیایی است که با ذرات آلاینده کوچک ترکیب شده و ذرات بزرگ‌تر و سنگین‌تری را ایجاد می‌کنند. معمولاً منعقدکننده‌های شیمیایی از موادی بر پایه آلومینیوم مانند آلوم و پلی‌آلومینیوم کلراید تشکیل شده‌اند. لخته‌سازی زمانی رخ می‌دهد که ذرات معلق کوچک از حالت معلق خارج شده و توده‌های بزرگ و جامدی را به وجود می‌آورند که در مراحل بعدی سیستم تصفیه آب صنعتی به راحتی قابل حذف هستند.

اکسیداسیون

اکسیداسیون به معنای به‌کارگیری عوامل اکسیدکننده در فرآیند تصفیه فاضلاب به منظور اکسید کردن آلاینده‌های آلی و شیمیایی است. در روش‌های اکسیداسیون پیشرفته، از اکسیدان‌های قوی نظیر ازن، پراکسید هیدروژن و اشعه ماوراء بنفش برای تجزیه ترکیبات آلی پایدار و سایر آلاینده‌ها در فاضلاب استفاده می‌شود.

سیستم‌های تبادل یونی

برای حذف یون‌های خاص، از جمله یون‌های فلزی سنگین از آب، از روش‌هایی نظیر تبادل یونی و تصفیه با غشاهای یون‌انتخابی بهره‌برداری می‌شود. در فرآیند تبادل یونی، سیستم‌های تصفیه آب صنعتی از رزین‌های تبادل یونی برای جایگزینی یون‌های بی‌ضرر به جای یون‌های سمی موجود در فاضلاب استفاده می‌کنند.

تصفیه بیولوژیکی

در فرآیند تصفیه بیولوژیکی، به جای به کارگیری مواد شیمیایی برای تجزیه آلاینده‌ها، از میکروارگانیسم‌های موجود در تصفیه فاضلاب بهداشتی برای تجزیه زیستی این مواد استفاده می‌شود. در ادامه، به برخی از روش‌های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب اشاره خواهیم کرد:

لجن فعال

لجن فعال، رایج‌ترین روش تصفیه بیولوژیکی است که در تصفیه‌خانه‌های بزرگ به کار می‌رود، اما همچنین در سیستم‌های کوچک‌تر مانند پکیج‌های تصفیه فاضلاب نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این فرآیند، فاضلاب ابتدا به یک مخزن هوادهی منتقل می‌شود، جایی که اکسیژن به آب تزریق می‌شود تا باکتری‌های آزاد و سایر میکروارگانیسم‌ها تغذیه شوند. این موجودات سپس مواد آلی را به جامدات بیولوژیکی تبدیل کرده و توده‌هایی به نام فلوک ایجاد می‌کنند. پس از آن، فلوک‌ها می‌توانند از طریق فرآیند ته‌نشینی از فاضلاب جدا شوند. یکی از معایب روش‌های لجن فعال این است که به فضای زیادی نیاز دارند و مقادیر زیادی لجن تولید می‌کنند. به جای این روش، می‌توان از فرآیند هوادهی گسترده استفاده کرد که این مشکلات را ندارد. با این حال، مزیت این روش این است که هزینه ساخت و نگهداری آن نسبت به سایر روش‌ها کمتر است.

تصفیه بیولوژیکی پیشرفته هوازی

از جمله این فرآیندها می‌توان به هوادهی گسترده، بایوراکتور غشایی (MBR) و راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک (MBBR) اشاره کرد.

تصفیه بی‌هوازی

از جمله این فرآیندها می‌توان به فرآیند پتو لجن بی‌هوازی با جریان رو به بالا (UASB) و فرآیند پتو لجن ثابت با جریان رو به بالا (UAFB) اشاره کرد.

طراحی و ساخت پکیج های تصفیه فاضلاب

استفاده از پکیج‌های تصفیه فاضلاب به منظور تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب در محل، کاربردهای زیادی دارد. این سیستم‌ها می‌توانند بدون نیاز به شبکه‌های پرهزینه جمع‌آوری فاضلاب شهری، به‌طور مؤثر عمل کنند و نه تنها پساب تصفیه‌شده‌ای برای استفاده مجدد تولید کنند، بلکه فاضلاب را از آلودگی‌ها و میکروب‌های خطرناک برای انسان و محیط زیست پاکسازی نمایند. امروزه ساخت پکیج‌ تصفیه فاضلاب در ابعاد مختلف و از جنس بدنه های متنوع مانند فایبرگلاس، پلی‌اتیلن و فلز صورت می گیرد تا در شرایط مختلف پروژه‌های تصفیه فاضلاب، بهترین کارایی و راندمان را ارائه دهند. با توجه به افزایش تولید فاضلاب در تمامی مناطق و عدم امکان استفاده از شبکه‌های جمع‌آوری شهری که هزینه‌بر نیز هستند، یکی از بهترین راهکارها استفاده از پکیج‌ تصفیه فاضلاب انسانی در مکان‌هایی مانند پارک‌ها، مجتمع‌های مسکونی و اداری، مراکز خرید، کارخانه‌ها، استراحتگاه‌ها و کارگاه‌های موقت و دائمی است.