دفع فاضلاب در اجتماعات کوچک PDF

‫دفع فاضالب در اجتماعات کوچک‬  ‫خصوصیات شیمیایی فاضالب‬ ‫خصوصیات شیمیایی فاضلب در دو گروه معدنی و آلی مورد مطالعه قرار می گیرد‪.‬‬ ‫ترکیبات شیمیایی معدنی دارای اهمیت شامل مواد مغذی (نیتروژن و فسفر)‪ ،‬ترکیبات‬ ‫غی...

‫دفع فاضالب در اجتماعات کوچک‬  ‫خصوصیات شیمیایی فاضالب‬ ‫خصوصیات شیمیایی فاضلب در دو گروه معدنی و آلی مورد مطالعه قرار می گیرد‪.‬‬ ‫ترکیبات شیمیایی معدنی دارای اهمیت شامل مواد مغذی (نیتروژن و فسفر)‪ ،‬ترکیبات‬ ‫غیرفلزی‪ ،‬فلزات و گازها می باشد‪.‬‬ ‫ترکیبات آلی فاضالب به دو صورت‬ ‫ کل مواد آلی‬ ‫ ترکیبات آلی خاص‬ ‫مورد پایش قرار می گیرند‪.‬‬  ‫ترکیبات معدنی فاضالب‬ ‫ترکیبات معدنی فاضالب در دو گروه ترکیبات غیرفلزی و فلزی طبقه بندی می شوند‪.‬‬ ‫بخشی از ترکیبات فلزی و غیرفلزی فاضالب از سطوح زمینه ای آنها در شبکه آبرسانی‬ ‫ناشی می شود و بخشی دیگر نیز در اثر مصارف خانگی و صنعتی وارد فاضالب می گردد‪.‬‬ ‫همچنین تامین آب آشامیدنی از چاههای خصوصی که غلظت مواد معدنی درآن باالست و‬ ‫نفوذ آبهای زیرزمینی به داخل شبکه جمع آوری فاضالب از منابع ترکیبات معدنی‬ ‫فاضالب می باشند‪.‬‬ ‫سختی گیریهای آب خانگی و صنعتی نیز به میزان باالیی در افزایش محتوای معدنی‬ ‫فاضالب نقش دارند‪.‬‬  ‫‪pH‬‬ ‫غلظت یون هیدروژن پارامتر کیفی مهمی در آبهای طبیعی و فاضالب بشمار می رود‪.‬معمو اال‬ ‫از پارامتر ‪ pH‬برای بیان غلظت یون هیدروژن استفاده می شود‪.‬‬ ‫طبق تعریف ‪ pH‬لگاریتم عکس غلظت مولی یون هیدروژن می باشد ‪.‬محدوده ‪ pH‬مناسب‬ ‫برای حیات اکثر موجودات زنده در دامنه ‪ 6-9‬قراردارد‪.‬‬ ‫تصفیه بیولوژیکی فاضالبی که غلظت یون هیدروژن آن نامطلوب باشدو بسیار دشوار است‪.‬‬ ‫برای پسابهای تصفیه شده که به محیط تخلیه می شوند ‪ ،‬دامنه مجاز ‪ pH‬در محدوده ‪-8/5‬‬ ‫‪ 6/5‬قرار دارد‪.‬‬  ‫کلراید‬ ‫کلراید (‪ )Cl-‬یکی از ترکیبات مهم فاضالب است که استفاده مجدد از فاضالب تصفیه شده‬ ‫را تحت تأثیر قرار می دهد‪.‬‬ ‫کلراید در آبهای طبیعی از شستشوی سنگها و خاکهای حاوی کلراید که در تماس با آب‬ ‫هستند و در نواحی ساحلی از پیشروی آب شور ناشی می شود‪.‬بعالوه فاضالبهای خانگی ‪،‬‬ ‫کشاورزی و صنعتی تخلیه شده به آبهای سطحی حاوی کلراید می باشند برای مثال‬ ‫فضوالت انسان حاوی حدود ‪ 6‬گرم کلراید به ازای هر نفر در روز است‪.‬‬  ‫قلیائیت‬ ‫معیاری از توانائی آب (و یا فاضالب) جهت خنثی سازی یونهای هیدروژن و ظرفیت های بافری‬ ‫آب (و یا فاضالب) می باشد‪.‬‬ ‫قلیائیت در آب و فاضالب از حضور یونهای هیدروکسید‪ ،‬کربنات و بیکربنات عناصری نظیر‬ ‫کلسیم‪ ،‬منزیم پتاسیم و آمونیوم ناشی می شود‪.‬از این میان بیکربنات کلسیم و منیزیم‬ ‫معمولیترین هستند‪.‬‬ ‫منابع قلیائیت فاضالب شامل آب مصرفی‪ ،‬اب زیر زمینی و مواد اضافه شده در طی مصارف‬ ‫خانگی می باشد‪.‬قلیائیت فاضالب شامل آب مصرفی‪ ،‬آب زیرزمینی و مواد اضافه شده در طی‬ ‫مصارف خانگی می باشد‪.‬‬ ‫قلیائیت در تصفیه شیمیایی و بیولوژیکی فاضالب‪ ،‬حذف بیولوژیکی مواد مغذی و حذف آمونیاک‬ ‫به روش زدایش با هوا اهمیت دارد و باید در فرایند های مذکور قلیائیت را کنترل نمود‪.‬‬  ‫نیتروژن ( ازت)‬ ‫از آنجاییکه نیتروژن یک عنصر ساختمانی ضروری در سنتز پروتیئن است‪ ،‬برای ارزیابی‬ ‫قابلیت تصفیه فاضالب بوسیله فرایندهای بیولوژیکی باید غلظت نیتروژن در فاضالب کم است‬ ‫(این مورد در فاضالب برخی صنایع مشاهده می شود) باید مقداری نیتروژن به آن اضافه‬ ‫نمود‪.‬برای کنترل رشد جلبکی در آبهای پذیرنده باید نیتروژن را از فاضالب حذف نمود‪.‬‬ ‫منابع نیتروژن‪:‬‬ ‫منابع اصلی ترکیبات نیتروژن عبارتند از ‪ )1 :‬ترکیبات نیتروژنه با منشاء گیاهی و حیوانی ‪)2‬‬ ‫نیترات سدیم ‪ )3‬نیتروژن اتمسفری ‪.‬‬  ‫نیتروژن آلی‬ ‫نیتروژن آلی با استفاده روش کجلدال تعیین می شود‪.‬نمونه آبی ابتدا به منظور خارج نمودن‬ ‫آمونیاک‪ ،‬جوشانیده می شود و سپس هضم می گردد‪.‬در طی هضم نیتروژن آلی با استفاده از‬ ‫حرارت و اسید به آمونیاک تبدیل می شود‪.‬‬ ‫کل نیتروژن کجدال ‪ TKN‬در روشی مشابه نیتروژن آلی تعیین می شود با این تفاوت که‬ ‫آمونیاک قبل از مرحله هضم خارج نمی گردد‪.‬بنابراین کل نیتروژن کجدال مجموع نیتروژن‬ ‫آلی و آمونیاکی است‪.‬‬ ‫نیتروژن آمونیاکی در محیط های آبی به صورت یون آمونیوم و گاز آمونیاک ( ‪ )𝑁𝐻3‬بسته با‬ ‫‪ pH‬محلول وجود دارد که این دو گونه طبق واکنش زیر با هم در تعادل هستند‪:‬‬ ‫‪𝑁𝐻4 +‬‬ ‫‪𝑁𝐻3 + 𝐻 +‬‬  ‫نیتریت و نیترات‬ ‫نیتراتی که به روش رنگ سنجی تعیین می شود نسبتاا ناپایدار است و به راحتی به نیترات اکسید می‬ ‫شود غلظت نیتریت در فاضالب کمتر از ‪ 1mg/l‬و درآبهای سطحی و زیرزمینی کمتراز ‪ 0.1mg/l‬می‬ ‫باشد‪.‬هرچند غلظت نیتریت در غلظت های کم است‪ ،‬اما در مطالعات آلودگی آب پارامتر مهمی است‪،‬‬ ‫زیرا برای اغلب ماهیها و سایر موجودات آبزی بسیار سمی است‪.‬نیتریت موجود در پساب فاضالب‬ ‫بوسیله کلر اکسید می شود و بنابراین باعث افزایش میزان مصرف کلر و افزایش هزینه های گندزدایی‬ ‫می گردد‪.‬‬ ‫نیترات اکسید شده ترین شکل نیتروژن در فاضالب می باشد هنگامیکه پساب ثانویه برای تغذیه آبهای‬ ‫زیرزمینی استفاده می شود‪ ،‬غلظت نیترات حائز اهمیت است‪.‬استاندارد اولیه آب آشامیدنی ‪USEPA‬‬ ‫برای نیتروژن ‪ 45NO3 –mg/l‬تعیین شده که به علت اثرات سمی و کشنده برای نوزادان می باشد‪.‬‬ ‫غلظت نیترات در پساب تصفیه خانه فاضالب در محدوده صفر تا ‪ 10-20 N–mg/l‬قرار دارد‪.‬اگر‬ ‫نیتریفیکاسیون بصورت کامل انجام شود‪ ،‬دامنه معمول غلظت نیترات در پساب تصفیه شده ‪N –mg/l‬‬ ‫‪ 15-20‬است‪.‬‬  ‫سرنوشت ترکیبات ازت در تصفیه فاضالب‬ ‫نیتروژن موجود در فاضالب تازه در ترکیب با مواد پروتیئنه و اوره می باشد‪.‬تجزیه بوسیله‬ ‫باکتریهای نیتروژن آلی را به سهولت به آمونیاک تبدیل میکند‪.‬‬ ‫درمحیط هوازی باکتریها نیتروژن آمونیاکی را به نیتریت و سپس نیترات اکسید می کنند‪.‬‬ ‫افزایش غلظت نیترات در فاضالب نشان می دهد که فاضالب از نظر اکسیژن خواهی‬ ‫تثبیت شده است‪.‬نیترات توسط گیاهان و حیوانات به پروتئین تبدیل می شود‪.‬‬  ‫اثرات مضر تخلیه نیتروژن به محیط زیست‬ ‫ سمیت ‪ :‬آمونیاک غیر یونیزه برای ماهیان برای ماهیان سمی است‪.‬سمیت آمونیاک عمدتاا پس‬ ‫از تخلیه فاضالبهای قلیایی یا فتوسنتز جلبکی که منجر به باال رفتن ‪ pH‬می شود‪،‬دارای اهمیت‬ ‫است‪.‬‬ ‫ افت اکسیژن در آبهای پذیرنده‬ ‫ اوتریفیکایسون آبهای سطحی‬ ‫ اثر آمونیاک بر راندمان کلرزنی ‪ :‬کلر با آمونیوم برای تشکیل کلر آمینها ترکیب می شود که اثر‬ ‫میکروب کشی کمتری از کلر آزاد دارد‪.‬‬ ‫ خورندگی‪ :‬جنبه های بهداشت عمومی‬  ‫فسفر‬ ‫فسفر به شکلهای ارتوفسفتها‪ ،‬پلی فسفاتها و فسفات آلی در محیط آبی یافت می شود‪.‬برای‬ ‫مثال ارتوفسفاتها جهت متابولیسم بیولوژیکی به راحتی و بدون نیاز به تجزیه و تغییر در‬ ‫دسترس می باشند‪.‬پلی فسفاتها مولکولهای پیچیده با دو یا چند اتم فسفر‪ ،‬اکسیژن و در برخی‬ ‫موارد اتمهای هیدروژن می باشند پلی فسفاتها از طریق فرایند هیدرولیز معموالا به کندی‬ ‫صورت میگیرد‪.‬‬ ‫فسفر آلی معمو اال از اهمیت کمتری در فاضالب خانگی برخوردار است ولی یک جزء مهم‬ ‫فاضالب صنعتی و لجن فاضالب می باشد‪.‬برای تعیین غلظت ارتوفسفاتها در یک نمونه فاضالب‬ ‫مولیبدات آمونیوم استفاده می شود که در ترکیب فسفات تشکیل یک کمپلکس رنگی می دهند‬ ‫‪.‬برای تعیین غلظت پلی فسفاتها و فسفر الی باید در ابتدا با استفاده از مرحله هضم با اسید به‬ ‫ارتوفسفات تبدیل می شوند و سپس با استفاده ار روش ذکر شده در باال غلظت آنها را اندازه‬ ‫گیری نمود‪.‬‬  ‫گوگرد‬ ‫یون سولفات در اغلب منابع آب به طور طبیعی وجود دارد و در فاضالب نیز یافت می شود‪.‬گوگرد‬ ‫برای سنتز پروتئین الزم است و در اثر تجزیه آنها آزاد می شود‪.‬سولفات بصورت بیولوژیکی تحت‬ ‫شرایط بیهوازی به سولفید تبدیل می شود‪.‬سولفید در ترکیب با یون هیدورژن تشکیل سولفید‬ ‫هیدروژن می دهد‪.‬‬ ‫گاز سولفید هیدروژن به فضای خالی فاضالبروهایی که فاضالب در آنها بصورت نیمه پر جریان‬ ‫دارد آزاد و در تاج لوله جمع می شود‪ H2S.‬تجمع یافته بصورت بیولوژیکی به اسید سولفوریک‬ ‫تبدیل می شود‪ ،‬که برای لوله های فاضالبروی بتونی خورنده است‪.‬این پدیده به عنوان «خوردگی‬ ‫تاج لوله» شناخته می شود و موجب تخریب لوله فاضالبرو می گردد‪.‬‬  ‫اکسیژن محلول‬ ‫اکسیژن محلول برای تنفس میکروارکانیسمهای هوازی و سایر اشکال حیات ضروری است ‪.‬اما‬ ‫اکسیژن فقط به مقدار کمی در آب محلول است‪.‬غلظت اکسیژن و سایر گازهای محلول در آب‬ ‫تحت تأثیر (‪ )1‬حاللیت گاز (‪ )2‬فشار جزئی گاز در اتمسفر(‪ )3‬دما و (‪ )4‬غلظت ناخالصی ها‬ ‫در آب (مانند شوری‪ ،‬مواد معلق و غیره) قرار دارد‪.‬‬ ‫حضور اکسیژن محلول در فاضالب مطلوب است چون از تشکیل بو های نامطلوب جلوگیری‬ ‫می کند‪.‬‬  ‫سولفید هیدروژن‬ ‫سولفید هیدروژن یک ترکیب بی رنگ و غیرقابل اشتعال است و بوی تخم مرغ گندیده‬ ‫دارد‪.‬سولفید هیدروژن سمی نیز می باشد و مراقبت های زیادی بایستی در حضور آن انجام‬ ‫شود‪.‬سیاه شدن فاضالب و لجن معموالا ناشی از تشکیل ‪ H2S‬است که با آهن تشکیل‬ ‫سولفیدفرو است‪.‬سولفیدهای فلزی مختلف دیگر نیز تشکیل می شود‪.‬‬  ‫متان‬ ‫مهمترین محصول جانبی بیهوازی ترکیبات آلی فاضالب گاز متان است‪.‬متان یک‬ ‫هیدروکربن بی رنگ‪ ،‬بی بو و قابل احتراق با ارزش سوختی باالست‪.‬گاز متان به مقدار کم‬ ‫در نتیجه تجزیه بیهوازی رسوبات جمع شده در کف فاضالبرو تولید می گردد‪.‬‬ ‫از آنجاییکه گاز متان به میزان باالیی قابل احتراق است وخطر انفجار آن باالست‪ ،‬در طی و‬ ‫ماقبل از زمانی که افراد بهره بردار بمنظور بازدید و یا تعمیرات وارد فاضالب روها می شوند‪،‬‬ ‫بایستی از یک دمنده متحرک استفاده گردد‪.‬در تصفیه خانه ها گاز متان از فرایند تصفیه‬ ‫های بیهوازی برای تصفیه بیهوازی برای تثبیت لجن فاضالب تولید می شود‪.‬‬  ‫بو‬ ‫بو به عنوان مهمترین انگیزه عمومی برای احداث تصفیه خانه فاضالب طبقه بندی می باشد با توجه به حساسیت مردم‬ ‫نسبت به بو ‪ ،‬طبق چند سال گذشته کنترل بو در طراحی و بهره برداری از تسهیالت جمع آوری‪ ،‬تصفیه و دفع‬ ‫فاضالب مورد توجه قرار گرفته است‪.‬‬ ‫طبقه بندی ترکیبات بودار در فاضالب خام‬  ‫ترکیبات معدنی فلزی‬ ‫مقادیر جزئی تعداد زیادی از فلزات مانند کادمیوم‪ ،‬کروم‪ ،‬مس آهن‪ ،‬سرب‪ ،‬منگنز‪ ،‬جیوه‪،‬‬ ‫روی و نیکل به طور طبیعی در منابع آب وجود دارد‪.‬تعداد زیادی از این فلزات بعنوان‬ ‫آالینده های دارای اولویت طبقه بندی می شوند‪.‬‬ ‫تمام موجودات زنده برای رشدمناسب نیاز به مقادیر متغیر (ماکرو یا میکرو) عناصر فلزی‬ ‫نظیر آهن‪ ،‬مس‪ ،‬روی و کبالت دارند‪.‬اما هنگامی که این فلزات در غلظت های باال حضور‬ ‫داشته باشند‪ ،‬برای موجودات زنده سمی می باشند‪.‬‬ ‫درصورتیکه از پساب تصفیه شده برای کشاورزی و ابیاری فضای سبز استفاده شود‪ ،‬برای‬ ‫ارزیابی اثرات منفی فلزات بر روی کشت باید تعدادی از آنها مورد پایش قرار گیرند‪.‬‬ ‫هنگامیکه لجن تولید شده در مصارف کشاورزی بعنوان کود بکار رود باید مقدار آرسنیک‪،‬‬ ‫مس‪ ،‬سرب‪ ،‬جیوه مولیبدن‪ ،‬نیکل و سلنیوم در کود تعیین شود‪.‬‬  ‫ترکیبات آلی فاضالب‬ ‫ترکیبات آلی فاضالب در دو گروه کل مواد آلی و ترکیبات آلی خاص مورد مطالعه قرار می‬ ‫گیرند‪.‬‬ ‫کل مواد آلی‬ ‫مواد آلی ترکیبی از کربن‪ ،‬هیدروژن و اکسیژن و در برخی موارد نیتروژن می باشند‪.‬مواد آلی‬ ‫در فاضالب‪ ،‬عمدتاا‪ ،‬شامل پروتئینها (‪ ،)40-60%‬کربوهیدراتها(‪ )25-50%‬و روغن و چربی ها‬ ‫(‪ )8-12%‬می باشد‪.‬اوره ترکیب آلی دیگری است که در فاضالب تازه وجود دارد‪.‬از آنجایی که‬ ‫اوره به سرعت تجزیه میشود‪ ،‬به ندرت در جایی غیر از فاضالب تازه یافت می شود‪.‬عالوه بر‬ ‫پروتئیها‪ ،‬کربوهیدارتها‪ ،‬روغن و چربی ها و اوره فاضالب حاوی مقادیر کمی از تعداد زیادی از‬ ‫مولکولهای آلی مصنوعی با ساختار پیچیده تا بسیار پیچیده می باشد‪.‬‬  ‫اندازه گیری کل مواد آلی‬ ‫معموالا روشهای مورد استفاده برای اندازه گیری مجموعه مواد آلی به دو دسته تقسیم می شوند‪:‬‬ ‫‪)1‬روش های مورد استفاده برای اندازه گیری غلظت بیشتر از ‪1 mg/l‬‬ ‫‪)2‬روش های مورد استفاده برای اندازه گیری غلظت کمتر از ‪1 mg/l‬‬ ‫روش های ازمایشگاهی که معموال برای تعیین غلظت های باالی مواد الی (بیشتر از‪ ) 1 mg/l‬به کار می روند‬ ‫عبارتند از ‪:‬‬ ‫ اکسیژن مورد نیاز بیو شیمیایی (‪) BOD‬‬ ‫ اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (‪) COD‬‬ ‫ کل کربن الی ( ‪)TOC‬‬ ‫مکمل تست های ازمایشگاهی مذکور‪ ،‬پارامتر اکسیژن مورد نیاز تئوریکی (‪ ) ThOD‬است که به وسیله ی فرمول‬ ‫شیمیایی مواد الی تعیین میشود‪.‬‬ ‫مواد الی در محدوده ‪ 1‬میکرو گرم در لیتر تا ‪ 1‬پیکو گرم در لیتر با استفاده از روش های دستگاهی مانند‬ ‫کروماتوگرافی گازی و اسپکتروسکوپی جرمی و ‪...‬تعیین میشوند‪.‬‬