تصفیه خانه بتنی فاضلاب بهداشتی

      به منظور تصفیه فاضلاب بهداشتی در اجتماعات بزرگ که فاضلاب تولیدی روزانه آنها بیش از 100 مترمکعب است، معمولا از تصفیه خانه های بتنی استفاده می­شود. چرا که در چنین مواردی هزینه ساخت و بهره برداری از سیستم تصفیه به شدت کاهش می یابد. به علاوه در چنین مواردی معمولا محل تصفیه خانه از قبل پیش بینی شده و نیاز به امکان جابجایی آن در آینده نیست.

     در ظرفیتهای 100-60 مترمکعب در شبانه روز هزینه ساخت پکیج های تصفیه با تصفیه خانه های بتنی نزدیک به هم است. اما با افزایش بیشتر ظرفیت هزینه ساخت تصفیه خانه های بتنی نسبت به سیستم های فلزی یا پلی اتیلنی یا کامپوزیتی به شدت کاهش می یابد.

    دوام بیشتر بتن نسبت به فولاد نیز مزیت مهم دیگری است که در برخی پروژه ها باعث انتخاب تصفیه خانه های بتنی می شود. برخی از مهمترین مزایای تصفیه خانه های بتنی نسبت به سیستمهای فلزی عبارتند از:

     1- هزینه ساخت کمتر در ظرفیتهای بیش از 60 مترمکعب در شبانه روز

     2- دوام بیشتر به جهت مقاومت بیشتر در برابر خوردگی

     3- امکان ساخت تصفیه خانه بصورت مدفون

     4- حفظ دمای فاضلاب در مناطق سرد به سبب تبادل حرارتی کمتر

 

     با توجه به تجربيات داخلي و خارجی در كارايی روش لجن فعال معمولا یکی از انواع این فرآیند براي طراحی و ساخت تصفيه خانه های فاضلاب بهداشتی- انسانی بکاربرده می‌شود. بطوریکه در ظرفیتهای کمتر از 1000 مترمکعب درشبانه روز از فرآیند هوادهی گسترده و در ظرفیتهای بیشتر معمولا از فرآیند لجن فعال متعارفی استفاده می گردد. این انتخاب به علت هزینه های مربوط به سیستمهای دفع و پردازش لجن بیولوژیکی است. براين اساس واحدهای اصلی اين تصفیه خانه ها عبارتند از: آشغالگير، مخزن هوادهی، مخزن ته‌نشينی، مخزن كلرزنی و هاضم لجن.

    البته با توجه به شرايط هر پروژه تغييرات لازم بر روی اين واحدها اعمال می‌گردد. پساب خروجی اين تصفیه خانه ها با استانداردهای سازمان حفاظت محيط زيست مطابقت داشته و با توجه به طراحی، از آن مي‌توان برای مصارف كشاورزی و آبياری فضای سبز يا تخليه به چاه جاذب و يا تخليه به آبهای سطحی استفاده نمود.

 

طرح سازه ای

    طراحی سازه ای مخازن بتنی تصفیه خانه ها براساس نشریه 123 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور به انجام می رسد. مطابق این نشریه کلیه بارهای استاتیکی و دینامیکی از قبیل فشاراستاتیکی فاضلاب، فشار دینامیکی فاضلاب در زمان زلزله، فشار استاتیکی خاک، فشار ناشی از لرزش دیوارها در هنگام زلزله، تغییرات درجه حرارت و ... بر روی سازه اعمال خواهد شد.

    تحلیل براساس ترکیب بارهای متعدد و طراحی برای هم حالت مقاومت نهایی و هم حالت بهره برداری به انجام می رسد. آیین نامه مورد استفاده در این بخش مبحث نهم مقررات ملی (آبا) است.

    براساس استانداردهای بین المللی و داخلی موجود، برای ساخت تصفیه خانه های بتنی از بتن رده C40 با مقاومت مشخصه حدود 400 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع استفاده می شود. حداقل عیار سیمان در این بتن ها 375 کیلوگرم بر مترمکعب و حداکثر نسبت آب به سیمان معادل 0/4 می باشد.

  مهمترین مزایای تصفیه خانه های بتنی فاضلاب بهداشتی عبارتند از:

1- هزینه بسیار کمتر آنها در ظرفیتهای بیش از 100 مترمکعب در شبانه روز

2- طول عمر بسیار بیشتر نسبت به سیستم های فلزی

3- امکان دفن تصفیه خانه در زمین به سبب مقاومت سازه ای بالا

 

 

فرآیند تصفیه فاضلاب

   با توجه به تجربیات داخلی و خارجی در کارایی روش لجن فعال با هوادهی گسترده، لوتوس از این روش برای طراحی و ساخت پکیج های تصفیه فاضلاب بهداشتی – انسانی خود استفاده می کند. بر این اساس واحدهای اصلی تصفیه خانه عبارتند از: آشغالگیر، مخزن هوادهی، مخزن ته نشینی، مخزن کلرزنی، هاضم لجن و تابلو برق. برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده می توانید به اینجا مراجعه فرمایید. همچنین در شکل زیر فلودیاگرام جریان تصفیه فاضلاب در فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده نشان داده شده است.

    همانطور که در شکل مقابل نشان داده شده است در فرآیند لجن فعال فاضلاب ابتدا وارد یک مخزن هوادهی (واکنش) می شود. در این مخزن فاضلاب در مجاورت و دسترس باکتری ها قرار میگیرد. باکتری ها با استفاده از اکسیژن تزریق شده و انجام فعالیت های بیولوژیکی خود، مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه کرده و به داخل بدن خود جذب می کنند. جذب مواد آلی به داخل باکتری سبب حذف مواد آلی از جریان فاضلاب و تصفیه آن می گردد. باکتری ها بخشی از این مواد غذایی را بصورت انرژی به مصرف خود رسانده و بخشی دیگر را برای تکثیر و تولید باکتری های جدید مورد استفاده قرار می دهند.

    پس از فرآیند جذب و تجربه مواد در مخزن هوادهی مخلوط فاضلاب و میکروارگانیسم ها وارد مخزن ته نشینی ثانویه می شوند. در این مخزن برخی فعالیتهای بیولوژیکی سبب چسبیدن میکروارگانیسم ها و باکتری ها به یکدیگر و ایجاد لخته می شود. این لخته ها به سبب وزن مخصوص بیشتر از آب به سمت پایین حرکت کرده و به تدریج در کف مخزن ته نشین شده و لجن بیولوژیکی را تشکیل می دهند. در این مرحله این لجن که حاوی مقادیر بسیار زیادی از میکروارگانیسم ها و باکتری های موثر در تصفیه فاضلاب است، به مخزن هوادهی برای ادامه فرآیند برگشت داده می شود که به آن ((لجن فعال برگشتی)) گفته می شود. در واقع نام ((لجن فعال)) به سبب همین فعالیت دائم لجن (توده میکروارگانیسم و باکتریها) در این فرآیند می باشد. بخش دیگر لجن نیز که مازاد بر نیاز تصفیه است از سیستم دفع می گردد.

بر این اساس می توان گفت که هر فرآیند لجن فعال از سه جزء اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:

1- مخزن هوادهی

2- مخزن ته نشینی ثانویه

3- سیستم برگشت لجن فعال

     در شکل مقابل تصویری از یک مخزن هوادهی تصفیه خانه بتنی فاضلاب بهداشتی دیده می شود.

 از نظر سیستم رشد میکروارگانیسم ها فرآیند لجن فعال از نوع رشد معلق می باشد چرا که لخته های ناشی از توده باکتری ها و میکروارگانیسم ها در فضای مخزن هوادهی معلق بوده و دائماً در حال حرکت هستند

 فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده نوعی اصلاح شده از فرآیند لجن فعال متعارفی است. دراین فرآیند مخزن ته نشینی اولیه حذف شده و با افزایش زمان ماند و کاستن از مقدار بارگذاری آلی سیستم، مقدار لجن تولیدی به صورت قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. این تغییر باعث می شود که حجم مخزن هوادهی حدود 2 تا 4 برابر بیشتر از فرآیند لجن فعال متعارفی باشد که بدین سبب مقاومت سیستم نسبت به تغییرات کیفی و کمی فاضلاب ورودی افزایش می یابد. همچنین زمان ماند بالا در این فرآیند باعث می شود که حجم لجن مازاد به مقدار قابل ملاحظه ای از فرآیند لجن فعال متعارفی کمتر باشد. درواقع طی این فرآیند تصفیه فاضلاب و بخش عمده ای از عملیات هضم لجن بصورت همزمان انجام می گردد.

  مزایای فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده نسبت به لجن فعال متعارفی عبارتند از:

1- به علت بالا بودن سن لجن و نسبت F/M پایین، لجن بسیار کمتری تولید می شود.

2- چون در این فرآیند حجم مخزن هوادهی بزرگتر می شود، تغییرات و نوسانات کیفیت فاضلاب ورودی تأثیر کمتری بر روی سیستم داشته و مقاومت سیستم نسبت به این تغییرات بیشتر خواهد بود.

3- به دلیل مقاومت بیشتر در برابر تغییرات ناگهانی در کیفیت و مقدار فاضلاب ورودی برای استفاده از جوامع و ظرفیتهای کوچک به خصوص پکیج های تصفیه بسیار مناسب است.

4- در این فرآیند عملیات هضم لجن نیز به انجام رسیده و مانند فرآیند لجن فعال متعارفی نیازی به تأسیسات اضافی برای هضم جداگانه لجن وجود ندارد

  البته با توجه به شرایط هر پروژه تغییرات لازم بر روی جزئیات تصفیه خانه اعمال می گردد. از این تصفیه خانه ها می توان در تصفیه فاضلاب بهداشتی مجتمع و شهرک های مسکونی، کارخانجات و مراکز اقامتی و تفریحی بزرگ استفاده نمود. پساب خروجی این تصفیه خانه ها با استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست مطابقت داشته و با توجه به طراحی از آن می توان برای مصارف کشاورزی و آبیاری فضای سبز یا تخلیه به چاه جاذب و یا تخلیه به آبهای سطحی استفاده نمود.