تصفیه فاضلاب بهداشتی

پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی دستگاهی است که دارای کلیه تجهیزات و مخازن مورد نیاز جهت انجام فرآیند تصفیه فاضلاب بهداشتی می باشد.

از این پکیج می توان برای تصفیه فاضلاب های بهداشتی در ظرفیت های کوچک استفاده نمود چرا که در چنین مواردی ساخت تصفیه خانه‌های متعارف (بتنی) باعث افزایش زمان ساخت و مشکلات ساخت و بهره برداری از سیستم می گردد.

در این پکیج ها کلیه مخازن، واحدها و تجهیزات مورد نیاز سیستم تصفیه در یک واحد مجتمع شده و سیستم را قادر می‌سازد که بطور مستقل عملیات تصفیه فاضلاب را به انجام برساند.

    همچنین این پکیج‌ ها را می توان در کارگاه‌های مجهز ساخته و در محل پروژه نصب نمود و بدین ترتیب ضمن ارتقاء کیفیت ساخت می توان زمان مورد نیاز اجرای پروژه را به حداقل رساند. این پکیج ها قادر هستند که انواع فاضلاب های بهداشتی را مطابق استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست ایران تصفیه نموده و از آنها جهت مصارف کشاورزی و آبیاری فضای سبز، تخلیه به آب های سطحی (رودخانه) و یا دفع در چاه جذبی  استفاده نمود.

همچنین با نصب واحدهای تصفیه تکمیلی می توان پساب خروجی تصفیه فاضلاب را برای استفاده مجدد و بازچرخانی آب تصفیه و آماده سازی کرد.

به دلیل مزایای متعدد پکیج تصفیه فاضلاب، امروزه در کشور ما بطور گسترده‌ای از آنها برای تصفیه انوع فاضلاب های بهداشتی- انسانی استفاده می گردد.

مزایای پکیج تصفیه فاضلاب

1- کارایی بسیار بالا در تصفیه فاضلاب مطابق استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست

2- برخورداری از کلیه تجهیزات و سیستم های مورد نیاز تصفیه و عدم نیاز به هیچ گونه لوازم و تجهیزات جانبی دیگر

3- سرعت بالا در ساخت و نصب و راه اندازی

4- پرتابل بودن و امکان جابجایی پکیج حتی پس از نصب و راه اندازی

5- امکان بهره برداری ساده و کم هزینه از پکیج

6- فراوانی کلیه لوازم یدکی پکیج و هزینه کم تعمیر و نگهداری از سیستم

7- سهولت ارتقاء ظرفیت پکیج و اعمال هرگونه تغییر حتی در زمان بهره برداری

8- عدم امکان تولید بوی نامطبوع به سبب کارکرد مداوم سیستم‌های هوادهی

9- امکان ساخت در تمامی ابعاد دلخواه با توجه به فضای در دسترس

10- سازگاری با آب و هوای اغلب مناطق کشور

11- عدم نیاز به انجام عملیات ساختمانی قابل توجه در محل اجرای پروژه

اجزای پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

هر پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی از مجموعه ای از مخازن و تجهیزات تشکیل شده است که مطابق با فرآیند تصفیه مورد نظر طراحی و ساخته و نصب شده اند.

به عبارت دیگر با توجه به نوع فاضلاب، ابتدا فرایند مورد نیاز برای تصفیه انتخاب شده و سپس براساس این فرآیند واحدهای مختلف آن طراحی و اجرا می گردد. هر واحد شامل یک یا چند مخزن جهت انجام واکنش ها و همچنین تعدادی تجهیزات مکانیکال، الکترومکانیکال و ابزار دقیق است.

جنس پکیج

پکیج های تصفیه فاضلاب بهداشتی معمولا از جنس فلزی، پلی اتیلنی یا کامپوزیتی هستند. هریک از این پکیج ها دارای مزایا و معایبی هستند که نسبت به شرایط هر پروژه از یکی از آن ها استفاده می شود.

پکیج فلزی تصفیه فاضلاب

در کشور ما بیشترین تعداد پکیج های تصفیه فاضلاب از نوع فلزی هستند. بدنه این پکیج ها از کربن استیل (فولاد ST37) با پوشش اپوکسی ساخته شده است. مهم ترین مزایای استفاده از این پکیج عبارتند از:

1.  سهولت دسترسی به کلیه مخازن به علت امکان ساخت آن ها بصورت مخازن مکعبی و شرایط کاملا روباز آن ها
2.  امکان نصب بر روی زمین بدون نیاز به ساختمان مسقف یا سایبان
3. مقاومت بالا در برابر فشار آب و نیروهای خارجی
4. امکان هماهنگ سازی شرایط ظاهری پکیج با محیط اطراف
5. امکان جابجایی پکیج بدون نیاز به تخریب با هر نوع عملیات ساختمانی دیگر

هم اکنون شرکت لوتوس پکیج های فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی را با فرآیندهای هوادهی گسترده، SBR، IFAS، A2O و Bardenpho ساخته و عرضه می نماید.

همچنین برای آشنایی بیشتر با هر یک از این پکیج ها و دریافت مشخصات فنی آن ها به لینک های زیر مراجعه فرمایید.

– پکیج فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS)

– پکیج فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش SBR

– پکیج فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش IFAS

– پکیج فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش A2O

پکیج پلی اتیلنی تصفیه فاضلاب

با توجه به پيشرفت های صورت گرفته در ساخت مواد و همچنين مزاياي ويژه پلي‌ اتيلن، استفاده از آن در ساخت پكيج‌ هاي تصفيه فاضلاب به سرعت درحال گسترش است. مهم ترين مزاياي پكيج هاي پلی اتيلني عبارتند از:
1- مقاومت بسياربالا در مقايل خوردگي، رطوبت و شرايط بد آب و هوايي
2- پرتابل بودن و سهولت جابجايی پكيج حتي پس از نصب و راه‌اندازی به دليل سبكی وزن
3- امكان ساخت بصورت دفنی در مكان‌های با محدوديت جا
4- سرعت بالا در ساخت و راه‌اندازی پكيج
5- امكان ساخت براساس شرايط و محدوديت‌های هر پروژه
6- سازگاري با هر نوع شرايط آب و هوايی در ايران

فرآیند تصفیه فاضلاب

هر پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی دارای یک فرآیند مشخص برای انجام عملیات تصفیه است. در تصویر مقابل نمونه از یک فرآیند تصفیه فاضلاب بهداشتی نشان داده شده است. انتخاب این فرآیند به عوامل مختلفی بستگی دارد که برخی از آن ها عبارتند از:

• نوع فاضلاب از نظر بهداشتی یا صنعتی بودن
• کیفیت فاضلاب از نظر غلظت مواد آلاینده در آن
• حجم فاضلاب و ظرفیت مورد نیاز تصفیه
• استاندارد یا مشخصاتی که فاضلاب باید مطابق آن تصفیه شود
• هزینه ساخت و نصب و راه اندازی پکیج تصفیه فاضلاب
• هزینه دوره بهره برداری شامل مصرف انرژی و مواد شیمیایی مورد نیاز
• سهولت بهره برداری و نگهداری از پکیج تصفیه فاضلاب

عملیات تصفیه در پکیج فاضلاب بهداشتی

کیفیت فاضلاب بهداشتی در محدوده مشخصی قرار دارد لکن برای تصفیه فاضلاب بهداشتی فرآیندهای بسیار زیادی طراحی و به کار گرفته شده اند و هر یک از این فرآیند ها دارای مزایا و معایب مخصوص به خود هستند.

با توجه به تجربیات داخلی و خارجی لوتوس پکیج های فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی خود را براساس چهار فرآیند ((لجن فعال با هوادهی گسترده یا همان EAAS)) و  IFAS و A2O  و ((SBR)) طراحی و ارائه می نماید. هرکدام از این نوع پکیج ها متناسب با شرایط هر پروژه طراحی و ساخته خواهد شد.

فرآیند IFAS در پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

اگر به علت کمبود فضای در دسترس امکان استفاده از دیگر انواع پکیج های تصفیه فاضلاب مانند لجن فعال با هوادهی گسترده وجود نداشته باشد، می توان از پکیج IFAS استفاده نمود. در این نوع پکیج به علت استفاده از بسترهای شناور (مدیا) حجم مخزن هوادهی بسیار کاهش یافته بدین ترتیب ابعاد کلی پکیج بطور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا خواهد کرد.

نوعی فرآیند لجن فعال است که در آن علاوه بر رشد معلق، باکتری ها می توانند با چسبیدن بر روی یک سطح (مدیا) رشد چسبیده نیز داشته باشند. به همین دلیل به فرآیند IFAS فرآیند دوگانه نیز گفته می شود چراکه در این سیستم هم رشد معلق و هم رشد چسبیده صورت می پذیرد.
مدیاها معمولا از قطعات اسفنجی یا مواد پلاستیکی ساخته می شوند که دارای چگالی نزدیک به آب هستند که به آن ها ((مدیا)) یا ((حامل بیوفیلم )) یا ((آکنه)) گفته می شود. چگالی آن ها در محدوده 98/0 – 95/0 گرم بر سانتی متر مکعب بوده بطوریکه به راحتی امکان غوطه ور شدن در فاضلاب را دارند.

نیروی لازم جهت اختلاط و غوطه وری این مدیا ها توسط سیستم هوا دهی عمقی یا همزن های مکانیکی تأمین می شود. البته برخی از مدیا ها در ابعاد بزرگ ساخته می شوند بطوریکه این قطعات را می توان در مخزن هوا دهی بصورت ثابت نصب کرد که به آن ها مدیاهای ثابت گفته می شود. در شکل زیر فلو دیاگرام فرآیند IFAS با مدیاهای پلاستیکی غوطه ور نشان داده شده است.

در عمل بیشتر از مدیا های پلاستیکی غوطه ور استفاده می شود. این مدیا ها در شکل ها و ابعاد مختلفی ساخته می شوند اما معمولا ابعاد آن ها 50 – 5 میلیمتر است. در شکل 4-14 انواع مختلفی از این مدیاها نشان داده شده است.
غلظت توده بیولوژیکی (MLSS) در فرآیند لجن فعال معمولا 5000-1000 گرم بر متر مکعب است. این درحالی است که مقدار توده بیولوژیکی در مدیا ها 20000-10000 گرم در مترمکعب می باشد.

بنابراین چنانچه بخشی از مخزن هوا دهی با مدیاها پر شود، غلظت توده بیولوژیکی در واحد حجم مخزن هوا دهی قابل افزایش بوده و بدین ترتیب می توان حجم مخزن هوا دهی را کوچک تر کرد.
از همین رو از فرآیند IFAS بیشتر در مواردی استفاده می شود که به سبب کمبود فضا امکان ساخت مخازن هوا دهی بزرگ وجود نداشته باشد. همچنین در مواردی که بخواهیم ظرفیت واحد هوا دهی یک سیستم تصفیه موجود را افزایش داد می توان از این فرآیند استفاده نمود.

در این حالت متناسب با مقدار افزایش ظرفیت مورد نظر، بخشی از مخزن هوا دهی با مدیا پر شده و بدین ترتیب بدون نیاز به افزایش حجم مخزن هوا دهی، ظرفیت تصفیه سیستم افزایش خواهد یافت. در فرآیند IFAS معمولا 60-20 درصد از مخزن هوا دهی با مدیا پر می شود که با افزایش غلظت MLSS، حجم مخزن هوا دهی تا 40 درصد حجم اولیه قابل کاهش است.
همزمان با رشد باکتری ها بر روی سطح مدیا، ضخامت لایه بیولوژیکی افزایش می یابد به گونه ای که به تدریج اکسیژن کافی با باکتری های واقع در لایه های زیرین نمی رسد. همین مسئله باعث ایجاد شرایط آنوکسیک شده و امکان حذف بیولوژیکی ازت را فراهم می سازد که یکی از مزایای فرآیند IFAS است.

این درحالی است که در فرآیند لجن فعال به سبب وجود اکسیژن کافی در تمام مخزن هوا دهی به علت عدم ایجاد شرایط آنوکسیک امکان حذف ازت وجود ندارد.
همچنین می توان با اضافه کردن یک واحدا آنوکسیک مستقل در قبل یا بعد از مخزن هوا دهی، راندمان حذف نیتروژن را بصورت قابل ملاحظه ای افزایش داد. در شکل 4-15 فرآیند IFAS همراه با یک واحد آنوکسیک در قبل از واحد هوادهی نشان داده شده است.

بر این اساس، مهم ترین مزایای فرآیند IFAS عبارتند از:

1- کاهش حجم مخزن هوا دهی و در نتیجه کاهش فضای مورد نیاز سیستم تصفیه
2- امکان افزایش ظرفیت و ارتقای سیستم های تصفیه فاضلاب موجود بدون افزایش حجم مخزن هوا دهی
3- مقاومت بالای سیستم در برابر شوک های وارده به علت غلظت بالای لجن در مخزن هوا دهی
4- امکان حذف ازت در مخزن هوا دهی بدون نیاز به تهیه و ساخت واحدهای اضافی دیگر
5- امکان افزایش غلظت لجن در مخزن هوا دهی (MLSS) بدون افزایش بار بر واحد ته نشینی ثانویه
6- امکان کنترل نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون با تنظیم مقدار اکسیژن محلول (DO)

با توجه به پيشرفت های صورت گرفته در ساخت مواد و همچنين مزاياي ويژه پلی اتيلن، استفاده از آن در ساخت پكيج های تصفيه فاضلاب بهداشتی-انسانی به سرعت درحال گسترش است. مهم ترين مزاياي پكيج هاي پلی اتيلنی عبارتند از:
1- مقاومت بسيار بالا در مقايل خوردگي، رطوبت و شرايط بد آب و هوايی
2- پرتابل بودن و سهولت جابجايی پكيج حتي پس از نصب و راه‌اندازی به دليل سبكی وزن
3- امكان ساخت بصورت دفني در مكان‌های با محدوديت جا
4- سرعت بالا در ساخت و راه‌اندازی پكيج
5- امكان ساخت براساس شرايط و محدوديت های هر پروژه
6- سازگاری با هر نوع شرايط آب و هوايی در ايران

واحد های اصلی پکیج

واحد های اصلی پکیج های پلی اتیلنی تصفیه فاضلاب بهداشتی عبارتند از:

1- آشغالگیری
2- هوادهی
3- ته نشینی
4- کلرزنی
5- هاضم لجن

فرآیند تصفیه فاضلاب در شرکت مهندسی لوتوس

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 واحد های اصلی این پکیج ها عبارتند از: آشغالگیر، مخزن هوا دهی، مخزن ته نشینی، مخزن کلر زنی، هاضم لجن و تابلو برق. در شکل زیر فلودیاگرام جریان تصفیه فاضلاب در فرآیند لجن فعال با هوا دهی گسترده نشان داده شده است.

در فرآیند لجن فعال فاضلاب ابتدا وارد یک مخزن هوا دهی (واکنش) می شود. در این مخزن فاضلاب در مجاورت و دسترس باکتری ها قرار می گیرد. 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 هوا دهی مخلوط فاضلاب و میکروارگانیسم ها وارد مخزن ته نشینی ثانویه می شوند. در این مخزن برخی فعالیت های 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 میکرو ارگانیسم ها و باکتری های موثر در تصفیه فاضلاب است، به مخزن هوا دهی 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 باکتری ها) 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 هوا دهی
2. مخزن ته نشینی ثانویه
3. سیستم برگشت لجن فعال

از نظر سیستم رشد میکرو ارگانیسم ها فرآیند لجن فعال از نوع رشد معلق می باشد چرا که لخته های ناشی از توده باکتری ها و میکرو ارگانیسم ها در فضای مخزن هوا دهی معلق بوده و دائما در حال حرکت هستند.

فرآیند لجن فعال با هوا دهی گسترده نوعی اصلاح شده از فرآیند لجن فعال متعارفی است. در این 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 هوا دهی 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.

در واقع طی این فرآیند تصفیه فاضلاب و بخش عمده ای از عملیات هضم لجن بصورت همزمان انجام می گردد.

مزایای فرآیند لجن فعال با هوا دهی 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 ظرفیت های 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 این پکیج ها اعمال می گردد. از این پکیج ها می توان در تصفیه فاضلاب بهداشتی واحد های مسکونی، ساختمان های اداری، کارگاه ها و کارخانجات، هتل ها و مراکز اقامتی و تفریحی، رستوران ها و کمپ های کارگری استفاده نمود.

پساب خروجی این پکیج 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 آب های سطحی استفاده نمود.

سوالات متدوال

1. پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی چیست و چه کاربردی دارد؟ پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی یک سیستم پیش‌ساخته است که تمام واحدهای تصفیه را در یک دستگاه جمع کرده و برای تصفیه فاضلاب انسانی در ظرفیت‌های کوچک و متوسط به‌کار می‌رود.
2. این پکیج‌ها از چه موادی ساخته می‌شوند؟ پکیج‌ها معمولاً از سه جنس فلزی، پلی‌اتیلنی و کامپوزیتی ساخته می‌شوند و هرکدام بسته به شرایط پروژه مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند.
3. مزیت استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب نسبت به تصفیه‌ خانه بتنی چیست؟ نصب سریع، هزینه کمتر، قابلیت جابجایی، عدم نیاز به ساخت‌وساز سنگین، بهره‌برداری ساده و امکان ارتقای ظرفیت در آینده از مهم‌ ترین مزایای این پکیج‌ هاست.
4. خروجی پکیج تصفیه فاضلاب برای چه مصارفی قابل استفاده است ؟ پساب خروجی مطابق استاندارد محیط زیست بوده و می‌تواند برای آبیاری فضای سبز، مصارف کشاورزی، تخلیه به چاه جذبی یا رودخانه‌ها استفاده شود.