سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
مديريت پسابهابه روش حمام شيخ بهايي و تصفيه فاضلاب در مبدا منازل
۱۳۹۰/۰۵/۱۷
1:40
|
اولين روش دفع فاضلاب به صورت كاتاليزاسيون در نقاط مختلف جهان ديده مي‌شود. در اين رابطه آثاري در هند با قدمت 7000 ساله به عنوان فاضلابرو به دست آمده است و نيز در شهرهاي قديمي نظير بابل و نينوا و يا همين طور در شهرهايي از کشورهاي باستاني نظير يونان و روم قديم آثار فاضلابروها مربوط به 2000 سال پيش از ميلاد ديده شده است. تا حدود يكصد سال پيش گندابروها به ويژه كانالهاي فرعي فاضلاب به صورت روباز ساخته مي‌شدند. نخست پس از آشكار شدن اثر اين قبيل كانالها در بخش بيماريهاي واگير كوشش بعمل آمد كه تمام گندابروها و فاضلابروها در زيرزمين ساخته شوند. قرار گرفتن فاضلابروها در زير زمين موجب شد كه در پائين رفتن سطح آب زير زميني تاثير نيكويي بنمايد و اين خاصيت نيز جزو محاسن ايجاد شبكه‌هاي جمع آوري فاضلاب قرار گيرد. در كشورمان تا همين اواخر و حتي در حال حاضر در بعضي از شهرها دفع فاضلاب به دو شكل انجام مي‌گيرد، در روش اول در شهرهايي كه عمق آب زيرزميني زياد و نفوذ پذيري زمين نيز نسبتا زياد بود از چاههاي جذبي فاضلاب سود برده مي‌شد و اين روش هنوز هم در بسياري از شهرهاي ايران مورد استفاده است.
روش دوم مربوط به شهرهايي است كه با آب زيرزميني بالا قرار گرفته و يا خاك از نفوذ پذيري مناسب برخوردار نيست در اين گونه شهرها از شيب طبيعي استفاده مي‌شد و با ايجاد زهكشي و يا كانال فاضلاب به خارج شهر هدايت مي‌شده است و يا از وجود آبهاي سطحي نظير رودخانه بهره گرفته و فاضلاب از محيط شهر دور مي‌شده است.
در جهاني كه ما در آن زندگي مي‌كنيم بعلت محدوديت منابع، اهميت جمع‌آوري فاضلاب بر كسي پوشيده نيست. زيرا با بزرگ شدن شهرها و افزايش جمعيت آنها از يك سو و گسترش صنايع و كارخانه‌ها از سوي ديگر مسئله آلودگي محيط زيست روز به روز اهميت بيشتري پيدا مي‌كند. با گسترش زندگي ماشيني و به علت توجه نكردن افراد به منافع همگان هر روز انواع بيشتري از آلودگي محيط زيست زندگي انسان و محيط را ناسالم تر و زيستن آنها را در معرض خطر جدي‌تر قرار مي‌دهد. هواي آلوده به گازهاي سمي آبهاي آلوده به مواد بيماريزا و بالاخره صداهاي بلند و ناهنجار همگي زندگي موجودات زنده را در كره زمين با مشكل مواجه كرده‌اند. خوشبختانه در صورتيكه فرهنگ همگاني بالا رفته قوانين موجود بر اثر حفاظت محيط زيست اجرا شده و بسته به نياز محيط، قوانين تازه‌اي به آنها افزوده گردد مي‌توان اميدوار بود كه مشكل قابل حل باشد. فاضلابها به علت مواد زايدي كه در خود دارند جزء آلوده كننده‌هاي محيط زيست به شمار مي‌روند و بايد آنها را جمع‌آوري نمود و نخست آنها را پايش و تصفيه كرد و بعد از آن آب را به چرخه خود در طبيعت برگرداند.
بدين منظور در طي اين مقاله نسبت به معرفي حمام شيخ بهايي، نمونه صنعتي تصفيه فاضلاب شيخ بهايي با نام تجاري ايمهاف تانک اقدام خواهد شد.
در حدود يكصد سال پيش كه رابطه‌اي بين اثر باكتريها و ميكروب‌هاي بيماريزا در واگيري و شيوع بيماريها آشكار گشت انسان به فكر پاكسازي آبهاي آلوده افتاد. به عبارت ديگر تصفيه فاضلاب در روند امروزي خود بيشتر در اثر پيشرفت علم زيست شناسي و پزشكي به وجود‌آمده است. پرداختن و توجه به اين فن از آنجا شروع شد كه به تدريج براي جلوگيري از آلوده شدن منابع طبيعي و به ويژه رودخانه‌ها ورود فاضلاب به اين منابع ممنوع اعلام گرديد. اين جلوگيري‌ها نياز به تصفيه فاضلاب و تكامل روشهاي آن را ايجاب نمود با گذشت زمان و بويژه پس از جنگ جهاني دوم در نتيجه توسعه شهرها و منابع خطر آلودگي محيط زيست و در نتيجه نياز به تصفيه فاضلاب با شدت بي سابقه‌اي افزايش يافت و همزمان با آن روشهاي بسياري براي تصفيه فاضلاب پيشنهاد و به كار گرفته شد.
در تكامل فن تصفيه فاضلاب از نظر زماني روشهاي طبيعي جزو قديمي ترين روش‌هايي هستند كه براي تصفيه بكار گرفته شده اند. به ويژه استفاده از فاضلاب براي آبياري كشاورزي به علت خاصيت كودي آن در يكصد سال پيش تاكنون در كشورهاي اروپايي متداول بوده است.
در ايران از زمان‌هاي بسيار دوري لجن بدست آمده از چاههاي جذب كننده فاضلاب به عنوان كود كشاورزي بكار گرفته مي‌شده است ولي در تمام اين روشها بيشتر تكيه بر بازيابي از مواد كودي فاضلاب بوده است و نه تصفيه آن، از ده‌ها سال پيش تا كنون درياچه‌هاي تثبيت فاضلاب در كشورهاي اروپايي مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
اهداف تصفيه فاضلاب
در تصفيه فاضلاب هدفهاي زير مد نظر مي‌باشد:
الف- تامين شرايط بهداشتي براي زندگي مردم
فاضلابهاي شهري هميشه داراي ميكروب‌هاي گوناگوني مي‌باشند كه قسمتي از آنها را ميكروب‌هاي بيماريزا تشكيل مي‌دهند. ورود فاضلاب تصفيه نشده به محيط كشت و منبع‌هاي طبيعي آب چه آنهايي كه روي زمين و چه آنهايي كه در زير زمين قرار دارند موجب آلوده شدن اين منابع به ميكروب‌هاي بيماريزا مي‌گردد و در اثر تماس با اين منابع خطر گسترش اين بيماريها بين مردم به وجود مي‌آيد.
ب- پاك نگهداري محيط زيست
وارد نمودن فاضلابهاي تصفيه نشده به محيط زيست موجب آلودگي اين محيط شده كه علاوه بر خطرهاي مستقيمي كه براي بهداشت مردم دارد نتايجي ديگر از قبيل مناظر زشت، بوهاي ناخوشايند و سرانجام توليد حشرات بخصوص مگس و پشه به همراه دارد. اين حشرات خود وسيله‌اي براي جابجا شدن ميكروب‌هاي بيماريزا و آلوده سازي محيط زيست با اين ميكروب‌ها مي‌باشد.
ج- بازيابي فاضلاب
بازيابي فاضلاب و با توجه به اينكه مقدار نمكهاي معدني محلول در فاضلاب به مراتب كمتر از آب درياهاي آزاد مي‌باشد و فاضلاب جزوء آبهاي شيرين ولي آلوده به حساب مي‌آيد استفاده دوباره از فاضلابهاي تصفيه شده به جاي آب شيرين جهت آبياري كشاورزي به مراتب ارزانتر از شيرين سازي آب درياهاي شور مي‌باشد. اين مسئله در ايران كه در بسياري از نقاط آن مردم با كمبود آب شيرين مواجه هستند مي‌تواند در مصرف آب شيرين مورد استفاده در آبياري كشاورزي صرفه جويي نمايد. كاربرد دوباره فاضلاب تصفيه شده جهت آبياري كشاورزي علاوه بر صرفه جويي در مصرف آب شيرين به علت وجود مواد كودي كه در فاضلاب تصفيه شده مي‌تواند منبع غذايي خوبي براي گياهان و تقويت زمين كشتزارها گردد.
ماهيت فاضلاب
فاضلابها اساسا" داراي طبيعتي آلي هستند كه شامل كربن، نيتروژن، فسفر، و نيز غلظت نسبتا" بالايي از ميكروارگانيسم ها مي باشند كه به آساني قابل تجزيه بوده و اين تجزيه حتي هنگامي كه فاضلاب ها در شبكه جمع آوري جريان دارند صورت مي گيرد. فاضلاب تازه، مايع كدر خاكستري رنگي است كه علاوه بر مواد شيميايي شامل مواد معلق، شناور و نيز مواد جامد كلوئيدي به همراه آلوده كننده هاي ديگري است كه بصورت محلول مي باشند.
فاضلاب ها معمولا با افزودن اكسيژن مورد نياز تصفيه مي گردند و در اين حالت باكتريها خواهند توانست فاضلاب را بعنوان غذا مورد استفاده قرار دهند.
اما بعلت پيچيدگي فاضلاب هاي خانگي، تجزيه و تحليل كامل آن بصورت فوق ميسر نيست، لذا بايد بدنبال روش كامل تري بود كه موجب كاهش گسترش بيماريهاي عفوني ناشي از وجود ميكروارگانيسم هاي بيماريزا و جلوگيري از آلودگي آبهاي سطحي و زيرزميني باشد.
رشد و تكثير باكتريها:
باكتريها در محيطي مي توانند رشد و تكثير نمايند كه:
1.به مقدار كافي مواد مغذي در دسترس داشته باشند.
2.تركيبات و مواد سمي در آن محيط حضور نداشته باشد.
3.خود محيط رشد، مناسب باشد.
علاوه بر موارد فوق، عوامل محيطي كه از اهميت خاصي براي رشد و تكثير باكتريها برخوردار هستند، عبارتند از:
1.حدود خنثي براي PH
2.درجه حرارت
3.حضور غلظت اكسيژن محلول حدود 2-1 ميلي گرم در ليتر
در صورتي كه شرايط فوق فراهم باشد باكتريها چهار مرحله مشخص از رشد را پشت سر خواهند گذاشت. در اولين مرحله، هيچ افزايشي در تعداد باكتريها بوجود نمي آيد (Lage Phase) ليكن باكتريها در درون، كاملا˝ فعال مي باشند و در صورت لزوم آنزيم‌هاي مورد نياز براي انجام اكسيداسيون مواد آلي فاضلاب را تهيه مي كنند.
در دومين مرحله از رشد تعداد باكتريها بصورت لگاريتمي افزايش مي يابد (Exponential Phase) در اين مرحله باكتريها مواد غذايي را در سلولهاي خود ذخيره و نگهداري مي كنند كه در صورت كمبود و يا عدم وجود مواد غذايي در محيط مورد استفاده قرار بدهند.
مرحله سوم، مرحله ثابت رشد (Stationary Phase) بوده، در اين مرحله تعداد باكتريهاي جديد تقريبا˝ با باكتريهايي كه مي ميرند برابر مي شوند و در اين مرحله تراكم جمعيتي سلولها تغيير نمي كند. اگر ميزان رشد افزايش يابد، بايد اين منحني وارد مرحله مرگ (Death Phase) گردد و در اين حالت تراكم جمعيت در طي زمان كاهش مي يابد.
اصول كلي تصفيه فاضلاب (پالايش فاضلاب)
جهت تصفيه فاضلابها از روشها و تكنيكهاي مختلفي نظير استفاده از تصفيه مكانيكي يا فيزيكي صاف كردن فاضلاب، ته نشين كردن مواد معلق، شناور سازي مواد معلق و تصفيه زيستي يا تصفيه بيولوژيكي، تصفيه زيستي با كمك باكتريهاي هوازي، تصفيه زيستي با كمك باكتريهاي بي‌هوازي، نتيرات سازي و نيترات زدايي، تصفيه شيميايي، استفاده از مواد شيميايي براي تاثير روي مواد محلول، استفاده از مواد شيميايي براي تاثير روي مواد نامحلول و در نهايت گندزدايي از آنجايي كه نگرش طرح حاضر در خصوص ساخت ايمهاف تانك مي‌باشد و روش تصفيه در اين گونه محصولات تصفيه زيستي با كمك باكتريهاي بي‌هوازي مي‌باشد به شرح آن مي‌پردازيم.
ايمهاف تانك جزو تصفيه خانه‌هاي كوچك فاضلاب مي‌باشد يكي از علل كوچك شدن تصفيه‌خانه فاضلاب كم بودن جمعيتي است كه فاضلاب آنها به تصفيه خانه مي‌رسد. علاوه بر كمي جمعيت مي‌توان دلايل زير را نيز ذكر كرد:
الف- عدم نياز به تصفيه كامل فاضلاب
گاهي ممكن است به علت وجود منابع طبيعي با ظرفيت تصفيه زياد مانند رودخانه‌هاي بزرگ و يا دريا بتوان از ايجاد بعضي واحدهاي تصفيه خانه خودداري و در هزينه سرمايه‌گذاري اوليه صرفه‌جويي نمود. در اين صورت فاضلاب را به صورت ناقص تصفيه كرده و بقيه عمل را به عهده منابع طبيعي نامبرده مي‌گذارند.
ب- علل اقتصادي
در بعضي از موارد ممكن است به علت عدم امكان مالي و نياز اجتناب ناپذيري به صرفه‌جويي موقتا از ساختن چند واحد تصفيه خانه صرفه جويي نمود و بدين صورت ساختمان تصفيه‌خانه را براي مدتي كوتاه كوچك ساخت.
ج- نوع آلودگي فاضلاب
براي تصفيه فاضلابهاي صنعتي ممكن است به علت نوع آلودگي تنها نياز به ايجاد چند واحد براي تصفيه خانه گردد و ساختمان آن كوچك طراحي شود. امروزه با توجه به تعداد روز افزون شهركهاي مسكوني كه مرتبا در مجاورت شهرهاي بزرگ ساخته مي‌شوند مناطق ييلاقي كه نمي توانند از شبكه هاي فاضلاب شهري استفاده نمايند روستاهايي كه دفع فاضلاب آنها با مشكل مواجه است و بالاخره واحدهاي مستقلي از قبيل بيمارستانها، كشتارگاهها و غيره مسئله تصفيه خانه‌هاي كوچك اهميت زيادي پيدا كرده است سازنده‌هاي مختلف مرتبا همراه با تبليغ سامانه‌هاي تصفيه گوناگوني را به بازار عرضه مي كنند كه در صورت عدم آشنايي به نيازها و مورد كاربرد آن سامانه ها ممكن است استفاده از آنها موجب تلفات مالي و از دست رفتن وقت و نرسيدن به هدف پيش بيني شده گردد.
تصفيه فاضلاب ها معمولا˝ به دو دسته اصلي طبقه بندي مي شود:
1-روش هوازي
2-روش بي هوازي
1.تصفيه فاضلاب بروش هوازي:
باكتريها توسط اكسيداسيون مواد آلي، انرژي مورد نياز خود را تدارك مي بينند و به اين ترتيب قادرند مولكولهاي پيچيده اي مثل پروتئين ها و هيدرو كربورها كه جهت ساختن سلولهاي جديد مورد نياز هستند را مصرف كنند. از اينرو متابوليسم باكتريايي از شكستن و سوختن مواد جهت تأمين انرژي تشكيل شده است:
2.تصفيه فاضلاب بروش بي هوازي:
اين روش براي فاضلاب هايي كه مواد آلي پيچيده دارند بكار مي رود و زماني اين عمل صورت مي گيرد كه باكتريهاي بي هوازي فعاليت خود را در اثر نرسيدن اكسيژن به آنها شروع نموده اند. در اين مرحله مواد آلي پيچيده توسط باكتريهاي بي هوازي (Anaerobic )و يا باكتريهايي بي‌هوازي اختياري (Facultative ) كه مولد اسيد نام دارند تغيير شكل يافته و شكسته مي‌شوند. در اين فرايند مواد آلي پيچيده مانند چربي ها، پروتين ها و هيدروكربورها هيدروليز شده و به شيوه اي بيولوژيكي به مواد آلي ساده تبديل مي شوند.
بيشتر اوقات محصول نهايي اين مرحله تبديل فاضلاب به چربي‌هاي اسيدي است، كه باكتريهاي مولد اسيد براي تأمين انرژي جهت رشد و تبديل قسمت كمي از مواد آلي فاضلاب به سلول جديد، از اين واكنش ها استفاده مي كنند. در اين مرحله عمل تبديل فاضلاب صورت نمي‌گيرد بلكه در مرحله دوم كه همراه با توليد گاز متان است تثبيت واقعي پيش مي آيد. در طي اين مرحله باكتري ها جزء باكتريهاي ساپروفيت بوده كه مواد غذايي خود را از اجساد و پس مانده‌هاي موجودات زنده تأمين مي كنند و سپس اسيدهاي آلي توسط گروهي از باكتريها به نام مولد متان به گازهاي كربنيك و متان كه از محصولات نهايي اين فرايند است تبديل مي شوند. لازم به ذكر است كه باكتريهاي مولد گاز متان كاملا˝ بي هوازي مي باشند.
رشد و تكثير باكتريهاي مولد اسيد سريعتر از باكتريهاي مولد متان است بطوري كه زمان لازم براي دو برابر شدن آنها چند ساعت است ولي براي باكتريهاي مولد متان چند روز است. لازم به توضيح است كه باكتريهاي مولد متان بايد با شرايط خوب و در تعداد بسيار زياد وجود داشته باشند. که در طراحي اين سامانه به اين مهم کاملا توجه شده است.
مزاياي روش بي هوازي در مقايسه با روش هوازي:
با توجه به مطالب بالا مزاياي روش بي هوازي بشرح زير مي باشد:
1.در روش بي هوازي مقدار زيادي از فاضلاب قابل تثبيت مي باشد.
2.توليد سلولهاي بيولوژيكي بعنوان لجن در اين روش كم مي باشد.
3.نياز به مواد غذايي معدني در اين روش بسيار كم خواهد بود.
4.در اين روش به اكسيژن و وسايل هوادهي كه نصب و نگهداري آنها مشكلات خاص خود را دارا مي باشد نيازي نيست.
5.توليد گاز متان بعنوان يک منبع انرژي ارزان از مزاياي اين روش مي باشد.
نحوه عملكرد سامانه تصفيه فاضلاب انساني بي هوازي:
همانگونه كه در سامانه هاي هوازي، فاضلاب پس از طي سه مرحله:
1- فيزيكي 2- بيو شيميايي 3- شيميايي تصفيه مي شدند و قابليت تخليه را در محيط دارا بودند، در سامانه هاي بي هوازي هم نحوه عملكرد بهمان صورت است ولي بدليل اينكه مقدار باكتريها پس از تصفيه در پساب مناطق مسكوني كم مي باشد. مي توان پساب حاصل را به چاه جاذب يا منابع ديگر پذيرنده تخليه نمود.
فلوشيت فرايند بي هوازي:
ته نشيني
فرايند هضم بي‌هوازي
ته نشيني
منبع ذخيره
جذب به لايه هاي شني زمين
كاربرد سامانه بسته تصفيه بي هوازي:
1.مهمترين كاربرد اين سامانه، نصب آنها در منازل مسکوني، مجتمع ها و برجها مي باشد. از آنجا که در اين گونه موارد کمبود فضا همواره مشکل ساز بوده و به علت اينکه اين سامانه در زمين دفن مي گردد لذا مشکل فوق را تا اندازه بسيار زيادي حل نموده است.
2.در روستاها، شهرها و شهرک هاي بزرگ مي توان با نصب اين سامانه براي هر واحد مسکوني عمل تصفيه را انجام داده و پساب تصفيه شده را وارد محيط نمود که در اين حالت نياز به خط جمع آوري نداريم اما اگر تصفيه ثانويه پسآبها مورد نظر باشد مي توان با يک تصفيه ساده که مهمترين بخش آن را تصفيه شيميايي تشکيل مي دهد از پسابها به نحو بهتري استفاده نمود.
3.در سامانه تصفيه خانه هاي بزرگ بهداشتي و اکثرا" صنعتي که نياز به کاهش بار آلودگي توسط سامانه بي هوازي ديگر از قبيل رآکتور UASB، لاگونهاي بي هوازي و ...به نحو مطلوب جوابگو نبوده و راه اندازي و راهبري آنها مشکلات خاص خود را دارا مي باشند لذا اکثرا" از اين سامانه استفاده مي شود.
4.بهترين و شايد جالب ترين عملکرد اين سامانه در مورد فاضلاب هاي مناطق روستايي است. در اين مناطق بخصوص در زمان کاهش بارندگي از پساب خروجي اين سامانه مي توان به بهترين نحو جهت آبياري مزارع استفاده نمود.
سامانه بسته تصفيه بي هوازي
حمام شيخ بهايي:
اين حمام با مهندسي شيخ بهايي ساخته شده است. حمام شيخ بهايي در شعاع يكصد متري جنوب گنبد نظام الملك (جنوب مسجد جامع عتيق) در محله «در دست» قرار دارد. تاريخ ساخت آن را سال 1065 عنوان مي‌كنند. در اقوال آمده كه اين حمام اسرار آميز خزينه‌اي دارد كه آب آن خودكار و بدون مصرف انرژي مستقيم گرم مي‌شده است. البته بنا بر نظر رايج انرژي گرمايي حمام از گاز و انرژي مالي فضولات و فاضلاب تامين مي‌شده كه از طريق سفالينه‌هاي تهيه شده و مكش گازهايي چون متان و اكسيد گوگرد استفاده مي‌كرده است.
سامانه گرمايي اين حمام از شاهكارهاي مهندسي با استفاده از قوانين فيزيك و شيمي محسوب مي‌شود. آب اين حمام با سامانه «دم و گاز» يعني از گاز متان فاضلاب مسجد جامع و چكيدن روغن عصارخانه شيخ بهايي كه در مجاورت حمام قرار دارد روشن مي‌شده است. عصارخانه محلي براي تهيه روغن از دانه‌هاي روغن بوده است. اين حمام با استفاده از اين سامانه پيچيده مهندسي به مدت طولاني تنها با يك شمع روشن مي‌شده است. اين حمام از نظر معماري مانند ساير حمام‌هاي دوره صفويه داراي ويژگي‌هاي آن دوران است.
روش دوم مربوط به شهرهايي است كه با آب زيرزميني بالا قرار گرفته و يا خاك از نفوذ پذيري مناسب برخوردار نيست در اين گونه شهرها از شيب طبيعي استفاده مي‌شد و با ايجاد زهكشي و يا كانال فاضلاب به خارج شهر هدايت مي‌شده است و يا از وجود آبهاي سطحي نظير رودخانه بهره گرفته و فاضلاب از محيط شهر دور مي‌شده است.
در جهاني كه ما در آن زندگي مي‌كنيم بعلت محدوديت منابع، اهميت جمع‌آوري فاضلاب بر كسي پوشيده نيست. زيرا با بزرگ شدن شهرها و افزايش جمعيت آنها از يك سو و گسترش صنايع و كارخانه‌ها از سوي ديگر مسئله آلودگي محيط زيست روز به روز اهميت بيشتري پيدا مي‌كند. با گسترش زندگي ماشيني و به علت توجه نكردن افراد به منافع همگان هر روز انواع بيشتري از آلودگي محيط زيست زندگي انسان و محيط را ناسالم تر و زيستن آنها را در معرض خطر جدي‌تر قرار مي‌دهد. هواي آلوده به گازهاي سمي آبهاي آلوده به مواد بيماريزا و بالاخره صداهاي بلند و ناهنجار همگي زندگي موجودات زنده را در كره زمين با مشكل مواجه كرده‌اند. خوشبختانه در صورتيكه فرهنگ همگاني بالا رفته قوانين موجود بر اثر حفاظت محيط زيست اجرا شده و بسته به نياز محيط، قوانين تازه‌اي به آنها افزوده گردد مي‌توان اميدوار بود كه مشكل قابل حل باشد. فاضلابها به علت مواد زايدي كه در خود دارند جزء آلوده كننده‌هاي محيط زيست به شمار مي‌روند و بايد آنها را جمع‌آوري نمود و نخست آنها را پايش و تصفيه كرد و بعد از آن آب را به چرخه خود در طبيعت برگرداند.
بدين منظور در طي اين مقاله نسبت به معرفي حمام شيخ بهايي، نمونه صنعتي تصفيه فاضلاب شيخ بهايي با نام تجاري ايمهاف تانک اقدام خواهد شد.
انواع سامانه تصفيه فاضلاب و برتري مقايسه اي آنها نسبت به هم
تصفيه فاضلاب بر خلاف سامانه ها و شبكه‌هاي جمع‌آوري فاضلاب كه از پشتوانه تاريخي طولاني برخوردار است سابقه تاريخي كوتاهي داشته و صنعت جديدي است و از بعضي روشهاي تصفيه فاضلاب نظير سپتيك تانك تازگي بيشتري دارد.
در حدود يكصد سال پيش كه رابطه‌اي بين اثر باكتريها و ميكروب‌هاي بيماريزا در واگيري و شيوع بيماريها آشكار گشت انسان به فكر پاكسازي آبهاي آلوده افتاد. به عبارت ديگر تصفيه فاضلاب در روند امروزي خود بيشتر در اثر پيشرفت علم زيست شناسي و پزشكي به وجود‌آمده است. پرداختن و توجه به اين فن از آنجا شروع شد كه به تدريج براي جلوگيري از آلوده شدن منابع طبيعي و به ويژه رودخانه‌ها ورود فاضلاب به اين منابع ممنوع اعلام گرديد. اين جلوگيري‌ها نياز به تصفيه فاضلاب و تكامل روشهاي آن را ايجاب نمود با گذشت زمان و بويژه پس از جنگ جهاني دوم در نتيجه توسعه شهرها و منابع خطر آلودگي محيط زيست و در نتيجه نياز به تصفيه فاضلاب با شدت بي سابقه‌اي افزايش يافت و همزمان با آن روشهاي بسياري براي تصفيه فاضلاب پيشنهاد و به كار گرفته شد.
در تكامل فن تصفيه فاضلاب از نظر زماني روشهاي طبيعي جزو قديمي ترين روش‌هايي هستند كه براي تصفيه بكار گرفته شده اند. به ويژه استفاده از فاضلاب براي آبياري كشاورزي به علت خاصيت كودي آن در يكصد سال پيش تاكنون در كشورهاي اروپايي متداول بوده است.
در ايران از زمان‌هاي بسيار دوري لجن بدست آمده از چاههاي جذب كننده فاضلاب به عنوان كود كشاورزي بكار گرفته مي‌شده است ولي در تمام اين روشها بيشتر تكيه بر بازيابي از مواد كودي فاضلاب بوده است و نه تصفيه آن، از ده‌ها سال پيش تا كنون درياچه‌هاي تثبيت فاضلاب در كشورهاي اروپايي مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
اهداف تصفيه فاضلاب
در تصفيه فاضلاب هدفهاي زير مد نظر مي‌باشد:
الف- تامين شرايط بهداشتي براي زندگي مردم
فاضلابهاي شهري هميشه داراي ميكروب‌هاي گوناگوني مي‌باشند كه قسمتي از آنها را ميكروب‌هاي بيماريزا تشكيل مي‌دهند. ورود فاضلاب تصفيه نشده به محيط كشت و منبع‌هاي طبيعي آب چه آنهايي كه روي زمين و چه آنهايي كه در زير زمين قرار دارند موجب آلوده شدن اين منابع به ميكروب‌هاي بيماريزا مي‌گردد و در اثر تماس با اين منابع خطر گسترش اين بيماريها بين مردم به وجود مي‌آيد.
ب- پاك نگهداري محيط زيست
وارد نمودن فاضلابهاي تصفيه نشده به محيط زيست موجب آلودگي اين محيط شده كه علاوه بر خطرهاي مستقيمي كه براي بهداشت مردم دارد نتايجي ديگر از قبيل مناظر زشت، بوهاي ناخوشايند و سرانجام توليد حشرات بخصوص مگس و پشه به همراه دارد. اين حشرات خود وسيله‌اي براي جابجا شدن ميكروب‌هاي بيماريزا و آلوده سازي محيط زيست با اين ميكروب‌ها مي‌باشد.
ج- بازيابي فاضلاب
بازيابي فاضلاب و با توجه به اينكه مقدار نمكهاي معدني محلول در فاضلاب به مراتب كمتر از آب درياهاي آزاد مي‌باشد و فاضلاب جزوء آبهاي شيرين ولي آلوده به حساب مي‌آيد استفاده دوباره از فاضلابهاي تصفيه شده به جاي آب شيرين جهت آبياري كشاورزي به مراتب ارزانتر از شيرين سازي آب درياهاي شور مي‌باشد. اين مسئله در ايران كه در بسياري از نقاط آن مردم با كمبود آب شيرين مواجه هستند مي‌تواند در مصرف آب شيرين مورد استفاده در آبياري كشاورزي صرفه جويي نمايد. كاربرد دوباره فاضلاب تصفيه شده جهت آبياري كشاورزي علاوه بر صرفه جويي در مصرف آب شيرين به علت وجود مواد كودي كه در فاضلاب تصفيه شده مي‌تواند منبع غذايي خوبي براي گياهان و تقويت زمين كشتزارها گردد.
ماهيت فاضلاب
فاضلابها اساسا" داراي طبيعتي آلي هستند كه شامل كربن، نيتروژن، فسفر، و نيز غلظت نسبتا" بالايي از ميكروارگانيسم ها مي باشند كه به آساني قابل تجزيه بوده و اين تجزيه حتي هنگامي كه فاضلاب ها در شبكه جمع آوري جريان دارند صورت مي گيرد. فاضلاب تازه، مايع كدر خاكستري رنگي است كه علاوه بر مواد شيميايي شامل مواد معلق، شناور و نيز مواد جامد كلوئيدي به همراه آلوده كننده هاي ديگري است كه بصورت محلول مي باشند.
فاضلاب ها معمولا با افزودن اكسيژن مورد نياز تصفيه مي گردند و در اين حالت باكتريها خواهند توانست فاضلاب را بعنوان غذا مورد استفاده قرار دهند.
اما بعلت پيچيدگي فاضلاب هاي خانگي، تجزيه و تحليل كامل آن بصورت فوق ميسر نيست، لذا بايد بدنبال روش كامل تري بود كه موجب كاهش گسترش بيماريهاي عفوني ناشي از وجود ميكروارگانيسم هاي بيماريزا و جلوگيري از آلودگي آبهاي سطحي و زيرزميني باشد.
رشد و تكثير باكتريها:
باكتريها در محيطي مي توانند رشد و تكثير نمايند كه:
1.به مقدار كافي مواد مغذي در دسترس داشته باشند.
2.تركيبات و مواد سمي در آن محيط حضور نداشته باشد.
3.خود محيط رشد، مناسب باشد.
علاوه بر موارد فوق، عوامل محيطي كه از اهميت خاصي براي رشد و تكثير باكتريها برخوردار هستند، عبارتند از:
1.حدود خنثي براي PH
2.درجه حرارت
3.حضور غلظت اكسيژن محلول حدود 2-1 ميلي گرم در ليتر
در صورتي كه شرايط فوق فراهم باشد باكتريها چهار مرحله مشخص از رشد را پشت سر خواهند گذاشت. در اولين مرحله، هيچ افزايشي در تعداد باكتريها بوجود نمي آيد (Lage Phase) ليكن باكتريها در درون، كاملا˝ فعال مي باشند و در صورت لزوم آنزيم‌هاي مورد نياز براي انجام اكسيداسيون مواد آلي فاضلاب را تهيه مي كنند.
در دومين مرحله از رشد تعداد باكتريها بصورت لگاريتمي افزايش مي يابد (Exponential Phase) در اين مرحله باكتريها مواد غذايي را در سلولهاي خود ذخيره و نگهداري مي كنند كه در صورت كمبود و يا عدم وجود مواد غذايي در محيط مورد استفاده قرار بدهند.
مرحله سوم، مرحله ثابت رشد (Stationary Phase) بوده، در اين مرحله تعداد باكتريهاي جديد تقريبا˝ با باكتريهايي كه مي ميرند برابر مي شوند و در اين مرحله تراكم جمعيتي سلولها تغيير نمي كند. اگر ميزان رشد افزايش يابد، بايد اين منحني وارد مرحله مرگ (Death Phase) گردد و در اين حالت تراكم جمعيت در طي زمان كاهش مي يابد.
اصول كلي تصفيه فاضلاب (پالايش فاضلاب)
جهت تصفيه فاضلابها از روشها و تكنيكهاي مختلفي نظير استفاده از تصفيه مكانيكي يا فيزيكي صاف كردن فاضلاب، ته نشين كردن مواد معلق، شناور سازي مواد معلق و تصفيه زيستي يا تصفيه بيولوژيكي، تصفيه زيستي با كمك باكتريهاي هوازي، تصفيه زيستي با كمك باكتريهاي بي‌هوازي، نتيرات سازي و نيترات زدايي، تصفيه شيميايي، استفاده از مواد شيميايي براي تاثير روي مواد محلول، استفاده از مواد شيميايي براي تاثير روي مواد نامحلول و در نهايت گندزدايي از آنجايي كه نگرش طرح حاضر در خصوص ساخت ايمهاف تانك مي‌باشد و روش تصفيه در اين گونه محصولات تصفيه زيستي با كمك باكتريهاي بي‌هوازي مي‌باشد به شرح آن مي‌پردازيم.
ايمهاف تانك جزو تصفيه خانه‌هاي كوچك فاضلاب مي‌باشد يكي از علل كوچك شدن تصفيه‌خانه فاضلاب كم بودن جمعيتي است كه فاضلاب آنها به تصفيه خانه مي‌رسد. علاوه بر كمي جمعيت مي‌توان دلايل زير را نيز ذكر كرد:
الف- عدم نياز به تصفيه كامل فاضلاب
گاهي ممكن است به علت وجود منابع طبيعي با ظرفيت تصفيه زياد مانند رودخانه‌هاي بزرگ و يا دريا بتوان از ايجاد بعضي واحدهاي تصفيه خانه خودداري و در هزينه سرمايه‌گذاري اوليه صرفه‌جويي نمود. در اين صورت فاضلاب را به صورت ناقص تصفيه كرده و بقيه عمل را به عهده منابع طبيعي نامبرده مي‌گذارند.
ب- علل اقتصادي
در بعضي از موارد ممكن است به علت عدم امكان مالي و نياز اجتناب ناپذيري به صرفه‌جويي موقتا از ساختن چند واحد تصفيه خانه صرفه جويي نمود و بدين صورت ساختمان تصفيه‌خانه را براي مدتي كوتاه كوچك ساخت.
ج- نوع آلودگي فاضلاب
براي تصفيه فاضلابهاي صنعتي ممكن است به علت نوع آلودگي تنها نياز به ايجاد چند واحد براي تصفيه خانه گردد و ساختمان آن كوچك طراحي شود. امروزه با توجه به تعداد روز افزون شهركهاي مسكوني كه مرتبا در مجاورت شهرهاي بزرگ ساخته مي‌شوند مناطق ييلاقي كه نمي توانند از شبكه هاي فاضلاب شهري استفاده نمايند روستاهايي كه دفع فاضلاب آنها با مشكل مواجه است و بالاخره واحدهاي مستقلي از قبيل بيمارستانها، كشتارگاهها و غيره مسئله تصفيه خانه‌هاي كوچك اهميت زيادي پيدا كرده است سازنده‌هاي مختلف مرتبا همراه با تبليغ سامانه‌هاي تصفيه گوناگوني را به بازار عرضه مي كنند كه در صورت عدم آشنايي به نيازها و مورد كاربرد آن سامانه ها ممكن است استفاده از آنها موجب تلفات مالي و از دست رفتن وقت و نرسيدن به هدف پيش بيني شده گردد.
تصفيه فاضلاب ها معمولا˝ به دو دسته اصلي طبقه بندي مي شود:
1-روش هوازي
2-روش بي هوازي
1.تصفيه فاضلاب بروش هوازي:
باكتريها توسط اكسيداسيون مواد آلي، انرژي مورد نياز خود را تدارك مي بينند و به اين ترتيب قادرند مولكولهاي پيچيده اي مثل پروتئين ها و هيدرو كربورها كه جهت ساختن سلولهاي جديد مورد نياز هستند را مصرف كنند. از اينرو متابوليسم باكتريايي از شكستن و سوختن مواد جهت تأمين انرژي تشكيل شده است:
2.تصفيه فاضلاب بروش بي هوازي:
اين روش براي فاضلاب هايي كه مواد آلي پيچيده دارند بكار مي رود و زماني اين عمل صورت مي گيرد كه باكتريهاي بي هوازي فعاليت خود را در اثر نرسيدن اكسيژن به آنها شروع نموده اند. در اين مرحله مواد آلي پيچيده توسط باكتريهاي بي هوازي (Anaerobic )و يا باكتريهايي بي‌هوازي اختياري (Facultative ) كه مولد اسيد نام دارند تغيير شكل يافته و شكسته مي‌شوند. در اين فرايند مواد آلي پيچيده مانند چربي ها، پروتين ها و هيدروكربورها هيدروليز شده و به شيوه اي بيولوژيكي به مواد آلي ساده تبديل مي شوند.
بيشتر اوقات محصول نهايي اين مرحله تبديل فاضلاب به چربي‌هاي اسيدي است، كه باكتريهاي مولد اسيد براي تأمين انرژي جهت رشد و تبديل قسمت كمي از مواد آلي فاضلاب به سلول جديد، از اين واكنش ها استفاده مي كنند. در اين مرحله عمل تبديل فاضلاب صورت نمي‌گيرد بلكه در مرحله دوم كه همراه با توليد گاز متان است تثبيت واقعي پيش مي آيد. در طي اين مرحله باكتري ها جزء باكتريهاي ساپروفيت بوده كه مواد غذايي خود را از اجساد و پس مانده‌هاي موجودات زنده تأمين مي كنند و سپس اسيدهاي آلي توسط گروهي از باكتريها به نام مولد متان به گازهاي كربنيك و متان كه از محصولات نهايي اين فرايند است تبديل مي شوند. لازم به ذكر است كه باكتريهاي مولد گاز متان كاملا˝ بي هوازي مي باشند.
رشد و تكثير باكتريهاي مولد اسيد سريعتر از باكتريهاي مولد متان است بطوري كه زمان لازم براي دو برابر شدن آنها چند ساعت است ولي براي باكتريهاي مولد متان چند روز است. لازم به توضيح است كه باكتريهاي مولد متان بايد با شرايط خوب و در تعداد بسيار زياد وجود داشته باشند. که در طراحي اين سامانه به اين مهم کاملا توجه شده است.
مزاياي روش بي هوازي در مقايسه با روش هوازي:
با توجه به مطالب بالا مزاياي روش بي هوازي بشرح زير مي باشد:
1.در روش بي هوازي مقدار زيادي از فاضلاب قابل تثبيت مي باشد.
2.توليد سلولهاي بيولوژيكي بعنوان لجن در اين روش كم مي باشد.
3.نياز به مواد غذايي معدني در اين روش بسيار كم خواهد بود.
4.در اين روش به اكسيژن و وسايل هوادهي كه نصب و نگهداري آنها مشكلات خاص خود را دارا مي باشد نيازي نيست.
5.توليد گاز متان بعنوان يک منبع انرژي ارزان از مزاياي اين روش مي باشد.
نحوه عملكرد سامانه تصفيه فاضلاب انساني بي هوازي:
همانگونه كه در سامانه هاي هوازي، فاضلاب پس از طي سه مرحله:
1- فيزيكي 2- بيو شيميايي 3- شيميايي تصفيه مي شدند و قابليت تخليه را در محيط دارا بودند، در سامانه هاي بي هوازي هم نحوه عملكرد بهمان صورت است ولي بدليل اينكه مقدار باكتريها پس از تصفيه در پساب مناطق مسكوني كم مي باشد. مي توان پساب حاصل را به چاه جاذب يا منابع ديگر پذيرنده تخليه نمود.
فلوشيت فرايند بي هوازي:
ته نشيني
فرايند هضم بي‌هوازي
ته نشيني
منبع ذخيره
جذب به لايه هاي شني زمين
كاربرد سامانه بسته تصفيه بي هوازي:
1.مهمترين كاربرد اين سامانه، نصب آنها در منازل مسکوني، مجتمع ها و برجها مي باشد. از آنجا که در اين گونه موارد کمبود فضا همواره مشکل ساز بوده و به علت اينکه اين سامانه در زمين دفن مي گردد لذا مشکل فوق را تا اندازه بسيار زيادي حل نموده است.
2.در روستاها، شهرها و شهرک هاي بزرگ مي توان با نصب اين سامانه براي هر واحد مسکوني عمل تصفيه را انجام داده و پساب تصفيه شده را وارد محيط نمود که در اين حالت نياز به خط جمع آوري نداريم اما اگر تصفيه ثانويه پسآبها مورد نظر باشد مي توان با يک تصفيه ساده که مهمترين بخش آن را تصفيه شيميايي تشکيل مي دهد از پسابها به نحو بهتري استفاده نمود.
3.در سامانه تصفيه خانه هاي بزرگ بهداشتي و اکثرا" صنعتي که نياز به کاهش بار آلودگي توسط سامانه بي هوازي ديگر از قبيل رآکتور UASB، لاگونهاي بي هوازي و ...به نحو مطلوب جوابگو نبوده و راه اندازي و راهبري آنها مشکلات خاص خود را دارا مي باشند لذا اکثرا" از اين سامانه استفاده مي شود.
4.بهترين و شايد جالب ترين عملکرد اين سامانه در مورد فاضلاب هاي مناطق روستايي است. در اين مناطق بخصوص در زمان کاهش بارندگي از پساب خروجي اين سامانه مي توان به بهترين نحو جهت آبياري مزارع استفاده نمود.
سامانه بسته تصفيه بي هوازي
حمام شيخ بهايي:
اين حمام با مهندسي شيخ بهايي ساخته شده است. حمام شيخ بهايي در شعاع يكصد متري جنوب گنبد نظام الملك (جنوب مسجد جامع عتيق) در محله «در دست» قرار دارد. تاريخ ساخت آن را سال 1065 عنوان مي‌كنند. در اقوال آمده كه اين حمام اسرار آميز خزينه‌اي دارد كه آب آن خودكار و بدون مصرف انرژي مستقيم گرم مي‌شده است. البته بنا بر نظر رايج انرژي گرمايي حمام از گاز و انرژي مالي فضولات و فاضلاب تامين مي‌شده كه از طريق سفالينه‌هاي تهيه شده و مكش گازهايي چون متان و اكسيد گوگرد استفاده مي‌كرده است.
سامانه گرمايي اين حمام از شاهكارهاي مهندسي با استفاده از قوانين فيزيك و شيمي محسوب مي‌شود. آب اين حمام با سامانه «دم و گاز» يعني از گاز متان فاضلاب مسجد جامع و چكيدن روغن عصارخانه شيخ بهايي كه در مجاورت حمام قرار دارد روشن مي‌شده است. عصارخانه محلي براي تهيه روغن از دانه‌هاي روغن بوده است. اين حمام با استفاده از اين سامانه پيچيده مهندسي به مدت طولاني تنها با يك شمع روشن مي‌شده است. اين حمام از نظر معماري مانند ساير حمام‌هاي دوره صفويه داراي ويژگي‌هاي آن دوران است.
اين حمام متروكه در فهرست آثار ملي كشور به ثبت رسيده است.
شناخت انواع پمپ - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
پلاستیك های زیستی - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
پلی آمید (نایلون) - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
پلی استر (Polyester) - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
پي وي سي - PVC - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
آشنایی با انواع پلیمر و رزین - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
انواع راکتورهای شیمیایی - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
ام تي بي اي چیست؟ - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
اثرات MTBE در آلودگی منابع آب - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
ضایعات تولیدی در صنایع فرایندی - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
اسمز معكوس (RO) - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
دلایل ازدست رفتن نيتروژن دركودهاي ازته - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
تری هالومتانها - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
اندیس های خوردگی - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
تحلیل نتایج تست ایمویک (IMVIC) - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
فناوری نانو در تصفیه آب - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
آشنایی با برخی لوازم آزمایشگاه شیمی آب - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
گندزدایی خورشیدی آب - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
نکاتی در رابطه با کار با "بن ماری (حمام آب)" - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
نکات ایمنی کاربا اتوکلاو - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
فلوراید در آب - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
رفع اشکال در سیستم لجن فعال - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
در مورد باران های اسیدی و تاثیرات آن - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
مصرف بهينه آب - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
آب - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
BOD چيست ؟ - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
اهمیت خشكسالی - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
بحران آب درجهان - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
بحران آب درایران - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
راههاي مقابله با بحران كم آبي - چهارشنبه بیست و دوم دی 1389
سیستم های مهندسی تصفیه فاضلاب - سه شنبه بیست و یکم دی 1389
تميز كردن ظروف آزمايشگاهي - سه شنبه بیست و یکم دی 1389
آلودگی آبهای زیرزمینی - سه شنبه بیست و یکم دی 1389
سيستم نوين تصفيه همزمان شيميايي- بيولوژيكي - سه شنبه بیست و یکم دی 1389
سدهای زیر زمینی گامی نو در پتانسیل یابی كمی و كیفی منابع آبی - سه شنبه بیست و یکم دی 1389
راهنمای بهره برداری از حوضهای زلال ساز مرکب ( نوع اکسیلاتور ) - سه شنبه بیست و یکم دی 1389
کلر تهدیدی بسیار جدی و واقعی برای سلامت بدن - سه شنبه بیست و یکم دی 1389
نانوبلوری کردن سطح فلزات با هدف پیشگیری از خوردگی - سه شنبه بیست و یکم دی 1389
آزمایش COD - دوشنبه بیستم دی 1389
زغال فعال - دوشنبه بیستم دی 1389
حفاری و انواع روشهای آن - دوشنبه بیستم دی 1389
صرفه جویی در مصرف پرکلرین و گاز کلر در فصول سرد سال - دوشنبه بیستم دی 1389
معرفی کلی رشته مهندسی عمران و مسائل وابسته - دوشنبه بیستم دی 1389
کاربردهای شهری تصفیه آب و ضد عفونی آب و فاضلاب - دوشنبه بیستم دی 1389
هيدرومتري - یکشنبه نوزدهم دی 1389
تقطیر - یکشنبه نوزدهم دی 1389
مديريت و فرآوري لجن در فرايند تصفيه - یکشنبه نوزدهم دی 1389
اصول نگهداري پيشگيرانه در تاسيسات آب و فاضلاب - یکشنبه نوزدهم دی 1389
دستورالعمل و روش انجام آزمایشات وجود کلیفرم ها - یکشنبه نوزدهم دی 1389
تصفیه خانه فاضلاب شهر میان دوآب - یکشنبه نوزدهم دی 1389