ali.sabbaghi

تصفیه فاضلاب در کارخانجات و پالایشگاه ها همه جوامع در نتیجه فعالیت های روزمره مواد زائدی تولید میكنند كه ممكن است به صورت جامد مایع و یا گاز باشند. مواد زاید مایع را در اصطلاح فاضلاب می گویند. فاضلاب اساساً همان آب مصرفی جوامع است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده است. فاضلاب‌ را می‌توان ترکیبی از مایعات و زائداتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی، اداری و بخشهای صنعتی و تجاری حمل گشته و در برخی موارد در مسیر خود با آبهای زیرزمینی، سطحی و سیلابها آمیخته می شود. ترکیب فاضلاب ورودی در سه جزء مشخصه های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خلاصه می گردد: · مشخصه های فیزیکی شامل: رنگ، کدورت، دما، بو، مواد جامد · مشخصه های شیمیایی شامل: مواد آلی (کربوهیدراتها، روغن و گریس، سموم، فنل ها، پروتوین ها، سورفاکتانتها) ، مواد غیر آلی (قلیاها، کلریدها، فلزات سنگین، نیتروژن، فسفر، گوگرد) و گازها (هیدروژن، متان و اکسیژن) می باشد. · مشخصه های بیولوژیکی شامل: تمامی باکتریها، کلیفرمها، تخم انگل ها و عومال بیماریزای موجود در فاضلاب می باشد. بر این اساس هدف از تصفیه فاضلاب، جداسازی مواد معلق، مواد سمی محلول و نامحلول، گندزدایی و حذف عوامل میکروبی و بیماریزا، اکسیداسیون مواد آلی ناپایدار و تبدیل آنها به مواد پایدار و سپس ته‌نشینی و جداسازی آنها از فاضلاب به منظور حفظ بهداشت عمومی جامعه و جلوگیری از انتشار بیماریهای واگیر دار و سلامت محیط زیست، فراهم آوردن قابلیت استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده در بخشهای صنعتی، کشاورزی، فضای سبز، مصارف تفریحی و تغذیه سفره های آب زیر زمینی را نام برد که با توجه به حجم بالای آب موجود در فاضلاب (99.9% از فاضلاب را آب تشكیل داده و تنها در حدود 0.1 درصد آن ناخالصی هایی مانند مواد جامد معلق، كلوئیدی و محلول تشكیل می دهند) در مناطق وسیعی از جهان به خصوص در مناطقی كه با مشكل كمبود آب روبرو می باشند، به عنوان منبع ارزشمند آب مطرح گردد. روشهای تصفیه فاضلاب: بطورکلی روشهای تصفیة فاضلاب را می توان به سه دستة اصلی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم بندی نمود. به ندرت اتفاق می افتد که یکی از روشهای گفته شده بتواند تمامی خواسته ها را از سیستم تصفیه برآورده سازد. بنابراین در اکثر موارد لازم است که ترکیبی از روشهای فوق استفاده شود. واحدهای تصفیه بر مبنای اصول کار یک یا ترکیبی از روش های به کار گرفته شده به منظور انجام عملیاتی خاص طراحی میگردند. بر اساس روش های استفاده شده، روش های تصفیه عموماً به دو دسته واحدهای عملیاتی و واحدهای فرآیندی تقسیم می گردند. 1- روشهای فیزیکی روشهای فیزیکی روشهایی هستند که درآنها از نیروهای فیزیکی برای جداسازی مواد از جریان فاضلاب استفاده می شود. بدلیل سادگی فرآیندهای فیزیکی، روشهای فیزیکی اولین روشهای مورد استفاده در تصفیة فاضلاب بوده اند. همین سادگی در کارکرد سبب شده است که هزینة استفاده از آن در مقایسه با روشهای شیمیایی و بیولوژیکی به مراتب کمتر باشد. بنابراین در انتخاب فرآیندهای تصفیه همواره سعی می گردد که از حداکثر توان روشهای فیزیکی برای تصفیه استفاده شود. از جمله روشهای معمول تصفیه فیزیکی فاضلاب می توان به سیستمهای آشغالگیری، دانه گیری، ته نشینی، شناورسازی، چربی گیری و فیلتراسیون اشاره نمود. 2- روشهای شیمیایی در روشهای شیمیایی فرآیند جداسازی یا تبدیل مواد آلاینده، به کمک افزودن موادشیمیایی و در نتیجة واکنشهای شیمیایی مواد صورت می گیرد. پیچیدگی در این فرآیندها به مراتب بیش از روشهای فیزیکی می باشد. همین پیچیدگی سبب دشواری نسبی در بهره¬برداری از روشهای شیمیایی می گردد. از این رو تا حدامکان سعی می شود که کمتر از روشهای شیمیایی در سیستم تصفیه استفاده شود. به علاوه هزینة خرید و نگهداری مواد شیمیایی مورد نیاز در برخی موارد مانع بزرگی در کاربرد فرآیندهای شیمیایی است. روشهای ترسیب شیمیایی (انعقاد و لخته سازی) و گندزدایی با کلر وترکیبات آن جزء مهمترین روشهای شیمیایی مورد استفاده در تصفیة فاضلاب محسوب می گردند. 3- تصفیه فاضلاب بهداشتی(روش های بیولوژیكی) به آن دسته از روشهایی که درآنها از فرآیندهای بیولوژیکی برای تصفیة فاضلاب استفاده میشود، روشهای بیولوژیکی می گویند. در این روشها میکروارگانیسمها (بویژه باکتریها) نقش اصلی را در فرآیند تصفیه برعهده دارند چرا که آنها با استفاده ازمکانیسمهای درونی خود مواد آلی موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن برای تولید سلول جدید و کسب انرژی استفاده می کنند. از آنجاکه سهم عمده ای از آلاینده های فاضلاب را مواد آلی تشکیل می دهند، استفاده از روشهای بیولوژیکی امروزه بطور گسترده ای برای تصفیة فاضلابها متداول شده است. روشهای بیولوژیکی قادرند با هزینه ای پایین، طیف گسترده ای از آلاینده ها را مورد تصفیه قرار دهند. در ذیل به بررسی برخی روشهای معمول در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب می پردازیم. پکیج تصفیه فاضلاب الف- روش لجن فعال با هوادهی گسترده فرآیند تصفیه در این روش مطابق فرآیند لجن فعال است با این تفاوت که به منظور کاهش حجم لجن تولیدی و مشکلات ناشی از آن اصلاحاتی در روش تصفیه صورت گرفته است. این اصلاحات شامل افزایش زمان ماند هیدرولیکی و عمر لجن میباشد. این تغییرات سبب شده است که میزان لجن دفعی بطور قابل ملاحظه ای کاهش یابد. همچنین پایداری و مقاومت سیستم نسبت به نوسانات کیفی و کمی ورودی افزایش یافته است. انعطاف پذیری و پایداری این سیستم سبب شده است که امروزه در کشور ما بطور گسترده ای از این روش برای تصفیة انواع فاضلابهای بهداشتی و صنعتی استفاده شود. ملاحظات 1- لجن دفعی این روش بسیار کمتر از لجن دفعی روش لجن فعال است. 2- لجن دفعی کاملا تثبیت شده بوده و نیاز به هضم ندارد. 3- این سیستم نسبت به تغییرات کیفیت فاضلاب و همچنین حجم فاضلاب ورودی روزانه مقاوم است. 4- توصیه می گردد که برای تصفیة فاضلابهای بهداشتی از این روش استفاده گردد. 5- چنانچه فاضلاب حاوی مواد سمی و شیمیایی با مقادیر بالا نباشد، این روش بطور موثری قابلیت کاربرد را برای تصفیة فاضلاب دارد. 6- استفاده از این روش برای ظرفیتهای 300-10 مترمکعب در روز بصورت پکیج فلزی و برای ظرفیتهای بالاتر بصورت بتنی پیشنهاد می گردد. 7- همانند روش لجن فعال به تجهیزات هوادهی نیاز دارد. ب- روش رئاکتور ناپیوستة متوالی موارد بسیار زیادی وجود دارد که درآنها حجم فاضلاب تولیدی بسیار کم است. در این موارد استفاده از سیستم های قبل اقتصادی نمی باشد. چراکه در سیستمهای قبلی واحدهای هوادهی و ته نشینی بصورت مجزا احداث می گردند. اساس این روش مبتنی بر فرآیند لجن فعال است با این تفاوت که کلیة مراحل هوادهی و ته نشینی بصورت کامل در یک مخزن به انجام می رسد و در واقع سیستم بصورت ناپیوسته (Batch) کار می کند. مزیت دیگر این روش آن است که بدلیل عدم دفع روزانة لجن، نیاز به سیستم برگشت لجن وجود ندارد. ملاحظات: 1- چنانچه ظرفیت مورد نیاز تصفیه کمتر از حدود 10 مترمکعب در روز باشد، استفاده از این سیستم اقتصادی ترین گزینة تصفیه خواهد بود. 2- تجهیزات الکترومکانیکال این سیستم به سبب نبود سیستم برگشت لجن، کمتراز دیگر روشها است. 3- راندمان تصفیة این روش کاملا با راندمان روش لجن فعال با هوادهی گسترده مطابقت دارد ج- فرآیند Integrated Fixed-film Activated Sludge)IFAS) در فرایند IFAS از تلفیق رشد چسبیده و معلق میکروبی بصورت همزمان استفاده می گردد. سیستمهای IFAS مزایای گسترده تر ی را نسبت به فرایندهای متداول لجن فعال (سیستم های دارای رشد معلق ) دارا هستند. این سیستمها علاوه بر مقاومت بالا در برابر شوک های بارگذاری آلی و هیدرولیکی انعطاف پذیری و قدرت تصفیه بیشتری را دارا می باشند. مزایای ذکر شده در فوق با تعبیه مدیاهای مناسب در درون حوضچه هوادهی لجن فعال حاصل می گردد. با قرار گرفتن مدیا در داخل حوضچه هوادهی لجن فعال زیست توده بیشتری تشکیل می گردد (بدون آنکه سبب افزایش بارگذاری جامدات به حوضچه ته نشینی بگردد). در این حالت بدون نیاز به افزایش بخش سازه ای و تنها با افزایش مدیا و تغییر میزان هوادهی میزان بارگذاری آلی و هیدرولیکی به واحدهای لجن فعال افزایش می یابد. در واقع در این سیستمها زیست توده متصل به مدیا سب افزایش راندمان عملکرد تصفیه فاضلاب می گردد. از طرفی با افزایش زیست توده مقاومت فرایند در برابر شوکهای بارگذاری آلی و هیدرولیکی افزایش می یابد. منبع : فرآب صنعت [Hidden Content]

سيستم تصفيه و نمك زدائي اسمز معكوس (Reverse Osmosis System) سيستم اسمز معکوس، از جمله روشهاي نوين تصفيه و نمک زدائي آب محسوب مي گردد.اسمز معکوس يک فرآيند فيزيکي -جداسازي است که در اين فرآيند، جريان آب خام به دو جريان آب محصول و جريان آب تغليظ شده تقسيم مي شود. به جريان غليظ تر، آب شور و يا دورريز هم گفته مي شود. در اين فرآيند، آب خام ( تصفيه نشده ) توسط پمپ به داخل محفظه اي که داراي غشاي نيمه تراوا(ممبران ) مي باشد، رانده مي شود چون تقريبا فقط آب خالص مي تواند از غشاء عبور کند به اين صورت آب تقريبا خالص در يک طرف غشاء و آب تغليظ شده از ناخالصي ها در طرف ديگر قرار خواهد گرفت . سيستم اسمز معکوس ( تصفیه آب ) بطور عمده قادر به حذف 99% تمامي املاح محلول موجود در آب، 97-95% ترکيبات آلي محلول و بيش از 98% مواد کلوئيدي و پارامترهاي بيولوژيکي موجود در آب مي باشد. با توجه به قابليت بالاي سيستمهاي اسمز معکوس در مقايسه با ساير روشهاي معمول تصفيه آب، امروزه از اين سيستمها بطور گسترده اي در تصفيه آب مورد نياز صنايع مختلف از جمله صنايع نفت، گاز، پتروشيمي، نيروگاههاي حرارتي، صنايع فولاد، توليد آب مورد نياز صنايع داروسازي و توليد مواد آرايشي و بهداشتي، توليد آب قابل تزريق و ... استفاده مي گردد . برخي مزاياي استفاده از سيستمهاي اسمز معكوس (RO): قابليت حذف موثر تمامي املاح محلول موجود در آب جداسازي ترکيبات مولد رنگ، مزه و بو در آب قابليت حذف تمامي آلاينده هاي آلي، غير آلي و ميكروبي از آب قابليت توليد آب با خلوص بسيار بالا (آب مقطر) متناسب با نياز مشتري عدم كاربرد تركيبات زيان بخش براي انسان عدم تحميل هر گونه آثار منفي بر محيط زيست مصرف پايين انرژي و راندمان بالاي سيستم هزينه نصب، راه اندازي و نگهداري تعميرات پايين سيستم قابليت طراحي و ساخت دستگاه درون كانتينر بصورت پرتابل قابليت كاركرد سيستم بصورت پيوسته، مداوم 24 ساعت در شبانه روز سیستم‌های اسمز معکوس دامنه‌ای از آب‌های شیرین با غلظت 150 میلی‌گرم در لیتر تا آب دریا با غلظت 000,60 میلی‌گرم در لیتر را پوشش می‌دهند دلیل این گستردگی کاربرد غشاهای اسمز معکوس وجود انواع مختلفی از این غشاها از بسیار کم‌فشار، کم فشار تا غشاهای ویژه آب دریا یا غشاهای پرفشار می‌باشد. حد بالای غلظت قابل تحمل برای غشاهای اسمز معکوس 60000 میلی‌گرم در لیتر است در غلظت‌های بالاتر از این مقدار فشار اسمزی بسیار بالا و امکان تأمین چنین فشاری میسر نیست. به طور معمول غلظت نمک در آب دریاها بین 30000 تا 40000میلی‌گرم در لیتر است. به عنوان مثال این غلظت در دریای مدیترانه حدود 35000 و در خلیج‌فارس حدود 50000 تا 60000 میلی‌گرم در لیتر می‌باشد. غلظت نمک در آبهای لب شور بین 1000 تا 10000 میلی‌گرم در لیتر و به طور معمول بین 2000 تا 3000 میلی‌گرم در لیتر است و آبهای با غلظت 100 تا 1000 میلی‌گرم در لیتر جامدات محلول جزو آبهای شیرین طبقه‌بندی می‌شوند. در سيستم‌هاي اسمز معكوس به طور معمول با دو نوع سيستم يا دو نوع غشاء روبرو هستيم. غشاء‌هاي فشار بالا (High Pressure ) با فشار تا 80 بار كه براي شيرين‌سازي آب دريا استفاده مي‌شود و غشاهاي فشار پايين (Low Pressure ) كه براي تصفيه آبهاي لب‌شور و آب رودخانه به كار مي‌رود و فشار كار آنها بين 10 تا 20 بار است. طبیعتاً میزان فشار لازم برای معکوس نمودن جریان متناسب با فشار اسمزی و به عبارت ساده‌تر متناسب با غلظت نمک می‌باشد. به همین دلیل است که برای شیرین‌سازی یا نمک‌زدائی‌ از آب شور دریا به فشار بیشتری در مقایسه با نمک‌زدائی از آبهای لب‌شور نیاز است. فرآیند اسمز معمولی یک فرآیند طبیعی می‌باشد و در بخش‌های مختلف طبیعت رخ می‌دهد. حال اگر مطابق شکل با استفاده از فشار مصنوعی روی قسمت حاوی آب شور جریان آب را برعکس نمائیم یعنی از سمت آب شور به آب شیرین به این فرآیند، اسمز معکوس (Reverse Osmosis ) گفته می‌شود. نحوه عبور آب از میان غشاء‌های اسمز معکوس و نانو فیلتر به خوبی مشخص نیست. اما اصلی‌ترین تئوری در این زمینه تئوری «حل شدن و انتشار» (Solution Diffusion Theory ) می‌باشد. علت حل شدن آب در پلیمرهای غشاء می‌تواند ناشی از ایجاد پیوندهای شیمیایی ضعیف بین مولکول‌های آب با سطح غشاء باشد. با توجه به اینکه فرآیند عبور آب از میان غشاء یک فرآیند شیمیایی و فیزیکی می‌باشد، خصوصیات شیمیایی و فیزیکی غشاء مانند بار سطحی و اندازه روزنه‌ها، هر دو روی تعیین میزان توانائی عبور انتخاب آب به جای نمک‌ها از میان غشاء مؤثر هستند. البته همانطور که قبلاً نیز بیان شد نمک‌ها نیز در غشاء حل و از آن عبور می‌کنند ولی سرعت عبور نمک‌ها بسیار کمتر و ناچیزتر از سرعت و در نتیجه میزان عبور آب می‌باشد. میزان بازیافت آب توسط اسمز معکوس مهمترین و مؤثرترین عامل در هزینه تولید آب می‌باشد و بهینه کردن آن دارای اهمیت فراوان است. علت اهمیت میزان بازیافت تأثیر آن روی کیفیت و کمیت آب شیرین تولیدی می‌باشد.با افزایش میزان بازیافت آب، غلظت نمک در سمت ورود آب به غشاء افزایش می‌یابد و چون میزان عبور نمک تابع اختلاف غلظت در دو طرف غشاء می‌باشد. در نتیجه میزان عبور نمک افزایش یافته و غلظت نمک در آب تولیدی افزایش می‌یابد در نتیجه کیفیت آب تصفیه شده افت می‌کند. همچنین کمیت آب تولیدی نیز تابع میزان بازیافت می‌باشد. با افزایش میزان بازیافت و افزایش غلظت نمک در سمت ورود آب به غشاء، اختلاف فشار اسمزی (Dp ) افزایش می‌یابد و چون میزان فشار خالص قابل دسترس (DP-Dp ) تعیین کنده دبی عبور آب از غشاء می‌باشد، با افزایش اختلاف فشار اسمزی، میزان فشار خالص کاهش می‌یابد ودر نتیجه دبی عبور آب نیز کاهش خواهد یافت. بنابراین علاوه بر افزایش میزان عبور نمک میزان عبور آب نیز کاهش می‌یابد که خود باعث کاهش رقیق‌سازی نیز می‌شود. منبع : شرکت مهندسی فرآب صنعت [Hidden Content]