گسترش روز افزون جوامع بشری و پیشرفت در زمینه‌های صنعتی، هرچند که امتیازات ویژه ای بهمراه داشته است ولیکن مشکلات عدیده ای را نیز برای اجتماعات به ارمغان آورده است. یکی از این مشکلات ، فاضلاب حاصل از اماکن مسکونی و فعالیت واحدهای صنعتی میباشد. از آنجا که دفع غیر صحیح فاضلابهای خانگی و صنعتی اثرات نامطلوبی بر روی محیط زیست دارد، تصفیه هرچه کاملتر فاضلابها اهمیت بیشتری می‌یابد. فاضلابهای خانگی و از آن مهمتر فاضلابهای صنعتی بعلت داشتن مواد آلی و معدنی ، در صورت دفع در محیط باعث آلوده شدن آبهای سطحی و زیرزمینی گشته و در نتیجه استفاده مجدد از آب برای بهترین کاربرد آن با مشکل مواجه می‌گردد. همچنین استفاده از آب برای مصارف مختلف و نیاز شدید به آب در هر منطقه از ایران ، ما را برآن می‌دارد که از به هدر رفتن آب به هر شکل جلوگیری کرده و با تصفیه فاضلابهای خانگی و صنعتی که از حجم زیادی نیز برخوردار هستند در جهت تأمین آب مورد نیاز قدم برداریم.
حجم فاضلاب یک واحد صنعتی بستگی به عواملی همچون نوع محصول ، نحوه تولید ، ابزار و وسایل و ... بستگی دارد. از واحدهای صنعتی که دارای فاضلاب با حجم نسبتا" بالا و آلودگی بسیار شدید می‌باشند، واحدهای کشتاری گاو و گوشفند می‌باشند.در حال حاضر در اکثر شهرهای ایران کشتارگاهی جهت ذبح گاو و گوسفند وجود دارد. فاضلاب این کشتارگاهها بیشتر به چاهها ، رودخانه‌ها ، قنوات متروکه بدون کوچکترین عملیات تصفیه دفع می‌گردند و در بهترین حالت، فاضلاب پس از عبور از یک حوضچه ته نشینی ساده به محیط دفع می‌شود. علاوه بر اینکه آلودگی معدنی و آلی از این طریق بوجود می‌آید، انتشار بیماریهای مشترک بین انسان و دام نیز از طریق دفع فاضلاب کشتارگاهها بعلت عدم رعایت مسائل بهداشتی وجود دارد.
تاکنون روشهای بیولوژیکی گوناگونی چه هوازی و غیر هوازی در رابطه با تصفیه فاضلابها بکار گرفته شده است. هر یک از این روشها از امتیازات و بعضا" معایبی برخوردار هستند. مثلا" روش هوازی ( لجن فعال ، فیلترهای چکنده و ... ) در تصفیه فاضلابهای خانگی و صنعتی دارای کارائی بالا در کاهش مواد آلی و معدنی موجود بوده و این خود یک مزیت عالی است. لیکن همین روش هوازی نیاز به وسایل هوادهی و مکانیکی در مراحل مختلف تصفیه دارد و ضمنا" با لجن زیادی که تولید می‌گردد مشکل هضم لجن آغاز کار است . در روش غیر هوازی تصفیه فاضلاب، هرچند که BOD پساب خروجی از واحد تصفیه کننده بیشتر از BOD پساب خروجی در روش هوازی است، ولی امتیازاتی از قبیل عدم نیاز به وسایل هوادهی ، لجن تولیدی بسیار کمتر ، تولید گاز متان قابل استفاده و ... برای روش غیر هوازی متصور میباشد. (1)
بر اساس اطلاعات موجود و به نوشته M.N.Baker در کتاب " در جستجوی آب خالص و بهداشتی" قدمت این مقوله به دو هزار سال قبل از میلاد مسیح میرسد. اما آنچه از نقطه نظر تاریخی مدون شده به 400 سال پس از میلاد مسیح تعلق دارد که در آن برای بهداشتی کردن آب ، جوشانیدن آن بر روی آتش و یا فروکردن میله سرخ آهنی در درون آب را توصیه نموده است. گرم کردن آب بوسیله آفتاب و یا صاف نمودنش ، با عبور دادن آن از میان لایه‌های شنی نیز آمده است.
در کتاب مقدس تورات نیز درارتباط با چگونگی تصفیه آب آلوده در آن زمان تصویری از روش مبادله یونی ارائه شده ، عملا" از روشهای طبیعی مبادله یونی در آن موقع سخن به میان آمده است. این تصویر توسط داشگاه فیلادلفیا واقع در ایالت پنسیلوانیای آمریکا انتشار یافته وقدمتش را به مارس یا آوریل سال 1335 قبل از میلاد مسیح نسبت داده اند.
البته، روش صنعتی تصفیه آب در قرن نوزدهم و در زمان انقلاب صنعتی رشد و تکامل یافت و پایه‌های اصلی آن عملا" نضج گرفت.این صنعت، همزمان با بهره گیری از دیگهای بخار جهت تولید بخار ، به کار گرفته شد و شکل صنعتی به خود گرفت. عمدهء فعالیتهای اولیه به منظور تصفیه آبها برای رفع مشکلات دیگهای بخار بوده است.
Nodell آغاز این روش را به نخستین روزهای پیدایش ماشین وات و تمیزکردن دیگ بخار و پرکردن مجدد آن نسبت داده است. در همان زمان بر حسب اتفاق دریافتند که استفاده از سیب زمینی در دیگهای بخار کار جمع آوری لجن را راحت کرده و از چسبیدن رسوبات به جداره‌های دیگ جلوگیری می‌کند.
در سال 1857 اطلاعیه‌هایی در باره کنترل مقدار رسوبات با مواد آلی تانن دار، و نیز در سال 1962 استفاده از فسفات دی سدیک جهت جلوگیریاز ایجاد رسوب در دیگ بخار به ثبت رسیده است و از آن زمان همه روزه روشها و مواد گوناگونی برای تصفیه‌های مختلف به ثبت میرسد.
از حدود یکصد سال پیش که رابطه بین اثر باکتریها و میکروبهای بیماریزا در واگیری و شیوع بیماریها آشکار گشت ، انسان به فکر پاکسازی آبهای آلوده افتاد.به عبارت دیگر تصفیه آبو فابضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم زیست شناسی ، پزشکی و شیمی بوجود آمده است. به ویژه پس از جنگ جهانی دوم ، در نتیجه توسعه شهرها و صنایع، خطر آلودگی محیط زیست و در نتیجه نیاز به تصفیه فاضلاب با شدت بی سابقه ای افزایش یافت و همزمان با آن روشهای بسیاری برای تصفیه فاضلاب پیشنهاد و به کار گرفته شد. بویژه استفاده از فاضلاب برای آبیاری در کشاورزی به علت خاصیت کودی آن از یکصد سال پیش تا کنون در کشورهای اروپائی متداول بوده است.
در ایران نیز همانگونه که از گذشته به یاد داریم ، بیشتر فاضلابها بویژه فاضلاب توالتها، لجن ته استخرها و ... به مصرف کشاورزی می‌رسید. ولی امروزه بواسطه آلودگی‌های ناشی از بوی بد، و تولید حشرات مثل پشه و ... در دیگر اکثر مناطق و حتی روستاها فاضلاب ناشی از توالتها و ... به مخازن زیرزمینی (چاهها) سرازیر شده و در اثر آمیخته شدن با پسآب حاصل از شستشوی ظروف و حمام‌های خانگی از ارزش این لجن‌ها برای استفاده در مصارف کشاورزی تا حد زیادی کاسته شده است.
علاوه بر پسآب‌های متداول ذکر شده با پیشرفت تکنولوژی هسته ای ، امروزه، پسآب حاصل از راکتورهای هسته ای که حاوی فلزات رادیواکتیو هستند و از آب اطراف راکتورها حاصل می‌شود، مشکلی اساسی بوده و بواسطه ماهیت ویژه چنین پسآب‌هایی، باید تسریع در تصفیه و حذف این مواد رادیواکتیو به عمل آید. یکی از روشهای متداول در تصفیه فلزات رادیواکتیو استفاده از مبادله کننده‌های یونی معدنی میباشد.
استفاده از زوائد کشاورزی برای گرفتن یون فلزات سنگین از دهه قبل بویژه مورد توجه قرار گرفته است. Web and Leach در 1971 کار خود را روی پشم تمییز و رنگ نشده برای جذب جیوه بر روی آن مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که پشم طبیعی و هم پشت عمل شده، تصفیه کننده‌های مؤثرتری نسبت به رزینهای سنتزی Dowex 1*8,Dowex 1-A آزمایش شده برای جیوه می‌باشند. این دو محقق سپسبه مطالعه روی زوائد کشاورزی پرداختند و دریافتند که جذب جیوه توسط این مواد از پشم و مشتقات آن بیشتر است.
در ایران نیز در سال 1367 تحقیقی روی میزان جذب یون مس، سرب و کرم شش ظرفیتی ، روی خاک اره صورت گرفته و نتایج خوبی در پی داشته است.(7)
راه اندازی تکنولوژی‌های متفاوت و کاربری‌های متفاوت به تجربیات متفاوت نیاز دارد. باید بدانید که یادگیری راه اندازی و تعمیرات و نگهداری یک سیستم ارزان قیمت ولی نا آشنا مفید و ارزنده است. مثلا" ممکن است با صرف 1000 دلار، روزی صد گالن فاضلاب را با یک سیستم ترسیب شیمیایی تصفیه کنید. در حالی که یک سیستم تبخیری 3000 دلار و یک سیستم اولترافیلتراسیون 5000 دلار هزینه می‌برد که فقط با کسب دانش در مورد سیستم ترسیب شیمیایی می‌توانید در هزینه و سرمایه خود بسیار صرفه جویی کنید.
عامل مهم دیگری که باید در نظر گرفته شود ماهیت موادی است که در تصفیه مورد نیاز است، باید عوامل ایمنی و بهداشت کار ، مواد شیمیایی را رعایت کنید.
گزینه‌های دور ریز خود را مورد بررسی قرار دهید، مشخص کنید کدام یک از گزینه‌ها، فاضلابی تولید می‌کند که با روشهای دور ریز شما همخوانی داشته باشد ، ممکن است امکان دفع به یک شبکه فاضلاب وجود نداشته باشد و یا به علت عدم تطابق با مجوزهای خروج مجبور به پرداخت جریمه‌های کلان باشد و در این صورت شاید مجبور باشید هزینه بیشتری برای سیستم بپردازید تا از این مشکلات خلاص شوید.
ماهیت و حجم لجن به نوع تکنولوژی که شما به کار می‌برید بستگی دارد مثلا" سیستم ترسیب شیمیایی یک ماده آبکی تولید می‌کند که می‌توان برای کاهش حجم ، آنرا از یک صافی عبور داد. ممکن است لجن یک آب روغنی باشد که بتوان آنرا به عنوان یک ضایعه روغنی دور ریخت و یا حتی لجن ممکن است حاوی مواد خطرناک باشد ، این خطرات ، هزینه دور ریز و حمل و نقل لجن را در نظر بگیرید.
یا یک سیستم پیش ساخته خریداری نمائید و یا خودتان کار را انجام دهید. برای نصب و توسعه یک سیستم تعداد زیادی انتخاب وجود دارد، می‌توانید همه کارها را خودتان عهده دار شوید و یا از یک فروشنده و یا مشاور بخواهید که کارها را انجام دهد و یا کارها را بین خودتان و یک مشاور تقسیم کنید.
فهرست مطالب
فصل اول- مقدمه و تاریخچه 1
مقدمه. 2
تاریخچه تصفیه آب به روش صنعتی.. 3
فصل دوم – اهمیت تصفیه پسابهای صنعتی.. 7
آب و پساب در صنعت... 8
پساب صنعتی (Industrial Wastewater). 8
مقدار مجاز برای آب مزروعی ( عناصر محلول ) 11
پارامترهای مهم.. 11
1- اندازه گیری جریان فاضلاب... 11
2- اندازه مواد جامد ( Total Solid ) TS... 11
3- اندازه مواد قابل ته نشینی.. 11
4- تعیین قلیائیت : 12
5- اندازه گیری مواد آلی.. 12
6-عوامل مؤثر بر غلظت O2 محلول در آب : 13
7- COD (Chemical Oxygen Demand) : 14
8- TOC.... 14
9- THOD.... 14
فصل سوم- استاندارد خروجی فاضلاب ها 15
الف- تعاریف... 16
ب- ملاحظات کلی.. 16
ج- جدول استاندارد خروجی فاضلابها 19
فصل چهارم – انواع روشهای تصفیه فاضلاب... 22
1- روشهای تصفیه فیزیکی.. 23
2- روشهای تصفیه شیمیائی.. 23
3- روشهای تصفیه بیولوژیکی.. 23
روشهای متداول تصفیه فاضلاب صنعتی.. 24
1- تصفیه فیزیکی – شیمیایی.. 24
2- تصفیه بیولوژیکی.. 30
2-1 تصفیه بی هوازی.. 33
2-2 تصفیه هوازی.. 39
فصل پنجم- میکروبیولوژی فاضلاب............................................................................... 44
الف - شرایط تغذیه و رشد در جمعیتهای مخلوط میکروبی.. 46
ب- اثر دما روی رشد میکروبی.. 47
ج- اثر درجه اسیدیته (PH) روی رشد میکروبی.. 50
د- نیاز رشد میکروبی به اکسیژن.. 52
ح- منحنی رشد میکروبی.. 52
و- سینتیک رشد بیولوژیکی.. 57
فصل ششم – تصفیه های پیشرفته. 59
1) فاضلابهای صنعتی ونحوه مقابله با آن.. 60
2) نقش پودر کربن فعال در بهینه سازی سیستمهای تصفیه فاضلاب صنعتی.. 61
فصل هفتم- استفاده از تالابهای مصنوعی در تصفیه فاضلابهای صنعتی .. 82
1) تالابهای مصنوعی.. 83
2) ساختار تالابهای مصنوعی.. 83
3) وظایف اجزاء اصلی تالاب... 87
4) حذف فلزات سنگین در تالاب مصنوعی.. 90
5) تصفیه پسابهای صنعتی توسط تالابهای مصنوعی.. 91
فصل هشتم- مناسب ترین گزینه فاضلاب صنعتی از دیدگاه مدیریت........................... 93
- هزینه خرید و راه اندازی.. 100
- راهبری و تعمیرات نگهداری.. 102
- دفع مواد زاید. 103
- ملاحظات راهبری.. 104
- دفع آب تصفیه. 104
- دفع مواد زاید حاصل از تصفیه فاضلاب... 105
- مزایا وکمبودها 106
- تجزیه و تحلیل منافع اقتصادی.. 107
فصل نهم – گزارش تصفیه خانه غرب مشهد (پرکند آباد) 109
الف- گزارش کلی مراحل تصفیه. 110
ب- توصیف... 111
ج- آزمایشات مهم انجام شده روی فاضلاب... 114
منابع.. 115