تصفیه خانه فاضلاب اکباتان

مقدمه

در هر جامعه ای فاضلاب و آلاینده های هوا تولید می شود و فاضلاب تولید شده ضرورتا می بایست دوباره به آن باز گردد. از نقطه نظر تولید ، فاضلاب به صورت ترکیبی از آب و یا هر مایع دیگر و مواد زائد موجود در آن که در مناطق مسکونی ،تجاری و یا صنعتی تولید می شود تعریف می شود . فاضلاب ها مقدار زیادی مواد خارجی دارند و فاضلاب خانگی از تهیه غذا ،نظافت منزل،شستشوی ترشحات و فضولات بدن ناشی می گردد.عملیات صنعتی نیز باعث آلودگی آب می شود زیرا برخی از محصولات اصلی و فرعی صنعتی بطور عمدی یا غیر عمدی وارد آب می گردد .فاضلابهای سطحی نیز پس از شستشوی خیابانها و آلوده شدن مواد آلی و معدنی وارد شبکه فاضلاب شهری می شوند بنابر این فاضلاب شهری علاوه بر فاضلابهای خانگی مقداری از فاضلابهای مغازه ها ،فروشگاهها ، تعمیرگاه ها رستورانها و موسساتی مانند آنها را نیز دارد . این مواد ممکن است به آبهای زیرزمینی و یا سطحی نیز نفوذ یابند. هرگاه فاضلاب تصفیه نشده تجمع پیدا کند ،تجزیه مواد ارگانیک موجود در آن منتهی به وضعیت آزار دهنده از جمله تولید گازهای بد بو می شود.بعلاوه فاضلاب تصفیه نشده حاوی تعداد زیادی میکروارگانیسم های بیماری زا است که می تواند در بدن انسان رشد کنند. فاضلاب همچنین حاوی مواد غذایی مناسب برای رشد گیاهان بوده و ممکن است حاوی ترکیبات سمی و یا ترکیباتی با قابلیت ایجاد سرطان نیز می باشد . به دلایل فوق حذف سریع و بدون مشکل فاضلاب از منابع تولید کننده آن ،تصفیه ،آماده سازی جهت استفاده مجدد و یا دفع به محیط ، امری ضروری به جهت سلامتی افراد و نیز محیط زیست است . مهندسی فاضلاب شاخه ای از مهندسی محیط زیست است که د رآن اصول پایه دانش و مهندسی مرتبط با تصفیه فاضلاب بکار برده می شود. انتخاب فرایند تصفیه و نیز نحوه توالی فرایند ها به عوامل زیادی از جمله عوامل زیر وابسته است:

1-     خصوصیات فاضلاب از قبیل pH ،T.S.S ، B U D و مقدار مواد سمی موجود در فاضلاب

2-     کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده

3-     هزینه ها و دسترسی

4-ملاحظات مربوط به ارتقا در کیفیت آب تصفیه شده .

فاضلاب چیست؟

همه جوامع هم به صورت مایع و هم به صورت جامد ، فضولات تولید می کنند . بخش مایع این فضولات یا فاضلاب اساسا همان آب مصرفی جامعه است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده است . در ذیل برخی از اختصاصات فیزیکی ،شیمیایی و زیستی فاضلاب را داریم :

اختصاصات فیزیکی شامل دمای زیاد ، کدورت ، رنگ خاکستری می باشد و در درجات تازگی بوی یک نوع کروزون می دهد .

اختصاصات شیمیایی مربوط به مواد آلی ،مواد معدنی و گازها می باشد.

اختصاصات زیستی : روزانه هر فرد تقریبا دویست میلیارد میکروب دفع می کند که میزان دفع میکروبهای بیماریزا بستگی به وضعیت سلامتی فرد دارد هر میلی لیتر فاضلاب خانگی حاوی میلیونها میکروب است.

تصفیه فاضلاب :

فاضلاب جمع آوری شده چه از مراکز جمعیتی یا کارخانجات نهایتا باید به منابع آب و یا خاک باز گردانده شود.در هر مورد باید به این سوال پیچیده باید پاسخ داد که : برای حفظ محیط زیست کدام یک از آلاینده های فاضلاب ، و تا چه حدی باید حذف شوند؟

پاسخ به این سوال مستلزم بررسی شرایط و نیازهای محلی همراه با کاربرد دانش علمی ، قضاوتهای مهندسی متکی به تجربه و رعایت شرایط و مقررات کشوری می شود .

روشهای تصفیه که در آنها کاربرد نیروهای فیزیکی عامل مهمتری است با عنوان فرایند های واحد تصفیه معروفند . در حال حاضر، عملیات و فرایندهای واحد تصفیه در هم ادغام شده و آنچه را که امروزه مراحل اولیه ،ثانویه و نهایی تصفیه نامیده می شود را تشکیل داده اند.

مراحل اولیه شامل جدا کردن مواد شناور و قابل ته نشینی موجود در فاضلاب می باشد که در تصفیه ثانویه از فر ایندهای شیمیایی و زیست شناختی استفاده می شود.تا قسمت اعظم مواد آلی از فاضلاب جدا شود ، در تصفیه نهایی از واحدهای اضافی عملیات و فراوری استفاده می شود، تا سایر آلاینده ها مانند نیتروژن و فسفر که مقدار آنها در تصفیه ثانویه کاهش چشمگیری پیدا نکرده است حذف شوند.روشهای تصفیه زمینی ،که امروزه بیشتر به سیستم های طبیعی معروف شده اند ، مجموعه ای از مکانیسم های تصفیه ی فیزیکی ،شیمیایی و زیست شناختی را به خدمت گرفته و آب را با کیفیتی مشابه آبی که از تصفیه نهایی فاضلاب حاصل می شود تولید کنند .

فرایند های تصفیه فاضلاب

1)تصفیه فیزیکی

2)تصفیه زیستی

3)تصفیه شیمیایی

1) تصفیه فیزیکی : آشغالگیری ، ته نشینی ، تجمع ذرات ،صاف کردن ، اسمز معکوس ، تقطیر کردن و سرد کردن از جریان های تصفیه فیزیکی فاضلاب است . به جز سه روش آخر ، این جریان های فیزیکی برای جداسازی آلاینده ها متناسب با اندازه ی آن ها ست . ذرات ریز کلوئیدی کمتر از یک میکرون با روش های مختلف تجمع می یابند تا بزرگتر شده و به سهولت بوسیله ی ته نشینی و یا صاف کردن از فاضلاب جدا می شوند . از اسمز معکوس و تقطیر برای جدا سازی نمک های محلول استفاده می شود . در جریان اسمز معکوس فشار های بالا بکار می برند . تا آب از غشاهایی که مانع عبور نمک ها هستند بگذرد . جدا سازی مواد جامد معدنی محلول ، نسبتا گران تمام می شود و فقط در جریانهای تصفیه فاضلاب پیشرفته انجام می گیرد که معمولا زلال سازی            Tertiary Treatment   فاضلاب خوانده می شود . در جریان زلال سازی فاضلاب ، مواد معدنی محلول فقط کاهش کمی می یابد .جذب ذغال فعال یکی از جریانهای معمولی زلال سازی است . هنگامی که با ذغال فعال تماس می یابد ، آلاینده های آلی جذب سطح ذرات ذغال می شوند . بعد از تکمیل ظرفیت جذب ذغال آنرا در کوره قرار می دهند تا مواد آلی سوخته و ذغال احیا شود در بعضی موارد دور ریختن ذغال اقتصادی تر است عمدتا از کوره های زباله سوز برای دفع لجن آلی حاصل از تصفیه فاضلاب استفاده می شود.

    ب) تصفیه زیستی : به دو روش هوازی و بی هوازی انجام می گیرد .چون مواد آلی فاضلاب ها منبع غذایی میکروارگانیسم ها هستند، تماس فاضلاب با تعداد زیادی میکروارگانیسم اساس جریانهای تصفیه زیستی است تا آلاینده ها در زمان کوتاهی از آب حذف شود شرایط محیطی مانند وجود O2 ، مواد غذایی معدنی ، pH و حرارت باید در حدی نگهداشته شود تا رشد میکروبها بخوبی انجام گیرد . بعد از جدا شدن آلاینده های آلی ، میکروبها از فاضلاب جدا شده و به حوضچه تصفیه باز گردانده می شوند و آب تصفیه تخلیه گردد.

     در روش لجن فعال ، فاضلاب با مقدار زیادی میکروب در یک تانک برای چندین ساعت نگه داشته شده و اکسیژن کافی برای مخلوط تامین می نمایند . تا شرایط هوازی به وجود آید .میکروب آلوده کننده های آلی را به 2 CO و آب متابولیزه کرده و ضمنا مقادیر قابل توجهی میکروب سنتز می نمایند. سپس مدتی مخلوط فاضلاب و میکروارگانیسم ها در یک تانک ته نشینی قرار می گیرد تا میکروبها ته نشین و دوباره به تانک تصفیه برگردانده شوند و پساب فاضلاب نیز از تانک خارج گردد .

     در جریانهای تصفیه زیستی هوازی از تغییر و تبدیلات پیچیده میکروبی برای تبدیل آلاینده های آلی به اسید استیک و سپس متان که میتواند به مصرف سوخت برسد استفاده می شود . میکروبهای متان زا به آهستگی رشد کرده و از میکروبهای هوازی به شرایط محیطی حساس تر هستند ، از این رو متخصصین کار آمد برای انجام صحیح تصفیه زیستی بی هوازی لازم می باشند.

       بی هوازی دو حسن دارد :

1-     انرژی خیلی کمتری نیاز دارد و خود به شکل متان انرژی تولید می کند .

توده میکروبی حاصل از سیستم تصفیه بی هوازی تقریبا 10% توده میکروبه حاصل از سیستم هوازی است.

خروج ازت زیستی آلی از فاضلاب نیز به وسیله تغییر و تبدیل میکروبها انجام می گیرد . ازت آلی به آمونیاک تبدیل می شود و سپس تعدادی از ارگانیسمهای هوازی آمونیاک را به نیتریت متابولیزه کرده و سر انجام به نیترات ابدیل می کند.

آمونیاک و نیترات به عنوان منابع انرژی این دسته میکروبها هستند . سپس این نیترات با باکتریهایی که فعالند یک منبع انرژی آلی را در غیاب O2 متابولیزه می کنند تماس یابد، نیترات به وسیله میکروبها به گاز ازت تبدیل می شود و چون در آب کاملا نامحلول است به آسانی از آب خارج می شود .

تصفیه شیمیایی : تصفیه شیمیایی فاضلاب ها در چندین دهه پیش مورد توجه قرار گرفت ولی به علت هزینه زیاد استفاده چندانی نداشت . ولی با تکامل بیشتر استاندارد فاضلاب خروجی اغلب تصفیه شیمیایی واجب است . بطور کلی ، به استثنا ضد عفونی کردن در تصفیه شیمیایی فاضلاب ها از منعقد کننده هایی مانند آهک ، آلومینیوم ، نمکهای فریک یا پلی الکترولیتهای مصنوعی استفاده می شود که باعث ایجاد شرایطی برای چسبیدن ذرات بزرگتر شده به آسانی ته نشین می شود . ترکیبات آهک ،AL و نمکهای فریک خیلی به کار می رود . از گاز کلر برای تبدیل ازت آمونیاکی به گاز ازت استفاده می شود که غیر محلول است و از آب خارج می شود .

مرور کوتاهی بر تاریخچه فاضلاب تهران :

     در زمان توزیع آب تهران در سال 1330 ، چگونگی ایجاد تاسیسات فاضلاب تهران مورد توجه قرار گرفت و در سال 1336 نمایندة دولت وقت اعلام کرد که طرح فاضلاب تهران با اعتبار 300 میلیون تومان آغاز شده است . در دهه 40 وزارت نیرو اقدام به تملک اراضی موقوفه از کشاورزان صاحب نسق نمود و در دهه 50 عملیات اجرایی آغاز شد ولی طرح چندان پیشرفتی نداشت بعد از انقلاب ، در سال 1371 با تشکیل شرکت آب و فاضلاب تهران ، مسئولیت ادامة این کار به این شرکت سپرده شد و پس از اخذ وام از بانک جهانی اجرای طرح آغاز شد و مهندسین مشاور مهاب قدس به جای مشاور“ ری آب ” کار را دنبال کرد . در سال 1373 کار های اجرایی طرح مجدداٌ با کندی شروع شد و امروز پس از 30 سال از آغاز عملیات صرفاٌ فعالیت های زیر در محل تصفیه خانه انجام شد است:

1-    دیوار کشی اطراف محل طرح حدود 110 هکتار

2-    احداث ساختمان اداری در دو طبقه

3-    احداث 8 استخر بتونی

4-    اتصال لوله های بتونی انتقال فاضلاب به استخر های اولیه ( فاضلاب 50 هزار نفری نازی آباد )

5-   احداث کانال خروج پساب به سمت اراضی کشاورزی شرق تصفیه خانه ( پس از رسوب گذاری و بدون هر گونه عملیات بازیافتی و حتی هوادهی )

بنا براین با توجه به قصد انتقال فاضلاب 10 میلیون نفری تهران به این مکان که لوله گذاری آن در دست اقدام است ، موارد پنجگانه فوق تنها 10درصد از عملیات را در بر خواهد گرفت، آنهم به شکل رسوب گیری فاضلاب انسانی و انتقال روباز آن به اراضی کشاورزی شرق تصفیه خانه و در مسیر و محور شهر ری به ورامین که تبعات زیست محیطی بسیار زیاد فعلی ، به فاجعه زیست محیطی برای مردم ساکن در شهر ری و به تبع آن زوار آستان مقدس حضرت عبدالعظیم ( ع ) تبدیل خواهد گردید .

تصفیه خانه فاضلاب شهرک اکباتان

مساحت کل این تصفیه خانه 70 هکتار است .از سال 1363 مورد بهره برداری قرار گرفته است . راندمان تصفیه 97% است و حداکثر دبی 4500 متر مکعب در روز می باشد . جمعیت تحت پوشش 100 هزار نفر است . علاوه بر فاضلاب شهرک اکباتان قسمتی از فاضلاب بیمارستان صارم وارد این تصفیه خانه می شود . BOD ورودی 200 میلی گرم بر لیتر است و خروجی می بایست بین 11 تا17 باشد ولی به دلیل خارج از مداربودن صافی ها 20 میلی گرم بر لیتر است . سیستم تصفیه مورد استفاده سیستم لجن فعال می باشد .

فاضلاب ورودی به این تصفیه خانه ابتدا از آشغالگیر میله ای دهانه ریز (Fine Screen ) عبور   می کند. در تمام تصفیه خانه ها عموما دو آشغالگیر وجود دارد . در این تصفیه خانه نیز دو آشغالگیر دستی و مکانیکی موجود می باشد که عملا فقط از آشغالگیر مکانیکی استفاده می شود و باید هر 5/1 ساعت یکبار تمیز شود .

مرحله بعدی دانه گیری است . دانه گیر(Grit Chamber ) با ظرفیت 36 متر مکعب و شکل استوانه (قطر 6 متر و ارتفاع 4 متر ) می تواند ذرات بزرگتر از 65 میلی متر را در انتهای هاپر جمع آوری کند . وقتی فاضلاب وارد دانه گیر می شود ذرات در اثر بر خورد با دیواره کاهش سرعت داده و سقوط می کند . برای جمع آوری بهتر ذرات در هاپر از یک نیم پل متحرک یا لجن روب استفاده می شود   ( 7 دقیقه طول می کشد تا یک دور کامل بزند)

زمان ماند فاضلاب بین 2 الی 3 دقیقه است که می تواند مواد معدنی را ته نشین کند. اگر زمان ماند را به 15 الی20 دقیقه برسانیم حوض دانه گیری می تواند کار حوض ته نشینی اولیه را انجام دهد . لجن جمع آوری شده توسط یک پمپ حلزونی از کف هاپر خارج می شود .

در این تصفیه خانه حوض ته نشینی اولیه (PST) را نداریم در نتیجه فاضلاب خروجی از دانه گیر وارد مقسم می شود و در بین دو فاز که در هر فاز 6 حوض هوادهی وجود دارد تقسیم می شود . آب از کف حوض که دارای عمق 5/5 متر است وارد می شود عمق اختلاط عمودی 8/4 متر است ،زمان ماند فاضلاب بین 16 تا18 ساعت است .این مرحله فاز لاغر شدن مس ها (جرم های میکروبی ) است . میزان F/m برابر 1/0تا 15/0 است . در کنار حوضچه ها یک DO meter   وجود دارد که میزان اکسیژن محلول را بصورت زنده و Online   نمایش می دهد . تغییر DO بیانگر زنده و فعال بودن مس ها است .

در طول روز دو مرتبه (ساعت 8 و 11 صبح ) سرعت ته نشینی را در فاضلاب اندازه می گیرند . به این ترتیب که 1000 میلی لیتر از فاضلاب را در ظرف مخصوص ریخته ، زمان ماند نیم ساعت به آن می دهند تا سرعت رسوب ذرات را بتوانند اندازه گیری کنند .

پس از گذراندن زمان ماند 16 الی 18 ساعت در حوض های هوادهی ، قاضلاب وارد حوض های ته نشینی ثانویه ((SST می شود . ذرات معلق نیمی در هوا دهی و ما بقی در حوض ته نشینی ثانویه گرفته می شود . زمان ماندی که در این حوض ها داریم قریب 6 تا 8 ساعت است . پدلری با طول 5/17 متر که 53 دقیقه طول می کشد تا یک دور کامل بزند ( در واقع می توان گفت مسافت 07/2 متر را در دقیقه طی می کند ) ذرات شناور چربی ها و کفی که در سطح فاضلاب وجود دارد را به دریچه جمع آوری این ذرات هدایت می کند و نیز ذرات ته نشین شده را به هاپر منتقل می نماید.

حجم این حوض 3600 متر مکعب است و کف حوض دارای شیب 2% است عمق حوض از 8/3 متر تا 3/4 تغییر می کند (با توجه به شیب) ،آب از مرکز حوض وارد می شود ( دبی مرکزی را اندازه گیری میکند ) و فاضلاب پس از گذراندن زمان ماند در پاشویه سر ریز می شود . در فاصله بین سر ریز تا دیواره نباید لجن یا فلوک داشته باشیم . وجود خود سر ریزها مانع از ورود کف و فلوک شده و باعث توزیع یکنواخت در پاشویه میشود .

آب از پاشویه توسط کانالی جمع آوری شده و پس از یک هوادهی مختصر به بیرون تصفیه خانه هدایت می شود . در این تصفیه خانه کلر زنی انجام نمی شود ولی اگر واحد کلر زنی در مدار بود قبل از هوادهی این عمل انجام می شد .

لجنی که به دست می آید به واحد تغلیظ برده می شود ، در آنجا هوا دهی انجام می گیرد . زمان ماند 30تا 45 روزه وجود دارد . جدا سازی به دو فاز صورت می گیرد . سپس وارد هاضم هوازی ( تثبیت ) می شود . در این مرحله زمان ماند 15 تا20 روز وجود دارد ( حجم این حوضچه 300 متر مکعب است ) .

بخشی از لجن به حوضچه هوا دهی بر گردانده می شود و بقیه وارد اتاق لجن خشک کن می شود . در این واحد دو بشکه بزرگ قرار دارد که اولی همزن ماده کلوئیدی است که وارد این شبکه می شود . ماده کلوئیدی برای انسجام لجن و بو گیری به کار می رود . سپس وارد بشکه دوم می شود و پس از انجام برخی فر آیند ها در نهایت تولید کیک لجن را داریم که با افزودن سدیم و پتاسیم و ... تبدیل به کود شده و به مصرف می رسد.

در این تصفیه خانه کانال بای پس وجود دارد که آب اضافی و آب باران را می گیرد . برای جلوگیری از نوسانات هیدرولیکی شیر فلکه را باز نگه می دارند . وقتی آب اضافی وارد کانال شد و حجم آب به حد دبی متوسط رسید شیر فلکه را می بندند و این فاضلاب را دوباره به اول مسیر بر می گردانند .

سایت بهداشت محیط ایران

سایت بهداشت محیط ایران