فاضلاب

فاضلاب به دودسته تقسیم می شود :

تصفیه به سه روش انجام می شود.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول: کلیات.......................

1-1- مواد آلی .......................

1-1-1- اندازه‌گیری مواد آلی...........

1-2- گیاهان..........................

1-2-1- گیاهان غوطه ور................

1-2-2- گیاهان شناور ....................

1-2-3- گیاهان حاشیه‌ای ...............

1-3- گیاهان شناور....................

1-4- گیاه آزولا (مقدمه)...............

1-4-1- جغرافیای گیاهی................

1-4-2- پراکنش بوی آزولا در روی کره زمین

1-4-3- پراکنش آزولا توسط انسان .......

1-4-4- تاریخچه حضور آزولا در ایران....

1-4-5- آرایه شناسی ..................

1-4-6- زیست شناسی آزولا...............

1-4-7- تولید مثل آزولا................

1-4-8- فیزیولوژی آزولا................

1-4-9- معمای رشد در ایران ..........

1-4-10- برآورد میزان این گیاه در ایران – سطح- وزن

1-4-11- منافع گسترش و هدایت آزولا.....

1-4-12- مضرات گسترش بی‌رویه...........

1-5- خانواده هناسه...................

1-5-1- عدسک آبی .....................

1-5-2- گسترش جغرافیایی ..............

1-5-3- پراکندگی در ایران.............

1-5-4- اهمیت اقتصادی ................

فصل دوم: مواد، وسایل و روشها.........

2-1- تهیه استوک ppm 100، ppm 100 و ppm 50 گلوکز

2-2- تهیه استوک ppm 100، ppm 100 و ppm 50 لاکتوز

2-3- تهیه نوترینت (C, B, A).............

2-4- روش تهیه مواد و محلولهای شیمیایی آزمایش COD

2-5- روش استاندارد کردن FAS..........

2-6- آزمایشات مرحله اول (بشر) .......

2-7- آزمایشات مرحله دوم (پتری دیش) ..

2-8- آزمایشات مرحله سوم (بصری) ......

فصل سوم: بحث و نتایج.................

3-1- یافته‌ها ........................

جداول و منحنی ها ....................

فصل چهارم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات.....

4-1- نتیجه‌گیری ......................

4-2- پیشنهادات ......................

مقدمه

آبی که اهمیت وجود آن شاید بر هیچیک پوشیده نباشد، متاسفانه از طریق تخلیة فاضلابها، پسابها و کلیه زواید حاصل از فعالیتهای انسان به شدت در معرض آلودگی قرار گرفته . پیشرفتهای صنعتی باعث شده که پسابهای غلیظ‌تر و با ترکیبات متنوع‌تر در جریان‌های آب تخلیه شدند.(2)

در حال حاضر بسیاری از منابع آبی دنیا گرفتار مشکلات ناشی از تخلیه فاضلابهای مختلف می‌باشند که بهسازی آنها و بازگشت به حالت طبیعی هزینه‌های هنگفتی را می طلبد. (1)

به منظور تصفیه فاضلاب در اجتماعات کوچک، استفاده از سیستم‌های گیاهی آبزی نظیر لاگونهای پوشیده شده با DW (گیاهان آبزی شناور) به دلیل راهبری آسان، همیشه پائین و اثر بخشی بالا مورد توجه قرار گرفته است.(4)

امروزه تمایل برای استفاده از گیاهان آبزی شناور بخاطر فواید گوناگونشان نظیر میزان رشد بالا، عمل حذف نوترینت در سطوح بالا، غنی بودن این گیاهان از پروتئین که باعث با ارزش شدن آنها به عنوان خوراک دام می گردد، بهره برداری و برداشت آسان آنها و تحمل بالای گیاه و قدرت سرکوب کنندگی جلبکی گیاه، تثبیت بالای نیتروژن (4) ، منبع غذایی برای انسان، کنترل حشرات آبزی ناقل بیماریهای خطرناک (به دلیل ایجاد پوشش متراکم در سطح آب که مانع خروج این حشرات می‌گردد). در داروسازی جهت ساخت داروهای آنتی بیوتیک، افزایش مواد آلی خاک و بهبود ساختمان و ترکیب شیمیایی خاک و . . . . (3) و همچنین استفاده از آنها به عنوان گیاه آلایش زا و مورد توجه قرار گرفته است. (4)

ولی تاکنون مطالعاتی در زمینه اینکه مواد آلی گلوکز و لاکتوز تا چه میزان می توانند در رشد آزولا و عدسک آبی مؤثر واقع شوند یافت نشده است.

لذا در این تحقیق از دو گونه گیاهان آبزی شناور (لمنامینور و آزولا) به منظور حذف مواد آلی محلول در محیطهای کشت حاوی گلوگز و لاکتوز استفاده شده است.

فصل اول

کلیات

1-1- مواد آلی

مواد آلی موجود در آب می‌تواند از منابع گوناگونی چون گیاهان ، جانوران، فاضلابهای خانگی کاملاً تصفیه نشده و فاضلابهای صنعتی ناشی می‌شود.(13)

آبهای سطحی بیشتر از سایر منابع در معرض آلودگی می باشند. در پی بارندگی های کم و یا خصوصاً شدید که باعث حمل ذرات مختلف گیاهی، حیوانی و حتی صنعتی و سمی می‌شود آبها شدیداً آلوده می‌گردند. انسان خود با ریختن آبهای آلوده حاصل از زندگی روزمره و صنایع به جریانهای آب باعث آلودگی آنها می‌شود. اغلب آبهای زاید کارخانه های صنایع مختلف بدون توجه، رودخانه‌ها و دریاچه‌های مجاور آن ریخته می‌شوند.(15)

مواد آلی در آب از سه منبع سرچشمه میگیرند که عبارتند از: 1- تجزیه و تخریب مواد آلی طبیعی 2- فعالیتهای شهری تجاری و صنعتی)، کشاورزی و 3- واکنشهایی که به هنگام تصفیه و انتقال آب اتفاق می افتد. در این بین مورد اول دارای اهمیت بیشتری است که خود شامل: مواد هیومیک (Humic Substances) ، بقایای میکروارگانیسم‌ها، هیدروکربورهای آروماتیک و آلیفاتیک با منشأ نفتی و با وزنهای ملکولی بالا ، میباشد. با اینکه این مواد معمولا بی‌خطر می‌باشند، ولی در پاره‌ای از موارد نظیر وجود متابولیتهای بدبوی حاصل از جلبکهای سبز- آبی، (مانند متیل ایزویورنیول (Methylisoborneol) مزاحم و دردسر آفرین هستند. تعداد معدودی از محصولات نفتی میتوانند دارای اثراث سوء بهداشتی باشند. مواد هیومیک نیز میتوانند بعنوان پیش سازها (precursors) در تشکیل تری هالومتان‌ها و دیگر مواد آلی هالوژنه در اثر اکسیده شدن، طی فرایند گندزدایی آب دارای نش مهمی باشند. (16)

آلاینده‌های ناشی از فعالیتهای شهری و تجاری شامل مواد موجود در فاضلابهای خانگی، صنعتی، پسابهای کشاورزی، سیلابهای شهری و نشت آبهای مناطق آلوده میباشد. اکثر مواد آلی شناخته شده در آب که دارای اثرات سوء بهداشتی هستند در این گروه قرار می یگرند. این مواد شامل آفت کشها (نظیر کلردان، کریوفوران)، حلالها (همچون تری کلروینزن و تتراکلرواتیلن)، مواد چربی‌زا از سطح فلزات (مانند تری کلرواتیین و تری کلرواتان) و مواد مورد استفاده در ساخت پلاستیک و مونومرها (نظیر ترکیبات بیفنل پلی کلرینه (PCBs) می‌باشند، (14)

بسیاری از مواد آلی در آب قابل حل بوده و در آبهای طبیعی ممکن است ناشی از منابع طبیعی یا در نتیجه فعالیتهای انسان باشند. اکثر مواد آلی طبیعی ، شکل از تولیدات ناشی از فساد مواد جامد آلی هستند در صورتیکه مواد آلی مصنوعی معمولاً منتج از تخلیه فاضلاب یا عملیات کشاورزی می باشند. (14)

مواد آلی محلول در آب معمولاً به دو دسته وسیع تقسیم می شوند:

1- مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی

2- مواد آلی غیر قبل تجزیه بیولوژیکی (دیرپا) (14)

1-1-1- اندازه‌‌گیری مواد آلی

مواد آلی غیر قابل تجزیه بیولوژیکی معمولاً به وسیله آزمایش اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) اندازه‌گیری می شوند. همچنین ممکن است این مواد بوسیله آنالیز (TOC) تخمین زده شوند. (14)

1-2- گیاهان

گیاهان در هر تالاب مکان ویژه‌ای را به عنوان زیستگاه خویش انتخاب و اشغال می نمایند که میتواند از نظر مساحت و ساختار، همانند خود گونه‌های با یکدیگر تفاوتهای کلی داشته باشد. برخی از مهمترین گونه‌های گیاهان سبز آنچنان که کوکند که نمی‌توان بدون استفاده از میکروسکوپ آنها را مشاهده نمود و بعضی دیگر در سطح آب پراکنده و به سهولت دیده می‌شوند. اما کلیه آنها احتیاجات اولیه‌ای از نظر تأمین نور خورشید، آب ، دی اکسید کرن، اکسیژن و مواد معدنی داشته و این نیازها را بطرق مختلف حاصل می‌نمایند.

گیاهان ریشه‌دار، غوطه‌ور و یا شناور دارای برگ در سطح و یا غوطه‌ور در آب بوده (و یا هر دو )و جایگاه خاصی بر حسب اجتماعات خود اشتغال مینمایند و طبقه‌بندی خاصی را شامل می‌شوند. گیاهان آبزی ریشه‌دار در خدمت سخت پوستان، حشرات و ماهیها بوده و به این جانوران امکان دفع حمله دشمنان طبیعی را داده و به عنوان پناهگاهی جهت حفظ حیات آنها بشمار میروند. این گیاهان، مهیا کننده اکسیژن و مواد مغذی بوده و حتی پس از مرگ و عمل و تجزیه پذیری (بوسیله ارگانیسمهای تجزیه کننده) مواد غذایی برای موجودات دیگر فراهم می کند.

در نگرشی به نقش مهم و حیاتی این گیاهان در تلاب، اهمیت آنها افزایش بیشتری نشان می‌دهد بطور یکه تداوم زندگی حیاتی موجودات تالاب، سبب حضور بیشتر جانوران شده و به تجمع آنها بویژه پرندگان آبزی کمک می نماید. این گیاهان بدلیل فراهم نمودن غذای پرندگانی از خانواده مرغابیان، در حدی که هر گونه گیاهی مورد تغذیه یکی از آنان قرار میگیرد، از خطر نابود شدن مصون مانده و به نقش حیاتی خود ادامه میدهد. اما ازدیاد رویش‌های گیاهی در تالابها، آنها را همواره به عنوان مهمترین منبع اصلی مرگ این اکوسیستم‌ها مطرح نموده است بطوریکه طبق قرائن آشکار در مورد تالاب انزلی، یکی از علل پیری زودرس آن، افزایش فوق العاده کم و کیفی گیاهان آبزی است. این گیاهان زیستگاههای خاص خود داشته و در تطابق با محیط آبی، از نظر فیزیولوژیکی تفاوتهای بسیاری با دیگر گیاهان نشان میدهند. به نحوئی که املاح موجود در آب مورد تغذیه آنها قرار میگیرد. گیاهان آبزی (هیدورفیت) بر حسب قرار گرفتن در سواحل (از جهت آب به خشکی) از تقسیمات رویشی زیر پیروی می‌کنند: 1- گیاهان غوطه ور 2- گیاهان شناور 3- گیاهان از آب خارج شونده (حاشیه‌ای) 4- بوته‌ها و علفهای آبزی 5- درختان مانده‌ابی 6- جنگلهای نواحی مرطوب رویش گیاهان آبزی در تالاب ، امری طبیعی بشمار رفته و در حالت مخصوص شرایط تالایی، بعلت ورود رسوبات ریز دانه و مواد معلق در آب رودخانه سفید رود از شبکه آبیاری و شسته شدن کودهای حاصلخیز داخل مزارع در مواقع باران‌های شدید فصلی و وارد شدن این مواد با زهکشی طبیعی و شبکه آبیاری بداخل تالاب به رویش آنان توان بیشتری می‌دهد.

بر اساس تحقیقات و لادیمیراسکایا کارمند علمی اتحاد جماهیر شوروی در سال (1345) 1964 ، تعداد 19 گونه گیاهان آبی عمده در تالاب انزلی شناسایی گردیده است که ذیلاً به همراه تعدادی دیگر از گونه‌های گیاهی آبزی موجود معرفی میگردند.

1-2-1- گیاهان غوطه ور (با شاخ و برگ شناور ) Submerged plants

شامل کلیه گیاهان غوطه‌ور در آب است که بخش اعظم رویشی و تولید مثلی این گیاهان بحالت غوطه ور بوده و میتوان قلمرو آنها را مستقیماً به قلمروی (فراگماتیس) متصل دانست. این گیاهان عموماً در سطح آب گل میدهند بنحوی که در خارج از آب قرار میگیرد.

عمده‌ترین گیاهان از این نوع عبارتند از:

1- جلبک سبز آبزی 1- Cbara sp. (Stonewort)

2- جلبک سبز 2-Nitela Sp. (Stonewort)

3- گوشاب شانه‌ای 3- Potamogeton Pectinatus

4- والیس نریای پیچیده 4- Vallisneria spiralis

5- هیدری لاورتیسیلانا 5- Hydrillaverticillata sct

(هزار برگ)

6- سراتوفیلوم شناور

6- Caeratophylum demersum (hornwor t)

7- میریوفیلوم (هزار برگ سنبله‌ای)

7- Myriophylum spicatum

8- ناجس مینور (پریوس کوچک) 8- Najas minor

1-2-2- گیاهان شناور Floating plants

گیاهان شناور در اکثر نقاط تالاب به صورت پوشش یکپارچه‌ای سطح آب را پوشانده و شامل گیاهانی است که ریشه آنها در داخل آب قرار داشته و ساقه و برگها ، بویژه برگها و گل در خارج از آب ولی در تماس با آن یعنی به شکل شناور در سطح آب مشاهده میگردند. محل تجمع گیاهان شناور غالباً در سمت باد پناه و یا به طور کلی در قسمت های آرام آب میباشد. عمده‌ترین گیاهان آبزی شناور در تالاب انزلی به شرح زیر میباشند:

1- اوتریکولاریا 1- Utriculatia vulgaris

2- سالوین (سرخش آبزی یا شناور) 2- Salvinia natans

3- هیدروکاریس (زیور آب- علف قورباغه)

3- Hydrocharis morsus ranae

4- عدسک سرنیزه‌ای (آبی یا سه برگه)‌

4-Lemna trisulca

5- عدسک سرنیزه‌ای (آبی یا سه برگه) 5- Lemna trisulca

6- عدسک آبی چند ریشه (پر ریشه) 6- Lemna polybiza

7- تراپا (خس سه کلمه «سه کلمه خیز» (شاه بلوط آبی)

7- Trapa natans

8- مریم آبی (مریم زیبا) 8- Hydrocotyle vulgaris

9- علف هفت بند پهن

9- Polygonum. Lapathifolium

10- علف هفت بند دو رگ 10- Polygonum amphibium

11- پوتاموژتون (گوشاب) شناور

11- potamogeton natans

12- اسپیرودلا 12- Spirodella Sp.

13- نیلوفر آبی 13- Nymphoid indicum

14- لایه مردابی (سل باقلی)

1-2-3- گیاهان حاشیه‌ای (نیمه غالب شناور با ریشه‌ آبزی و ساقه طویل) Emergent Plants

گیاهان مزبور که گیاهان رویشی حاشیه‌ای بیرونی ) و یا از خاک خارج شونده نیز نامیده می‌شوند شامل کلیه گیاهانی است که بخش اصلی رویشی و تولید مثلی آن در خارج از آب قرار دارد مانند:

1- لوئی پهن 1- Typha latifolia (Great Reedmace)

2- اسپرغان 2- Sparganium neglectum

3- سغد سلطانی (کرش دراز) 3- Cyperus longus

4- نی (بوریا) 4- phragmites australis

5- سیرپوست(پیزر آبی) 5- Scirpus lacustris

خوی نژاد نیز در سال 1347 به 37 گونه از گیاهان آبزی (14 گونه گیاهان حاشیه‌ای، 14 گونه شناور و 9 گونه غوطه ور) اشاره کرده است.

برخی از دیگر گیاهان آبزی که در تالاب مشاهده می‌شوند. عبارتند از :

پوشش گیاهی حاشیه‌ی تالاب را جگن‌ها (carex) و درختچه‌ها و درختهائی نظیر توسکا، بید، راش، نارون، ملج ، از گیل و تمشک تشکیل میدهند که عمده‌ترین آنها نوسکا و بید است.

بر خلاف فن های آب رسانی شهری و جمع آوری فاضلاب که تاریخچه نسبتاً طولانی و چند هزار ساله دارند پالایش و تصفیه فاضلاب بصورت امروزی خود، دارای سابقه ی تاریخی کوتاهی می باشد. تنها در نوشته های تاریخی از گفته و فرمانهائی که در پرهیز از آلوده سازی منابع طبیعی آب و به ویژه رودخانه یاد شده است نتیجه گیری می شود که نیاکان ما بجز آگاهی از بدی های آلوده نمودن منابع طبیعی آب، از برخی روش های تصفیه ی طبیعی نیز به طور تجربی و محدود آگاهی داشته اند.

نخست از حدود یکصد سال پیش که رابطه ای میان اثر باکتری ها و میکروب های بیماری زا در واگیری و شیوع بیماری آشکار گشت، انسان بفکر پاکسازی آب های آلوده افتاد. به عبارت دیگر فن تصفیه ی آب و فاضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم زیست شناسی و پزشکی بوجود آمده است. پرداختن و توجه به این فن از آنجا آغاز گشت که به تدریج برای جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب و به ویژه رودخانه ، ورود فاضلاب به این منابع ممنوع اعلام گردید. این جلوگیری ها نیاز به تصفیه فاضلاب و تکامل روش های آنرا ایجاب نمود. با گذشت زمان و به ویژه پس تر جنگ جهانی دوم، در نتیجه ی توسعه شهرها و صنایع، خطر آلودگی محیط زیست و درنتیجه نیاز به تصفیه ی فاضلاب با شدت بی سابقه ایافزایش یافت و همزمان با آن روش های بسیاری برای تصفیه ی فاضلاب بررسی، پیشنهاد و بکار گرفته شد.

در تکامل فن تصفیه ی فاضلاب از نظر زمانی، روش های طبیعی جزو قدیمی ترین روش هائی هستند که برای تصفیه بکار گرفته شده اند. به ویژه استفاده از فاضلاب برای آبیاری در کشاورزی به علت خاصیت کودی آن از یکصد سال پیش تاکنون در کشورهای اروپائی متدوال بوده است.

از دهها سال پیش تاکنون دریاچه های تثبیت و تصفیه ی فاضلاب در کشورهای اروپائی مورد استفاده قرار گرفته اند.

تصفیه فاضلاب در ایران

در ایران از زمانهای بسیار دوری لجن بدست آمده از چاههای جب کننده ی فاضلاب به عنوان کود کشاورزی بکار گرفته می شده است. ولی در تمام این روش ها بیشتر تکیه بر بازیابی از مواد کودی فاضلاب بوده است و نه تصفیه ی آن.در ایران امروز تصفیه خانه های فاضلاب به صورت پیشرفته ی خود سابقه ی تاریخی طولانی ندارند و محدودند به چند تصفیه خانه ی محلی در نواحی شمال تهران که قدیمی ترین آنها تصفیه خانه ی صاحبقرانیه می باشد که در سال 1340 شروع بکار کرده است. از نظر بزرگی مهمترین تصفیه خانه ها، تصفیه خانه های اصفهان می باشند که قدیمی ترین آنها در سال 1345 شروع بکار کرده است. جدول شماره ی (0-1) نام برخی از تصفیه خانه های فاضلابی که درسال 1376 مشغول بکار بوده اند را در شهرهای ایران نشان می دهد. با توجه به اعداد این جدول، جمعیت زیر پوشش تصفیه خانه های فعال در سال نامبرده در اصفهان حدود 70% و در تهران کمتر از 3% بوده است.

هدف از تصفیه ی فاضلاب

در تصفیه ی فاضلاب هدف های زیر مد نظر می باشند:

الف- تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم- فاضلاب های شهری همیشه دارای میکروب های گوناگونی می باشند که قسمتی از آنها را میکروب بیماری زا[1] تشکیل می دهند ورود فاضلاب تصفیه نشده به محیط زیست و منبع زیست و منبع های طبیعی آب، چه آنهائی که در زیر زمین قرار دارند، موجب آلوده شدن این منبع ها به میکروبهای بیماری زا می گردد و در اثر تماس انسان با این منبع ها خطر گشترش بیماری ها میان مردم به وجود می آید:

ب- پاک نگهداری محیط زیست- وارد نمودن فاضلاب های تصفیه نشده به محیط زیست موجب آلودگی این محیط شده که بجز خطرهای مستقیمی که برای بهداشت مردم دارد، نتایجی دیگر از قبیل ایجاد مناظر زشت، بوهای ناخوشایند و سرانجام تولید حشرات بخصوص مگس و پشه را بهمراه دارد. این حشرات خود وسیله ای برای جابجا شدن میکروب های بیماری زا و آلوده سازی محیط زیست با این میکروب ها می باشند.

ج- بازیابی فاضلاب- با توجه به اینکه مقدار نمک های معدنی محلول در فاضلاب به مراتب کم تر از آب دریاهای آزاد می باشد و فاضلاب جزو آب های شیرین ولی آلوده به حساب می آید، استفاده دوباره از فاضلاب تصفیه شده به جای آب شیرین جهت آبیاری کشاورزی به مراتب ارزان تر از شیرین سازی آب دریاهای شور می باشد. این مسئله در ایران که در بسیاری از نقاط آن مردم با کمبود آب شیرین مواجه هستند، می تواند در مصرف آب شیرین مورد استفاده در آبیاری کشاورزی رفه جوئی نماید.

کاربرد دوباره فاضلاب تصفیه شده جهت آبیاری کشاورزی بجز صرفه جوئی در مصرف آب شیرین به علت وجود مواد کودی در فاضلاب تصفیه شده می تواند منبع غذائی خوبی برای گیاهان تقویت کشتزارها گردد.

در اینجا لازم به تذکر است که بکار بردن فاضلاب خام و تصفیه نشده جهت آبیاری کشاورزی مشکلات زیادی در بر دارد، تا جائی که غالباً استفاده از این گونه فاضلاب ها را غیر ممکن می سازد. در هر صورت برای رسیدن به نتایج خوب در کاربرد دوباره فاضلاب در کشاورزی نیاز به مطالعه بررسی و برنامه ریزی کاملی هست.

د- تولید کود طبیعی- لجنی که از تصفیه زیستی فاضلاب بدست می آید دارای مقداری زیاد ترکیبات شیمیایی نظیر نیتراتها، سولفات ها و فسفات ها می باشد که ارزش کودی برای رشد گیاهان دارند. برای افزایش قابلیت جذب این لجن آنرا در یک سلسله عملیاتی با کودهای گیاهی که از باقی مانده برگ و ساقه درختان تشکیل شده اند و یا با کود های حیوانی مانند مدفوع حیواناتی هم چون گاو گوسفند بهم آمیخته و مدتی آنرا بحالت خود می گذارند و سپس به صورت کود طبیعی بکار می برند.

ه- تولید انرژی- همانگونه که بعداً در این کتاب گفته خواهد شد، نزدیک به 70 درصد گازهای تولید شده در انبارهای هضم لجن را گاز متان تشکیل می دهد که ارزش سوختی آن در حدود ارزش سوختی گاز شبکه شهری می باشد. در تصفیه خانه ها می توان با سوزانیدن آن و گرم کردن دیگهای بخار، گرمای مورد نیاز یکان های تصفیه خانه را تامین نمود. حتی در تصفیه خانه های بزرگ این گاز را جمع آوری کرده و با استفاده از توربین های گازی، ژنراتور برقی را بحرکت در آورده و تولید برق می کنند.

مراحل تصفیه فاضلاب

فرایند پالایش یا تصفیه فاضلاب را معمولاً به سه مرحله تقسیم می نمایند.

مرحله یکم- این مرحله بنام تصفیه مقدماتی نامیده می شود و شامل است بر تصفیه فیزیکی از قبیل آشغال گیری، دانه گیری، ته نشینی مواد معلق، و بالاخره خشک کردن و دفع لجن.

مرحله دوم-مرحله دوم تصفیه فاضلاب یا تصفیه ثانوی شامل است بر تصفیه زیستی با استفاده از باکتری های گوناگون هوازی موجود در فاضلاب و تصفیه زیستی با استفاده از باکتری های بی هوازی برای تصفیه فاضلاب و لجن. راهبری تأسیسات تصفیه ثانوی نسبت به مرحله یکم نیاز به صرف انرژی و هزینه بیشتری دارد.

مرحله سوم- این مرحله که تصفیه پیشرفته و یاتصفیه نهائی نیز نامیده می شود، شامل است بر زلال سازی و کاربرد یک یا چند روش از تصفیه تکمیلی زیر:

- ادامه فرایند نیترات زدائی.

- گذرانیدن فاضلاب از صافی های ماسه ای و یا صافی های بسیار ریز گذر[2]

- استفاده از کربن فعال[3]

- نمک زدائی با روش تعویض ین[4]

- روش اسموزی وارونه [5]

- در برخی موارد و بسته به نوع مصرف پساب کلر زدائی و جز آن...

دراینجا لازم به گفتن است که گند زدائی فاضلاب هنگام بیرون آمدن از تصفیه خانه(پساب) ، فرایندی است اجباری و باید درهر حالتی که تصفیه خانه طرح شده باشد اجرا گردد.

درصورتی که تمام تأسیسات یک تصفیه خانه به درستی کار کنند، می توان در مرحله دوم تصفیه آلودگی فاضلاب را 90 تا96 درصد کاهش داد و این کاهش آلودگی برای برقراری ظوابط لازم جهت دفع فاضلاب به منبع های طبیعی آب، حفظ بهداشت و پاک نگه داشتن محیط زیست کافی است. ولی در صورتی که بخواهیم از فاضلاب تصفیه شده برای آبیاری فضاهای سبز درون شهرها استفاده کنیم، یک تصفیه پیشرفته که مرحله سوم را تشکیل دهد، لازم می باشد.

در موارد استثنائی که منبع های طبیعی آب قدرت تصفیه خود بخودی فاضلاب را داشته باشند، پس از مطالعات کامل حتی ممکن است تنها به تصفیه مقدماتی نیز اکتفا نموده و بقیه فرایند تصفیه را به عهده طبیعت واگذار نمود.

به علت اینکه از یک سو امروزه درتصفیه خانه های فاضلاب شهری در ایران از سومین مرحله تصفیه استفاده نمی شود و از سوی دیگر تأسیسات تصفیه پیشرفته و یا سومین مرحله تصفیه فاضلاب بسیار پرهزینه می باشد، نویسنده از گفتگو در جزئیات و ظوابط طراحی یکان های این مرحله در این چاپ از کتاب خود داری می نماید. در صورتی که نیاز به این گونه تصفیه در آینده برای کشور احساس گردد، درتجدید نظرهای بعدی بخش مجزائی در این مورد به کتاب افزوده خواهد شد.

کیفیت فاضلاب در طرح تصفیه خانه

برای طراحی یک تصفیه خانه، فاضلاب را باید از دو دید کمی و کیفی بررسی نمود.

چنانکه در جلد یکم این کتاب ملاحظه گردید 49 ، مقدار فاضلاب بسته به شرایط اقلیمی و مساحت فضای سبر موجود در شهر تنها بخشی از آب مصرف شده یک شهر را در بر می گیرد. ضریب تبدیل آب مصرفی به فاضلاب در شهرهای ایران را می توان 50 تا80 درصد انتخاب نمود.در مقابل ممکن است حدود 10 تا30 درصد دبی فاضلاب خانگی را به صورت فاضلاب های غیر مجازی مانند آب های سطحی ناشی از بارندگی به فاضلاب خانگی افزود. همچنین بای دمقدار نشت آب های زیرزمینی رابه شبکه گرد آوری فاضلاب مورد توجه قرار داد. مقدار نشت آب زیر زمینی و آمیخته شدن با فاضلاب خانگی بسته به عمق سطح آب زیر زمینی، نوع زمین و نوع لوله های گرد آوری فاضلاب می تواند بین 10 تا 100 درصد ماکزیم دبی فاضلاب خانگی تغییر نماید.

در طراحی یکان های گوناگون تصفیه خانه فاضلاب و محاسبه مدت زمان توقف فاضلاب در آنها، باید نوسان های تولید فاضلاب در شهر نیز مورد توجه قرار گیرند. ضریب ماکزیمم و مینیمم جریان فاضلاب بسته به بزرگی و کوچکی شهر یعنی به شمار جمعیت از یک سو و ظرفیت کانال های گرد آوری و طول آنها از سوی دیگر متفاوت می باشد. چون در جلد یکم این کتاب در مورد تعیین مقدار فاضلاب توضیحات مفصلی داده شده است، در این جلد از کتاب از گفتگوی دوباره در این مورد خود داری می شود و تنها متذکر می گردد که به علت دوری تصفیه خانه کاسته می شود، بنابراین حتی الامکان باید عددهای کوچکتری برای ضریب ماکزیمم و عددهای بزرگتری برای ضریب مینیمم انتخاب نمود. این موضوع به ویژه برای یکان هائی که در انتهای تصفیه خانه جای دارند، به علت حجم و خاصیت ذخیره ای که یکان های پیش دارا می باشند، بیشتر اهمیت می یابد.

بجز کمیت فاضلاب، کیفیت آن نیز در طراحی یک تصفیه خانه اهمیت به سزائی دارد. چنانکه بعداً در این کتاب به تفصیل ملاحظه خواهد شد، ابعاد برخی از یکان های تصفیه خانه مانند یکان های تصفیه زیستی با توجه با میزان آلودگی فاضلاب طراحی می شوند. گفتگو در مورد انواع و میزان آلودگی فاضلاب طراحی می شوند. گفتگو در مورد انواع و میزان آلودگی فاضلاب ها در بخش یکم این کتاب انجام می شود.

انواع و خواص فاضلاب ها

فاضلاب ها بسته به شکل پیدایش و خواص آنها به سه گروه تقسیم می گردند:

فاضلاب های خانگی، فاضلاب های صنعتی و سر انجام فاضلاب های سطحی:

فاضلاب های خانگی [6]

فاضلاب های خانگی خالص تشکیل شده اند از فاضلاب دستگاهی بهداشتی خانه ها مانند: توالت ها، دستشوئی ها، حمام ها، ماشین های لباس شوئی و ظرف شوئی، پس آب آشپزخانه ها و یا فاضلاب بدست آمده از شستشوی قسمت های گوناگون خانه. خواص فاضلاب های خانگی در سطح یک کشور تقریباً یکسان و تنها غلظت آنها بسته به مقدار مصرف سرانه ای آب در شهرها تغییر میکند.

آنچه در شبکه های گرد آوری فاضلاب شهری، به نام فاضلاب خانگی جریان دارد بجز فاضلاب خانگی خالص دارای مقداری فاضلاب بدست آمده از مغازه ها، فروشگاه ها ، تعمیر گاه ها، کارگاه ها، رستوران ها و مؤسسه هائی مانند آنها نیز می باشد که اجباراً در سطح شهر و به طور پراکنده وارد کانال های گرد آوری فاضلاب می گردند.بنابراین با توجه به نوع و تعداد اینگونه مؤسسه ها ممکن است نوع فاضلاب در شهر تغییر کند.چنین فاضلابی را فاضلاب خانگی ناخالص نیز می نامند.

رنگ فاضلاب[7]- رنگ فاضلاب خانگی نشان دهنده عمر آن است. فاضلاب تازه دارای رنگ خاکستری است. پس از مدتی که فاضلاب گندید و کهنه شد رنگ آن تیره و سیاه می گردد.

بوی فاضلاب[8] - بوی فاضلاب ناشی از گازهائی است که در اثر متلاشی شدن مواد آلی بوجود می آید. بوی فاضلاب تازه قابل تحمل تر از فاضلاب کهنه است. بوی فاضلاب کهنه بیشتر ناشی از گاز هیدروژن سولفوره می باشد که در اثر فعالیت باکتری های بی هوازی و در نتیجه احیای سولفات ها به سولفیت ها تولید می گردد. در صورتی که به فاضلاب هوا و اکسیژن کافی برسد باکتری های بی هوازی از فعالیت باز ایستاده و بجای آنها باکتری های هوازی مواد آلی فاضلاب را تجزیه می کنند و گار کربنیک مهمترین گازی است که از کار این باکتری ها تولید می شود. بنابراین مانند آنچه در تصفیه خانه های فاضلاب رخ می دهد اگر اکسیژن کافی به فاضلاب دمیده شود، فاضلاب بی بو می گردد.

درجه اسیدی[9]- فاضلاب های خانگی خالص وتازه معمولاً حالتی خنثی و یا متمایل به قلیائی دارند. تنها در اثر ماندن و شروع عمل گندیدگی گازهای اسیدی( هیدروژن سولفوره) تولید گردیده و درجه اسیدی فاضلاب کاهش یافته، خاصیت اسیدی پیدا می کند. هرچه درجه گرمای محیط بیشتر باشد عمل گندیدن و تعفن زودتر رخ می دهد. در شرایط نسبتاً متعارفی عمل تعفن سه تا چهار ساعت پس از تولید فاضلاب شروع می شود.

دمای فاضلاب- به علت اعمال زیستی باکتری های موجود در فاضلاب، درجه گرمای فاضلاب معمولاً بیشتر از درجه گرمای آب در همان محیط است. درجه گرمای فاضلاب در سردترین روزهای زمستان غالباً از 10 درجه سانتیگراد کمتر نمی گردد و در روزهای معمولی فاضلاب درجه گرمائی در حدود 20 درجه سانتیگراد دارد.

مواد خارجی در فاضلاب - در فاضلاب همیشه مقداری مواد خارجی به صورت محلول و یا نا محلول و معلق وجود دارد. مقدار مواد خارجی فاضلاب در حدود 1/0 درصد و بقیه آنرا آب تشکیل می دهد نزدیک به نیمی از مود خارجی موجود در فاضلاب، مواد آلی و بقیه آن مواد معدنی می باشد. چنانکه در جدول شماره (1-1) دیده می شود مواد خارجی معلق نیز خود به دو گروه ته نشین پذیر و ته نشین ناپذیر بخش می شوند. در جدول شماره ( 1-1) مواد معلقی ته نشین پذیر نامیده می شوند که پس از 2 ساعت توقف در ظرفی ته نشین شوند.

وزن مخصوص فاضلاب- با توجه به سبک بودن مواد خارجی موجود در فاضلاب و نیز وجود برخی گازهای محلول در آن، وزن مخصوص فاضلاب کمی کمتر از وزن مخصوص آب است و به نزدیک 99/0 تن بر متر مکعب می رسد. در عمل معمولاً وزن مخصوص فاضلاب ر ابرابر آب فرض می نمایند.

موجودات زنده در فاضلاب- بجز مواد خارجی نامبرده در جدول شماره (1-1) همیشه فاضلاب مقداری زیاد موجودات زنده ذره بینی مانند ویروس ها و میکروب ها[10] باکتری ها[11] را به همراه دارد. تنها بخشی کم از این موجودات زنده ممکن است بیماری زا باشند. از این گروه می توان با سیل حصبه[12] اسهال[13] و وبا[14] که جزو باکتری های انگلی هستند را نام برد.

دو گروه دیگر از موجودات زنده موجود در فاضلاب باکتری های هوازی و باکتری های بی هوازی حتی در تصفیه فاضلاب نقشی مثبت و بسیار کمک کننده دارند. شمار موجودات زنده در یک سانتیمتر مکعب از فاضلاب شهری به یک تا چند میلیون عدد نیز می رسد.

فاضلاب های صنعتی [15]

خواص فاضلاب های صنعتی و پس آب کارخانه ها کاملاً بستگی به نوع فرآورده های کارخانه دارد. با توجه با این موضوع مهمترین تفاوتی که می تواند فاضلاب کارخانه ها با فاضلاب های خانگی داشته باشد عبارتند از:

الف- امکان وجود مواد و ترکیب های شیمیایی سمی در فاضلاب کارخانه ها بیشتر است.

ب- غالباً خاصیت خورندگی بیشتری دارد.

ج- خاصیت قلیائی و یا اسیدی زیاد دارد.

د- امکان وجود موجودات زنده در آنها کمتر می باشد.

به عنوان نمونه می توان خاصیت اسیدی را در فاضلاب کارخانه چیت سازی تهران در جدول شماره (1-2) مشاهده نمود.

تنها بخشی از فاضلاب کارخانه ها که تقریباً در تمام کارخانه ها خاصیتی یکسان دارند، فاضلاب بدست آمده از تشکیلات خنک کننده ی آنها است. آلودگی این فاضلاب ها بسته به شماره دفعه هادی که آب برای خنک کردن کارخانه بکار برده شده است متفاوت می باشد و معمولاً آلودگی آنها کمتر از فاضلاب های دیگر می باشد و بیشتر به صورت وجود مواد نفتی و روغن در آنها نمو دار می شود.

در فاضلاب برخی از کارخانه ها مانند کارخانه های بهرد برداری از معادن، کارخانه های فولاد سازی و کارخانه های شیمیایی بیشتر مواد خارجی را مواد معدنی تشکیل می دهند، در صورتی که در برخی مواد خارجی در فاضلاب، مواد آلی هستند. بنابراین بررسی در مقدار مواد خارجی موجود در فاضلاب های صنعتی باید در هر مورد با توجه به مشخصات کارخانه بعمل آید. درجه آلودگی این فاضلاب ها می تواند چندین برابر و حتی ده ها برابر آلودگی فاضلاب های خانگی باشد. در این مورد جدول شماره (1-6) نسبت نامبرده را برای برخی از صنایع نشان می دهد.

فاضلاب های سطحی[16] ( آب های سطحی )

فاضلاب های سطحی ناشی از بارندگی و ذوب یخ ها و برف های نقاط بلند هستند. این فاضلاب ها به علت جریان در سطح زمین و تماس با آشغال ها و کثافت های روی زمین و شستن سطح خیابان ها و پشت بام ها آلوده شده و مقداری مواد آلی و معدنی در آنها وجود دارد. از این رو در شروع بارندگی درجه آلودگی فاضلاب های سطحی زیاد و پس از پاک شدن سطح های بارش، مقدار آلودگی آنها کاسته می شود.

بیشترین بخش مواد خارجی را در این فاضلاب ها مواد معدنی مانند ماسه و شن تشکیل می دهند که در اثر شستشوی خیابان ها وارد فاضلاب می شوند. بجز آن پس مانده ذرات گیاهی و حیوانی و مواد نفتی و دوده، بخش های دیگری از مواد خارجی موجود در آب های سطحی را تشکیل می دهند.

چنانکه در جدول شماره (1-2) نمودار است آب های سطحی که در برخی از جوی های سنتی تهران جریان دارند دارای درجه آلودگی زیاد و حتی بیش از فاضلاب های خانگی هستند.