جزئیات مقالات      مقالات » تعیین درجه آلودگی فاضلاب و تصفیه فاضلاب

تعیین درجه آلودگی فاضلاب و تصفیه فاضلاب


تعیین درجه آلودگی فاضلاب و تصفیه آن :


آلودگی فاضلاب بیشتر بواسطه وجود مواد آلی در آن نمودار می شود. مواد آلی موجود در فاضلاب از نقطه نظر روش های تصفیه، بیش از سایر تشکیل دهنده های فاضلاب مورد توجه طراحان می باشد.


تعداد زیادی از میکروارگانیسم های مختلف موجود در فاضلاب با مواد آلی وارد فعل و انفعال شده و با مصرف این مواد انرژی لازم برای ادامه حیات و تولید مثل را تامین می نمایند.


در روشهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، سه مرحله مرتبط با مواد آلی به شرح زیر وجود دارد: الف) مصرف مواد آلی توسط میکروارگانیسم به عنوان منبع انرژی و ساخت سلول های جدید، متابولیسم نامیده می شود.


این عمل، مکانیسم اصلی حذف مواد آلی در تصفیه های بیولوژیکی است.


ب) تبدیل مواد آلی بوسیله میکروارگانیسم برای تامین انرژی حیاتی، کاتابولیسم نامیده می شود. نتیجه این عمل، تبدیل مواد آلی به محصولات نهایی پایدار حاصل از تصفیه فاضلاب می باشد.


ج) شرکت مواد آلی در ساخت سلولهای جدید، آنابولیسم نامیده می شود. آنابولیسم در افزایش میزان باکتریها و مواد معلق فرار موثر است.


فرآیندهای با وج تواما در تصفیه های بیولوژیکی قابل اجرا است. با توجه به تنوع مواد آلی موجود در فاضلاب، شناسائی خواص هر یک از آنها مقدور نمیباشد، لکن تعیین میزان کلی مواد آلی با آزمایشات امکان پذیر است.


دو خاصیت عمده و مهم مواد آلی به ترتیب عبارتند از:


الف) قابلیت اکسیداسیون مواد آلی


ب) وجود کربن در مواد آلی مواد آلی موجود در فاضلابها را می توان با کمک اکسیژن دهی و اکسیداسیون، تبدیل به گاز دی اکسید کربن، نیتریت ها، نیتراتها، فسفات ها و غیره نمود و سپس به صورت ته نشین کردن از فاضلاب جدا نمود.


تبدیلات نامبرده اساسی کار و هدف ایجاد تصفیه خانه های فاضلاب در شهرها را تشکیل می دهد .


اصول به کار رفته در تصفیه فاضلاب ها و آب های آلوده، بر مبنای جداسازی مواد آلوده کننده جامد از آب است.


در بسیاری از موارد که این مواد بصورت نامحلول و شناورند، این عمل با روشهای فیزیکی و یا ترکیبی از روشهای فیزیکی و شیمیایی انجام می گیرد.


لکن در صورتیکه مواد آلوده کننده جامد بصورت محلول باشند، ابتدا با اعمال روشهای شیمیایی و بیولوژیکی، این مواد تجزیه و یا به صورت جامد شناور در آمده و سپس از آب جدا می گردند. بنابراین اصول تصفیه فاضلاب های شهری و یا صنعتی، تلفیقی از روشهای جداسازی فیزیکی و شیمیایی و یا فرایندهای بیولوژیکی است که بنا بر نوع کیفیت و کمیت آلودگی، به کار گرفته می شود.


در سالهای اخیر به روشهای بیولوژیکی اهمیت بیشتری داده شده است، زیرا این روشها که از موجودات زنده ذره بینی برای تجزیه و یا جذب مواد شیمیایی استفاده می کنند، آثار جانبی کمتری داشته و معمولا ضایعاتی با خطر کمتر و اثرگذاری کمتر از خود به جا می گذارند.


برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب معمولاً به جای آنکه مقدار مواد آلی موجود در فاضلاب اندازه گیری شود، مقدار اکسیژن لازم برای اکسیداسیون مواد نامبرده اندازه گیری می گیردد.


در آزمایشات تعیین درجه آلودگی فاضلاب، معمولاً نمی توان تمام اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد در فاضلاب را اندازه گیری نمود و در نتیجه از روش های تقریبی استفاده می شود.


 


مهمترین روش های تعیین درجه آلودگی فاضلاب عبارتند از :


تعیین اکسیژن مورد نیاز بیولوژیک (BOD) می نمایند همانگونه که قبلا اشاره شد، موجودات زنده در فاضلاب دو گروه باکتری هستند که به تصفیه فاضلاب کمک گروه نخست باکتری های هوازی هستند که اکسیژن محلول در فاضلاب را جذب کرده، مواد آلی را بصورت تغذیه و یا ترشح اکسید و به ترکیبات پایدار و تبدیل می نمایند.


در این فعل و انفعالات، با تولید گاز دی اکسید ربن تولید باکتریهارا افزایش می دهند. گروه دوم باکتریهای بی هوازی هستند که با ایجاد گازهایی مانند هیدروژن سولفوره و متان، با تعفن و بوی ناخوشایندی همراه می باشند.


مقداری اکسیژن لازم است به فاضلاب داده می شود تا باکتری های هوازی، مواد آلی موجود در فاضلاب را اکسید نموده و به مواد پایداری نظیر نمکهای معدنی تبدیل سازند. روش بی - او - دی متداولترین روش تعیین درجه آلودگی فاضلاب های شهری است.


این مقدار تابعی است از درجه حرارت و مدت زمانی که فاضلاب، اکسیژن دریافت می نماید.


از لحظه ای که فاضلاب در مجاورت اکسیژن قرار می گیرد، جذب اکسیژن توسط باکتری شروع میشود و عمل اکسیداسیون مدت زمان زیادی طول می کشد لکن قسمت بیشتری از این اکسیداسیون ( حدود ۷۰ درصد) در پنج روز اول انجام میپذیرد.


در نتیجه برای نشان دادن درجه آلودگی فاضلاب، مقدار میلی گرم اکسیژنی که لازم است تا در پنج روز نخست، مواد آلی موجود در یک لیتر فاضلاب در ۲۰ درجه سانتیگراد توسط باکتری اکسید نماید، به بی- او- دی تعریف میشود .


 


 


تعیین مقدار اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)


در این روش برای اکسیداسیون مواد آلی و مواد اکسید پذیر دیگری که در فاضلاب یافت می شود از اکسید کننده های قوی مانند پرمنگنات پتاسیم و یا دی کرومات پتاسیم استفاده می گردد.


زیرا COD را می توان حداکثر در ۲ ساعت اندازه گیری نمود، بنابراین جهت تعیین آلودگی فاضلاب ترجیحا از آزمایش COD استفاده میشود.


این پارامتر از مهمترین پارامترهای بیان کننده کیفیت آبها و فاضلابها می باشد، لکن باید توجه داشت که هنوز تفسیر اطلاعات بدست آمده از آزمایش COD دارای نکات مبهمی است که باید مورد توجه قرار گیرد.


از جمله :


الف) برخی از مواد شیمیایی مانند سولفیدها، سولفیتها، تیوسولفاتها، نیتریتها و املاح فرو(آهن دو ظرفیتی) بوسیله دی کرومات اکسید شده و بنابراین اصطلاحا "COD غیرآلی (معدنی) ایجاد میکنند و این امر بعضا" در محاسبات مربوطه اشتباه ساز می گردد.


ب) کلرورها در آزمایش COD اشکال ایجاد نموده و اشتباها" ارقام COD زیادی در اثر اخلال کلرور نشان داده می شود، لذا لازمست اثر کلرورها را بوسیله افزودن سولفات جیوه خنثی نمود.


ج) استفاده از املاح نقره بعنوان کاتالیست واکنش، بسیار موثر بوده و در رسوب سازی کلرور نیز مهم می باشد.


 د) زمان واکنش شیمیایی برای اندازه گیری COD معمولا ۱ الی ۱/۵ ساعت است، در حالی که باید ترجیحاً بیش از ۲ ساعت باشد.


 


تعیین مقدار کل کربن آلی (TOC) :


در این روش ترکیبات کربن دار آلی موجود در فاضلاب اندازه گیری شده و میزان مواد آلی فاضلاب و درجه آلودگی آن مشخص می گردد.


به دلیل نیاز به زمان طولانی برای اندازه گیری COD (حداقل ۱ الی ۲ساعت در آزمایشی استاندارد) و اندازه گیریBOD  ( ۵  روز در روش آزمایش استاندارد) از مقدار کل کربن آلی TOC، برای تعیین غلظت فاضلابها و بخصوص پساب های صنعتی استفاده می شود.


مبنای آزمایشی TOC، حرارت دادن نمونه و اکسیداسیون کربن آلی به گاز CO2 و اندازه گیری این روش توسط دستگاههای خاصی بنام( TOC Analyzer) به سرعت و در مدت چند دقیقه (یا حتی ثانیه) مقدار کربن آلی محلول را اندازه گرفته و بنابراین ابزار مناسبی برای کنترل کیفیت پسابهای خروجی از کارخانه ها می باشد.


باید توجه داشت که رابطه ای بین TOC و مقدار اکسیژن مورد نیاز (COD و BOD) وجود نداشته و این امر فقط بستگی به نوع ماده آلی دارد.


 


تعیین مقدار مواد معلق در فاضلاب :


مواد معلق موجود در فاضلاب، قسمتی از کل مواد جامد موجود در آن است که تعیین آن برای پیش بینی مقدار لجن حاصل از تصفیه فاضلاب اهمیت ویژهای دارد.


مواد معلق و شناور، مواد نامحلول از نوع معدنی یا آلی هستند.


وجود این مواد باعث کدورت و تیره گی آب شده و ورود آنها به آب های پذیرنده باعث تشکیل لجن در رودخانه ها و دریاچه ها می شود.


رنگ آب ناشی از وجود مواد معلق در آن است و اغلظت مواد معلق در فاضلابهای شهری در محدوده ۲۵۰-۲۰۰ میلی گرم در لیتر است.


 


تعیین اکسیژن محلول :


وجود اکسیژن محلول در فاضلاب موجب فعالیت باکتری های هوازی و ممانعت از فعالیت باکتری های بی هوازی و در نتیجه مانع از تولید بوهای ناخوشایند می گردد که این موضوع در استخرهای هوادهی فاضلاب بسیار حائز اهمیت است.


تعیین مقدار اکسیژن محلول بکمک وارد نمودن برخی از ترکیبات منگنز (که قدرت جذب اکسیژن آنها سریع و زیاد است) در نمونه فاضلاب مورد آزمایش و اندازه گیری وزن اکسیژن جذب شده توسط آن انجام می گیرد.


این اندازه گیری توسط روش الکترود نیز انجام می شود. 



 
   
خانه اصلی::درباره ما::محصولات::ارتباط با ما