تصفیه فیزیکی فاضلاب اولین فرآیندی است که پس از ورورد فاضلاب خام به تصفیه خانه انجام گرفته و طی آن مواد معلق و اجسام درشت از فاضلاب جدا میشوند. تصفیه فیزیکی را جزو مراحل تصفیه مقدماتی فاضلاب در نظر می گیرند. در این مفاله به بررسی انواع روش های تصفیه فیزیکی، مزایای آن و تاثیر آن در کارایی تصفیه خانه فاضلاب می پردازیم.
برای خرید پکیج تصفیه فاضلاب به این صفحه مراجعه کنید.
تصفیه فیزیکی فاضلاب چیست؟
فاضلاب خام پس از ورود به تصفیهخانه، در مجموعهای از فرآیندها جریان پیدا میکند تا زائدات معلق و محلول آن حذف شده و پتانسیل بیماریزایی آن از بین برود. تعداد فرآیند ها و میزان تصفیه، معمولاً به استانداردهای زیست محیطی ملی و بین المللی مربوط به دفع فاضلاب تصفیه شده بستگی دارد. اصولا تصفیه فاضلاب بهداشتی یا شهری به دو منظور کلی انجام می شود:
- کاهش شدت آلودگی فاضلاب در حدی که تخلیه آن در محیط زیست ایجاد آلودگی ننماید
- حذف یا کشتن باکتری های بیماریزای موجود در فاضلاب
روش های تصفیه فیزیکی نخستین مرحله در فرآیند تصفیه اولیه فاضلاب هستند که باعث میشود که بار آلودگی واردشده به مراحل بعدی تصفیه خانه کمتر شده و در نتیجه بازده سیستم افزایش یابد و در واقع پایه ای برای مراحل پیشرفته تصفیه شامل تصفیه بیولوژیکی و شیمیایی می باشند. هدف از تصفیه فیزیکی (مقدماتی) این است که اشیاء گوناگونی مانند قوطی، قطعات فلز، شیشه، چوب، سنگ، آجر، پلاستیک، پارچه، شن و ریگ که به طرق مختلف به شبکههای جمعآوری فاضلاب راه پیدا کرده و نهایتاَ به تصفیه خانه وارد شده اند را در مراحل اولیه حذف کند.
بیشتر بخوانید: تصفیه فاضلاب صنعتی
انواع روش های تصفیه فیزیکی فاضلاب
در روش های تصفیه فیزیکی با بکارگیری یک سری تجهیزات مکانیکی تا حد امکان آلاینده های معلق را از فاضلاب جدا میکنند که شامل روشهای زیر است:
۱- آشغالگیری (Screening)
آشغالگیری اولین واحد فیزیکی در تصفیه خانه فاضلاب می باشد. هدف عمده قراردادن آشغالگیر جداسازی مواد معلق درشت مانند: چوب، پوست میوه، کاغذ و پلاستیک، قوطی و .. می باشد. با بکارگیری آشغالگیر از از آسیب به تجهیزات پاییندست مانند پمپها و خطوط لوله، شیر آلات و سایر واحدهای تصفیه خانه جلوگیری می گردد.
انواع آشغالگیر:
- آشغالگیر دستی : (Manual Screen) برای تصفیهخانههای کوچک یا پکیج های تصفیه فاضلاب بهداشتی با دبی کم استفاده میشود و معمولا از نوع میله ای ساخته می شوند.
- آشغالگیر مکانیکی (Mechanical Screen) : مجهز به بازوها یا زنجیرهایی هستند که بهصورت خودکار مواد زاید جداسازی شده را جمعآوری میکنند و در انواع تصفیه خانه های شهری و صنعتی بکار می روند و امکان حذف مقدار قابل توجه ای از ذرات معلق را دارند.
۲- دانه گیری: (Grit Removal)
فاضلاب شهری علاوه بر داشتن مواد معلق درشت ( که توسط انواع آشغالگیرها جدا می گردند) دارای یک سری مواد معلق ریز مانند ذرات شن، دانه ها، خاکستر، پوسته تخم مرغ و .. می باشد که این مواد در فاضلاب باعث انسداد لوله ها، صدمه یا گرفتگی کامل پمپ ها و از کار افتادن مکانیسمهای جمعآوری لجن در تانکهای ته نشینی می شود و باید در حوض دانه گیری از جریان فاضلاب حذف گردند.
چهار دلیل عمده برای ضرورت استفاده از واحد دانه گیری وجود دارد:
- حفاظت از پمپ ها و تاسیسات مکانیکی در برابر خوردگی
- جلوگیری از بسته شدن و انسداد احتمالی لوله ها به دلیل ته نشینی ذرات دانه ای
- جلوگیری از سفت شدن مواد در تانک ته نشینی اولیه و هاضم لجن
- کاهش تجمع مواد بی اثر در حوض هوادهی که باعث کاهعش حجم مفید می گردد
انواع دانه گیر:
- دانهگیر افقی : فاضلاب با سرعت یکنواخت در کانال دانه گیری جریان مییابد و دانهها در کف کانال تهنشین میشوند.
- دانهگیر چرخشی یا هیدروسیکلون : با ایجاد جریان چرخشی و نیروی گریز از مرکز، ذرات سنگین به مرکز و کف حوض هدایت میشوند.
۳- ته نشینی (Sedimentation)
تهنشینی یا رسوبگذاری یکی از کلیدیترین مراحل در روشهای فیزیکی تصفیه فاضلاب است. هدف اصلی از ته نشینی در تصفیه مقدماتی فاضلاب، جدا نمودن مواد آلی و غیرآلی قابل ته نشینی می باشد. در حوض ته نشینی اولیه با کند کردن سرعت عبور فاضلاب، ذرات معلق درشت در کف حوض ته نشین شده و از جریان فاضلاب جدا می شوند و با استفاده از یک جمع کننده مکانیکی به داخل قیف ته نشینی منتقل می شوند.
انواع حوض تهنشینی:
- حوض تهنشینی اولیه: پیش از فرآیند تصفیه بیولوژیکی قرار دارد و حدود ۵۰ تا ۶۰ درصد مواد معلق را حذف میکند.
حوض تهنشینی ثانویه: بعد از فرآیند تصفیه بیولوژیکی قرار دارد و برای جداسازی لجن فعال از پساب تصفیهشده استفاده میشود.
حوض ته نشینی اولیه با حذف مقدار قابل توجهی از مواد آلی معلق باعث کاهش ۳۰ الی ۴۰ درصد BOD۵ ورودی نیز می گردد که تاثیر قابل توجهی درکاهش ابعاد حوض هوادهی دارد. در طراحی واحد ته نشینی فاکتورهایی مانند اندازه ذرات و چگالی آنها، سرعت عبور جریان، زمان ماند و شکل حوض ته نشینی و عمق آن باید مورد توجه قرار بگیرند.
۴- فیلتراسیون (Filtration)
یکی از پرکاربردتدین روشهای تصفیه فیزیکی دستگاه فیلتراسیون می باشد که برای حذف ذرات بسیار ریز و کوچک بسیار کارامد است. فیلترها براساس نیاز در مراحل مختلف تصفیه خانه می توانند مورد استفاده قرار بگیرند.
انواع فیلترها:
- فیلتر شنی چندلایه (Multimedia Filter): : فیلتر مولتی مدیا برای حذف ذرات معلق تا ۵۰ میکرون مناسب می باشد و در مراحل تصفیه تکمیلی بکار می رود.
- فیلتر کربنی فعال (Activated Carbon Filter): به دلیل جذب سطحی بالای کربن این فیلترها جهت جذب مواد آلی وکاهش رنگ و بو در تصفیه خانه ای فاضلاب شهری و صنعتی استفاده می شوند.
- فیلتر دیسکی و ممبران (Micro & Ultra Filtration): در تصفیههای پیشرفته و صنعتی کاربرد دارند.
۵- جداسازی ثقلی (Gravity Separation)
در برخی صنایع مانند صنایع لبنی، غذایی و پتروشیمی از روشهای ثقلی برای جدا کردن روغن و مواد سبک از فاضلاب استفاده میشود. در این جداکننده ها با کاهش سرعت عبور فاضلاب و ایجاد زمان ماند مناسب روغن و چربی درسطح مخزن شناور می گردد. فرایند جداسازی ثقلی شامل حوضهای جداکننده چربی (Oil Separator) است که براساس اختلاف چگالی بین آب و روغن عمل میکنند.
انواع جداکننده های ثقلی :
- جداکننده API API Separator)): در صنایع نفت، پالایشگاه و پتروشیمی به طور گسترده ای برای حذف روغن و نفت استفاده می شود.
- جداکننده CPI: (Corrugated Plate Interceptor) صفحات موجدار در مخزن جداسازی تعبیه شده که با افزایش سطح تماس راندمان جداسازی روغن و گریس را افزایش میدهد.
- جداکننده (Parallel Plate Interceptor): PPI مشابه CPI اما با صفحات موازی و راندمان بالاتر.
۶- شناورسازی (Flotation)
در این روش، ذرات سبکتر از آب (نظیر چربیها، روغنها و ذرات آلی) با استفاده از حبابهای هوای فشرده که در داخل مخزن فاضلاب تزریق می گردد به سطح آب آورده میشوند و سپس با اسکیمِرها (Skimmers) از روی سطح جمعآوری میگردند. یکی از متداولترین انواع این روش، شناورسازی با هوای محلول (Dissolved Air Flotation) است که در تصفیه انواع فاضلاب صنعتی به طور گسترده ای استفاده می شود.
مزایای سیستم: DAF
- راندمان بالای حذف روغن و چربی (تا ۹۵٪)
- کاهش BOD۵ و COD در فاضلاب صنعتی
- عملکرد قابل تنظیم و مداوم
مزایای استفاده از روش های فیزیکی تصفیه فاضلاب
- کاهش بار آلودگی واردشده به مراحل بعدی تصفیه خانه فاضلاب از قبیل مراحل شیمیایی و بیولوژیکی
- کاهش هزینههای بهرهبرداری و نگهداری سیستم
- افزایش عمر مفید تجهیزات تصفیهخانه
- سازگاری با انواع فاضلابهای بهداشتی و صنعتی
- قابلیت ترکیب با سایر روشهای تصفیه برای دستیابی به راندمان بالا
کاربرد روشهای فیزیکی در تصفیه فاضلاب صنعتی
در فاضلابهای صنعتی، بهویژه در صنایع غذایی، نفت و گاز، فلزات و نساجی، ترکیبی از روشهای فیزیکی مورد استفاده قرار میگیرد.
به عنوان مثال:
- صنایع لبنی DAF :و فیلتر شنی
- صنایع فلزی : تهنشینی و API
- صنایع پتروشیمی : API و فیلتراسیون چندمرحلهای
- صنایع سیگارسازی: آشغالگیر مکانیکی و DAF
- صنایع دستکش سازی: آشغالگیر مکانیکی و CPI
- صنایع کاغذ سازی: آشغالگیر مکانیکی و DAF
- کشتارگاه دام و طیور: آشغالگیر مکانیکی ، ته نشینی اولیه و DAF
- قالیشویی: دانه گیری، آشغالگیر مکانیکی و DAF
- صنایع نساجی: آشغالگیر مکانیکی، ته نشینی، DAF
- صنایع کنسروسازی: آشغالگیر مکانیکی و DAF
جمع بندی
روشهای فیزیکی تصفیه فاضلاب، پایه و اساس هر سیستم تصفیهخانه هستند و در صورت طراحی و بهرهبرداری اصولی، میتوانند درصد قابل توجهی از آلایندههای معلق را پیش از ورود به مراحل بعدی حذف کنند.
انتخاب نوع و ترکیب مناسب از این روشها، بسته به ماهیت فاضلاب (بهداشتی یا صنعتی)، دبی جریان و شرایط محیطی، از اهمیت بالایی برخوردار است. در نهایت، توجه به استانداردهای طراحی تصفیهخانه فاضلاب و استفاده از تجهیزات باکیفیت، تضمینکننده عملکرد بهینه و عمر طولانی سیستم خواهد بود