12 ص
تصفیه مصنوعی فاضلاب
وقتی تصفیه طبیعی نتواند جوابگوی نیاز ما برای حفاظت محیط زیست باشد استفاده از تصفیه مصنوعی فاضلاب لازم می گردد. انتخاب روش تصفیه مصنوعی می تواند به دلایل زیر باشد:
برخی از قسمت های تصفیه فاضلاب به شرح زیر است :
1-ایستگاه پمپاژ ورودی فاضلاب به علت جریان ثقلی در لوله انتقال فاضلاب از شهر به تصفیه خانه غالباً لوله در نقطه ورود به تصفیه خانه نسبت به سطح زمین در گودی قرار می گیرد لذا تاسیسات بالا آورنده فاضلاب برای اینکه به یکانهای تصفیه خانه سوار شوند اولین واحدی است که در یک پالایشگاه فاضلاب ساخته می شود .
2- آشغالگیر
آشغالگیر هایی که برای فاضلاب شهری به کار میروند معمولاً از میله هایی با سطح مقطع دایره به قطر های 16 تا 30 میلیمتر و یا از تسمه های فولادی با سطح مقطع مستطیل و به پهنای 30 تا 80 میلیمتر و کلفتی 10 تا 20 میلیمتر ساخته می شوند . آشغالگیر ها را بسته به شکل کاربردشان به آشغالگیر های دستی و آشغالگیر های مکانیکی تقسیم میکنند.
آشغالگیر های دستی برای تصفیه خانه های کوچک مورد استفاده می باشند شیب میله های آنها برای دبی های کم حداکثر 1:1 و برای دبی های زیاد و به علت بزرگتر شدن کانال فاضلاب مانند شکل (1) برابر 1:3 تا 1:2 انتخاب می گردد. طول میله های آشغالگیر دستی نباید از 2 متر بیشتر
گردد.
23 ص
نگاه کلی
فاضلاب یا پالایشگاه نفت دارای زیادی روغن و چربی به صورت ذرات معلق ، هیدروکربنهای سبک و سنگین ، فنل و مواد آلی حل شده دیگر است که اگر بدون تصفیه در محیط تخلیه شود، خطر آلودگی محیط زیست را در پی خواهد داشت. برای تصفیه این فاضلابها ، ابتدا از یک بخش جدا کننده روغن و به دنبال آن ، از یک فرایند تصفیه بیولوژیکی برای حذف کامل مواد آلی باقیمانده ، استفاده میکنند که شامل دو بخش است:
مخزن هوادهی: که در این مخزن ، فاضلاب ورودی با هوا و تودهای از میکروارگانیسمهای هوازی برای مدتی که میتواند از 4 تا بیش از 24 ساعت متغیر باشد، در تماس قرار میگیرد. عمل هوادهی برای تامین اکسیژن کافی مورد نیاز فعالیت توده میکروبی (لجن فعال) توسط همزن دائم انجام میگیرد.
عوامل بازدارنده
اصولا هر عاملی که حالت سمی برای میکروارگانیسمها داشته باشد یا به هر دلیل عملکرد آنها را دچار توقف نماید، « عامل بازدارنده » نام دارد. مسمومیت باکتریها ممکن است بدلیل یکی از عوامل زیر باشد:
وجود مواد آلی نظیر فنل ، فورفورال ، هیدروکربنها ، H2S و مواد آروماتیک
مواد و روشها
ابتدا برای مطالعه اثر عامل بازدارنده فنل ، آزمایشها به ترتیب زیر صورت گرفت:
در شش ارلن ، هر کدام 100 میلیلیتر از لجن فعال گرفته شده از تصفیهخانه پالایشگاه و 150ml از فاضلاب ورودی به سیستم بیولوژیکی همان تصفیهخانه ، ریخته شد. به ارلنها بهترتیب 0 ، 10 ، 20 ، 50 ، 100 ، 200 پیپیام (ppm) فنل اضافه کردند و عمل هوادهی توسط همزدن در شٍیکر (shaker) با 270 دور در دقیقه به مدت 6.5 ساعت انجام شد و دمای آزمایشگاه در حدود 18 تا 20 درجه سانتیگراد بود. سپس فاضلاب به مدت 19 ساعت در حالت سکون باقی ماند و پس از تهنشینی میزان COD و کدورت طبق روشهای استاندارد تعیین گردید. مقدار COD فاضلاب همراه با غلظت مشخص فنل ، قبل و بعد از تصفیه ، اندازهگیری و با هم مقایسه گردید.
14 ص
تصفیه آب
در چگونگی انجام فرایندهای باز ساختی و تصفیه اب و همچنین قابل استفاده کردن فاضلاب های شهری و صنعتی طره ها و روشهای مفید تر و کم هزینه تر مورد توجه بیشتری واقع خواهد شد.
این مایع بی رنگ یکی از خالص ترین مواد موجود در روی کره زمین و در عین حال از پیچیده ترین محلولهاست. تا دو دهه اخیر انرژی مهمترین سرمایه ملی کشور ها بود ولی اکنون یا بهتر است بگوییم در اینده ای نه چندان دور اب سرمایه ملی کشور ها خواهد شد.
بنابراین توجه بیشتری از صنعت؛ ملت ؛ دولت و همه عناصر هر کشوری را به خود جلب خواهد کرد . در چگونگی انجام فرایندهای باز ساختی و تصفیه اب و همچنین قابل استفاده کردن فاضلاب های شهری و صنعتی طره ها و روشهای مفید تر و کم هزینه تر مورد توجه بیشتری واقع خواهد شد.
انواع تصفیه :
تصفیه خارجی :
کلیه روشها برای رهایی از مشکلات ناشی از وجود ناخالصی قبل از ورود اب به داخل واحد صنعتی را تصفیه خارجی گویند که شامل روشهایی چون اهک زنی استفاده از رزین ها ی تعویض یونی و فیلتراسیون می باشد.
تصفیه داخلی :
در صورت کم بودن دبی اب ممکن است هزینه تصفیه اب به روشهای خارجی خیلی زیاد باشد لذا برای حذف کامل نا خالصی ها با افزودن مواد شیمیایی مناسب به اب در خود واحد صنعتی عمل تصفیه انجام می پذیرد که به ان تصفیه داخلی می گویند.
تاریخچه رزین های تعویض یونی
رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نا مطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.
در سال ۱۸۵۰ یک خاک شناس انگلیسی متوجه شد محلول سولفات امینیومی در لایحه های خاک عبور می کند امونیوم خود را با کلسیم عوض کرده و به صورت سولفات کلسیم در می اید که ادامه تعقیبات منجر به شناسایی سیلیکات الومینیوم به عنوان یک ماده تعویض کننده یون گردید . به رزین های معدنی زئولیت می گویند که قادرند یونهای کلسیم و منیزیوم را از اب حذف کرده و به جای ان سدیم ازاد کنند از این رو به زئولیتهای سدیمی مشهور شده اند اما زئولیتهای سدیمی قادر به تصفیه سیلیس اب نبودند و این علت دانشمندان را بر ان داشت تا زئولیتهایی در هلند ساخته شود که به جای سدیم فعال هیدروژن فهال دالشتند که به زئولیتهای کاتیونی معروف شدند و می توانستند تمام نمکهای محلل در اب را به اسیدهای مربوطه تبدیل کنند در حال حاظر رزینهای کاتیونی ضعیف و قویو همچنین رزینهای انیونی ضعیف و قوی تولید گردیده است .
رزین ها در داخل ستونهای مخصوص از جنس استیل (فولاد زنگ نزن) روی لایهای سیلیس مشبک ریخته می شود و اب خام از بالا روی ان ریخته و از پایین ستون خارج می شود .
70 صفحه
بعد از انسان آب شاید یکی از اجزاء بی نظیرجهان هستی باشد. آب ازدوعنصراکسیژن و هیدروژن تشکیل شده است که این دو عنصر در شرایط معمولی بصورت گاز می باشند. عنصر هیدروژن قابل اشتغال می باشد د رحالی که اکسیژن برای سوختن ضروری می باشد با این وجود آب آتش را خاموش می کند انسان وسایرحیوانات وهچنین گیاهان بدون آب نمی توانند به حیات خود ادامه دهند صنایع بدون آب نمی توانند به موجودیت خود ادامه دهند درعین حال آب باعث مشکلات زیادی در صنایع می شود.
در بررسی دقیق خصوصیات آب همواره سئولاتی مطرح می شود از جمله اینکه آب چیست؟ از کجا می آید؟ چگونه و در چه شرایطی باید آب را مصرف کرد؟ چگونه باید با مشکلات ناشی از آب در صنعت مواجه شد؟ سرنوشت آب مصرف شده به کجا می انجامد وبا جریان فاضلاب چه باید کرد؟
آب ماده ای حیاتی است که حدود 60 تا 70 درصد وزن انسان رشد یافته را تشکیل می دهد و بعد از اکسیژن مهمترین ماده برای زیستن می باشد. دو سوم سطح زمین را آب گرفته است و بطور کلی می توان گفت که منابع موجود آب دو نوع است :
1- آبهای زیرزمینی
2- آبهای سطحی
بر حسب نوع منبع نوع آب و مواد موجود در آن متفاوت می باشد.
1-2-1- آبهای سطحی
1- آبهای جوی
آب باران در پاره ای نقاط برای مصارف عمومی مورد استفاده قرار می گیرد مناطقی که پوشیده از زمینهای آذرین ویادریاچه هایی که دراین نوع زمینها می باشند وسفره های آب دارزیرزمینی وجود نداشته باشد از آبهای جوی استفاده می شود.
2- آب رودخانه ها
رودخانه ها و نهرها بوسیله چشمه ها و آبهای جاری تغذیه می شوندآبدهی آنها معمولا زیاد ودر فصول مختلف دارای درجه حرارت متفاوت می باشند.
3- آب دریاچه ها و مخازن
آب دریاچه ها می تواند برای مصارف شرب مورد استفاده قرا رگیرد دریاچه های مصنوعی یا مخازن آب برای مصارف شهرهای بزرگ ویا تنظیم آب مصرفی نیز بکار می روند.
4- آب دریاها
عظمت دریاها بشر را از گذشته دور به فکر استفاده از این منابع به منظور مصارف صنعتی وشرب کشانده است ولی می دانیم که این عمل به سادگی انجام پذیر نیست. آب دریاها 98 % کل آب آزاد موجود در سطح زمین است.
1-2-2- آبهای زیرزمینی
چشمه های رگه های آبهای زیرزمینی می توانند آب خالص طبیعی را با ترکیبی مناسب برای شرب در اختیار انسان قرار دهند ترکیب این آبها به صورت مختلف چون چشمه جریان آبهای زیرزمینی سفره آبهای آبرفتی و منابع عمیق می باشند. آلودگیها بسیار متنوعند واز منابع مختلف و به راههای گوناگون وارد آب می شوند.
علت آلودگی هر چه باشد آب را هنگامی آلوده می نامیم که میزان مواد خارجی موجود در آن به اندازه ای باشد که استفاده از آن سبب بروز اثرات زیان آور به راههای مختلف گردد.
بخش اول : آب و خواص آن
1-1- موجودیت آب........................ ........................................................................................1
1-2- منابع آب.........................................................................................................................1
1-2-1- آبهای سطحی............................................................................................................2
1-2-2- آبهای زیر زمینی......................................................................................................2
1-3- خواص آبهای آشامیدنی..............................................................................................2
1-3-1- خواص فیزیکی آب...................................................................................................2
1-3-2- خواص شیمیایی آب................................................................................................3
1-4- سختی آب.......................................................................................................................3
بخش دوم: آب در صنایع غذایی...............................................................................................................4
2-1- مصرف آب در صنایع غذایی ....................................................................................4
2-1-1- آلودگیهای ناشی از مصرف آب در فرآیندهای صنعتی ..................................4
2-3- جنبه های تاریخی مصرف صنعتی آب ...................................................................5
2-3-1- میزان مصرف صنعتی آب در ایران ....................................................................6
2-4- مزایای حاصل از کاهش مصرف آب ........................................................................6
2-4-1- استفاده مجدد آب ...................................................................................................6
2-4-2- بازچرخش یا ریسایکلینگ .....................................................................................6
2-5- انواع مصارف آب در صنایع غذایی ..........................................................................7
2-5-1- آب خنک سازی ..........................................................................................................8
2-5-1-1- انواع سیستم های خنک سازی .........................................................................8
بخش سوم: انواع فاضلاب صنایع غذایی ..........................................................................................10
3-1- ویژگیهای فاضلاب صنایع غذایی .......................................................................10
3-1-1- صنایع تولید قند وشکر ...................................................................................11
3-1-2- صنایع تولید کمپوت وکنسرو ............................................................... .......12
3-1-3- صنایع نوشابه سازی .....................................................................................12
3-1-4 صنایع لبنیاتی ....................................................................................................12
3-1-5- صنعت تولید روغن نباتی ..............................................................................13
3-1-6- کشتازگاهها ومجتمعهای تولید گوشت .........................................................14
3-2- لزوم تصفیه فاضلاب صنایع غذایی .................................................................15
3-2-1- اثرات دفع فاضلاب صنایع غذایی به آبهای پذیرنده .................................15
3-2-1-1- مواد معلق ....................................................................................................16
3-2-1-2- املاح معدنی محلول ....................................................................................16
3-2-1-3- مواد آلی محلول ...........................................................................................16
3-2-1-4- اسیدها وقلیاها ............................................................................................16
3-2-1-5- مواد تولید کننده کف .................................................................................17
3-2-1-6- رنگ ...............................................................................................................17
3-2-1-7- آلودگیهای حرارتی .....................................................................................17
3-2-1-8- میکروارگانیسم ها .....................................................................................17
3-2-1-9- مواد شناور .................................................................................................18
3-3- استراتژی تصفیه ودفع فضولات صنعتی ......................................................18
3-3-1- تخلیه فاضلاب صنعتی به فاضلابروی شهری .........................................18
3-3-1-1- ملاحظات اختصاصی فاضلاب جهت تخلیه به فاضلاب شهری .........19
3-3-2- تصفیه اختصاصی فاضلاب صنعتی .........................................................20
3-3-3- تصفیه مشترک با صنایع دیگر ..................................................................20
3-3-4- تغییرواصلاح فرآیندهاجهت کاستن از حجم فاضلاب غلظت آلاینده... 20
3-4- فاضلاب بهداشتی صنایع ...................................................................................21
بخش چهارم: روشهای تصفیه فاضلاب صنایع غذایی ................................................................22
4-1- تصفیه فیزیکی ..................................................................................................23
4-1-1- آشغالگیری ...................................................................................................23
4-1-2- دانه گیری ......................................................................................................23
4-1-4- شناورسازی .................................................................................................24
4-1-5- حوضهای متعادل کننده یا یکنواخت ساز ...............................................24
4-2- تصفیه شیمیایی ...............................................................................................26
.....................................................................................................26. ph4-2-1- تنظیم
4-2-2- اکسیداسیون مواد آلی مقاوم ....................................................................26
4-2-3- گند زدایی .....................................................................................................26
4-2-4- انعقاد و لخته سازی ..................................................................................27
4-2- جذب سطحی مواد آلی محلول و مقاوم .......................................................27
4-3- تصفیه بیولوژیکی .........................................................................................27
4-3-1- اصلاحات رایج در تصفیه فاضلاب .......................................................28
.......................................................................................................28BOD 4-3-1-1-
........................................................................................................28COD4-3-1-2-
..........................................................................................................29TSS4-3-1-3-
.......................................................................................................29TDS4-3-1-4-
4-3-2- اصلاحات رایج در راهبری تصفیه خانه................................................29
4-3-2-1- زمان ماند هیدرولیکی...........................................................................29
4-3-2-2- زمان ماند میکروبی...............................................................................29
...................................................................................................30MLSS4-3-2-3-
........................................................................................................30F\M4-3-2-4-
4-3-3- تصفیه هوازی فاضلاب.............................................................................30
4-3-3-1- تخلیه به آبهای طبیعی.........................................................................31
4-3-3-2- کاربرد فاضلاب در زمین.........................................................................32
4-3-3-3- برکه های تثبیت......................................................................................33
4-3-3-3-1- برکه های بی هوازی..........................................................................34
4-3-3-3-2- برکه های اختیاری.............................................................................35
4-3-3-3-3- برکه های هوازی................................................................................35
4-3-3-3-4- برکه های تکمیلی...............................................................................35
4-3-3-3-5- برکه های هوادهی.............................................................................35
4-3-3-4- صافی چکنده...........................................................................................36
4-3-3-5- تماس دهنده های بیولوژیکی چرخان.................................................37
4-3-3-6- سیستم لجن فعال...................................................................................37
4-3-4- روشهای بی هوازی تصفیه فاضلاب صنایع غذایی............................39
4-3-5- انواع سیستم های بی هوازی تصفیه فاضلاب.....................................39
4-3-5-1- سپتیک تانک...........................................................................................42
4-3-5-2- راکتور بی هوازی با بستر لجن رو به بالا.......................................44
4-3-5-3- صافی بی هوازی...................................................................................44
بخش پنجم: راهبری تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی.............................................46
5-1- علل عدم موفقیت تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی...................46
5-2- فاکتورهای موثر در راهبری تصفیه خانه های فاضلاب صنایع غذایی 47
5-2-1- شدت آلودگی فاضلاب خام.......................................................................47
5-2-2- مواد مغذی یا نوترینت ها....................................................................... 48
5-2-2-1- بالکینگ.................................................................................................. 48
...................................................................................49 5-2-3- اکسیژن محلول
5-2-4- زمان ماند....................................................................................................50
.............................................................................................................51ph5-2-5-
5-2-6- سمیت..........................................................................................................51
5-2-7- دما................................................................................................................52
5-2-8- اختلاط.........................................................................................................53
5-2-9- میزان جریان ورودی..............................................................................54
5-3- پایستن فرآیند...............................................................................................54
5-3-1- شاخصهای بصری...................................................................................54
5-4- شاخصهای آزمایشی ....................................................................................58
5-5- مشکلات سیستم های لجن فعال و رفع آنها..............................................59
5-5-1- روشهای کلی تشخیص مشکلات............................................................59
..........................................................................................60 BOD 5-5-2- حذف کم
5-5-2-1- حذف بارهای آلی .................................................................................61
5-5-2-2- مواد سمی یا بازدارنده..........................................................................62
5-5-2-3- دماهای پایین..........................................................................................62
افزایش زمان ماند هیدرولیکی.................................................................................63
.......................................................................................................63MLVSS افزایش
......................................................................................63 نامناسب PH 5-5-2-4-
5-5-2-5- زمان هوادهی ناکافی.............................................................................64
..................................................................................64 ناکافیMLVSS5-5-2-6-
منابع........................................................................................................................... 66
50 ص
محاسبه ی شبکه های جمع آوری فاضلاب
پس از تعیین مقدار فاضلاب در حالت های گوناگون بهره برداری از شبکه و انتخاب نوع لوله ها، باید برای شروع محاسبه ی شبکه جمع آوری فاضلاب گام های زیر برداشته شود:
گام اول- تهیه ی نقشه ی توپوگرافی از شهر مورد نظر- برای انجام بررسی ها و محاسبات شبکه ی جمع آوری فاضلاب حداقل دونوع نقشه توپوگرافی لازم است:
الف) نقشه ی توپوگرافی به مقیاس تا از شهر و حومه آن برای آگاهی بر وضعیت کلی عوارض طبیعی اطراف شهر و امکان ورود سیلاب های ناشی از بارندگی ها به درون شهر، در مواردی که شهر در مسیل سیلاب کوه های اطراف قرار دارد مطالعه روی نقشه ای به مقیاس که دارای خطوط همتراز باشد نیز لازم است. این گونه نقشه ها را در ایران می توان از سازمان جغرافیایی ارتش دریافت نمود.
ب) نقشه ی توپوگرافی به مقیاس تا برای انجام محاسبات دقیق شبکه. در این نقشه ها باید ترازیابی دقیق تمام خیابان ها، کوچه ها و گذرهای شهر منعکس باشد. سازمان نقشه برداری کل کشور با کمک عکس های هوایی، چنین نقشه هائی را از تمام شهرهای ایران تهیه کرده است. ترازها و بلندی های داده شده در این نقشه ها برای طرح های مقدماتی (مرحله اول) کافی هستند. ولی برای طرح های اجرائی (مرحله دوم) غالباً دارای دقت کافی نبوده و باید ترازیابی زمینی و با دقت بیشتری انجام گرفته، روی نقشه های نامبرده منعکس گردد.
گام دوم- انتخاب مسیر لوله ها- با استفاده از نقشه های نامبرده و با توجه به شیب طبیعی زمین باید جهت حرکت فاضلاب در تمام خیابان ها، کوچه ها و گذرها روی نقشه های دقیق با مقیاس تا منعکس گردد. سپس با توجه به نوع شبکه ی جمع آوری فاضلاب لوله های اصلی و فرعی مشخص می گردند.
گام سوم- نامگذاری مسیرها- تمام مسیرها و تقاطع ها باید با کمک حروف و اعداد و نظمی مناسب نامگذاری شوند. هرچه این کار با نظمی بهتر انجام شود، محاسبه و کنترل آن آسانتر و احتمال اشتباه کمتر می گردد. این نامگذاری باید به گونه ای انجام گیرد که بتوان علاوه بر مشخص کردن مسیرها هریک از دهانه های بازدید را نیز با شماره ای نامگذاری نمود.
گام چهارم- تعیین حوزه ی آبریز لوله ها- برای این کار باید نخست محدوده ی خدمات شهری با توجه به نقشه های جامع و یا هادی شهر تعیین شود و سپس تراکم جمعیت در نقاط مختلف شهر معین و بالاخره حوزه ی آبریز هر قطعه لوله انتخاب و سطح آن برحسب هکتار محاسبه گردد.