تصفیه خانه فاضلاب

در هر جامعه ای فاضلاب و آلاینده های هوا تولید می شود و فاضلاب تولید شده ضرورتا می بایست دوباره به آن بازگردد.

 

 از نقطه نظر تولید، فاضلاب بصورت ترکیبی از آب و یا هر مایع دیگر و مواد زائد موجود در آن که در مناطق مسکونی، تجاری و یا صنعتی تولید می شوند تعریف می شود. این مواد ممکن است به آبهای زیر زمینی و یا سطحی نیز نفوذ یابند.

هرگاه فاضلاب تصفیه نشده تجمع پیدا کند، تجزیه مواد ارگانیک موجود درآن منتهی به وضعیت آزاردهنده ای از جمله تولید گازهای بدبو می شود. به علاوه فاضلاب تصفیه نشده حاوی تعداد زیادی از میکروارگانیسم های بیماری زا است که می توانند در بدن انسان رشد کنند. فاضلاب همچنین حاوی مواد غذایی مناسب جهت رشد گیاهان بوده و ممکن است حاوی ترکیبات سمی و یا ترکیباتی با قابلیت ایجاد سرطان نیز باشد. به دلایل فوق حذف سریع و بدون مشکل فاضلاب از منابع تولیدکننده آن، تصفیه، آماده سازی جهت استفاده مجدد و یا دفع به محیط امری ضروری به جهت حفظ سلامتی افراد و نیز محیط زیست است.

مهندسی فاضلاب شاخه ای از مهندسی محیط زیست است که در آن اصول پایه دانش و مهندسی مرتبط با تصفیه فاضلاب بکاربرده می شود. انتخاب فرایند تصفیه و نیز نحوه توالی فرایندها به عوامل زیادی از جمله عوامل زیر وابسته است:
1-
خصوصیات فاضلاب از قبیل BOD ، TSS ، pHو مقدار مواد سمی موجود در فاضلاب.
2-
کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده.
3-
هزینه ها و دسترسی .
4-
ملا حظات مربوط به ارتقا در کیفیت آب تصفیه شده، وابسته است.
در این قسمت اطلاعات کلی و مختصری در مورد انواع فرایندهایی که در تصفیه فاضلاب انجام می شود.
تصفیه اولیه:
تصفیه اولیه فاضلاب شامل حذف مواد جامد معلق از فاضلاب و یا آماده سازی فاضلاب جهت ورود به قسمت تصفیه ثانویه می باشد. بخش ها مختلف تصفیه اولیه عبارتند از :
1-
آشغالگیری،
2-
ته نشینی،
3-
شناورسازی،
4-
خنثی سازی و متعادلسازی.

آشغالگیری به منظور حذف مواد جامد در اندازه های مختلف بکار می رود. ابعاد مجرای شبکه آشغالگیری بسته به کاربرد متفاوت می باشد. عمل تمیز کردن شبکه آشغالگیر می تواند بصورت دستی و یا مکانیکی انجام شود. آشغالگیرها به دو دسته شبکه بندی ریز و شبکه بندی درشت تقسیم می شوند و وظیفه محافظت پمپ ها و سایر تجهیزات تصفیه خانه در مقابل مواد جامد شناور در فاضلاب را بر عهده دارند.
ته نشینی به منظور جداسازی ذرات شناور در فاضلاب با استفاده از اختلاف چگالی میان ذرات با جریان فاضلاب بکار می رود. ته نشینی در یک و یا چند بخش از تصفیه خانه از قبیل :1- مخازن دانه گیری2- ته نشینی اولیه که قبل از تصفیه بیولوژیک قرار دارد و مواد جامد را جدا می سازد 3- ته نشینی ثانویه که بعد از تصفیه بیولوژیکی قرار داشته و لجن بیولوژیک تولید شده را از فاضلاب جدا می سازد٬ استفاده می شود.
شناورسازی به منظور جداسازی ذرات با چگالی پایین از فاضلاب بکار می رود. عمل جداسازی از طریق واردکردن حبابهای هوا به داخل فاز مایع انجام می شود. فاز مایع تحت فشاری بین 2 تا 4 اتمسفر قرار گرفته و سپس هوا تا حد اشباع در آن حل می شود. در ادامه فشار این محلول از طریق عبور از یک شیرفشارشکن به حد فشار اتمسفر می رسد. در نتیجه مقداری از هوای محلول تمایل به جدا شدن از فاز مایع پیدا می کند. ذرات جامد و یا مایع توسط هوای جدا شونده از فاز مایع به سطح مایع آمده و بر روی آن شناور می شوند.
خنثی سازی در برخی از قسمتهای تصفیه خانه کاربرد دارد. از جمله: 1- قبل از تخلیه آب تصفیه شده به محیط زیست. چراکه حیات موجودات آبزی به شدت نسبت به تغییرات هرچند ناچیز pHمحیط از عدد 7 به شدت وابسته است. 2- قبل از شروع تصفیه بیولوژیک. برای انجام عمل تصفیه بیولوژیک pHمحیط بین 6.5 تا 8.5 نگه داشته می شود تا حیات بیولوژیکی محتویات فاضلاب را تضمین نماید. عمل خنثی سازی را با افزودن اسید یا باز به جریان قلیایی یا اسیدی فاضلاب می توان انجام داد.
تصفیه ثانویه:
عبارت تصفیه ثانویه به تمامی فرایندهای تصفیه بیولوژیکی انجام شده در تصفیه خانه اعم از هوازی و غیرهوازی اطلاق می شود. روشهای رایج در تصفیه ثانویه فاضلاب عبارتند از:
1-
روش لجن فعال،
2-
هوادهی ممتد،
3-
لاگونهای هوادهی،
4-
استخرهای متعادلسازی،
5-
تصفیه بی هوازی،
روش لجن فعال بصورت یک فرایند پیوسته و با بازگشت مجدد لجن بیولوژیک شناخته می شود. سیستم لجن فعال از سه بخش اصلی تشکیل یافته است.
1-
یک راکتور که در آن میکروارگانیسم های موجود در فاضلاب بصورت معلق و در معرض هوادهی قرار دارند.
2-
جداسازی فاز جامد از مایع که معمولا در یک تانک جداسازی انجام می شود.
3-
یک سیستم برگشتی برای بازگرداندن مواد جامد جدا شده از فاز مایع در تانک جداسازی به راکتور. ویژگی مهم روش لجن فعال شکل گیری مواد جامد لخته شده و قابل ته نشینی است که این مواد در تانکهای ته نشینی از فاضلاب جدا می شوند.
هوادهی ممتد (Extended) شبیه روش لجن فعال متعارف بوده اما از جهاتی با آن متفاوت است. ایده اصلی در این روش که آنرا از روش لجن فعال متعارف متمایز می کند، به حداقل رساندن میزان لجن اضافی تولید شده می باشد. این امر از طریق افزایش زمان ماند تامین می شود. بنابراین حجم راکتورها در این روش از حجم راکتورهای لازم برای روش لجن فعال بزرگتر است.
لاگونهای هوادهی حوضهایی با عمق 1.5 تا 4.5 متر هستند که در آنها اکسیژن دهی به کمک واحدهای هوادهی انجام می شود. جریان در لاگنهای هوادهی بصورت یکطرفه بوده و لجن دوباره به آن بازنمی گردد.
استخرهای متعادلسازی از هیچ تجهیزی جهت هوادهی استفاده نمی کنند. اکسیژن مورد نیاز این استخرها از طریق هوای عبوری از سطح فاضلاب و نیز جلبکها که با انجام عمل سنتز اکسیژن تولید می کنند، تامین می شود. استفاده از این روش زمانی امکان پذیر است که مساحت زیاد زمین با قیمت پایین در دسترس بوده و کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده چندان بالا نباشد.
تصفیه بی هوازی علاوه بر تصفیه فاضلاب در هضم لجن نیز بکار می رود. این فرایند شامل دومرحله است:
1-
تخمیر اسید،
2-
تخمیر متان. در مرحله تخمیر اسید، مواد آلی به اسیدهای آلی و عمدتا اسید استیک می شکنند. در مرحله تخمیر متان، میکروارگانیسمهای متان اسیدهای آلی را به متان، دی اکسیدکربن و یک اسید با زنجیره کربن کوتاهتر تبدیل می کنند.
روش تصفیه بی هوازی به دلیل اینکه از هیچ تجهیزی استفاده نمی کند، روشی ارزان است. از طرف دیگر زمان ماند مورد نیاز آن در مقایسه روشهای هوازی بسیار بیشتر است. بوی بد حاصل از فرایند بی هوازی، که عمدتا ناشی از تولید H2Sمی باشد، سبب شده تا استفاده از این روش بخصوص در مناطق شهری با محدودیت مواجه شود .
تصفیه نهایی :
تصفیه نهایی شامل فرایندهایی است که به منظور دستیابی به پساب تصفیه شده با کیفیت بالاتر از آنچه در قسمت تصفیه ثانویه انجام می شود، اعمال می گردد. در این بخش به برخی از روشهای معمول در تصفیه نهایی اشاره می شود.
کلرزنی روشی است که بصورت گسترده در تصفیه فاضلابهای شهری و صنعتی بکار می رود. برخی صنایع که می بایست پسابهای خود را قبل از تخلیه به محیط تصفیه کنند، عبارتند از : کنسروسازی، لبنیات، کاغذ، نساجی، پتروشیمی و فلزی. عمده دلایل کلرزنی پساب عبارتند از:
1-
گندزدایی، به دلیل ظرفیت بالای اکسیدکنندگی کلر ،رشد باکتریها و جلبکها را متوقف ساخته و از بین می برد.
2-
کاهش BOD .
3-
حذف یا کاهش رنگ و بوی پساب.
4-
اکسایش یونهای فلزی.
5-
اکسایش سیانیدها به مواد بی ضرر.
خواص میکروب کشی تشعشعات ناشی از پرتو فرابنفش سبب شده تا از بدو آشنایی با آن در اوایل قرن بیستم، کاربردهای گسترده ای بیابد. برای گندزدایی از فاضلاب اولین بار در دهه 90 میلادی از اشعه فرابنفش استفاده گردید. در صورت استفاده از شدت مناسب پرتوهای تابیده شده، تشعشع فرابنفش قابلیت کشتن ویروسها و باکتریهای موجود در فاضلاب را بدون تولید مواد خطرناک دیگر را دارد.
سیستمهای کربن فعال یکی دیگر از روشهای معمول در حذف مواد ارگانیک عامل ایجاد رنگ و بو در تصفیه خانه های آب می باشد. وقتی که این مواد در تماس سطحی با کربن فعال قرار می گیرند، لایه ای از مولکولهای این مواد آلی بر روی سطح کربن به دلیل عدم تعادل نیرویی بین مولکولهای سطح کربن، انباشته می شود.

در مراحل مختلف تصفیه مقادیری لجن تولید می شود که می بایست آنها را به طریق مناسبی دفع نمود. هضم هوازی و بی هوازی، تغلیظ لجن، استفاده از *****های تحت فشار، تغلیظ به روش گریز از مرکز، بسترهای خشک کننده لجن و سوزاندن لجن راههای موجود برای دفع لجن می باشد.



هضم هوازی فرایندی است که در آن لجن تولید شده در قسمتهای مختلف تصفیه خانه برای مدت طولانی هوادهی می شود. هدف از هضم هوازی کاهش میزان لجنی است که در مراحل بعدی دفع می شود. هضم بی هوازی بر این واقعیت استوار است که اگر لجن ته نشین شده برای مدتی در یک تانک در بسته نگهداری شود، به مایع و گازی که عمدتا شامل متان است تبدیل می شود.
تغلیظ لجن یکی از روشهای ابتدایی و متداول در فرآوری لجن می باشد. این امر از طریق 1- گرانشی؛ که در آن از تانکهای استوانه ای مجهز به چنگک دوار استفاده می شود. و یا 2- شناورسازی با استفاده از هوای فشرده انجام می شود.
برای جداسازی مایعات با چگالی متفاوت، تغلیظ مواد آبکی و یا جداسازی، از روش گریز از مرکز به طور گسترده استفاده می شود. در یک واحد گریز از مرکز، لجن جامد بوسیله نیروی گریز از مرکز به دیواره داخلی یک محفظه استوانه ای که توسط الکتروموتر به چرخش در می آید، فشرده شده و سپس از طریق یک تسمه نقاله از دستگاه خارج می شود. مایعی که لجن از آن گرفته شده نیز از سمت دیگر دستگاه خارج می شود.
خشک کردن لجن بر روی بسترهای شنی بوسیله جریان هوا یکی از روشهای اقتصادی جهت آبگیری از لجن می باشد. این روش برای تصفیه خانه های کوچک شهری و صنعتی قابل استفاده می باشد. آبگیری از لجن توسط دو مکانیزم آنجام می شود. 1- جذب سطحی آب به داخل بستر شنی ، 2- تبخیر آب. عملی بودن این روش منوط به دسترسی ارزان به سطح وسیعی از زمین و نیز آب و هوای مناسب ( آب و هوای گرم و خشک) می باشد.
سوزاندن لجن شامل تبدیل مواد آلی به مواد اکسید شده یعنی دی اکسیدکربن ، خاکستر و آب می باشد. سوزاندن لجن عمدتا در تصفیه خانه های با ظرفیت متوسط به بالا که از انتخابهای محدودی جهت دفع لجن برخوردارند، انجام می شود. لجن قبل از سوزانده شدن معمولا نیازی به انجام عملیات تثبیت لجن ندارد .
روشهای جدید در تصفیه فاضلاب (
SBR, UASB,.. ) :
واحد
SBR
واحد
SBR از یک راکتور پر و خالی شونده تشکیل شده که در آن اختلاط کامل صورت می گیرد و علاوه بر آن هوادهی و ته نشینی که بعد از مرحله واکنش می باشد،در یک تانک انجام می شود. در تمام سیستمهای SBRعمل تصفیه در قالب 5 مرحله ای که در ادامه می آید، بصورت متوالی انجام می شود.
1- پرشدن،
2- واکنش(هوادهی)،
3- ته نشینی،
4- تخلیه ،
5- آزاد.
در طی مرحله پرشدن، فاضلاب به سیستم وارد می شود. در طی فرایند پر شدن سطح مایع موجود در راکتور از 75درصد در انتهای مرحله آزاد به 100درصد می رسد. در خلال پرشدن، محتویات راکتور در حال مخلوط شدن و یا مخلوط و هوادهی شدن توامان هستند تا به واکنشهای بیولوژیکی در حال انجام در داخل راکتور سرعت ببخشند.
در طی فرایند واکنش، واکنشهای آلی تحت شرایط کنترل شده محیطی بر روی مواد آلی موجود در فاضلاب انجام می شود.
در طی فرایند ته نشینی، مواد جامد تحت شرایط سکون شروع به ته نشینی می کنند و نتیجه آن پساب تصفیه شده ایست که آماده تخلیه از سیستم
SBR است.
پساب تصفیه شده در طی مرحله تخلیه از سیستم خارج می شود. برای تخلیه پساب تصفیه شده از مکانیزمهای متعددی از جمله دریچه های سرریز می توان استفاده نمود.
مرحله آزاد در یک سیستم
SBR که از چند تانک استفاده می کند، زمان لازم را برای پرشدن یک تانک قبل از اینکه مرحله بعدی (واکنش) شروع شود، فراهم می سازد. به دلیل اینکه این مرحله چندان ضروری نیست، گاهی از سیستم SBR حذف می شود.
در مورد فاضلابهای با جریان دائمی، حداقل به 2 تانک نیاز است تا زمانی که یک تانک در حال پرشدن است، تانک دیگر در حال انجام مرحله تصفیه باشد.
2-6- واحد
UASB
یکی از پیشرفت های قابل توجه در تکنولوژی مربوط به سیستمهای تصفیه بی هوازی راکتور
UASB می باشد که در اواخر دهه 70 میلادی در هلند شکل گرفت. در این فرایند، فاضلاب از انتهای راکتور UASB وارد آن شده و از میان واحد روکش لجن به سمت بالا جریان پیدا می کند. اجزای اصلی راکتور UASB سیستم توزیع فاضلاب ورودی، جداکننده فازگاز از جامد و طرح خروج پساب تصفیه شده می باشد.
ویژگی اصلی سیستمهای
UASB که به آن این امکان را می دهد تا در مقایسه با سایر فرایندهای بی هوازی از فاضلاب با بار COD بسیاربالاتری استفاده کند، تولید لجن به صورت گرانوله می باشد. تولید لجن بصورت دانه دانه در سیستمهای UASB به چندماه زمان احتیاج دارد که این زمان را با برخی افزودنی ها به آن، می توان کاهش داد.
پیوست :
pH
میزان غلظت یونهای هیدروژن است که پارامتر کیفی مهمی درمورد آبهای طبیعی و همین طور فاضلاب بشمار می رود. محدوده مناسب این پارامتر برای وجود حیات بیولوژیکی، بازه کوچک 6 تا 9 می باشد. به همین دلیل تصفیه فاضلاب با تمرکز بیش حد یون هیدروژن به روشهای بیولوژیکی دشوار می باشد و اگر میزان آن کاهش نیابد، پساب تخلیه شده به محیط ممکن است
pH آبهای طبیعی را نیز تغییر دهد. محدوده مناسب pH پساب تخلیه شونده به محیط بین 6.5 تا 8.5 می باشد.
BOD
میزان اکسیژن مورد نیاز جهت اکسید کردن مواد آلی قابل تجزیه در حجم معینی از فاضلاب، به روش هوازی.
ThOD
میزان تئوریک اکسیژن مورد نیاز جهت اسیدکردن کامل یک ترکیب.
COD
مقدار اکسیژن لازم جهت اکسیدکردن مواد آلی موجود در حجم معینی از فاضلاب که می تواند به صورت شیمیایی با استفاده از دی کرومات محلول در اسید اکسید شود.
TOC
تمام مقدار کربن آلی موجود در یک نمونه فاضلاب آبدار.
TS
تمام ذرات جامد موجود در فاضلاب از ذرات درشت تا ذرات ریز کلوییدی.
TSS
بخشی از میزان
TS که در فاضلاب بصورت محلول است. برای جداسازی این ذرات از فاضلاب از ***** استفاده می شود و میزان آن بستگی به اندازه سوراخهای ***** مورد استفاده دارد. اندازه سوراخ *****های استاندارد بین 20 تا 45 میکرون است.
TDS
مواد جامدی که متشکل از ذرات کلوییدی و مواد محلول در فاضلاب بوده و از میان ***** عبور می کنند.
TVS
مواد جامدی که در طی سوزاندن
TS فاضلاب بخار شده و از بین می روند.
VSS
مواد جامدی که در طی سوزاندن
TSS فاضلاب بخار شده و از بین می روند.

  

یکی از اساسی ترین اهداف تصفیه آب گند زدائی یا ضد عفونی نمودن آب جهت مناسب نمودن برای شرب می باشد. تاکنون  

 

برای گند زد ائی آب روشهای مختلفی ارائه گردیده است که مهمترین آنها کلرزنی ، ازن زنی و استفاده از دی اکسید کلر ، برم ، ید ونیز اشعهUV می باشد.عمومی ترین روش یکی از اساسی ترین اهداف تصفیه آب گند زدائی یا ضد عفونی نمودن آب جهت مناسب نمودن برای شرب می باشد. تاکنون گند زدائی در جهان کلر زنی می باشد که از دلایل عمده استفاده از آن می توان موثر بودن در غلظت پائین ، ارزان و در دسترس بودن ونیز داشتن باقیمانده در آب پس از عمل گند زدائی را نام برد.

 

با توجه به تشکیل ترکیبات آلی کلرینه و سایر ترکیبات تری هالومتان در اثر گند زدایی با کلر که عوارض نامطلوبی را برای مصرف کنندگان به همراه دارد استفاده از گند زدا های جدید روز به روز ابعاد وسیع تری می یابد.ازن از جمله ترکیباتی است که با توجه به خواص ویژه خود ، نزدیک به یک قرن است که بعنوان گند زدا در آب آشامیدنی توسط کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته است .

اولینکار برد ازن در سال 1893 در کشور هلند و برای تصفیه خانه ای که از آبرودخانه راین تغذیه می نمود صورت پذیرفت . امروزه بیش از یک هزار تصفیهخانه آب از ازن بعنوان بخشی از تصفیه شیمیائی استفاده می کنند که اغلب آنهادر کشورهای غربی بویژه فرانسه ، سوئیس و کانادا قرار دارند بزرگترینتاسیسات گند زدائی با ازن در مناطق پاریس و مونترال بکار گرفته شده است.

خواص فیزیکی وشیمیائی ازن

ازن یکی از اشکال آلوتروپی اکسیژن بوده و گازی آبی رنگ با بوی تند وناپایدار می باشد . این ترکیب یک اکسید کننده قوی بوده و بسیار قوی تر از اسید هیپوکلرو ( ماده موثر گند زدایی کلر در آب ) می باشد. حلالیت ازن در آب 12 مرتبه کمتر از حلالیت کلر بوده و محلول آبی آن نیز ناپایدار می باشد.با توجه به ناپایداری گاز ازن ، باید در محل مصرف و نیز زمان مصرف تولید شود و نمی توان آنرا مثل کلر ذخیره نمود. با توجه به حوادث زیادی که در خصوص ترکیدن سیستم های ذخیره و نگهداری کلر بوقوع پیوسته است این محدودیت لزوماً جزء معایب استفاده از گاز ازن محسوب نمی شود.

خصوصیات بیوشیمیائی ازن
نقش ازن در تصفیه آب و پساب بعنوان یک عامل اکسید کننده و یک ترکیب میکروب کش حائز اهمیت بوده و در محیط آبی خصوصیات مشابهی با کلر دارد . از اینرو این دو ماده بعنوان رقیب یکدیگر و در مواردی مکمل یکدیگر مطرح می باشند. ازن دارای دو خاصیت بسیار مهم در ارتباط با محیط اطراف خود می باشد.

  1. قدرت گند زدائی بالا
    خصوصیاتمیکروب کشی ازن بیانگر پتانسیل بالای اکسید اسیون آن می باشد. تحقیقاتنشان می دهد که گند زدائی توسط ازن حاصل اثر مستقیم آن برباکتریها و تجزیهدیواره سلولی باکتریها می باشد . که از این نظر با مکانیسم عمل کلر درفرایند گند زدائی متفاوت است. با توجه به قدرت بالای گند زدائی ازن درمقایسه با کلر (25 برابر ) و سایر گندزداها ، زمان کمتری جهت تکمیل فرایندگند زدائی نیاز می باشد. بررسی ها همچنین بیانگر توانائی بیشتر ازن در ازبین بردن ویروسها در مقایسه با کلر می باشد.
  2. ازن به عنوان یک اکسید کننده قوی
    ازنمصارف زیادی در تصفیه آب آشامیدنی از قبیل کنترل طعم و بو کنترل رنگ و حذفآهن و منگنز علاوه بر گند زدائی دارد . قدرت این اکسید کننده در شفاف سازیمنابع آب با کیفیت پائین مانند آبهای بازیافتی مهم می باشد. ازن موادمعدنی زائد را بطور کامل اکسید نموده و موجب ته نشینی و حذف آنها می گردد. اهمیت عمده ازن در قابلیت شکستن ترکیبات آلی همراه با آهن و منگنز میباشد.ازن در برطرف نمودن ترکیبات آلی مولد رنگ ، قوی و موثر نشان می دهدبطوریکه بعنوان یک عامل جلا دهنده خوب برای فاضلاب و حذف کننده رنگ در آبشرب کاربردهای فراوانی یافته است . ازن همچنین قادر است ترکیبات فنولیک ودیگر ترکیبات مولد طعم را در آب شرب از بین ببرد. تحقیقات نشان داده است کهازن می تواند آفت کشهای مالاتیون و پاراتیون را که ترکیباتی سرطان زا وخطرناک هستند به اسید فسفریک ( بی خطر) تبدیل نماید.اخیراً در خصوص استفادهاز ازن به منظور کنترل و حذف کدورت و مواد آلی در مقررات EPA رهنمود هاییارائه گردیده است.


محصولات جانبی حاصل از گند زدائی با ازن
درغیاب یون برمید در آب ، محصولات جانبی حاصل از ازن زنی شامل اسید هایی باوزن ملکولی کم و غیر هالوژن دار ، آلدهیدها، کتون ها و الکل ها می باشند کهاین ترکیبات اغلب توسط میکرو ارگانیسم های موجود در آب قابل تجزیهبیولوژیکی می باشند و معمولاً برای مصرف کنندگان بی خطر هستند . پیش ازنزنی باعث تغییر شکل مواد آلی موجود در آب خام می گردد ازن ، مواد آلی دارایزنجیره طولانی و با تعداد ملکول زیاد را به مواد غیر قابل تجزیه بیولوژیکیو نیز برخی ترکیبات کوچکتر قابل تجزیه تبدیل می نماید. این امر بطورهمزمان موجب افزایش اکسیژن محلول آب می گردد و شرایط برای رشد باکتریها یهوازی مهیا می شود. در صورت استفاده از فیلترهای کربن فعال گرانولی (GAC) در بخش فیلتراسیون ، مواد آلی بر روی منافذ و سطح کربن فعال گرانولی جذب میشوند و لذا فیلتر بعنوان منبع تغذیه و رشد باکتریها ایفای نقش می نماید . در این صورت آبی که از چنین فیلتر هایی عبور می نماید مواد آلی را در سطحفیلتر باقی گذاشته و از رشد باکتریها درآب پس از فیلتر جلوگیری بعمل میآورد.

مزایای ضد عفونی استخر با ازن :

* از بین برنده کلیه باکتری ها و ویروس ها موجود در آب آشامیدنی .

* اکسیداسیون کلیه ترکیبات آلی مانند چربی ها ، ترکیبات آرایشی ، اوره و...  .

* با تبدیل ازن  به اکسیژن و افزایش اکسیژن محلول ، موجب فرح بخشی محیط برای افراد می شود.

* جلوگیری از تشکیل مزه یا بوی ناخوشایند در آب .

* ایجاد شفّافیت مضاعف در آب استخر .

* ممانعت از رشد خزه و جلبک بر روی سطوح .

* شفاف سازی و کدورت زدایی از آب .

* عدم ایجاد عوارض جانبی مانند سوزش و خارش بر روی چشم و پوست و ...  .

* کاهش زنگاب استخر .

* با تولید در محل ، نیاز به نگهداری ندارد .

* با حداقل انرژی مصرفی تولید می شود و نیاز به ماده مصرفی ندارد .

* عدم نیاز به تنظیم PH و تاثیر نپذیرفتن از تغییرات PH و آمونیاک.

* صرفه جویی در هزینه عملیاتی ، شامل مواد مصرفی و تاسیسات بخاطر خوردگی .

* عدم نیاز به حمل و نقل و یا افزودن  مواد شیمیایی به آب مانند کلر و . . .

 

 

گندزدایی حرارتی با اشعه خورشید، و پخت و پز خورشیدی

 

 

 

 

 از آنجاییکه جوشاندن به کمک سوخت جهت تصفیه خانگی آب، گزینه گرانقیمتی محسوب می گردد،گرم کردن آب ودیگر مایعات و غذاها تا درجه حرارت کمتر، با استفاده از اشعه خورشید، گزینه  در دسترس تر، اقتصادی تر  و از نظر تکنولوژیکی میسرتر از گرم کردن با سوخت می باشد. تصفیه آب با اشعه خورشید در هند باستان بیش از 2000 سال قبل از میلاد مسیح انجام گرفته بود. در عصر جدید، قابلیت اشعه خورشید برای گندزدایی، حداقل از زمان مطالعات آکرا و همکارانش در سال 1984 در دانشگاه آمریکایی بیروت در لبنان، شناخته شده است. از آن پس، نشان داده شد که در صورتیکه  آب در بطریهای شفاف (مثلاً بطریهای پلاستیکی و تمیز نوشابه) بمدت چند ساعت در معرض نور خورشید قرار بگیرد، می تواند تا درجه حرارت بیش از550C گرم شود، خصوصاً اگر یک طرف بطری با رنگ سیاه نقاشی شده باشد  یا بطری روی یک سطح تیره که گرما را جمع کرده و بازتاب می دهد ، خوابانده شود. این روش تصفیه، از اشعه UV خورشید  و اثر حرارتی آن به یک اندازه برای غیرفعال کردن میکروبهای منتقله بوسیله آب استفاده میکند. جزئیات این روش در بخش بعدی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

متناوباً ، اگر سطح خارجی ظرف کاملاً سیاه شود یا در حالت مشابه، خود  قادر به جذب گرما باشد (مثل بیشتر ظروف فلزی)، فقط اثر حرارتی اعمال شده و درجه حرارت می تواند به بیش از 60 درجه سانتیگراد برسد. در این دما، آب و مایعات دیگر پاستوریزه می شوند چرا که بیشتر ویروسهای روده ای، باکتریها و انگلها بسرعت غیر فعال می شوند. بعلاوه، اگر یک ظرف مات و تیره با استفاده از یک بازتابنده خورشیدی یا چراغ خوراک پزی خورشیدی در معرض تابش بالایی از  خورشید قرار بگیرد، دمای آب می تواند به 650C نیز برسد، یعنی دمای پاستوریزاسیونی که قادر است تقریباً همه پاتوژنهای روده ای را در مدت چند ده دقیقه تا چند ساعت غیر فعال نماید.

در مناطقی از جهان که امکان پخت و پز خورشیدی فراهم بوده و بصورت گسترده بکار می رود، پاستوریزاسیون خورشیدی آب، دیگر نوشیدنی ها و نیز غذای نوزادان گزینه کاربردی، در دسترس و قابل کنترل برای تصفیه خانگی آب می باشد. بازتابنده های خورشیدی یا چراغهای خوراک پزی خورشیدیِ کم هزینه، می تواند از مواد ساده و مقرون به صرفه ای نظیر مقوا و فویل آلومینیوم ساخته شود. این تکنولوژی که برای تصفیه آب و آماده سازی غذا بکار می رود، بصورت میدانی در بخشهایی از جهان مانند کنیا، تانزانیا، اتیوپی، ویتنام و بعضی از کشورهای آمریکایی آزمایش شده است. محدودیت بزرگ گرمایش خورشیدی این است که در یک زمان خاص، فقط حجم اندکی از آب (حدود 10 لیتر) در هر ظرفِ آب یا بازتابنده خورشیدی بصورت مناسبی در معرض تابش خورشید قرار می گیرد. بهر حال استفاده از ظروف متعدد آب و متناوب آن جمع کننده های خورشیدی (بعنوان مثال مواد پوششی فلزی)، حجم آب قابل تصفیه با حرارت خورشید را در یک زمان مشخص، بطور اساسی افزایش می دهد. دیگر محدودیت مهم گرمایش خورشیدی، در دسترس بودن اشعه خورشید است که با تغییر فصول، شرایط آب و هوایی (مترولوژیکیِ) روزانه و موقعیت جغرافیایی بشدت تغییر می کند. اگرچه در بیشتر مناطق کشورهای در حال توسعه، بدلیل آفتابی و نیمه آفتابی بودن اکثر روزها (تقریباً 300-200 روز در سال)، وضعیت تابش خورشید برای گرمایش خورشیدی آب و نیز پخت و پز، مناسب است. سومین محدودیت بالقوه گرمایش خورشیدی برای گندزدایی آب، تعیین درجه حرارت آب است. دماسنجها تا حدی گرانقیمت هستند و ممکن است در مناطق زیادی از کشورهای در حال توسعه در دسترس نبوده یا امکان تهیه آنها وجود نداشته باشد. در هر صورت، چند شاخص دمایی ساده وکم هزینه ساخته شده است که یکی از ساده ترین و موثرترین آنها شاخص پاستوریزاسیون آب با قابلیت استفاده مجدد (WAPI) می باشد که بر اساس دمای ذوب موم سویا[1][1] ساخته شده است. WAPI شامل یک لوله پلاستیکی تمیز است که بخشی از آن با موم سویا (Soybean wax) -که در 700C ذوب می شود- پر شده است، همچنین دارای یک تکه نایلون می باشد که از هر انتها به یک واشر استیل ضد زنگ متصل شده است. WAPI داخل آب قرار داده می شود تا موم در قسمت بالای لوله گرم شود. وقتی که موم به 700C رسید، ذوب شده و به قسمت پایین لوله سرازیر می شود، در نتیجه یک شاخص بصری ساده که رسیدن به شرایط پاستوریزاسیون را نشان می دهد، بدست می آید. البته شاخصهای مومی شکل مشابهی نیز با دماهای ذوب متفاوت که بستگی به نوع موم دارد، برای اهداف دیگر ابداع شده است.

 

تصفیه خورشیدی بوسیله ترکیب اشعه UV و اثر حرارتی

 

تصفیه برای کنترل آلاینده های میکروبی منتقله بوسیله آب، از طریق قرار دادن ظرفهای تمیز در معرض نور خورشید که امکان استفاده از ترکیب تاثیر ضد میکروبی اشعه UV و حرارت خورشید را تواماً فراهم می کند، توسعه یافته، ارزیابی شده و به مرحله عمل رسیده است. تعدادی از سیستمهای مختلف تصفیه خورشیدی شرح داده شده است، اما یکی از ساده ترین، کاربردی ترین و اقتصادی ترین تکنیکها، سیستم SODIS است، که توسط دانشمندان آژانس فدرال علوم و تکنولوژی محیطی سوییس (EAWAG) و تعداد زیادی از همکاران و شرکای آنها توسعه یافته است. سیستم SODIS  مرکب از سه گام اساسی است:

1.     حذف جامدات از آبهای دارای کدورت بالا (بیشتر از NTU  30) بوسیله ته نشینی یا فیلتراسیون، در صورت نیاز؛

2.  ریختن آب دارای کدورت پایین (کمتر از NTU  30) در داخل بطریهای پلاستیکی تمیز به حجم 2-1 لیتر (معمولاً بطریهای دور انداخته شده نوشابه که ترجیحاً یک طرف آن برنگ سیاه در آمده باشد)؛ و

3.     هوادهی (اکسیژن دهی) آب با تکانهای شدید بطری در تماس با هوا؛ و نهایتاً:

4.  قرار دادن بطریهای پر شده و هوادهی شده در معرض تابش کامل نور خورشید بمدت حدود 5 ساعت (یا بیشتر در روزهای نیمه آفتابی).

آب در معرض اشعه UV نور خورشید، خصوصاً UV-A قرار گرفته و گرم می شود، و هر دو اثر در نابودی میکروبهای منتقله بوسیله آب مشارکت می کنند. سیستم مذکور برای تصفیه حجمهای کم آب (کمتر از 10 لیتر) مناسب است، خصوصاً اگر آب حاوی کدورت پایینی باشد (کمتر از NTU 30). بطریهای پلاستیکی تمیز توسط بیشتر کاربران بر بطریهای شیشه ای ترجیح داده شده اند، چرا که این بطریها سبکترند، احتمال شکستن آنها کمتر است و هزینه کمتری دارند. بطریهای ساخته شده از پلی اتیلن تری فتالات (PET

/ 0 نظر / 23 بازدید