تحقیق درباره بركه های تثبيت فاضلاب

تحقیق درباره بركه های تثبيت فاضلاب

مقدمه
بركه هاي تثبيت با عمق كم (5-1 متر) گزينه هاي مناسب براي تصفيه فاضلاب هستند كه مي‌توانند همراه و يا به جاي ديگر روشهاي متدوال به كار گرفته شوند. شمايي از جانمايي در شكلهاي 1و2 نشان داده شده و اهداف اجزاءمختلف در جدول 1 آورده شده است. وقتي كه فاضلاب به بركه وارد مي شود، تصفيه يا تثبيت توسط چند فرايند طبيعي كه همزمان در حال وقوع هستند صورت مي‌گيرد. جامدا سنگين ته نشين شده وتوسط باكتري ها تجريه مي شوند. مواد معلق سبكتر درحالت تعليق، توسط باكتري ها جذب مي شوند. مقداري از فاضلاب نيز از طريق تبخير از سطح بركه دفع مي شود.
مواد مغذي محلول نظير نيتروژن و فسفر به وسيله جلبكهاي سبز كه در آب وجود دارند مورد استفاده قرار مي گيرند. جلبكها از دي اكسيد كربن (CO2) و بيكربنات براي سنتز پروتوپلاسم سلولي استفاده مي كنند و براي رشد مثل گياهان در متابوليسم خويش به نيتروژن و فسفر نياز دارند. زائدات حاصله از اين متابوليسم اكسيژن و مقداري دي اكسيد كربن است.
بركه ها مي توانند نقش مفيدي در تصفيه فاضلاب ايفا نمايند با مطالعات انجام شده در مورد عملكرد آنها شناخت بهتري نسبت به فرايندهاي طبيعي دخيل در تصفيه حاصل شده است. در اين قسمت اطلاعاتي مربوط به فرايندهاي طبيعي وشيوه تنظيم اين فرايندها توسط راهبرها براي بهينه سازي عملكرد فراهم شده است.

تحقیق درباره بركه های تثبيت فاضلاب
در سيستم هاي قديمي جمع آوري فاضلاب، از مجاري آبي مجاور شهرها براي تخليه استفاده مي شد. اين سيستم ها تا زماني كه جمعيت شهرها زياد نشده بود هدف موردنظر را بدون بار‌گذاري بيش از حد به خوبي تأمين مي‌كردند.
در زمانهاي قديم براي تسريع ميزان رشد جلبكها و در نتيجه افزايش توليد ماهي، بركه‌ها و درياچه‌ها توسط زائدات آلي تغذيه مي شدند. اين رويه هنوز متداول است و در آلمان به عنوان يك روش شناخته شده است.
از 1958 ميلادي مهندسين با استفاده از تحقيقات زيست شناسان، اطلاعات علمي مربوط به بركه ها و تجارب ناشي از موفقيتها و ناكاميها، تعداد زيادي بركه را طراحي و ساخته اند. در صورت استفاده صحيح و كارشناسانه ازبركه ها مي توان براي به تحقق رسانيدن اهداف مختلف از آنها بهره برداري كرد.
به عنوان يك فرايند تصفيه، استفاده از روش بركه اي چندين امتياز نسبت به مجموعه هاي كوچك دارد. اين صحبت، زماني صادق است كه قيمت زمين زياد نبوده و محل انتخابي به دور از مناطق مسكوني، تجاري و تفريحي باشد. امتيازات بركه‌ها شامل موارد زير مي شود:
1- عدم نياز به تجهيزات قيمت
2- عدم نياز به پرسنل راهبري با مهارت زياد
3- مقرون به صرفه از لحاظ هزينه هاي ساخت
4-تصفيه با راندمان مشابه يا بهتر نسبت به فرايند هاي متداول
5- توان تحمل نوسانات بارگذاري
6- مصرف كم انرژي
7- قابل استفاده به عنوان پناهگاه پرندگان
8- عمر مفيد بيشتر
9-عدم وجود مشكلات پردازش و دفع لجن
10- ساده ترين سيستم تصفيه در صورت استفاده صحيح و به شرطي كه پساب با كيفيتي بالا در همه مواقع سال مورد نياز باشد.

تحقیق درباره بركه های تثبيت فاضلاب
محدوديتهاي بركه ها عبارتند از :
1- ممكن است ايجاد بوهاي نامطبوع نمايد.
2- سطح زمين زيادي مورد نياز است.
3- راندمان تصفيه تابع شرايط آب و هوايي است.
4- ممكن است آبهاي زيرزميني آلوده شوند.
5- غلظت جامدات معلق در پساب ممكن است بالا باشد.
6-1- انواع بركه
بركه ها در تصفيه فاضلاب براي دامنه وسيعي ازجمعي كه مي‌تواند يك تك واحدي مسكوني يا يك شهر بزرگ مثل ملبورن استراليا باشد كاربرد دارند. در حال حاضر قسمتي از فاضلاب شهر ملبور در مزرعه‌اي با مساحت 2800 هكتار تصفيه مي شود. در فصل خشك سال، اكثر تصفيه توسط آبياري و فيلتراسيون توسط چمن ( جريان دادن فاضلاب بر روي چمنزار) انجام مي شود و در فصل بارندگي حدود m3/d 420000 رواناب همراه با فاضلاب توسط بركه‌ها تصفيه شده و به آبهاي پذيرنده دفع مي شود. بركه هاي طراحي شده براي دريافت فاضلاب بدون هرگونه پيش تصفيه لاگونهاي تصفيه فاضلاب خام يا “بركه هاي تثبيت” ناميده مي شوند. در اين سيستم ها به سطح زيادي از زمين نياز مي باشد.
ازبركه‌ها، معمولاً به صورت سري ( يك بركه پس از بركه ديگر) براي زلال سازي، حذف BOD و حذف عوامل بيماريزاي پساب حاصله از تصفيه اوليه استفاده مي شود. در بعضي مواقع به اين بركه‌ها نهراكسيداسيون گفته مي شود. بركه ها در بعضي مواقع به صورت سري براي انجام تصفيه مرحله سوم يا پيشرفته بعد از صافي چكنده قرار داده مي شوند. اين بركه ها در بعضي مواقع “بركه هاي جلادهي” ناميده مي شوند. بركه‌هاي سري، پساب با كيفيت قابل قبولي را براي دفع به اكثر آبهاي پذيرنده توليد مي كنند. در صورت طولاني بودن زمان ماند، اكثر بركه‌ها استانداردهاي كليفرم مدفوعي راتأمين مي نمايند.
انواع مختلفي از بركه‌ها وجود دارد كه مي‌توان آنها را بر حسب عمق، شرايط عملكرد و ميزان بارگذاري طبقه بندي نمود. تفكيك واقعي و مشخص بين انواع مختلف در بعضي مواقع مشكل مي باشد. درمقاله هاي علمي سه نوع عمده هوازي، بي هوازي و اختياري متداولتر است.
مشخصه بركه‌هاي هوازي وجود اكسيژن در سراسر آن و تقريباً درتمام مواقع است. در اين بركه‌ها معمولاً به اكسيژن بيشتري نسبت به ميزان نفوذي از اتمسفر نياز مي باشد. اين منبع كمكي مي تواند توسط جلبكها درطول روز، تلاطم مكانيكي درسطح و يا حبابهاي هواي توليدي به وسيله كمپرسورها تأمين شود.

تحقیق درباره بركه های تثبيت فاضلاب
بركه‌هاي بي هوازي فاقد اكسيژن مي باشند. تصفيه تابع خمير لجن درته بركه مي باشد. در بعضي از شرايط اين فرايند مي تواند توليد بوي نامطبوع نمايد ولي كارايي آن در از بين بردن زائدات آلي بسيار خوب است. اگرچه از بركه‌هاي بي هوازي عمدتاً براي پردازش زائدات صنعتي استفاده مي شود، اما بعضي از بركه‌هاي تصفيه فاضلاب خانگي نيز به هنگام بارگذاري زياد، بي هوازي مي شوند.
بركه‌هاي اختياري متداولترين نوع بركه مي باشد. قسمت بالايي اين بركه‌ها هوازي و قسمت پايين بي هوازي است. بيشتر اكسيژن موجود در قسمت بالايي توسط جلبكها تأمين مي شود. علت رايج بودن اين نوع بركه، عدم امكان تأمين شرايط كاملاً هوازي يا كاملاً بي هوازي در شرايط و مواقع مختلف در كل عمق بركه مي باشد.
طبقه بندي بركه‌ها را مي توان برجسب زمان ماند انجام داد. بركه با زمان ماند كمتر از سه روز عملكردي مشابه استخر ته نشيني دارد. مقدار رشد جلبك در حدي است كه اثري اساسي بر تصفيه فاضلاب ندارد. جلبكها در بركه‌هاي با زمان ماند از 3 تا 20 روز رشد قابل توجهي دارند، در نتيجه ميزان جلبك در خروجي زياد است. در واقع كاري كه صورت گرفته اين است كه مواد آلي ازسكلي به شكل ديگر تبديل شده و به درون جلبكها رفته و در آنجا ذخيره شده اند، ولي تثبيتي صورت نگرفته است با ورود و ته نشين شدن اين جلبكها در آبهاي پذيرنده، سلولهاي آنها تجزيه مي شود. درصورت بارگذاري بيش از حدتوسط جلبكها شرايط هوازي در آبهاي پذيرنده ايجاد مي شود و باعث مرگ آبزيان و شروع يك سلسله واكنشهاي شيميايي زنجيره اي نامطلوب مي گردد. به عبارت ديگر تصفيه فاضلابي صورت نگرفته و فقط زمان وقوع مشكلات مربوطه به تأخير افتاده و محل وقوع تغيير پيدا كرده است. در زمان ماندهاي طولاني امكان ته نشيني جلبكها فراهم مي شود. معمولاً اين حالت در بركه هاي اختياري كه داراي شرايط بي هوازي در ته و شرايط هوازي در لايه هاي سطحي هستند به وجود مي آيد. تركيبي از تصفيه هوازي و بي هوازي فراهم شده به همراه زمانهاي ماند طولاني باعث مي شود كه فاضلاب ورودي به خوبي تثبيت شود.
بركه‌هاي با تخليه كنترل شده در واقع بركه‌هاي اختياري با زمان ماند 180 روز يا بيشتر مي باشند. تخليه از اين بركه ها ممكن است فقط يك بار ( پاييز) يا دو بار ( بهار و پاييز) صورت گيرد.

تحقیق درباره بركه های تثبيت فاضلاب
6-2- شرح فرايند
همانطور كه در بالا اشاره شد بركه‌ها را ميتوان برحسب غلظت اكسيژن محلول طبقه بندي نمود. اكسيژن بركه‌هاي هوازي تقريباً در تمام مواقع در كل بركه توزيع شده است. بركه‌هاي بي هوازي عمدتاً در اكثر مواقع فاقد اكسيژن هستند چون تقاضاي اكسيژن به مراتب بيشتر از مقدار موجود مي باشد. در بركه هاي اختياري لايه هاي بالايي در اكثر مواقع هوازي و لايه هاي پاييني عمدتاً بي هوازي هستند.
در بركه‌هاي هوازي يا لايه هاي هوازي بركههاي اختياري مواد آلي موجود در فاضلاب درآغاز به دي اكسيد كربن و آمونياك و نهايتاً در حضور نور خورشيد به جلبك تبديل مي شوند. جلبكها گياهان ميكروسكوپي تك سلولي يا چند سلولي هستند كه وجودشان براي عملكرد موفقيت آميز بركه هاي هوازي و اختياري ضروري است.
با استفاده از انرژي خورشيد از طريق فتوسنتز ، جلبكها از دي‌اكسيد كربن موجود در آب براي توليد اكسيژن آزاد مورد نياز باكتري هاي هوازي بركه استفاده مي كنند. هر كيلوگرم جلبك قادر به توليد حدود 5/3 كيلوگرم اكسيژن در يك روز عادي تابستان است. زندگي جلبكها به مواد مغذي و دي اكسيد كربن موجود در فاضلاب وابسته است. در شب كه نور كافي براي فتوسنتز وجود ندارد، جلبكها از اكسيژن براي تنفس استفاده كرده ودي اكسيد كربن توليد مي نمايند. استفاده و مصرف متناوب اكسيژن ودي اكسيد كربن مي تواند باعث نوسانات شبانه روزي pH و اكسيژن محلول شود. در طول روز جلبكها، دي اكسيد كربن استفاده كرد كه باعث افزايش pH مي شود و در شب دي اكسيد كربن توليد مي‌كنند و pH كاهش مي‌يابد جلبكهابه طور طبيعي و بدون نياز به بارورسازي در بركه به وجود مي آيند و در شرايط مطلوب رشد و تكثير آنها سريع است. در شكل 4 نقش جلبكها درتصفيه فاضلاب دربركه شرح داده شده است.
در بركه هاي بي هوازي يا لايه بي هوازي بركه‌هاي اختياري. مواد آلي در آغاز توسط گروهي از موجودات موسوم به “اسيدها” به دي اكسيد كربن، نيتروژن و اسيدهاي آلي تبديل مي شوند. به طور همزما گروه ديگري از باكتري‌ها موسوم به متان سازها، اسيدها و ديگر فراورده هاي گروه اول را به گاز متان و قليائيت تبديل مي كنند. آب يك فراورده توليدي ديگرحاصل از تجزيه مواد آلي است.

تحقیق درباره بركه های تثبيت فاضلاب
در بركه اختياري،فرايند مشابه بركه‌هاي هوازي درلايه هاي سطحي و فرايند مشابه بركه‌هاي بي هوازي در لايه هاي پاييني رخ مي دهد. در بعضي از مواقع، تجزيه لجن در ناحيه بي هوازي مختل شده و حجم لجن افزايش مييابد. تجمع لجن و عدم وقوع تجزيه مي تواند به علت عدم وجود باكتري‌هاي مناسب، pH پايين، وجود مواد كند يا متوقف كننده فرايند يا دماي پايين باشد. در اين شرايط نرخ توليد گاز (متان) به مقدار قابل ملاحظه اي كم مي شود ولي كاهش توليد اسيد با نرخ كندتري صورت مي گيرد.
ذخيره لجن در بركه ها بطور پيوسته صورت مي‌گيرد ولي در هواي گرم مقدار كمتر و در هواي سرد بيشتر است. در مواقعي كه دما پايين است باكتري ها قادر به رشد وتكثير در حد كافي براي تصفيه نيستند. وقتي كه هوا گرم مي شود اسيد سازها شروع به تجزيه لجن جمع شده در زمستان مي كنند. اگر توليد اسيد آلي بيش از حد باشد، pH افت كرده و امكان مختل شدن روند تصفيه در بركه و توليد سولفيد هيدروژن فراهم مي شود.
سولفيد هيدروژن در حالت عادي و در صورت طراحي و راهبري مناسب مشكلي ايجاد نمي كند چون در pH بالا به هيدروژن و يون هيدروسولفيد تبديل شده و سولفيدهاي فلزي و سولفات تشكيل مي شود. علت عدم وجود بوي نامطبوع در بركه هاي با pH بالاي 5/8، حتي در مواقعي كه مقدار سولفيد هيدروژن موجود نسبتاً زياد است نرخ بالاي تبديل و

تحقیق درباره بركه های تثبيت فاضلاب

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر