مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سارا شیخ فخرالدینی1 ، مجید محمود آبادی2

چکیده:
رشد روزافزون جمعیت٬ ارتقاء کیفیت زندگی مردم٬ افزایش مصرف سرانه ی عمومی٬توسعه کمی و کیفی کشاورزی و... باعث شده است تا منابع آب های قابل استفاده از نظر کمی و کیفی به خطر افتد.در حال حاضر جهان در حال حرکت به سمت بحران آب است و استفاده از آب در مقایسه با سال 1950 سه برابر شده است. به علاوه برآورد شده است که در سال 2025 ٬ دو سوم از جمعیت جهان استرس کمبود آب را خواهند داشت  و در حدود نیمی از جمعیت با محدودیت تامین آب مواجه خواهند شد. در برابر این چالش ها٬ نیاز فوری به بهبود روش های مصرف آب و نیز افزایش منابع آب فعلی گزینه ای مناسب می باشد.در این میان تصفیه و استفاده مجدد از پساب بهترین گزینه است. در این مقاله وضعیت استفاده از پساب و کاربرد آن در تعدادی از کشورهای مختلف جهان بررسی می گردد و مقایسه ای اجمالی در مورد وضعیت پساب در این کشورها و اهمیت استفاده از آن صورت می گیرد.

واژه‌های کلیدی: پساب، منابع آب، آب های نامتعارف، تصفیه

1. مقدمه
جهان در حال حرکت به سمت بحران آب است و در سال ٬2025 دو سوم از جمعیت جهان استرس کمبود آب را خواهند داشت و در حدود نیمی از جمعیت جهان با محدودیت تامین آب مواجه خواهند شد(Lazarora و همکاران2001٬). در واقع رشد سریع جمعیت ٬شهرسازی و افزایش استاندارد های زندگی میزان تقاضا برای آب را افزایش داده است و موجب بروز مشکل کمبود آب گردیده است. از این رو٬ استفاده ی مجدد از پساب بخش مهمی از مدیریت تقاضا برای آب در خیلی از کشورها مانند اردن ٬کویت ٬اسپانیا ٬استرالیا ٬نامیبیا ٬آلمان ٬انگلستان ٬آمریکا و... را تشکیل داده است. این کشورها از رنج گسترده ای از تکنولوژی های موثر برای تصفیه ی پساب استفاده می کنند. استفاده ی مجدد از پساب رکن مهمی در مدیریت فاضلاب و منابع آبی را تشکیل می دهد و اثرات زیست محیطی ناشی از تخلیه ی فاضلاب به آب های سطحی را کاهش می دهد به علاوه کاهش آب آشامیدنی را به تاخیر می اندازد (Llemobade و همکاران٬ 2010 ).

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

روان کننده های صنایع فلزی (MWF) به طور گسترده جهت خنک سازی و روان کردن قطعات فلزی حین انجام عملیات روی آنها استفاده می شود. میزان مصرف سالیانه جهانی این روغن ها حدود (۹)۱۰٭۲ L بوده و میزان فاضلاب آن بیش از ۱۰ برابر این مقدار می باشد، چراکه این روغن ها جهت استفاده باید رقیق شوند. روان کننده های مصرف شده به علت دارا بودن مواد شیمیائی مختلف، حضور بیو سایدها و غیره، سبب آلودگی های شدید زیست محیطی و انتشار بودی فساد شده شده که لزوم تصفیه و دفع نهائی مناسب و کامل را توجیه می نماید. آلاینده های اصلی فاضلاب صنایع فلزکاری شاملCOD (۸۰۰۰mg/L -۵۰۰۰)، فلزات سنگین (برحسب نوع صنعت)، TSS (براده های فلزات)، مواد محلول (آهن، سرب، آلومینیوم، نیتروژن، فسفر و ...) و مواد آلی روغنی با زنجیره های بلند و حلقوی بوده که نیاز به روش های خاصی برای تصفیه دارد. برای تصفیه این فاضلاب ها روش های مختلف فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیکی موجود است. تصفیه های فیزیکی و شیمیائی معمول، می توانند این فاضلاب ها را تصفیه کرده، اما استانداردهای دفع را تأمین نمی کنند. در این بررسی به مقایسه روش های مختلف فیزیکی و شیمیائی تصفیه این فاضلاب ها با تکیه بر روش فیلتراسیون پرداخته و روش های مناسب با توجه به استانداردهای دفع ارائه شده است.

۱) مقدمه:
استفاده از آب در تمامی صنایع امری اجتناب ناپذیر است که در نهایت آب مصرفی و یا مقداری از آن بسته به نوع صنعت به صورت فاضلاب وارد محیط زیست می شوند. با توجه به معضلاتی که تخلیه این پساب ها در محیط زیست ایجاد می کنند، کاهش حجم فاضلاب و یا تصفیه آنها لازم به نظر می رسد. فاضلاب روغن های فلزکاری که هدف اصلی آن روان کردن، کم کردن اصطکاک و خنک کردن می باشد، از زمره فاضلاب هائی است که دارای آلودگی بسیار بالا بوده و به عنوان یک فاضلابسمی (به دلیل وجود مواد افزودنی مانند مواد بازدارنده خوردگی و مواد بازدارنده رشد باکتری) برای محیط های پذیرنده مطرح می باشد (۱).

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

1- بایستی مستقل از دیگر واحدها و ترجیحاً هم سطح زمین باشد.

2- حداقل ابعاد اتاق استقرار سیلندرهای آماده مصرف 5* 3* 3 (طول، عرض، ارتفاع) متر باشد تا فضای کافی برای اپراتور جهت انجام تعمیرات یا تعویض سیلندر موجود باشد.

3- پی ستون های استقرار سیلندرهای گاز، داری استحکام کافی باشد.

4- دیوارهای جانبی اتاق استقرار سیلندرهای گاز و اتاق کلرزنی حداقل به ضخامت 40 سانتیمتر و مجهز به یک لایه عایق حرارتی با ضخامت حداقل 5/2 سانتیمتر گردد.

5-  سقف اتاق استقرار سیلندرهای آماده‌ی مصرف و اتاق کلرزنی به‌صورت شیب‌دار اجرا شود تا آب باران و برف در آب‌رو، به راحتی تخلیه گردد، هدف از این امر آن است که هیچ‌گونه رطوبتی بر روی کپسول های گازکلر اثر گذار نباشد.

6-  سقف اتاق های استقرار سیلندرهای گاز کلرزنی باید دارای عایق حرارتی باشد.

7- در سقف اتاق استقرار سیلندرهای گاز آماده‌ی مصرف، شبکه افشانک آب(روش سقفی) مناسب تعبیه شود تا در مواقع اضطراری(نشت گاز)، به منظور شستشوی گاز عمل نماید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فیلترهای تحت فشار (Pressure filter)
قسمت‌های تشکیل‌دهنده‌ی یک فیلتر شامل بستر ماسه‌ای، تجهیزات جمع‌آوری آب صاف شده، تجهیزات شستشوی فیلتر و جمع‌آوری پساب شستشو می‌باشد.این فیلترها از یک استوانه‌ی فلزی تشکیل شده که در دو انتها به عدسی ختم می‌شود و به ابعاد مناسب با آب‌دهی ساخته می‌شود و ممکن است ایستاده و یا خوابیده(روی محور افقی) با پایه‌ای بلندتر از کف زمین ساخته شود. جریان آب ورودی به فیلتر ممکن است به تبعیت از اختلاف سطح منبع آب و محل استقرار فیلتر تامین شود و یا با استفاده از فشار مناسبی که از طریق خطوط لوله‌ی انتقال آب و یا پمپ تامین گردد.آب ورودی به فیلتر از لایه‌ی صاف‌کننده و در جهت بالا به پایین جاری خواهد شد و لایه‌ی صاف‌کننده ممکن است با دانه‌بندی یکنواخت و یا چندلایه با دانه‌بندی‌های متفاوت طراحی شود.فیلترهای تحت فشار دارای دریچه ی مناسب برای داخل کردن شن و ماسه و بازدید و یا خارج‌کردن شن و ماسه در مواقع لزوم هستند. این فیلترها دارای شیر آب ورودی، شیر خروج آب صاف، شیر ورود آب شستشو، شیر تخلیه و خروج آب شستشو هستند. در بالاترین نقطه‌ی صافی، یک شیر تخلیه‌ی هوا وجود دارد که ممکن است به‌طور خودکار عمل نماید. علاوه بر وسایل بالا، صافی ممکن است دارای فشارسنج و کنتور آب و دستگاه سنجش افت فشار باشد. مهم‌ترین تفاوت بین فیلترهای ثقلی و تحت فشار عبارتست از فشار مورد نیاز برای راندن

آب به میان لایه‌های فیلتر و گذر از آن و همچنین نوع محفظه‌ی استفاده شده برای فیلترها. فیلترهای ثقلی، عموما" بین 2/0 تا 3/0 bar، فشار نیاز دارند و در یک تانک با سطح آزاد فولادی یا بتنی قرار دارند. فیلترهای تحت فشار عموما" در شرایطی کاربرد دارند که آب ورودی دارای فشار بیشتر از 3/0 bar است و قرار نیست که فشار پس از فیلتر صفرگردد.به دلیل قیمت بالای ساختمان محفظه‌ی تحت فشار، فیلترهای تحت فشار به‌صورت تیپ، تنها در تصفیه‌خانه‌های کوچک آب و عموما" در کارخانه‌ها کاربرد دارند در حالی ‌که فیلترهای ثقلی کاربردهای گسترده‌تری دارند. به هرحال استفاده از فیلترهای تحت فشار برای تصفیه‌ی آب‌های سطحی و برای اجتماعات شهری دارای نقطه‌ضعف‌هایی است که نمی‌توان آن‌ها را نادیده گرفت و بسیاری از مراجع، کاربرد آن‌ها را مورد تایید قرار نمی‌دهند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

ناخالصی‌های آب را به دو دسته‌ی عمده می‌توان تقسیم کرد:

الف- ناخالصی‌های معلق : این ناخالصی‌ها شامل موارد زیر است :

1- ذرات معلق زنده‌ی بیماری‌زا مانند عوامل حصبه، وبا و تخم انگل‌ها

2- ذرات معلق زنده‌ی غیر بیماری‌زا مانند برخی جلبک‌ها و تک‌سلولی‌ها

3- ذرات معلق غیر زنده مانند ذرات رسی و کلوییدها

برای زدایش و یا کاهش ناخالصی‌های فوق، تصفیه‌ی متعارف شامل فرایندهای اختلاط سریع، انعقاد، ذره‌سازی، ته‌نشینی، فیلتراسیون و گندزدایی به‌کار می‌رود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه
آبی كه ما می نوشیم حاوی املاح و مواد گوناگونی می باشد كه پاره ای از آنها مضر و پاره ای دیگر نه تنها مضر نیستند بلكه برای سوخت وساز بدن بسیار مفید می باشند . مواد موجود در آب را می توان به شاخه های بیولوژیكی كه عبارتند از انواع میكروبها و ویروسهاوانگلها و آمیب ها و ... ،و شیمیائی كه عبارتست از عناصر ومواد شیمیائی نظیر بی كربنات وانواع كاتیونها آنیونها كربناتها سولفاتها فسفاتها و ... كه وجود برخی از آنها در آب مایه سلامت و برخی دیگر عامل نقاهت و مرض می باشد .
آب یكی از مهمترینو پر قدرت ترین حلالهای شیمیایی می باشد لذا آب جاریبا توجه بهتركیبات شیمیایی بسترخود مقداری از عناصر را در خود حل می كند در زیر به بررسی اجمالی آنها می پردازیم.

تركیبات موجود درآب عبارتنداز : نیترات ونیتریت ، آهن و منگنز، جامدات معلق،سولفات ، فسفات ،كلراید، فلوراید ،كلسیم و سدیم وعناصرناچیز


▪ درصد فراوانی عناصر در پوسته زمین:
ـ اكسیژن ۴۹.۵% سدیم ۲.۶۳% كلر ۰.۱۹% باریم ۰.۰۴%
ـ سیلیسیم ۲۵.۷% پتاسیم ۲.۴۰% فسفر ۰.۱۱% نیتروژن ۰.۰۳%
ـ آلومینیم ۷.۴% منیزیم ۱.۹۳% منگنز ۰.۰۹% فلوئور ۰.۰۳%
ـ آهن ۴.۷% هیدروژن ۰.۹% كربن ۰.۰۸% استرانسیم ۰.۰۲%
ـ كلسیم ۳.۴% تیتانیوم ۰.۶% گوگرد ۰.۰۶% سایر عناصر ۰.۴۷%

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب سخت
آب سخت آبی است که حاوی نمك‌هاي معدني از قبيل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.
 سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.
 تغییرات سختی آب
بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ایجاد شود.


فواید آب سخت
آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل می‌کند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده می‌شود.
 مضرات آب سخت
علیرغم فواید آب سخت برای بدن سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهمترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه به دلیل رسوب بونهای معلق در کلیه میشود. آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه می‌شود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.
 سختی زدایی
برای برطرف کردن سختی آب ، با جوشاندن کربنات‌های هیدروژنی محلول به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می‌دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت درون کتری‌ها دیده‌می‌شود. سختی دایمی یافت می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب