مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مطابق آمار تهیه شده توسط سازمان ملل متحد در میان بلایای طبیعی، سیل و طوفان بیشترین تلفات و خسارات ر ا به جوامع بشری وارد آورده اند، بگونه ای که تنها در یک دهه میزان خسارات ناشی از سیل و طوفان بالغ بر 21 میلیارد دلار در مقابل 18 میلیارد دلار خسارات ناشی از زلزله بوده است. این امر در کشور ما نیز صادق است و در اغلب سالهای گذشته حدود 70 % اعتبارات سالانه طرح کاهش اثرات بلایای طبیعی و ستاد حوادث غیر مترقبه صرف جبران خساران ناشی از سیل شده است . ضمن اینکه باید توجه داشت بدلیل بهبود روشهای ساخت و ساز و رعایت ضوابط و مقررات، ایمنی سازه ها و تأسیسات در مقابل خطراتی چون زلزله افزایش می یابد ولی متأسفانه روند طبیعی تو سعه در کشورهایی نظیر ایران باعث تخریب محیط زیست و منابع طبیعی شده و خسارات سیل مرتباً افزایش می یابد . رشد 250 درصدی خسارات ناشی از سیل کشور در پنج دهه گذشته مؤید این مدعاست. متأسفانه موضوع سیل و مدیریت و کاهش خسارات آن در کشور مورد توجه جدی قرار نگرفته و فقط زمانی که سیلاب مخربی جاری می شود و فاجعه ای بوجود می آید، توجه مسئولین و متخصصین به آن جلب می گردد. اگر چه بررسی طرحهای مهار سیلاب که به صورت محدود و پراکنده در سطح کشور مطالعه و اجرا شده اند، نشان می دهد یک راه حل مشخص و مطمئن برای کلیۀ مناطق سیلگیر وج ود ندارد اما بدیهی است پدیدۀ سیل علیرغم همۀ پیچیدگیهایش قابل بررسی و مطالعه بوده و می توان در جهت مهار وکاهش خسارات آن و حتی بهره برداری اقتصادی از سیل راه حل های مناسبی جستجو کرد. بر این اساس برنامه ریزی و انجام اقدامات جامع جهت پیشگیری و کاهش خسارات سیل در قالب طرحهای مطالعاتی و اجرایی از اهمیت بسزایی در راستای دستیابی به اهداف توسعۀ پایدار برخوردار می باشد. طبقه بندی سیل های کشور جریان سیل به طور عمده ناشی از رواناب سطحی می باشد که حاصل خصوصیات بارش و خصوصیات حوزۀ آبخیز است که در این میان، تأثیر پوشش گ یاهی و خاک در کاهش جریان سیل حوزه های کوچک کمتر از حوزه های با مساحت زیادی می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

منابع تامين آب شرب

معمولا منابع را به دو دسته تقسیم می کنند :

1- آبهای سطحی

2- آبهای زیر زمینی ( چاه – چشمه – قنات )

تعريف آب آشاميدني

آب آشامیدنی ، آب گوارائی است که عوامل فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی آن در حد استانداردهای مصوب باشد و مصرف آن عارضه سوئی در کوتاه مدت یا دراز مدت در انسان ایجاد نکند.

آلودگی آب

خطر آلودگی آب را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد:

1- خطر زیست شناختی

2- خطر شیمیایی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

RBC یک سیستم تصفیه ی بیولوژیکی است و نیز نوع دیگری از ایده ی تکامل یافته ای از فیلتر ریز ( قطره چکان ) .
از آنجائیکه این کانتاکتورها موجب بهینه سازی قابل توجهی در میزان از بین بردن کربن و آمونیاک حل شده میشود و نیز انرژی کمتری نسبت به روش لجن اکتیو شده مصرف میکند به میزان گسترده ای در تصفیه ی فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند ( دی پالما و وردون 2009 ) این سیستم بر میکرو ارگانیسم هایی اتکا میکند که بر سطح رسانگر رشد میکنند و وسیله ای برای تصفیه ی بیولوژیکی است . فرایند بیولوژیکی اصلی در این سیستم شبیه به فرایندی است که در فیلتر ریز اتفاق می افتد . یک RBC شامل یک سری فواصل نزدیک به هم پیوسته (در کنار هم جاسازی شده اند ) و دیسک های پلاستیکی مدور ( ترکیبی از مواد مصنوعی ) است که معمولاً در حدود 5/3 میلی متر قطر دارند و به میله ای افقی که قابلیت چرخش دارد متصل اند . حدود 40% از هرکدام از دیسک ها در مخزنی که حاوی فاضلاب است فرو رفته است . هنگامی که  RBC می چرخد لایه ای چسبنده به دیسک که بر سطح دیسک رشد کرده همراه با چرخش به داخل فاضلاب می رود و خارج میشود. زمانی که وارد فاضلاب میشود میکرو ارگانیسم ها ، ارگانیک ها راجذب میکنند. زمانی که با چرخش از فاضلاب خارج میشوند اکسیژن لازم برای تجزیه ی هوازی را بدست می آورند و وقتی لایه ی چسبنده به سطح دوباره وارد فاضلاب میشود مواد جامد را به خود می گیرد ، و سپس پس مانده های بوجود آمده از وسیله جدا میشوند . این پس مانده ها همراه با جریان فاضلاب به مخزن ته نشینی هدایت میشوند تا از فاضلاب جدا شوند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فیلتر های ریز از سال 1890 بمنظور تصفیه ی فاضلاب استفاده میشوند . این نام در واقع نام مناسبی نیست زیرا هیچ فیلترینگی انجام نمیشود . رشد بیولوژیکی بسیار فعال بر روی صخره ها اتفاق می افتد و این ارگانیسم ها منبع تغذیه شان از جریان پس ماندهایی که از بین صخره می چکند است (وینرو و متیو 2002 ) مشخص شده است که اگر فاضلاب ته نشین شده از روی سطح  صخره می گذشت همان طور که در بالا اشاره شد لجن روی صخره ها رشد میکرد . امروزه از این روش هنوز استفاده میشود اما در بسیاری از تأسیسات از رسانگرهای پلاستیکی به جای صخره ها استفاده میشود و دربسیاری از سیستم های تصفیه فاضلاب فیلتر ریز از تصفیه اولیه پیروی میکند و شامل ته نشینی ثانویه و یا شفاف سازی ثانویه میشود.
فیلترهای ریز در تصفیه پس ماندهای صنعتی و خانگی کاربرد زیادی دارند . این فرآیند یک روش تصفیه بیولوژیکی با استفاده از یک روش تصفیه ی بیولوژیکی با استفاده از یک لایه ی نازک ثابت است که برای از بین بردن BOD ( نیاز بیوشیمیایی  به اکسیژن ) و مواد جامد معلق طراحی شده است . یک فیلتر ریز شامل یک بازوی توزیع کننده چرخشی است که عمل اسپری کردن را انجام میدهد و مایع را بطور یکنواخت روی یک بستر چرخشی متعلق به صخره هایی با اندازه اولیه ، مواد زبر و یا رساناگری ساخته شده از مواد مصنوعی ، پخش میکند . فضای بین رسانگر به هوا اجازه میدهد تا به راحتی جریان پیدا کند  .بنابراین شرایط هوازی میتواند حفظ شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سیستم تصفیه لجن فاضلاب اکتیو شده دست کم چهار بخش دارد : یک مخزن هوادهی ، یک مخزن جهت ته نشینی ( شفاف ساز ) پمپی برگشت دهی لجن و سیستمی که اکسیژن  را به مخزن هوادهی هدایت میکند. فاضلابی که گاهی از پیش تصفیه شده است وارد مخزن هوادهی میشود و میکروبهای شناوری در حضور اکسیژن با فاضلاب ترکیب میشوند . به این ترکیب "افشره ترکیبی " میگویند. میکروبها آلوده کننده های ارگانیک موجود در فاضلاب را سوخت و ساز میکنند . پس از گذشت مدت زمانی ، این مدت زمان میتواند زمانی برابر مدت زمان باقی ماندن هیدرولیک در مخزن هوادهی باشد ، افشره ترکیبی به سمت شفاف ساز جریان پیدا میکند و در آنجا مواد جامد ( مواد شناور  MLVSS) از فاضلاب جدا و ته نشین میشود . اکنون فاضلاب صاف شده ای در سیستم داریم . مواد جامد ته نشین شده از کف شفاف ساز برداشته میشود و مقداری از آنها در حالی که از یاد آور  استفاده نمی کنیم به مخزن هوادهی بازگردانده میشوند . در نتیجه میتوان مدت زمان متوسط باقی ماندن میکروارگانیسم ها در رآکتور را کنترل کرد که به آن د.وره ی لجن ( SRT   ) یا مدت زمان نگه داری سلول (MCRT) میگویند. مواد جامد MLVSS   ( مواد جامد شناور در افشره ی ترکیبی)  به مخزن هوادهی باز گشته اند ،  میکروب هایی هستند که در شرایط سختی نگهداری میشوند و از فاضلابی دست نخورده جدا  میشوند و برای مدت زمان زیادی مورد استفاده قرار میگیرند 0بنابراین به آنها " اکتیو شده " میگویند . فرآیند برگرداندن میکروبها از شفاف ساز به مخزن هوادهی ، ایجاد چگالی سازی آنها را تا سطح بالایی ممکن میسازد ( mg/L 18000 تا 10000)  و بنابراین خود فرآیند اکتیو کردن لجن را تعریف میکند . (ودارد 2001 )

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در میان تکنولوژی ها ی پیشرو فرایندهای بیولوژیکی که بسرعت در حال پیشرفت و توسعه هستند خود را در معرض توجه قرار دادند . در این فرایندها که مواد بیولوژیکی بعنوان تجزیه کننده استفاده  میشوند ، آلاینده های موجود در پس ماندهای اولیه یا خام از آنها جدا میشوند .
در مهندسی محیط زیست فرآیندهای بیوتکنولوژی برای بازیافت فاضلاب ، گاز و انهدام پس ماندهای جامع استفاده میشوند . این فرآیندها همچنین میتوانند بمنظور تولید بیوگاز و هیدروژن بعنوان منابع جدید انرژی استفاده شوند .

در مهندسی محیط زیست برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست از فرآیند اکتیو کردن لجن ، فیلترهای ریز ، فیلترهای ریز زیستی ، حوضچه های اکسید اسیون ، بازیافت بی هوازی ، واحدهای ترکیبی و واکنشهای بیوگاز بطور گسترده ای در تکنولوژی های بازیافت پس ماند استفاده میشوند .

در میان تکنولوژی جدیدی که از دهه 1970 نمود پیدا کرده اند ، بیوتکنولوژی بیشترین توجه را به خود جلب کرده است و ثابت شده است که مستعد تولید عظیم ثروت و مؤثر در تمامی بخشهای اقتصادی است . پیش از این بیوتکنولوژی تأثیر بسزایی را در مراقبتهای بهداشتی داشته است که از آن جمله تولید و کنسرو کردن غذاها ، کشاورزی و جنگلداری ، حفظ محیط زیست و تولید مواد شیمیایی را میتوان نام برد . ( گاوریلسکو و چیستی2005 )
در بیوتکنولوژی یک ماده بیولوژیکی بمنظور بوجود آوردن یک محصول در دره شیمیایی استفاده میشود. در نتیجه افزایش علاقه مندی به این فرآیندهای بیوتکنولوژی ، مؤسسه و گروههای عملیاتی بسیاری بطور جداگانه بیوتکنولوژی را تعریف کرده اند . برخی تعاریف این فرآیند در ادامه آمده است (برمک 1989 )

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بررسی روشهای تصفیه فاضلاب شهری:
انتخاب هریک از روش های تصفیه و درجه تصفیه فاضلاب بستگی به شرایط دفع پساب ، شرایط محیطی (از قبیل رطوبت و درجه حرارت) و روش دفع دارد.
الف) تصفیه هوازی : این روش شامل تصفیه فاضلاب به کمک لاگون های هوادهی ، لجن فعال ، صافی چکنده و دیسک چرخان می باشد.
ب) تصفیه بی هوازی : شامل تصفیه فاضلاب به کمک سپتیک تانک ، ایمهاف تانک و تصفیه توسط زمین می باشد. روشهای تصفیه بی هوازی برای شهر های بزرگ مفید نخواهد بود ، چراکه راندمان تصفیه در مورد این گونه روشها بسیار پایین می باشد ولی کاربرد این روشها برای تصفیه فاضلاب جوامع کوچک قابل مطالعه و قابل بررسی است .
 همچنین کاربرد لاگون های هوادهی یا برکه های تثبیت نیز به خاطر زیاد بودن مساحت زمینی که نیاز دارد و همچنین بخاطر اینکه مقدار زیادی از فاضلاب تبخیر شده و این مسئله در مناطق با آب و هوای خشک فاقد هرگونه توجیه اقتصادی است ولی در صورتیکه تصفیه فاضلاب برای یک شهرک یا یک روستای بزرگ مطرح باشد، در اینصورت میتوان تصفیه فاضلاب را به کمک برکه تثبیت مورد بررسی قرار داد. روش تصفیه فاضلاب به کمک دیسک چرخان نیز اغلب برای صنایع و یا جوامع کوچک کاربرد دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مباني هيدروليكي شبكه جمع آوري فاضلاب

اساس محاسبات جمع آوري فاضلاب در اين طرح رابطه مانينگ
ضريب n بستگي به جنس فاضلابروها دارد و تغييرات عمق جريان اثر محسوسي در مقدار آن ندارد. اين ضريب براي فاضلابروها بين 0.01 تا 0.015متغيراست.

براي اين كه شبكه فاضلاب بتواند در دوره بهره برداري كارآئي لازم را داشته باشد لازم است از يك سو ته نشين مواد معلق سبب گرفتگي فاضلابروها نشود و از سوي ديگر مواد معلق سخت مانند شن و ماسه موجب فرسايش كف فاضلابروها نگردد براي جلوگيري از بروز موارد ياد شده، رعايت تمهيدات فني زير در طراحي شبكه فاضلاب ضروريست.

 - سرعت حداقل

با تكيه بر نتايج حاصل از آزمايشات مختلف و با توجه به وزن مخصوص مواد آلي موجود در فاضلاب، حداقل سرعت لازم براي جلوگيري از ته نشيني اينگونه مواد در فاضلاب حدود 0.3متر در ثانيه و حداقل سرعت لازم براي جلوگيري از ته نشيني مواد معلق معدني مانند شن و ماسه حدود 0.6تا 0.75متر در ثانيه مي باشد.

البته محاسبه و تعيين حداقل سرعت موجود در فاضلابروهاي شهرها و كنترل آن مسئله بسيار مهم و پيچيده اي است زيرا به علت نوسانهاي توليد فاضلاب ممكن است در ساعتهايي از شب سرعت واقعي در برخي از فاضلابروها نزديك به صفر رسيده و ته نشين شدن مواد معلق در آن اجتناب ناپذير گردد. ولي بايد در ساعتهايي از روز سرعت جريان در آن به اندازه اي زياد شود كه مقطع لوله، دست كم براي يكبار در شبانه روز پر گردد و مواد ته نشين شده شسته شوند، كه در اين طرح با استفاده از نتايج آزمايشگاهي و تجارب موجود كوشش مي شود تا حداقل سرعت ياد شده در فاضلابروها رعايت گردد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب