سیستم های طبیعی تصفیه فاضلاب

سیستم های طبیعی تصفیه فاضلاب یکی از روش ها طبیعی برای تصفیه فاضلاب است که با تکیه بر ظرفیت خود پالایی طبیعت باید قابلیت آن را سنجید. سیستم های طراحی و ساخت تصفیه فاضلاب بر اساس کیفیت فاضلاب و دبی فاضلاب طراحی می گردد. دبی فاضلاب شاخص تعیین کننده در طراحی و ساخت سیستم می باشد. دبی فاضلاب بر اساس صنعت و مواد مصرفی و جمعیت تولید کننده فاضلاب تعیین می گردد. کیفیت فاضلاب نیز بر اساس فرآیند ها و نوع فاضلاب تولید شده مشخص می گردد.

انواع سیستم های طبیعی تصفیه فاضلاب

• تصفيه به روش آبياري زمين :

تصفيه فاضلاب ناشي از فراوري محصولات غذايي نظير گوشت، لبنيات و صنايع تقطيري به كمك زمين، عمدتاً از طريق آبياري باراني به اشكال گوناگوني در بسياري از نقاط دنيا به طور موفقيت آميزي به كار رفته است. تخمين زده مي شود كه حدود 1200 واحد صنعتي پراكنده، از اين روش براي تصفيه فاضلاب توليدي خود استفاده كرده اند. فاضلاب ناشي از فراوري سيب زميني را
مي توان براي آبياري محصولات استفاده نمود. زيرا اين فاضلاب ها آلودگي ميكروبي ايجاد نمي كنند. سيستم هاي آبياري شامل انواعي از سيستم ها است كه ميزان بارگذاري آنها در حـدود 10 cm/week است.

عواملي مانند نوع محصول كشت شده، نوع خاك، وضعيت آب هاي زيرزميني و شرايط آب و هوايي، سطح زمين مورد نياز براي آبياري را تعيين مي كنند. بعضي از كارخانجات فراوري سيب زميني، سيستم هاي دفع در زمين را انتخاب مي كنند- آبياري باراني يا غرقابي- زيرا ساير سيستم هاي تصفيه هرچند داراي راندمان بالاتري هستند اما با مشكلات بهره برداري مواجه اند.

خاك شني ـ رسي داراي سيستم زهكشي مناسب، بهترين خاك براي سيستم هاي آبياري است. هرچند انواع خاك ها از رسي تا ماسه اي قابل قبول هستند. براي پيشگيري از اشباع ناحيه ريشه اي، حـداقل عمـق  1.5 m تا سطح ايستابي مطلوب است. اگر به خاطر بالا بودن سطح آب هاي زيرزمينـي عمـق 1.5 متر در دسترس نباشد، سيستم هاي زهكشي زيرسطحي را مي توان بدون هيچ مشكلي به كار برد. جهت جلوگيري از ايجاد بو در اثر آبياري باراني، بايستي فاضلاب تازه را به سيستم وارد نمـود تـا از ايجـاد شـرايط بـي هوازي جلوگيري گردد.

ثابت شده است كه معمولاً گياهان پرطاقت در محيط آبي متداول ترين و موفقيت آميزترين محصولات براي دفع فاضلاب بصورت آبياري هستند. زيرا اين گياهان نقش مهمي در حفظ و نگهداري تخلخل لايه خاك سطحي دارند. بهتـرين محصـول پوششي گيـاه نـي قنـاري است كه ريشه هاي زيادي ايجاد كرده و نسبت به شرايط نامساعد مقاوم است. همچنين گياهان چند ساله و مقـاوم در محيط آبي به دليل توانايي در جذب مقادير زيادي نيتروژن، نياز به نگهداري كم و ايجاد و حفظ سرعت فيلتراسيون بالا در خاك، بطور گسترده اي به كار رفته اند.

در بعضي موارد از اين فاضلاب ها براي آبياري باراني نواحي جنگلي استفاده مي كنند. درختان باعث افزايش ميزان تخلخل خاك پوششي شده و ميزان تعريق را نيز افزايش مي دهند. سيستم هاي آبياري معمـولاً شامل يك سيستم جمع آوري فاضلاب در كارخانه، آشغالگير، ايستگاه پمپاژ كم فشـار، خطـوط لولـه تحت فشار، مخزن ذخيره فاضلاب و پمپ هاي فشار بالاي آبياري، نازل هاي پاشش آب و زمين مورد نظر براي آبياري هستند. چنانچه فاضلاب صنايع فراوري سيب زميني براي آبياري استفاده شود، لازم است مورد تصفيه اوليه قرار گيرد. اين تصفيه اوليه شامل يك حوض ته نشيني اوليه با زمان ماند 1.5 h است تا بدين ترتيب غلظت جامدات معلق كاهش يافته و از گرفتگي نازل هاي پخش فاضلاب و خاك جلوگيري گردد. اگر فاضلاب توليدي اسيدي يا
قليايي باشد، براي حفظ پوشش گياهي، بايستي قبل از تزريق به سيستم آبياري، مورد خنثي سازي قرار گيرد. آلودگي آب هاي زيرزميني در اثر اينگونه آبياري يك مشكل جدي است و پايش مداوم آب هاي زيرزميني در ناحيه مورد آبياري را ضروري مي نمايد.

• بركه هاي تثبيت و لاگون هاي هوادهي :

برگه های تثبیت و لاگون ها  فاضلاب گاهي اوقات بركه اكسيداسيون يا لاگون فاضلاب نیز ناميده مي شود. بركه شامل يك حوضچه خاكي بـزرگ كم عمق است كه فاضلاب براي يك مدت زمان نسبتاً طولاني در آن باقي مانده تا فرايندهاي تصفيه طبيعي انجام شوند. اكسيژن ضروري براي واكنش هاي بيولوژيكي عمدتاً از طريق فتوسنتز بدست مي آيد، هرچند مقداري نيز از طريق نفـوذ هوا فراهم مي گردد.

اختلاف لاگون ها با بركه ها در اين است كه اكسيژن موردنياز در لاگون از طريق هوادهي مصنوعي تـأمين مي گردد. باتوجه به درجه تصفيه مورد نظر، بركه هاي تثبيت فاضلاب ممكن است به صورت سري يا موازي طراحي و بهره برداري گردند. در بعضي موارد از مثل تصفيه فاضلاب هاي صنعتي، بركه ها به عنوان واحدهاي تصفيه ثالثه -بركه هاي جلادهي يا بركه هاي تكميلي- براي حذف آلاينده هاي صنعتي و جلبك ها، قبل از تخليه پساب به محيط زيست مورد استفاده قرار مي گيرند. 

اكثر بركه ها و لاگون هاي مورد استفاده در تصفيه فاضلاب شهري و صـنعتي از نـوع بركه هاي اختياري هستند. معمولاً عمق بركه ها بين  0.9-1.8 متر متغير بوده و زمان ماند 3هفته يا بيشتر پيش بيني مي گردد. در حاليكه لاگون ها داراي عمقي بين 1.8-4.6 متر و زمان ماند دو هفته يا بيشتر هستند.

شرايط آب و هوايي نقش مهمي در طراحي و بهره برداري از لاگون ها و بركه ها دارد. درجه حرارت هوا اثر عظيمي روي موفقيت اين نوع تصفيه دارد. در محدوده درجه حرارت طبيعي به ازاي هر 10 درجه افزايش دماي آب، ميزان واكنش هاي بيولوژيكي دو برابر مي گردند. اين واقعيت كشورهاي داراي آب و هواي گرم را تشويق به استفاده از بركه ها و لاگون ها براي تصفيه فاضلاب مي كند. مخصوصاً استفاده از اين روش در مناطقي كه زمين مورد نياز در دسترس باشد مطلوب تر بوده و در هزينه هاي ساخت و بهره برداري صرفه جويي مي شود.

فاضلاب هاي بسيار بی کیفیت  به زمان ماند زيادي نياز دارند كه بدين ترتيب در آب و هواي سرد افت حرارتي آنها افزايش يافته و در نتيجه راندمان آنها كاهش مي يابد. به علاوه، فاضلاب هاي بسـيار رنگـي، توسط بركـه هاي اختياري به طور مؤثري قابل تصفيه نيستند. زيرا در اين بركه ها اكسيژن عمدتاً از طريق فتوسـنتز تأمين مي گردد كه ميزان فتوسنتز به ميزان نفوذ نور خوررشيد بستگي دارد. بنابراين استفاده از لاگون هاي هوادهي كه در آنها اكسيژن مورد نياز توسط هواده هاي ديفيوزري يا مكانيكي تأمين مي گردد، ضروري اسـت. دو نوع لاگون هوادهي هوازي و اختياري وجود دارد. اختلاف آنها در ميزان قدرت به كار رفته در آنها اسـت. در لاگون هاي هوازي مقدار نيرو به حدي بالا است كه كل جامدات به صورت معلق نگه داشته مي شوند و با توجه به طبيعت جامدات معلق موجود در فاضلاب، متغيـر است.