بررسي عملكرد تصفيه خانه فاضلاب صاحبقرانيه و روش هاي مناسب براي ارتقاء آن

نويسنده: عليرضا رضائيان
استاد راهنما: عليرضا مصداقي نيا
استاد مشاور: جعفر نوري، كاظم ندافي، فروغ واعظي، اشرف السادات مصباح، سيمين ناصري
تاريخ دفاع: 1380/03/21
مدرك: كارشناسي ارشد مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: تصفيه خانه فاضلاب صاحبقرانيه، اولين تصفيه خانه فاضلاب ايران به روش لجن فعال( هوادهي گسترده)است كه در دهه 1330 توسط شركت آمريكائي شيكاگو پمپ طراحي و ساخته شد و سپس در سال 1340 مديريت و راهبري آن به سازمان آب تهران واگذار گرديد. اين تصفيه خانه با ظرفيت m3/d 480 جهت تصفيه فاضلاب خانگي منطقه صاحبقرانيه تهران، كه داراي زميني دژ و نفوذ ناپذير با وسعت 23 هكتار و جمعيتي معادل 1200 نفر بود مورد استفاده واقع گرديد. در سال هاي اخير به دليل افزايش جمعيت تحت پوشش، كارآيي تصفيه خانه در حذف آلاينده ها كاهش پيدا نموده و كيفيت پساب خروجي تنزل يافته است. در اين پژوهش ضمن بررسي كيفيت پساب خروجي تصفيه خانه طي سال هاي گذشته، با انجام يك دوره پايش، نمونه برداري و آزمايش، شرايط حاكم بر حوض هوادهي و ته نشيني، تغييرات جريان ورودي و كارايي تصفيه خانه در حذف آلاينده هاي اساسي (BOD,COD,TSS) بررسي شده و معيارهاي اوليه طراحي تصفيه خانه مورد بررسي قرار گرفت تا از اين راه، مشكلات و نواقصي كه تصفيه خانه با آن روبرو است. شناسائي و نهايتاً با ريشه يابي مشكلات، روش هاي مناسب براي ارتقاء و بهبود عملكرد تصفيه خانه ارائه شود. به طور كلي در طي 3 ماه مرحله پايش، پارامترهاي زير مورد بررسي قرار گرفتند.
COD, BOD 5, TSS, MLSS, MLVSS, SVI, F/M, VLR, DO, HDT, RAS-SS, MCRT
نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه :
كارآيي حذف آلاينده هاي اساسي توسط تصفيه خانه به جز در ساعت هاي پيك جريان، مناسب و در حد انتظار مي باشد. به طور كلي ميانگين حذف BOD, COD, TSS در حدود 72 الي 75% است ميانگين تغييرات غلظت TSS,COD,BOD در فاضلاب ورودي به ترتيب 173، 349 و mg/l 210 است كه نشان مي دهد تصفيه خانه با يك فاضلاب ورودي معمولي و متوسط مواجه بوده و بار آلي بيش از حد ندارد. غلظت COD و BOD5 كل در پساب خروجي داراي نوسانات زيادي است اما غلظت همين آلاينده ها به صورت محلول تغييرات بسيار كمي دارند. اين مسئله را مي توان اين طور تفسير نمود كه علت افزايش نوسانات مربوط به بخشي از اين آلاينده ها مي باشد كه به صورت معلق هستند. اين افزايش نوسانات در برخي موارد كه تصفيه خانه شديداً دچار بار بيش از حد ورودي شده بود، به وجود آمده است. به عبارت ساده تر، بار بيش از حد هيدروليكي سبب بر هم خوردن سكون لايه لجن و فرار جامدات بيولوژيكي از حوض ته نشيني ثانويه و در نتيجه افزايش غلظت مواد معلق (BOD ذره اي) در پساب خروجي گرديده است. اين مسئله اساسي ترين مشكل تصفيه خانه است كه سبب كاهش راندمان حذف آلاينده ها و تجاوز از استانداردهاي دفع پساب مي شود.ميانگين تغييرات اكسيژن محلول بيانگر كمبود آن در حوض هوادهي مي باشد. علاوه بر كمبود اكسيژن، توزيع آن نيز در تمام قسمت هاي حوض يكسان نيست، زيرا حوض هوادهي به دليل گرفتگي دائم بعضي از ديفيوزرها، از اختلاط كامل برخوردار نمي باشد. ميانگين نسبت MLVSS/MLSS در طول دوره نمونه برداري عدد 51/0 را نشان مي دهد كه بيان گر بالا بودن جرم غير فعال بيش از حد متعارف و گردش اضافي لجن مي باشد. ميانگين جريان فاضلاب ورودي برابر 524 متر مكعب در روز است كه با توجه به معيار اوليه طراحي (480 متر مكعب در روز)، افزايش بار هيدروليكي در حال حاضر كاملاً مشهود مي باشد. علاوه بر اين، به دليل كم جمعيت بودن منطقه تحت پوشش، ضريب تغييرات جريان ورودي نيز بزرگ است. درصد لجن برگشتي برابر 110 تا 120% ( حدود 20 متر مكعب در ساعت) جريان ورودي است. معيار طراحي اوليه برابر 30% ( حدود 5 تا 6 متر مكعب در ساعت ) مي باشد كه تفاوت قابل توجهي با وضعيت راهبري موجود دارد. اين راهبري سبب افزايش جامدات معلق لجن در حوض هوادهي شده كه علاوه بر گردش اضافي جرم غير فعال در داخل حوض هوادهي، سبب وارد آمدن شوك بار جامدات به حوض ته نشيني ثانويه نيز مي گردد. با توجه به حجم مخزن جمع آوري لجن مازاد و تواتر تخليه آن، ميزان لجن دفعي حدود 8/0 متر مكعب در روز برآورد مي شود كه نسبت به معيار اوليه 5/1 متر مكعب در روز تفاوت زيادي دارد. در واقع لجن مازاد به مقدار كافي دفع نمي شود. محاسبه تغييرات سن لجن تصفيه خانه به دليل مشكل فرار جامدات بيولوژيكي از سيستم بسيار مشكل و با خطاي فراوان روبرو گرديد. ميانگين سن لجن در تصفيه خانه حدود 100 روز اندازه گيري شد كه نشان دهنده گردش اضافي جامدات مي باشد. با توجه به حداكثر و حداقل جريان ثبت شده ورودي به تصفيه خانه (560 و 495 متر مكعب در روز ) مقدار حداكثر و حداقل زمان ماند هوادهي با توجه به حجم 500 متر مكعبي حوض هوادهي، به ترتيب برابر 21 و 24 ساعت، محاسبه مي گردد كه با مقادير بهينه براي روش هوادهي گسترده هم خواني دارد.
با عنايت به مسائل مذكور، مشكلات و نواقص تصفيه خانه به صورت زير جمع بندي و خلاصه مي گردند.
1- بار بيش از حد هيدروليكي به حوض هوادهي و ته نشيني ثانويه خصوصاً در پيك جريان، 2- عدم تامين نياز گندزدائي پساب، 3- كمبود اكسيژن محلول و عدم اختلاط كامل در حوض هوادهي، 4- دفع ناكافي و غير اصولي لجن مازاد،5- بر هم خوردن سكون لايه لجن و فرار جامدات و لخته هاي بيولوژيكي از ته نشيني ثانويه، 6- غلظت بالاي جامدات غير فعال در حوض هوادهي به علت گردش اضافي لجن، 7- نداشتن الگوي صحيح راهبري و نگه داري و عدم توجه به آموزش راهبرها، 8- عدم وجود تجهيزات آزمايشگاهي و پايش كميت و كيفيت ورودي و خروجي جريان.
با توجه به مشكلات موجود، روش هاي زير براي ارتقاء تصفيه خانه پيشنهاد مي شود:
-يكنواخت سازي جريان ورودي
-تامين نياز گندزدائي پساب
-افزايش تعداد بلوئرها و تعويض ديفيوزرهاي خراب
-تدوين
-دستورالعمل راهبري اصولي
-جابه جائي آشغال گير نوع ريز به قبل از پارشال فلوم
-ساخت و تجهيز آزمايشگاه و ثبت داده ها و توجه به آموزش اصولي راهبرها.
محاسبه حجم مخزن مورد نياز بر اساس روش ترسيمي با استفاده از نمودار جريان حجمي تجمعي صورت گرفت حجم مورد نياز برابر 70 متر مكعب برآورد شد كه با احتساب 10/0 حجم اضافي براي تغييرات جريان حدود 80 متر مكعب در نظر گرفته شد. جهت صرفه جوئي در هزينه ها مي توان از مخزن ذخيره كلر مايع كه غير قابل استفاده نمود كه با قدري افزايش حجم، مناسب براي يكنواخت سازي خواهد بود. ورودي جريان به حوضچه به صورت ثقلي و خروجي آن با استفاده از دو پمپ مستغرق با ميزان پمپاژ كلي 22 متر مكعب در ساعت مي باشد. با انجام عمل يكنواخت سازي جريان، ظرفيت هيدروليكي تصفيه خانه، 11% افزايش مي يابد. به علت مضرات كلر باقي مانده در پساب، بر منابع آب پذيرنده، امروزه استفاده از تابش UV در گندزدائي پساب، با استقبال فراواني روبرو شده است. نصب و راه اندازي واحد گندزدائي UV با لامپ مستغرق، توسط يك شركت داخلي انجام شد كه آزمايش پساب قبل و بعد از راكتور UV، كاهش 9/99% در كليفرم هاي مدفوعي و باكتري هاي هتروتروفيك را نشان داد. همچنين يك دستورالعمل مناسب با توجه به معيارهاي اوليه طراحي تصفيه خانه و نتايج مرحله پايش تدوين شد. با انتقال آشغالگير دوم (Fine) به ابتداي كانال فاضلاب خام ورودي و بعد از آشغالگير اول (Coarse)، مسئله افت فشار آن كه سبب ذخيره جريان پشت حوض هاي ته نشيني ثانويه مي گشت، مرتفع خواهد شد. متذكر مي گردد كه جريان ذخيره شده، هنگام برداشتن آشغال گير براي پاك كردن آن، سبب وارد آمدن شوك بار هيدروليكي و جامدات فراوان به حوض هاي ته نشيني ثانويه مي گريد. در عين حال يك آزمايشگاه كوچك با تجهيزات لازم براي آزمايش هاي روزمره فاضلاب در حال احداث مي باشد.
كلمات كليدي: