بررسي كارايي روش فيلتراسيون با مدياي شناور در آماده سازي پساب ثانويه براي مصارف غير شرب شهري

نويسنده: غلامحسين صفري
استاد راهنما: فروغ واعظي
استاد مشاور: عليرضا مصداقي نيا، امير حسين محوي، سيمين ناصري
تاريخ دفاع: 1381/08/21
مدرك: كارشناسي ارشد مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، مهندسي بهداشت محيط
چكيده: افزايش مصرف آب به ويژه در شهرها و ضرورت پاسخگويي به اين نياز موجب شده است كه به اهميت نقش فاضلابهاي تصفيه شده در تامين بخش از نيازهاي روز افزون شهري به آب تاكيد شود. مصارف غير شرب در شهرها شامل، اطفاي حريق، فضاي سبز، فلاش تانك ها، مصارف صنعتي و تفريحي و ...
مي باشد كه اساساً به آب دست اول نيازي ندارند و با مجزا نمودن آنها از مصارف شرب، صرفه جويي چشمگيري در مصرف آبهاي تازه به وجود خواهد آمد. در هر صورت بايد توجه داشت كه در تصفيه خانه هاي متعارف فاضلاب شهري مراحل اوليه و ثانويه، اغلب ضمانت كننده آب مناسب براي باز چرخش نبوده اند و براي اكثر مصارف معمول آب باز چرخش شده معمولاً به انجام تصفيه مرحله سوم نياز
مي باشد. يكي از روش هاي موجه از نظر اقتصادي ( در مقايسه با ساير روش ها) فيلتراسيون مستقيم يا تماسي پساب ثانويه است. در هر دو فرآيند فيلتراسيون مستقيم و تماسي به دليل حذف برخي از واحدهاي تصفيه، هزينه سرمايه گذاري كاهش مي يابد اما اين روش ها داراي معايبي همچون حساسيت به كدورت آب ورودي، كوتاهتر بودن دوره كاركرد فيلتر، نياز به آب بيشتري براي شستشوي معكوس و زمان ماند هيدروليكي كوتاه مي باشند. اين معايب مي تواند با كاربرد فيلتر درشت دانه به همراه فيلتر با مدياي شناور ( به عنوان پيش تصفيه و لخته ساز) از بين بروند.
در اين پژوهش كارايي روش فيلتراسيون با مدياي شناور در آماده سازي پساب ثانويه جهت مصارف غير شرب شهري بررسي شد.بدين منظور از يك پايلوت دو ستوني از جنس فايبر گلاس در دو مرحله استفاده گرديد. در مرحله اول هر ستون متشكل از يك محفظه بود. در ستون اول به ارتفاع كل 120 سانتي متر، مدياي پلاستيكي از جنس PVC( به قطر 4 ميلي متر و دانستيه 84/0 و تخاخل 41/0) به ارتفاع 40 سانتي متر قرار گرفت و در ستون دوم به ارتفاع كل 150 سانتي متر، شن درشت (UC=1/5, ES=2mm) به ارتفاع 50 سانتي متر وجود داشت. براي مرحله دوم در يك ستون به ارتفاع كل 250 سانتي متر مدياي پلاستيكي به عمق 40 سانتي متر روي شن درشت به ارتفاع 50 سانتي متر قرار گرفت. نمونه هاي ورودي براي اين پايلوت پساب تصفيه خانه شهرك قدس بود كه بعد از تعيين دقيق مشخصات كيفي و بلافاصله پس از عمل انعقاد با سولفات آلومينيوم ( حدود mg/l 30، تعيين شده در جارتست) از هر دو ستون عبور داده مي شد.
در هر مرحله از ورودي و خروجي فيلتر نمونه اخذ و برابر روش هاي استاندارد آزمايشات مختلف انجام شد. اين تحقيق در 3 بار سطحي (سرعت فيلتراسيون )،5، 5/7 و 10 متر در ساعت انجام شد و در هر بار سطحي 12 نمونه مورد آزمايش قرار گرفت.
در بار سطحي اول (5)فيلتر به مدت 67 ساعت، در بار سطحي دوم (5/7) فيلتر به مدت 56 ساعت و در بار سطحي سوم(10) فيلتر به مدت 46 ساعت مورد بهره براري قرار گرفت. براي بار سطحي اول، چهار نمونه مطابق مرحله اول تحقيق و هشت نمونه مطابق مرحله دوم تحقيق مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج حاصل از هر دو مرحله نشان داد كه عملكرد فيلتر در هر دو حالت تقريباً يكسان مي باشد، لذا در بارهاي سطحي دوم و سوم مطابق مرحله دوم تحقيق، عملكرد فيلتر مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج بررسي نشان داد كه افزايش ميزان بار سطحي( سرعت فيلتراسيون) موجب كاهش كارايي فيلتر مي گردد به طوري كه ميانگين درصد حذف كدورت در بارهاي سطحي مختلف به ترتيب 3/87، 9/77 و 0/74 بود. اين ميزان براي BOD5، 1/80، 6/70 و 0/62، براي COD، 3/69، 0/62 و 0/56، براي TSS،8/5، 82/73 و 4/64، براي فسفر كل، 6/80، 2/73 و 3/67، براي كل كليفرم، 0/57، 0/52 و 2/48 و براي كليفرم مدفوعي، 8/54، 7/47 و 4/43 بوده است. همچنين كارايي فيلتر در زمينه كاهش كلر مورد نياز مورد ارزيابي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه ميانگين درصد كاهش كلر مورد نياز پساب خروجي از فيلتر در مقايسه با پساب ورودي به ترتيب 6/66، 5/59 و 5/50 مي باشد.
همچنين مشخص شد كه با افزايش بار سطحي دوره كاركرد فيلتر كوتاه مي شود (33/22، 66/18 و 33/15 ساعت) و آب مورد نياز براي شستشوي معكوس فيلتر كاهش مي يابد (3/8، 5/7 و 8/6 درصد آب فيلتر شده). با توجه به اينكه مقادير ازت آلي و آمونياكي در پساب ثانويه تصفيه خانه شهرك قدس به دليل انجام فرآيند نيتريفيكاسيون خيلي پائين بود، پايلوت مورد نظر براي حذف مقادير باقيمانده كارايي نداشت و حتي پس از افزودن ازت آمونياكي ( كلرورآمونيم) به صورت دستي باز هم راندمان حذف بالايي براي ازت مشاهده نشد(2/18 درصد بار سطحي 5 متر در ساعت). در مورد بقيه پارامترهاي مورد نظر، پايلوت مذكور در هر 3 بار سطحي قادر به كاهش اين پارامترها تا رسيدن به حد استانداردهاي مصارف غير شرب بود.
كلمات كليدي: استفاده مجدد از فاضلاب، مصارف غير شرب شهري، تصفيه مرحله سوم، فيلتراسيون، مدياي شناور، DFF-CSF