بررسي كارائي بركه هاي تثبيت تلفيقي در تصفيه فاضلاب شهري

نويسنده: محمد باقر ميران زاده
استاد راهنما: امير حسين محوي
استاد مشاور: عليرضا مصداقي نيا، سيمين ناصري، فروغ واعظي
تاريخ دفاع: 1379/08/09
مدرك: Ph.D مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، گروه مهندسي بهداشت محيط
چكيده: يكي از روشهاي ارزان قيمت تصفيه فاضلاب، بركه هاي تثبيت است كه كاربرد آنها در مناطق داراي آب و هواي گرم در صورت وجود زمين كافي و ارزان قيمت بسيار مناسب مي باشد. اگرچه بركه هاي تثبيت از نظر هزينه هاي ساختماني اوليه ممكن است هزينه بر باشند ولي در مجموع از نظر كارهاي ساختماني ساده بوده و حداقل نياز به تجهيزات الكترومكانيكال را دارا مي باشند. علاوه بر اين با توجه به عدم مصرف انرژي از نظر هزينه هاي بهره برداري و نگهداري نيز ارزان مي باشند. همچنين در بركه هاي تثبيت به تاسيسات پيچيده تغليظ، هضم و آبگيري لجن نيز نياز نخواهد بود. لجن توليدي در بركه ها را در فواصل زماني طولاني مدت ( هر 10-5 سال يك مرتبه ) تخليه مي نمايد. كارايي بركه هاي تثبيت در زدايش عوامل آلاينده فاضلاب در حد قابل قبولي بوده بطوري كه حتي راندمان زدايش عوامل ميكروبي در آنها به دليل زمان ماند طولاني بسيار بيشتر از ديگر فرآيندهاي تصفيه متداول مي باشد. عيب اصلي بركه هاي تثبيت نياز به زمين زياد است كه در بعضي مناطق ممكن است تهيه آن براي اين منظور مقدور نباشد. در كشور ما تحقيقات زيادي در خصوص طراحي و عملكرد بركه هاي تثبيت انجام نگرفته و طراحي هاي صورت گرفته عمدتاً بر اساس معيارها و مباني ارائه شده در مراجع خارجي مي باشد. به همين دليل تصميم گرفته شد كه با توجه به مناسب بودن شرايط آب و هوايي كشور براي احداث بركه ها، پروژه تحقيقاتي فوق انجام گيرد تا از اين طريق بتوان گام موثري در جهت بهينه سازي طرح و احداث بركه هاي تثبيت در كشور برداشت نمود. اين تحقيق به مدت 22 ماه در تصفيه خانه فاضلاب شهرك شوش تهران انجام گرفت. تحقيق شامل ساخت پايلوت (Integrated Stabilization pond) ISP بوده كه اجزاء تشكيل دهنده آن به ترتيب شامل چاله تخمير، بركه اختياري، بركه پربار و بركه تكميلي كه زمان ماند در آنها به ترتيب: 5/2، 10، 3 و 5/4 روز مي باشد. چاله تخمير و بركه اختياري به صورت ادغام شده احداث شده اند. پايلوت طي پنج مرحله بهره برداري گرديد كه اين پنج مرحله عبارت است از :
-مرحله اول در فصل بهار بصورت تزريق از كف چاله هضم و بدون برگشت پساب
-مرحله دوم در فصل تابستان بصورت تزريق از بخش فوقاني چاله هضم و بدون برگشت پساب
-مرحله سوم در فصل پاييز بصورت تزريق از كف چاله هضم و بدون برگشت پساب
-مرحله چهارم در فصل زمستان همراه با برگشت پساب از بركه تكميلي به بركه اختياري به ميزان 100 درصد دبي فاضلاب ورودي و تزريق از كف چاله هضم
-مرحله پنجم، ساخت فيلتر شني در انتهاي پايلوت جهت بررسي راندمان حذف مواد معلق و جلبك از پساب خروجي.
فاضلاب خام ورودي به پايلوت از طريق خط انشعاب اخذ شده بر روي خط انتقال فاضلاب شهرك شوش تامين مي گرديد. در تمام مراحل دبي فاضلاب ورودي برابر 4 متر مكعب در روز از طريق نصب شير فلكه تنظيم شده بود. در طول مدت تحقيق از فاضلاب خام و پساب خروجي از بركه ها به صورت هفتگي نمونه برداري شده و بر روي آنها پارامترهاي PH، اكسيژن محلول، درجه حرارت، COD، BOD5 ، TSS، ازت كل، ازت آمونياكي، ازت آلي، فسفر كل و كلي فرمهاي مدفوعي مورد سنجش قرار گرفت.
نتايج تحقيق نشان داد كه در مرحله اول علي رغم پائين بودن درجه حرارت هوا و فاضلاب كارايي پايلوت بطور متوسط 8 درصد بيشتر از فصل تابستان مي باشد كه مي تواند به علت افزايش غلظت جلبكها در پساب و تشديد انحلال مواد آلاينده از لجن هاي كف بركه ها در فصل تابستان باشد. علاوه بر اين، كيفيت پساب خروجي از پايلوت نيز در اين مرحله مطلوب تر از بقيه مراحل بوده است. برگشت پساب همراه با بالا بودن شدت آلودگي فاضلاب ورودي سبب شد كه در مرحله چهارم ( زمستان ) عليرغم سرد بودن هوا، كارايي پايلوت در زدايش BOD، COD، TSS بطور متوسط 6 درصد بيشتر از فصل تابستان باشد كه نشان دهنده نقش برگشت پساب از بركه تكميلي به بركه اختياري در بهبود كارآيي سيستم است، همچنين در اين مرحله حذف ازت و فسفر نيز به ميزان قابل قبولي مشاهده گرديد. در طي چهار مرحله از انجام تحقيق مشخص شد كه بركه اختياري مجهز به چاله هضم نقش عمده اي در تصفيه فاضلاب در سيستم هاي بركه اي دارا مي باشد (70% كارايي را به خود اختصاص داده است). از نظر ميكروبي نيز اگر چه بهترين كيفيت پساب و بالاترين درصد حذف كلي فرمهاي مدفوعي در مرحله اول ( بهار) به ميزان 97/99 درصد به دست آمده ولي در مجموع در هر چهار فصل درصد حذف كلي فرمهاي مدفوعي بالاي 99 درصد بوده است. در عين حال، اگر چه راندمان حذف ميكروبي پايلوت بيش از 99 درصد بوده ولي تعداد كلي فرم هاي مدفوعي موجود در پساب بالاتر از حد استاندارد استفاده مجدد از پساب جهت استفاده در آبياري نامحدود مي باشد كه زمان ماند بيشتري را در پايلوت مي طلبد. نتايج مرحله پنجم تحقيق نشان داد كه از طريق احداث فيلتر شني ساد با حداقل هزينه مي توان بيش از 60 درصد جامدات معلق و جلبكهاي موجود در پساب را زدايش نمود. بررسي نوسانات غلظت اكسيژن محلول و ميزان pH نيز نشان داد كه تغييرات pH در بركه هاي تابعي از تغييرات غلظت اكسيژن محلول است بطوريكه در مواقعي كه غلظت اكسيژن محلول بالا مي رود ميزان pH نيز افزايش مي يابد. سرانه كل لجن توليدي در پايلوت 5/76 ليتر در سال اندازه گيري شد كه بيش از 39% آن در چاله هضم توليد شده است.
با توجه به نتايج بدست آمده استفاده از بركه اختياري مجهز به چاله هضم در كاهش زمان ماند و افزايش بارگذاري مواد آلي در بركه ها موثر بوده و كاربرد اين سيستم جهت تصفيه فاضلابهاي شهري به ويژه شهرهاي كوچك و متوسط توصيه مي شود ولي از آنجا كه بركه پربار نقش قابل ملاحظه اي در زدايش آلاينده هاي فاضلاب دارا نبوده پيشنهاد مي گردد كه اين نوع بركه حذف و به جاي آن بركه تكميلي با زمان ماند بيشتري جايگزين آن گردد.
كلمات كليدي: