عنوان :

مقاله تصفیه آب

تعداد صفحات : ۱۱۹

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

مقاله حاضر در ۹ فصل که مقدمه و تاریخچه  ، اهمیت تصفیه پسابهای صنعتی، استاندارد خروجی فاضلاب ها، انواع روشهای تصفیه فاضلاب، میکروبیولوژی فاضلاب، تصفیه های پیشرفته، استفاده از تالابهای مصنوعی در تصفیه فاضلابهای صنعتی، مناسب ترین گزینه فاضلاب صنعتی از دیدگاه مدیریت و گزارش تصفیه خانه غرب مشهد (پرکند آباد) در برمی گیرد.

گسترش روز افزون جوامع بشری و پیشرفت در زمینه‌های صنعتی، هرچند که امتیازات  ویژه ای بهمراه داشته است ولیکن مشکلات عدیده ای را نیز برای اجتماعات به ارمغان آورده است. یکی از این مشکلات ، فاضلاب حاصل از اماکن مسکونی و فعالیت واحدهای صنعتی می‌باشد. از آنجا که دفع غیر صحیح فاضلابهای خانگی و صنعتی اثرات نامطلوبی بر روی محیط زیست دارد، تصفیه هرچه کاملتر فاضلابها اهمیت بیشتری می‌یابد.

روش متداول و اقتصادی تصفیه فاضلابهای شهری و صنعتی و اغلب فاضلابهای صنعتی استفاده ازفرآیندهای بیولوژیکی است.

تصفیه بیولوژیک مهم ترین و اصلی ترین مرحله اکثر سیستمهای تصفیه را تشکیل می‌دهد، برای شناخت فرآیندهای بیولوژیک و هم چنین طراحی علمی و اصولی ، اجرا و راهبری این فرآیندها و یا مدلسازی و استفاده از روابط بیوشیمیایی و فیزیکی در طرح و کنترل این سیستمها ، باید قبل از هر چیزی به میکروبیولوژی تصفیه فاضلاب که شامل رفتارها و ویژگیهای میکروارگانیسمهای فعال در تصفیه فاضلاب می‌باشد، شناخت حاصل شود.

سیستمهای تصفیه بیولوژیکی سیستمهای زنده ای هستند که متکی به جمعیتهای ناهمگون میکروبها می‌باشند. مخلوط میکروارگانیسمها مواد آلی را تجزیه کرده و از محلول جدا می‌نمایند.

بطور کلی هدف عمده فرایندهای تصفیه بیولوژیکی ، تبدیل و یا حذف مواد آلی به سایر محصولات می‌باشد، به نحوی که محصولات تولید شده یا بی ضرر بوده و یا براحتی قابل جداسازی باشند. آنچه مهم است آن است که در کلیه فرآیندهای بیولوژیکی ، نقش اصلی و حیاتی را میکروارگانیسمها بعهده دارند و در واقع ماشین تصفیه بحساب می‌آیند. عموما” در سیستمهای تصفیه انواع متنوع از میکروارگانیسمها فعالیت دارند، هر چند که از میان آنها نقش اصلی بر عهده باکتریها می‌باشد.یکی از محصولات بسیار مهم و اصلی تولید شده در فرایندهای بیولوژیک رشد میکروبی یا تولید سلولهای اضافی می‌باشد. توجه به این نکته بسیار اهمیت دارد که اگر این سلولها که در جریان حذف مواد آلی تولید می‌شوند از محلول جداسازی نگردند عمل تصفیه انجام نشده است، زیرا سلولها که خود در واقع منشاء آلی دارند در جریان خروجی بعنوان BOD یا COD سنجیده می‌شوند.

بطور کلی باکتریها، قارچها، جلبکها، پروتوزئرها، روتیفرها، سخت پوستان و ویروسها میکروارگانیسمهای مهم در مهندسی تصفیه فاضلاب را تشکیل می‌دهند.

 واژه های کلیدی: تصفیه آب، فاضلاب، پسابهای صنعتی، تصفیه بیولوژیک، تالابهای مصنوعی

فهرست مطالب

فصل اول- مقدمه و تاریخچه      ۱
مقدمه    ۲
تاریخچه تصفیه آب به روش صنعتی    ۳
فصل دوم – اهمیت تصفیه پسابهای صنعتی    ۷
آب و پساب در صنعت    ۸
پساب صنعتی  (Industrial Wastewater)    ۸
مقدار مجاز برای آب مزروعی ( عناصر محلول )    ۱۱
پارامترهای مهم    ۱۱
۱- اندازه گیری جریان فاضلاب    ۱۱
۲- اندازه مواد جامد ( Total Solid ) TS    ۱۱
۳- اندازه مواد قابل ته نشینی    ۱۱
۴- تعیین قلیائیت :    ۱۲
۵- اندازه گیری مواد آلی    ۱۲
۶-عوامل مؤثر بر غلظت O2 محلول در آب :    ۱۳
۷- COD (Chemical Oxygen Demand) :    ۱۴
۸-  TOC    ۱۴
۹- THOD    ۱۴
فصل سوم- استاندارد خروجی فاضلاب ها    ۱۵
الف- تعاریف    ۱۶
ب- ملاحظات کلی    ۱۶
ج- جدول استاندارد خروجی فاضلابها    ۱۹
فصل چهارم – انواع روشهای تصفیه فاضلاب    ۲۲
۱- روشهای تصفیه فیزیکی    ۲۳
۲- روشهای تصفیه شیمیائی    ۲۳
۳- روشهای تصفیه بیولوژیکی    ۲۳
روشهای متداول تصفیه فاضلاب صنعتی    ۲۴
۱- تصفیه فیزیکی – شیمیایی    ۲۴
۲- تصفیه بیولوژیکی    ۳۰
۲-۱ تصفیه بی هوازی    ۳۳
۲-۲  تصفیه هوازی    ۳۹
فصل پنجم- میکروبیولوژی فاضلاب    ۴۴
الف – شرایط تغذیه و رشد در جمعیتهای مخلوط میکروبی    ۴۶
ب- اثر دما روی رشد میکروبی    ۴۷
ج- اثر درجه اسیدیته (PH)  روی رشد میکروبی    ۵۰
د- نیاز رشد میکروبی به اکسیژن    ۵۲
ح- منحنی رشد میکروبی    ۵۲
و- سینتیک رشد بیولوژیکی    ۵۷
فصل ششم – تصفیه های پیشرفته    ۵۹
۱) فاضلابهای صنعتی ونحوه مقابله با آن    ۶۰
۲) نقش پودر کربن فعال در بهینه سازی سیستمهای تصفیه فاضلاب صنعتی    ۶۱
فصل هفتم- استفاده از تالابهای مصنوعی در تصفیه فاضلابهای صنعتی     ۸۲
۱) تالابهای مصنوعی    ۸۳
۲) ساختار تالابهای مصنوعی    ۸۳
۳) وظایف اجزاء اصلی تالاب    ۸۷
۴) حذف فلزات سنگین در تالاب مصنوعی    ۹۰
۵) تصفیه پساب‌های صنعتی توسط تالاب‌های مصنوعی    ۹۱
فصل هشتم- مناسب ترین گزینه فاضلاب صنعتی از دیدگاه مدیریت    ۹۳
– هزینه خرید و راه اندازی    ۱۰۰
– راهبری و تعمیرات نگهداری    ۱۰۲
– دفع مواد زاید    ۱۰۳
– ملاحظات راهبری    ۱۰۴
– دفع آب تصفیه    ۱۰۴
– دفع مواد زاید حاصل از تصفیه فاضلاب    ۱۰۵
– مزایا وکمبودها    ۱۰۶
– تجزیه و تحلیل منافع اقتصادی    ۱۰۷
فصل نهم – گزارش تصفیه خانه غرب مشهد (پرکند آباد)    ۱۰۹
الف- گزارش کلی مراحل تصفیه    ۱۱۰
ب- توصیف    ۱۱۱
ج- آزمایشات مهم انجام شده روی فاضلاب    ۱۱۴
منابع    ۱۱۵

منابع

 ۱)  پایان نامه کارشناسی ارشد – دانشگاه تربیت معلم – تهران، تهران، ۱۳۷۱، دانشمند، رضا

۲)  پایان نامه کارشناسی ارشد – دانشگاه تربیت مدرس – دانشکده فنی و مهندسی،‌هادی فهمی، تأثیر منعقد کننده‌های شیمیایی و پلیمری درمقایسه با تصفیه بیولوژیکی فاضلاب لینتر، ۱۳۷۹

۳)  پایان نامه کارشناسی ارشد – دانشگاه شیراز، تأثیر پودر کربن فعال و خاک رس بر روی عملکرد تصفیه هوادهی، جمشید ایلاتی خامنه ، به راهنمایی پرویز منجمی، ۱۳۷۴

۴)  مقاله – نقش پودر کربن فعال در بهینه سازی سیستمهای تصفیه فاضلاب صنعتی – توسط غازی عیدان – رفعت کاوه آهنگر – رادا زراسوند اسدی و فرزانه زنوزی – نشریه شماره ۳۴ – انجمن نفت ایران – تابستان ۱۳۷۲

۵)  مقاله – استفاده از تالابهای مصنوعی در تصفیه فاضلابهای صنعتی – منوچهر وثوقی ، بیتا عبادیان – مجله آب و محیط زیست – خرداد۷۷ – صفحه ۱۷

۶)   مقاله – مناسب ترین گزینه تصفیه فاضلاب صنعتی از دیدگاه مدیریت ، هورک قربان نژاد ، نشریه آب و محیط زیست، خرداد۷۷ – صفحه ۳۳

۷)  پایان نامه کارشناسی ارشد – دانشگاه تربیت معلم –  بررسی پساب واحد صنعتی تهیه آمونیاک پر کلرات و حذف نمک‌های کرم – رضا دانشمند، به راهنمایی : ایرج نوجوان ، ۱۳۷۱

مقدمه

گسترش روز افزون جوامع بشری و پیشرفت در زمینه‌های صنعتی، هرچند که امتیازات  ویژه ای بهمراه داشته است ولیکن مشکلات عدیده ای را نیز برای اجتماعات به ارمغان آورده است. یکی از این مشکلات ، فاضلاب حاصل از اماکن مسکونی و فعالیت واحدهای صنعتی می‌باشد. از آنجا که دفع غیر صحیح فاضلابهای خانگی و صنعتی اثرات نامطلوبی بر روی محیط زیست دارد، تصفیه هرچه کاملتر فاضلابها اهمیت بیشتری می‌یابد. فاضلابهای خانگی و از آن مهمتر فاضلابهای صنعتی بعلت داشتن مواد آلی و معدنی ، در صورت دفع در محیط باعث آلوده شدن آبهای سطحی و زیرزمینی گشته و در نتیجه استفاده مجدد از آب برای بهترین کاربرد آن با مشکل مواجه می‌گردد. همچنین استفاده از آب برای مصارف مختلف و نیاز شدید به آب در هر منطقه از ایران ، ما را برآن می‌دارد که از به هدر رفتن آب به هر شکل جلوگیری کرده و با تصفیه فاضلابهای خانگی و صنعتی که از حجم زیادی نیز برخوردار هستند در جهت تأمین آب مورد نیاز قدم برداریم.

حجم فاضلاب یک واحد صنعتی بستگی به عواملی همچون نوع محصول ، نحوه تولید ، ابزار و وسایل و … بستگی دارد. از واحدهای صنعتی که دارای فاضلاب با حجم نسبتا” بالا و آلودگی بسیار شدید می‌باشند، واحدهای کشتاری گاو و گوشفند می‌باشند.در حال حاضر در اکثر شهرهای ایران کشتارگاهی جهت ذبح گاو و گوسفند وجود دارد. فاضلاب این کشتارگاهها بیشتر به چاهها ، رودخانه‌ها ، قنوات متروکه بدون کوچکترین عملیات تصفیه دفع می‌گردند و در بهترین حالت، فاضلاب پس از عبور از یک حوضچه ته نشینی ساده به محیط دفع می‌شود. علاوه بر اینکه آلودگی معدنی و آلی از این طریق بوجود می‌آید، انتشار بیماریهای مشترک بین انسان و دام نیز از طریق دفع فاضلاب کشتارگاهها بعلت عدم رعایت مسائل بهداشتی وجود دارد.

تاکنون روشهای بیولوژیکی گوناگونی چه هوازی و غیر هوازی در رابطه با تصفیه فاضلابها بکار گرفته شده است. هر یک از این روشها از امتیازات و بعضا” معایبی برخوردار هستند. مثلا” روش هوازی ( لجن فعال ، فیلترهای چکنده و … ) در تصفیه فاضلابهای خانگی و صنعتی دارای کارائی بالا در کاهش مواد آلی و معدنی موجود بوده و این خود یک مزیت عالی است. لیکن همین روش هوازی نیاز به وسایل هوادهی و مکانیکی در مراحل مختلف تصفیه دارد و ضمنا” با لجن زیادی که تولید می‌گردد مشکل هضم لجن آغاز کار است . در روش غیر هوازی تصفیه فاضلاب، هرچند که BOD پساب خروجی از واحد تصفیه کننده بیشتر از BOD پساب خروجی در روش هوازی است، ولی امتیازاتی از قبیل عدم نیاز به وسایل هوادهی ، لجن تولیدی بسیار کمتر ، تولید گاز متان قابل استفاده و … برای روش غیر هوازی متصور می‌باشد. ^(۱)

 تاریخچه تصفیه آب به روش صنعتی

بر اساس اطلاعات موجود و به نوشته M.N.Baker  در کتاب ” در جستجوی آب خالص و بهداشتی” قدمت این مقوله به دو هزار سال قبل از میلاد مسیح میرسد. اما آنچه از نقطه نظر تاریخی مدون شده به ۴۰۰ سال پس از میلاد مسیح تعلق دارد که در آن برای بهداشتی کردن آب ، جوشانیدن آن بر روی آتش و یا فروکردن میله سرخ آهنی در درون آب را توصیه نموده است. گرم کردن آب بوسیله آفتاب و یا صاف نمودنش ، با عبور دادن آن از میان لایه‌های شنی نیز آمده است.

در کتاب مقدس تورات نیز درارتباط با چگونگی تصفیه آب آلوده در آن زمان تصویری از روش مبادله یونی ارائه شده ، عملا” از روشهای طبیعی مبادله یونی در آن موقع سخن به میان آمده است. این تصویر توسط داشگاه فیلادلفیا واقع در ایالت پنسیلوانیای آمریکا انتشار یافته وقدمتش را به مارس یا آوریل سال ۱۳۳۵ قبل از میلاد مسیح نسبت داده اند.

البته، روش صنعتی تصفیه آب در قرن نوزدهم و در زمان انقلاب صنعتی رشد و تکامل یافت و پایه‌های اصلی آن عملا” نضج گرفت.این صنعت، همزمان با بهره گیری از دیگ‌های بخار جهت تولید بخار ، به کار گرفته شد و شکل صنعتی به خود گرفت. عمدهء فعالیتهای اولیه به منظور تصفیه آبها برای رفع مشکلات دیگ‌های بخار بوده است.

Nodell آغاز این روش را به نخستین روزهای پیدایش ماشین وات و تمیزکردن دیگ بخار و پرکردن مجدد آن نسبت داده است. در همان زمان بر حسب اتفاق دریافتند که استفاده از سیب زمینی در دیگهای بخار کار جمع آوری لجن را راحت کرده و از چسبیدن رسوبات به جداره‌های دیگ جلوگیری می‌کند.

در سال ۱۸۵۷ اطلاعیه‌هایی در باره کنترل مقدار رسوبات با مواد آلی تانن دار، و نیز در سال ۱۹۶۲ استفاده از فسفات دی سدیک جهت جلوگیریاز ایجاد رسوب در دیگ بخار به ثبت رسیده است و از آن زمان همه روزه روش‌ها و مواد گوناگونی برای تصفیه‌های مختلف به ثبت میرسد.

از حدود یکصد سال پیش که رابطه بین اثر باکتریها و میکروبهای بیماریزا در واگیری و شیوع بیماریها آشکار گشت ، انسان به فکر پاکسازی آبهای آلوده افتاد.به عبارت دیگر تصفیه آبو فابضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم زیست شناسی ، پزشکی و شیمی بوجود آمده است. به ویژه پس از جنگ جهانی دوم ، در نتیجه توسعه شهرها و صنایع، خطر آلودگی محیط زیست و در نتیجه نیاز به تصفیه فاضلاب با شدت بی سابقه ای افزایش یافت  و همزمان با آن روشهای بسیاری برای تصفیه فاضلاب پیشنهاد و به کار گرفته شد. بویژه استفاده از فاضلاب برای آبیاری در کشاورزی به علت خاصیت کودی آن از یکصد سال پیش تا کنون در کشورهای اروپائی متداول بوده است.

در ایران نیز همانگونه که از گذشته به یاد داریم ، بیشتر فاضلابها بویژه فاضلاب توالت‌ها، لجن ته استخرها و … به مصرف کشاورزی می‌رسید. ولی امروزه بواسطه آلودگی‌های ناشی از بوی بد، و تولید حشرات مثل پشه و … در دیگر اکثر مناطق و حتی روستاها فاضلاب ناشی از توالتها و … به مخازن زیرزمینی (چاهها) سرازیر شده و در اثر آمیخته شدن با پسآب حاصل از شستشوی ظروف و حمام‌های خانگی از ارزش این لجن‌ها برای استفاده در مصارف کشاورزی تا حد زیادی کاسته شده است.

علاوه بر پسآب‌های متداول ذکر شده با پیشرفت تکنولوژی هسته ای ، امروزه، پسآب حاصل از راکتورهای هسته ای که حاوی فلزات رادیواکتیو هستند و از آب اطراف راکتورها حاصل می‌شود، مشکلی اساسی بوده و بواسطه ماهیت ویژه چنین پسآب‌هایی، باید تسریع در تصفیه و حذف این مواد رادیواکتیو به عمل آید. یکی از روشهای متداول در تصفیه فلزات رادیواکتیو استفاده از مبادله کننده‌های یونی معدنی میباشد.

استفاده از زوائد کشاورزی برای گرفتن یون فلزات سنگین از دهه قبل بویژه مورد توجه قرار گرفته است. Web and Leach  در ۱۹۷۱ کار خود را روی پشم تمییز و رنگ نشده برای جذب جیوه بر روی آن مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که پشم طبیعی و هم پشت عمل شده، تصفیه کننده‌های مؤثرتری نسبت به رزینهای سنتزی Dowex 1*8,Dowex 1-A  آزمایش شده برای جیوه می‌باشند. این دو محقق سپسبه مطالعه روی زوائد کشاورزی پرداختند و دریافتند که جذب جیوه توسط این مواد از پشم و مشتقات آن بیشتر است.

در ایران نیز در سال ۱۳۶۷ تحقیقی روی میزان جذب یون مس، سرب و کرم شش ظرفیتی ، روی خاک اره صورت گرفته و نتایج خوبی در پی داشته است.^(۷)

 آب و پساب در صنعت

صنایع حجمهای بزرگی از آب را در عملیات کمکی و شستشو و … و فرآیندهای ویژه خود مصرف می‌کنند. تناژ مصرف آب در کارخانه‌های مواد غذائی ساخت کاغذ و شیمیایی از همه بالاتر است و ۹۳% آن به پساب تبدیل میشود. ۵۰ milian gal/day بعضی کارخانه‌ها مصرف می‌کنند.۶۰% آب مورد نیاز از پساب گرفته شده ، ۴۰% تازه وارد میشود و بیش از ۷% مصرف و تبخیر نمی شود.

مقدار آب لازم برای بعضی صنایع

 در بسیاری از صنایع ۱۰۰% آب لازم جهت خنک کردن استفاده میشود.( صنایع برق)

 پساب صنعتی  (Industrial Wastewater)

پسابهای صنعتی بر حسب منشأ و نوع صنعت به دو طبقه کلی تقسیم می‌شوند:

۱) آنهایی که دارای آلودگی معدنی هستند. مثل صنایع معدنی

۲) آنهایی که دارای آلودگی آلی هستند. مثل صنایع نفت و مواد غذایی

علاوه بر اینها هر صنعتی ناخالصی در پساب خود دارد و لذا روش‌های تصفیه متفاوت است.

 تصفیه تا میزانی صورت می‌گیرد که آلاینده به حد مجاز خود برسد و باید معیاری برای اندازه گیری آنها وجود داشته باشد.

–  مقدار مجاز برای اسیدهای معدنی——————-۳۰ ppm

–  مقدار مجاز برای فنل‌ها—————————۰٫۰۰۲ppm

–  مقدار مجاز برای مرکاپتانها————————-۲٫۵ppm

– مقدار مجاز برای H₂s—————————–1-3ppm

–    مقدار مجاز برای نفتنیک اسید———————-۰٫۲ppm

–   مقدار مجاز برای SO₂ —————————-0.1-0.5ppm

استفاده مجدد از پساب تصفیه شده جهت :

۱)   مصارف شهری ( آشامیدنی )

۲)  مصرف صنعتی ، خصوصا” برای ‍Cooling . ولی اگر برای Boiler مصرف شود باید بیشتر تصفیه شود.

۳) مصارف شستشوی زمینی و خنک کردن

CL< 175 ppm

PH = 6.8-8.5

 < 25 ppmمواد معلق

BOD < 30 ppm

۴) استفاده کشاورزی و فضای سبز

یونهای سدیم و منیزیوم و کلسیم و پتاسیم باعث ترک خوردگی زمین میشوند.

Na * 100 / ( Na + Mg + Ca + K ) <= 50-60 :مجاز برای کشاورزی

استاندارد آب کشاورزی : آب مطلوب برای زراعت برای بعضی از محصولات حساس به نمک مناسب نیست.اثر منفی بر بسیاری از محصولات وارد می‌کند. آب خیلی شور را می‌توان برای صیفی کاری استفاده کرد.

عواملی که باید در تصفیه پسابها در نظر گرفت :

۱)  مقدار پساب تولید شده در ۲۴ ساعت با جریان حداکثر فاضلاب

۲)  نوع آلودگی که هر یک تصفیه مخصوص نیاز دارد.

۳) میزان آلودگی که بیشتر منظور مواد آلی محلول در فاضلاب  (BOD  )است.

۴)  وضع جغرافیای محل

110,000 ریال – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .