ج- تعيين تي -او – سي ( TOC)[1] – در اين روش تركيب هاي كربن دار آلي موجود در فاضلاب اندازه گيري مي شود. براي اين كار فاضلاب را بايد تا سر حد سرخ شدن سوزانيد و گاز كربنيك توليد شده را اندازه گيري نمود. نتايج بدست آمده از اين روش كه معمولاً در دستگاه هاي ويژه انجام مي گيرد بسته به شكل و شرايط آزمايش كم دقت و متفاوت است.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

د- تعيين مقدار مواد معلق در فاضلاب (SS) [2] – مواد معلق در فاضلاب قسمتي از كل مواد خارجي (TS)[3] موجود در آن مي باشد كه تعيين آن براي پيش بيني مقدار لجن از تصفيه فاضلاب اهميت ويژه اي دارد. تفاوت بين TSوSS مقدار مواد محلول (DS)[4] در فاضلاب را نشان مي دهد. همانگونه كه پيش از اين گفته شد و در جدول شماره (1-1) ديده مي شود، مواد معلق به دو صورت ته نشيني پذير[5] و ته نشيني ناپذير [6] در فاضلاب يافت مي شوند. از نظر جنس نيز، مواد معلق يا داراي منشاء آلي[7] هستند، بنابراين ناپايدار[8]مي باشند و يا منشاء معدني [9]داشته و پايدارند[10] چنانكه از جدول شماره (1-1) نيز نتيجه مي شود نزديك به 40 درصد مواد محلول در فاضلاب شهري و 72 تا 75 درصد مواد معلق در آن داراي منشاء آلي بوده و بقيه مواد خارجي را مواد معدني تشكيل مي دهند. مقدار كل مواد معلق (   TSS)[11] با كمك صافي تعيين مي شود و در صورت سرخ كردن آنچه در صافي باقي مانده تا گرماي 600 درجه سانتيگراد مواد آلي آن تبديل به گاز شده و تنها مواد معدني بجاي مي ماند.

هـ- تعيين اكسيژن محلول (DO)[12] – مقدار اكسيژن محلول موجود در فاضلاب شهري نمايشگر قدرت تصفيه طبيعي و خود بخودي آن مي باشد. وجود اكسيژن محلول در فاضلاب موجب فعاليت باكتري هاي هوازي و جلوگيري از فعاليت باكتري هاي بي هوازي و در نتيجه مانع از توليد بوهاي ناخوشايند مي گردد. از اين رو كوشش مي شود كه مقدار اكسيژن محلول از 5/1 ميلي گرم در ليتر كمتر نگردد. اين موضوع در استخرهاي هوادهي فاضلاب بسيار حائز اهميت مي باشد.

اندازه گيري مقدار اكسيژن محلول با كمك وارد نمودن برخي از تركيبات منگنز كه قدرت جذب اكسيژن آنها سريع و زياد است در نمونه فاضلاب مورد آزمايش و اندازه گيري وزن اكسيژن جذب شده توسط آن انجام مي گيرد. در استخرهاي تصفيه زيستي مقدار اكسيژن محلول در فاضلاب را به صورت پيوسته و با كمك يك اندازه گير[13] ويژه الكترونيكي كه در فاضلاب قرار مي دهند، اندازه گيري مي كنند.

مقايسه روش هاي تعيين درجه آلودگي فاضلاب- همچنانكه در بيان هر يك از روش هاي تعيين درجه آلودگي فاضلاب اشاره شد مقادير عددي بدست آمده از اين روش ها نمي توانند هيچگونه ارتباط دقيقي با هم داشته باشند. هر يك از سه آزمايش    TOC,COD,BOD نمي تواند به تنهائي تمام اكسيژن مورد نياز فاضلاب ( TOC)[14] را تعيين نمايد. بسته به نوع مواد خارجي موجود در فاضلاب نسبت اعداد بدست آمده از سه آزمايش نامبرده متفاوت خواهد بود. به ويژه در مورد تعيين روش COD نوع ماده اكسيد كننده مصرفي نيز در نتيجه بدست آمده بسيار مؤثر است. براي نمونه عددهاي حاصله از مصرف دي كرمات پتاسيم براي تعيين COD به مراتب بيشتر از عددهاي حاصله از مصرف پرمنگنات پتاسيم مي باشد. به طوري كه مقدار عددي COD مي تواند بزرگتر و يا كوچكتر از  BOD5 باشد در مورد فاضلاب هاي شهري به ويژه وقتي از دي كرمات پتاسيم استفاده شود، مقدار موادي كه مي توانند توسط آن اكسيده شوند بيشتر از موادي است كه قابليت اكسيده شدن توسط باكتري ها را دارند بنابراين غالباً مقدار COD بزرگتر از BOD5 مي باشد.

منحني شكل شماره ( 1-4) نمايشگر تغييرات COD بر حسب BOD5 مي باشد.

در عمل مي توان بطور تقريبي نسبت COD :BOD5 براي فاضلاب هاي خام برابر 4/0 تا 8/0 در نظر گرفت و نسبت TOC: BOD5 را برابر 0/1 تا 6/1 فرض نمود، نسبت : BOD5 COD مؤثر بودن روش تصفيه زيستي را نسبت به روش هاي ديگر نشان داده و در انتخاب نوع تصفيه به مهندس طراح ياري مي دهد.

آلودگي فاضلاب هاي شهري در ايران

همانگونه كه در پيشگفتار بدان اشاره شد، منظور از فاضلابهاي شهري در اين كتاب فاضلاب هاي خانگي ناخالص ( كه بطور اختصار فاضلاب هاي خانگي ناميده مي شوند) و فاضلابهاي ناشي از بارندگي مي باشد. بنابراين بررسي آلودگي فاضلاب هاي صنعتي جزو برنامه اين كتاب نمي باشد.

الف- درجه آلودگي فاضلاب هاي خانگي در شهرهاي ايران- براي تعيين درجه آلودگي فاضلابهاي شهري لازم است كه شبكه گرد آوري فاضلاب وجود داشته باشد. متأسفانه بيشتر شهرهاي ايران فاقد شبكه گرد آوري مي باشند و برخي از آنها نيز كه شبكه هاي موضعي در برخي از قسمت هاي خود دارند فاقد آمارگيري از آزمايش روي فاضلاب هايشان مي باشند. تنها نتايج نسبتاً دقيقي كه در دست است مربوط به شهرهاي اصفهان و تهران مي باشند. پيش ازاينكه به نتايج آزمايش ها در اين دو شهر بپردازيم، لازم است از ديد مقايسه، نگاهي به درجه آلودگي فاضلاب خانگي ( شهري) در برخي از كشورهاي جهان بيافكنيم. آزمايش هاي انجام گرفته نشان مي دهند كه فاضلاب هاي خانگي در آمريكا ( ايالات متحده)، سوئد و در قسمت هائي از كانادا داراي نزديك به 75 تا 125 گرم BOD5 براي هر نفر در شبانه روز مي باشند، در صورتي كه اين عدد در كشورهاي اروپائي از قبيل آلمان، اتريش، فرانسه و انگلستان نزديك به 60 گرم مي رسد ، مقدار BOD5 در كشورهاي درحال رشد غالباً از 50 گرم براي هر نفر در شبانه روز كمتر است. براي نمونه مقدار آن در زامبيا 36، دركنيا ( شهر نايروبي) 23 گرم براي هر نفر در شبانه روز است. در اسرائيل مقدار آن حدود 50 تا 60 ، در هندوستان 35 تا 50 در زلاندنو 69 و در برزيل 50 تا 60 گرم براي هر نفر در شبانه روز بر آورد شده است،

ميانگين مقدار مواد معلقي كه هر نفر در شبانه روز دفع مي كند در اتريش 55، انگلستان62، برزيل 56، زلاندنو54، هندوستان 67 گرم و در ايلات متحده آمريكه 260 تا 380 گرم مي باشد.

بطور متوسط در فاضلاب هاي شهري نسبت مقدار توليد سرانه مواد معلق (   SS) به مقدار BOD5 پيرامون 1/1تا 2/1 مي باشد.

براي تعيين مشخصات فاضلاب در شهر تهران از سال 1349 به مدت 5/2 سال از شبكه هاي گرد آوري فاضلاب در شهرك هاي موجود در آن نمونه هاي فاضلاب برداشت شده و در آزمايشگاه سازمان آب تهران مورد آزمايش قرار گرفته است برخي از نتايج آزمايش هاي نامبرده در جدول شماره (1-5) نشان داده شده است.

بر اساس آزمايش هاي نامبرده مقدار توليد سرانه BOD5 و مواد معلق (SS) در تهران برابر 40 و 50 گرم تعيين گرديد كه مبناي طرح مقدماتي فاضلاب تهران قرارگرفت. در اصفهان نيز در سالهاي 1350 تا 1353 آزمايش هائي براي تعيين BOD5 فاضلاب شهري انجام گرفت كه براي مقدار BOD5 عدد 40 گرم براي دو نفر در شبانه روز را نشان داده است. در سال 1374 مديريت طرح هاي فاضلاب وزارت نيرو ميانگين آلودگي فاضلاب هاي شهري را در ايران نزديك به 250 ميليگرم BOD5 در ليتر تخمين زده است.[15]

ب- درجه‌ي آلودگي فاضلاب‌هاي سطحي در شهرهاي ايران- همچنانكه پيش از اين اشاره شد، آب‌هاي سطحي ممكن است مانند عددهاي جدول (1-2) آلودگي‌‌هايي بيش از آلودگي فاصلاب‌هاي خانگي نيز داشته باشند.

جمعيت معادل – گاهي ممكن است در شهري واحدهاي صنعتي و يا دامداري وجود داشته باشند كه به عبت وضعيت شبكه‌ي گردآوري فاضلاب در آن شهر، آميختن فاضلاب آنها با فاضلاب خانگي مورد موافقيت و يا حتي درخواست مسئولين شهر باشد. در اين صورت نخست بايد به دو نكته‌ي اساسي زي توجه شود:

نخست – براي وارد نمودن فاضلاب‌هاي صنعتي به شبكه‌ي گردآوري فاضلاب خانگي شرايطي موجودند كه بايد مورد توجه قرار گيرند. اين شرايط بدني جهت وضع شده‌اند كه كيفيت فاضلاب صنعتي از نظر مقدار مواد غذادي و مواد سمي ممكن است موجب نامتناسب شدن محيط زندگي باكتري‌هاي هوازي و بي‌هوازي در فاضلاب گردند. همچنين درجه‌ي خورندگي و اسيدي فاضلاب ممكن است به لوله‌هاي شبكه و تأسيسات تصفيه خانه زيان وارد سازد. در مورد مقدار مواد مناسب و نامناسب براي زندگي باكتري‌ها در بخش تصفيه‌ي زيستي فاضلاب گفتگوي بيشتري خواهد شد.

دوم – براي دخالت دادن مقدار آلودگي‌هاي صنعتي و يا دامداري در طراحي تصفيه خانه‌ي فاضلاب معمولاً از روش جمعيت معادل استفاده مي‌شود. برابر جدول شماره‌ي (2-3) از جلد يكم (گردآوري فاضلاب) و جدول شماره‌ي (1-6) اين كتاب، آلودگي ناشي از يك واحد توليد كارخانه‌اي را برابر آلودگي فاصلاب خانگي تعدادي از مردم نشان داده و در محاسبات دخالت مي‌دهند.

توجه: عددهاي جدول شماره‌ي (1-6) بر مبناي ميانگين توليد سرانه‌اي فاضلاب برابر 150 ليتر و توليد سرانه‌ي آلودگي ( BOD5) برابر 60 گرم هر نفر در شبانه‌روز محاسبه شده‌اند.

 

اصول تصفيه‌ي فاضلاب ( پالايش فاضلاب)

چنانكه در بخش گذشته ملاحظه شد، تفاوت اصلي فاضلاب با آب تميز همانا فراواني مواد خارجي و به ويژه مواد آلي در آن است. از اين رو هدف از تصفيه‌ي فاضلاب عبارتست از :

الف- گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب.

ب- اكسيداسيون مواد ناپايدار الي موجود در فاضلاب و تبديل آنها به موادي پايدار مانند نيترات‌ها، سولفات‌ها و فسفات‌ها و سپس ته‌نشين ساختن و جداسازي آن مواد.

ج- جداسازي مواد سمي[16] محلول و نامحلول از فاضلاب نظير تركيبات فلزهاي سنگين.

د- گندزدائي و كشتن ميكروب‌ها در فاضلاب.

تمام كارهاي نامبرده در طبيعت و در مدت نسبتاً طولاني، نزديك به چندين روز خود به خود انجام مي‌گيرند. هدف از ساختن تأسيسات تصفيه‌خانة ( پالايشگاه ) فاضلاب و تكامل دادن آن از يك سو سرعت بخشيدن به كارهاي نامبرده و كوتاه نمودن مدت زمان پالايش تا نزديك به چند ساعت است و از سوي ديگر جلوگيري از آلوده شدن منبع‌هاي طبيعي آب و محيط زيست مي‌باشد.

تصفية فاضلاب چه وقتي كه به صورت مصنوعي و در تصفيه خانه انجام مي‌گيرد و چه وقتي كه به صورت طبيعي و خودبخودي رخ مي‌دهد به سه گونه ممكن است انجام شود:

اول- تصفية مكانيكي يا تصفية فيزيكي[17]

دوم- تصفية زيستي يا تصفية بيولوژيكي[18]

سوم- تصفية شيميايي[19]

تصفية مكانيكي يا تصفية فيزيكي

تصفية مكانيكي از يك رشته فرآيند‌هائي تشكيل شده است كه در آنها تنها از خواص مكانيكي و فيزيكي براي جداسازي مواد خارجي معلق در فاضلاب استفاده مي‌شود. مهمترين روش‌هاي مكانيكي متداول در تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب عبارتند از:

الف- گذرانيدن فاضلاب از صافي‌ها و گرفتن مواد معلق موجود در آن[20].

ب- ته‌نشين كردن مواد معلق در فاضلاب و جداسازي آنها[21].

ج- شناور نمودن مواد معلق و گرفتن آنها از سطح فاضلاب[22].

بايد توجه داست كه در هر يك از روش‌هاي نامبرده كم و بيش تصفية زيستي نيز به صورت خودبخودي و توام با تصفية مكانيكي انجام مي‌گرد ولي مقدار و اثر آن در برابر تصفية مكانيكي ناچيز است. تصفية شيميايي نيز تنها هنگامي با تصفية مكانيكي توام انجام مي‌گيرد كه از مواد شيميايي براي تند نمودن و تشديد پديده‌هاي مكانيكي استفاده شود.

صاف كردن فاضلاب[23]

هدف از صاف كردن فاضلاب عبارتست از گذرانيدن آن از صافي‌هائي كه بتوانند مواد معلق فاضلاب را در خود نگاه داتشه و مايع آن را از خود عبور دهند.

مهمترين روش‌هايمتداول در تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب براي صاف كردن فاضلاب عبارتند از :

الف- آشغال گيري[24] – آشغال‌گيري نخستين تصفيه ايست كه در تصفيه خانه‌ها در مورد فاضلاب خان انجام مي‌گيرد و در ضمن آن مواد معلق درشت را از فاضلاب جدا مي‌سازند. آشغال‌گيري معمولاً با كمك صفحه‌هاي فلزي كه سوراخ‌هائي به قطر چند ميليمتر تا چند سانتيمتر در آن ساخته شده و يا به كمك تورهاي سيمي و يا به وسيلة ميله‌هائي كه به صورت مايل در امتداد جريان فاضلاب قرار داده مي‌شوند انجام مي‌گيرد.

قرار دادن آشغال‌گير در مسير جريان فاضلاب موجب كاهش سطح مقطع جريان، ايجاد افت فشار و افت انرژي شده كه به صورت اختلاف سطح در دو سوي آشغال‌گير نمودار مي‌شود. وجود آشغال‌گير سبب كاهش مقدار مواد معلق در فاضلاب و در نتيجه كاهش BOD5 موجود در فاضلاب خام مي‌گردد. مقدار كاهش آلودگي فاضلاب تابعي است از بزرگي سوراه‌ها و يا فاصله اي ميله‌هاي آشغال‌گير. هر چه سوراخ‌هاي آشغال‌گير ريزتر باشند مقدار كاهش آلودگي بيشتر شده وافت انرژي نيز افزايش مي‌يابد.

ب- صاف كردن با كمك ماسه[25]– اين روش بيشتر براي تصفية نهائي فاضلاب و زلال‌سازي آن در تصفيه‌خانه‌ها بكار مي‌رود. در اين روش مواد معلق بسيار ريز مانند خاكشيرها و تخم انگل‌ها كه غالباً در برار تجزيه بسيار مقاوم هستند گرفته مي‌شوند. كاربرد صافي‌هاي ماسه‌اي در تصفيه‌ي فاضلاب‌هاي شهري به علت هزينة زياد آن كمتر متداول است و تنها به عنوان تصفية تكميلي و يا مرحلة سوم تصفيه[26] ممكن است بكار برده شود. فاضلاب‌هاي صنعتي نيز گاهي اين روش‌ براي گرفتن رنگ هاي كلوئيدي بكار مي‌رود و در اين صورت استفاده از پودر زغال فعال[27] در اين صافي‌ها بازده رنگ زدائي را مي‌افزايد.

ته‌نشين كردن مواد معلق[28]

روش ته‌نشين كردن مواد معلق در فاضلاب مهمترين روش تصفية مكانيكي است كه در بيشتر تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب مودر استفاده قرار مي‌گيرد. اساس كار روش ته‌نشيني بر اين هدف قرار دارد كه با كاهش سرعت جريان در استخرهائي امكان ته‌نشين شدن مواد معلق در فاضلاب به وجود آيد. حجم يك استخر ته‌نشيني را مي‌توان به چهار منطقه تقسيم نمود.

1- منطقة ورودي كه توسط آن فاضلاب در استخر پخش مي‌گردد.

2- منطقة ته‌نشيني كه در آن ذرات معلق فاضلاب ته‌نشين مي‌شوند.

3- منطقة جمع شدن لجن كه در آن ذرات ته‌نشين شده متراكم گشته وتشكيل لجن را مي‌دهند.

4- منطقة خروجي كه توسط آن فاضلاب ته‌نشين شده از استخر بيرون مي‌رود.

هنگام ته‌نشين شدن ذرات معلق در منطقه ته‌نشيني، در اثر تماس آنها با آب مقاومتي در جهت معكوس بر آنها وارد مي‌آيد كه متناسب با سرعت و شكل ذره مي‌باشد. در حالتي كه ذرات كروي شكل و عدد راينلدز[29] در رابطة (2-1) كوچكتر از يك باشد، سرعت ته‌نشيني VS را مي‌توان طبق رابطه‌اي شمارة (2-3) كه به نام رابطة استوكس[30] معروف است محاسبه نمود.

در رابطه‌هاي (2-1) تا (2-3) مقدار d قطر ذره برحسب سانتيمتر، v لزجت سينماتيكي فاضلاب برحسب سانتيمتر مربع بر ثانيه، y و y1 وزن مخصوص فاضلاب و ذره برحسب گرم نيرو بر سانتيمتر مكعب، جرم مخصوص فاضلاب برحسب گرم جرم بر سانتيمتر مكعب و نمايشگر لزجت ديناميكي برحسب گرم نيرو در ثانيه بر سانتيمتر مربع است.

حال اگر چنين ذره‌اي همراه فاضلاب وارد ساتخري مستطيل به طول L، پهناي B و عمق H گردد، تحت تأثير دو سرعت افقي vh و قائم vs­ قرار مي‌گرد. براي رسيدن اين ذره به كف استخر لازم است كه مدت زمان رسيدن ذرة معلق به كف استخر يعني ts برابر مدت زمان رسيدن آن به انتهاي استخر يعني th باشد و از آن جا خواهيم داشت:

در رابطة (2-4) مقدار Q نمايشگر دبي فاضلاب ورودي به استخر، A سطخ افقي آن بوده و Ba بار سحطي ناميده مي‌شود. رابطة نامبرده نشان مي‌دهد كه در صروت كروي و هموگن بودن ذرات معلق در فاضلاب، سرعت سقوط آنها از رابطة شمارة (2-3) برابر بار سطحي استخر مي‌گردد. يعني برا سطحي هيچگونه بستگي به عمق استخر ندارد. اما به علت اينكه در استخرهاي ته‌نشيني عمل ته‌نشيني به صورت مداوم رخ مي‌دهد، مدت جريان فاضلاب در استخر كه به نام مدت زمان توقف فاضلاب[31] معروف است نيز بايد در طراحي دخالت داده شده و به قدري باشد كه ذرات همگي به كف استخر برسند. بنابراين از يك سو خواهيم داشتك

از سوي ديگر اگر حجم استخر V = A x H باشد خواهيم داشت:

اما در عمل به جز در مورد استخرهاي ماسه‌گير كه تا حدودي شرايبط رابطة (2-3) در آنها قرار است، در بقية موارد به دلايل زير نمي‌توان براي محاسب سرعت متوسط و ته‌نشيني ذرات معلق از رابطة نامبرده استفاده نمود:

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک دانلود متن کامل

  • 1

دیدگاهتان را بنویسید