الف- ذرات معلق كروي نيستند و از نظر جنس هموگن نمي‌باشند.

ب- ذرات معلق هر يك مستقلاً ته‌نشين نمي‌شوند، بلكه هنگام ته‌نشيني و به ويژه در اثر بهم چسبيدن ولخته شدن اثر متقابلي بر هم مي‌گذارند كه در سرعت ته‌نشيني آنها اثر چشم‌گيري دارد.

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

ج- هر چه ذرات معلق به كف استخر نزديكتر مي‌شوند، غلظت فاضلاب افزايش يافته و مقاومت در مقابل حركت آنها افزوده مي‌شود.

د- سرعت افقي vh ذرات در تمام سطح مقطع استخر يكسان نمي‌باشد. به عبارت ديگر در منطقة ته‌نشين از استخر، فاضلاب را مي‌توان بسته به شكل ته‌نشيني آن به لايه‌هاي زير تقسيم نمود:

يكم – لاية تصفيه شدة روئين كه تقريباً ذرات معلق قابل ته‌نشيني‌از آن بيرون آمده و از اين رو فاضلاب زلال‌تر گرديده است.

دوم- لايه‌اي كه ذرات معلق فاضلاب در آن به صورت مستقل از هم در حال ته‌نشيني هستند و عمل لخته شدن هنوز ميان آنها رخ نداده است[1]. در صورتي كه عدد راينلدز از رابطة (2-1) كوچكتر از يك باشد مي‌توان به طور تقريبي از رابطة (2-3) براي تعيين vs و Ba استفاده نمود. در صورتي كه عدد راينلدز از يك بيشتر گردد بايد با كمك ضريب تصحيحي اثر افزايش مقاومت در برابر حركت ذره را در رابطه وارد نمود.

سوم- لايه‌اي كه در آن از يك سو غلظت فاضلاب زياد شده، ذرات معلق مستقلاً

سقوط نكرده بلكه با يكديگر تشكيل لخته‌هائي را مي‌دهند و در سرعت سقوط يكديگر تأثير گذاشته و آنرا كند مي‌كنند و از سوي ديگر به علت بزرگتر و سنگين تر شدن ذرات سرعتشان افزوده مي‌شود[2] محاسبة سرعت سقوط ذرات عملاً امكان پذير نيست و تنها به صورت آزمايشي مي‌توان آنرا اندازه‌گيري نمود.

چهارم – لايه‌اي كه در آن لخته‌ها به يكديگر نزديك شده و در اثر تراكم و افزايش غلظت مانع از سقوط آزاد يكديگر شده و به شدت از سرعت ته‌نشيني آنها كاسته مي‌شود[3].

پنجم – لايه‌اي كه در آن لجن فشرده مي‌شود[4]. در اين قسمت غلظت لجن به اندازه‌اي رسيده است كه هر نوع ته‌نشيني مي‌بايد به صورت متراكم شدن آن انجام گيرد.

با توجه به آنچه كه گفته شد نتيجه‌گيري مي‌شود كه براي يك مدت زمان ته‌نشيني مشخص، غلظت فاضلاب ورودي به استخر ته‌نشيني نسبت به مواد معلق در مقدار درصد مواد ته‌نشين شده بسيار مؤثر مي‌باشد. منحني‌هاي شكل شماره (2-3) ارتباط نامبرده را به صورت آزمايشي نشان داده است، همچنين به صورت آزمايشي اثر مدت زمان توقف فاضلاب در استخرهاي ته‌نشيني در كاهش مقدار مواد معلق قابل ته‌نشيني، مقدار كل مواد معلق، كاهش درجة آلودگي فاضلاب برحسب BOD5 و شسرانجام مقدار COD برحسب پرمنگنات پتاسيم مصرفي اندازه‌گيري شده و در شكل شمارة (2-4) وابستگي‌هاي نامبرده نشان داده شده‌اند، بررسي هيدئروليكي نوع جريان در استخرهاي ته‌نشيني – بررسي ميزان درهمي[5] (توروبولانت) و سيلابي بودن جريان فاضلاب در استخرهاي ته‌نشيني با محاسبة عدد رايلندز[6] و عدد فرود[7] انجام مي‌گيرد.

عدد راينلدز طبق رابطة شمارة (2-7) نشان دهندة درجة درهمي در استخر مي‌باشد. اگر استخر ته‌نشيني را به صورت مجرائي براي گذر فاضلاب در نظر بگيريم و با توجه به اينكه سطح مقطع استخر عامل اصلي در عمل ته‌نشيني است، خواهيم داشت:

در رابطة (2-7) مقدار vh سرعت جريان افقي در اسخر برحسب متر در ثانيه، v برابر لزجت سينماتيكي[8] فاضلاب كه در 10 درجه گرما برابر متر در ثانيه به توان دو، R برابر شعاع هيدروليكي سطح مقطع استخر برحسب متر است كه از رابطة شمارة (2-8) بدست مي‌آيد.

كاهش عدد راينلدز موجب كم شدن درجة درهم و نزديكتر شدن حالت جريان به حالت جريان آرام[9] گرديده، بنابراين ته‌نشيني مواد بيشتر مناسب است. عدد فرود از رابطه اي شمارة (2-9) بدست مي‌آيد و نشان دهندة حالت تعادل جريان است.

هر چه عدد فرود بزرگتر باشد، تغييرات كوچك در سطح فاضلاب زودتر برطرف گرديده و فاضلاب به حالت تعادل برمي‌گردد. يعني بزرگ شدن عدد فرود براي ته‌نشيني مواد بهتر و مناسب‌تر است[1].

با توجه به نكات نامبرده تنها راهي كه به توان همزمان عدد Re را كوچك وعدد فرود Fr را بزرگ نمود، كاهش دادن شعاع هيدورليكي سطح مقطع استخر مي‌باشد. از اين رو در طرح استخرها و انتخاب ابعاد آنها بايد توجه شود كه از نظر بهتر انجام گرفتن عمل ته‌نشيني مواد، شعاع هيدروليكي كوچكتر بر شعاعي بزرگتر برتري دارد.

يكان‌هائي كه در تصفيه‌خانه‌ها ويژة عمل ته‌نشيني مي‌باشند عبارتند از حوض‌هاي دانه‌گير، استخرهاي ته‌نشيني نخستين و استخرهاي ته‌نشيني نهائي.

در حوض‌هاي دانه‌گير مواد معدين و سختي از فاضلاب جدا مي‌شوند كه وجود آنها موجب مشكلات در كار تصفيه‌خانه مانند سائيدگي پمپ‌ها، سخت شدن لجن و فزوني مقدار لجن غير قابل تجزيه مي‌گردد. در استخرهاي ته‌نشيني نخستين، مواد معلقي از فاضلاب جدا مي‌شوند كه فساد پذير بوده و بايد حتماً لجن بدست آمده مورد تصفيه واقع گردد و سرانجام در استخرهاي ته‌نشيني نهائي لجن‌هائي از فاضلاب جدا مي‌شوند كه بسته به نوع و درجة تصفيه‌اي كه براي فاضلاب انجام گرفته ممكن است كاملاً تثبيت شده و يا قسمتي تثبيت شده و قمستي فساد پذير باشد.

 

شناورسازي مواد معلق[10]

در فاضلاب‌هاي شهري هميشه مقداري از مواد معلق، سبك بوده و داراي وزن مخصوصي كوچكتر از وزن مخصوص فاضلاب مي‌باشند. براي جداسازي چنين موادي بايد از روش شناورسازي و بالا آوردن آنها تا سطح فاضلاب در استخر استفاده نمود. چون در شناورسازي مواد نيز مانند ته‌نشين كردن آنها از نيروي ثقل كمك گرفته مي‌شود، بنابراين قوانين آن‌هم چون استفاده از رابطة استوكس كاملاً مانند روش ته‌نشني كردن مواد معلق مي‌باشد. مواد سبكي كه ممكن است در فاضلاب‌هاي شهري يافت شوند عبارتند از چربي‌هاي حيواني، روغن‌هاي نباتي و تركيبات گوناگون نفتي. مقدار مواد نامبرده در فاضلاب‌هاي شهري كم و پيرامون يك ليتر در شبانه روز براي هر هزار نفر مي‌باشد.

بنابراين در تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب شهري نيازي به استخرهاي ويژة چربي‌گيري نبوده و براي جداسازي مواد معلق سبك از استخرهاي ته‌نشيني استفاده مي‌شود. در صورتي‌ كه بخواهيم استخرهاي ته‌نشيني را از نظر برآورده كردن نياز به شناور سازي مواد كنترل نمائيم كافيست در رابطة شمارة (3-2) قطر ذرات را برابر 015/0 سانتيمتر فرض نموده و سرعت بالا رفتن مواد را محاسبه نمائيم، چون سرعت بالا رفتن مواد چربي معمولاً بيشتر از سرعت ته نشيني مواد معلق در فاضلاب‌هاي شهري است، كنترل نامبرده الزامي نبوده و تنها كافيست در استخرهاي ته‌نشيني تصفيه‌خانه‌ها مانند شكل (4-23) دستگاه‌هاي كفابگير پيش‌بيني شود.

از روش‌ شناورسازي موادمعلق گاهي در يكان‌هاي تغليظ لجن هم استفاده مي‌شود كه با كمك دميدن هوا در لجن آبكي و شناور نمودن مواد سبك لجني به روي سطح آب، لجن باقي مانده را تغليظ مي‌كنند[11]

در فاضلاب‌هاي صنعتي، فاضلاب كشتارگاه‌ها و با فاضلاب رستوران‌هاي بزرگ و نظاير آنها غالباً پيش‌بيني چربي‌گيرهاي ويژه لازم است. دميدن هوا در فاضلاب و خنك كردن آن از عواملي هستند كه جداسازي مواد چربي را تندتر مي‌كنند. با توجه به آنچه گفته شد براي محاسبه و طراحي استخرهاي شناورسازي مانند استخرهاي ته‌نشيني از پارامترهاي بار سطحي و مدت زمان توقف استفاده مي‌شود.

تصفية زيستي يا تصفية بيولوژيكي[12]

در طبيعت ميان نمك‌هاي معدني نظير نيترات‌ها، فسفات‌ها، سولفات‌ها، … و تركيبات آلي مانند پروتين[13]، انواع اسيدهاي آلي، الكل و جز آن سيكل بسته‌اي به صورت زير وجود دارد:

مواد معدني برابر شكل شمارة (2-5) با گرفتن گرماي ناشي از تابش خورشيد توسط موجودات گياهي جذاب و تبديل به مواد آلي مي‌گردند. در اين كنش و واكنش معمولاً گياهان اكسيژن آزاد مي‌سازند. اين پديده به نام فتوسنتز[14] ناميده مي‌شود. در مقابل حيوانات و از جمله باكتري‌ها با جذب اكسيژن مواد آلي ناپايدار را تبديل به مواد پايدار معدني نموده و دوباره به طبيعت باز مي‌گردانند. در ضمن اين اكسيداسيون گرما نيز توليد مي‌گردد. در اينجا لازم به تذكر است كه قسمتي از مواد آلي جذب شده از سوي حيوانات ( باكتري‌ها) و همچنين قسمتي از مواد معدني جذب شده توسط گياهان صرف خودسازي و توليد مثل آنها مي‌گردد.

به عنوان نمونه مي‌توان بطور تقريبي كنش و واكنش لازم براي توليد گلوكز[15] را نشان مي‌دهد نام برد.

در يك تصفيه‌خانة فاضلاب هرگاه تصفية مكانيكي براي كاهش آلودگي فاضلاب كافي نباشد، از كار موجودات زنده‌اي به نام باكتري‌هاي هوازي[16] و يا بي‌هوازي براي ادامة تصفية فاضلاب ياري مي‌گردند. كار يكان‌هاي تصفيه زيستي در تصفيه خانه همانا تشديد عملي است كه به طور خودبخودي در طبيعت رخ مي‌دهد. يعني با ايجاد محيطي مناسب براي رشد و افزايش تعداد باكتري‌هاي نامبرده، مدت زمان تصفية طبيعي را كه ممكن است به چندين روز برسد به چند ساعت كاهش مي‌دهند.

دو گروه باكتري‌هاي هوازي و بي‌هوازي[17] جزو گروه باكتري‌هاي ساپروفيت[18] هستند كه مواد غذائي خود را برخلاف باكتري‌هاي انگلي[19]از اجساد و پس ماندة موجدات زنده

تأمين مي‌كنند و به همين دليل اين دسته از باكتري‌ها كارگران تصفيه‌خانة فاضلاب

ناميده مي‌شوند.

سلول باكتري‌هاي مورد گفتگو به بزرگي نزديك به يك تا پنج ميكرون بوده و مانند شكل از يك هسته و پلاسما كه بوسيله‌ي پوستة سلولزي احاطه شده تشكيل مي‌شود. روي پوستة مامكبرده را پوسته‌اي لزج مي‌پوشاند. نزديك به 8/0 بدن باكتري از آب و بقية آن از مواد آلي و معدني تشكيل شده است.

گروهي از باكتري‌هاي هوازي موجود در فاضلاب به نام باكتري‌هاي نيترات ساز[20] ناميده مي‌شوند كه در شرايط مناسب محيط زيست به تركيبات ازت دار مانند آمونياك موجود رد فاضلاب اثر كرده آنها را به ترتيب تبديل به نيتريت و نيترات مي‌نمايند. همچنين گروه ديگري از باكتري‌ها به نام باكتري‌هاي نيترات‌زدا در فاضلاب هستند كه در محيطي بدون اكسيژن به نيترات‌ها اثر كرده آنها را نخست به نيتريت‌ها و سپس به گاز ازت تبديل و از فاضلاب بيرون مي‌برند.

همانند ساير ميكروارگانيسم‌ها، درجة كرما و درجة اسيدي (pH) فاضلاب و نز مقدار اكسيژمي كه به سورت مولكولي و محلولي و يا به صورت اتمي در تركيبات گوناگون موجود در فاضلاب يافت مي‌شوند، در مرگ و زندگي و شدت فعاليت‌ اين باكتري‌ها نقش اساسي را يافا مي‌كنند. با افزايش درجة گرما، فعاليت‌باكتري‌ها فزوني يافته و به ازاي هر ده درجة سانتگراد اين فعاليت تقريباً دو برابر مي‌گردد.

باكتري‌ها محيط اسيدي پائين‌تر از pH = 4 و محيط قليائي بالاتر از pH = 9,5 را نمي‌توانند تحمل كنند. مناسبترين درجة اسيدي براي زندگي و رشد باكتري‌ها بين 5/6 تا 5/7 درجه است. در هر صورت تغيير ناگهاني درجة اسيدي فاضلاب در كاهش فعاليت و حتي مردن باكتري‌ها اثري چشم‌گير دارد.

با توجه به آنچه گفته شد براي بررسي بيشتر در تصفية زيستي بايد نخست آنرا به انواع زير تقسيم نمود:

– تصفية زيستي با كمك باكتري‌هاي هوازي.

– تصفية زيستي با كمك باكتري‌هاي بي‌هوازي.

– تصفية زيستي با كمك باكتري‌هاي هوازي نيترات‌ساز و باكتري‌هاي بي‌هوازي نيترات‌زدا.

– تصفية زيستي با كمك باكتري‌هاي فسفات زدا.

تصفيه زيستي با كمك باكتري‌هاي هوازي

اساس كار در اين روش تصفيه، رسانيدن اكسيژن به فاضلاب است. با اكسيژن محلول در فاضلاب توليد مثل باكتري‌هاي هوازي شدت يافته و اين باكتري‌ها بر اطراف ذرات و قطعات كوچك تشكيل شده از مواد آلي موجود در فاضلاب نشسته و توليد لخته‌هائي را مي‌نمايند. اين لخته‌ها كه هزارن باكتري هوازي را با خود حمل مي‌كنند در روش‌هاي گوناگون تصفية زيستي نقش مهمي را ايفا مي‌كنند. لخته‌هاي نامبرده يا به صورت معلق و شناور در فاضلاب مي‌مانند ( مانند استخرهاي هوارساني)، يا بر قلوه سنگ‌ها مي‌نشينند ( مانند صافي‌هاي چكنده). در صورت هوارساني كامل و رسيدن اكسيژن كافي به فاضلاب، توليد مثل و افزايش شمار اين باكتري‌ها تا حدي فزوني مي‌يابد كه مواد آلي موجود در فاضلاب كفاف تغذية آنها را نداده، مرگ و مير در آنها بروز كرده و شمار آنها بسته به مقدار مواد لي در فاضلاب تقريباً ثابت مانده و يك نوع حالت تعادلي بوجود مي‌آيد. براي اينكه همة مواد آلي موجود در فاضلاب به مصرف تغذية باكتري‌ها رسيده و شمار آنها به بيشترين اندازه ممكن برسد لازم است كه كمبود اكسيژن محلول در فاضلاب مرتباً برطرف شده و بازيابي اكسيژن توسط فاضلاب در مدتي كوتاه امكان پذير باشد. براي رسيدن به اين هدف بايد سطح تماس فاضلاب با هوا افزايش يابد. اين كار ممكن است با كمك دميدن هوا در فاضلاب و يا ايجاد تلاطم در سطح آن رخ دهد. اين گونه هوادهي در استخرهاي هوارساني انجام مي‌گيرد. يا اينكه با چكانيدن فاضلاب روي قلوه سنگهاي طبيعي و يا مصنوعي آنرا در مجاورت هوا قرار داد. اين روش در صافي چكنده مورد استفاده قرار مي‌گيرد. همچنين مي‌توان فاضلاب را به صورت لايه‌هاي نازكي روي بسترهاي ماسه اي (مانند صافي‌هاي ماسه) و يا زمين‌هاي غير كشاورزي و يا كشاورزي پخش‌ نمود.

ضريب جذب اكسيژن [21]– يك متر مكعب هوا در صفر درجة گرما و فشار 760 ميليمتر جيوه ( يك اتمسفر ) وزني برابر 1294 گرم دارد. اين حجم هوا داراي 4/209 ليتر اكسيژن مولكولي به وزن 300 گرم مي‌باشد. در شرايط متعارفي معمولاً وزن يك متر مكعب هوا را نزديك به 1250 گرم و وزن اكسيژن آنرا پيرامون 280 گرم فرض مي‌كنند.

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