پکیج تصفیه فاضلاب همانطور که از نامش پیداست یک واحد کامل تصفیه فاضلاب می باشد که از آن برای تصفیه فاضلاب و پساب اماکنی چون کارخانجات، دامداری ، کشتارگاه ، هتل ، دانشگاه، بیمارستان، شهرک ها، فرودگاه، ندامتگاه و در کل هر جایی که توسط انسان و یا فرایند تولید فاضلابی تولید می شود، مورد استفاده قرار می گیرد چرا که تمامی مراحل هوادهی، ته نشینی، گندزدایی، فیلتراسیون و … با توجه به آنالیر آب ورودی به آن در این واحد انجام میشود تا از آسیب رساندن به محیط زیست و آبهای زیر زمینی جلوگیری کنند و از پساب تصفیه شده برای مصارفی همچون کشاورزی ، صنعت ، آبیاری فضای سبز، تغذیه سفره آبهای زیرزمینی و همچنین در مواردی تخلیه به آبهای سطحی همچون رودخانه ها، دریاچه ها، دریاها و اقیانوس ها بهره برد.
پکیج تصفیه فاضلاب در انواع مدلهای بهداشتی، انسانی یا خانگی، صنعتی و به سه شکل فلزی، پلی اتیلنی و کامپوزیتی بصورت دفنی و اکسپوز و در ظرفیتهای مختلف قابل تولید می باشد.
پکیج تصفیه فاضلاب چگونه کار میکند؟
پکیج های تصفیه بر اساس فرآیند لجن فعال کار میکنند و بهترین نتیجه را برای تصفیه فاضلاب برای مصارف کشاوری و یا تخلیه به چاه فراهم میکنند. پکیج های تصفیه فاضلاب را میتوان در روی زمین و یا زیر زمین نصب و بهره برداری کرد . از مزایای پکیج تصفیه فاضلاب این است که می توان طیف گسترده ای از فرآیند های تصفیه فاضلاب را در آن پیش بینی و اجرا کرد. پکیج های تصفیه فاضلاب در شکل ها و فرآیند های مختلف و به سفارش کارفرما ، ساخته میشوند. وقتی فاضلاب وارد پکیج تصفیه هوازی میشود پس از حذف مواد جامد بوسیله آشغالگیرها وارد مخزن هوادهی شده و پس از دریافت اکسیژن که معمولا بوسیله بلوئر تامین میشود ، باکتریهای هوازی شروع به تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب میکنند و پس از تصفیه فاضلاب در مخزن هوادهی جهت جداسازی لجن فعال همراه فاضلاب و برگشت لجن ته نشین شده به ابتدای مخزن هوادهی و یا هاضم لجن از این مخزن استفاده میشود . سپس پساب خروجی عاری از هر گونه مواد معلق جهت گند زدایی وارد مخزن تماس کلر میشود .
مشخصات پکیج تصفیه فاضلاب
– پکیج های تولیدی قابلیت تصفیه فاضلاب از 1 تا 2000 متر مکعب در شبانه روز را دارا می‌باشند.
– جنس بدنه پکیج تصفیه فاضلاب می‌تواند پلی اتیلن (PE)، فلزی با پوشش اپوکسی (ST37)، فایبرگلاس (GPR) و یا استیل ضد زنگ (SS) باتوجه به شرایط پروژه و درخواست کارفرما قابل تولید و ساخت میباشد.
– بهره گیری از بروزترین متدهای فرآیندهای تصفیه فاضلاب از جمله: EAAS ،IFAS ،MBBR ،MBR ،MLE ،A2O و… مناسب جهت حصول استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست
– راندمان بالا درصدی حذف آلاینده‌ها (BOD ،COD ،TSS)، فلزات سنگین، کلیفرم‌ها، پاتوژنها و عوامل بیماری زا
– ساخت پکیج در کارخانه و نصب در محل
– پرتابل بودن و قابلیت جا به جایی پکیج تصفیه فاضلاب در آینده
– قابلیت افزایش 25 الی 50 درصدی ظرفیت تصفیه با تغییر در فرآیند
– عدم نیاز به اپراتور ماهر و بهره برداری آسان
– مصرف انرژی بسیار کم
– عدم تولید بوی نامطبوع و امکان نصب در هر محیط و شرایطی
– ظاهری زیبا و مناسب جهت نصب در محیطهای مسکونی و تجاری
– قابلیت استفاده جهت تصفیه فاضلاب مجتمعهای مسکونی، هتلها، مجتمعهای اقامتی و تفریحی، رستورانها، بیمارستانها، مجتمعهای بین راهی و…
– قیمت بسیار مناسب و بازگشت هزینه اولیه بعد از مدت کوتاه
– کیفیت پساب خروجی مناسب جهت مصارف شست و شو و آبیاری کشاورزی، تخلیه به رودخانه‌ها و آبهای سطحی، مصرف فلاش تانک و سیستم اطفا حریق، دریاچه‌ها مصنوعی، تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی، بویلرها و برجهای خنک کننده، مصارف آب صنعتی، چمنهای ورزشی و زمینهای گلف و..
انواع پکیج تصفیه فاضلاب بر اساس فرایند تصفیه
فرایند EAAS ، فرایند UASB ، فرآیند RBC ، فرآیند MBR ، فرآیند SBR از جمله فرآیندهای تصفیه فاضلاب می باشند که در هر پروژه و با توجه به شرایط هر پروژه یکی از فرآیندهای ذکر شده جهت تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد که ما در اینجا شمارا با روند این فرایند ها آشنا میکنیم.
پکیج تصفیه فاضلاب لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS)
روش هوادهی گسترده (Extended Aeration) رایج ترین روش تصفیه به کمک لجن فعال در دنیا میباشد که بطور گسترده‌ای جهت تصفیه فاضلاب و پساب‌های جوامع کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش فاضلاب به مدت 18 تا 30 ساعت توسط بلوئرها هوادهی میشود که باعث کاهش میزان آلودگی آلی آن میشوند. فرآیند هوادهی گسترده با تکیه بر میکروارگانیسم ها می تواند در کاهش میزان آلی فاضلاب تاثیر بسزایی داشته باشد.
پس از آن فاضلاب به حوض ته نشینی ثانویه وارد میشود که در این مرحله اجازه می‌دهیم تا مواد معدنی تشکیل شده (لجن تثبیت شده) تحت نیروی ثقل ته‌نشین شود و پساب پالایش شده از طریق سر ریز های به حوضچه کلر زنی هدایت می‌گردد تا عملیات گندزدایی صورت پذیرد. لجن ته‌نشین شده از طریق لوله‌هایی به اول خط هوادهی و همچنین قسمت انبار لجن هدایت می‌گردد که این عمل توسط اپراتوری با تنظیم شیرآلات محقق می‌گردد.
چون توده‌های باکتری (که حکم کارگران ما را در امر تصفیه ایفا می کنند) زمان نسبتاً زیادی در تماس با اکسیژن قرار می‌گیرد در نتیجه با بیومس تولیدی که همان لجن دفعی نام دارد بسیار اندک و هضم شده تولید می شود. لذا در این روش تاسیسات هضم لجن به صورت کامل حذف می شود. لازم به ذکر است راندمان تصفیه این روش بین 85 تا 95 درصد میباشد.
پکیج تصفیه فاضلاب به روش پتوی لجن رو به بالای بی هوازی (UASB)
سیستم تصفیه فاضلاب بی هوازی UASB در اواخر دهه ۷۰ میلادی در هلند شکل گرفت و تحولی در تصفیه فاضلاب به روش بی‌هوازی به حساب می‌آید. از مهم‌ترین مزیت‌های این سیستم میتوان به استحصال گاز متان از راکتور و همچنین توانایی تصفیه فاضلاب با میزان آلودگی بالا را اشاره کرد. راندمان این سیستم بین 65 تا 75 درصد میباشد.
از این سیستم معمولا در فرآیند تصفیه فاضلاب صنعتی با میزان بار آلی بسیار بالا استفاده می شود که معمولا فاضلاب هایی با بار آلی بالای 2000 میلی گرم در لیتر(mg/l) از فرآیند UASB جهت شکستن بار آلی و تجزیه مواد سخت تجزیه پذیر استفاده می شود.
در این روش فاضلاب خام از داخل متعادل ساز به داخل پکیج تصفیه پمپ می‌گردد. سیال وارد شده از طریق کلکتور های که در کف تعبیه شده، پخش میشود و سیال به صورت عمودی و روبه بالا حرکت میکند تا زمانی که نیروی ثقل بر انرژی سیال غلبه کند (معمولا در ارتفاع 3 تا 5 متری) و در این مکان به علت تجمع باکتریهای بی‌هوازی تشکیل گرانول و سپس تشکیل پتوی لجن را شاهد خواهیم بود.
پتوی لجن ذکر شده توانایی تبدیل مواد آلی ناپایدار فاضلاب را به ذرات معدنی پایدار دارا میباشد و به علت اینکه شرایط بی‌هوازی حاکم است کربن موجود به گاز متان تبدیل میشود. این گاز توسط گازگیرهای تعبیه شده در ارتفاع (معمولاً 4 تا 6 متری) مشخص جمع‌آوری و برای مصرف توسط لوله منتقل میشود. پساب عبوری از پتو، پالایش‌شده و در مرحله آخر توسط سر ریزهای در بالای راکتور به قسمت بعد هدایت میشود.
پکیج تصفیه فاضلاب به روش راکتور دیسک‌های بیولوژیک چرخان (RBC)
روش Rotating biological contactor در دهه 60 میلادی در آلمان ساخته شد و در مدت کمی در بسیاری از تصفیه خانه‌ها به کار گرفته شد. RBC متشکل شده از چندین صفحه (دیسک‌های) موازی هم که به وسیله شفتی به موتور متصل میشوند. اساس کار این روش “فرآیند رشد چسبیده” است که ممکن است به صورت هوازی یا بی‌هوازی مورد بهره برداری قرار بگیرد. طراحی RBC ها بر اساس فاکتور بار آلی انجام میشود و در مورد هزینه اولیه به طور دقیقی نمی‌توان اظهار نظر کرد اما هزینه بهره برداری از آن نسبت به دیگر سیستم‌های متعارف بالاتر است.
در این روش فاضلاب خام ابتدا وارد حوض ته نشینی اولیه میشود و سپس به داخل راکتور پمپ می‌گردد، در اینجا با توجه به نوع سیستم (اعم از هوازی یا بی‌هوازی) زمان ماندی به فاضلاب می‌دهیم تا عملیات رشد چسبیده انجام شود و فاضلاب توسط باکتریهای موجود تصفیه گردند. پس از عملیات پالایش فاضلاب به حوض ته نشینی ثانویه هدایت میشود و هدف از این واحد جدا کردن لجن مازاد از پساب تصفیه شده میباشد، این لجن توسط پمپ‌هایی به واحدهای هضم لجن هدایت میشوند.
تصفیه فاضلاب به روش راکتور غشا بیولوژیک (MBR)
این روش ترکیبی از عملیات فیلتراسیون و رشد چسبیده میباشد، تاریخچه ظهور این روش به دهه 60 میلادی و همزمان با به کارگیری میکرو فیلتراسیون و اولترا فیلتراسیون‌ها در مقیاس صنعتی برمی‌گردد. این فرآیند در واقع نوعی از فرآیند لجن فعال است که تجزیه بیولوژیکی در حالت رشد معلق انجام می‌گیرد که در آن از سیستم ممبراین استفاده شده است.در واقع اساس کار این روش بر پایه لجن فعال است ولی علاوه بر رشد معلق از رشد چسبیده و همچنین عملیات فیلتراسیون بهره می‌برد که باعث حذف واحدهای ته نشینی ثانویه و واحد گندزدایی میشود. راندمان حذف بار آلودگی در این روش بین 90 تا 98 درصد میباشد.
در این روش پس از ورود فاضلاب به راکتور، توسط دیفیوزر های تعبیه شده در کف هوادهی میشود و عملیات تصفیه فاضلاب توسط باکتری‌ها انجام می‌گیرد. با توجه به وجود ممبرین ها عملیات ته نشینی از حالت ثقلی به حالت ممبرینی تبدیل میشود و هم زمان عملیات فیلتراسیون و گندزدایی نیز انجام می‌پذیرد. پساب توسط پمپ وکیوم از داخل ممبرین ها مکیده میشود و توده‌ی بیولوژیکی در راکتور باقی می‌ماند که همین کار باعث افزایش مقدار MLSS در حوض هوادهی میشود و نتیجه آنکه عملیات حذف مواد آلی با راندمان بالاتری انجام میشود.
تصفیه فاضلاب به روش (SBR)
فرآیند تصفیه Sequencing Batch Reactor را در مخازن یا راکتورهای متوالی انجام می‌دهد. به صورت معمول این روش از 5 مخزن تشکیل یافته است ولی با توجه به شرایط میتوان از 2 مخزن که یکی ورودی فاضلاب و دیگری جهت خروج است تا نوع تکمیل یافته‌اش که دارای 6 مخزن میباشد.
در سیستم متعارف SBR مخزن اول جهت جمع‌آوری فاضلاب خام میباشد، در مخزن دوم عملیات هوادهی به صورت سطحی و یا عمق عمقی انجام می پذیرد تا مواد آلی ناپایدار به مواد معدنی پایدار تبدیل شوند، در مخزن بعدی به مواد معدنی (لجن) فرصت می‌دهیم تا ته نشین گردد و سپس مقداری از پساب را که پالایش شده است به واحد گندزدایی و مقداری از لجن ته‌نشین شده را به واحدهای تغلیظ لجن منتقل میکنند .به این ترتیب عملاً سیستم یک دور کامل را طی کرده است و آماده ورود فاضلاب خام است تا مراحل را دوباره آغاز نماید، نکته مهم و تفاوت اصلی این سیکل با اولین سیکل در میزان توده بیولوژیکی فعال موجود در مخازن است که همان لجن برگشتی در سیستم لجن فعال به حساب می‌آید که باعث میشود عملیات تصفیه با راندمان بالاتر و یا تعداد باکتریهای بیشتر (کارگران بیشتر) انجام پذیرد.
نکته : با توجه به معرفی فرایندهای مختلف برای تصفیه فاضلاب شایان ذکر است که روش‌های هوازی با میزان لجن تولیدی بیشتر و نیاز به واحدهایی جهت تثبیت لجن دارای هزینه‌های اولیه و بهره‌برداری بالاتری نسبت به سیستم‌های بی‌هوازی می‌باشند ولی دارای راندمان تصفیه بالاتری (85 تا 95 درصد) هستند که به همین دلیل جهت رسیدن به استاندارد خروجی ملزوم به استفاده از این سیستم‌ها هستیم.
اما سیستم‌های بی‌هوازی از نظر هزینه‌های مطرح‌شده مقرون به صرفه تر می‌باشند و حتی در مواردی امکان استحصال گاز متان از رآکتورها وجود دارد و همین دلیلی است تا تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی بدون استفاده از سیستم‌های بی‌هوازی بسیار دشوار میباشد
عوامل موثر درتعیین نوع فرآیند عبارتند از:
1. میزان فضای موجود
2. میزان سرمایه مورد نیاز پروژه
3. نوع فاضلاب ورودی
4. کیفیت مورد انتظار برای خروجی
برای انتخاب صحیح مصالح مورد استفاده در ساخت پکیج تصفیه فاضلاب، نکات زیر را باید همواره مورد توجه قرار داد:
1. هزیه ساخت
2. سرعت ساخت و اجرا
3. قابلیت افزایش ظرفیت تصفیه خانه
4. مقاومت در برابر شرایط محیطی
5. امکان جابجایی واحدها و سیستم تصفیه
6. امکان انجام اصلاحات مورد نیاز با حداقل هزینه
7. عمر مفید سازه‌ها و تأسیسات
پکیج‌های تصفیه فاضلاب برحسب متریال به چهار دسته تقسیم میشوند:
1. بتنی
2. فلزی با پوشش اپوکسی
3. کامپوزیتی و فایبرگلاس
4. پلی‌اتیلنی
تفاوت متریال بدنه پکیج های تصفیه فاضلاب
1. بتن مسلح جزء قدیمی‌ترین مصالح مورد استفاده در ساخت تصفیه خانه ها میباشد. در مقیاس تصفیه خانه های بزرگ هزینه پکیج تصفیه فاضلاب بتنی نسبت به دیگر مصالح کمتر است به همین دلیل از این مصالح در ساخت تصفیه خانه های بزرگ و یا شهرک های صنعتی بزرگ استفاده میشود. به دلیل ماهیت قلیایی که بتن دارد همواره مشکلاتی از قبیل خوردگی آرماتورها و پوسته شدن جداره بتن در خصوص تماس فاضلاب های اسیدی با آن به وجود می آید. همچنین از آنجا که استفاده از پوشش های حفاظتی بتن مقرون به صرفه نیست در بسیاری از موارد از سازه های بتنی بدون پوشش حفاظتی استفاده میشود. سرعت ساخت این سیستم ها خیلی پایین بوده و در صورت برخورد مراحل ساخت به فصل های سرد سال مشکلات زیادی در ساخت تصفیه خانه به وجود خواهد آمد .علاوه بر آن امکان جابجایی هرچند کوچک این سیستم‌ها حتی با صرف هزینه های بالا وجود ندارد. این سیستم ها را میتوان هم به‌صورت نیمه مدفون و هم مدفون اجرا کرد.
2. یکی از پرکاربردترین مصالح مورد استفاده در ساخت پکیج‌های تصفیه، فولاد است. فولاد به سبب مقاومت بسیار بالا و انعطاف‌پذیری در ساخت هر شکل سازه، مقبولیت زیادی به خصوص در ساخت پکیج های تصفیه واحدهای صنعتی و اجتماعات کوچک دارد. بیشترین نگرانی که در استفاده از این ماده وجود دارد بحث خوردگی است که با استفاده از پوشش های محافظتی استاندارد کاملاً رفع شده است. در شرایط عادی امکان مدفون ساختن این سیستم‌ها وجود ندارد. به علاوه این سیستم ها در مقایسه با سیستم های پلی اتیلنی و فایبرگلاس هزینه ساخت بیشتری دارد.
3. مواد کامپوزیتی و فایبرگلاس می‌توانند مقاومت و استحکام بیشتری را نسبت به دیگر مواد سازه‌ای ارائه دهند. سبکی نسبی کامپوزیت‌ها، امکان استفاده از مقاطع بزرگ‌تر را که در مقابل خمش و پیچش عملکرد مناسبی دارند، فراهم می‌سازد. این مواد علاوه بر آنکه سهولت بیشتری در شکل‌پذیری دارند، در مقابل خستگی، رفتار مناسب‌تری نشان می‌دهند و دوام بیشتری دارند. از طرف دیگر توانایی مناسبی در کاهش لرزش‌های وارده بر سازه تصفیه‌خانه را دارا می‌باشند. این نوع سازه ها انعطاف‌پذیری بالاتری در مقایسه با سازه های پلی اتیلنی دارند. اما در مقابل هزینه ساخت بالاتری نسبت به پکیج های پلی اتیلنی دارند.
4. پلی‌اتیلن ازجمله مواد جدیدی است که به دلیل قابلیت های خوب، استفاده از آن در سطوح مختلف صنعت رو به گسترش است. این ماده مقاومت بسیار خوبی در برابر انواع فاضلاب چه اسیدی و چه قلیایی دارد. استفاده از پلی‌اتیلن برای ساخت سیستم های تصفیه نسبت به سایر سازه ها هزینه کمتری دارد. همچنین از مزیت‌های این سیستم ها نسبت به سایر سیستم ها میتوان به قابلیت دفن، نصب آسان، عدم خوردگی از داخل و بیرون پکیج، ضد اشعه خورشید، عدم نیاز به ساپورت و… اشاره نمود.
بخش های پکیج تصفیه فاضلاب هوازی
1- آشغالگیر (Bar Screen):شامل آشغال گیر سبدی برای جلوگیری از ورود اجسام به تصفیه خانه
2- مخزن متعادل ساز (Equalization Tank): مقدار جریان و آلودگی فاضلاب در ساعت های مختلف متفاوت است بنابراین از این مخزن جهت تنظیم جریان استفاده می شود و فاضلاب ابتدا در مخزن متعادل سازی جمع شده و سپس بوسیله پمپ به مخزن هوادهی انتفال می یابد .
3- مخزن هوادهی(Aeration Tank) : فاضلاب پس از ورود به این مخزن در معرض هوا و اکسیژن قرار می گیرد زمان ماند فاضلاب در این مخزن به نوع طراحی و فرآیند تصفیه بستگی دارد به طور مثال در پکیج های تصفیه فاضلاب به روش هوادهی گسترده زمان ماند و توقف فاضلاب در این مخزن معمولا بین 12 تا 48 ساعت است . تزریق هوا در این مخزن بوسیله بلوئر تامین می شود و برای انتقال هوا با لوله کشی از بلوئر به کف مخزن هوادهی ، بوسیله دیفیوزرهای تعبیه شده در کف مخزن هوا یا اکسیژن توزیع میشود .
4- بلوئر ها (Blowers) : برای تامین اکسیژن لازم برای باکتری های هوازی موجود در مخزن هوادهی استفاده میشود .
5- مخزن ته نشینی (Sedimentation tank ) : در این مخزن لجن موجود در فاضلاب ته نشین شده و آب شفاف به وسیله ویناچ و بافل های که در بالای مخزن تعبیه شده است خارج میشود . بخشی از لجن ته نشین شده در کف مخزن ته نشینی بوسیله ایرلیفت پمپ دوباره به ابتدای مخزن هوادهی منتقل و مابقی لجن اضافی به مخزن هاضم لجن ارسال میشود .
6- بخش پمپاژ لجن برگشتی (Returned Activate Sludge) :شامل ایرلیفت (Air Lift Pump ) و یا پمپ لجن کش است که وظیفه انتقال لجن به مخزن هوادهی و هاضم لجن را به عهده دارد .
7- مخزن تماس کلر(Chlorine Contact Tank ) : جهت ضد عفونی فاضلاب از این بخش استفاده میشود . فاضلاب بهداشتی دازای انواع باکتری و عوامل بیماری زا هستند که در این مخزن بوسیله دوزینگ پمپ محلول کلری را که از قبل در پکیج تهیه مواد شیمیایی آماده کردیم را تزریق میکند .
8- مخزن هاضم لجن (Sludge Digester Tank) : شامل مخازن هاضم لجن به صورت هوازی و یا بی هوازی است . هضم لجن یک فرآیند تصفیه بیو لوژیکی است ،مواد آلی موجود در لجن در مخزن هاضم لجن تجزیه شده و تلوید گاز متان میکنند .
