مراحل تصفیه فاضلاب

آب یک منبع طبیعی گرانبها است که حیات همه موجودات زنده به آن بستگی دارد. یکی از راه های مهم برای حفظ آن، تصفیه فاضلاب است. مراحل تصفیه فاضلاب بر اساس استانداردهای جدید با روش های قدیمی تفاوت دارد. در واقع فاضلاب قبل از ورود به چرخه آب باید تمیز و عاری از هرگونه آلودگی باشد. برای تصفیه آب و بازگرداندن آن به بهترین کیفیت طبیعی از فرآیندهای مختلفی استفاده می شود و مراحل تصفیه فاضلاب نیز متفاوت است.

در زیر مراحل تصفیه آب آورده شده است:

غربالگری فاضلاب

در این مرحله فاضلاب به صورت مکانیکی تمیز می شود و حدود 30 تا 40 درصد از مواد جامد موجود در آب را جدا می کند. برای این کار، فاضلاب به صفحات غربال هدایت می شود، جایی که یک صفحه، ناخالصی های درشت مانند برگ، کاغذ یا منسوجات و مواد مشابه را جدا می کند. صفحات مختلف، که آب با سرعت های مختلف از داخل آنها جریان می یابد، مواد درشت را مرحله به مرحله فیلتر می کنند.

هوادهی فاضلاب

آب چشمه های زیرزمینی، دریاچه ها یا رودخانه های آلوده، اکسیژن کمی داردو یا اصلاً اکسیژن ندارد. اگر آب بدون اکسیژن وارد تصفیه خانه شود، سایر واحدهای فرآیند به ویژه فیلتراسیون  ممکن است آسیب ببینند. بنابراین، قبل از هر فرآیندی، آب خام باید هوادهی شود. این کار از طریق تماس با هوا انجام می شود. در حالی که هوادهی روشی است که اغلب در مقیاس کوچک مورد استفاده قرار می گیرد، اما در تصفیه خانه های بزرگ به دلیل حجم بالای آبی که روزانه تصفیه می شود، مقرون به صرفه نیست. ساده‌ترین روش، سیستمی از آبشارها یا فواره‌ها است که در آن آب از ساختاری برج‌مانند به پایین سرازیر می‌شود و دوباره توسط تلاطم شدید هوادهی می‌شود.

تصفیه اولیه فاضلاب

تصفیه اولیه شامل جداسازی کل مواد جامد درشت از فاضلاب است. برای تصفیه اولیه، فاضلاب به مخازن بزرگ پمپاژ می شود که در آن مواد جامد در سطح مخازن ته نشین می شوند. لجن و مواد جامد ته نشین شده در سطح مخازن توسط اسکرابرهای بزرگ خارج شده و به مرکز مخازن استوانه ای پمپ می شوند که برای تصفیه بیشتر از مخازن تخلیه می شوند. فاضلاب باقی مانده برای تصفیه ثانویه پمپاژ می شود.

تصفیه ثانویه فاضلاب

تصفیه ثانویه که به عنوان فرآیند لجن فعال نیز شناخته می شود، شامل افزودن لجن به فاضلاب برای ایجاد  تصفیه بیشتر است. در این مرحله ابتدا هوا به مخازن هوادهی بزرگ پمپاژ می شود تا فاضلاب و لجن مخلوط شود.
اساسا، چون مقدار لجن اضافه شده کم است، این باعث رشد باکتری هایی می شود که اکسیژن را مصرف کرده و میکروارگانیسم های موجود را از بین می برند. این فرآیند منجر به تولید ذرات بزرگی می شود که به کف مخزن می رسند. فاضلاب بین 3 تا 6 ساعت از مخازن عبور می کند.

هضم جامدات زیستی فاضلاب

جامداتی که پس از مراحل تصفیه اولیه و ثانویه ته نشین می شوند و همچنان در فاضلاب باقی می مانند، به سمت برج های هضم کننده هدایت می شوند.
در این  برج ها گاز متان در چهار مرحله (هیدرولیز، اسیدی شدن، ژن  استون و فاز متانژون) تولید می شود که معمولا برای تامین انرژی تصفیه خانه ها استفاده می شود.آنچه باقی می ماند یک لجن بی بو است که معمولاً پس از آبگیری با سانتریفیوژ یا فیلتر در کشاورزی استفاده می شود.

تنظیم pH فاضلاب

اسیدیته آب تصفیه شده ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشد، به طوری که بیش از حد اسیدی (باعث خوردگی لوله های فلزی شبکه های توزیع و لوله های خانگی) یا خیلی قلیایی (موجب ایجاد فرسایش نمکی در سیستم توزیع) نباشد. برای افزایش PH از مواد اسیدی مانند آهک، کربنات سدیم و سود سوزآور و برای کاهش PH از اسیدها استفاده می شود.

گندزدایی فاضلاب

اگرچه فیلترهای ماسه ای در از بین بردن باکتری ها بسیار موثر هستند، اما آب تصفیه شده همچنان حاوی ویروس ها و باکتری های بیماری زا است که باید از بین بروند. در عمل، استریل کردن آب غیرممکن است، زیرا به غلظت بالایی از مواد شیمیایی نیاز دارد که آب را نامطبوع و برای نوشیدن ناایمن می کند. بنابراین به جای استریل کردن، با یکی از روش های ضدعفونی مانند کلرزنی، ازن یا اشعه ماوراء بنفش ضدعفونی می شود. در این بین ،کلر زنی از روش های دیگر رایج تر است.

حذف فسفات های فاضلاب

فاضلاب اغلب با فسفات های مواد شوینده، کودها، افزودنی های غذایی و مدفوع آلوده می شود. این ترکیبات در آب منجر به غنی شدن با موادی می شود که رشد گیاهان مضر برای اکوسیستم را افزایش می دهد. فسفات ها با رسوب شیمیایی یا فرآیندهای لخته سازی حذف می شوند. رسوب فسفات تا حدی به دلیل افزودن نمک های آلومینیوم یا آهن در جمع کننده ماسه یا تصفیه ثانویه تشکیل  می شود. گروه های فسفات فلزی تشکیل شده  به همراه لجن فعال از پساب حذف می شوند.

حذف نیتروژن فاضلاب

ترکیبات نیتروژن اکسیژن لازم را از آب جدا می کند و منجر به مرگ ماهی می شود. نیتروژن با نیتریفیکاسیون حذف می شود. در طی این واکنش، آمونیوم با افزودن باکتری های بی هوازی و اکسیژن به نیتریت و در مرحله بعد به نیترات تبدیل می شود.این ترکیبات نیترات ها و گاز نیتروژن را از طریق فعالیت های آنزیمی از بین می برند و به جو باز می گردند.

اکسیداسیون فاضلاب

برای کاهش محتوای آهن فاضلاب به مقدار مشخص شده، کاتیون های آهن (II) با افزودن اکسیژن اکسید می شوند. برای انجام فرآیند اکسیداسیون،  لازم است که سود سوزآور به آب اضافه شود.

حذف منگنز

منگنز معمولاً به صورت هیدروژن کربنات منگنز در فاضلاب وجود دارد. افزودن اکسیژن باعث تشکیل ترکیبات منگنز IV کم محلول می شود که به راحتی از آب حذف می شوند.

در پایان این مرحله آب به آخرین قسمت تصفیه خانه فاضلاب یعنی مخزن ذخیره آب تصفیه شده می رسد. در اینجا مجدداً نمونه های آب گرفته شده و کیفیت آب مورد آزمایش قرار می گیرد. آب تصفیه شده تنها زمانی به چرخه آب بازگردانده می شود که به استانداردهای قانونی تعیین شده برسد.