فرآیند تصفیه فاضلاب به منظور حذف آلودگیها و ترکیبات مضر از پسابها انجام میشود. یکی از مهمترین بخشهای این فرآیند، اندازهگیری پارامترهای مختلف کیفی و کمی است که تعیینکننده روشهای مناسب برای تصفیه فاضلاب هستند. این پارامترها شامل جامدات، مواد آلی، مواد شیمیایی، و سایر ترکیباتی است که میتوانند بر کیفیت آب تأثیر بگذارند. در ادامه، به بررسی و توضیح مهمترین این پارامترها و روشهای اندازهگیری آنها پرداخته خواهد شد.
1. کل جامدات (TS)
کل جامدات یا TS (Total Solids) یکی از پارامترهای اساسی در فرآیند تصفیه فاضلاب است که نشاندهنده مقدار کل مواد جامد موجود در پسابها میباشد. اندازهگیری این پارامتر از طریق تبخیر آب موجود در نمونه در دمای 103 تا 105 درجه سانتیگراد انجام میشود. پس از تبخیر، مقدار جامدات باقیمانده اندازهگیری میشود. این پارامتر به صورت mg/lit گزارش میشود.
2. کل جامدات معلق (TSS)
TSS (Total Suspended Solids) یکی دیگر از پارامترهای مهم در تعیین کیفیت فاضلاب است که به مقدار کل جامدات معلق در آب اشاره دارد. برای اندازهگیری TSS، نمونه فاضلاب از فیلتری با منافذ 1.5 میکرون عبور داده میشود و سپس به روش TS سنجیده میشود. این پارامتر نیز با واحد mg/lit اندازهگیری میشود.
3. کل مواد جامد محلول (TDS)
TDS (Total Dissolved Solids) یا کل مواد جامد محلول در آب، پارامتری است که نشاندهنده میزان یونهای محلول در پسابها میباشد. برای اندازهگیری TDS، روشهای مختلفی وجود دارد، اما یکی از رایجترین آنها استفاده از هدایت الکتریکی است که به کمک آن میتوان مقدار یونهای موجود را تعیین کرد.
4. کل جامدات ثابت (TFS)
TFS (Total Fixed Solids) به مقدار جامدات باقیمانده پس از سوزاندن فاضلاب در دمای 500 درجه سانتیگراد اشاره دارد. این پارامتر به ویژه در بررسی فرآیندهای تصفیه فاضلاب که شامل سوزاندن و کاهش حجم جامدات هستند، اهمیت دارد.
5. کل جامدات فرار (TVS)
TVS (Total Volatile Solids) به مقدار جامداتی اشاره دارد که در دمای 500 درجه سانتیگراد تبخیر میشوند. این پارامتر نشاندهنده میزان مواد آلی قابل تبخیر در فاضلاب است و معمولاً به صورت mg/lit گزارش میشود.
6. کل جامدات معلق فرار (VSS)
VSS (Volatile Suspended Solids) به میزان جامدات معلق فراری اشاره دارد که در فرآیند سوزاندن در دمای 500 درجه سانتیگراد تبخیر میشوند. این پارامتر نشاندهنده مقدار مواد آلی معلق در فاضلاب است که قابلیت تبخیر دارند.
7. جامدات معلق ثابت (FSS)
FSS (Fixed Suspended Solids) پارامتری است که به مقدار جامدات معلق باقیمانده پس از سوزاندن فاضلاب در دمای 500 درجه سانتیگراد اشاره دارد. این پارامتر برای تعیین کیفیت و کارایی فرآیندهای تصفیه فاضلاب اهمیت دارد.
8. جامدات محلول فرار (VDS)
VDS (Volatile Dissolved Solids) نشاندهنده مقدار جامدات محلول فرار در فاضلاب است. اندازهگیری این پارامتر نیز از طریق سوزاندن فاضلاب در دمای 500 درجه سانتیگراد انجام میشود.
9. جامدات محلول ثابت (FDS)
FDS (Fixed Dissolved Solids) پارامتری است که مقدار کل جامدات محلول ثابت در فاضلاب را نشان میدهد. برای اندازهگیری این پارامتر نیز از روش سوزاندن در دمای 500 درجه سانتیگراد استفاده میشود.
10. کدورت (TUR)
کدورت یا TURBIDIMETER UNIT پارامتری است که نشاندهنده میزان شفافیت فاضلاب و توانایی آن در عبور دادن یا جذب نور است. برای اندازهگیری کدورت، از ابزارهای کدورت سنج و روشهای نفلومتری استفاده میشود.
11. پتانسیل هیدروژن (pH)
pH فاضلاب نشاندهنده میزان اسیدی یا قلیایی بودن آن است و بر اساس میزان یونهای هیدروژن مثبت و منفی موجود در فاضلاب اندازهگیری میشود. این پارامتر با استفاده از کاغذهای pH سنج یا ابزارهای دقیقتر اندازهگیری میشود.
12. دمای فاضلاب (T)
دمای فاضلاب یکی دیگر از پارامترهای مهم در فرآیند تصفیه است. افزایش بیش از حد دمای فاضلاب میتواند به مرگ میکروارگانیسمها منجر شود و کارایی تصفیه بیولوژیکی را کاهش دهد.
13. میزان اکسیژن خواهی شیمیایی (COD)
COD (Chemical Oxygen Demand) به مقدار اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد شیمیایی موجود در فاضلاب اشاره دارد. این پارامتر با استفاده از مواد شیمیایی مانند پتاسیم دیکرومات و پتاسیم پرمنگنات اندازهگیری میشود.
14. میزان اکسیژن خواهی بیولوژیکی (BOD)
BOD (Biochemical Oxygen Demand) نشاندهنده مقدار اکسیژن مورد نیاز برای تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب توسط میکروارگانیسمها است. این پارامتر با استفاده از روشهایی مانند روش وینکلر اندازهگیری میشود.
15. اکسیژن محلول (DO)
DO (Dissolved Oxygen) به مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب اشاره دارد و اهمیت زیادی در تصفیه بیولوژیکی دارد. این پارامتر به روشهای مختلفی از جمله الکترودهای غشایی اندازهگیری میشود.
16. مقدار کل مواد جامد معلق (MLSS)
MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) مقدار کل مواد جامد معلق در فاضلاب را نشان میدهد. این پارامتر برای اندازهگیری کارایی فرآیند تصفیه بیولوژیکی استفاده میشود و به تجهیزات خاصی برای اندازهگیری نیاز دارد.
17. زمان ماند سلولی (MCRT)
MCRT (Mean Cell Residence Time) به مدت زمانی اشاره دارد که باکتریها و جامدات در لجن فعال باقی میمانند. این پارامتر به روش بیولوژیکی تصفیه فاضلاب مرتبط است و به صورت روزانه اندازهگیری میشود.
18. زمان ماند هیدرولیکی (HRT)
HRT (Hydraulic Retention Time) مدت زمانی است که فاضلاب در تانک بیولوژیکی نگهداری میشود. این پارامتر از تقسیم حجم مخزن بر مقدار دبی جریان محاسبه میشود.
19. غلظت جامدات معلق در حوض هوادهی (MLVSS)
MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids) به مقدار باکتریهای موجود در فرآیند لجن فعال اشاره دارد. این پارامتر پس از خشک کردن نمونه در دمای بالا اندازهگیری میشود.
20. نسبت غذا به میکروارگانیسمها (F/M)
F/M به مقدار مواد آلی موجود در سیستم لجن فعال اشاره دارد که توسط میکروارگانیسمها مصرف میشود. این پارامتر با استفاده از دادههایی مانند سرعت جریان فاضلاب، BOD، MLSS و حجم تانک هوادهی محاسبه میشود.
21. ایندکس حجمی لجن (SVI)
SVI (Sludge Volume Index) نشاندهنده قابلیت تهنشینی لجن است و بر اساس مقدار لجن تهنشین شده پس از 30 دقیقه و مقدار MLSS محاسبه میشود.
22. مقدار مواد آلی فرار (VOC)
VOC (Volatile Organic Compound) به میزان ترکیبات آلی فرار موجود در فاضلاب اشاره دارد. این پارامتر در آزمایشگاههای پیشرفته اندازهگیری میشود و نشاندهنده مقدار مواد آلی مایع و گاز فرار است.
نتیجهگیری
در فرآیند تصفیه فاضلاب، اندازهگیری دقیق پارامترهای مختلف از اهمیت زیادی برخوردار است. این پارامترها اطلاعات ارزشمندی در مورد کیفیت فاضلاب، نوع آلودگیها و کارایی روشهای تصفیه ارائه میدهند. با شناخت و تحلیل صحیح این پارامترها، میتوان فرآیندهای تصفیه را بهینهسازی کرد و از آسیبهای محیطی ناشی از تخلیه نادرست پسابها جلوگیری نمود.
اهمیت پارامترهای فرآیند تصفیه فاضلاب
هر یک از پارامترهای معرفی شده در این مقاله نقش ویژهای در فرآیند تصفیه فاضلاب ایفا میکنند. به عنوان مثال:
- TS و TSS: این پارامترها به صورت مستقیم میزان جامدات موجود در فاضلاب را مشخص میکنند که در تعیین نوع و ظرفیت سیستمهای تصفیه فیزیکی و مکانیکی مانند تهنشینی و فیلتراسیون کاربرد دارند.
- TDS: میزان مواد محلول در فاضلاب، بر فرآیندهای اسمز معکوس و تبادل یونی تأثیرگذار است و میتواند نشاندهنده سطح شوری یا سختی آب باشد.
- COD و BOD: این پارامترها برای سنجش میزان آلودگیهای آلی و نیاز اکسیژن در فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند. آنها به تعیین نیازهای فرآیندهای بیولوژیکی و انتخاب نوع میکروارگانیسمهای مناسب برای تصفیه کمک میکنند.
- pH: این پارامتر میتواند بر کارایی فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی تأثیر بگذارد، زیرا برخی از واکنشهای شیمیایی و فعالیتهای میکروارگانیسمها در محدودههای خاصی از pH بهتر انجام میشوند.
دما: دمای فاضلاب نیز یک عامل حیاتی در فرآیندهای بیولوژیکی است. دمای مناسب باعث افزایش سرعت واکنشهای بیوشیمیایی و کارایی کلی فرآیند تصفیه میشود.
نقش پارامترهای پیشرفته در بهینهسازی فرآیند تصفیه
پارامترهای پیشرفتهتری مانند MLSS، MCRT، HRT و SVI برای کنترل و مدیریت دقیق فرآیندهای بیولوژیکی استفاده میشوند. این پارامترها به بهینهسازی عملکرد سیستمهای تصفیه لجن فعال کمک کرده و از مشکلاتی مانند تولید بیش از حد لجن، کاهش کارایی تصفیه، و نیاز به مصرف انرژی بیشتر جلوگیری میکنند.
به عنوان مثال:
- MLSS: میزان مواد معلق در فاضلاب را نشان میدهد که بر حجم و زمان ماند لجن تأثیر دارد. تنظیم صحیح MLSS باعث کاهش هزینهها و افزایش کارایی سیستم میشود.
- MCRT: این پارامتر مدت زمان ماند سلولی را نشان میدهد و کمک میکند تا لجن فعال بهینه مدیریت شود و از مشکلات ناشی از رشد بیش از حد باکتریها جلوگیری شود.
- HRT: زمان ماند هیدرولیکی نیز بر کارایی تصفیه تأثیر دارد و با تنظیم آن میتوان سرعت و بازده فرآیند را کنترل کرد.
نتیجهگیری نهایی
فرآیند تصفیه فاضلاب، یک سیستم پیچیده است که نیاز به مدیریت دقیق و کنترل مستمر دارد. پارامترهای مختلفی که در این مقاله به آنها اشاره شد، هر کدام نقشی کلیدی در تعیین کیفیت و کارایی فرآیند تصفیه ایفا میکنند. با بهرهگیری از این پارامترها، میتوان به بهبود عملکرد سیستمهای تصفیه پرداخت، هزینهها را کاهش داد، و از آلودگیهای زیستمحیطی جلوگیری کرد. برای دستیابی به نتایج مطلوب، ضروری است که همواره این پارامترها به دقت اندازهگیری و تحلیل شوند و بر اساس نتایج به دست آمده، فرآیندهای تصفیه تنظیم و بهینهسازی شوند.