پایان نامه بررسی تصفیه آب در 115 صفحه ورد قابل ویرایش 

فهرست مطالب

فصل اول- مقدمه و تاریخچه  1

مقدمه. 2

تاریخچه تصفیه آب به روش صنعتی.. 3

 فصل دوم – اهمیت تصفیه پسابهای صنعتی.. 7

آب و پساب در صنعت... 8

پساب صنعتی  (Industrial Wastewater). 8

مقدار مجاز برای آب مزروعی ( عناصر محلول ) 11

پارامترهای مهم.. 11

1- اندازه گیری جریان فاضلاب... 11

2- اندازه مواد جامد ( Total Solid ) TS... 11

3- اندازه مواد قابل ته نشینی.. 11

4- تعیین قلیائیت : 12

5- اندازه گیری مواد آلی.. 12

6-عوامل مؤثر بر غلظت O₂ محلول در آب : 13

7- COD (Chemical Oxygen Demand) : 14

8-  TOC.... 14

9- THOD.... 14

فصل سوم- استاندارد خروجی فاضلاب ها 15

الف- تعاریف... 16

ب- ملاحظات کلی.. 16

ج- جدول استاندارد خروجی فاضلابها 19

فصل چهارم – انواع روشهای تصفیه فاضلاب... 22

1- روشهای تصفیه فیزیکی.. 23

2- روشهای تصفیه شیمیائی.. 23

3- روشهای تصفیه بیولوژیکی.. 23

روشهای متداول تصفیه فاضلاب صنعتی.. 24

1- تصفیه فیزیکی – شیمیایی.. 24

2- تصفیه بیولوژیکی.. 30

2-1 تصفیه بی هوازی.. 33

2-2  تصفیه هوازی.. 39

فصل پنجم- میکروبیولوژی فاضلاب............................................................................... 44

الف - شرایط تغذیه و رشد در جمعیتهای مخلوط میکروبی.. 46

ب- اثر دما روی رشد میکروبی.. 47

ج- اثر درجه اسیدیته (PH)  روی رشد میکروبی.. 50

د- نیاز رشد میکروبی به اکسیژن.. 52

ح- منحنی رشد میکروبی.. 52

و- سینتیک رشد بیولوژیکی.. 57

فصل ششم – تصفیه های پیشرفته. 59

1) فاضلابهای صنعتی ونحوه مقابله با آن.. 60

2) نقش پودر کربن فعال در بهینه سازی سیستمهای تصفیه فاضلاب صنعتی.. 61

فصل هفتم- استفاده از تالابهای مصنوعی در تصفیه فاضلابهای صنعتی .. 82

1) تالابهای مصنوعی.. 83

2) ساختار تالابهای مصنوعی.. 83

3) وظایف اجزاء اصلی تالاب... 87

4) حذف فلزات سنگین در تالاب مصنوعی.. 90

5) تصفیه پساب‌های صنعتی توسط تالاب‌های مصنوعی.. 91

فصل هشتم- مناسب ترین گزینه فاضلاب صنعتی از دیدگاه مدیریت........................... 93

- هزینه خرید و راه اندازی.. 100

- راهبری و تعمیرات نگهداری.. 102

- دفع مواد زاید. 103

- ملاحظات راهبری.. 104

- دفع آب تصفیه. 104

- دفع مواد زاید حاصل از تصفیه فاضلاب... 105

- مزایا وکمبودها 106

- تجزیه و تحلیل منافع اقتصادی.. 107

فصل نهم – گزارش تصفیه خانه غرب مشهد (پرکند آباد) 109

الف- گزارش کلی مراحل تصفیه. 110

ب- توصیف... 111

ج- آزمایشات مهم انجام شده روی فاضلاب... 114

منابع.. 115

مقدمه

گسترش روز افزون جوامع بشری و پیشرفت در زمینه‌های صنعتی، هرچند که امتیازات  ویژه ای بهمراه داشته است ولیکن مشکلات عدیده ای را نیز برای اجتماعات به ارمغان آورده است. یکی از این مشکلات ، فاضلاب حاصل از اماکن مسکونی و فعالیت واحدهای صنعتی می‌باشد. از آنجا که دفع غیر صحیح فاضلابهای خانگی و صنعتی اثرات نامطلوبی بر روی محیط زیست دارد، تصفیه هرچه کاملتر فاضلابها اهمیت بیشتری می‌یابد. فاضلابهای خانگی و از آن مهمتر فاضلابهای صنعتی بعلت داشتن مواد آلی و معدنی ، در صورت دفع در محیط باعث آلوده شدن آبهای سطحی و زیرزمینی گشته و در نتیجه استفاده مجدد از آب برای بهترین کاربرد آن با مشکل مواجه می‌گردد. همچنین استفاده از آب برای مصارف مختلف و نیاز شدید به آب در هر منطقه از ایران ، ما را برآن می‌دارد که از به هدر رفتن آب به هر شکل جلوگیری کرده و با تصفیه فاضلابهای خانگی و صنعتی که از حجم زیادی نیز برخوردار هستند در جهت تأمین آب مورد نیاز قدم برداریم.

حجم فاضلاب یک واحد صنعتی بستگی به عواملی همچون نوع محصول ، نحوه تولید ، ابزار و وسایل و ... بستگی دارد. از واحدهای صنعتی که دارای فاضلاب با حجم نسبتا" بالا و آلودگی بسیار شدید می‌باشند، واحدهای کشتاری گاو و گوشفند می‌باشند.در حال حاضر در اکثر شهرهای ایران کشتارگاهی جهت ذبح گاو و گوسفند وجود دارد. فاضلاب این کشتارگاهها بیشتر به چاهها ، رودخانه‌ها ، قنوات متروکه بدون کوچکترین عملیات تصفیه دفع می‌گردند و در بهترین حالت، فاضلاب پس از عبور از یک حوضچه ته نشینی ساده به محیط دفع می‌شود. علاوه بر اینکه آلودگی معدنی و آلی از این طریق بوجود می‌آید، انتشار بیماریهای مشترک بین انسان و دام نیز از طریق دفع فاضلاب کشتارگاهها بعلت عدم رعایت مسائل بهداشتی وجود دارد.

تاکنون روشهای بیولوژیکی گوناگونی چه هوازی و غیر هوازی در رابطه با تصفیه فاضلابها بکار گرفته شده است. هر یک از این روشها از امتیازات و بعضا" معایبی برخوردار هستند. مثلا" روش هوازی ( لجن فعال ، فیلترهای چکنده و ... ) در تصفیه فاضلابهای خانگی و صنعتی دارای کارائی بالا در کاهش مواد آلی و معدنی موجود بوده و این خود یک مزیت عالی است. لیکن همین روش هوازی نیاز به وسایل هوادهی و مکانیکی در مراحل مختلف تصفیه دارد و ضمنا" با لجن زیادی که تولید می‌گردد مشکل هضم لجن آغاز کار است . در روش غیر هوازی تصفیه فاضلاب، هرچند که BOD پساب خروجی از واحد تصفیه کننده بیشتر از BOD پساب خروجی در روش هوازی است، ولی امتیازاتی از قبیل عدم نیاز به وسایل هوادهی ، لجن تولیدی بسیار کمتر ، تولید گاز متان قابل استفاده و ... برای روش غیر هوازی متصور می‌باشد. ⁽¹⁾

تاریخچه تصفیه آب به روش صنعتی

بر اساس اطلاعات موجود و به نوشته M.N.Baker  در کتاب " در جستجوی آب خالص و بهداشتی" قدمت این مقوله به دو هزار سال قبل از میلاد مسیح میرسد. اما آنچه از نقطه نظر تاریخی مدون شده به 400 سال پس از میلاد مسیح تعلق دارد که در آن برای بهداشتی کردن آب ، جوشانیدن آن بر روی آتش و یا فروکردن میله سرخ آهنی در درون آب را توصیه نموده است. گرم کردن آب بوسیله آفتاب و یا صاف نمودنش ، با عبور دادن آن از میان لایه‌های شنی نیز آمده است.

در کتاب مقدس تورات نیز درارتباط با چگونگی تصفیه آب آلوده در آن زمان تصویری از روش مبادله یونی ارائه شده ، عملا" از روشهای طبیعی مبادله یونی در آن موقع سخن به میان آمده است. این تصویر توسط داشگاه فیلادلفیا واقع در ایالت پنسیلوانیای آمریکا انتشار یافته وقدمتش را به مارس یا آوریل سال 1335 قبل از میلاد مسیح نسبت داده اند.

1-2- مکانیسم انعقاد

امروزه از مواد مختلف شیمیایی ، طبیعی و پلیمری برای فرآیند انعقاد استفاده می‌شود. از جمله مواد مصرفی به عنوان منعقد کننده آلوم به فرمول AL₂(SO4)₃ . 14H₂O میباشد که با قلیائیت موجود در آب ترکیب شده و ایجاد یون AL₃⁺ مینماید. یونهای َAL₃⁺ بار منفی ذرات کلوئیدی را خنثی کرده و باعث انعقاد ذرات میشوند.

به طور کلی به علت پیچیدگی واکنشهای شیمیایی، شناخت چندانی در خصوص مکانیسم فرآیند انعقاد وجود ندارد و این فرآیند به طور کامل شناخته شده نیست ، ولی با توجه به پیشرفتهای اخیر در این مکانیسم می‌توان آن را در چهار مرحله به صورت زیر خلاصه نمود:

الف- متراکم شدن لایه دوبل الکتریکی

ب- جذب سطحی و خنثی سازی بار

ج- به دام افتادن ذرات در یک رسوب

د- جدب سطحی و ایجاد پل شیمیایی بین ذرات

به علت پیچیدگی واکنشها، پژوهشها و تجربیات مختلفی در این زمینه انجام شده است. دو روش برای تعیین PH و میزان منعقد کننده بهینه مورد توجه قرار گرفته است که عبارتند از:

1- کنترل پتانسیل زتا که توسط Riddick پیشنهاد شد. و در آن از منعقد کننده جهت صفر کردن پتانسیل زتا (1) استفاده میشود.

2- آزمایش جار که در آن PH و مقدار مصرف منعقد کننده برای ایجاد شرایط بهینه مختلف  است.

با توجه به کاربرد آزمایش جار در اکثر موارد آزمایشگاهی این روش توضیح داده می‌شود:

- آزمایش جار (2):

با توجه به پیشرفتهای اخیر در خصوص مکانیسم فرآیند انعقاد، هنوز هم بهترین و ساده ترین روش آزمایشگاهی برای تعیین نوع و مقدار مصرف بهترین منعقد کننده استفاده از آزمایش جار می‌باشد.

در آزمایش جار با استفاده از یک سری میله‌های همزن ، محتوای یک سری ظروف شیشه ای هم شکل و هم اندازه که کیفیت آنها از قبل اندازه گیری شده هم زده میشود، در هر آزمایش یک ظرف نیز به عنوان شاهد در نظر گرفته میشود. بعد از اضافه کردن مواد شیمیایی ، پساب به سرعت ، به مدت یک دقیقه برای اطمینان از پخش کامل مواد شیمیایی مخلوط میشود ، این مرحله را انعقاد می‌نامند.

- دفع مواد زاید حاصل از تصفیه فاضلاب

ماهیت و حجم لجن به نوع تکنولوژی که شما به کار می‌برید بستگی دارد مثلا" سیستم ترسیب شیمیایی یک ماده آبکی تولید می‌کند که می‌توان برای کاهش حجم ، آنرا از یک صافی عبور داد. ممکن است لجن یک آب روغنی باشد که بتوان آنرا به عنوان یک ضایعه روغنی دور ریخت و یا حتی لجن ممکن است حاوی مواد خطرناک باشد ، این خطرات ، هزینه دور ریز و حمل و نقل لجن را در نظر بگیرید.

یا یک سیستم پیش ساخته خریداری نمائید و یا خودتان کار را انجام دهید. برای نصب و توسعه یک سیستم تعداد زیادی انتخاب وجود دارد، می‌توانید همه کارها را خودتان عهده دار شوید و یا از یک فروشنده و یا مشاور بخواهید که کارها را انجام دهد و یا کارها را بین خودتان و یک مشاور تقسیم کنید.

اگر کارها را خودتان انجام دهید این مزیت را خواهید داشت که در مورد جنبه‌های اجرائی سیستم فاضلاب اطلاعاتی را کسب کنید و وقتی سیستم شروع به کار کرد خود کفا می‌شوید و با آمادگی بیشتری سیستم را با نیازها و شرایط متغیر وفق می‌دهید البته ازآنجایی که هزینه ای برای شخص ثالث نپرداخته اید سیستم را با سرمایه گذاری اولیه کمتری راه اندازی می‌کنید و می‌توانید سیستم را با عملیات خودتان هماهنگ کنید. از طرف دیگر باید مطالعات و تجربیات مداوم در این زمینه داشته باشید که اگر علاقه ای به این امر ندارید باید هزینه ای به دیگران پرداخت کنید تا از تجربیاتشان استفاده کنید. شما می‌توانید یک سیستم پیش ساخته خریداری کنید و از فروشنده بخواهید تا مسئولیت نصب و راه اندازی و آموزشهای لازم را بر عهده بگیرد. مزیت این روش در این است که شما حداقل زمان را صرف کرده اید، اگر فروشنده واقعا بداند که چه کار می‌کند شما می‌توانید از این تجربه استفاده کنید ولی از طرف دیگر هزینه بیشتری نسبت به زمانی که خودتان سیستم را می‌سازید باید متحمل شوید. صرفه جویی در زمان به جای صرفه جویی در هزینه. البته متقبل این ریسک هم هستسد که ممکن است بعدا متوجه شوید که سیستم برای شرایط کاری شما مناسب نیست چرا که فروشنده فقط یک دلال بوده و نه یک فرد آگاه از تجربیات تکنولوژی.