پکیج تصفیه فاضلاب انسانی

پکیج تصفیه فاضلاب انسانی چیست؟

فاضلاب تولید شده توسط فعالیت های انسانی در خانوارها مانند استحمام، شستشوی البسه، شستن ظروف، دفع زباله، سرویس بهداشتی و … “فاضلاب بهداشتی – انسانی” نامیده می‌شود که معمولاً حاوی مقادیر بسیار کمی از آلاینده‌ها می باشد، اما همین مقدار کم آلاینده نیز می‌تواند تاثیر زیادی بر محیط زیست و سلامت داشته باشد. از این رو استفاده از یک پکیج تصفیه فاضلاب برای تصفیه و دفع فاضلاب بهداشتی – انسانی و خانگی که به درستی طراحی، نصب و نگهداری شده باشد موجب به حداقل رساندن این تاثیرات نامطلوب بر روی آب های سطحی و زیرزمینی خواهد شد. یکی از فرایندهای نوین جهت تصفیه فاضلاب انسانی فرایند لجن فعال با هوادهی گسترده می باشد به دلیل مزایای بسیاری که دارد سبب برتری نسبی در مقایسه با دیگر فرآیند های تصفیه می باشد.

ویژگی های فاضلاب انسانی

فاضلاب انسانی که حاصل فعالیت های روزمره نظیر شستشو، سرویس های بهداشتی و آشپزخانه هاست، ماهیتی کاملاً بیولوژیکی دارد و با بار آلی بالا شناخته می شود. شاخص ترین ویژگی های این فاضلاب، وجود مقادیر قابل توجهی از اکسیژن خواهی بیولوژیکی (BOD) و شیمیایی (COD) در کنار عوامل بیماری زای متعدد شامل باکتری ها، ویروس ها و انگل ها است؛ همچنین حضور ترکیبات مغذی مانند نیتروژن و فسفر در آن بسیار چشمگیر است که در صورت دفع غیربهداشتی، موجب آلودگی شدید منابع آب زیرزمینی و پدیده اوتریفیکاسیون (مرگ تدریجی اکوسیستم های آبی) می شود.

از نظر فیزیکی، فاضلاب انسانی حاوی حجم بالایی از مواد جامد معلق (TSS)، ذرات کلوئیدی، و چربی و روغن های خوراکی است که با بو و رنگی نامطبوع همراه هستند؛ این بوی زننده عمدتاً ناشی از آغاز فرآیندهای تجزیه بی هوازی مواد آلی و تولید گازهایی مانند سولفید هیدروژن و آمونیاک است. اسیدیته (pH) این فاضلاب معمولاً در محدوده خنثی تا کمی قلیایی قرار دارد و پایداری نسبی پارامترهای کیفی آن در مقایسه با فاضلاب های صنعتی، طراحی فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی را در پکیج های تخصصی با راندمان بسیار بالایی امکان پذیر می سازد.

فرآیندهای مورد استفاده در پکیج تصفیه فاضلاب انسانی

انتخاب فرآیند تصفیه، قلب تپنده طراحی یک پکیج تصفیه فاضلاب انسانی است که تعیین کننده کیفیت پساب خروجی، میزان مصرف انرژی و فضای مورد نیاز پروژه شما خواهد بود. فناوری های مدرن تصفیه فاضلاب با بهره گیری از دانش روز بیولوژی، فرآیندهای تجزیه مواد آلی را بهینه کرده اند تا با کمترین هزینه و در کوچک ترین ابعاد، آلاینده ها را حذف کنند.

فرآیند MBBR (رآکتور بیولوژیکی با بستر متحرک)

در این روش، قطعات کوچک پلاستیکی با سطح ویژه بالا که به آن ها مدیا می گویند، درون مخزن هوادهی ریخته می شوند. باکتری های تصفیه کننده بر روی سطح این مدیاها رشد کرده و کلونی های فعال تشکیل می دهند. به دلیل حرکت مداوم این مدیاها توسط جریان هوای تزریق شده، اکسیژن رسانی و تماس باکتری ها با فاضلاب به حداکثر می رسد. مزیت اصلی فرآیند MBBR، تراکم بالای باکتری ها در حجم کم است که باعث می شود پکیج فضای بسیار کمی اشغال کند و در برابر نوسانات ناگهانی بار ورودی فاضلاب، بسیار مقاوم و پایدار عمل کند.

فرآیند IFAS (لجن فعال با رشد تلفیقی)

این فرآیند در واقع ترکیبی از روش لجن فعال سنتی (رشد معلق) و روش MBBR (رشد چسبیده) است. در این سیستم، باکتری ها هم به صورت معلق در فاضلاب شناورند و هم بر روی مدیاهای ثابت یا متحرک داخل مخزن رشد می کنند. این روش به مهندسان اجازه می دهد ظرفیت تصفیه خانه های قدیمی که با روش لجن فعال کار می کنند را بدون نیاز به ساخت مخازن جدید، به شدت افزایش دهند. از دیدگاه پکیج های پیش ساخته، IFAS زمانی استفاده می شود که بخواهیم راندمان حذف مواد آلی و به ویژه حذف نیتروژن را بدون افزایش ابعاد پکیج، به بالاترین حد برسانیم.

فرآیند SBR (رآکتور بیولوژیکی متناوب زمانی)

روش SBR بر پایه تغییر در زمان استوار است، نه مکان. در این سیستم، تمام مراحل تصفیه شامل هوادهی، ته نشینی و تخلیه پساب به صورت متناوب و مرحله بندی شده در یک مخزن واحد انجام می شود. ابتدا فاضلاب وارد شده و تحت هوادهی قرار می گیرد، سپس هوادهی قطع می شود تا ته نشینی صورت بگیرد و در نهایت پساب زلال از بالا تخلیه می شود. بزرگترین مزیت این روش، انعطاف پذیری بسیار بالای آن است؛ یعنی می توان با تغییر زمان بندی تایمرها، فرآیند را برای شرایط مختلف فاضلاب بهینه سازی کرد و نیازی به مخزن ته نشینی مجزا ندارد که این امر باعث صرفه جویی در هزینه ساخت می شود.

فرآیند MBR (رآکتور بیولوژیکی غشایی)

این فرآیند پیشرفته ترین روش در تصفیه فاضلاب است که در آن مرحله ته نشینی سنتی کاملاً حذف شده و با غشاهای میکروفیلتراسیون جایگزین می شود. در این سیستم، فاضلاب پس از عبور از بخش بیولوژیکی، از طریق غشاهای بسیار ریز فیلتر می شود تا تمامی ذرات معلق، باکتری ها و اکثر ویروس ها جدا شوند. پساب خروجی از سیستم MBR بسیار شفاف و باکیفیت است که استانداردهای سخت گیرانه برای استفاده مجدد در آبیاری فضای سبز، شست وشوی حیاط یا حتی استفاده در فلاش تانک ها را به راحتی پاس می کند. اگرچه هزینه اولیه و نگهداری این روش به دلیل نیاز به شست وشوی غشاها بالاتر است، اما از نظر کیفیت خروجی، رقیبی ندارد.

روند تصفیه فاضلاب انسانی

فاضلاب انسانی در ابتدا بوسیله لوله کشی های موجود در ساختمانها وارد شبکه جمع آوری فاضلاب شده و در ورودی سپتیک تانک فاضلاب ابتدا از یک سبد آشغالگیر عبور داد می‌شود و در یک کانال دانه گیری، دانه‌های شن و ماسه موجود در فاضلاب حذف می گردد. در ادامه این روند، بوسیله پمپ های لجن کش موجود در ایستگاه پمپاژ، پساب به داخل پکیج تصفیه فاضلاب انسانی هدایت می‌شود تا در مخزن بیولوژیکی هوازی، تحت تاثیر فعالیت میکروارگانیزم های هوازی سبب حذف آلاینده‌های موجود در فاضلاب و کاهش BOD و COD  گردد.

سپس فاضلاب وارد قسمت ته نشینی شده و لخته‌های لجن تشکیل شده در مخزن هوادهی تحت تاثیر نیروی جاذبه در حوضچه ته نشینی، ته نشین شده و بوسیله ایرلیفت پمپ قسمت مازاد لجن به مخزن ذخیره لجن انتقال یافته و در آنجا تا زمان تخلیه، نگهداری می‌شود. خروجی زلال از سرریزهای کنگره ای شکل مخزن ته نشینی دستگاه وارد قسمت گندزدایی با پکیج تزرق کلر شده و پس از ضد عفونی و میکروب زدایی، از پکیج تصفیه فاضلاب انسانی خارج می‌شوند.

مزایای پکیج تصفیه فاضلاب انسانی

• حذف بهداشتی آلاینده ها و عوامل بیماری زا و جلوگیری از انتشار بیماری
• تولید پساب استاندارد قابل استفاده برای آبیاری فضای سبز و تغذیه منابع آب زیرزمینی
• کاهش شدید BOD، COD، TSS و بوهای نامطبوع و بهبود کیفیت محیط زیست
• امکان استفاده در مناطق بدون دسترسی به شبکه فاضلاب شهری (ویلا، کمپ، هتل، کارگاه، شهرک ها)
• طراحی کامپکت و پیش ساخته؛ اشغال فضای کم و قابلیت نصب در زمان کوتاه
• کاهش هزینه های دفع فاضلاب و تخلیه تانکر نسبت به روش های سنتی
• قابلیت جابه جایی و نصب مجدد در پروژه های موقت یا قابل انتقال
• بهره برداری ساده، نیمه اتوماتیک یا تمام اتوماتیک با نیاز حداقلی به اپراتور
• امکان ارتقا و افزایش ظرفیت با افزودن مدول یا واحد جدید
• کمک به اخذ مجوزها و تاییدیه های محیط زیست و بهداشتی برای پروژه ها
• کاهش آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی و حفظ سلامت اکوسیستم
• امکان استفاده از فناوری های مختلف متناسب با بودجه و کیفیت مورد نیاز
• افزایش ارزش افزوده ملک و ارتقای برند پروژه به عنوان پروژه سبز و دوستدار محیط زیست
• کاهش ریسک جریمه ها و برخوردهای قانونی ناشی از دفع غیرمجاز فاضلاب
• قابلیت پایش و کنترل آنلاین/هوشمند در مدل های پیشرفته برای مدیریت بهتر بهره برداری

اجزای تشکیل دهنده پکیج تصفیه فاضلاب

• پیش تصفیه فاضلاب: این بخش که اولین مرحله در چرخه تصفیه است، با استفاده از مخازن آشغال گیر و حوضچه های ته نشینی اولیه، وظیفه جداسازی مواد جامد درشت نظیر پلاستیک ها و پارچه ها و همچنین حذف چربی ها و روغن های شناور را بر عهده دارد تا از آسیب دیدگی تجهیزات حساس در مراحل بعدی جلوگیری شود.
• تصفیه بیولوژیکی: قلب تپنده پکیج است که در آن میکروارگانیسم ها با تجزیه مواد آلی محلول، فاضلاب را تصفیه می کنند. این فرآیند بسته به نوع تکنولوژی انتخابی می تواند به صورت هوازی در راکتورهای MBBR، MBR یا SBR، و یا در صورت نیاز به حذف بارهای آلی بسیار سنگین، به صورت بی هوازی انجام شود که هر کدام سازوکار خاص خود را برای رشد باکتری ها و تصفیه بهینه دارند.
• جداسازی و زلال سازی: پس از پایان مرحله بیولوژیکی، لازم است لجن فعال شامل میکروارگانیسم ها از پساب تصفیه شده جدا گردد. این کار در حوضچه های ته نشینی ثانویه انجام می شود که در آن جامدات معلق به کف مخزن سقوط می کنند و پسابِ زلال شده از قسمت بالایی برای ورود به مرحله بعد آماده می شود، ضمن اینکه بخشی از لجن ته نشین شده برای حفظ فعالیت بیولوژیکی سیستم، مجدداً به بخش هوادهی بازگردانده می شود.
• گندزدایی نهایی: به منظور تضمین سلامت پساب و نابودی عوامل بیماری زای باقی مانده، مرحله گندزدایی اجرا می شود. در این بخش بسته به نیاز پروژه، از تزریق مواد شیمیایی نظیر کلر، تابش اشعه فرابنفش (UV) یا تزریق گاز ازن توسط ازن ژنراتور استفاده می گردد تا استاندارد لازم برای تخلیه به محیط زیست یا استفاده مجدد در آبیاری حاصل شود.
• مدیریت لجن: لجن های جمع آوری شده در طول فرآیند، خود نیازمند مدیریت هستند تا حجم آن ها کاهش یابد. این مرحله شامل هضم لجن برای پایدارسازی و سپس عملیات آب گیری توسط دستگاه هایی مانند فیلتر پرس است که در نهایت علاوه بر کاهش هزینه های حمل ونقل و دفع، پایداری کلی سیستم را در بلندمدت حفظ می کند.
• کنترل و اتوماسیون: نظارت بر عملکرد بخش های مختلف از جمله پمپ ها و بلوئرهای هوادهی از طریق تجهیزات برقی انجام می شود. تابلوهای کنترل و سیستم های هوشمند مبتنی بر PLC با مدیریت خودکار فرآیند هوادهی و سایر عملیات مکانیکی، باعث افزایش راندمان سیستم، کاهش مصرف انرژی و به حداقل رساندن نیاز به حضور مداوم اپراتور در محل می شوند.

نحوه محاسبه ظرفیت مورد نیاز پکیج تصفیه فاضلاب انسانی

برای محاسبه دقیق ظرفیت مورد نیاز یک پکیج تصفیه فاضلاب انسانی، باید فرآیندی مهندسی را طی کرد که از شناخت دقیق ویژگی های پروژه آغاز می شود.

مبانی محاسبه حجم فاضلاب روزانه

در وهله اول، باید بر اساس نوع کاربری پروژه، مقدار سرانه تولید فاضلاب را برای هر نفر در شبانه روز تعیین کرد. به عنوان مثال، سرانه تولید فاضلاب در واحدهای مسکونی معمولاً بین ۱۵۰ تا ۲۰۰ لیتر و در مراکز اقامتی یا ویلاها به دلیل نوع استفاده، بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ لیتر برآورد می شود. با ضرب کردن تعداد نفراتِ بهره بردار در این سرانه، حجم کل فاضلاب روزانه به دست می آید که این عدد مبنای اولیه برای انتخاب ابعاد و ظرفیت مخازن پکیج خواهد بود.

اعمال ضرایب نوسان و اطمینان

پس از تعیین حجم کل روزانه، باید ضرایب نوسان ساعتی و اطمینان را برای اصلاح محاسبات اعمال نمود. از آنجا که تولید فاضلاب در طول شبانه روز به صورت یکنواخت نیست و در ساعات خاصی از صبح یا شب به اوج می رسد، لحاظ کردن ضریب پیک برای جلوگیری از خروج مواد معلق و حفظ کیفیت تصفیه ضروری است. علاوه بر این، در نظر گرفتن یک ضریب اطمینان ۱۰ تا ۲۰ درصدی به منظور پیش بینی توسعه های آتی یا افزایش جمعیت در ایام پیک، پایداری عملکرد سیستم را در بلندمدت تضمین می کند و از تحمیل هزینه های اضافه برای ارتقای زودهنگام دستگاه جلوگیری به عمل می آورد.

تفاوت پکیج تصفیه فاضلاب انسانی و صنعتی

تفاوت اصلی میان پکیج های تصفیه فاضلاب انسانی و صنعتی در ماهیت آلاینده ها نهفته است؛ فاضلاب های انسانی ماهیتی عمدتاً بیولوژیکی دارند و حاوی مواد آلی قابل تجزیه و عوامل بیماری زا هستند، در حالی که فاضلاب های صنعتی بسته به نوع فعالیت تولیدی، با مواد شیمیایی سمی، فلزات سنگین، ترکیبات نفتی یا رنگ ها آلوده شده اند که فرآیندهای تصفیه عادی قادر به حذف آن ها نیستند.

بر همین اساس، تکنولوژی به کاررفته در پکیج های انسانی بر فرآیندهای هوازی، بی هوازی و گندزدایی متمرکز است تا به استانداردهای دفع در محیط زیست برسد؛ اما پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی نیازمند پیش تصفیه های پیچیده فیزیکوشیمیایی، سیستم های اکسیداسیون یا فیلتراسیون غشایی می باشد. این تفاوت در ماهیت ورودی، باعث می شود که سیستم های صنعتی نسبت به نوسانات کیفی حساس تر بوده و به تجهیزات کنترلی پیشرفته تر و پایش تخصصی تری نسبت به نمونه های انسانی نیاز داشته باشند.

قیمت پکیج تصفیه فاضلاب انسانی

قیمت پکیج تصفیه فاضلاب انسانی عدد ثابتی ندارد و به عوامل مختلفی وابسته است؛ با این حال به صورت خیلی کلی، برای ظرفیت های کوچک ویلایی و کارگاهی (حدود ۳ تا ۱۰ m³/day) معمولاً از چندصد میلیون تومان شروع می شود، ظرفیت های متوسط (حدود ۱۰ تا ۵۰ m³/day) اغلب در بازه حدود ۱ تا چند میلیارد تومان قرار می گیرند و ظرفیت های بالاتر (بالای ۵۰ m³/day) بسته به مشخصات فنی می تواند چندین میلیارد تومان یا بیشتر باشد. برای اعلام عدد دقیق، معمولاً لازم است تعداد نفرات، نوع کاربری، کیفیت پساب خروجی و محدودیت فضای نصب مشخص شود.