مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

در هر جامعه ای فاضلاب و آلاینده های هوا تولید می شود و فاضلاب تولید شده ضرورتا می بایست دوباره به آن  باز گردد. از نقطه نظر تولید ، فاضلاب به صورت ترکیبی از آب و یا هر مایع دیگر و مواد زائد موجود در آن که در مناطق مسکونی ،تجاری و یا صنعتی تولید می شود تعریف می شود . فاضلاب ها مقدار زیادی مواد خارجی دارند و فاضلاب خانگی از تهیه غذا ،نظافت منزل،شستشوی ترشحات و فضولات بدن ناشی می گردد.عملیات صنعتی نیز باعث آلودگی آب می شود زیرا برخی از محصولات اصلی و فرعی صنعتی بطور عمدی یا غیر عمدی وارد آب می گردد .فاضلابهای سطحی نیز پس از شستشوی خیابانها و آلوده شدن مواد آلی و معدنی وارد شبکه فاضلاب شهری می شوند بنابر این فاضلاب شهری علاوه بر فاضلابهای خانگی مقداری از فاضلابهای مغازه ها ،فروشگاهها ، تعمیرگاه ها  رستورانها و موسساتی مانند آنها را نیز دارد . این مواد ممکن است به آبهای زیرزمینی و یا سطحی نیز نفوذ یابند. هرگاه  فاضلاب  تصفیه نشده تجمع پیدا کند ،تجزیه مواد ارگانیک موجود در آن منتهی به وضعیت آزار دهنده از جمله تولید گازهای بد بو می شود.بعلاوه فاضلاب تصفیه نشده حاوی تعداد زیادی میکروارگانیسم های بیماری زا است که می تواند در بدن انسان رشد کنند. فاضلاب همچنین حاوی مواد غذایی مناسب برای رشد گیاهان بوده و ممکن است حاوی ترکیبات سمی و یا ترکیباتی با قابلیت ایجاد سرطان نیز می باشد . به دلایل فوق حذف سریع و بدون مشکل فاضلاب از منابع تولید کننده آن ،تصفیه ،آماده سازی جهت استفاده مجدد و یا دفع به محیط  ، امری ضروری به جهت سلامتی افراد و نیز محیط زیست است . مهندسی فاضلاب شاخه ای از مهندسی محیط زیست است که د رآن اصول پایه دانش و مهندسی مرتبط با تصفیه فاضلاب بکار برده می شود. انتخاب فرایند تصفیه و نیز نحوه توالی فرایند ها به عوامل زیادی از جمله عوامل زیر وابسته است:

1-     خصوصیات فاضلاب از قبیل pH  ،T.S.S ، B U D و مقدار مواد سمی موجود در فاضلاب

2-     کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده

3-     هزینه ها و دسترسی

4-ملاحظات مربوط به ارتقا در کیفیت آب تصفیه شده .

فاضلاب چیست؟

 همه جوامع هم به صورت مایع و هم به صورت جامد ، فضولات تولید می کنند . بخش مایع این فضولات  یا فاضلاب اساسا همان آب مصرفی جامعه است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده است . در ذیل برخی از اختصاصات فیزیکی ،شیمیایی و زیستی فاضلاب را داریم :

اختصاصات فیزیکی شامل دمای زیاد ، کدورت ، رنگ خاکستری می باشد و در درجات تازگی بوی یک نوع کروزون می دهد .

اختصاصات شیمیایی مربوط به مواد آلی ،مواد معدنی و گازها می باشد.

اختصاصات زیستی : روزانه هر فرد تقریبا دویست میلیارد میکروب دفع می کند که میزان دفع میکروبهای بیماریزا بستگی به وضعیت سلامتی فرد دارد هر میلی لیتر فاضلاب خانگی حاوی میلیونها میکروب است.

تصفیه فاضلاب :

فاضلاب جمع آوری شده چه از مراکز جمعیتی یا کارخانجات نهایتا باید به منابع آب و یا خاک باز گردانده شود.در هر مورد باید به این سوال پیچیده باید پاسخ داد که : برای حفظ محیط زیست کدام یک از آلاینده های فاضلاب ، و تا چه حدی باید حذف شوند؟

پاسخ به این سوال مستلزم بررسی شرایط و نیازهای محلی همراه با کاربرد دانش علمی ، قضاوتهای مهندسی متکی به تجربه و رعایت شرایط و مقررات کشوری می شود .

روشهای تصفیه که در آنها کاربرد نیروهای فیزیکی عامل مهمتری است با عنوان فرایند های واحد تصفیه معروفند . در حال حاضر، عملیات و فرایندهای  واحد تصفیه در هم ادغام شده و آنچه را که امروزه مراحل اولیه ،ثانویه و نهایی تصفیه نامیده می شود را تشکیل داده اند.

مراحل اولیه شامل جدا کردن مواد شناور و قابل ته نشینی موجود در فاضلاب می باشد که در تصفیه ثانویه از فر ایندهای شیمیایی و زیست شناختی استفاده می شود.تا قسمت اعظم مواد آلی از فاضلاب جدا شود ، در تصفیه نهایی از واحدهای اضافی عملیات و فراوری استفاده می شود، تا سایر آلاینده ها مانند نیتروژن و فسفر که مقدار آنها در تصفیه ثانویه کاهش چشمگیری پیدا نکرده است حذف شوند.روشهای تصفیه زمینی ،که امروزه بیشتر به سیستم های طبیعی معروف شده اند ، مجموعه ای از مکانیسم های تصفیه ی فیزیکی ،شیمیایی و زیست شناختی را به خدمت گرفته و آب را با کیفیتی مشابه آبی که از تصفیه نهایی فاضلاب حاصل می شود تولید کنند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

شوری و سدیمی بودن خاک

شوری و سدیمی بودن خاک یکی از مشکلات مهم خاک‌های مناطق خشک و نیمه خشک است. در این مناطق بدلیل کمبود بارندگی و اقلیم خشک، املاح در خاک تجمع پیدا می‌کنند و در نتیجه خاکهای شور حاصل می‌شود. این خاک محیط نامناسبی برای رشد و تولید بوده که هم کمیت محصول را پائین می‌آورد و هم کیفیت محصول را کاهش می‌دهد.

طبق آمار %۱۵ سطح کل کشور ما را خاکهای شور و چیزی حدود %۵۰ خاکها قابل بهره‌برداری و آبیاری می‌باشند.

بطور کلی خاک‌های شور دارای مقدار زیادی املاح محلول هستند که این نمک زیاد مشکلاتی را برای گیاه بوجود می‌آورد.

شوری خاک چگونه تعیین می‌شود؟

شوری خاک را براساس پارامتری بنام E.C. یا قابلیت هدایت الکتریکی مشخص می‌کنند. هدایت‌سنج الکتریکی، دستگاهی است که قابلیت هدایت الکتریکی محلول خاک یا E.C. را اندازه‌گیری می‌کند. خاک‌هایی که E.C. آن‌ها بیشتر از Ds/m  ۴ باشد جزء خاکهای شور طبقه‌بندی می‌شوند.

2.تحمل درختچه‌ها و درختان زینتی نسبت به شوری

 

 

حساسیت گیاهان به شوری خاک

گیاهان نسبت به شوری خاک حساسیت متفاوتی دارند و بعضی می‌توانند شوری را تحمل کنند که به آن‌ها اصطلاحاً گیاهان متحمل به شوری گفته می‌شود. بعضی دیگر نسبت به شوری خاک حساس هستند که جزء گیاهان حساس محسوب می‌شوند. گل‌ها و گیاهان زینتی جزء گیاهان حساس به شوری قلمداد می‌شوند.

 3.اثرات شوری روی رشد گیاه

شوری خاک از چند طریق رشد گیاه را دچار محدودیت می‌کند:

1- آب قابل استفاده گیاه را کاهش می‌دهد؛ به عبارت دیگر در خاک‌های شور، گیاهان زودتر دچار پژمردگی می‌شوند که این پدیده را اصطلاحاً خشکی فیزیولوژیکی می‌گویند. زیرا بدلیل شور بودن خاک، گیاهان نمی‌توانند آب درون خاک را جذب کنند.

2-  مسمومیت؛ بعضی از یونها به مقدار زیاد در خاکهای شور وجود دارند و بر اثر جذب زیادشان توسط گیاه، برای آن ایجاد مسمومیت می‌کنند که از مهمترین آن‌ها می توان کلر،سدیم و بر را نام برد.

3- عدم تعادل تغذیه‌ای؛ در خاکهای شور بدلیل وجود زیاد بعضی از یونها تغذیه گیاه، دچار مشکل می‌شود. بعنوان مثال در یک خاک شور، بدلیل غلظت زیاد کلر در محلول خاک و جذب آن بوسیله‌ی گیاه، جذب نیترات و سولفات توسط گیاه کم می‌شود. در صورتیکه نیترات و سولفات از یون‌های بسیار ضروری در تغذیه گیاه هستند. یا بعنوان مثال، جذب زیاد سدیم توسط گیاه، باعث کاهش جذب پتاسیم می‌شود.

نوع دیگری از خاک‌های دارای املاح زیاد اصطلاحاً خاک‌های سدیمی گفته می‌شوند یعنی خاک‌هایی که درصد سدیم تبادلی آن‌ها زیاد است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فلوئور ممکن است به‌طور طبیعی در آب وجود داشته باشد و یا درطول تصفیه به‌اندازه کنترل شده به آب اضافه شود. امروزه این واقعیت در کل مورد قبول قرار گرفته که افزودن فلوئور به آب آشامیدنی به میزان 1 میلی‌گرم در لیتر برحسب F-، هم سالم و هم برای کاهش فساد دندان موثر می‌باشد.

چنانچه آب فلوئور دار در زمان کودکی و درطول دوران دندان درآوردن مصرف شود، احتمال فساد دندان کاهش می‌یابد. یعنی خط افتادن روی دندانها و یا آسیب‌های استخوانی هم در کودکان و هم در بزرگسالان به‌وجود آورد. بنابراین غلظت مناسب فلوئور باید در رابطه با شرایط آب و هوا و مقدار آب مصرفی قرار داده شود. روشهای تصفیه‌ای خاصی برای خارج ساختن فلوئور اضافی از آب می‌توان به‌کار برد که همراه باهزینه‌های گزاف می‌باشد. افزودن فلوئور به آب مصرفی مساله‌ای است که خیلی‌ها آن را نمی‌پذیرند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مس در آبهای آلوده نشده و طبیعی به‌ندرت یافت می‌شود. هر چند گاهی نشانه‌هایی از آن در آبهای سبک اسیدی مناطق مردابی قابل تشخیص می‌باشد. نمک‌های مس برای کنترل رشد جلبکها در مخازن آب به‌کار می‌روند و در نتیجه، این منبعی برای ورود مس در آبهای سطحی به‌شمار می‌آید. مقدار 5/0 میلی‌گرم در لیتر نمک مس را به‌عنوان دوز اولیه و 1 تا 2 میلی‌گرم در لیتر به‌عنوان دوز بعدی به مدت یک روز به‌کار می‌برند.‌

مسی که معمولا در آب مصرفی‌ خانه‌ها پیدا می‌شود، از خورندگی مس و آلیاژهای آن که به‌عنوان لوله و اتصالات آن مصرف دارد، ناشی می‌گردد. مس به‌عنوان یک عنصر اصلی در غذای انسان به‌شمار می‌آید، ولی در غلظت‌های بیش از 20 میلی‌گرم در لیتر برای سلامتی انسان مضر می‌باشد. مس با غلظت حدود 1 میلی‌گرم در لیتر یا کمتر در آبهای جاری می‌تواند در اتصالات لوله‌های آب منازل با ایجاد رنگ سبز رسوب نماید. میزان خورندگی فولاد گالوانیزه با حضور یک میلی‌گرم در لیتر می‌تواند افزایش یابد و مقدار 02/0 میلی‌گرم در لیتر آن می‌تواند در ظروف آلومینیومی ایجاد سوراخ نماید. رهنمود سازمان بهداشت جهانی (2006) برای مس در آب آشامیدنی 2 میلی‌گرم در لیتر است. طبق مقررات مجمع اروپائی مقدار مس 01/0 میلی‌گرم در لیتر برای آبهای تصفیه شده می‌باشد. ولی تا میزان 3 میلی‌گرم در لیتر برای آبهایی که به مدت 12 ساعت در لوله‌های مسین قرار گرفته باشند، مجاز است و بیش از این مقدار مسائلی چون مزه (قابض)، خورندگی و ایجاد رنگ سبز به دنبال خواهد داشت.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

جیوه از طریق استخراج معادن جیوه، کارخانجات تهیه کلر و سود، کاغذسازی، پلاستیک‌سازی، تولید آفت‌کشهای نباتی و بیمارستانها وارد محیط زیست انسان می‌شود.

جیوه در محیط آبی به صورت جیوه فلزی و ترکیبات معدنی یا آلی آن وجود دارد. جیوه به شکل متیل جیوه یا سایر ترکیبات در زنجیره غذائی از طریق تجمع در بدن موجودات آبزی وارد می‌شود.

ترکیبات آلی جیوه بویژه متیل‌جیوه بسیار سمی‌تر از ترکیبات معدنی آن می‌باشند. عبور ترکیبات آلی جیوه از جفت و ورود آن به بدن جنین مساله بزرگی است که باعث ناهنجاری‌های شدید در طفل می‌شود. جیوه با گروه سولفیدریل آنزیم‌ها ترکیب می‌گردد.

ترکیبات آلی جیوه بویژه متیل مرکوری که در آب محلول است بسیار سمی‌تر از ترکیبات معدنی آن می‌باشد. عبور ترکیبات آلی جیوه از راه جفت و ورود آن به بدن جنین باعث ناهنجاری‌های شدید می‌شود و باعث بروز بیماری میناماتا می‌شود. منابع جیوه شامل معادن استخراج جیوه، کارخانجات کاغذ سازی، پلاستیک سازی و سموم دفع آفات نباتی می‌شود. علایم مسمومیت با جیوه شامل افسردگی، عصبانیت، کوری، دیوانگی، نفریت-که باعث سختی بلغ، دردهای شکم، تهوع، استفراغ، اسهال خونی، شوک، تورم غدد بزاقی و ... می‌شود- می‌گردد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرب یکی از عناصر سمی قابل تجمع برای بدن به‌شمار می‌آید و طی سالیان بیشماری خطرات ناشی از آن به اثبات رسیده است. مقدار سرب در غالب آبهای طبیعی به‌ندرت بیش از 02/0 میلی‌گرم در لیتر می‌باشد، بجز در مناطقی که آبهای اسیدی سبک یا سنگ کالن (سولفور سرب) و یا سنگهای دیگر سرب در تماس قرار می‌گیرد. منبع اصلی سرب در آب مصرفی از حل شدن آن در لوله کشی‌های قدیمی ناشی می‌شود. هر چند انحلال سرب در آب خیلی سبک اسیدی مناطق کوهستانی و مردابی بهتر انجام می‌گیرد ولی در مناطق دارای آب سخت بویژه با سختی بیکربناتی نیز سرب در آب حل می‌گردد. بنابراین مقدار سرب آب آشامیدنی باید همواره در مناطقی که از شبکه‌ی لوله‌کشی سربی استفاده می‌شود، کنترل گردد. اگر ترکیبات سرب را به‌عنوان تثبیت کننده در انواع خاصی از لوله‌های پلاستیکی به‌کار برند، میزان غیرقابل قبولی از سرب در آب حل خواهد شد.

 

سرب جایگزین کلسیم در استخوانها می‌گردد که ایجاد ناراحتی استخوانی می‌کند. منابع سرب شامل اتصالات سربی، فاضلاب کارخانجات باتری‌سازی، مهمات‌سازی و ... می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سیانور، آنیونی است که به‌ندرت در آبهای سطحی و زیرزمینی دیده می‌شود. ولی متاسفانه در صنعت به‌ویژه در صنایع آبکاری، مصرف زیاد آن باعث ورود آن در محیط زیست از طریق پسابهای صنعتی می‌گردد. سیانور و ترکیبات آن فقط در آبهای صنعتی و یا معدنی که از این عنصر استفاده می‌کنند یافت می‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب