پارامترهای فاضلاب اهمیت بسیار زیادی در نحوه تصفیه دارند و با آنالیز دقیق آنها می توان روش تصفیه و تجهیزات مورد نیاز را انتخاب کرد. البته تمام پارامترها در روند تصفیه فاضلاب اندازه گیری نمی شوند، بلکه بر اساس کیفیت خروجی مورد نظر و کاربرد فاضلاب تصفیه شده لیستی از این شاخص ها انتخاب و با ابزارهای تخصصی اندازه گیری می شوند. در ادامه لیست پارامترهای تصفیه فاضلاب مورد استفاده در تصفیه خانه ها، تصفیه فاضلاب شهری و غیره را ارائه خواهیم داد.
آنالیز فاضلاب چیست؟
آنالیز فاضلاب فرآیندی است که به منظور بررسی و سنجش پارامترهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی فاضلاب انجام میشود. این آنالیز اطلاعات ارزشمندی را در مورد کیفیت فاضلاب، ترکیبات موجود در آن و پتانسیل آلایندگی آن ارائه میدهد.
چرا آنالیز فاضلاب اهمیت دارد؟
اهمیت آنالیز فاضلاب را میتوان در موارد زیر خلاصه کرد:
- ارزیابی کیفیت آب: آنالیز فاضلاب به طور مستقیم کیفیت آب را ارزیابی میکند و اطلاعات لازم را برای تصفیه فاضلاب به طور موثر و کارآمد ارائه میدهد.
- کنترل فرآیندهای صنعتی: در صنایع مختلف، از آنالیز فاضلاب برای کنترل کارایی فرآیندها و کاهش آلایندگی استفاده میشود.
- ردیابی منابع آلاینده: با آنالیز فاضلاب میتوان منشا آلایندهها را شناسایی و برای کاهش آنها اقدام کرد.
- محافظت از محیط زیست: فاضلاب حاوی آلایندههای مختلفی است که میتواند به خاک، آبهای زیرزمینی و منابع آبی آسیب برساند. آنالیز فاضلاب به شناسایی و کنترل این آلایندهها کمک میکند و از تخریب محیط زیست جلوگیری میکند.
- حفاظت از سلامت انسان: فاضلاب میتواند حاوی میکروبها و عوامل بیماریزا باشد که برای سلامت انسان خطرناک هستند. آنالیز فاضلاب به شناسایی و کنترل این عوامل کمک میکند و از بروز بیماریهای مرتبط با فاضلاب جلوگیری میکند.
- بهینهسازی فرآیند تصفیه فاضلاب: اطلاعات حاصل از آنالیز فاضلاب برای طراحی و بهینهسازی سیستمهای تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرد.
- کاهش هزینهها: تصفیه فاضلاب به طور موثر میتواند از هدر رفتن آب و کاهش هزینههای تصفیه فاضلاب جلوگیری کند.
پارامترهای مهم در آنالیز فاضلاب
پارامترهای مختلفی در آنالیز فاضلاب مورد بررسی قرار میگیرند که در طراحی پکیج تصفیه فاضلاب بسیار اثر گذار هستند. از جمله مهمترین آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- BOD (تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی): نشاندهنده میزان مواد آلی قابل تجزیه توسط میکروارگانیسمها در فاضلاب است.
- COD (تقاضای اکسیژن شیمیایی): نشاندهنده میزان کل مواد آلی موجود در فاضلاب است.
- TSS (مواد جامد معلق): نشاندهنده میزان ذرات جامد معلق در فاضلاب است.
- نیتروژن: وجود نیتروژن در فاضلاب میتواند منجر به رشد بیش از حد جلبکها در آبهای دریایی و ایجاد پدیده کشند قرمز شود.
- فسفر: فسفر موجود در فاضلاب میتواند منجر به رشد بیش از حد جلبکها در آبهای دریایی و ایجاد پدیده کشند قرمز شود.
- pH: اسیدی یا قلیایی بودن فاضلاب را نشان میدهد.
- فلزات سنگین: وجود فلزات سنگین در فاضلاب میتواند برای سلامتی انسان و محیط زیست خطرناک باشد.
روشهای آنالیز پارامترهای موجود در پساب یا فاضلاب
روشهای مختلفی برای آنالیز فاضلاب وجود دارد که از جمله رایجترین آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- آزمایشهای فیزیکی: این آزمایشها برای اندازهگیری پارامترهایی مانند رنگ، بو، ذرات معلق و هدایت الکتریکی فاضلاب استفاده میشود.
- آزمایشهای شیمیایی: این آزمایشها برای اندازهگیری پارامترهایی مانند BOD، COD، نیتروژن، فسفر، فلزات سنگین و pH فاضلاب استفاده میشود.
- آزمایشهای میکروبی: این آزمایشها برای شناسایی و شمارش میکروارگانیسمهای موجود در فاضلاب استفاده میشود.
پارامتر BOD؛ از مهم ترین پارامترهای فاضلاب
میزان اکسیژن خواهی فاضلاب یا BOD یکی از مهم ترین پارامترهای تصفیه فاضلاب است که با میزان مواد آلی موجود در پساب ها ارتباط مستقیم دارد. هر اندازه مواد آلی موجود در فاضلاب بیشتر باشد، به همان نسبت باکتری ها به اکسیژن بیشتری برای رشد و تکثیر نیاز دارند تا در نهایت بتوانند تجزیه آلاینده را انجام دهند. در تصفیه فاضلاب بهداشتی این شاخص اهمیت بسیار زیادی دارد و برای اندازه گیری آن می توان از دستگاه های مخصوص استفاده کرد.
پارامتر COD؛ مهم ترین پارامتر فاضلاب صنعتی
در تصفیه فاضلاب صنعتی حذف مواد شیمیایی موجود در پساب ها اهمیت زیادی دارند. پارامتر COD فاضلاب نشان دهنده میزان اکسیژن خواهی شیمیایی فاضلاب برای از بین بردن آلاینده ها است. به عبارت دیگر، این شاخص نشان می دهد که چقدر اکسیژن برای اکسید کردن مواد شیمیایی موجود در فاضلاب برای ته نشین شدن آنها وجود دارد. هر اندازه این شاخص بیشتر باشد، به همان نسبت فرآیند تصفیه زمان بر بوده و بر همین اساس روش تصفیه انتخاب می شود.
بیشتر بخوانید: تفاوت BOD و COD فاضلاب چیست؟
پارامتر TP (total phosphorus)
یکی از مهم ترین پارامترهای تصفیه فاضلاب، کل فسفر موجود در پساب ها است که با TP نمایش داده میشود. فسفر در فاضلاب بسیار خطرناک بوده و طی روش های بی هوازی بیولوژیکی می توان مقدار آن را کاهش داد. باکتری ها در شرایط بی هوازی ترکیبات حاوی فسفر را تجزیه نموده و باعث جداسازی این ترکیبات مضر از فاضلاب می شوند. در حالت استاندارد مقدار این شاخص بین 5 تا 9 میلی گرم بر لیتر است و به روش های آزمایشگاهی می توان پارامتر TP فاضلاب را اندازه گیری کرد.
پارامتر TDS (Total Dissolved Solids)
از دیگر پارامترهای کیفی فاضلاب می توان به کل جامدات محلول اشاره کرد. کل جامدات محلول در فاضلاب TDS اهمیت بسیار زیادی دارد و با با تبخیر می توان آن را اندازه گیری کرد. در این روش تمام مواد جامد آلی و غیرآلی اندازه گیری می شوند و برای افزایش دقت، ابتدا لازم است مواد معلق به کمک صافی جمع آوری شود.
پارامتر TSS (Total Suspended Solids)
در تمام انواع فاضلاب صنعتی و بهداشتی ذرات معلق زیادی وجود دارد که به شدت در کاهش کیفیت فاضلاب موثر هستند. پارامتر TSS یا کل جامدات معلق در فاضلاب یکی از شاخص های کیفی پساب ها است که قبل و بعد از تصفیه بیولوژیکی اهمیت دارد. در صورت زیاد بودن این شاخص، از سیستم های فیلتراسیون و مواد منعقدکننده می توان آن را کاهش داد.
پارامتر PH؛ از مهم ترین پارامترهای تصفیه فاضلاب
یکی از شاخص های بسیار مهم در انتخاب روش تصفیه فاضلاب، PH است که میزان قلیایی یا اسیدی بودن پساب ها را نشان می دهد. این شاخص در بازه صفر تا 14 تغییر می کند. بازه صفر تا شش نشان دهنده محیط اسیدی و هست تا 14 قلیایی بودن فاضلاب را نشان می دهد. فاضلاب های خنثی مقدار PH برابر با هفت دارند. برای اندازه گیری این پارامتر تصفیه فاضلاب از دستگاه PH سنج و کاغذهای تلورانس استفاده می کنند.
پارامتر TFS در فاضلاب (Total Fixed Solids)
یکی دیگر از پارامترهای کیفی فاضلاب TFS است که نشان دهنده کل مواد جامد موجود در پساب می باشد. تفاوت پارامتر TFS یا TDS در نحوه اندازه گیری آنها است. برای اندازه گیری TFS فاضلاب در دمای 500 درجه سانتی گراد حرارت داده شده و سوزانده میشود. سپس مقدار مواد جامد باقی مانده اندازه گیری میشود.
پارامتر FSS در فاضلاب (Fixed Suspended Solids)
پارامتر FSS فاضلاب نشان دهنده کل مواد جامد بر پایه مواد معدنی موجود در فاضلاب است. برای اندازه گیری این شاخص نیز فاضلاب در دمای 500 درجه سانتی گراد قرار گرفته و در نهایت مقدار مواد جامد آن اندازه گیری می شود.
پارامتر VSS
در میان پارامترهای کیفیت فاضلاب، VSS و FSS شباهت زیادی با هم دارند. پارامتر VSS فاضلاب (volatile suspended solids) نشان دهنده کل مواد جامد بر پایه مواد آلی موجود در فاضلاب است.
پارامتر VDS
پارامتر VDS فاضلاب شباهت زیادی با مورد قبل دارد با این تفاوت که کل جامدات محلول فرار در فاضلاب را نشان می دهد.
پارامتر FDS (Total Dissolved Fixed)
از دیگر پارامترهای کیفیت فاضلاب می توان به fds اشاره کرد که مقدار کل مواد جامد محلول ثابت در فاضلاب را نشان می دهد. مواد جامد فرار در این پارامتر بر پایه مواد آلی هستند و با قرار گرفتن فاضلاب در دمای 500 درجه سانتی گراد اندازه گیری آنها انجام می شود.
پارامتر TVS (Total Volatile Solids)
این پارامتر مقدار مواد جامد فرار فاضلاب را نشان می دهد و واحد اندازه گیری آن میلی گرم بر لیتر است.
پارامتر TUR فاضلاب
کدورت یا TUR یکی از پارامترهای کیفی فاضلاب است که با افزایش ذرات معلق در فاضلاب مقدار این شاخص نیز بیشتر می شود. با افزایش ذرات معلق در پساب ها به مرور نور امکان عبور از لایه های فاضلاب را پیدا نمی کند و گیاهان آبزی قادر به فتوسنتز نخواهند بود. در نهایت به دلیل عدم فتوسنتز نه تنها اکسیژن مورد نیاز آبزیان فراهم نمی شود، بلکه باکتری ها نیز قادر به تجزیه مواد آلی نخواهند بود.
پارامتر PCB فاضلاب
یکی از خطرناک ترین پارامترهای کیفیت فاضلاب شهری و صنعتی، poly chlorinated biphenyls-PCBs است. این شاخص نشان دهنده مقدار ترکیبات یی فنیل چند کلـره در فاضلاب است که مانع بزرگی در برابر تجزیه آلاینده ها توسط میکروارگانیسم ها دارند.
پارامتر T یا دما
در تصفیه فاضلاب صنایع مختلف دما اهمیت بسیار زیادی دارد و می تواند روند تصفیه و حذف آلاینده ها تحت تاثیر قرار دهد. به طوریکه برخی از روش های تصفیه تنها در بازه دمایی خاصی قابل اجرا هستند. به همین دلیل دما را می توان یکی از پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب در نظر گرفت که با دماسنج مقدار آن اندازه گیری می شود.
پارامتر DO
پارامتر DO یا میزان اکسیژن محلول در فاضلاب در فرآیندهای بیولوژیکی اهمیت زیادی دارد. هر اندازه مقدار این شاخص بیشتر باشد، یعنی اکسیژن موجود در پساب ها بالا بوده و باکتری ها شرایط مناسبی برای رشد و تکثیر دارند.
پارامتر MCRT؛ از مهم ترین پارامترهای تصفیه فاضلاب بیولوژیکی
یکی از مهم ترین پارامترها در تصفیه فاضلاب بیولوژیکی زمان ماند سلولی Mean Cell Residence Time است. این شاخص نشان می دهد که باکتری ها تا چه زمانی قادر به ماندن در لجن فعال هستند. برای این منظور کل مواد جامد معلق در لجن فعال اندازه گیری شده و سپس مقدار موادی که از آن خارج میشود محاسبه می گردد. سپس بر این اساس اندازه گیری می شود که باکتری ها چند روز قادر به ماندن در فاضلاب هستند.
پارامتر HRT
یکی دیگر از پارامترهای کیفی فاضلاب زمان ماند هیدرولیکی Hydraulic Retention Time است که با HRT نمایش داده میشود. این شاخص مشخص می کند که فاضلاب چند روز در تانک بیولوژیکی نگهداری شده و در حالت ثبات است.
پارامتر MLSS
پارامتر MLSS (Mixed liquor suspended solids) شاخص بسیار مهمی در تصفیه های بیولوژیکی است. این شاخص تمام مواد معدنی و آلی معلق در فاضلاب را اندازه گیری می کند.
پارامتر VOC
در روند تصفیه فاضلاب اگر از فرآیندهای بیولوژیکی استفاده شود این پارامتر اهمیت بالایی دارد. چون پارامتر VOC (Volatile Organic Compound) تمام مواد جامد و گاز آلی فرار در فاضلاب را اندازه گیری می کند.
پارامتر MLVSS
پارامتر MLVSS مقدار غلظت کل مواد جامد معلق در فاضلاب را حوض هوادهی را نشان می دهد. این شاخص با MLSS متفاوت است و برای اندازه گیری غلظت مواد جامد کاربرد دارد. به همین دلیل ابتدا فاضلاب در دمای 600 درجه قرار گرفته و مقدار فاضلاب باقی مانده از MLSS کم می شود. در نتیجه گاز موجود در فاضلاب حذف شده و تنها مواد جامد باقی می مانند.
پارامتر SVI فاضلاب
با این پارامتر مقدار فاضلا ته نشین شده در حوضچه بعد از 30 دقیقه اندازه گیری می شود. برای این منظور کل حجم فاضلاب در 30 دقیقه ضرب و سپس بر MLSS تقسیم می شود. این پارامتر در تصفیه های بیولوژیکی اهمیت دارد.
پارامتر F/M فاضلاب
پارامتر F/M نشان دهنده نسبت مقدار غذا یا مواد آلی موجود در فاضلاب بر تعداد باکتری و میکروارگانیسم ها است. اگر مقدار این شاخص کمتر از یک باشد، نشان دهنده شرایط نامناسب برای تجزیه بوده و باکتری ها غذای کافی ندارند. بالا بودن بیش از اندازه این فاکتور نشان دهنده تولید لجن با وزن زیاد بوده و هزینه های تصفیه را افزایش می دهد. به همین دلیل باید شاخص F/M در سطح استاندارد قرار گیرد.
پارامتر SRT
پارامتر SRT (Solids Retention Time) یکی از پارامترهای فرآیندی فاضلاب است و زمان ماند جامدات را نشان می دهد. واحد اندازه گیری این پارامتر روز است.
DNA خارج سلولی یا eDNA
این شاخص در تشکیل بیوفیلم های مورد استفاده در تصفیه بیولوژیکی کاربرد دارد. این شاخص نقش بسیار مهمی در اتصال باکتری های موجود در حوضچه تصفیه به یکدیگر و تشکیل لایه های بزرگ دارد.
جمع بندی
پارامترهای کیفی فاضلاب در دو گروه عملیاتی و فرآیندی دسته بندی میشوند که هر یک زیرمجموعه های متعددی دارند. از مهم ترین پارامترهای تصفیه فاضلاب شهری و سایر تصفیه خانه ها می توان به BOD، COD، PH، DO، MLSS، SRT و غیره اشاره کرد که هر یک با روش های خاصی اندازه گیری می شوند. با توجه به این شاخص ها فرآیند تصفیه انتخاب و پیاده سازی می شود به همین دلیل بر اساس نوع فاضلاب شاخص ها انتخاب می شوند.
