امروزه با توجه به بحران آب و اهمیت چشمگیر مسائل زیست محیطی، تصفیه فاضلاب اعم از تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی فاضلاب و بازگردانی آن به چرخه حیات از اهمیت بسزایی برخوردار است و همانطور که در مقالات شرکت آب پاک خواندید، روش‌های بسیاری برای تصفیه فاضلاب به کار برده می‌شود.

در طبیعت مواد معدنی با گرفتن گرمای ناشی از تابش خورشید توسط موجودات گیاهی جذب و تبدیل به مواد آلی می‌شوند.

با این کنش و واکنش معمولاً گیاهان اکسیژن آزاد می‌سازند که این پدیده فتوسنتز نامیده می‌شود.

در مقابل حیوانات و از جمله باکتری‌ها با جذب اکسیژن، مواد آلی ناپایدار را تبدیل به مواد پایدار معدنی کرده و دوباره به طبیعت بازمی‌گردانند، در ضمن این اکسیداسیون گرما نیز تولید می‌شود.

لازم به ذکر است که قسمتی از مواد آلی جذب شده از سوی حیوانات (باکتری‌ها) و همچنین قسمتی از مواد معدنی جذب شده توسط گیاهان صرف خودسازی و تولید مثل آنها می‌شود.

در یک تصفیه خانه فاضلاب هرگاه تصفیه فیزیکی یا مکانیکی برای کاهش آلودگی فاضلاب کافی نباشد، از موجودات زنده‌ای به نام باکتری‌های هوازی یا بی‌هوازی برای ادامه فرآیند تصفیه فاضلاب یاری می‌گیرند.

کار یکان‌های تصفیه زیستی (مرحله دوم تصفیه فاضلاب) در تصفیه خانه، همانند تشدید عملی است که به طور خود به خودی در طبیعت رخ می‌دهد؛ یعنی با ایجاد محیطی مناسب برای رشد و افزایش باکتری‌های نامبرده، مدت زمان تصفیه طبیعی را که ممکن است به چندین روز برسد، به چندساعت کاهش می‌دهد.

باکتری‌های تصفیه کننده فاضلاب

دو گروه باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی جزء گروه باکتری‌های ساپروفیت هستند که مواد غذایی خود را بر خلاف باکتری‌های انگلی از اجساد و پس مانده موجودات زنده تامین می‌کنند و به همین دلیل این دسته از باکتری‌ها کارگران تصفیه فاضلاب نامیده می‌شوند.

گروهی از باکتری‌های هوازی موجود در فاضلاب به نام باکتری‌های نیترات ساز نامیده می‌شوند که در شرایط مناسب محیط زیست به ترکیبات ازت دار مانند آمونیاک موجود در فاضلاب اثر کرده، آن ها را به ترتیب تبدیل به نیترات می‌کنند.

همچنین گروه دیگری از از باکتری‌ها به نام باکتری‌های نیترات زدا در فاضلاب هستند که در محیطی بدون اکسیژن به نیترات‌ها اثر کرده، آنها را نخست به نیتریت‌ها و سپس به گاز ازت تبدیل و از فاضلاب بیرون می‌برند.

همانند سایر میکروارگانیسم‌ها، درجه‌ی گرما و درجه اسیدی (PH) فاضلاب و نیز مقدار اکسیژنی که به صورت مولکولی و محلولی یا به صورت اتمی در ترکیبات گوناگون موجود در فاضلاب یافت می‌شوند، در مرگ و زندگی و شدت فعالیت این باکتری‌ها نقش اساسی را ایفا می‌کنند.

با افزایش درجه گرما، فعالیت باکتری‌ها فزونی یافته و به ازای هر ۱۰ دجه سانتی گراد این فعالیت تقریبا دو برابر می‌شود.

باکتری‌ها محیط اسیدی پایین تر از PH=4 و محیط قلیایی بالاتر از PH=9/5 را نمی‌توانند تحمل کنند.

مناسب‌ترین درجه اسیدی برای زندگی و رشد باکتری‌ها بین ۵/۶ تا ۵/۷ درجه است.

در هر صورت تغییر ناگهانی درجه اسیدی فاضلاب در کاهش فعالبت و حتی مردن باکتری‌ها تاثیری چشم گیر دارد.

انواع روش‌های تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی فاضلاب چیست ؟

با توجه به آنچه گفته شد، برای بررسی بیشتر در تصفیه زیستی باید نخست آن را به انواع زیر تقسیم نمود:

• تصفیه زیستی با کمک باکتری‌های هوازی
• تصفیه زیستی با کمک با کتری‌های بی‌هوازی
• تصفیه زیستی با کمک باکتری‌های هوازی نیترات ساز و باکتری‌های بی‌هوازی نیترات زدا.
• تصفیه زیستی با کمک باکتری‌های فسفات زدا.

تصفیه زیستی با کمک باکتری‌های هوازی

اساس کار در این روش تصفیه رسانیدن اکسیژن به فاضلاب است. با اکسیژن محلول در فاضلاب تولید مثل باکتری‌های هوازی شدت یافته و این باکتری‌ها بر اطراف ذرات و قطعات کوچک تشکیل شده از مواد آلی موجود در فاضلاب نشسته و لخته‌هایی را تولید می‌کنند.

این لخته‌ها که هزاران باکتری هوازی را با خود حمل می‌کنند در روش‌های گوناگون تصفیه زیستی نقش مهمی را ایفا می‌کنند.

لخته‌های نامبرده یا به صورت معلق و شناور در فاضلاب می‌مانند (مانند استخر‌های هوارسانی)، یا بر قلوه سنگ‌ها می‌نشینند (مانند صافی‌های چکنده).

در صورت هوا رسانی کامل و رسیدن اکسیژن کافی به فاضلاب، تولید مثل و افزایش شمار این باکتری‌ها تا حدی فزونی می‌یابد که مواد آلی موجود در فاضلاب کفاف تغذیه آن‌ها را نداده، مرگ و میر در آن‌ها بروز کرده و شمار آنها بسته به مقدار مواد آلی در فاضلاب تقریبا ثابت مانده و یک نوع حالت تعادلی بوجود می‌آید.

عوامل موثر بر فعالیت باکتری‌های هوازی

برای اینکه همه‌ مواد آلی موجود در فاضلاب به مصرف تغذیه باکتری‌ها رسیده و شمار آنها به بیشترین اندازه ممکن برسد، لازم است که کمبود اکسیژن محلول در فاضلاب مرتباً بر طرف شده و بازیابی اکسیژن توسط فاضلاب در مدتی کوتاه امکان پذیر باشد. برای رسیدن به این هدف باید سطح تماس فاضلاب با هوا افزایش یابد.

این کار ممکن است با دمیدن هوا در فاضلاب و یا ایجاد تلاطم در سطح آن رخ دهد. اینگونه هوادهی در استخر‌های هوارسانی انجام می‌گیرد، یا اینکه با چکانیدن فاضلاب روی قلوه سنگ‌های طبیعی و یا قطعه‌های پلاستیکی آن را در مجاورت هوا قرار داد.

این روش در صافی چکنده مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین می‌توان فاضلاب را به صورت لایه‌های نازکی روی بسترهای ماسه‌ای (مانند صافی‌های ماسه) و یا زمین‌های غیرکشاورزی و یا کشاورزی پخش کرد.

ضریب جذب اکسیژن (α) :

در یکان‌های تصفیه زیستی نمی‌توان از همه اکسیژن موجود در یک متر مکعب هوای داده شده به فاضلاب استفاده کرد و مقدار اکسیژن قابل استفاده در روش‌های گوناگون تفاوت می‌کند.

مقدار اکسیژنی که از یک متر مکعب هوا می‌تواند جذب فاضلاب شود تابعی است از مقدار کمبود اکسیژن سیستم یعنی α.

اگر وزن همه اکسیژنی که در یک شبانه روز با کمک هوادهی به فاضلاب وارد می‌شود با O_c و مقدار کیلوگرم اکسیژنی که توسط فاضلاب جذب می‌شود با O_v نشان داده شود خواهیم داشت:

رابطه فوق C_s نشان دهنده میلی‌گرم در لیتر اکسیژن محلول در فاضلاب در حالت اشباع خود و C_x میلی‌گرم در لیتر اکسیژن محلول و موجود در فاضلاب در حالت هوادهی و α ضریب جذب اکسیژن به وسیله فاضلاب است.

بنابر نظر اکن فیلدر، α تابعی است از نوع فاضلاب و روش هوادهی و نوع هواده مورد استفاده و مقدار آن میان ۵/۰ تا یک متغیر است.

مواد غذایی باکتری‌ها:

باکتری‌های هوازی برای بدست آوردن انرژی لازم جهت ادامه زندگی خود بجز اکسیژن و مواد آلی کربن‌دار که با BOD مشخص می‌شوند نیاز به مواد آلی ازت دار و فسفر دار نیز دارند.

مقدار ازت و فسفر مورد نیاز باکتری‌ها به ترتیب حدود ۵ و ۶/۱ درصد مقدار BOD است.

نیاز باکتری‌ها به مواد دیگری مانند سدیم، کلسیم، پتاسیم و میزیم کمتر بوده و مقدار آنها به ترتیب ۴/۰ ، ۴/۰ ، ۳/۰ و۳/۰ درصد مقدار BOD است.

در فاضلاب‌های شهری مقدار مواد آلی کربن‌دار از نسبت‌های نامبرده بیشتر ولی غالبا در فاضلاب کارخانه‌ها، برعکس مقدار ترکیبات ازت‌دار و فسفردار از نسبت‌های نامبرده کمتر هستند.

بنابراین برای بالا بردن بازده یکان‌های تصفیه زیستی فاضلاب کارخانه‌ها، افزودن مواد ازت‌دار و فسفردار و حتی گاهی مخلوط نمودن آنها با فاضلاب خانگی بسیار مفید است، اما این کار باید مبتنی بر نتایج آزمایشگاهی باشد.

در اینجا لازم به ذکر است که هدف از تصفیه فاضلاب تنها تبدیل مواد آلی ناپایدار به مواد تثبیت شده‌ معدنی نیست، بلکه باید این مواد را نیز از آن جدا کرد چرا که جدا نکردن موادی که خاصیت کودی دارند موجب می‌شود تا منبع‌های طبیعی که فاضلاب تصفیه شده به آنها وارد می‌شود، محل مناسبی برای رشد گیاهان آبزی مانند آلک‌ها و جلبک‌ها گردیده و دوباره آلوده شوند.

بار حجمی:

بار حجمی یا بار هیدرولیکی عبارت است از مقدار فاضلابی که در واحد زمان بر یک مترمکعب از حجم یک تصفیه خانه وارد می‌آید.

حجم یکان‌های تصفیه زیستی باید به اندازه‌ای باشد که هوا بتواند به خوبی بین لخته‌های دارنده‌ی باکتری جریان یابد؛

یعنی بار حجمی یک واحد تصفیه‌ی زیستی اولین عددی است که در طرح باید به آن توجه کرد.

انواع روش‌های هوازی تصفیه زیستی

روش‌های تصفیه زیستی با کمک باکتری‌های هوازی را می‌توان به سه گروه تقسیم کرد:

الف: روش‌های طبیعی تصفیه زیستی

ب: روش‌های نیمه مصنوعی تصفیه زیستی

ج: روش‌های مصنوعی تصفیه زیستی

الف_ روش‌های طبیعی تصفیه زیستی:

این روش‌ها براساس استفاده از قدرت تصفیه‌ی خود به خودی منبع‌های طبیعی آب پایه‌گذاری شده و مهم‌ترین آنها عبارتند از وارد کردن فاضلاب تصفیه نشده به دریاها، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و سرانجام منبع‌های آب زیرزمینی.

در این روش‌ها همزمان از تصفیه فیزیکی و زیستی استفاده می‌شود و خود از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

ب_ روش‌های نیمه مصنوعی تصفیه زیستی:

این روش‌ها که معمولاً جاگیری زیاد و مساحت بزرگی از زمین را جهت تصفیه زیستی لازم دارند، گسترش همان تصفیه طبیعی هستند.

روش هایی را که می‌توان جزو این گروه دانست عبارتند از : پخش فاضلاب در زمین‌های کشاورزی، پخش فاضلاب در زمین‌های نفوذپذیر و ایجاد دریاچه‌های مصنوعی کم عمق که فاضلاب براثر توقف در آنها و در مجاورت هوا کم کم مورد تصفیه طبیعی قرار گیرد.

حالت خاصی از این گونه دریاچه‌ها آنهایی هستند که برای تربیت و تولید ماهی به کار می‌روند.

ج_ روش‌های مصنوعی تصفیه زیستی:

در این روش‌ها با کمک وسایل مکانیکی و ایجاد ساختمان‌های ویژه‌ای مقدار کافی هوا و اکسیژن در فاضلاب وارد می‌سازند تا تصفیه زیستی سرعت بیشتری یافته و در نتیجه، نیاز به زمان و جای کمتری باشد.

مهم‌ترین روش‌های مصنوعی تصفیه زیستی فاضلاب عبارتند از: استفاده از استخرهای هوارسانی که در آنها تصفیه با کمک لجن فعال انجام می‌گیرد و کاربرد صافی‌های چکنده.

بسته به مقدار بارگذاری روی واحد حجم یکان‌های تصفیه خانه و بازده سیستم تصفیه زیستی، یعنی درصد کاهش آلودگی فاضلاب، همه‌ی روش‌های نامبرده در بند «ب» و «ج» می‌توانند به صورت تصفیه کامل یا ناقص انجام گیرند.

تصفیه کامل یعنی بازدهی سیستم تصفیه ۸۰ تا ۹۰ درصد کاهش BOD₅ باشد و تصفیه‌ی ناقص، یعنی بازدهی سیستم تصفیه کمتر از ۸۰ درصد کاهش آلودگی باشد.

استفاده از اکسیژن خالص 

روش استفاده از اکسیژن خالص یک روش مصنوعی تصفیه زیستی است که در آن به جای دمیدن هوا به فاضلاب، مستقیماً اکسیژن خالص در آن دمیده می‌شود.

اکسیژن خالص نخست به صورت مایع در ظرفی نگهداری شده و هنگام کاربرد به صورت گاز در فاضلاب دمیده می‌شود و استفاده از اکسیژن خالص بسیار موثر تر از هوادهی بوده، از حجم سیستم کاسته و سرعت رشد و فعالیت باکتری‌ها را می‌افزاید.

در مقابل تهیه‌ی اکسیژن خالص و کاربرد آن تکنولوژی برتر و دقیق‌تری را ایجاب کرده و اداره‌ی تصفیه خانه افراد ماهر بیشتری را نیاز دارد.

در صورت استفاده از اکسیژن خالص استخرهای تصفیه زیستی را سربسته می‌سازند.

تصفیه‌ی زیستی با کمک باکتری‌های بی‌هوازی

در صورتی که به فاضلاب اکسیژن نرسد، باکتری‌های هوازی فعالیت و رشد و نمو خود را از دست داده و در عوض باکتری‌های بی‌هوازی فعالیت خود را شروع می‌کنند.

کار این باکتری‌ها براین اساس است که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه‌ی مواد آلی و معدنی موجود در فاضلاب بدست آورند.

به عبارت دیگر این باکتری‌ها برخلاف باکتری‌های هوازی مواد نامبرده را احیا می‌کنند.

نتیجه‌ی این فعالیت، تجزیه‌ی مواد آلی ناپایدار و تبدیل آنها به نمک‌های معدنی پایدار و نیز گازهایی چون گاز هیدروژن سولفوره، گاز متان، گاز کربنیک و گاز ازت است.

تولید گازهای نامبرده به ویژه گاز هیدروژن سولفوره موجب می‌شود که بوی ناخوشایند آنها محیط زیست را به شدت آلوده سازد.

از این رو این روش را به نام روش تعفن نیز می‌نامند.

به همین جهت موارد استفاده از باکتری‌های بی‌هوازی برای تصفیه‌ی فاضلاب برای جلوگیری از آلوده شدن محیط زیست تصفیه خانه‌ها محدود است.

مهم‌ترین کاربرد روش استفاده از باکتری‌های بی‌هوازی در مخزن‌های سربسته‌ی هضم لجن است و تنها در تصفیه خانه‌های بسیار کوچک مانند انباره‌های تعفن (سپتیک تانک و ایمهف تانک) هم از روش تعفن برای تصفیه‌ی فاضلاب استفاده می‌شود.

گذشته از موارد نامبرده، همیشه در تصفیه خانه‌ها کوشش می‌شود تا با رسانیدن هوا و اکسیژن به فاضلاب مانع از فعالیت باکتری‌های بی‌هوازی شوند.

در تصفیه‌ی طبیعی که در چاه‌های فاضلاب خانگی رخ می‌دهد و نیز در لجن ته نشین شده در کف دریاچه‌ها نیز باکتری‌های بی‌هوازی فعالیت می‌کنند.

هضم لجن

لجن پیش از وارد شدن به منبع‌های هضم لجن دارای نزدیک به ۶۰ تا۸۰ درصد مواد آلی تجزیه‌پذیر است.

لجن تازه از نظرحجمی نزدیک به یک درصد کل فاضلاب را دربر می‌گیرد، ولی تصفیه‌ی آن بسیار پرهزینه و پیچیده است.

هزینه‌ی تأسیسات هضم لجن گاهی نزدیک به نصف اتمام هزینه‌ی یک تصفیه خانه را در بر می‌گیرد.

غليظ کردن لجن و گرفتن آب اضافی آن کار تصفیه را آسان می‌سازد. هضم لجن که بر اثر تعفن و کار باکتری‌های بی‌هوازی است، در دو مرحله اسیدی و تخمیر متانی انجام می‌گیرد.

مرحله‌ی یکم – تخمیر اسیدی

در مرحله‌ی یکم، لجن تازه که دارای رنگی زرد خاکستری و از نظر درجه‌ی اسیدی تقریبا حالت خنثی دارد شروع به تعفن کرده، درجه‌ی اسیدی آن به ۵ و حتی به ۴ می‌رسد و محیط آن به شدت اسیدی می‌شود. انجام دهنده‌ی این کنش و واکنش، گروهی از باکتری‌های بی‌هوازی هستند که به نام باکتری‌های بی‌هوازی اسیدی نامیده می‌شوند.

در مرحله بیشتر ترکیبات آلی کربن دار مورد تجزیه قرار می‌گیرند و بر مواد آلی ازت دار کمتر تأثیر گذار می‌شود، بنابراین از این نظر شباهتی بین این دو مرحله با دو مرحله‌ی تصفیه‌ی زیستی با کمی باکتری‌های هوازی موجود است.

همچنین در ضمن این فعل و انفعال برخی مواد پروتئینی تبدیل به اسیدهای آلی و گاز HS می‌شوند.

لجن حاصل از این مرحله بسیار بدبو و چسبنده است، به سختی ته نشین می‌شود و به سختی آب خود را از دست می‌دهد. اگر این لجن به حال خود گذارده شود، در گرمای ۱۵ درجه مدت ۶ ماه طول می‌کشد تا مرحله‌ی دوم هضم لجن شروع شود.

افزایش درجه‌ی گرما مدت زمان نامبرده را بشدت کاهش می‌دهد.

مرحله‌ی دوم – تخمير متانی یا تخمير قلیایی

این مرحله با فعالیت گروه دیگری از باکتری‌های بی‌هوازی که بنام باکتری‌های بی‌هوازی متانی نامیده می‌شوند آغاز می‌شود.

در این مرحله، لجن حالتی خنثی تا کمی قلیائی با درجه‌ی اسیدی ۷ تا ۵/۷ به خود می‌گیرد و این محیطی است که باکتری‌های تولید کننده‌ی گاز متان به خوبی در آن زندگی می‌کنند.

در مرحله‌ی دوم هضم لجن بجز ترکیب‌های آلی کربن‌دار ترکیب‌های آلی ازت دار نیز تجزیه می‌شوند و مقدار زیادی گاز متان (۴CH)، گاز کربنیک (۲CO) و کمی گاز ازت (۲N) تولید می‌شود.

مقدار کل گازی که از تجزیه‌های نامبرده بدست می‌آید، به درجه‌ی گرمای لجن بستگی دارد.

شکل شماره‌ی (۴۷-۴) این وابستگی را نشان می‌دهد. نسبت گاز متان بدست آمده از هضم لجن فاضلاب شهری ۶۵ تا۷۰ درصد و گاز کربنیک ۳۵ تا۳۰ درصد کل گاز تولید شده است.

همراه گازهای تولید شده در مخزن‌های هضم لجن نزدیک به یک درصد نیز گاز هیدروژن سولفوره H₂S تولید می‌شود که بجز آلوده‌سازی محیط زیست، خاصیت خورندگی شدیدی بر تأسیسات بعد از مخزن دارد.

در صورتی که از گاز مخزن هضم لجن برای تولید انرژی استفاده می‌شود، باید پیش از مصرف آن گاز H₂S حذف شود.

باکتری‌های بی هوازی که در فرایند هضم لجن فعالیت دارند، از نقطه نظر گرمای مناسب جهت زندگی آنها مناسب است و باکتری‌های معمولی که در گرمای ۲۰ تا ۴۰ درجه بهتر زندگی می‌کنند. منحنی‌های شکل شماره‌ی (۲-۸) تغییرات زمان هضم لجن را با درجه‌ی گرمای مناسب برحسب سانتیگراد برای این دو گروه باکتری نشان می‌دهد.

شکل (۲-۸) – تاثیر گرما در فعالیت باکتری های بی هوازی [۹ ،۱۷ ،۲۰ ،۲۹]

در تکنیک هضم لجن کوشش می‌شود که مرحله‌ی اسیدی زودگذر باشد و فرایند هضم لجن بیشتر به صورت متانی و در حالت قلیایی انجام گیرد.

برای این کار باید به لجن خام وارد مقداری از لجن هضم شده اضافه کرد. باکتری‌های متانی خیلی در برابر تغییر ناگهانی درجه‌ی گرما حساسند.

در صورت کاهش ناگهانی گرمای منبع هضم لجن، احتمال برگشت حالت متانی به حالت اسیدی و کاهش مقدار گاز تولیدی زیاد است. همچنین وجود مواد سمی ناشی از نمک‌های برخی فلزها، تمرکز آمونیاک و یا منیزیم در لجن نیز ممکن است موجب برگشت به حالت اسیدی شود.

گاز متان بدست آمده از هضم لجن دارای خاصیت سوزندگی زیاد و کمی کمتر از قدرت سوزندگی گاز طبیعی ویژه‌ی سوخت در شبکه‌های پخش گاز شهری است.

بنابراین از این گاز در تصفیه خانه‌های کوچک و متوسط برای گرمایش تصفیه خانه و به ویژه گرم کردن منبع‌های هضم لجن استفاده می‌شود.

در تصفیه خانه‌های بزرگ از این گاز برای به کار اندازی توربین‌های گازی و تولید برق استفاده می‌شود.

لجنی که مرحله‌ی هضم متانی آن انجام شده باشد، دارای رنگ قهوه‌ای مایل به سیاه است، بویی شبیه بوی خاک مرطوب را می‌دهد و تولید ناراحتی نمی‌کند، به خوبی آب خود را از دست می‌دهد و حجم آن به صورت چشم‌گیری کم گشته و خاصیت چسبندگی آن ناچیز و مقدار موجودات زنده در آن کاسته شده است.

نیترات‌سازی و نیترات زدایی

الف – نیترات‌سازی

همانطور که می‌دانید اکسیداسیون مواد آلی فاضلاب در حالت هوازی در دو مرحله انجام می‌گیرد.

مرحله اول مربوط به اکسیداسیون مواد آلی کربن‌دار بوده که از نخستین لحظه‌ی قرار گرفتن فاضلاب در مجاورت اکسیژن شروع و تا پیرامون روز بیستم ادامه دارد.

و مرحله دوم مربوط به اکسیداسیون  مواد آلی ازت‌دار است که از روز اول شروع و از پیرامون روز دهم شدت پیدا کرده و مدت‌ها (تا نزدیک به دو سه ماه) ادامه خواهد یافت.

این زمان‌ها با کمک SRT، یعنی مدت زمان توقف لجن در مدار لجن برگشتی و یا به عبارت دیگر عمر لجن مشخص می‌شود.

این مدت زمان بستگی کاملی با درجه‌ی گرما‌ی فاضلاب دارد.

نتیجه کار باکتری‌ها در مرحله دوم اکسیداسیون، تجزیه‌ی مواد آمونیاکی و تولید نمک‌های معدنی نیتریت‌ها و نیترات‌ها است.

از این رو این مرحله به نام آمونیاک زدایی و یا نیترات‌سازی نامیده می‌شود.

باکتری‌هایی که در مرحله دوم روی مواد آلی ازت دار تاثیر می‌کنند یک خانواده ویژه‌ای از باکتری‌های بی‌هوازی هستند که به نام باکتری هی‌ا نیترات ساز نامیده می‌شوند.

وجود ترکیبات نیترات‌ها در فاضلاب تصفیه شده گرچه به علت پایدار بودن آنها دلیل آلودگی فاضلاب تصفیه شده نیستند، ولی به علت اینکه خاصیت غذایی زیادی دارند موجب می‌شوند که ورود آنها به به منبع‌های طبیعی آب، رشد و تکثیر گیاهان آبزی مانند جلبک ها و آلک‌ها به شدت افزایش یابند.

به عبارت دیگر با کمک نور خورشید و عمل فنوسنتز و فعالیت میکروارگانیسم‌های مختلف، مواد معدنی نامبرده دوباره تبدیل به مواد آلی گیاهی می‌شوند.

مرگ و نابودی این گیاهان آبزی موجب آلودگی دوباره‌ی منبع‌های طبیعی آب می‌شود.

همچنین در صورت نفوذ فاضلاب تصفیه شده به زمین مقدار نیترات آب‌های زیرزمینی افزایش می‌یابد و استفاده از این آب‌هارا برای مصرف‌های شهری مشکل می‌سازد.

بنابراین در تصفیه خانه‌های فاضلاب شهری نباید تنها به تبدیل مواد آلی ازت‌دار به مواد معدنی (نیترات سازی) اکتفا کرد، بلکه باید به گونه‌ای این ترکیبات ازت‌دار را از فاضلاب دور ساخت. این کار به نام نیترات زدائی نامیده می‌شود.

ب – نیترات زدایی یا ازت زدایی

در تصفیه خانه‌های فاضلاب که با روش هوادهی کار می‌کنند، معمولاً نزدیک به ۵ تا ۱۰ درصد از کل ترکیبات ازت‌دار موجود در فاضلاب توسط لجنی که از استخرهای ته نشینی نخستین برداشت می‌شود و نزدیک به ۱۰ تا ۲۰ درصد توسط لجن به دست آمده از استخرهای ته‌نشینی نهایی کاسته می‌شود.

در صورتی که وجود ترکیبات ازتی باقی مانده در فاضلاب از نظر حساسیت منبع های طبیعی آب زیان بخش تشخیص داده شود، با توجه به محلول بودن آنها باید با کمک استخر‌های ویژه‌ای و در محیطی بدون وجود اکسیژن محلول در فاضلاب، کار نیترات زدایی انجام گیرد. در این استخر‌ها با کمک خانواده‌ی ویژه‌ای از باکتری‌های بی‌هوازی و با احیای پی در پی، نخست نیترات به نیتریت و سپس به گاز ازت تبدیل شده و از حوزه‌ی عمل بیرون می‌رود.

در اینجا لازم به ذکر است که باکتری‌های نیترات زده برای فعالیت خود نیاز به مواد کربن دار دارند و مواد کربن دار در فاضلاب در مرحله اول اکسیداسیون از میان می‌روند.

بنابراین عمل نیترات زدایی یا باید پیش از مرحله‌ی اول اکسیداسیون انجام گیرد و یا اگر استخر نیترات زدایی پس از مرحله‌ی یکم اکسداسیون قرار دارد، باید مواد کربنی مانند متانول به آن افزود.

برای صرفه جویی در مصرف متانول می‌توان مقداری از لجن بدست آمده از استخر‌های ته نشینی نهایی را به استخر نیترات زدایی برگشت داد.

این فرایند ممکن است به صورت ناقص در استخرهای ته‌نشینی نهایی که مدت زمان توقف فاضلاب در آنها زیاد انتخاب شده باشد نیز خود به خود رخ دهد.

در این صورت بیرون آمدن گاز ازت موجب بالا آمدن دوباره‌ی لخته‌های لجن به سطح استخر شده، عمل ته‌نشینی را مختل می‌سازد.

بجز روش زیستی نامبرده می‌توان با روش‌های شیمایی و تعویض یون نیز گاز ازت را از فاضلاب بیرون آورد، ولی در این روش‌ها به علت پیچیدگی و هزینه‌ی فراوان در تصفیه خانه‌‌های فاضلاب شهری به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

همچنین می‌توان با افزایش کلر و رسیدن به نقطه‌ی شکست آن، مقدار ۸۰ تا ۹۵ درصد کل ازت موجود در فاضلاب را به صورت گاز ازت از حوزه‌ی عمل بیرون کرد.

ج- فسفات زدایی

فسفات‌ها نیز مانند نیترات‌ها مواد غذایی خوبی برای رشد گیاهان هستند. به همان دلایل گفته شده برای نیترات‌ها، وجود زیاد فسفاتها نیز در فاضلاب تصفیه شده ممکن است در برخی موارد خوشایند نباشد.

فاضلاب‌های شهری معمولاً دارای حدود ۸ تا ۱۰ میلی‌گرم در لیتر ترکیبات فسفردار هستند که دست کم یک تا ۳ میلی‌گرم در لیتر آن عملاً در ضمن فرایند تصفیه‌ی زیستی و بدون هیچگونه عملیات اضافی از فاضلاب گرفته می‌شود.

حتی در برخی از تصفیه‌خانه ها ۵۰ تا ۹۰ درصد آن خود بخود در فرایند تصفیه‌ی زیستی کاسته می‌شود.

بنابراین در بیشتر تصفیه خانه‌ها عملیات ویژه‌ای برای کاهش ترکیبات فسفردار پیش بینی نمی‌کنند.

به علت همگانی نبودن نیاز به فسفات‌زدایی در تصفیه خانه‌ها، از بیان جزئیات بیشتر در این باره خودداری می‌شود.

حال با توجه به تعدد روش‌‌های تصفیه بیولوژیکی هوازی و بی‌هوازی و گستردگی در انتخاب نوع تجهیزات مناسب برای اجرای هر یک از موارد فوق و همچنین نیاز به تصفیه فیزیکی و شیمیایی در کنار این فرآیندها، استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی می‌تواند بهترین گزینه باشد.

در این راستا شرکت مهندسی آب پاک (آب پالایش آرا کیا) با تجربه در زمینه طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی پکیج‌های تصفیه آب و فاضلاب، مفتخر است که آماده ارائه مشاوره رایگان توسط کارشناسان مجرب مجموعه به شما عزیزان می‌باشد.

جهت کسب اطلاع و مشاوره با کارشناسان مجموعه “آب پاک” تماس حاصل فرمایید:

۰۲۶-۳۴۲۴۵۸۹۱

۰۲۶-۳۴۲۴۲۵۰۶

۰۲۶-۳۴۲۸۳۸۵۹

۰۲۶-۳۴۲۷۹۹۵۶

شماره تلگرام و واتس آپ مجموعه “آب پاک”

۰۹۰۱۲۳۶۲۰۱۸

گرد آورنده: فاطمه کرمی

مرجع: منزوی محمدتقی، فاضلاب شهری تصفیه فاضلاب، چاپ چهاردهم، انتشارات دانشگاه تهران، ۱۳۹۲