جمع آوری فاضلابهای کشاورزی

جمع آوری فاضلابهای کشاورزی

جمع آوری فاضلاب های کشاورزی ازقدیم الایام آب را عامل حیات میدانستند. زندگی انسان و حیوانات و گیاهان بدون آب ممکن نیست، علاوه بر موارد مذکور پیشر فت های عظیم صنعتی در هر اجتماعی بوجود و فراوانی آب مربوط می باشد. آب مورد نیاز کلیه فعالیتها ی انسان در هر مصرفی تابع کیفیت شیمیایی خاصی است و بندرت اتفاق می افتد از یک منبع آب بتوانیم در تمام مصارف استفاده نمائیم. بر اساس شواهد موجود اجتماعات اولیه انسانی همواره در کنار منابع آب تشکیل گردیده است.  

 

بقیه در ادمه مطلب

امروز نیز در بعضی اجتماعات میزان آب مصرفی معیار تشخیص پیشرفتهای بهداشتی مردم آن اجتماع است خلاصه کلام آب که به مصداق آغاز گر حیات بوده، ادامه دهنده حیات نیز می باشدو زندگی انسان و تمام موجوداتی که به نحوی با او در ارتباط هستند بدون آب امکان پذیر نخواهد بود از مهمترین مواد موجود در آبهای مصرف شده بوسیله انسان می توان بهن پروتئن ها و چربی ها، کربوهیدراتهامواد پاک کننده صابونی یا دترجنت ها اشاره نموده اگر آبهای مصرف شده که به منابع اولیه خود برگردانیده می شود حاصل فعالیتهای صنعتی باشد محتوی فراران ترکیب شیمیایی که در صنایع مورد مصرف قرار گرفته خواهد بود. معمولاً آبهای مصرفی شده روزانه بوسیله انسان را که به محیط برمی گردانند فاضلاب شهری گویند و اگر این آبهای مصرف شده حاصل فعالیتهای صنعتی باشد پس آب صنعتی خواهند بود. فاضلاب محلول رقیقی است که 9/99 آن را آب و فقط 1/0 % آنرا مواد جامد یا سایر مواد تشکیل داده است. فاضلاب علاوه بر موادی که قبلاً نام برده شد ممکن است محتوی عوامل بیولوژیکی و باکتریهای بیماریزا باشد. مجموعه هر گونه تغییری در کیفیت منابع آبی در دنیا در اثر تخلیه فاضلاب یا پس آب رخ دهد به نحویکه سادگی و یا با تصفیه اندام نتوانیم از این منابع در مصارف عادی استفاده نمائیم، آلودگی گویند. بنابراین اولین نتیجه فعالیتهای اجتماعی و صنعتی انسان به صورت ویرانگری و تخر یب محیط زندگی از طریق آلوده سازی منابع آب و خاک هوا و تمام چیزهایی که در بهتر زیستن او دخالت دارند ظاهر می شود. متاسفانه بعد این ویرانگری بعلت پیشرفتهای اجتماعی و صنعتی بحدی رسیده است که حتی برای خود انسان غیر قابل تحمل شده است و ناچاراً مسائل مربوط به آلودگی محیط را به صو رت منطقه ای و جهانی در نشست های مورد بررسی و بحث قرار داده تا راه حل های مناسبی برای مبارزه با آلودگیها پیدا کند عواملی چون افزایش جمعیت پیشرفتهای تکنولوژی بهای اندکی که انسان برای محیط زیست به علت رایگان بودن قائل است و بسیاری عوامل دیگر در تشدید ویرانگری محیط زیست موثر است . بعضی از جامعه شناسان عامل فقر اجتماعی را نیز یکی از عوامل مهم آلوده سازی محیط میدانند بقول جامعه شناسان بین المللی جهان درگیر 3 نوع بیماری است، آلودگی ، جمعیت و فقر. عظمت آلودگی آبها به وسیله فاضلاب و پس آب وقتی بیشتر اشکار خواهد شد که بدانیم هر متر مکعب از این آبهای دور ریختنی بصورت خام یا تصفیه شده 40-10 متر مکعب آب خوب را آلوده می نماید و تنها آبهای سطحی نیستند که در معرض آلودگیهای ناشی از فعالیتهای اجتماعی و صنعتی انسان قرار گرفته اند بلکه تخلیه فاضلاب و پس آب در زمین می تواند آبهای زیر زمینی را بشدت آلوده سازد در بعضی شهرهای ایران در اثر اینگونه آلودگی ها به غلظت بسیار بالای یون نیترات که گاهی تا 3 برابر حد مجاز استاندارد جهانی است ب می خوریم. این موضوع موید این است که نفوذ مقادیر زیاد در زمین به مرور خاصیت تصفیه خاک را زایل نموده و لایه های خاک که میتوانستند سهمی در تغییرات کیفیت فاضلاب دفعی در زمین داشته باشند دیگر قادر به انجام این تغییرات نیستند از این رو تشکیل دهنده های فاضلاب بدون هیچ تغییری به آبهای زیر زمینی از آلودگی جمع آوری و دفع بهداشتی فاضلاب شهری است. تاریخچه جمع آوری فاضلاب : مسئله بیرون راندن فاضلاب از محیط زیست انسان از زمانی بوجود آمد که مردم به زندگی گروهی روی آوردند. با پیدایش شهرها و گسترش شبکه های آبرسانی انسان برای پاکسازی و پاک نگهداری زندگی خویش، بیرون راندن پساب های بدست آمده را پسندیده و لازم دید پس از پیشر فت تکنیک شبکه های آبرسانی ، ساختن شبکه های دفع فاضلاب ها نیز مورد توجه قرار گرفت. قدیمی ترین کانالیزاسیون را می توان در آثار تمدن هندیان مشاهده نمود. در این آثار که تاریخ آنها به حدود 7000 سال پیش نسبت داده می شود باقی مانده ی فاضلابروهایی شهر بابل و نینوا و نیز در جزیره ی کرت آثاری از مجرای فاضلاب و آبریزگاههای همگانی دیده شده اند. در شهرهای یونان و ر وم قدیم آثار فاضلابروها به قطره های 2 تا 3 متر مشاهده می شوند که ساختمان آنها را به 2000 سال پیش از میلاد نسبت می دهند در اورشلیم آثار کانالهای هدایت فاضلاب به بیرون شهر و جمع آوری آن در دریاچه های فاضلاب و حتی استفاه از فاضلاب به عنوان کود در کشاورزی دیده دیده شده که تاریخ ایجاد آن به حدود 3000 سال پیش می رسد. در شهر بمبئی باقی مانده گندابرومائی مشاهده می شود که ساختمان آنها را به حدود 1900 سال پیش مربوط می دانند. تا حدود یکصد سال پیش بیشتر گندابروما و به ویژه کانالهای فرعی فاضلاب به صورت روباز ساخته می شدند. نخست پس از آشکار شدن اثر این قبیل کانالهای در بخش بیماری های واگیر کوشش بعمل آمد که تمام گندابروما و فاضلابروها در زیر زمین ساخته شوند. قرار گرفتن فاضلابروها در زیر زمین موجب شد که در پایین رفتن سطح آب زیر زمین تاثیر نیکوئی بنماید و این خاصیت نیز جزو محاس ایجاد شبکه های جمع آوری فاضلاب قرار گیرد. کانالهای اصلی شبکه ی جمع آوری فاضلاب ( اگو) شهر پاریس به درازی 36 کیلومتر در سال 1789 میلادی ساخته شدند شهر لندن پس از کشتار یکه بیماری و با در آن انجام داد و طی آن 25000 نفر تلف شدند در سال های 1832 تا 1848 دارای شبکه ی زیر زمین جمع آوری فاضلاب شد. هامبورگ در سال 1842 برلین در سال 1852 و فرانکفورت در سال 1866 دارای شبکه کانالیزاسیون شدند. در ایران تا گذشته ای نزدیک مسئله دفع فاضلاب بسته به وضعیت سطح آب زیر زمینی به دو گونه حل می شد. 1- در شهرهای که عمق سطح آب زیر زمینی و نفوذ پذیری زمین نسبتاً زیاد بوده از چاههای جذب کننده ی فاضلاب استفاده می شد این روش سنتی تاکنون نیز در بسیاری از شهرهای ایران منجمله در بیشتر نقاط تهران کاربرد دارد. 2- در شهرهای که سطح آب زیر زمینی بالا و با زمین از نفوذ پذیری کمی برخورد است مسئله ی دفع فاضلاب بدینگونه حل می شده است که اگر شهر دارای شیب کافی بوده و یا زهکشهای طبیعی مانند رودخانه در مجاورت آن قرار داشته با ساختن فاضلابروها ی موضعی و کوتاه فاضلابهای خانگی و سطحی را بدون تصفیه به بیرون شهر منتقل می ساختند. در این مورد می توان به عنوان مثال از فاضلابروهای قدیمی شهرهای ساحل جنوب ایران مانند اهواز و بوشهر نام برد. اما در صورتیکه شهر فاقد شیب کافی برای هدایت فاضلاب بوده و امکان جریان ثقلی فاضلاب وجود نداشته است با کمک لجن کشها، چاههای جمع آوری فاضلاب را خالی و به بیرون شهر منتقل کردند از اینگونه شهرها می توان زابل را به عنوان مثال نام برد. نخست در 20 تا 30 سال اخیر در بعضی از شهرها مانند اصفهان و اهواز اقدام به ایجاد شبکه های جمع آوری فاضلاب گردید و هم اکنون طرح شبکه های جمع آوری فاضلاب در بسیاری از شهرها که در این مورد با مشکلات حادی روبرو هستند در دست تهیه و یا اجرا می باشد. شهرهای بوشهر ، مرودشت و بجنورد از اینگونه می باشند. اهمیت جمع آوری فاضلاب در جهان امروز: با بزرگ شدن شهرها و افزایش جمعیت از یک سو و گسترش صنایع و کارخانه ها از سوی دیگر مسئله ی آلودگی محیط زیست روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند با گسترش زندگی ماشینی و به علت توجه نکردن افراد به منابع همگان هر روز انواع بیشتری از آلودگی محیط زیست آدمیان و حیوانات را ناسالم تر و زندگی آنها را در معرض خطری جدی تر قرار می دهد. لذا جمع آوری گندابها و پسابها از محیط زیست در شهرها از دیدگاههای زیر لازم و ضروری است. الف- بهداشت همگانی: فاضلابها همیشه دارای مقدار بسیاری مواد خارجی هستند که به صورتهای گوناگون برای زندگی موجودات زنده زیان آور می باشند. وجود باکتریها و میکروبهای بیماری زا در فاضلابها عاملی است که بیش از یکصد سال گذشته زیان آن برای مردم آشکار گشته است و کشتارئیکه در گذشته بیماری های واگیر مانند وبا، طاعون، اسهال خونی، و غیره در نقاط گوناگون جهان انجام داده است مردم را به خطرهای ناشی از آلودگی آبها با این میکروبها آگاه کرده اند و در صورت ورود فاضلاب تصفیه نشده به منبعهای طبیعی آب باکتریهای هوازی موجود در آن اکسیژن محلول در آبرا تنفس کرده مواد الی فاضلاب را تغذیه می کنند مصرف اکسیژن محلول در آب سبب کاهش مقدار آن گشته و زندگی حیوانات ابزی را به خطر می اندازد. ب: نظم محیط زیست: بر هم خوردن نظم محیط زیست بیشتر ناشی از ایجاد آبهای سطحی است در نتیجه بارندگی های شدید وبه علت کاهش نفوذ پذیری سطح خیابانها و پشت بامها در شهر نسبت به زمینهای بیرون آنها آبهای ناشی از بارندگی پس از شستشوی خیابانها و آلوده شدن به مواد آلی و معدنی موجود در سطح آنها به صورت فاضلابها سطحی، خیابانها را می پوشانند. پس از اینکه مدتی از شروع بارندگی بگذرد عنلاً آلودگی فاضلابهای نامبرده کاسته شده و لذا برای اینگونه فاضلابها کلمه آبهای سطحی نیز بکار برده می شود. مزاحمت آبهای سطحی به ویژه در نقاط پست و گود شهر که معمولاً آبهای نامبرده بیشترین مقدار خود را بدست می آورند افزایش می یابد و به عنوان مثال می توان به جنوب تهران اشاره کرد. ج- کاربرد دوباره فاضلاب: موضوع کاربرد دوباره ی فاضلابها به علت نیاز روز افزون به آب روز به روز بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. به ویژه در ایران به علت کمی آب و گرانی آب آشامیدنی ، استفاده از فاضلابها ی پالایش شده برای مصرفهای غیر خانگی مانند آبیاری فضای سبز درون شهرها، پارکها جنگلکاری وشستشوی خیابانها و کانالهای فاضلاب اهمیت ویژه ای را پیدا می کند. با توجه به اینکه مصرفهای خانگی در شهرهای معمولاً کمتر از 50 در صد مصرف کلی شبکه های آبرسانی را تشکیل می دهند و ملاحظه می شود که کاربرد دوباره ی فاضلاب برای مصرف های غیر خانگی نامبرده تا چه اندازه می تواند به کاهش مشکل آبرسانی در شهرهای کم آب کمک نمایدو در اینجا باید یادآور شد که کاربرد فاضلابها ی تصفیه شده برای مصرفها ی آشامیدنی به علل اقتصادی و روانی هنور در جهان جنبه ی گسترده و عملی به خود نگرفته است در صورتیکه استفاده ی دوباره از فاضلاب تصفیه شده و فرستادن آن در شبکه ی شهری برای آبیاری فضاهای سبز و مصرفهای صنعتی از سال 1928 در آریزونای آمریکا شروع و روز به روز در نقاط بیشتری از جهان مورد استفاده قرار می گیرد ولی در ایران با وجود اهمیتی که به آن اشاره شد. تا کنون به استفاده از فاضلابهای خانگی برای آبیاری کشاورزی توجه کمتر و یا نادرستی شده است. د- تاثیر ب سفره های آب زیر زمینی : جمع آوری فاضلابهای شهری توسط شبکه ی کانالیز اسیون در پایین بردن سطح آب زیر زمینی و پاک نگهداری منبعهای طبیعی آب زیر زمینی اثر چشم گیری دارد. موضوع آلوده نکردن آبهای زیر زمینی در کشور ما که سیستم بیرون راندن فاضلاب در آن به صورت سنتی خود و با استفاده از چاههای جذب کننده انجام می گیرد اهمیت بیشتری می یابد. در بیشتر شهرهای ایران به علت نداشتن دسترسی به منبعهای طبیعی روی زمینی آب مانند رودخانه و یا دریاچه ی آب شیرین، استفاده از آبهای زیر زمینی برای آبرسانی متداول می گیرند عامل اصلی آلودگی آبهای زیرزمینی است علاوه بر آلوده کردن آب شفره های زیر زمینی کاربرد چاههای جذب کننده فاضلاب بیشتر وقتها بر روی سطح آب زیر زمینی نیز موثر بوده و مشکلاتی از نظر ساختمانی و کاربرد چنین چاههای را در نقاط پست و گود شهر بوجود می آورد نمونه چنین حالتی را می توان در بوشهر و تبریز و جنوب شهر تهران مشاهده نمود همچنین بالا آمدن سطح زیرزمینی ممکن است زیانهای مادی فراوانی به تاسیسات شهری برساند به عنوان مثال زیانهای که هم اکنون به تاسیسات تلفن بر ق و آب آشامیدنی در بندر بوشهر به علت بالا آمدن سطح آب زیرزمینی وارد می آید را نام برد. روشهای جمع آوری فاضلاب شهری: جمع آوری فاضلاب شهری را می توان به صورت در هم وبا کمک یک رشته فاضلابرو برای هدایت فاضلابهای خانگی و آبهای سطحی انجام داد و یا به صو رت مجزا و با ایجاد دو رشته مجزای گوناگون یکی برای هدایت خانگی و دیگری برای هدایت آبهای سطحی ناشی از بارندگی طراحی نمود. در روش در هم هزینه ی ایجاد شبکه ی جمع آوری کمتر ولی هزینه ی ساختمان تصفیه خانه و آلودگی محیط زیست بیشتر می باشد در صورتیکه در روش مجزا هزینه ی ساختمان شبکه بیشتر ولی آلودگی محیط زیست کمتر می گردد. روش جمع آوری فاضلابها در شهرهای ایران: روش مجزا معمولاً دارای هزینه ی ساختمان بیشتری است و وقتی باید طرح آن مبادرت ورزید که طرح شبکه ی در هم نظر فنی ایمنی نداشته باشد در حالتهای زیر طرح شبکه ی درهم برای شهرهای ایران نامناسب و شبکه مجزا پیشنهاد می شود. الف) در شهرهای ساحلی که بتوان آب باران را در قسمتهای گوناگون شهر مستقیماً وارد رودخانه یا دریا نمود. یعنی هزینه ی ساختمان شبکه جمع آوری آب باران نسبتاً کم باشد. در شهرهایی که یک یا چند رودخانه خشک و یا مسیل از آن می گذرد و می توان از آنها به عنوان کانالهای اصلی جمع آوری باران استفاده نمود در این صورت بهتر است حتی الامکان روی این مسیلها را پوشانید و در صورت نیاز به صرفه جویی در هزینه طرح برای کانالهای فرعی جمع آوری آب باران از جوی های روباز سنتی استفاده نمود. ج) در شهرهای جنوبی ایران به علت زیاد بودن شدتهای لحظه ای بارندگی و جریان بادهای سطحی که گاهی همراه با حرکت ماسه بادی هستند و نیز زیادی نسبی روزهای خشک و بی بارندگی انتخاب شبکه ی مجزا پیشنهاد می شود در برخی از شهرهای اطراف کویرها با وجود کمتر بودن شدتهای لحظه ای بارندگی وبه علت زیادی روزهای بدون بارندگی و وجود بادهای همراه با ماسه بادی انتخاب روش در هم صحیح بنظر نمی رسد. د) در شهرهائیکه شیب خیلی زیادی دارند و می توان برای آب باران از شبکه ی روباز یا روبسته استفاده کرده و به سادگی آب باران را به بیرون شهر هدایت نمود انتخاب روش مجزا باید مورد توجه باشد. در مقابل تنها برای شهرهای شمالی ایران به ویژه در استانهای مازندران و گیلان که روزهای بارندگی زیادی در سال دارند. ممکن است روش در هم مورد توجه قرار گیرد. در این مورد نیز باید مطالعات کافی بعمل آید تا از نظر ایمنی مشکلاتی بوجود نیاید. تاریخچه تصفیه فاضلاب: برخلاف فن های آبرسانی شهری و جمع آوری فاضلاب که تاریخچه نسبتاً طولانی و چند هزار ساله دارد پالایش و تصفیه فاضلاب بصورت امروزی خود دارای سابقه تاریخی کوتاهی می باشد تنها در نوشته های تاریخی از گفته ها و فرمانهائی در پرهیز از آلوده سازی منابع طبیعی آب به ویژه رودخانه ها یاد شده است. نخست از حدود یکصد سال پیش که رابطه بین اثر باکتریها و میکروبهای بیماری زا در واگیری وشیوع بیماریها آشکار گشت. انسان بفکر پاکسازی آبهای آلوده افتاده به عبارت دیگر فن تصفیه آب و فاضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم زیست شناسی و پزشکی بوجود آمده است. پرداختن و توجه به این فن از آنجا شروع گشت که به تدریج برای جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی آب و به ویژه رودخانه ها و ورود فاضلاب به این منابع ممنوع اعلام گردید. این جلوگیری ما نیاز به تصفیه ی فاضلاب و تکامل روشهای آنرا ایجاب نمود. با گذشت زمان و به ویژه پس از جنگ جهانی دوم ، در نتیجه توسعه شهرها و صنایع خطر آلودگی محیط زیست و در نتیجه نیاز به تصفیه فاضلاب با شدت بی سابقه ای افزایش یافت و همزمان با آن روشهای بسیاری برای تصفیه فاضلاب پیشنهاد و بکار گرفته شد. در ایران از زمانهای بسیار دوری لجن بدست آمده از چاههای جذب کننده فاضلاب به عنوان کود کشاورزی بکار گرفته شده است. ولی در تمام این روشها بیشتر بر بازیابی از مواد کودی فاضلاب بوده است و نه تصفیه آن. از دهها سال پیش تا کنون دریاچه های تثبیت و تصفیه فاضلاب در کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته اند. هدف از تصفیه فاضلاب: الف: تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم: فاضلابهای شهری همیشه دارای میکروبهای گوناگون می باشند که قسمتی از آنها میکروبهای بیماری زا را تشکیل می دهند و رود فاضلاب تصفیه نشده به محیط زیست و منبع های آب چه آنهائی که روی زمین و چه آنهایی که در زیرزمین قرار دارند موجب آلوده شدن این منبع به میکروبهای بیماری زا می گردد و در اثر تماس انسان با این منبع ها خطر گسترش این بیماری ها بین مردم بوجود می آید. ب) پاک نگهداری محیط زیست – وارد نمودن فاضلابهای تصفیه نشده به محیط زیست موجود آلودگی این محیط شده که علاوه بر خطرهای مستقیمی که برای بهداشت مردم دارد مردم دارد نتایجی از قبیل ایجاد مناظر زشت، بوی ناخوشایند و سرانجام تولید حشرات بخصوص مگس و پشه به همراه دارد. این حشرات خود وسیله ای برای جابه جا شدن میکروبهای بیماری زا و آلوده سازی محیط زیست با این میکروبها می باشند. ج) بازیابی فاضلاب: با توجه به اینکه مقدار نمکهای معدنی محلول در فاضلاب بمراتب کمتر از آب دریاهای آزاد می باشد و فاضلاب جزو آب شیرین جهت آبیاری کشاورزی بمراتب ارزانتر از شیرین سازی آب دریاچه های شور می باشد این مساله در ایران که در بسیاری از نقاط آن مردم با کمبود آب شیرین مواجه هستند می تواند در مصرف آب شیرین مورد استفاده در آبیاری کشاورزی صرفه جویی نماید. در اینجا لازم به تذکر است که بکار بردن خام و تصفیه نشده جهت آبیاری کشاورزی مشکلات زیادی در بردارد و تا جایی که غالباً استفاده از اینگونه فاضلابها را غیر ممکن می سازد. در هر صورت برای رسیدن به نتایج خوبی در کاربرد دوباره ی فاضلاب در کشاورزی نیاز به مطالعه و بررسی و برنامه ریزی کاملی هست. انواع و خواص فاضلاب ها: فاضلاب خانگی: فاضلابهای خانگی خالص تشکیل شده اند از فاضلاب دستگاههای بهداشتی خانه ها مانند توالت، دستشوی ها و حمام ها و ماشین های لباسشویی و ظرف شویی پس آب آشپزخانه ها و یا فاضلاب بدست آمده از شستشوی قسمت های گوناگون خانه. خواص فاضلاب های خانگی در سطح یک کشور تقریباً یکسان و تنها غلظت آنها بسته به مقدار مصرف سرانه ی آب در شهرها تغییر می کند آنچه در شبکه های جمع آوری فاضلاب شهری، به نام فاضلاب خانگی جریان دارد علاوه بر فاضلاب خانگی خالص دارای مقداری فاضلاب بدست آمده از مغازه ها و فرشگاه ها، تعمیرگاه ها و کارگاه ها، رستورانها و موسسه هائی مانند آنها نیز می باشد که اجباراً در سطح شهر و به طور پراکنده وارد کانال های جمع آوری فاضلاب می کردند. لذا با توجه به نوع و تعداد اینگونه موسسه ها ممکن است نوع فاضلاب در شهر تغییر کند. چنین فاضلابی را فاضلاب خانگی ناخالص نیز می نامند. رنگ فاضلاب – رنگ فاضلاب خانگی نشان دهنده عمر آن است. فاضلاب تازه دارای رنگ خاکستری است. پس از مدتی که فاضلاب گندید و کهنه شد رنگ ان تیره و سیاه می گردد. بوی فاضلاب – بوی فاضلاب ناشی از گازهائی است که در اثر متلاشی مواد آلی بوجود می آید. بوی فاضلاب تازه قابل تحمل تر از فاضلاب کهنه است. بوی فاضلاب کهنه بیشتر ناشی از گاز هیدروژن سولفوره می باشد که در اثر فعالیت باکتری های بی هوازی و در نتیجه ی احیای سولفات ها به سولفیت ها تولید می گردد. در صورتی که به فاضلاب هوا و اکسیژن کافی برسد باکتری های بی هوازی از فعالیت باز ایستاده و بجای آنها باکتری های هوازی مواد آلی فاضلاب را تجربه می کنند و گاز کربنیک مهمترین گازی است که از کار این باکتری ها تولید می شود. لذا مانند آنچه در تصفیه خانه های فاضلاب رخ می دهد اگر اکسیژن کافی به فاضلاب دمیده شود. فاضلاب بی بو می گردد. دمای فاضلاب: به علت اعمال زیستی درجه گرمای فاضلاب معمولاً بیشتر از درجه گرمای آب در همان محیط است درجه گرمای فاضلاب در سردترین روزهای زمستان غالباض از 10 درجه ساتیگراد کمتر نمی گردد و در روزهای معمولی درجه ی گرمائی در حدود 20 درجه سانتیگراددارد. موجودات زنده در فاضلاب: علاوه بر مواد خارجی همیشه فاضلاب مقدار زیادی موجودات زنده ی ذره بینی مانندویروس ومیکروب به همراه دارد تنها قسمت کمی از این موجودات زنده ممکن است بیماری زا باشند از این گروه می توان با سیل ، حصبه، اسهال و وبا که جزو باکتریهای انگلی هستند را نام برد. دو گروه دیگر از مجودات زنده ی موجود در فاضلاب باکتری های هوازی و باکتری های بی هوازی حتی در تصفیه ی فاضلاب نقش مثبت و بسیار کمک کننده دارند. تعداد موجودات زنده در یک سانتیمتر مکعب از فاضلاب شهری به یک تا چند میلیون عدد نیز می رسد. درجه اسیدی: فاضلاب های خانگی خالص و تازه معمولاً حالتی خنثی و یا متمایل به قلیایی دارند. تنها در اثر ماندن و شروع عمل گندیدگی گازهای اسیدی ( هیدروژن سولفوره) تولید گردیده و درجه اسیدی فاضلاب کاهش یافته، خاصیت اسیدی پیدا می کند. هر چه درجه گرمایی محیط بیشتر باشد عمل گندیدن و تعفن زودتر رخ می دهد. در شرایط نسبتاً متعارفی عمل تعفن سه تا چهار ساعت پس از تولید فاضلاب شروع می شود. مواد خارجی در فاضلاب: در فاضلاب همیشه مقداری مواد خارجی به صورت محلول و یا نامحلول و معلق وجود دارد. مقدار مواد خارجی فاضلاب در حدود 1/0 درصد و بقیه ی آنرا آب تشکیل می دهد. حدود نیمی از مواد خارجی موجود در فاضلاب، مواد آلی و بقیه مواد معدنی می باشند چنانچه در جدول دیده می شود مواد خارجی معلق نیز خود به دو گروه ته نشین پذیر تقسیم می شوند و مواد معلقی ته نشین پذیر گویند که پس از 2 ساعت توقف در ظرف ته نشین شوند. درجه آلودگی و مقدار مواد خارجی فاضلاب های شهری با مصرف سرانه آب به مقدار 200 لیتر در شبانه روز انواع مواد خارجی در فاضلاب مواد معدنی 1 مواد الی 2 مجموع مواد خارجی درجه آلودگی گرم / متر مکعب گرم / نفر * روز گرم / متر مکعب گرم / نفر*روز گرم / متر مکعب گرم / نفر * روز گرم / متر مکعب گرم / نفر * روز مواد معلق و ته نشین پذیر 3 50 10 150 30 200 40 100 20 مواد معلق ته نشین ناپذیر 4 25 5 50 10 75 15 50 10 مواد خارجی محلول 5 375 75 250 50 625 125 150 30 جمع تمام مواتد خارجی 6 450 90 450 90 900 180 300 60 ( مواد معدنی)Inorganic materials 1- شماره ها: ( مواد آلی) 2-Organic materials مواد معلق و ته نشین پذیر 3- settleable suspended solids مواد معلق و ته نشین ناپذیر 4-Nonsettleable suspended solids مواد خارجی محلول 5-Disolved solids (DS.TDS) جمع تمام مواد خارجی 6-Total solids (TS) . فاضلاب سطحی: فاضلاب های سطحی ناشی از بارندگی و ذوب یخ ها و بر ف های نقاط بلند هستند. این فاضلاب ها به علت جریان در سطح زمین و تماس با آشغال ها و کثافت های روی زمین و شستن سطح خیابان ها و پشت بام ها آلوده شده ومقداری مواد آلی و معدنی در آنها وجود دارد. لذا در شروع بارندگی درجه آلودگی فاضلاب های سطحی زیاد و پس از پاک شدن سطح های بارش مقدار آن کاسته می شودذ بیشترین قسمت مواد خارجی را در این فاضلاب ها مواد معدنی مانند ماسه و شن تشکیل می دهند که در اثر شستشوی خیابان ها وارد فاضلاب می شوند به علاوه پس ماندهی ذرات گیاهی و حیوانی و مواد نفتی و دوده قسمت های دیگر از مواد خارجی موجود در آب سطحی را تشکیل می دهند و جدول زیر میزان آب های سطحی که در برخی از جوی هاسنتی تهران تهران جریان دارد و دارای درجه آلودگی زیاد و حتی بیش از فاضلاب های خانگی هستند را نشان می دهند. خواص برخی از فاضلاب های تهران خواص فاضلاب فاضلاب خام صاحبقرانیه فاضلاب تصفیه شده ی صاحبقرانیه نهر فیروزآباد پیش از کارخانه چیت سازی نهر فیروز آباد در شهر ری نازی آباد شهر آرا مواد معلق بر حسب میلی گرم در لیتر 200 تا250 60 تا 75 162 تا 200 100 تا 1100 300 تا 700 250 تا 620 مجموع مواد جامد بر حسب میلی گرم در لیتر 700 تا 900 500 تا600 1100 تا 3800 900 تا 3500 1000 تا 1900 400 تا 900 مواد محلول بر حسب میلی گرم در لیتر 500 تا700 450 تا 550 900 تا 2200 400 تا2400 900 تا1200 350 تا600 BOD بر حسب میلی گرم در لیتر 150 تا260 35 تا50 80 تا276 300تا1800 230 تا550 300 تا570 COD بر حسب میلی گرم در لیتر 60 تا65 15 تا20 30 تا 70 110 تا500 90 تا 226 76 تا 120 درجه اسیدی PH 15/7 تا80/7 80/7 8/7 تا8 6 تا5/7 6 تا9 5/6 تا 7/8 Biochemical oxygen demand (BOD) *BOD Chemical oxygen demand (COD) *COD آلودگی فاضلاب های شهر در ایران : شامل دو نوع آلودگی می شود الف: درجه آلودگی فاضلاب های خانگی در شهرهای ایران : برای تعیین درجه ی آلودگی فاضلاب های شهری لازم است که شبکه ی جمع آوری فاضلاب وجود داشته باشد. متاسفانه بیشتر شهرهای ایران فاقد شبکه ی جمع اوری می باشند وبرخی از آنها نیز که شبکه های موضعی در برخی از قسمتهای خود دارند فاقد آمارگیری از آزمایش روی فاضلابهایشان می باشند. تنها نتایج نسبتاً دقیقی که در دست است مربوط به شهرهای اصفهان و تهران می باشند بطور متوسط در فاضلاب های شهری نسبت مقدار تولید سرانه ی مواد معلق (ss) به مقدار BoD5 حدود 1/1 تا 2/1 می باشد برای تعیین مشخصات فاضلاب در شهر تهران از سال 1349 به مدت 5/2 سال از شبکه های جمع آوری فاضلاب در شهرک های موجود در آن نمونه های فاضلاب برداشت شده و در آزمایشگاه سازمان آب تهران مورد آزمایش قرار گرفته است بر اساس آزمایش های نامبرده مقدار تولید سرانه Bod5 و مواد معلق (SS) در تهران برابر 40 و 50 گرم تعیین گردید که مبنای طرح مقدماتی فاضلاب تهران قرار گرفت و در اصفهان نیز در سالهای 1350 تا 1353 آزمایش هائی برای تعیین Bod5 فاضلاب شهری انجام گرفت که برای مقدار Bod5 عدد 40 گرم برای هر نفر در شبانه روز را نشان داده است. نتایج آزمایش روی فاضلاب شهری در تهران ناحیه غلظت فاضلاب بر حسب میلی گرم در لیتر درجه اسیدی PH 4/7 6/7 5/7 مواد معلق(SS) مواد محلول(TDS) شرق تهران جنوب تهران جنوب شرقی تهران 220 360 450 275 450 355 400 525 500 درجه آلودگی فاضلابهای سطحی در شهرهای ایران: آبهای سطحی ممکن است آلودگی هایی بیش از آلودگی فاضلابهای خانگی نیز داشته باشد. جمعیت معادل – گاهی ممکن است در شهری واحدهای صنعتی و یا دامداری وجود داشته باشند که به علت وضعیت شبکه ی وضعیت شبکه ی جمع آوری فاضلاب در آن شهر، آمیختن فاضلاب آنها با فاضلاب خانگی مورد درخواست مسئولین شهر باشد در این صورت نخست باید به دو نکته اساسی توجه شود. اول: برای وارد نمودن فاضلاب های صنعتی به شبکه ی جمع آوری فاضلاب خانگی شرایطی موجودند که باید مورد توجه قرار گیرند. این شرایط بدین جهت وضع شده اند که کیفیت فاضلاب صنعتی از نظر مقدار مواد غذایی و مواد سمی موجب نا متناسب شدن محیط زندگی باکتری های هوازی و بی هوازی در فاضلاب نگردند. همچنین درجه ی خورندگی و اسیدی فاضلاب به لوله های شبکه و تاسیسات تصفیه خانه زیانی وارد نسازد. در مورد مقدار مواد مناسب خواهد شد. دوم: برای دخالت دادن مقدار آلودگی های صنعتی و یا دامداری در طراحی تصفیه خانه ی فاضلاب معمولاً از روش جمعیت معادل استفاده می شود. درجه آلودگی فاضلاب در صنایع به ازای هر واحد تولید یا مصرف نوع صنعت واحد تولید یا مصرف جمعیت معادل تولید از نظر حجم فاضلاب تولید شده از نظر آلودگی فاضلاب صنایع غذایی شیرسازی 1000لیتر شیر 27 تا 67 20 تا 250 قند و شکر یک تن چغندر 67 تا 133 450 تا700 کنسرو و میوه یک تن کنسرو 27 تا39 180 تا500 روغن نباتی یک تن روغن 133 500 شیرینی سازی یک تن شیرینی 40 تا173 40 تا150 کشتارگاه یک گاو – یک بره 2 تا7/2 70 تا200 دامداری گاو و اسب یک اسب یا گاو 5/0 5 تا16 دامداری گوسفند یک گوسفند 13/0 5 صنایع نساجی و چرم سازی دباغی یک تن پوست 267 تا400 1000 تا 4000 کفانی یک تن کفش 03/0 3/0 رنگرزی یک تن پارچه 133 تا333 2000 تا3500 رختشوئی یک تن پارچه 333 تا 667 700 تا 2300 صنایع شیمیایی داروسازی یک تن دارو 333 صابون سازی یک تن صابون 167 1000 لاستیک سازی یک تن لاستیک 667 توجه: اعداد جدول بر مبنای تولید سرانه ی فاضلاب برابر 150 لیتر و تولید سرانه ی آلودگی BoD5 برابر 60 گرم هر نفر در شبانه روز محاسبه شده اند. اصول کلی تصفیه فاضلاب( پالایش فاضلاب): تفاوت اصلی فاضلاب با آب تمیز همانا فراوانی مواد خارجی و به ویژه مواد آلی در آن است لذا هدف از تصفیه فاضلاب عبارتست از: الف) گرفتن مواد معلق و شناور از فاضلاب ب) اکسیداسیون مواد ناپایدار آلی موجود در فاضلاب و تبدیل آنها به موادی پایدار مانند نیترات سولفات ها و فسفات و سپس ته نشین ساختن و جداسازی آن مواد ج) جداسازی مواد سمی محلول و نامحلول از فاضلاب نظیر ترکیبات فلزهای سنگین د) گندزدائی و کشتن میکروب ها در فاضلاب تمام کارهای نامبرده در طبیعت و در مدتهائی نسبتاً طولانی و بالغ بر چندین روز خود به خود انجام می گیرند. هدف از ساختن تاسیسات تصفیه خانه ( پالایشگاه) فاضلاب و تکامل دادن آن از یک سو سرعت بخشیدن به کارهای نامبرده و کوتاه نمودن مدت زمان پالایش تا به حدود چند ساعت است و از سوی دیگر جلوگیری از آلوده شدن منبع های طبیعی آب و محیط زیست می باشد. تصفیه فاضلاب چه وقتی که به صورت مصنوعی و در تصفیه خانه انجام می گیرد و چه وقتی که به صورت طبیعی و خود به خودی رخ می دهد به سه گونه ممکن است انجام شود. اول: تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی دوم: تصفیه زیستی یا تصفیه بولوژیکی سوم: تصفیه شیمیایی تصفیه مکانیکی یا تصفیه فیزیکی: تصفیه مکانیکی از یک رشته فرایندهائی تشکیل شده است که در آنها تنها از خواص مکانیکی و فیزیکی برای جداسازی مواد خارجی معلق در فاضلاب استفاده می شود که شامل مراحل زیر می باشد. صاف کردن فاضلاب: هدف از صاف کردن فاضلاب عبارتست از گذرانیدن آن از صافی هائی که بتوانند مواد معلق فاضلاب را در خود نگاه داشته و مایع آن را از خود عبور دهند. مهمترین روش های متداول در تصفیه خانه های فاضلاب برای صاف کردن فاضلاب عبارتند از: الف: آشغالگیری اولین تصفیه ایست که در تصفیه خانه ها در مورد فاضلاب خام انجام می گیرد. در ضمن آن مواد معلق درشت را از فاضلاب جدا می سازند. اشغالگیری معمولاً با کمک صفحه های فلزی که سوراخ هائی به قطر چند میلیمتر تا چند سانتیمتر در آن ساخته شده و یا با کمک تورهای سیمی و به وسیله میله هائی که به صورت مایل در امتداد جریان فاضلاب قرار داده می شود انجام می گیرد. قرار دادن اشغالگیر در مسیر جریان فاضلاب موجب کاهش سطح مقطع جریان ایجاد افت فشار و افت انرژی شده که به صورت اختلاف سطح در دو سوی اشغالگیر نمودار می شود. وجود اشغلگیر سبب مقدار معلق در فاضلاب و در نتیجه Bod5 موجود در فاضلاب خام می گردد. مقدار کاهش آلودگی فاضلاب تابعی است از بزرگی سوراخ ها و یا فاصله میله های اشغالگیر. هر چه سوراخ های اشغالگیر ریزتر باشند مقدار کاهش آلودگی بیشتر شده و افت انرژی نیز افزایش می یابد . ب) صاف کردن با کمک ماسه: این روش بیشتر در تصفیه خانه ها، برای تصفیه نهائی فاضلاب و زلال سازی آن بکار می رود. در این روش مواد معلق بسیار ریز مانند خاکشیرها و تخم انگل ها که غالباً در برابر تجزیه بسیار مقاوم هستند گرفته می شوند. کاربرد صافی های ماسه ای در تصفیه فاضلاب های شهری به علت هزینه ی زیاد آن کمتر متداول است و تنها به عنوان تصفیه تکمیلی و یا مرحله ی سوم تصفیه ممکن است بکار برده شود. در فاضلاب های صنعتی نیز گاهی این روش برای گرفتن رنگ های کلوئیدی بکار می رود و در این صورت استفاده از پودر ذغال فعال در این ذصافی ها بازده رنگ زدائی را می افزاید. ته نشین کردن مواد معلق: روش ته نشین کردن مواد معلق در فاضلاب مهمترین روش تصفیه مکانیکی است که در بیشتر تصفیه خانه های فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. اساس کار روش ته نشین بر این هدف قرار دارد که با کاهش سرعت جریان در استخرهائی امکان ته نشین شدن مواد معلق در فاضلاب بوجود آید. حجم یک استخر ته نشین را می توان به چهار منطقه تقسیم نمود. 1-منطقه ی ورودی که توسط آن فاضلاب در استخر پخش می گردد. 2- منطقه ی ته نشینی که در آن ذرات معلق فاضلاب ته نشین می شوند. 3- منطقه ی جمع شدن لجن که در آن ذرات ته نشین شده متراکم گشته و تشکیل لجن را می دهند. 4- منطقه ی خروجی که توسط آن فاضلاب ته نشین شده از استخر بیرون می رود. در موقع ته نشین شدن ذرات معلق در منطقه ی ته نشینی، در اثر تماس آنها با آب مقاومتی در جهت معکوس بر آنها وارد می آید که متناسب با سرعت و شکل ذره می باشد. در حالتی که ذرات کروی شکل و عدد راینلدز در رابطه ی کوچکتر از یک می باشد سرعت ته نشینیs v را می توان طبق رابطه ی به نام استوکس معرف است محاسبه نمود. که باتوجه به اینکه تحقیق مقدماتی میباشد وارد مسائل ان نمیشوم. شناورسازی مواد معلق: در فاضلاب های شهری همیشه مقداری از مواد معلق سبک شده بوده و دارای وزن مخصوص کوچکتر از وزن مخصوص فاضلاب می باشد. برای جداسازی چنین موادی باید از روش شناورسازی و بالا آوردن آنها از نیروی ثقل کمک گرفته می شود. مواد سبک که ممکن است در فاضلاب شهری یافت شوند عبارتند از چربی ها حیوانی، روغن های نباتی و ترکیبات گوناگون نفتی . مقدار مواد نامبرده در فاضلاب شهری کم و در حدود یک لیتر در شبانه روز برای هر هزار نفر می باشد و لذا در تصفیه خانه های فاضلاب شهری نیازی به استخرهای ویژه ی چربی گیر نبوده و برای جداسازی مواد معلق سبک از استخرهای ته نشینی استفاده می شود و در فاضلاب های صنعتی ، فاضلاب کشتارگاه ها و یا فاضلاب رستوران های بزرگ و نظایر آنها غالباً پیش بینی چربی گیرهای ویژه لازم است. دمیدن هوا در فاضلاب و خنک کردن آن از عواملی هستند که جداسازی مواد چربی را تندتر می کنند با توجه به آنچه گفته شد برای محاسبه و طراحی استخرهای شناور سازی استخرهایته نشینی از پارامترهای بار سطحی و مدت زمان توقف استفاده می شود. تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی : در طبیعت بین نمک های معدنی نظیر نیترات ها، فسفات ها، سولفات ها....... و ترکیبات الی مانند پروتئین ، انواع اسیدهای آلی، الکل و غیره سیکل بسته ای به صورت زیر وجود دارد. در یک تصفیه خانه فاضلاب هرگاه تصفیه مکانیکی برای کاهش آلودگی فاضلاب کافی نباشد از کار موجودات زنده ای به نام باکتریهای هوازی و یا بی هوازی برای ادامه ی تصفیه فاضلاب یاری می گیرند کاریگانهای تصفیه زیستی در تصفیه خانه همانا تشدید عملی است که به طور خودبخودی در طبیعت رخ می دهد یعنی یا ایجاد محیطی مناسب برای رشد و افزایش تعداد باکتریهای نامبرده مدت زمان تصفیه طبیعی را که ممکن است به چندین روز برسد به چند ساعت کاهش می دهند. دو گروه باکتریهای هوازی و بی هوازی جزو گروه باکتریهای ساپروفیت هستند که مواد غذایی خود را برخلاف باکتری های انگلی از اجساد پسمانده ی موجودات زنده تامین می کنند و بهمین دلیل این دسته از باکتری ها کارگردان تصفیه خانه ی فاضلاب نامیده می شوند. سلول باکتر های مورد گفتگو به بزرگی حدود یک تا پنج میکرون بوده از یک هسته و پلاسما که بوسیله سلولزی احاطه شده تشکیل می شود روی پوسته نامبرده را پوسته ای لزج می پوشاند. حدود 8/0 بدن باکتری از آن و بقیه آن از مواد آلی و معدنی تشکیل شده است. همانند سایر میکروار گانیسم ها. درجه گرما و درجه اسیدی ph فاضلاب و نیز مقدار اکسیژنی که به صورت مولکولی و محلول و یا به صورت اتمی در ترکیبات گوناگون موجود در فاضلاب یافت می شوند. در مرگ و زندگی و شدت فعالیت این باکتریها نقش اساسی را ایفا می کنند. با افزایش درجه گرما، فعالیت باکتریها فزونی یافته و به ازای هر ده درجه ی سانتیگراد این فعالیت تقریباً دو برابر می گردد. باکتریها محیط اسیدی پایین تر از PH=4 و محیط قلیایی بالاتر از PH=9/5 را نمی توانند تحمل کنند. مناسبترین درجه اسیدی برای زندگی و رشد باکتریها بین 5/6 تا 5/7 درجه است. در هر صورت تغییر ناگهانی درجه اسیدی فاضلاب در کاهش فعالیت و حتی مردن باکتریها اثری چشم گیر دارد. با توجه به آنچه گفته شد برای بررسی بیشتر در تصفیه زیستی باید نخست آنرا به دو نوع زیر تقسیم نمود. - تصفیه زیستی با کمک باکتریهای هوازی - تصفیه زیستی با کمک باکتریهای بی هوازی اساس کار این روش تصفیه رسانیدن اکسیژن بی فاضلاب است. با اکسیژن محلول در فاضلاب تکثیر مثل باکتریهای هوازی شدت یافته و این باکتریها بر اطراف ذرات و قطعات کوچک تشکیل شده از مواد الی موجود در فاضلاب نشسته و تولید لخته هائی را می نمایند. این لخته ها که هزاران باکتری هوازی را با خود حمل می کند در روشهای گوناگون تصفیه زیستی مهمی را ایفا می کنند. لخته های نامبرده یا به صورت معلق و شناور در فاضلاب می مانند یا بر قطعات قلوه سنگ می نشینند. در صورت هوارسازی یا به صورت معلق و شناور در فاضلاب می مانند بر قطعات قلوه سنگ می نشینند. در صو رت هوارسانی کامل و رسیدن اکسیژن کافی به فاضلاب تکثیر مثل و افزایش تعداد این باکتریها تا حدی فزونی می یابد که مواد الی موجود در فاضلاب کفاف تغذیه آنها را نداده، مرگ و میر در آنها بروز کرده و تعداد آنها بسته به مقدار مواد الی در فاضلاب تقریباً ثابت مانده و یک نوع حالت تعادلی بوجود می آید برای اینکه تمام مواد الی موجود در فاضلاب به مصرف تغذیه ی باکتریها رسیده و تعداد آنها به حداکثر ممکن برسد لازم است که کمبود اکسیژن محلول در فاضلاب مرتباً برطرف 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 کمک دمیدن هوا در فاضلاب و یا ایجاد تلاطم در سطح آن رخ دهند. اینگونه هوا دهی درذ استخرهای هوا رسانی انجام می گیرد با اینکه با چکانیدن فاضلاب روی قلوه سنگها طبیعی و یا مصنوعی آنرا در مجاورت هوا قرار داد این روش در صافی چکنده مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین می توان فاضلاب را به صورت لایه های نازک روی بسترهای ماسه ای ( مانند صافی های ماسه ای ) و یا زمینهای غیر کشاورزی و یا کشاورزی پخش نمود. در یگانهای تصفیه زیستی نمی توان از تمام اکسیژن موجود در یک متر مکعب هوای داده شده به فاضلاب استفاده نمود و مقدار اکسیژن قابل استفاده در روشهای گوناگون تفاوت می کند. مقدار اکسیژن که از یک متر مکعب هوا می تواند جذب فاضلاب شود تابعی است از مقدار کمبود اکسیژن فاضلاب نسبت به حالت اشباع آن و ضریب جذب اکسیژن سیستم. مواد غذایی باکتریها: باکتریها هوازی برای بدست آوردن انرژی لازم جهت ادامه زندگی خود علاوه بر اکسیژن و مواد الی کربن دار که با bod مشخص می شوند نیاز به مواد الی ازت دار و فسفر دار نیز دارند. مقدار ازت و فسفر مورد نیاز باکتریها به ترتیب حدود 5 و 6/1 درصد مقدار BOD می باشد. نیاز باکتریها به مواد دیگری مانند سدیم، کلسیم، پتاسیم و منیزیم کمتر بوده و مقدار آنها به ترتیب 4/0 ، 4/0 ، 3/0 ، 3/0 ،درصد مقدار BOD می باشد. در فاضلابهای شهری مقدار مواد الی کربن دار از نسبتهای نامبرده بیشتر ولی غالباً در فاضلاب کارخانه ها برعکس مقدار ترکیبات ازت دار و فسفر دار از نسبتهای نامبرده کمتر می باشند . لذا برای بالا بردن بازده یگانهای تصفیه زیستی فاضلاب کارخانه ها، افزودن مواد ازت دار و فسفر دار و حتی گاهی مخلوط نمودن آنها با فاضلاب خانگی بسیار با فایده می باشد. اما این کار باید مبتنی بر نتایج آزمایشگاهی باشد. در اینجا لازم به تذکر است که هدف از تصفیه فاضلاب تنها تبدیل مواد الی ناپایدار به موادتثبیت شده ی معدنی نیست. بلکه باید این مواد را نیز از آن جدا نمود چنانکه خواهیم دید جدانکردن موادی که خاصیت کودی دارند موجب می شود تا منابع طبیعی که فاضلاب تصفیه شده به آنها وارد می گردد. محل مناسبی برای رشد گیاهان آبزی مانند الکلها و جلبکها گردیده و دوباره الوده کردند. با توجه به هر مرحلههای دو گانه ی اکسیداسیون ترکیبات الی که در موقع شناسایی و غیره..) بیشتر در مرحله ی دوم رخ می دهد و لذا برای جداسازی آنها در تصفیه خانه ها لازم است لجن حاصل را حتی اگر تثبیت هم شده باشد از فاضلاب جدا نمود. روشهای تصفیه زیستی با کمک باکتریها هوازی را می توانبه سه گروه تقسیم نمود: الف) روشهای طبیعی زیستی – این روشها بر اساس استفاده از قدرت تصفیه خود به خودی منابع طبیعی آب پایه گذاری شده و مهمترین آنها عبارتند از وارد نمودن فاضلاب تصفیه نشده به دریا ما دریاچه ها و رودخانه ها و سرانجام منابع آب زیرزمینی و این روش استفاده همزمان از تصفیه های فیزیکی و زیستی می باشد. 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. روشهای را که می توان جزوو این گروه دانست عبارتند از : پخش فاضلاب در زمینهای کشاورزی ، پخش فاضلابدر زمینهای نفوذپذیر و ایجاد دریاچه های مصنوعی کم عمق که فاضلاب در اثر توقف در آنها ودر مجاورت هوا کم کم مورد تصفیه طبیعی قرار قرار گیرد حالت خاصی از این گونه دریاچه ها آنهائی هستند که برای ترتیب و تولید ماهی بکار می روند. ج) روشهای مصنوعی تصفیه زیستی - در این روشها با کمک وسایل مکانیکی و ایجاد ساختمانهای ویژه ای مقدار کافی هواو اکسیژن در فاضلاب وارد می سازند تا تصفیه ی زیستی فاضلاب عبارتند از: استفاده از استخرهای هوارسانی و یا تصفیه با کمک لجن فعال و کاربرد صافی های چکنده، بسته به مقدار بارگذاری روی واحد حجم دستگاه و بازده سیستم تصفیه زیستی یعنی در حد کاهش الودگی فاضلاب تمام روشهای نامبرده در بند ب و ج می توانند بصورت تصفیه کامل یعنی یا بازدهی 80 تا 90 درصد کاهش Bod5 و یا بصورت تصفیه کامل یعنی با بازدهی کمتر از 80 درصد کار کنند. 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 می شود، دمیده می شود. استفاده از اکسیژن خالص بسیار موثر تر از هوابوده از حجم سیستم کاسته وسرعت رشد کرده و اداره ی تصفیه خانه افراد ماهر بیشتری را نیاز دارد. تصفیه زیستی با کمک باکتری های بی هوازی : در صورتی که به فاضلاب اکسیژن نرسد باکتریهای هوازی فعالیت و رشدو نموخود را از دست داده و در عوض باکتریها ی بی هوازی فعالیت خود را شروع می کنند. کار این باکتریها برایناساس است که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه ی مواد الی هوازی مواد نامبرده را احیا می کنند. نتیجه این فعالیت تجزیه ی مواد الی ناپایدار و تبدیل آنها به نمکهای معدنی پایدار ونیزگازهائی از قبیل گاز هیدروژن سولفوره، گاز متان، گازکربنیک و گاز ازت می باشد. تولید گازهای نامبرده به ویژه گاز هیدروژن سولفوره موجب می شود که بوی ناخوشایند آنها محیط زیست را به شدت آلوده سازد این روش را به نامروش تعفن نیز می نامند به همین جهت موارد استفاده از باکتریها ی بی هوازی برای تصفیه فاضلاب برای جلوگیری از آلوده شدن محیط زیست تصفیه خانه ها محدود است. مهمترین کاربرد روش استفاده از باکتری های بی هوازی در مخزنهای سربسته ی هضم لجن می باشدو تنها در تصفیه خانه های بسیار کوچک مانند انبارهای تعفن از روش تعفن برای تصفیه ی فاضلاب هم استفاده میشود.گذشته از مواردنامبرده همیشه در تصفیه خانه ها کوشش می شود تا با رسانیدن هوا و اکسیژن به فاضلاب مانع باکتریهای بی هوازی شوند. در تصفیه ی طبیعی که در چاههایفاضلاب خانگی رخ می دهد و نیز در لجن ته نشین شده در کف دریاچه ها نیز باکتریهای بی هوازی فعالیت می کنند. هضم لجن: لجن تازه از نظر حجمی حدود یک درصد گل فاضلاب را در بر می گیردولی تصفیه آن بسیارپرهزینه و پیچیده است. هزینه تاسیسات هضم لجن گاهی حدود نصف تمام هزینه ی یک تصفیه خانه را در بر می گیرد. غلیظ نمودن لجن و گرفتن آب اضافی ان کار تصفیه را آسانمی سازد.هضم لجن در اثر تعفن و کار باکتریهای بی هوازی است در دو مرحله ی تخمیر اسیدی و تخمیر متانی انجام می گیرد. مرحله اول: تخمیر اسیدی : در مرحله ی اول لجن تازه که دارای رنگی زرد مایل به خاکستری از نظر درجه اسیدی تقریباً حالت خنثی دارد شروع به تعفن نمده درجه اسیدی آن به 5 و حتی 4 می رسد و محیط آن به شدت اسیدی می شود انجام دهنده ی این کنش و واکنشهای گروهی از باکتریهای بی هوازی هستند که به نام باکتریها ی بی هوازی اسیدی نامیده می شوند. در این مرحله بیشتر ترکیبات الی کربن دار مورد تجزیه قرار می گیرند و به مواد الی ازت دار کمتر تاثیر گذارده می شود لذا از این نظر شباهتی بین این دو مرحله با دو مرحله تصفیه زیستی با کمک باکتریهای هوازی موجود است. همچنین در ضمن این فعل و انفعال برخی مواد پروتئینی تبدیل به اسیدهای الی و گاز H2Sمی شوند. لجن حاصل از این مرحله بسیار بد بو و چسبنده است به سختی ته نشین می شود و به سختی آب خود را ازدست می دهد. اگر این لجن به حال خود گذارده شود. در گرمایی 15 درجه مدت 6 ماه حلول می کشد تا مرحله ی دوم هضم لجن شروع شود افزایش درجه گرما مدت زمان نامبرده را بشدت کاهش می دهد. مرحله دوم- تخمیر متانیا تخمیر قلیایی. این مرحله با فعالیت گروه دیگری از باکتریهای بی هوازی که نام باکتریهای بی هوازی که بنام باکتری های هوازی متانی نامیده میشوند شروع می گردد لجن در این مرحله حالت خنثی تا کمی قلیایی با درجه اسیدی 7 تا 5/7 بخود می گیرد. و این محیطی است که باکتریهای تولید کننده ی گاز متان به خوبی در آن زندگی می کنند. در مرحله دوم هضم لجن علاوه بر ترکیبهای الی کربن دار ترکیبهای الی ازت دار نیز تجزیه می شوندو مقدار زیادی گاز متان، گاز کربنیک و کمی ازت تولید می گردد. نسبت گاز متان بدست آمد. از هضم لجن فاضلاب شهری 65 تا 70 درصد گازکربنیک 35 تا 30 درصد کل گاز تولید شده می باشد. باکتریهای بی هوازی که در فرایند هضم لجنفعالیت دارند از نقطه نظر گرمایی مناسب جهت زندگی آنها به دو گروهتقسیم می شوند. باکتریهای گرما دوست که درجه گرمایی 40 تا 60 درجه برای زندگی آنها مناسب است و باکتریهای معمولی که در گرمایی 20 تا 40 درجه بهتر زندگی می کنند. در تکنیک هضم لجن کوشش می شود کخ مرحله ی اسیدی زود گذر باشد و فرایند هضم لجن بیشتر به صورت متانی و در حالت قلیایی انجام می گیرد. برای این کار باید به لجن خام وارد مقداری لجن هضم شده اضافه نمود. باکتریهای متانی خیلی در برابر تغییر ناگهانی درجه گرما حساسند . در صورت کاهش ناگهانی گرمای منبع هضم لجن احتمال برگشت حالت متانی به حالت اسیدی و کاهش مقدار گاز ولیدی 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 می شود. گاز متان بدست آمده از هضم لجن دارای خاصیت سوزندگی زیاد و حتی کمی بیشتر از قدرت سوزندگی گاز طبیعی ویژه سوخت در شبکه های پخش گاز شهری می باشد لذا از این گاز در تصفیه خانه های کوچک و متوسط برای گرمایش تصفیه خانه و به ویژه گرم نمودن منبعهای هضم لجن استفاده می شود.لجنی که مرحله ی هضم متانی آن انجام شده باشد دارای رنگ قهوه ای مایل به سیاه است بوئی شبیه بوی خاک مربوط را می دهدو لذا تولید ناراحتی نمی کند به خوبی آب خود را از دست می دهد و حجم آن به صورت چشم گیری کم گشته و خاصیت چسبندگی آن ناچیز و مقدار موجودات زنده در آن کاسته شده است. نیترات سازی و نیترات زدائی : همانطور که در شناسائی BOD بیان شد، اکسیداسیون مواد الی فاضلاب در حالت هوازی در دو مرحله انجام می گیرد. مرحله ی اول مربوط به اکسیداسیون مواد الی کربن دار بوده که از نخستین لحظه ی قرار گرفتن فاضلاب در مجاورت اکسیژن شروع و تا روز بیستم ادامه دارد. و مرحله دوم به اکسیداسیون مواد الی ازت دار است که از حدود روز دهم شروع شده و مدتها ( حدود سه ماه ) ادامه خواهد یافت. نتیجه کارباکتریها در مرحله دوم اکسیداسیون تولید نمکهای معدنی نیتراتها و نیتراتها می باشندو لذا این مرحله به نام نیترات سازی نامیده می شود. باکتریهائی که در مرحله دوم مواد الی ازتدار تاثیر می کنند یک خانواده ی ویژه ای از باکتریهای بی هوازی می باشند. وجود ترکیبات نیتراتها در فاضلاب تصفیه شده که چه به علتپایدار بودن آنها دلیل آلودگی فاضلاب تصفیه شده نمی باشند ولی به علتاینکه خاصیت غذایی زیادی دارند موجب میشوند که ورود آنها دیگر با کمک نور خورشید و عمل فتوسنتزو فعالیت میکروار گانیسم های مختلف، مواد معدنی نامبرده دوباره تبدیل به مواد الی گیاهیمی گردند.مرگ و نابودی این گیاهان آبزی موجب آلودگی دوباره ی منبع های طبیعی آب می شود.لذا در تصفیه خانه های فاضلاب شهری نباید تنها به تبدیل مواد الی ازت دار به مواد معدنی اکتفا نمود بلکه باید به گونه ای این ترکیبات ازت دار را از فاضلاب دور ساخت این کار به نام نیترات زدائی نامیده می شود.ددر تصفیه خانه های فاضلاب که به روش هوادهی کار می کند معمولاً حدود 5 تا10 در صد از کل تزکیبات ازت دار موجوددر فاضلاب توسطلجنی که از استخر ته نشینی نخستین برداشت می شودو حدود 10 تا 20 درصد توسط لجن بدست آمده از استخرهای ته نشینی نهایی کاسته می شود. در صورتی که وجود ترکیبات ازتی باقی مانده در فاضلاب از نظر حساسیت منبعهای طبیعی آب زیان بخش تشخیص داده می شود. با توجه به محلول بودن آنهاباید با کمک استخرهای ویژه ای کار نیترات زدائی انجاممی گیرد. در این استخرها با کمک خانواده ی ویژه ای از باکتریهای بی هوازی و بااحیاهای پی در پی نخست نیترات به نیتریت و سپس به گاز ازت تبدیل شده از حوزه ی عمل بیرون می رود.این فرایند ممکن است گاهی در استخر های ته نشینی نهائی که مدت زمان توقف فاضلاب در آنها زیاد انتخاب شده باشد نیز خود به خود رخ دهد. در این صورت بیرون آمدن گازازت موجب بالا آمدن دوباره ی لخته های لجن به سطح استخر شده، عمل ته نشینی را مختل می سازد. تصفیه شیمیایی: اساس کار در تصفیه شیمیایی برکاربرد مواد شیمیایی در تصفیه ی فاضلاب قرار دارد. در تصفیه خانه های فاضلاب مواد شیمیایی را می توان برای تاثیر گذاردن روی مواد خارجی نامحلول و کلوئیدی و یا مواد محلول در فاضلاب بکاربرد علاوه بر این می توان از مواد شیمیایی برای گندزدایی و کشتن میکروبهای موجود در فاضلاب استفاده نمود. مهمترین مواردی که از مواد شیمیایی برای تاثیر روی مواد خارجی محلول در فاضلاب استفاده می شود عبارتند از: الف) خنثی سازی : درجه اسیدی فاضلاب در میزان فعالیت باکتریها اثر چشم گیر دارد. در صورتی که فاضلاب در موقع ورود به تصفیه خانه درجه ی اسیدی کمتر از 5/6 و یا بیشتر از 5/8 داشته باید نخست با افزودن اسید یا باز، به فاضلاب حالت خنثی دهند. فاضلابهای شهری برخلاف فاضلابهای صنعتی به علت اینکه حالتی تقریباً خنثی دارند به عمل خنثی سازی ندارند. ب) اکسیداسیون: گاهی از مواد شیمیایی اکسید کننده برای پایدار نمودن و جداسازی مواد خارجی محلول در فاضلاب استفاده می شود. در تصفیه خانه های فاضلاب شهری معمولاً این کار بر عهده ی باکتریهای هوازی گذارده می شود. تنها در مورد کاربرد کلر از آن برای جداسازی ازت نیز استفاده می شود. ج) احیا: برای تجزیه ی مواد خارجی محلول در فاضلاب مانند آنچه در قسمت نیترات زدائی گفته شد می توان از مواد شیمیایی و روش تعویض ین بجای باکتریها برای احیا و جداسازی آن مواد برای ته نشینی می توان از مواد شیمیایی کمک گرفت. مهمترین روشهای استفاده از مواد شیمیایی برای تاثیر روی مواد خارجی نامحلول در فاضلاب ها عبارتند از: الف) انعقاد یا لخته شدن: هدف از انعقاد یا لخته کردن عبارتست از اینکه با کمک مواد شیمیایی مواد معلق سبک و به ویژه مواد نیمه محلول و کلوئیدی شکل را به صورت لخته ها و قطعات بزرگی در آورد تا در اثر وزن خود ته نشین شوند. به عبارت دیگر انعقاد عملی است تشدید کننده ی عمل ته نشین در تصفیه مکانیکی ، مهمترین مواد منعقد کننده در فاضلاب عبارتند از پلی الکترونیتها ، سولفات، هیدرات الومینیوم ، سولفات ، کلرو رو هیدرات دو و سه ظرفیتی آهن، خاک رس و آب آهک . افزودن مواد منعقد کننده به فاضلابمقدار لجن بدست آمده در استخرهای ته نشین را دو تا سه برابر افزایش می دهد و در نتیجه حجم منبعهای هضم لجن افزایش می یابند به علاوه لجنی که با کمک مواد شیمیایی تهیه می شود گاز بیشتری تولید می کند به عبارت دیگر افزودن مواد منعقد کننده درجه تصفیه فاضلاب را افزایش داده و مانند آنست که یک تصفیه زیستی ناقص نیز انجام گرفته باشد. دستگاههای اضافه کننده ی مواد شیمیایی به فاضلاب : نخست محلول رقیق شده از ماده مورد نظر را با آب تهیه کرده و سپس آن را طبق نتایج آزمایشگاهی با نسبت از پیش تعیین شده به فاضلاب می افزایند. چون مقدار مصرف مواد منعقد کننده با درجه اسیدی (PH) فاضلاب بستگی دارد. دستگاهای خود کار ساخته شده که پس از تعیین مداوم درجی اسیدی فاضلاب مقدار ماده ی منعقد کننده مصرفی را تغییر می دهد. استفاده از مواد منعقد کننده بیشتر ب ای فاضلاب است. در این صورت گاهی از تصفیه زیستی نیز صرفنظر می گردد. ب) شنا.ورسازی : بر عکس عمل لخته سازی می توان برای تشدید عمل جداسازی مواد سبک موجود در فاضلاب از موا شیمیایی استفاده نمود. این مواد شیمیایی موجب می شوند که ذرات هوا به مواد معلق فاضلاب چسبیده وزن مخصوص آنها را کاهش داده و موجب افزایش سرعت بالا روندگی آنها شود. در این روش معمولاً برای بازیابی دوباره مواد با ارزش که همراه باب کارخانه ها تلف می شوند نیز استفاده می شود. در ضمن این روش بیشتر در فاضلاب صنعتی کاربرد دارد. جذب سطحی: برخی از مواد شیمیایی مانند کربن فعال به علت خاصیت جذب سطحی زیاد می توانند ذرات معلق و کلوئیدی موجود در فاضلاب را جذب کنند. استفاده از اینگونه مواد در صافی های ماسه ای به ویژه برای رنگ زدائی پساب برخی از کارخانه ها مفید می باشد. گندزدائی : برای گندزدائی فاضلاب تقریباً تنها روش اقتصادی استفاده از کلر است کلر بلافاصله پس از ورود به آب تجزیه شده و اسید هیپوکلروس و ین کلر تولید می نماید. Cl2+H2o cl-+HoCl+H HoCl Ocl+H خاصیت گندزدائی اسید هیپوکلروس بیشتر از این اکسید کلر می باشد . نسبت تبدیل کلر به اسید هیپوکلروس وین اکسید کلر تابعی است از درجه اسیدی و درجه گرمایی فاضلاب. پس از تجزیه نامبرده و به علت وجود موادی اکسید پذیر مانند آهن ، منگنز، اسیدسولفوریک و مواد الی در فاضلاب نخست قسمتی از کلر صرف اکسید اسیون مواد نامبرده شده و تولید کلرورهای گوناگون را می کند که اثر کشنده ای بر باکتریها نداشته و به علت ثبات آنها کلر آنها آزاد نمی باشد سپس کلر روی ترکیبات ازتی به ویژه آمونیاک تاثیر گذاشته و به تدریج و بسته به درجه اسیدی فاضلاب کلرامینهای مختلف را تولید می کند که شامل مونوکلرامین – دی کلرامین – تری کلرامین برابر رابطه تعادلی نامبرده کلرامینها می توانند دوباره تبدیل به اسید هیپوکلروس شده و لذا قادرند به کندی بر باکتریها اثر کرده آنها را نابود سازد. پس از این گروه باز هم کلر به فاضلاب افزوده شود قسمتی از آن به صورت کلر آزاد در فاضلاب باقی می ماند که بر آنزیم موجودات زنده اثر کرده آنها را می کشد. و برای گندزدائی قطعی و اطمینان از تاثیر کامل کلر بر باکتریهای موجود در فاضلاب باید مدت زمان تماس کلر با فاضلاب 15 تا 30 دقیقه انتخاب گردد. از نظر مصرف کلر نتیجه می گیریم که هر چه فاضلاب قلیایی بیشتر داشته و یا مواد اکسید پذیر آن بیشتر باشد. مقدار کلر لازم برای گندزدایی بیشتری می باشد و کابرد کلر علاوه برگندزدایی ، موجب کاهش بوی فاضلاب سبب کاهش مواد روغنی و درجه کدری فاضلاب می شود. همچنین بوی کلر حشرات را از فاضلاب دور می سازد ودر محاسبه تقریبی می توان مقدار کلر لازم برای گندزدائی فاضلاب خانگی را حدود 2 تا 5 گرم برای هر نفر در شبانه روز پیش بینی نمود و در موقع راهبری تصفیه خانه کلر زنی باید به اندازه ای باشد که پس از 10 دقیقه هنوز 3/0 میلی گرم در لیتر در فاضلاب مانده باشد. تصفیه طبیعی فاضلاب: تصفیه طبیعی به فرآیندی گفته می شود که در طبیعت به طور خود به خودی دخالت انسان و استفاده از وسایل مکانیکی و یا مواد شیمیایی موجب تصفیه فاضلاب می شود. تصفیه طبیعی غالباً تمام انواع تصفیه یعنی تصفیه مکانیکی مانند ته نشین شدن مواد معلق فاضلاب در بستر رودخانه ها و دریاچه ها و یا صاف شدن آنها توسط لایه های زمین، تصفیه زیستی به صورت هوازی در رودخانه ها و دریاها و به صورت بی هوازی در چاههای فاضلاب و سرانجام تصفیه شیمیایی به صورت اکسیداسیون و یا گندزدائی و نظایر آن انجام می گیرد. مهمترین نوع تصفیه ای که در تصفیه طبیعی رخ می دهد تصفیه زیستی با کمک باکتری های هوازی و بی هوازی است در برخی از منبعهای طبیعی که سرعت جریان آب کم و نور و گرمایی کافی وجود دارد علاوه بر باکتریها نامبرده ، برخی از گیاهان کوچک تک سلولی و یا پرسلولی آبزی مانند الکلها، جلبکها و قارچ ها نیز در تصفیه طبیعی کمک می نمایند. آبهای منابع طبیعی پیش از الوده شدن با فاضلاب نسبت به اکسیژن محلول یا کاملاً به حالت اشباعند و یا به اندازه ی کافی اکسیژن محلول در خود دارند این اکسیژن محلول از یک سو موجب ادامه زندگی حیوانهای آبزی مانند ماهیها می باشد و از سوی دیگر کارگندزدایی آب را انجام می دهد که مقدار اکسیژن محلول در آبها برای حالت اشباع فاضلاب حدود 95 /0 آب می باشد و هر چه مقدار اکسیژن محلول در آبها کمتر باشد قدرت اکسیژن گیری آنها در تماس با هوا به منظور جبران اکسیژن برای رسیدن به حالت اشباع بیشتر است. سرعت جذب اکسیژن منبعهای طبیعی آب و مدت زمانی که برای رفع کمبود اکسیژن لازم دارند بسته به نوع جریان آب و سطح تماس آن با هوا تغییر می کند . همچنین وجود گیاهان آبزی مانند آلکها و جلبکها و در نتیجه عمل فتوسنتز و تاثیر نور خورشید روی آنها در بازیابی اکسیژن محلول در آب تاثیر می گذارد. مقدار اکسیژنی که منبعهای گوناگون می توانند در صورت اشباع نبودن از اکسیژن از هوا جذب کنند و در اثر جریان شدید بار و ایجاد امواج در سطح منبعهای طبیعی آب مقدار جذب اکسیژن ممکن است به چندین برابر نیز افزایش یابد و علاوه بر آن عمق آب در منبعهای طبیعی نیز در مقدار جذب اکسیژن تاثیر دارد. هر چه عمق منبع طبیعی آب بیشتر باشد امکان جذب اکسیژن کاهش می یابد با توجه به موارد ذکر شده حداقل اکسیژن محلول لازم در آب برای ادامه زندگی حیوانهای آبزی – بویژه ماهیها برابر 3 تا 4 نیلی گرم در لیتر است با توجه به اینکه منبعهای آبی روی زمین معمولاً مقدار اکسیژن محلولی که دارند بیش از مقداریست که برای زندگی حیوانهای آبزی و ماهیها لازم است. این منبعها می توانند با کمک این اکسیژن اضافی و بدون وارد آمدن زیانی به زندگی ماهیها موجب تکثیر مثل باکتریهای هوازی موجود در فاضلاب وترد شده به منبع طبیعی گردیده فاضلاب توسط باکتریها نامبرده تصفیه شود البته با توجه به نکات نامبرده و برای سالم نگهداری محیط زیست ماهیها و پاک نگهداری محیط زیست انسان استفاده از این تصفیه طبیعی و خود به خود باید با احتیاط و به صورت محدود انجام گیرد و تصفیه طبیعی نامبرده شامل اکسیداسیون مواد ناپایدار الی تا حد نیترات سازی بنفش ناشی از نور خورشید سبب گندزدایی فاضلاب می گردد. وارد نمودن فاضلاب به رودخانه: رودخانه ها بسته به دبی و سرعت جریان آب در آنها، میزان تلاطم و درجه گرمایی آب آنها، قدرت تصفیه ی محدودی را دارا می باشند . در صورتی که بدون توجه و محاسبه ظرفیت تصفیه رودخانه، فاضلابی را وارد نمایند ممکن است موجب الودگی محیط زیست کاهش بی رویه اکسیژن محلول در آب رودخانه و در نتیجه به خطر افتادن زندگی ماهیها در آن گردد و علاوه بر این در صورت اقدام چنین کاری باید امکان الوده شدن آب رودخانه را به میکروبهای بیماری زا ، به ویژه برای روستاها و شهرهای که از آب این رودخانه برای مصرفهای خانگی خود استفاده می نمایند . مورد نظر قرار گیرد. و باید اول حداکثر الودگی مجاز آب رودخانه را پس از ورود فاضلاب به آن را محاسبه نمود و بر مبنای این محاسبه می توان لزوم و یا عدم لزوم تصفیه فاضلاب را پیش از وارد نمودن آن به رودخانه و یا درجه تصفیه لازم را تعیین نمود و باید در این بررسی عوامل و منبعهای دیگری که ممکن است که رودخانه را الوده سازد نیز مورد توجه قرار گیرد. مقدار دبی آب ر وخانه را برای اینکه بتواند فاضلاب مورد نظر را تصفیه کند بر حسب لیتر در ثانیه به ازای هر هزار نفر ساکنین شهری که فاضلاب آن می بایست به رودخانه مورد نظر وارد گردد محاسبه می شود. استاندارد برخی از ایالتهای امریکا برای وارد نمودن فاضلاب به رودخانه آنست که با کمک تصفیه مکانیکی نخست تمام موا شناور و حداقل 60 درصد معلق فاضلاب گرفته شود. استاندارد انگلیس نسبت دبی رودخانه به دبی فاضلاب خام را بیش از 500 و این نسبت را برای فاضلابی Bod5که تصفیه مکانیکی شده باشد 300 تا 500 معین می کنند و در پایان مقدار آلودگی مجاز آب رودخانه پس از ورود فاضلاب به آن برابر 8/1 میلی گرم Bod5 می گرددوحدکثر درجه الودگی فاضلابی که وارد رودخانه میشود برابر 74.4 میلی گرم لیتر Bod5میگردد این محاسبه نشان می دهد که برای رسیدن به این هدف می باید فاضلاب علاوه بر تصفیه مکانیکی تصفیه زیستی نیز بشود. پخش فاضلاب در زمین: پخش فاضلاب در زمین با دیدگاه گوناگون ممکن است انجام گیرد اول اینکه هدف اصلی از این کار تصفیه فاضلاب باشد دوم حالتی است که هدف اصلی در آن استفاده از فاضلاب جهت آبیاری کشاورزی در نظر گرفته شده باشد. اساس کار در این روش تصفیه طبیعی آن است که فاضلاب در لایه های نازکی در سطح زمین باید پخش گردد و در نتیجه تماس با هوا و نور خورشید باکتریهای هوازی تصفیه زیستی لازم را انجام داده و آب باقی مانده از تبخیر پس از تصفیه به زمین فرو رفته و به سفره های آب زیرزمینی بپیوندند. شرط لازم برای عملی بودن این کار نفوذپذیر بودن زمین پایین بودن آب زیر زمین ( 3 متر حداقل ) کم بودن میزان بارندگی و زمین باید فراوان در نزدیک شهر می باشد. مهمترین عیب این روش تصفیه طبیعی آلودگی محیط زیست الودگی احتمالی آبهای زیرزمینی و خطر گسترش بیماری گوناگون می باشد و خطر نامبرده وقتی افزایش می یابد که جهت کاهش هزینه انتقال فاضلاب محل زمینها در نزدیکی شهر پیش بینی می شود. روش های متداول در پخش فاضلاب در زمین عبارتند از: پخش فاضلاب در سطح زمین: در این روش فاضلاب به صورت لایه ای نازک ( حداکثر 10 تا 15 سانتیمتر ) روی سطح گسترده ای از زمین شیب داری جریان می یابد و در انتهای شیب، باقی مانده ی فاضلاب وارد کانال جمع آوری کننده ای می گردد. شیب 2 تا a درصد انتخاب می گردد. در این روش باید کوشش شود که هوای کافی به فاضلاب برسد تا از کار باکتریهای بی هوازی و در نتیجه ایجاد بوی ناخوشایند جلوگیری شود. یهنی پس از پخش فاضلاب تا ارتفاع گفته شده جریان آنرا قطع کرده و بسته به نفوذپذیری زمین و درجه رطوبت محیط پس از 8 تا 24 ساعت دوباره پخش را انجام می دهند فاضلاب باید در مدتی کمتر از 4 ساعت در زمین فرو رود. در صورتیکه پس از این مدت فاضلاب کاملاً در زمین نفوذ نکرده باشد نشان دهنده ی آن است که خلل و فرج زمین گرفته شده و لذا باید قشری نازک از روی آنرا برداشت و پس از شستشو دوباره روی زمین پخش نمود چند هفته پس از شروع پخش فاضلاب در روی زمین باید باکتریهای هوازی در لایه های ژلاتینی شکل در سطح زمین متمرکز می شوند و بازده تصفیه را می افزایند. زمین مناسب برای پخش فاضلاب و یا به عبارت دیگر برای صافی طبیعی باید دارای دانه بندی موثری بین 2/0 تا 5/0 mm باشد درجه ی هماهنگی مواد تشکیل دهنده آن باید بین 5 تا 7 mm باشد. پخش فاضلاب در شیارها: با کندن جوی هائی در زمین فاضلاب در این جوی ها جاری شده و به تدریج در زمین نفوذ می کند. این روش خود بسته به درجه نفوذپذیری زمین به دو صورت نفوذ سریع آرام ممکن است انجام گیرد. شیب نامبرده کمتر از 5 درصد انتخاب می گردد. در صورتی که نفوذ پذیری کم و یا نیاز به فاضلاب تصفیه شده باشد توان با قرار دادن لئله های زهکشی فاضلاب تصفیه شده را دوباره جهت آبیاری کشاورزی بدست آورد. وارد نمودن فاضلاب در چاه: این روش طبیعی روش سنتی است که تا کنون در بیشتر نقاط ایران و برخی از کشورهای دیگر جهان مورد استفاده قرار می گرفته است . اساس کار چاههای جذب کننده ی فاضلاب بر این پایه نهاده شده که فاضلاب خانگی و در برخی موارد همراه با فاضلاب ناشی از بارندگی توسط شبکه لوله کشی فاضلاب درون ساختمان جمع آوری و بدون تصفیه ای به یک یا چند چاه نسبتاً گودی هدایت می گردد. فاضلاب پس از ورود به چاه زیر تاثیر باکتریهای بی هوازی هضم شده و حجم مواد معلق آن به مقدار چشم گیری کاهش می یابد . در ضمن کنش و واکنش نامبرده آب اضافی فاضلاب به درون زمین نفوذ کرده به سفره های آب زیر زمینی می پیوندند. نتیجه ی کار باکتری های نامبرده ایجاد گازهای بدبو از یکسو و ته نشین شونده حجم لازم برای چاه محاسبه می شود. ساختمان چاه جذب کننده ی فاضلاب : چاه فاضلاب سنتی از قسمتهای زیر تشکیل شده است. 1- قسمت ورودی فاضلاب به چاه که لوله های جمع آوری فاضلاب، فاضلاب را در ظرفی قیفی شکل مانند گلدان سفالی بدون کف ریخته تا به میان میله ی چاه هدایت گردد. 2- میله ای به قطر 8/0 متر که معمولاً تا لایه ی نفوذپذیر در زمین ادامه می یابد. 3- انباره ی چاه که در لایه نفوذپذیر کنده می شود. محاسن و معایب: در صورتی که مقدار فاضلاب کم و محدود به چند خانواده باشد زمین در عمقهای نسبتاً کمی یعنی حداکثر تا 20 متری به لایه های آبرفتی نفوذپذیری برسد و بالاخره سفره ی آب زیر زمینی حداقل 3 متر تا 4 متر پائین تر از لایه ی نامبرده قرار گرفته باشد و یا اینکه اصولاً از سفره ی آب زیر زمینی هیچگونه برداشتی برای مصرفهای روزانه نشود روش استفاده از چاه جذب کننده ی فاضلاب ساده ترین، ارزانترین و بی قدرترین روش تصفیه طبیعی است. استفاده از این روش با توجه به شرطهای نامبرده برای روستاها و شهرهای کوچک و حتی شهرهای متوسط نیز ممکن است قابل قبول باشد لذا این روش سنتی تقریباً تا پیش از سال 1300 شمسی کم و بیش جوابگوی نیاز شهرهای ایران بوده است اما در 60 سال گذشته به علت افزایش شهر نشینی و گسترش شهرها و فزونی جمعیت آنها، مشکلات ناشی از کاربرد این روز به روز نمایان تر شده و دامنگیر شهرهای بزرگ ایران شده است. به عنوان مثال می توان در این مورد مشکلاتی از قبیل آلوده شدن شدید سفره های آب زیر زمینی و بالا آمدن سطح این سفره ها را نام برد. هم اکنون در شهرهای تهران و تبریز چنین مشکلاتی به چشم می خورند مشکلات نامبرده وقتی شدید تر و حتی غیر قابل تحمل تر می شوند که شرایط نامبرده برای استفاده از این روش نیز بی قرار نباشد. مثلاً شهرهای ساحلی جنوب و شمال ایران و حتی شهرهائی مانند اهواز ، زابل و مرودشت و ... به علت بالا بودن سطح آب زیر زمینی و شهرهائی که روی زمینهای رسی ساخته شده ، نمونه از مشکلات نامبرده را نشان می دهند. دریاچه های تصفیه فاضلاب: دریاچه تصفیه فاضلاب تشکیل شده اند از گودالهای طبیعی و یا مصنوعی از فاضلاب در آنها فرستاده می شود تا در مدت زمان نسبتاً طولانی در مجاورت هوا و نور خورشد به صورت طبیعی تصفیه گردد. اکسیژن مورد نیاز باکتریها در این دریاچه ها می تواند از چهار منبع زیر تامین گردد. الف) اکسیژن محلول در فاضلاب ب) اکسیژن موجود در هوای آزاد ج) اکسیژن موجود در ترکیبات الی د) اکسیژن بدست آمده از عمل فتوسنتز گیاهان آبزی در اثر تابش نور خورشید در کشور ایران به علت مناسب بودن اقلیمی بیشتر شهرها به ویژه زیاد بودن تعداد روزهای استفاده از دریاچه های تصفیه فاضلاب جوابگوی نیاز برخی از شهرهای کوچک باشد. محاسن و معایب استفاده از دریاچه های تصفیه فاضلاب: برتری های کاربرد این روش : بی نیاز بودن از کاربرد مکانیکی و در نتیجه بی نیاز بودن به افراد متخصص برای نگهداری این وسایل این وسایل که برای شهرهای دور افتاده ی ایران خیلی اهمیت دارد. مصرف نکردن انرژی برق و یا مواد سوختنی و استفاده بیشتر از انرژی تابشی از نر خورشید و گرمایی محیط در موقع بهره برداری از تصفیه خانه. ارزان بودن ایجاد تاسیسات دریاچه های ی تصفیه فاضلاب عیب یا معایب آن: خطر آلودگی محیط زیست : امکان الودگی محیط در صورتی بوجود می آید که تاسیسات نادرست طراحی شده و یا از تاسیسات به خوبی نگهداری نشود. احتیاج به زمین های بایر فراوان در اطراف شهر یا نزدیکی شهر و همچنین قیمت این زمین ها انتقال این فاضلاب به حداقل 5/1 تا 4 km هزینه های به همره خواد داشت که یکی دیگر از عیب های آن می باشد. انواع دریاچه های تصفیه فاضلاب: با توجه به اینکه هر چه گودی دریاچه بیشتر شود امکان رسیدن نور خورشید و اکسیژن به کف آن کمتر می گردد نوع باکتریهائی که جهت تصفیه فاضلاب را به گروههای اصلی زیر تقسیم می کنند. الف) دریاچه های تصفیه هوازی: این دریاچه ها به گودی کم یعنی حداقل 3/0 و حداکثر 5/1 متر ساخته می شوند. در چنین دریاچه هائی باکتریهای هوازی امکان فعالیت داشته و نور خورشید به اندازه ی کافی به کف دریاچه رسیده موجب رشد گیاهان آبزی می گردد. که نتیجه آن تولید اکسیژن و کمک به باکتریهای هوازی می باشد تنها در لایه نازکی از لجن که کف دریاچه جمع می شود ممکن است باکتریهای بی هوازی فعالیت نمایند. در این گونه دریاچه ها کوشش می شود هر چه بیشتر از فعالیت باکتریهای بی هوازی جلوگیری شود لذا در صورت بهره برداری درست از این نوع دریاچه ها ایجاد بوی ناخوشایند به کمترین حالت خود می رسد . در مقابل رشد و تولید گیاهان آبزی در اینگونه دریاچه ها زیاد است. برای تماس کافی هوا با سطح دریاچه ، رسیدن نور خورشید به کف آن باید این گیاهان مرتباً چیده شوند. به علاوه نچیدن گیاهان نامبرده موجب می شود که در اثر مرگ و نابود آنها محیط دریاچه دوباره با مواد الی گیاهی ناپایدار الوده شود. مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب در این دریاچه بهتر است به اندازه ی باشد که حیوانهای آبزی نیز بتوانند در آن زندگی نمایند. حداقل این مقدار در این مورد معمولاً 3 میلی گرم در لیتر انتخاب می شود . فاصله ی این دریاچه ها برابر استانداردهای بین المللی تا محدوده ی شهر باید حداقل 500 متر باشد ولی در ایران به علت نارسائی های احتمالی در چگونگی بهره برداری از این دریاچه ها پیشنهاد می شود حداقل فاصله ای در حدود 5/1 کیلومتر در نظر گرفته شود. دریاچه های پربار معمولی و کم بار تقسیم می کنند. گرمایی مناسب برای دریاچه های هوازی 20 درجه و تولیدات آن گاز کربنیک ، گیاهان آبزی و باکتری می باشد در نوع کم بار دریاچه عمل نیترات سازی نیز انجام می گیرد و لذا نیتراتها نیز به تولیدات دریاچه افزوده می شوند. ب: دریاچه های تصفیه بی هوازی : در این دریاچه ها به علت گودی زیاد آنها فعالیت باکتریهای بی هوازی شدید بوده و پیشرفت تصفیه فاضلاب در آنها مانند مخزنها هضم لجن می باشد گودی دریاچه ها بین 5/2 تا 5 انتخاب می گردد. انتخاب عمق زیاد بدین جهت است که از ورود اکسیژن به فاضلاب از راه هوا و یا رشد گیاهان جلوگیری شود تا باکتریهای بی هوازی بتوانند کار خود را خوب انجام دهند. عیب اصلی اینگونه دریاچه ها در تولید بوی شدید آنها است. زیرا تنها در صورتی که محیط دریاچه قلیایی بوده و تخمیر به صورت متانی صورت گیرد بوی تولید شده کم خواهد بود. همانطور که در مورد هضم لجن گفته شد تغییر ناگهانی در درجه گرما و یا مقدار نمکهای موجود در فاضلاب و سرانجام وجود مواد سمی در فاضلاب می تواند موجب برگشت حالت قلیایی به حالت اسیدی شده و در نتیجه بوی شدید و ناخوشایند تولید گردد لذا از دریاچه های تصفیه بی هوازی به عنوان تصفیه فاضلاب کمتر استفاده می شود و اینگونه دریاچه ها بیشتر برای تصفیه لجن مورد استفاده قرار می گیرند. مدت زمان پر شدن اینگونه دریاچه ها و خشک کردن و خالی نمودن لجن از آنها جمعاً به حدود 2 تا 5 سال بالغ می گردد. و این وقتی است که نیمی از حجم دریاچه پر شده باشد. و فاصله این نوع دریاچه ها تا اولین خانه ی مسکونی شهر حداقل 5/1 کیلومتر پیشنهاد شده است. ج) دریاچه های تصفیه تکمیلی: اینگونه دریاچه ها را برای تصفیه تکمیلی و زلال سازی فاضلابهائی بکار می برد که قبلاً تصفیه مقدماتی و ثانوی درباره ی آنها انجام گرفته باشد. عمق این دریاچه ها را یک تا 5/1 متر و مدت زمان توقف فاضلاب در آنها 5 تا 20 روز انتخاب می کنند. د) دریاچه های تصفیه مقدماتی: هدف از ایجاد اینگونه دریاچه ها تنها یک تصفیه مقدماتی می باشد و غالباً تصفیه در این دریاچه ها با یک عمل ته نشینی ساده خاتمه می یابد و لذا فاضلاب بیرون آمده از آنها باید در دریاچه های بعدی دوباره مورد تصفیه قرار گیرد. دریاچه های هوادهی : در این دریاچه ها با استفاده ی از هوادههای مکانیکی و یا دمیدن هوا در فاضلاب ، عمل تصفیه فاضلاب را تشدید می نمایند و عمق دریاچه ها را می توان با توجه به نوع هوادهی 2 تا 4 متر انتخاب نمود برای اینگونه دریاچه ها معمولاً از هوادههای شناور استفاده می شود.