مهندسی آب و فاضلاب

توضیحات

مهندسی آب و فاضلاب

دانلود کتاب و جزوه مهندسی آب و فاضلاب

جزوات دانشگاهی و کنکور

تصفیه آب
تصفیه آب Water purification به فرایندهایی گفته میشود که طی آن مواد شیمیایی نامطلوب، آلاینده های بیولوژیکی، جامدات معلق و گازها از آب آلوده حذف میشوند، تا قابل آشامیدن یا مصرف کشاورزی
گردد. به طور کلی روشهای مورد استفاده عبارتند از فرایندهای فیزیکی مانند فیلتراسیون، ته نشینی، تقطیر و فرایندهای زیستی مانند فیلترهای شنی و ماسهای کند، کربن اکتیو (زغال فعال) و فرایندهای شیمیایی مانند کلرزنی، اذن زنی، دفلوکولانت، استفاده از تابش الکترومغناطیسی مانند اشعه ماوراء بنفش. فرایند تصفیه آب ممکن است به کاهش غلظت ذرات معلق یا ذرات محلول در آب از جمله ذرات معلق، انگلها باکتریها، جلبکها، ویروسها، قارچها و طیف وسیعی از مواد محلول و ذرات معلق موجود در آب منجر شود. آب مورد نیاز به اندازه کافی و کیفیت مطلوب برای ادامه حیات بشری بسیار ضروری است انسانها از همان ابتدا به اهمیت فراوان آب پی برده بودند و تمدنها پیرامون منابع آبی به وجود آمده اند که علاوه بر تامین نیازهای حیاتی قادر به رفع نیازهای کشاورزی و حمل و نقل بوده اند. انسانهای اولیه از طریق حواس فیزیکی نظیر بینایی و چشایی و بویایی کیفیت آب را می سنجیدند.
مروری کوتاه بر تاریخچه تصفیه آب
تصفیه آب برای بشردارای سابقه ای بسیار طولانی و قدیمی است. مورخین بر این عقیده اند که تاریخ تصفیه آب به حدود دو هزار سال پیش از میلاد مسیح میرسد. این مراحل تصفیه ای شامل جوشاندن و صاف کردن آب بوده است. وسایل اولیه تصفیه آب در منازل افراد مورد استفاد قرار می گرفت و تا حدود قرن اول میلادی هیچ نشانه ای دال بر وجود عملیات تصفیه ای بر روی آب مصرفی جامعه وجود نداشت. نکته ای که مسلم است این است که عملیات تصفیه آب در قرون وسطی دچار رکود گردید و مجددا ً در قرن هیجدهم مورد توجه قرار گرفت.
شهر پیزلی در اسکاتلند به عنوان اولین شهری که آب مصرفی آن مورد تصفیه قرار گرفت،شهرت دارد. سیستم تصفیۀ آب متشکل از عملیات ته نشین سازی بود که متعاقب آن فیلتراسیون انجام می شد. این سیستم تصفیه در سال 1804میلادی آغاز به کارکرد .به تدریج در اروپا این سیستم متداول گردید و تا پایان قرن نوزدهم بیشتر منابع عمدۀ آب شهری فیلتر می شد که این فیلتر ها از نوع ماسه ای کند بود. توسعه عملیات تصفیۀ آب در امریکا پس از اروپا صورت گرفت. از اواسط قرن نوزدهم فیلتراسیون برای بهبود کیفیت ظاهری آب آشامیدنی مورد استفاده قرار گرفت.
یکی از مزایای شناخته نشدۀ آن عبارت بود از حذف میکروارگانیسم هایی که شامل عوامل بیماریزا نیز می شد و هم چنین موجب گواراترشدن آب می گردید.
در انتهای قرن،فیلتراسیون به عنوان عامل اصلی جلوگیری از بیماری هایی با منشاء آبی به حساب می آمدند. پذیرش تئوری میکروبی دربارۀ انتقال بیماری ها منجر به انجام عملیات گندزدایی بر روی منابع آب مصرفی جامعه گردید. اولین واحدی که به طور دائم آب را کلرینه میکرد،در سال 1902در بلژیک راه اندازی شد.

خصوصیات آب آشامیدنی
شناسایی ویژگی هایی که در فرآیند تصفیه آب شرب ضروری به نظر می رسند و بایستی با استانداردهای موجود مطابقت داشته باشند عبارتند از:
ویژگی های فیزیکی آب اشامیدنی
الف) جامدات معلق
ب) کدورت
ج) رنگ
د) طعم و بو
و) دما
ویژگی های شیمیایی آب آشامیدنی
الف) کل جامدات محلول
ب) قلیائیت
ج) سختی
د) فلزات
و) مواد آلی
ه) مواد مغذی
ویژگی های بیولوژیکی آب آشامیدنی میکروارگانیسم های بیماریزا در آب

الف) باکتریها : 1. وبا 2.حصبه 3. اسهال خونی باسیلی
ب) ویروسها : 1.فلج اطفال 2.هپاتیت
ج) تک یاخته ها :1.آمیبیازیس 2.توکسوپلاسموزیس 3. ژیاردیازیس
د) کرم های انگلی :1.آسکاریس 2.کرم های قلابدار 3.تریکوسفال 4.اکسیور یا کرمک 5.همینولپیس نانا 6.تنیاساژیناتا 7.تنیااکینوکک 8.شیستوزوماهماتوبیوم
خصوصیات آبهای سطحی
٭ phاین آبها در حدود 8 -7می باشد.
٭ زلال هستند
٭ مواد آلی موجود در این آبها در نقاط مختلف فرق می کند
٭ معمولا ً آلوده به میکروارگانیسم ها هستند
٭ مقدار آمونیاک، فنل و نیترات این آبها ممکن است زیاد باشد
٭ ممکن است حاوی دترجنت،نفت،روغن و فلزات سنگین باشد
٭ معمولا ً آبهای سطحی ناشی از کشاورزی حاوی نیترات و فسفات هستند
خصوصیات آبهای زیرزمینی
٭ دی اکسید کربن ممکن است در این آبها زیاد باشد

٭ phاین آبها معمولا ًدر حدود 9/6 -9/7است
٭ مواد معلق در این آبها بسیار کم است
٭ این آبها ممکن است دارای ذرات شن باشند
٭ معمولا ً مواد آلی در این آبها کم است
٭ این آبها حاوی آهن محلول و گاهی منگنز محلول هستند که در اثر اکسیداسیون ذرات زرد – قهوه ای در آنها ظاهر می شود
٭ معمولا ً این آبها حاوی املاح زیاد می باشند
٭ معمولا ً حاوی سختی می باشند (بیشتر سختی موقت)
٭ در آبهای شور غلظت یون کلر و سدیم بسیار زیاد است
مصرف آب
آب در شهرها به مصارف مختلفی می رسد که آنها را می توان به شرح ذیل تقسیم بندی کرد:
٭ _ مصرف خانگی
٭ _ مصرف عمومی
٭ _ مصرف تجاری و صنعتی
٭ _ مصرف آب در فضای سبز

٭ _ مصرف آب در آتش نشانی
٭ _ تلفات آب
عوامل موثر بر مصرف آب شهری
٭ -1شرایط اقلیمی
٭ -2وضعیت فرهنگی و اقتصادی مردم
٭ -3نوع جامعه
٭ -4فشار آب
٭ -5قیمت آب
٭ -6نیاز به صرفه جویی
٭ -7مدیریت سیستم آبرسانی
انتخاب محل تصفیه خانه
-1محل تصفیه خانه باید تا حد ممکن به منبع آب، محل توزیع و برق نزدیک باشد.
-2در محل تصفیه خانه باید زمین کافی برای توسعه احتمالی آینده موجود باشد (معمولا ً به ازای هر نفر2/0- 3/0متر مربع زمین را در نظر می گیرند)
-3محل تصفیه خانه باید به راه های اصلی نزدیک باشد تا انتقال وسایل و کارگران در مرحلۀ ساخت و انتقال مواد شیمیایی و رفت و آمد پرسنل در مرحلۀ بهره برداری به راحتی و با هزینۀ کم انجام گیرد.

4حتی الامکان آب تصفیه شده به مخازن ذخیره با نیروی ثقل انتقال یابد.
-5ساختمان اداری و آزمایشگاه کنترل کیفیت آب باید نزدیک محل تصفیه خانه باشد.
-6وضع ظاهری تصفیه خانه و محوطۀ آن از زیبایی کافی برخوردار باشد.
مراحل مختلف تصفیه آب
همواره باید تلاش در این راستا باشد که تا حد امکان از خالص ترین منابع آب برای شرب استفاده شود، حتی اگر این امر به قیمت انتقال آب از مسیرهای طولانی و رساندن آن به مصرف کننده با تصفیه اندک و یا بدون تصفیه انجام شود هم چنین برای حفظ کیفیت آب مراقبت از منابع آب بسیار ضروری است. فرآیندهایی که برای تصفیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرند، بستگی به کیفیت آب منبع انتخاب
شده دارند. بیشتر آبهای زیرزمینی صاف و عاری از عوامل بیماری زا و هم چنین فاقد مقادیر قابل توجهی از مواد آلی هستند. این قبیل آبها را می توان با استفاده از حداقل مقدار کلر برای جلوگیری از آلودگی شبکه های توزیع، در سیستم های آب آشامیدنی مورد استفاده قرار داد. اما ممکن است بعضی از آبهای زیر زمینی حاوی مقادیر زیادی از جامدات محلول، گازها و یا مقادیر اضافی آهن، منگنز و یا حتی مواد آلی و میکروبی باشند که در صورت به فرآیندهای تصفیۀ پیچیده نیاز می باشد. سیستم های تصفیه که برای تهیۀ آب آشامیدنی از آبهای زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرند به این ترتیب اند:
٭ هوادهی
٭ سختی گیری

٭ فیلتراسیون
٭ گندزدایی
٭ ذخیره سازی
آبهای سطحی غالبا ً دارای تنوع بیشتری از آلاینده ها نسبت به آبهای زیرزمینی هستند و به همین دلیل فرآیندهای تصفیه ممکن است برای این قبیل آبها پیچیده تر باشد. بیشتر آبهای سطحی داری کدورتی بیش ازمقدار تعیین شده توسط استانداردهای آب آشامیدنی می باشند. هرچند جریانهای آبی که با سرعت زیاد در حرکت اند ممکن است دارای مواد بزرگتر به حالت معلق باشند اما بیشتر جامدات در اندازه های کلوئیدی بوده و برای جداسازی آنها استفاده از فرآیندهای تصفیه مورد نیاز است.
سیستم های تصفیه که به طور معمول برای آبهای سطحی مورد استفلده قرار می گیرند به این ترتیب اند:
-1آشغالگیر
-2تصفیه شیمیایی مقدماتی
-3ته نشینی
-4انعقاد و لخته سازی
-5فیلتراسیون
-6جذب سطحی
-7گندزدایی

8ذخیره سازی
مراحل تصفیه آب
فرآیندهای تصفیه آب به ترتیب قرارگیری واحدها در تصفیه خانۀ آب، به شرح ذیل عبارتند از:
-1آبگیر -2آشغالگیر -3تصفیۀ شیمیایی مقدماتی
-4ته نشینی مقدماتی -5توریهای آبهای سطحی – 6هوادهی
-7انعقاد و لخته سازی – 8سختی گیری -9فیلتراسیون
-10جذب -11فلوئورزنی & فلوئورزدایی -12تثبیت
– 13گندزدایی -14ذخیره سازی

فاضلاب

فاضلاب به بازمانده ها و دورریزی های عمدتاً مایع محلی، شهری یا صنعتی گفته میشود. شیوه گردآوری و دورریزی آن در هر منطقه، بسته به آگاهی محلی نسبت به محیط زیست فرق میکند. سیستم های فاضلاب برای جمع آوری آب های سطحی و یا فاضلاب های صنعتی در مجتمع های بزرگ صنعتی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است، چون نفوذ سیالات به عمق خاک می تواند ضربه جبران ناپذیری را به پایه ها و تاسسیات زیر زمینی وارد نماید. فاضلاب شهری معمولاً فاضلاب ترکیبی یا فاضلاب بهداشتی را حمل کرده و آن را در یک تصفیه خانه، تصفیه میکند. فاضلاب تصفیه شده از طریق نهرهای فاضلاب تخلیه میشود. فاضلاب تولید شده در مناطقی که به سیستمهای فاضلاب متمرکز دسترسی ندارند بر سیستمهای فاضلاب در محل تکیه میکنند. این فاضلابها به طور معمول یک گندانبار، زه کشی تخلیه فاضلاب و یک بخش اختیاری تصفیه در محل دارند.

خوردگی، زنگ زدگی و آلودگی خاک از مهمترین دلایل جمع آوری آب و فاضلاب های صنعتی است .لوله و اتصالات پلی اتیلن با خواص ضد خوردگی و مقاومت در برابر انواع مواد شیمیائی راه حل مناسبی برای جمع آوری و انتقال سیالات فاضلابی است.سیستم فاضلاب یک زیر ساخت شامل لولهها، پمپها، غربال و کانالها و … میباشد، که برای انتقال فاضلاب از منشاء خود به نقطهای برای تصفیه یا دفع نهایی استفاده میشود. به غیر از گندانبار که تصفیه را در محل انجام میدهند، انواع دیگری از تصفیه فاضلاب نیز وجود دارد.

منشاء فاضلاب

منشاء فاضلاب میتواند موارد زیر باشد (متن های داخل پرانتز نشان دهنده اجزایی است که به احتمال زیاد جزو آلاینده ها هستند):
فاضلاب انسانی (مدفوع، دستمال توالت استفاده شده، ادرار یا دیگر مایعاتی که از بدن خارج میشوند)،
به عنوان آب سیاه شناخته میشود، معمولاً از روشویی یا دستشویی خارج میشود.
چاه مستراح
تخلیه گندانبار

Ο تخلیه کارخانه های تصفیه فاضلاب
آب مورد استفاده در شستشو (شستشوی شخصی، لباس، کف زمین، ظرفها و غیره) که به عنوان پساب شناخته میشود.
بارش باران جمعآوری شده در پشت بام، حیاط، جدولها و غیره. (بطور کلی بدون وجود روغن یا سوخت)
آب زیرزمینی نفوذ کرده به فاضلاب
مازاد مایعات تولید شده از منابع خانگی (نوشیدنی ها، روغن پختوپز، آفتکشها، روغن موتور، رنگ، مایعات تمیز کننده و غیره)
آب جاری شده از راه ها، سقفها، پیادهروها / سنگفرشها (ترکیب شده با روغنها، مدوفع حیوانات، آشغالها، گازوئیل / بنزین، سوخت دیزل یا لاستیکهای باقیمانده، پس مانده ی صابون، مواد فلزی
خارج شده از اگزوز وسایل نقلیه
نفوذ آب دریا (با حجم بالایی از نمک و میکروب)
نفوذ مستقیم آب رودخانه (با حجم بالایی از موجودات ریز زنده)
ورود مستقیم مایعات ساخت انسان (دفع غیر قانونی از آفت کشها، روغنهای استفاده شده و غیره)
زه کشی های بزرگراه (روغن، مواد ضد یخ، باقیمانده لاستیکها)
موارد حمل شده با طوفان (تقریباً همه چیز از جمله اتومبیلها، چرخهای دستی خرید، درختان، گاو و غیره)
آب سیاه (آبهای سطحی آلوده به فاضلاب)
زباله های صنعتی
زهکشی های سایتهای صنعتی (گل و لای، شن و ماسه، مواد قلیایی، روغن، باقی مانده های شیمیایی)
آب های خنک کننده صنعتی (زیستکش، گرما، لجن ها، گل و لای)

آبهای فرایندهای صنعتی
زباله های زیستفروسایی یا آلی، شامل فاضلاب های کشتارگاه ها، کارخانه های لبنیات و بستنی.
زباله های آلی یا زیست تخریب ناپذیر / سخت تخریب پذیر (داروهای شیمیایی یا آفتکشها)
زباله های با PHبالا (تولیدات اسیدی / قلیایی، آبکاری فلزات)
زباله های سمی (آبکاری فلزات، تولید سیانید، تولیدات آفت کشها و غیره)
مواد جامد و نامیزه ها (تولیدات کاغذ، مواد غذایی، روانکننده ها و تولید روغن هیدرولیک و غیره)
زهکشیهای کشاورزی، مستقیم و پراکنده
شکستگیهای هیدرولیکی
آب تولید شده از نفت و گاز طبیعی

ترکیبات فاضلاب

ترکیبات فاضلاب تنوع گستردهای دارد. موارد زیر لیستی از ترکیباتی است که ممکن است در آن وجود داشته باشند:
آب (بیش از 95درصد) که اغلب هنگام استفاده از سیفون توالت برای حمل زباله به فاضلاب اضافه میشود.
بیمارگرها شامل باکتریها، ویروسها، پریون ها و کرمهای انگلی
باکتری های غیر بیماریزا
ذرات آلی مثل مدفوع، مو، مواد غذایی، استفراغ، الیاف کاغذی، مواد گیاهی، گیاخاک و غیره.
مواد محلول آلی مثل ادرار، قندهای میوهها، پروتئینهای محلول، داروها، مواد مخدر و غیره.

ذرات معدنی مثل ماسه، ماسه سنگ، ذرات فلزی، سرامیک و غیره.
مواد محلول معدنی مثل آمونیاک، نمک – جاده، نمک – دریا، سیانید، هیدروژن سولفید، تیوسیانات، تیوسولفات و غیره.
جانوران مثل تکیاختگان، حشرات، بندپایان، ماهی های کوچک و غیره.
مواد جامد بزرگ مثل نوار بهداشتی، پوشک، کاندوم، سوزن، اسباب بازی کودکان، جانوران و گیاهان مرده و غیره.
گاز مثل سولفید هیدروژن، دی اکسید کربن، متان و غیره.
نامیزه ها مثل رنگ، چسب، سس مایونز، رنگ مو، روغنهای امولسیون و غیره.
زهرابه مثل آفتکش ها، سم ها، علفکش ها و غیره.
داروهای شیمیایی و هورمونی

شاخص های کیفیت فاضلاب

هر ماده قابل اکسایش و کاهش در آبراههای طبیعی یا فاضلابهای صنعتی میتوانند با فرایندهای بیوشیمیایی (میکروبی) یا شیمیایی اکسید شود. درنتیجه میزان اکسیژن در آب کاهش خواهد یافت. اساسا،ً واکنش  اکسیداسیون بیوشیمیایی به شرح زیر است:
Oxidizable material + bacteria + nutrient + O2 → CO2 + H2O + oxidized inorganics such as NO3- or SO4—
مصرف اکسیژن با کاهش مواد شیمیایی از جمله سولفید و نیتریت به شرح زیر است:

Oxidizable material +–S— + 2 O2 → SO4-
Oxidizable material +NO2- + ½ O2 → NO3-
از آنجایی که همه آبراههای طبیعی شامل باکتری و مواد مغذی هستند، تقریباً هر نوع ترکیب زائدی که وارد این آبراهها میشوند واکنشهای بیوشیمیایی را آغاز میکنند (همانطوری که در بالا گفته شد.) این نوع واکنشهای بیوشیمیایی که در آزمایشگاهها اندازهگیری میشوند اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی نامیده میشوند .BODاین مواد شیمیایی مسئول شکستن اکسید کننده های قوی هستند، این واکنش های شیمیایی که در آزمایشگاه انجام میشوند اکسیژن مورد نیاز شیمیایی نامیده میشوند .CODهر دو آزمایش های BODو CODبرای اندازهگیری ارتباط اثر کاهش اکسیژن حاصل از آلاینده های فاضلابی هستند. تاثیر هر دو آزمایش بطور گستردهای در اندازهگیری اثر آلایندهها به اثبات رسیدهاست. آزمایش BODبرای اندازهگیری اکسیژن مورد نیاز برای آلاینده های زیستفروسایی است در حالی که آزمایش CODبرای اندازهگیری اکسیژن مورد نیاز برای آلاینده های اکسید شونده است.
اصطلاح BODپنج – روزه مقدار اکسیژن مصرف شده توسط اکسیداسیون بیوشیمیایی مواد تشکیل دهنده فاضلاب را در دوره 5روزه اندازهگیری میکند. مقدار کل اکسیژن مصرفی در زمان واکنش های بیوشیمیایی که تا پایان آن مصرف میشود BODنهایی نامیده میشود. از آنجایی که BODنهایی زمان بر است، BODپنج – روزه به عنوان واحد اندازهگیری ارتباط اثرات آلودگی، تقریباً بطور جهانی تصویب شده است. همچنین آزمایشهای CODمختلف زیادی وجود دارند که CODچهار-روزه از همه معمول تر است. هیچ ارتباط کلی بین BODپنج-روزه و BODنهایی وجود ندارد. همچنین هیچ ارتباط کلی بین BODو CODنیز وجود ندارد. ممکن است که بتوان این نوع ارتباط را در یک جریانی خاص از فاضلاب برای آلاینده های خاص تعمیم داد اما این نوع ارتباط برای آلاینده های دیگر پساب در یک جریان دیگر از فاضلاب قابل استفاده نخواهند بود. چرا که ترکیبات هر جریان فاضلابی متفاوت است. به عنوان مثال آب رویی متشکل از محلول های قندهای ساده که میتوانند از یک شیرینی پزی خارج شوند احتمالاً ترکیبات آلی دارند که خیلی
سریع از بین میروند. در این صورت، BODپنج-روزه و BODنهایی بسیار مشابه خواهند بود و بعد از 5روز مواد آلی بسیار کمی وجود خواهد داشت. با این حال، آب روی نهایی یک تصفیه خانه که در یک منطقه بزرگ صنعتی کار میکند ممکن است تخلیه BODنهایی بسیار بیشتر از BODپنج روزه داشته باشد چراکه بیشتر این موادی که به راحتی از بین میروند ممکن است در طی مراحل تصفیه فاضلاب حذف شده باشند و در بیشتر فرایندهای صنعتی، مولکولهای آلی خیلی سخت از بین میروند. تستهای آزمایشگاهی برای تعیین میزان بالای اکسیژن مورد نیاز در بسیاری از متون استاندارد دقیق هستند.

نسخه آمریکایی آن ” روش های استاندارد برای آزمایشات آب و فاضلاب ” میباشد.

دفع فاضلاب

در بعضی از مناطق شهری، فاضلابهای بهداشتی و فاضلابی که از خیابانها به دلیل بارش باران و یا طوفان ها جاری میشود جداگانه منتقل میشوند. دسترسی به هر کدام از اینها از یک منهول امکانپذیر است. در طول بارشهای شدید ممکن است فاضلاب های بهداشتی سرریز کنند و به محیط زیست جاری شوند. این مورد میتواند تهدید جدی برای بهداشت عمومی و محیط زیست باشد.
فاضلاب ها میتوانند مستقیماً به داخل یک حوزه آبریز بزرگ با تصفیه کم یا بدون تصفیه وارد شوند. فاضلاب بدون تصفیه میتواند تاثیر جدی روی کیفیت محیط زیست و سلامت مردم بگذارد. بیمارگرها میتوانند باعث بسیاری از بیماریها شوند. مواد شیمیایی حتی در مقدار کم نیز خطراتی جدی ایجاد میکنند و در دراز مدت در بافت های بدن انسان و حیوانات تجمع مییابند.

تصفیه فاضلاب

روشهای بسیاری برای تصفیه فاضلاب از انواع مواد تشکیل دهنده آن وجود دارد. دو روش اصلی موارد زیر میباشند: استفاده از زباله های آب به عنوان منبع (مثل ساختن تالاب) یا تاکید آنها بر آلودگی (مثل انواع کارخانه های تصفیه کننده امروزی). بیشتر فاضلاب ها در مقیاس صنعتی پرانرژی در تصفیه خانه های فاضلاب WWTPsتصفیه میشوند که شامل مراحل تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی میباشند. به هر حال، استفاده از گندانبار و دیگر امکانات فاضلابی در محل OSSFبصورت گسترده در مناطق روستایی وجود دارند به طوری که بالای 20درصد از خانهها را در ایالات متحده ساپورت میکنند.
مهم ترین سیستم تصفیه هوازی، فرایند لجن فعال است، اساس آن نگهداری و چرخش توده مخلوط تشکیل شده از میکرو ارگانیسم هایی است که توانایی جذب و جذب سطحی مواد آلی درون فاضلاب را دارند. فرایندهای تصفیه بی هوازی فاضلابEGSB ، UASBبطور گستردهای در تصفیه فاضلاب صنعتی و لجن های بیولوژیکی استفاده میشوند. بعضی فاضلابها خطرات بالایی برای استفاده دوباره آب دارند. برای اکثر فاضلاب ها روشهای زیست محیطی با استفاده از سیستمهای نی زار استفاده میشود، مثل تالابهای ساخته شده. قسمت سوم تصفیه ها استفاده بیشتری دارند و عمومی ترین تکنولوژی مورد استفاده، میکروفیلتراسیون یا غشای مصنوعی میباشند. بعد از فیلتراسیون غشایی، فاضلاب تصفیه شده غیر قابل تشخیص از آب طبیعی قابل نوشیدن (بدون مواد معدنی) باشد. نیترات با روشهای طبیعی در تالاب از فاضلاب خارج میشود اما همچنان نیتروژن دهی میکروبی وجود دارد، مقدار کمی متانول توسط باکتریهای کربنی اضافه میشود. تصفیه خانههای اوزونی نیز محبوبیت رو به رشدی دارند و از ژنراتور اوزون استفاده میکنند به این صورت که آلودگیهای آب را مثل حباب های اوزونی از مخزن خارج میکنند اما انرژی فشرده میشود.
دفع فاضلاب از یک کارخانه صنعتی سخت و هزینه بر میباشد. پالایشگاه های نفت، کارخانه های شیمیایی و پتروشیمی در محل خود امکاناتی دارند تا فاضلابشان را تصفیه کنند بنابراین غلظت آلاینده ها در فاضلاب تصفیه شده آنها مطابق با مقررات محلی یا ملی در مورد دفع فاضلاب در کارخانهها یا داخل رودخانه، دریاچه یا اقیانوس میباشد. تالاب های ساخته شده موارد استفاده زیادی دارند چراکه کیفیت بالا داشته و تصفیه را در همان مکان انجام میدهند. دیگر فرایندهای صنعتی که فاضلاب زیادی تولید میکنند صنعت کاغذ و خمیرکاغذ میباشد که نگرانیهای زیست محیطی را ایجاد کردهاند، در نتیجه، آب مورداستفاده شان در کارخانه قبل از دفع پاکسازی میشود.
استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده
فاضلاب تصفیه شده میتواند دوباره به عنوان آب آشامیدنی، در صنعت (برج خنک کننده)، شارژ مجدد سفره های آب، در کشاورزی و توان بخشی اکوسیستم طبیعی (زمینهای باتلاقی فلوریدا)، استفاده شود.
استفاده از فاضلاب تصفیه نشده در کشاورزی
حدود 90درصد فاضلاب تولید شده در سطح جهان تصفیه نشده باقی میماند و باعث آلودگی گسترده آب بخصوص در کشورهای کم درآمد میشود. استفاده از فاضلاب تصفیه نشده برای آبیاری زمین های کشاورزی رو به افزایش است. شهرها، محصولات تازه ی پرسود خود را برای جذب کشاورزان به فروشگاه ها عرضه میکنند. درحالی که بخش کشاورزی برای افزایش منابع آبی خود با صنعت و شهروندان در رقابت است اغلب هیچ جایگزینی برای کشاورزان وجود ندارد که از آب آلوده شده با فاضلاب شهری مستقیماً برای آبیاری محصولات خود استفاده نکنند.
خطرات بهداشتی آبیاری با آب آلوده
خطرات بهداشتی قابل توجهی در استفاده از این نوع آب وجود دارد. فاضلابهای شهری میتوانند شامل مخلوطی از آلودگی های بیولوژیکی و شیمیایی باشند. در کشورهای کم درآمد، اغلب سطح بالایی از پاتوژن در فضولات وجود دارد، در حالیکه در کشورهای در حال توسعه جایی که صنعت از مقررات زیست محیطی پیشی میگیرد خطرات ناشی از مواد شیمیایی آلی و غیرآلی در حال افزایش است. سازمان بهداشت جهانی، در همکای با سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد ) (FAOو برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد UNEP دستورالعمل هایی را برای استفاده ایمن از فاضلاب ها نوشته است.
موسسه بینالمللی مدیریت آب که در هند، پاکستان، ویتنام، غنا، اتیوپی، مکزیک و دیگر کشورها در حال کار است پروژه های مختلفی را با هدف بررسی و کاهش خطرات ناشی از آبیاری فاضلابی انجام میدهد. آنها خواستار یک رویکرد چند مانعی برای استفاده از فاضلاب و تشویق کشاورزان برای اتخاذ رفتارهای با خطر کمتر، هستند. این رویکردها شامل متوقف کردن آبیاری، چند روز قبل از درو به منظور از بین رفتن پاتوژنها در برابر نور خورشید، جلوگیری از آلوده شدن برگهایی که به طور خام مصرف می شوند بادقت در آب دادن به آنها، ضدعفونی کردن سبزیجات یا خشک کردن لجن مدفوع انسانی پیش از استفاده به عنوان کود، میباشند.

تصفیه فاضلاب شهری 

سیستم تصفیه فاضلاب در کارخانه شرکت مهندسی فراب صنعت تولید شده و بعد از منتقل شدن سیستم در محل پروژه راه اندازی می گردد. روند مورد استفاده برای تصفیـه روش لجن فعـال با هـوادهی گستـرده است که از نوع روش های هوازی و بیولوژیکی می باشد. این پکیج قادر است بصورت روزانه فاضلاب ناشی از شست و شو را تصفیه کرده و کیفیت پساب را به سطح استانداردهای زیست محیطی برساند.

روش های تصفیه فاضلاب
روشهای فیزیکی
در این روش از نیروهای فیزیکی برای جداسازی مواد از جریان فاضلاب استفاده می شود. بدلیل سادگی این  فرآیند، روش های فیزیکی اولین روش های مورد استفاده در تصفیه فاضلاب بوده اند.
هزینه به نسبت دیگر روش ها، کمتر است و همواره سعی شده در انتخاب فرآیند های تصفیه فاصلاب از حداکثر توان این روش استفاده شود.
آشغال گیری، دانه گیری، ته نشینی، شناورسازی، چربی گیر و فیلتراسیون همگی نمونه هایی از روش های فیزیکی درتصفیه فاضلاب می باشند.
مهمترین روش های تصفیه ی مکانیکی متداول در تصفیه خانه های فاضلاب عبارتند از :
الف-صاف کردن فاضلاب
-1آشغال گیری
آشغالگیری نخستین تصفیه ایست که در تصفیه خانه ها در مورد فاضلاب خام انجام می گیردو در ضمن آن مواد معلق درشت را از فاضلاب جدا می سازد.
قراردادن دادن آشغالگیر در مسیر جریان فاضلاب موجب کاهش سطح مقطع جریان ، ایجاد افت فشار و افت انرژی شده که به صورت اختلاف در دو سوی آشغالگیر نمودار می شود. وجود آشغالگیر سبب کاهش مقدار مواد معلق در فاضلاب و در نتیجه کاهش BOD5می شود.

نکته : مقدار کاهش آلودگی فاضلاب تابعی است از بزرگی سوراخ ها و یا فاصله ی میله های آشغالگیر.
-2صاف کردن با کمک ماسه
این روش بیشتر برای تصفیه ی نهایی فاضلاب وزلال سازی آن در تصفیه خانه ها بکار می رود. و مواد معلق بسیار ریز مانند تخم انگل ها که غالبا در برابر تجزیه بسیار مقاوم اند گرفته می شوند. این روش به علت هزینه ی زیاد ممکن است تنها به عنوان تصفیه ی تکمیلی بکار برده شود. ضمنا در فاضلاب های صنعتی نیز برای گرفتن رنگ های کلوییدی بکار می رود.
ب- ته نشین کردن مواد معلق
روش ته نشینی 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 نشینی بر این هدف قرار دارد که با کاهش سرعت جریان در استخر ها که امکان ته نشین شدن مواد معلق در فاضلاب به وجود می آید.
در استخر های ته نشینی نخستین ، مواد معلقی از فاضلاب جدا می شوند که فساد پذیر بوده و باید حتما لجن بدست آمده مورد تصفیه واقع گرددو سرانجام در استخر های ته نشینی نهایی لجن هایی از فاضلاب جدا می شوند که بسته به نوع و درجه ی تصفیه ای که برای فاضلاب انجام گرفته ممکن است کاملا تثبیت شده و یا قسمتی تثبیت شده و قسمتی فساد پذیر باشد.
ج- شناور سازی مواد معلق

یکی از کاربرد های این روش در یکان های تغلیظ لجن است که با کمک دمیدن هوا در لجن آبکی و شناور نمودن مواد سبک لجنی به روی سطح آب لجن باقیمانده را تغلیظ می کنند.
نکته : در فاضلاب های صنعتی ، فاضلاب کشتار گاه ها و یا فاضلاب رستوران ها ی بزرگ و نظایر آن ها غالبا پیش بینی چربی گیر های ویژه لازم است . دمیدن هوا در فاضلاب و خنک کردن آن از عواملی هستند که در جداسازی مواد چربی راتندتر می کنند.
نکته : برای محاسبه و طراحی استخر های شناور سازی مانند استخرهای ته نشینی از پارامترهای بار سطحی و مدت زمان توقف استفاده می شود.
-2تصفیه ی زیستی یا تصفیه بیولوژیکی
انواع تصفیه ی زیستی به قرار زیر است:
الف – تصفیه ی زیستی با کمک باکتری های هوازی
اساس کار در این روش تصفیه ، رسانیدن اکسیژن به فاضلاب است.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 استخر های هوا رسانی انجام می گیرد . یا اینکه با چکانیدن فاضلاب روی قلوه سنگ های طبیعی و یا مصنوعی آنرا در مجاورت هوا قرار داد . یا بصورت لایه های نازکی روی بسترهای ماسه ای و یا زمین های کشاورزی وغیر از آن پخش نمود.گاهی نیز از اکسیژن خالص استفاده می کنند.
نکته: هدف از تصفیه ی فاضلاب تنها تبدیل مواد آلی نا پایدار به مواد تثبیت شده ی معدنی نیست بلکه باید این مواد را نیز از آن جدا کرد.

روش های شیمیایی
دراین روش، فرآیند جداسازی یا تبدیل مواد آلاینده، به کمک افزودن موادشیمیایی ودر نتیجه واکنش های شیمیایی آن مواد صورت می گیرد. پیچیدگی در این فرآیندها به مراتب بیش از روشهای فیزیکی می باشد. پیچیدگی سبب دشواری نسبی در بهره برداری از روشهای شیمیایی می گردد. از این رو تا حد امکان سعی می شود که کمتر از روشهای شیمیایی در سیستم تصفیه استفاده شود. همچنین هزینه خرید و نگهداری مواد شیمیایی مورد نیاز در برخی موارد بزرگترین مانع در کاربرد فرآیندهای شیمیایی است.
ترسیب (انعقاد و لخته سازی) شیمیایی و گندزدایی با کلر وترکیبات آن جزء مهمترین روشهای شیمیایی مورد استفاده در تصفیه فاضلاب هستند.
اساس کار در تصفیه ی شیمیایی بر کاربرد مواد شیمیایی در تصفیه ی فاضلاب قرار دارد . در تصفیه خانه های فاضلاب مواد شیمیایی مانند کلرو فریک و انواع مختلف پلیمر ها را برای تاثیر گذاردن روی مواد خارجی نامحلول و کلوییدی و یا مواد محلول در فاضلاب بکار می برند.بجز این از مواد شیمیایی مانند کلر برای گندزدایی و کشتن میکروب های موجود در فاضلاب و نیز برای کاهش بو در تصفیه خانه ی فاضلاب استفاده می شود. روشهای تصفیه ی شیمیایی بجز موارد یاد شده کمتر در تصفیه خانه های فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می گیرند و این روش ها بیشتر در تصفیه ی فاضلاب های صنعتی بکار می روند. مهمترین مواردی که از مواد شیمیایی برای تاثیر روی مواد خارجی محلول در فاضلاب استفاده می شود عبارتند از: ICEC(Iranian Chemical Engineering Club) 98
الف: خنثی سازی: در صورتی که فاضلاب هنگام ورود به تصفیه خانه درجه ی اسیدی کمتر از 6.5ویا بیشتر از 8.5داشته باشد نخست بایید آنرا خنثی نمود . فاضلاب شهری برخلاف فاضلاب صنعتی نیاز به عمل خنثی سازی ندارد.
ب:اکسیداسیون(برای پایدار نمودن و جداسازی مواد خارجی محلول )
پ:احیا
د: تعویض یون
مهمترین روش های که باکمک موادشیمیایی برای جداسازی مواد معلق موجود در فاضلاب استفاده می شود عبارتند از:
-1انعقاد یا لخته سازی : هدف از انعقاد یا لخته ساز ی عبارتست از انکه با کمک مواد شیمیایی ، مواد معلق سبک وبویژه مواد نیمه محلول و کلوییدی شکل را به صورت لخته ها وقطعات بزرگی در آورده تا در اثر وزن خود ته نشین شوند . به عبارت دیگر انعقاد عملی است تشدیدکننده ی عمل ته نشینی در تصفیه ی مکانیکی. مهمترین مواد منعقد کننده در فاضلاب : پولیمرها و پلی الکترو لیت ها ، سولفات ها و هیدرات های آلومینیوم ، سولفات ، کلرور و هیدرات های دو و سه ظرفیتی آهن و خاک رس و آب آهک افزودن مواد منعقد کننده به فاضلاب مقدار لجن بدست آمده در استخرهای ته نشینی را دو تا سه برابر میکند و در نتیجه حجم منبع های هضم لجن و مقدار گاز تولید شده افزایش می یابند.
-2شناور سازی : بر عکس عمل لخته سازی و ته نشینی ف می توان برای تشدید عمل جدا سازی مواد سبک موجود در فاضلاب از مواد شیمیایی استفاده نمود . این مواد شیمیایی موجب می شوند که ذرات هوا به مواد ICEC(Iranian Chemical Engineering Club) 99
معلق فاضلاب چسبیده ، وزن مخصوص آنها را کاهش داده و موجب افزایش سرعت بالا روندگی آنها شود . دراین روش معمولا مواد معلق در فاضلاب به صورت کف در سطح استخر نمودار گردیده و جمع آوری می گردند. روش شناور سازی نیز بیشتر در فاضلاب های صنعتی بکار می رود و استفاده از این روش در فاضلاب شهری تنها ممکن است برای تغلیظ لجن بکار رود . گاهی از این روش برای بازیابی دوباره ی مواد با ارزشی که همراه پساب کارخانه ها تلف می شوند نیز استفاده می شود.
-3جذب 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 ی به ویژه برای رنگ زدایی پساب برخی از کار خانه ها مفید است.
3روشهای بیولوژیکی
به آن دسته از روش هایی که درآنها از فرآیندهای بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود، روش های بیولوژیکی می گویند. در این روشها میکروارگانیسم ها (بویژه باکتریها) نقش اصلی را درفرآیند تصفیه برعهده دارند چراکه آنها با استفاده ازمکانیزم های درونی خود مواد آلی موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن برای تولید سلول جدید و کسب انرژی استفاده می کنند.
از آنجاکه سهم عمده ای از آلاینده های فاضلاب ها را مواد آلی تشکیل می دهند، استفاده از روشهای بیولوژیکی امروزه بطور گسترده ای برای تصفیه فاضلاب ها متداول شده است. روشهای بیولوژیکی قادرند با هزینه ای پایین، طیف گسترده ای از آلاینده ها را مورد تصفیه قرار دهند. ICEC(Iranian Chemical Engineering Club) 100
روش لجن فعال متعارف
این روش یکی از پرکاربرد ترین روشهای بیولوژیکی در تصفیه انواع فاضلاب های بهداشتی وصنعتی است. فرآیند بیولوژیکی در این روش از نوع هوازی بوده که رشد میکروارگانیسم ها درآن بصورت معلق صورت می گیرد. این روش عموماً درمواردی بکار می رود که حجم فاضلاب ورودی به تصفیه خانه بالا بوده و به همین سبب تأسیسات و تجهیزات ویژه ای برای آبگیری و هضم لجن در نظر گرفته می شود.
روش لجن فعال با هوادهی گسترده
فرآیند تصفیه در این روش مطابق فرآیند لجن فعال است با این تفاوت که به منظور کاهش حجم لجن تولیدی و مشکلات ناشی از آن اصلاحاتی در روش تصفیه صورت گرفته است. این اصلاحات شامل افزایش زمان ماند هیدرولیکی و عمر لجن می باشد. این تغییرات سبب شده است که میزان لجن دفعی بطور قابل ملاحظه ای کاهش یابد. همچنین پایداری و مقاومت سیستم نسبت به نوسانات کیفی و کمی ورودی افزایش یافته است. انعطاف پذیری و پایداری این سیستم سبب شده است که امروزه در کشور ما بطور گسترده ای از این روش برای تصفیه انواع فاضلاب های بهداشتی و صنعتی استفاده شود.
روش بستر لجن رو به بالا بی هوازی
این روش جزء مهمترین روشهای بیولوژیکی و بی هوازی تصفیه فاضلاب است. در این روش رئاکتور مورد استفاده یک نوع رئاکتور با جریان رو به بالا است که در آن بستری از دانه هایی که به شکل بیولوژیکی تشکیل یافته اند، نقش پرکننده را دارند. هنگامی که فاضلاب به شکل یکنواخت از کف مخزن وارد می شود، مایع از میان ناحیه هضم، که ناحیه جداسازی جامد و مایع است، عبور می کند.
ICEC(Iranian Chemical Engineering Club) 101 جامداتی که در ناحیه ته نشینی جداشده اند به ناحیه بستر فعال بازگردانده می شوند درحالیکه مایع به شکل پساب از سرریز خارج می گردد. موادآلی توسط توده زیستی تثبیت می شود وگازحاصل ازتثبیت مواد زاید درمحفظه گاز جمع آوری می گردد. در انتخاب یک روش تصفیه فاضلاب دو عامل نقش اصلی را ایفاء می کنند.
عامل اول : کیفیت فاضلاب ورودی به سیستم
عامل دوم : کیفیت موردنیاز برای پساب خروجی می باشد
عدم توجه به هریک از دو عامل فوق به هنگام انتخاب روش تصفیه سبب می گرددکه سیستم تصفیه نتواند خواسته های اساسی از آن را برآورده سازد.