1-4-4- اهداف تصفيه فاضلاب
تصفيه فاضلاب مي‌تواند با اهداف متفاوتي صورت پذيرد که هر کدام داراي مزايا و مشکلات خود مي‌باشند. برخي از مهم‌ترين اهداف تصفيه فاضلاب به شرح زير مي‌باشند:
1- تثبيت مواد آلي موجود در فاضلاب که اغلب از طريق فرايندهاي بيولوژيک به دو روش هوازي و بي‌هوازي صورت مي‌گيرد.
2- توليد پساب قابل تخليه در محيط و محافظت از محيط زيست
3- استفاده مجدد از آب و مواد جامد ناشي از تصفيه فاضلاب در بخش‌هاي مختلف

1-4-5- بسترهاي استفاده دوباره از آب
پساب تصفيه‌خانه‌هاي فاضلاب با توجه به معيارهاي کيفي مورد نياز هر بخش مي‌تواند در محدوده‌هاي شهري، در بخش صنعت، در بخش کشاورزي، براي زيبايي محيط و فضاي سبز، براي تغذيه منابع آب زيرزميني، براي تقويت منابع آب شرب و استفاده مستقيم از پساب براي مصرف‌هاي شرب مورد استفاده قرار گيرد.
گرچه اجراي طرح‌هاي استفاده دوباره از آب تمام مشکلات کمبود آب را بر طرف نمي‌نمايد، اما در مناطقي از کشور جواب‌گوي بخشي از نيازها خواهد بود. بايد يادآور شد که با توجه به صنايع تصفيه فاضلاب، استفاده از پساب داراي هيچ محدوديتي نيست [16].

1-4-6- روش‌هاي تصفيه‌ي فاضلاب
به طورکلي روش‌هاي تصفيه‌ي فاضلاب به سه دسته اصلي فيزيکي، شيميايي و بيولوژيک تقسيم‌بندي مي‌شوند. به ندرت اتفاق مي‌افتد که يکي از روش‌هاي گفته شده بتواند تمامي خواسته‌ها را از سيستم تصفيه برآورده سازد. بنابراين در اکثر موارد لازم است که ترکيبي از روش‌هاي فوق استفاده شود [42].
1- روش‌هاي فيزيکي
روش‌هاي فيزيکي روش‌هايي هستند که در آن‌ها از نيروهاي فيزيکي براي جداسازي مواد از جريان فاضلاب استفاده مي‌شود. به دليل سادگي فرآيندهاي فيزيکي، روش‌هاي فيزيکي اولين روش‌هاي مورد استفاده در تصفيه‌ي فاضلاب بوده‌اند. همين سادگي در کارکرد سبب شده است که هزينه‌ي استفاده از آن در مقايسه با روش‌هاي شيميايي و بيولوژيک به مراتب کم‌تر باشد. بنابراين در انتخاب فرآيندهاي تصفيه همواره سعي مي‌گردد که از حداکثر توان روش‌هاي فيزيکي براي تصفيه استفاده شود.
آشغال‌گيري، دانه‌گيري، ته‌نشيني، شناورسازي، چربي‌گيري و فيلتراسيون همگي نمونه‌هايي از روش‌هاي فيزيکي درتصفيه‌ي فاضلاب مي‌باشند.
2- روش‌هاي شيميايي
در روش‌هاي شيميايي فرآيند جداسازي يا تبديل مواد آلاينده، به کمک افزودن مواد شيميايي و در نتيجه‌ي واکنش‌هاي شيميايي آن مواد صورت مي‌گيرد. پيچيدگي در اين فرآيندها به مراتب بيش از روش‌هاي فيزيکي مي‌باشد. همين پيچيدگي سبب دشواري نسبي در بهره‌برداري از روش‌هاي شيميايي مي‌گردد. از اين رو تا حد امکان سعي مي‌شود که کم‌تر از روش‌هاي شيميايي در سيستم تصفيه استفاده شود. به علاوه هزينه‌ي خريد و نگهداري مواد شيميايي مورد نياز در برخي موارد مانع بزرگي در کاربرد فرآيندهاي شيميايي است.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

ترسيب (انعقاد و لخته‌سازي) شيميايي و گندزدايي با کلر و ترکيبات آن جزء مهم‌ترين روش‌هاي شيميايي مورد استفاده در تصفيه‌ي فاضلاب هستند.
3- روش‌هاي بيولوژيک
به آن دسته از روش‌هايي که در آن‌ها از فرآيندهاي بيولوژيک براي تصفيه‌ي فاضلاب استفاده مي‌شود، روش‌هاي بيولوژيک مي‌گويند. در اين روش‌ها ميکروارگانيزم‌ها (به ويژه باکتري‌ها) نقش اصلي را در فرآيند تصفيه بر عهده دارند چراکه آن‌ها با استفاده از مکانيزم‌هاي دروني خود مواد آلي موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن براي توليد سلول جديد و کسب انرژي استفاده مي‌کنند.
از آنجاکه سهم عمده‌اي از آلاينده‌هاي فاضلاب‌ها را مواد آلي تشکيل مي‌دهند، استفاده از روش‌هاي بيولوژيک امروزه به طور گسترده‌اي براي تصفيه‌ي فاضلاب‌ها متداول شده است. روش‌هاي بيولوژيک قادرند با هزينه‌ي پايين، طيف گسترده‌اي از آلاينده‌ها را مورد تصفيه قرار دهند.
1-4-7- تصفيه به روش سنتي و معايب آن
روش‌هاي سنتي تصفيه پساب به سه روش فيزيکي، شيميايي و بيولوژيک دسته‌بندي مي‌شدند که هر کدام از اين دسته‌ها داراي روش‌هاي گوناگوني بودند اما به طور کلي مي‌توان گفت که تصفيه به روش سنتي داراي مراحل پيش تصفيه، منعقد شدن ذرات، فلوکولاسيون، رسوب‌گذاري، گندزدايي، هوادهي، صافي و تصفيه نهايي است [42].
اين روش داراي معايب بسياري مي‌باشد که از جمله آن‌ها مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:
1- هيچ کدام از فرايندهاي مذکور به تنهايي قادر به از بين بردن تمامي آلاينده‌هاي آب نمي‌باشند.
2- اين روش‌ها به طور کلي بر مبناي نصب تأسيسات فرايندي (مثل حوضچه‌هاي ته‌نشيني، صافي‌ها و…) و استفاده از چندين فرايند متوالي بوده و بنابر اين امکان حمل و نقل سيستم‌هايي که از اين شيوه استفاده مي‌کنند بسيار دشوار است و مشکلاتي از قبيل شکنندگي تجهيزاتي چون فيلترهاي سراميکي، نشست زمين در اثر نيروي وزن سيستم‌هاي تصفيه‌خانه‌ها و… را دارند.
3- کاهش بازدهي برخي از فرايندها با افزايش دبي شاره‌ها (مثل فيلترهاي کربن فعال که با افزايش دبي، سريع‌تر اشباع شده و اين خود باعث وارد شدن برخي آلاينده‌ها به درون آب تصفيه شده مي‌گردد)
4- برخي از اين فرايندها حساسيت زيادي نسبت به شرايط فيزيکي و شيميايي آب از خود نشان مي‌دهند. بدين معني که با تغييرات pH، قليائيت، دما و مقدار ناخالصي‌هاي مختلف در آب، بازدهي فرايندها تغيير پيدا مي‌کند. براي مثال مي‌توان به تأثير منفي کاهش دما و افزايش تيرگي در از بين بردن ميکروب‌ها در فرايند گندزدايي اشاره کرد.
5- هزينه بهره‌برداري از اين سيستم‌ها به دليل استفاده از مواد شيميايي در فرايندهايي مثل منعقدسازي و گندزدايي نسبت به روش‌هاي غشايي و نانوفيلترها بيشتر است.
6- به علت استفاده از مواد شيميايي در برخي از فرايندها مثل افزودن کلر جهت گندزدايي، آب حاصل براي شرب مناسب نيست.

1-4-8- تصفيه آب به روش بيولوژيک
به آن دسته از روش‌هاي تصفيه آب که در آن‌ها از فرآيندهاي بيولوژيک براي حذف آلاينده‌ها در سيستم‌هاي تصفيه استفاده مي‌شود، روش‌هاي بيولوژيک گفته مي‌شود. در اين روش‌ها ميکروارگانيزم‌ها (به ويژه باکتري‌ها) نقش اصلي را درفرآيند تصفيه برعهده دارند چراکه آن‌ها با استفاده ازمکانيزم‌هاي دروني خود، مواد آلي موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن براي توليد سلول جديد و کسب انرژي استفاده مي‌کنند [47].
از آنجا که مواد آلي سهم عمده‌اي از آلاينده‌هاي فاضلاب‌ها را تشکيل مي‌دهند، امروزه استفاده از روش‌هاي بيولوژيک به طور گسترده‌اي براي تصفيه‌ي فاضلاب‌ها و پساب‌ها متداول شده است. روش‌هاي بيولوژيک قادرند با هزينه‌اي پايين، طيف گسترده‌اي از آلاينده‌ها را مورد تصفيه قرار دهند. روش‌هاي بيولوژيک به دو دسته کلي هوازي و بي‌هوازي تقسيم‌بندي مي‌گردند:
1- روش بيولوژيک هوازي تصفيه:
برخي از فرآيندهاي بيولوژيک در حضور اکسيژن محلول صورت مي‌پذيرد که به آن‌ها فرآيندهاي هوازي و به روش‌هايي که از فرآيندهاي هوازي در آن‌ها استفاده مي‌شود، روش‌هاي بيولوژيک هوازي گفته مي‌شود. روش لجن فعال، لجن فعال با هوادهي گسترده، MBR، SBR و RBC نمونه‌هايي از روش‌هاي بيولوژيک هوازي مي‌باشند.
2- روش بيولوژيک بي‌هوازي تصفيه:
به فرآيندهايي که در غياب اکسيژن محلول توسط ميکروارگانيزم‌ها اتفاق مي‌افتد، فرآيندهاي بي‌هوازي مي‌گويند. در روش‌هاي بيولوژيک تصفيه فاضلاب از اين فرآيندها استفاده مي‌شود. روش UASB، FBR، ASBR نمونه‌هايي از روش‌هاي بي‌هوازي تصفيه فاضلاب هستند. لازم به ذکر است که در سپتيک تانک‌ها به سبب عدم وجود اکسيژن محلول کافي فرآيندهاي بي‌هوازي بيولوژيک غالب هستند.

1-4-9- فناوري نانو و تصفيه آب
با وجود پيشرفت‌هاي شگفت‌آوري كه در زمينه‌هاي مختلف حيات بشر صورت گرفته است، آب همچنان اهميت خود را به عنوان منبع اصلي تأمين انرژي و نيز توليد محصولات كشاورزي حفظ كرده است. با توسعه فناوري نانو در صنعت آب و فاضلاب، مي‌توان تحولي عظيم در تأمين آب مصرفي و بخش‌هاي وابسته به آن به وجود آورد. كاربردهاي فناوري نانو در تصفيه آب، گندزدايي، استفاده بهينه از آب سفره‌هاي زيرزميني و بهبود سازه‌هاي آبي از جمله ويژگي‌هايي است كه صنعت آب و فاضلاب با استفاده از فناوري نانو به دنبال تحقق آن‌ها است [34].
در مجموع كاربردهاي متعددي را مي‌توان در زمينه استفاده از فناوري نانو متصور بود كه اهم آن‌ها عبارت است از:
استفاده از ذرات نانو ساختار در تصفيه آلاينده‌ها، رنگ‌زدايي از آب آشاميدني، نمك‌زدايي از آب، نانوپوشش‌ها، نانولوله‌هاي جاذب گازهاي سمي، نانوپليمرهاي متخلخل، استفاده از نانوذرات در تصفيه پساب‌ها، نانوفيلترها، حذف آرسنيك موجود در آب با استفاده از فناوري نانو.
برخي كاربردهاي فناوري نانو در عرصه صنعت آب فناوري نانو با روش‌هاي زير مي‌تواند در تهيه آب تميز كمك كند:
غشاهاي فيلتراسيون نانومتري به منظور افزايش بازيابي آب، روش‌هاي سازگار با محيط زيست جهت تصفيه آب‌هاي زيرزميني به وسيله اجزاي معدني و آلي، نانومواد براي بهبود كارايي فرايندهاي فتوكاتاليستي و شيميايي، نانوحسگرهاي زيستي جهت تشخيص سريع آلودگي آب.

1-4-10- استفاده از فيلترهاي نانو در تصفيه آب
امروزه نانوفيلترها توانايي بالايي در تصفيه پساب و خالص‌سازي آب دارند. علم نانو گامي به سوي نسل جديد ادوات تصفيه است و درنهايت بر زندگي حدود 780 ميليون نفر در جهان تأثير دارد؛ افرادي که در نواحي خشک زندگي کرده و به آب سالم دسترسي نداشته و يا دسترسي محدودي دارند. برخي تحقيقات نشان مي‌دهند فيلترهايي که به صورت نانولوله‌هاي کربني طراحي و ساخته مي‌شوند توانايي حذف تمامي آلاينده‌هاي آب را دارند. البته براي خالص‌سازي کامل آب بايستي يک غشاء نيز در اين فيلترها در نظر گرفته شود و در معرض غشاء نيز قرار گرفته شده باشد. اين فيلترها کوچک و قابل حمل، نسبتاً ارزان و قابل شارژ و شستشو مي‌باشند. البته بايد در نظر داشت که به کارگيري اين فيلترها براي تصفيه‌خانه‌هاي بزرگ و صنعتي با افزايش شديد هزينه‌ها و مشکلات عديده در طراحي، ساخت و بهره‌برداري مواجه خواهد بود. مساحت سطحي بالا، قابليت اصلاح و ظرفيت زدايش بسيار زياد از ديگر مزاياي اين فيلترها مي‌باشد [30 و 67].

1-5- اهميت تصفيه آب
تصفيه آب يک امر حياتي و اساسي براي حيات بشر است. آب يک ترکيب شيميايي ساده است که در عين سادگي، خواص پيچيده‌اي دارد. هر مولکول آب از يک اتم اکسيژن و دو اتم هيدروژن تشکيل شده است. آب براي سلامتي و رفاه انسان ضروري است و بدون آب حيات بر روي زمين وجود نخواهد داشت. بيش از 72 درصد بدن انسان از آب تشکيل شده است. با اين وجود، آب در صورت ناخالص بودن و آلودگي مي‌تواند آسيب‌هاي جدي به بدن انسان وارد کند و باعث بيماري‌هاي گوناگوني شود. آب تصفيه نشده ممکن است حاوي کلر، سرب، آرسنيک، نيترات، فلورايد، انگل و باکتري و… باشد که براي سلامتي انسان بسيار خطرناک هستند [55].
امروزه اينکه چرا تصفيه آب تا اين اندازه مهم است، موضوعي قابل بحث مي‌باشد.
شايد بسياري از مردم معتقد باشند که نوشيدن آب تصفيه نشده مشکلي براي آن‌ها ايجاد نمي‌کند و يا با خود فکر مي‌کنند که چرا با وجود اينکه سال‌ها است از آب معمولي استفاده مي‌کنند، هرگز بيمار نشده‌اند. لازم به ذکر است که برخي از بيماري‌ها نشانه‌هاي قابل رؤيت ندارند اما به اين معنا نيست که وجود ندارند. بيماري‌هايي مثل هپاتيت، فلج اطفال و… که توسط تک‌ياخته‌ها، ويروس‌ها، باکتري‌ها و انگل‌ها به وجود مي‌آيند.
نکته ديگر اين است که برخي از آلاينده‌هاي موجود در آب آشاميدني، اثرهاي منفي خود را در درازمدت و پس از گذشت 10 تا 15 سال نشان مي‌دهند. به عنوان مثال آلاينده‌هايي مثل سرب اگر در آب آشاميدني باشند، روي هوش بچه‌ها تأثير مستقيم گذاشته و باعث افت تحصيلي و عدم موفقيت آن‌ها در مقاطع زندگي خواهند شد و اين از جمله آثاري است که بلافاصله پس از مصرف اثر خود را نشان نمي‌دهد.
در سال‌هاي اخير به دليل رشد جمعيت و پيشرفت صنايع مختلف، آلاينده‌هايي وارد آب آشاميدني مي‌شوند که در گذشته بسيار کم‌تر بودند و يا وجود نداشتند و جوامع مختلف امروزه با آن‌ها مواجه هستند. از اين رو تصفيه آب امروزه به عنوان يک ضرورت در زندگي انسان مطرح شده است. دستگاه‌هاي تصفيه آب خانگي ديگر يک کالاي لوکس محسوب نمي‌شوند بلکه نقش بسيار زيادي در بالا بردن کيفيت آب آشاميدني و سطح بهداشت خانواده‌ها دارند.
آب به طور تقريبي در همه جاي کره زمين يافت مي‌شود. منابع تأمين آب همانند رودخانه‌ها و درياچه‌ها حاوي آلاينده‌هاي زيادي همچون زباله‌ها، گل و لاي، شن و ماسه‌، ميکروارگانيزم‌هاي بيماري‌زا و فاضلاب‌هاي صنعتي و شهري هستند. براي اينکه آب رودخانه‌ها و درياچه‌ها قابل استفاده براي آشاميدن باشد، نياز به مراحل مختلف مي‌باشد.
كيفيت آب‌هاي مورد نياز براي مصارف مختلف به ندرت با ويژگي‌هاي طبيعي آن‌ها مطابقت دارد. آب آشاميدني با ويژگي‌هاي فيزيكي يا ظاهري آب كه بايستي سالم و تميز باشد به طور طبيعي به مقدار كافي در دسترس نمي‌باشد. اكثر منابع آب از نظر كيفيت شيميايي و بيولوژيكي براي شرب مناسب نيستند و قبل از مصرف احتياج به يك سري عمليات دارند. چنين عملياتي كه به منظور متناسب‌سازي آب براي مصرف خاص آن صورت مي‌گيرد، تصفيه آب ناميده مي‌شود. تصفيه يا پالايش آب از نظر پزشكي، بهداشتي و زيست‌محيطي اهميت بسيار زيادي دارد و درصورتي که متناسب با مصرف خاص مورد نظر تصفيه نشده باشد، يا سبب افزايش هزينه‌ها شده و يا مشکلات پزشکي، بهداشتي و زيست‌محيطي ايجاد خواهد کرد [16].
تحقيقات علمي ثابت نموده که سلامتي و زندگي بشر به کيفيت آب مورد استفاده‌اش بستگي کامل دارد. از اين رو مي‌بايست در استفاده از آبي که در سير زندگي خود در طبيعت به عنوان يک حلال خوب، تمام موادي که به طور طبيعي در بافت‌هاي زمين يافت مي‌شود و يا آلاينده‌هايي از جمله صنعتي، کشاورزي را در خود حل نموده و به همراه دارد، مراقبت نمود.
لازم به ذکر است که بسياري از بيماري‌هاي واگيردار از طريق آب‌هاي آلوده منتقل مي‌شوند و روزانه تعداد زيادي از افراد به علت عدم تصفيه صحيح و کامل آب، بيمار شده و حتي جان خود را از دست مي‌دهند. اين تفاسير اهميت بسيار بالاي تصفيه آب را مي‌رسانند [20].

1-6- اهميت استفاده از فناوري نانو
فناوري نانو امروزه به دليل گستردگي حوزه‌هاي کاربردي و تأثيرگذاري مستقيم بر اغلب صنايع و علوم، يک فناوري اولويت‌دار و استراتژيک براي تمامي کشورها محسوب مي‌شود و از اهميت بسيار بالايي برخوردار مي‌باشد. به همين دليل و اهميت، اين فناوري در سال‌هاي اخير با رشدي سريع و گسترشي فوق‌العاده در بسياري از زمينه‌ها گسترده شده است، به طوري که امروزه در دنيا از اين فناوري به عنوان يک فناوري کليدي و تأثيرگذار بر علم و صنعت ياد شده و بسياري از کشورهاي توسعه‌يافته صنعتي و در حال توسعه برنامه‌هايي را در سطح ملي براي پشتيباني از فعاليت‌هاي تحقيقاتي و صنعتي اين فناوري در اکثر گرايشات تدوين و اجرا مي‌نمايند؛ زيرا فناوري نانو به عنوان انقلابي در شرف وقوع، آينده اقتصادي و صنعتي کشورها را در جهان تحت تأثير جدي قرار خواهد دادو اين مسئله توسط صاحب‌نظران و محققان تبين شده و براي مديران اجرايي به صورت يک امر شفاف و قطعي در آمده است [36].

1-7- اهميت استفاده از فناوري نانو در صنعت آب

فناوري نانو طي مدت كوتاهي كه از ظهور آن مي‌گذرد كاربردهاي مختلفي در صنايع گوناگون يافته است. بالطبع صنعت آب نيز به عنوان يكي از پايه‌هاي اساسي حيات از اين مسئله مستثني نبوده و امروزه مشاهده مي‌شود که در بخش‌هاي مختلف آن، از جمله ساخت سدها، حفاظت خطوط لوله انتقال آب، تصفيه آب و پساب‌ها، شيرين‌سازي آب و… كاربرد يافته است.
امروزه در جهان بسياري از مردم به دلايل بلاهاي طبيعي، جنگ و زيرساخت‌هاي ضعيف خالص‌سازي آب، به آبي بهداشتي دسترسي ندارند. بر طبق آمارهاي موجود و به نقل از سازمان جهاني بهداشت؛ حدود يك ميليارد نفر به منابع آبي سالم و بهداشتي دسترسي نداشته و اين ميزان چيزي حدود يک ششم جمعيت کره زمين را در برمي‌گيرد. طي اعداد و ارقام موجود ديگر، روزانه‌ 5000 كودك به علت مبتلا شدن به امراض ناشي از مصرف آب غيربهداشتي مي‌ميرند. امروزه تمام دغدغه و تلاش محققين و دانشمندان اين عرصه آن است كه با كمك روش‌ها و فناوري‌هاي جديد اين مشكلات را كاهش دهند.که يكي از فناوري‌هاي مورد نظر، فناوري نوظهور نانو است [21].
با نگاهي به مشکلات تأمين آب در ايران و نياز مبرم کشور به منابع جديد، مي‌توان از فناوري‌هاي نوين در اين راه بهره گرفت. اين مهم در سايه انجام نيازسنجي و مطالعه دقيق اوليه تحقق مي‌يابد. با توجه به اينکه در سال‌هاي اخير، ايران در حال اوج‌گيري در زمينه تحقيقات نانو است، عقلاني به نظر مي‌رسد که در سمت و سو دهي برنامه‌هاي کلان آب در کشور از فناوري نانو به عنوان يک پشتيبان قوي استفاده گردد.


پاسخ دهید