محاسبه ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب

محاسبه ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب یکی از مراحل اساسی در طراحی و ساخت این سیستم‌ها به شمار می‌آید. اهمیت این موضوع نه تنها به دلیل تأثیر مستقیم آن بر عملکرد و کارایی سیستم‌های تصفیه، بلکه به خاطر تأثیر قابل توجهی که بر کاهش هزینه‌های طراحی و نگهداری پکیج تصفیه فاضلاب دارد، حائز اهمیت است. انتخاب ظرفیت مناسب به این معناست که فاضلاب تولید شده به طور کامل تصفیه شده و خروجی سیستم با استانداردهای زیست‌محیطی مطابقت داشته باشد. در اینجا به بررسی دقیق روش‌های محاسبه ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب پرداخته ایم به عوامل مختلف مؤثر در این محاسبه را بررسی کرده ایم.

ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب چیست؟

یکی از عوامل موثر در قیمت پکیج های تصفیه فاضلاب، ظرفیت آن می باشد. ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب به مقدار فاضلابی که قادر است در یک بازه زمانی معین تصفیه کند، اشاره دارد. این ظرفیت می‌تواند به صورت متر مکعب در روز یا لیتر در ثانیه اندازه‌گیری شود و تحت تأثیر نوع فاضلاب، روش‌های تصفیه به کار رفته و اهداف تصفیه قرار دارد. چندین عامل در تعیین ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب نقش دارند. از جمله این عوامل می‌توان به حجم جریان ورودی، غلظت آلاینده‌ها و استانداردهای لازم برای خروجی اشاره کرد. انتخاب مناسب این عوامل نه تنها به بهبود عملکرد سیستم کمک می‌کند، بلکه از بروز مشکلات احتمالی در مراحل آینده نیز جلوگیری می‌نماید. ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب باید با نیازهای واقعی سیستم هماهنگ باشد. در صورتی که ظرفیت پکیج کمتر از نیازهای سیستم باشد، ممکن است کیفیت فاضلاب خروجی کاهش یابد و به محیط زیست آسیب برساند. از طرف دیگر، طراحی و ساخت پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی با ظرفیت بیش از حد نیاز می‌تواند به افزایش هزینه‌های اجرایی و نگهداری منجر شود.

عوامل موثر در ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب

نوع و کیفیت فاضلاب :

نوع فاضلاب یکی از عوامل اساسی در تعیین ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب است. فاضلاب‌ها می‌توانند بهداشتی، صنعتی یا رواناب باشند و هر یک از این منابع دارای ترکیب متفاوتی از آلاینده‌ها هستند که بر انتخاب ظرفیت و روش تصفیه تأثیر می‌گذارد. به عنوان نمونه، فاضلاب صنعتی ممکن است شامل مواد شیمیایی خاصی باشد که نیاز به روش‌های تصفیه ویژه دارد، در حالی که فاضلاب بهداشتی عمدتاً شامل مواد آلی و نیتروژن است. کیفیت فاضلاب ورودی یکی از عوامل کلیدی در تعیین ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب به شمار می‌آید. پارامترهای مهمی مانند BOD (نیاز اکسیژنی بیوشیمیایی)، COD (نیاز اکسیژنی شیمیایی)، TSS (مواد جامد معلق) و غلظت نیتروژن و فسفر در این زمینه نقش دارند. هر یک از این پارامترها نیازمند توجه ویژه‌ای در طراحی پکیج هستند تا به کیفیت مطلوب در خروجی دست یابیم.

میزان جریان ورودی:

مقدار جریان ورودی فاضلاب به سیستم تصفیه به طور مستقیم بر ظرفیت پکیج تأثیر می‌گذارد. این جریان معمولاً به صورت حجم فاضلاب در طول روز اندازه‌گیری می‌شود. برای تعیین دقیق این جریان، معمولاً از اندازه‌گیری‌های دوره‌ای و داده‌های تاریخی تجهیزات تصفیه‌خانه فاضلاب بهره‌برداری می‌شود. انتخاب ظرفیت مناسب برای پکیج باید به گونه‌ای انجام شود که قادر به پاسخگویی به تغییرات جریان ورودی در طول روز یا سال باشد.

نوسانات جریان:

نوسانات در جریان ورودی، به ویژه در فاضلاب‌های صنعتی و رواناب‌ها، یکی از چالش‌های اساسی در تعیین ظرفیت پکیج به شمار می‌رود. برای مدیریت این نوسانات، ممکن است نیاز به استفاده از مخازن متعادل‌ساز باشد که قادرند جریان ورودی را تنظیم کنند. این مخازن به کاهش فشار بر سیستم تصفیه کمک کرده و شرایط بهتری برای فرآیند تصفیه فراهم می‌آورند.

استانداردهای خروجی و سطح تصفیه مورد نیاز:

استانداردهای خروجی فاضلاب تصفیه‌شده، معیارهایی هستند که میزان قابلیت استفاده یا تخلیه فاضلاب تصفیه‌شده به محیط زیست را مشخص می‌کنند. این استانداردها معمولاً توسط نهادهای زیست‌محیطی تعیین می‌شوند و شامل مقادیر مجاز برای پارامترهایی نظیر BOD، COD و TSS هستند. رعایت این استانداردها برای جلوگیری از آلودگی منابع آب و خاک از اهمیت بالایی برخوردار است. میزان تصفیه مورد نیاز به نوع کاربری فاضلاب خروجی بستگی دارد. به عنوان مثال، فاضلابی که قرار است به محیط زیست رها شود، نیازمند تصفیه کامل است تا پارامترهای آن با استانداردهای زیست‌محیطی مطابقت داشته باشد. در مقابل، اگر فاضلاب برای مصارف صنعتی یا کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد، ممکن است به تصفیه کمتری نیاز داشته باشد. تعیین دقیق سطح تصفیه مورد نیاز می‌تواند به بهینه‌سازی ظرفیت سیستم کمک کند.

فرایند های تصفیه به کار گرفته شده:

برای تصفیه فاضلاب، از روش‌های گوناگونی نظیر فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی بهره‌برداری می‌شود. روش‌های فیزیکی عمدتاً به جداسازی جامدات معلق و روغن‌ها می‌پردازند. در روش‌های شیمیایی، با استفاده از واکنش‌های شیمیایی، غلظت مواد آلاینده کاهش می‌یابد و روش‌های بیولوژیکی نیز با کمک میکروارگانیسم‌ها به کاهش مواد آلی می‌پردازند. انتخاب روش تصفیه و به کارگیری تجهیزات مناسب، از جمله پکیج چربی‌گیری DAF، مدیا، مخزن متعادل‌سازی و مخازن هوادهی، به طور قابل توجهی بر ظرفیت پکیج تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، در روش‌های بیولوژیکی، زمان اقامت و حجم مخازن باید به گونه‌ای تنظیم شود که میکروارگانیسم‌ها بتوانند به طور کامل مواد آلی را تجزیه کنند. از سوی دیگر، در روش‌های شیمیایی، نیاز به تجهیزات دقیق‌تری برای افزودن مواد شیمیایی و کنترل واکنش‌ها وجود دارد. این عوامل در تعیین ظرفیت نهایی سیستم نقش مهمی ایفا می‌کنند. در بسیاری از موارد، برای تصفیه فاضلاب از ترکیب روش‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی بهره‌برداری می‌شود. این ادغام به بهبود کیفیت فاضلاب خروجی و افزایش کارایی پکیج کمک می‌کند.

فرمول‌های کلی برای محاسبه ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب

پارامترهای کلیدی و شاخص در طراحی و بهره‌برداری از پکیج‌های تصفیه فاضلاب شامل موارد زیر است:

زمان ماند هیدرولیکی

زمان ماند هیدرولیکی، میانگین مدت زمانی است که فاضلاب در یک بیوراکتور باقی می‌ماند. برای محاسبه این زمان، حجم مخزن بر دبی ورودی تقسیم می‌شود. در این محاسبه، حجم به واحد [m³] و دبی ورودی به واحد [m³/h] بیان می‌شود. معمولاً زمان ماند هیدرولیکی به ساعت محاسبه می‌شود. با افزایش دبی، فاضلاب سریع‌تر از سیستم خارج می‌شود و در نتیجه زمان ماند کمتری خواهد داشت. این زمان باید به اندازه کافی طولانی باشد تا درصد قابل توجهی از BOD از سیستم حذف گردد. در تصفیه‌خانه‌های لجن فعال متعارف، این زمان معمولاً بین ۵ تا ۱۴ ساعت است. سن لجن نیز یکی از پارامترهای مؤثر بر زمان ماند هیدرولیکی به شمار می‌آید.

زمان ماند میکروبی

زمان ماند میکروبی یا MCRT به مدت زمانی (به روز) اشاره دارد که جامدات یا باکتری‌ها در فرآیند لجن فعال باقی می‌مانند. این زمان همچنین به عنوان زمان ماند سلولی یا زمان ماند جامدات (SRT) شناخته می‌شود. برای محاسبه دقیق MCRT، لازم است مقدار جامدات معلق (به پوند) در فرآیند لجن و همچنین مقدار جامدات معلقی که از این فرآیند خارج می‌شود، مشخص گردد. باید توجه داشت که زمان ماند سلولی (Mean Cell Residence Time) و زمان ماند هیدرولیکی (HRT) دو مفهوم متفاوت هستند.

میزان لجن تولیدی و لجن برگشتی

هدف از مقدار لجن برگشتی، حفظ غلظت کافی میکروبی برای تثبیت مواد آلی ورودی به تانک هوادهی است. اگر برگشت لجن به سرعت انجام نشود یا لجن دچار سپتیک شود، راندمان تصفیه به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. مقدار معمول لجن برگشتی در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب بزرگ به روش لجن فعال بین ۵۰ تا ۱۰۰ درصد دبی ورودی و در تصفیه‌خانه‌های کوچک تا ۱۵۰ درصد دبی ورودی است. لازم به ذکر است که میزان لجن برگشتی باید به صورت دستی یا با استفاده از پمپ‌های با سرعت متغیر تنظیم شود. این روش‌های کنترل بر اساس حفظ یک غلظت هدف mlss در تانک هوادهی و یا حفظ یک ارتفاع مشخص از لجن در حوض ته‌نشینی ثانویه طراحی شده‌اند.

حجم هوا و میزان اکسیژن مورد نیاز سیستم

میزان مصرف اکسیژن توسط میکروارگانیسم‌های حاضر در فرآیند لجن فعال توسط OUR اندازه‌گیری می‌شود. این اندازه‌گیری با کنترل سطح اکسیژن محلول در مخزن هوادهی در طول زمان انجام می‌گیرد.

البته فرمول‌ها و پارامترهای دیگری نیز وجود دارند که تنها به مهم‌ترین آن‌ها اشاره شد. بنابراین، آشنایی با فرآیندهای پکیج تصفیه فاضلاب و تطابق آن با شرایط و ویژگی‌های فاضلاب تولیدی، به انتخاب گزینه‌ای با حداکثر سهولت و سرعت در مراحل نصب، راه‌اندازی، بهره‌برداری و حداقل نیاز به نگهداری، تعمیرات، تعویض قطعات و خدمات دوره‌ای اهمیت ویژه‌ای دارد. این امر نیازمند تخصص و دانش مهندسان و متخصصان در زمینه تصفیه آب و فاضلاب است.

محاسبه ظرفیت برای کاربردهای مختلف

محاسبه ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی

عامل مهم تعیین ظرفیت برای پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی شامل موارد زیر می شود:

• مقدار دبی فاضلاب ورودی

• کیفیت فاضلاب ورودی و الاینده های موجود در آن

• استاندارد پساب تصفیه شده

• هدف تصفیه فاضلاب

اما نکته کلیدی در تصفیه فاضلاب صنعتی این است که تعیین کیفیت و کمیت فاضلاب باید به طور دقیق و با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی انجام شود. زیرا هر نوع فاضلاب صنعتی با دیگر انواع آن متفاوت است و ممکن است نیاز به طراحی خاصی برای تصفیه داشته باشد.

محاسبه ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب انسانی

عوامل کلیدی در تعیین ظرفیت پکیج تصفیه فاضلاب انسانی یا بهداشتی، مشابه با فاضلاب صنعتی است. اما نکته اصلی این است که به دلیل شباهت زیاد فاضلاب انسانی در پروژه‌های مختلف و امکان تخمین آن بر اساس میزان آب مصرفی یا تعداد افراد حاضر در منطقه، می‌توان به راحتی و با اطمینان کیفیت و کمیت فاضلاب را برآورد کرد.

خواندنی