فرآیند گندزدایی فاضلاب
گندزدایی فاضلاب (waste water disinfection) مهم ترین مرحله از فرآیند غیر فعال سازی میکروارگانیسم های بیماری زا یا همان پاتوژن ها می باشد و به منظور جلوگیری از آلودگی منابع آب و خاک و همچنین بیماری های ناشی از آن، لازم است که پس از فرآیند تصفیه فاضلاب انجام شود.
فرآیند گندزدایی فاضلاب انواع مختلفی دارند. انتخاب نوع فرآیند به عواملی همچون امکانات فنی و اقتصادی، کیفیت فاضلاب و استاندارد خروجی مد نظر برای پساب تصفیه شده بستگی دارد.
به طور کلی می توان گفت که یک گندزدای خوب باید چه ویژگی هایی داشته باشد:
- در دسترس بودن
- قابلیت بو زدایی
- همگن و یکنواختی
- عدم واکنش با دیگر مواد
- عدم خاصیت خورندگی و لک اندازی
- برای انسان ها و سایر حیوانات خاصیت سمی نداشته باشد.
- قابلیت نفوذ از میان سطوح را داشته باشد.
- حمل و نقل، فروش و جابه جایی آن بی خطر باشد.
- قدرت کافی برای از بین بردن میکروارگانیسم ها را دارا باشد.
- پایداری کافی در طول زمان داشته باشد به عبارتی دیگر در طول زمان قدرت از بین بردن میکروازگانیسم های آن از بین نرود.
روش های گندزدایی فاضلاب
جهت گندزدایی فاضلاب از روش های بسیاری استفاده می شود:
عوامل شیمیایی
استفاده از مواد شیمیایی یکی از متداول ترین روش های گندزدایی فاضلاب است. از مواد شیمیایی نطیر کلر، برم، ید، ازن، فنول و مشتقات آن، اتر و الکل ها و … می توان استفاده نمود که کلر از رایج ترین ماده شیمیایی جهت ضد عفونی کردن پساب می باشد.
عوامل فیزیکی
استفاده از عوامل فیزیکی مانند حرارت، نور خورشید و امواج صوتی نیز بر گندزدایی از فاضلاب موثر می باشد.
روش های مکانیکی
استفاده از ابزارهای مکانیکی نیز بر کاهش میکروارگانیسم های فاضلاب موثر بوده اما تاثیر بسزایی بر میکروارگانیسم های بیماری زا ندارد. از جمله روش های تصفیه فیزیکی موجود در تصفیه خانه های فاضلاب مانندآشغالگیری و دانه گیری که البته راندمان این روش ها پایین است و نمی توان به عنوان روش های گندزدایی کامل نام برد.
پرتوها
استفاده از پرتو ها (پرتوافکنی) نیز بر حذف میکروارگانیسم های بسیار تاثیر گذار بوده و اخیرا از این روش جهت گندزدایی فاضلاب استفاده می گردد. پرتوهایی نظیر امواج الکترومغناطیسی، امواج صوتی و تابش ذره ای.
تصفیه خانه های فاضلاب از بخش های مختلفی تشکیل شده اند که هر کدام از این قسمت ها قابلیت تخریب و با حذف میکروارگانیسم ها و باکتری های موجود در فاضلاب را دارا می باشند در جدول زیر راندمان گندزدایی هریک از واحد ها آمده است:
| واحد | راندمان حذف |
| آشغالگیر درشت | ۵-۰ |
| آشغالگیر ریز | ۲۰-۱۰ |
| حوض دانه گیری | ۲۵-۱۰ |
| ته نشینی ساده | ۷۵-۲۵ |
| ترسیب شیمیایی | ۸۰-۴۰ |
| صافی های چکنده | ۹۵-۹۰ |
| لجن فعال | ۹۸-۹۰ |
| کلرزنی | ۹۹/۹۹-۹۸ |
رایج ترین روش های گندزدایی فاضلاب عبارتند از:
گندزدایی با کلر
کلر رایج ترین گندزدای شیمیایی محسوب می گردد که ترکیبات اصلی کلر مورد استفاده در تاسیسات تصفیه خانه فاضلاب شامل:
کلر(CL2) هیپوکلریت سدیم(NaClO)
هیپوکلریت کلسیم(Ca(ClO)2) دی اکسید کلر(ClO2)
کلر(CL2)
کلر می تواند به صورت گاز و یا مایع وجود داشته باشد. کلر گازی به رنگ سبز مایل به زرد است و حدود ۲٫۴۸ برایر سنگین تر از هوا می باشد. کلر مایع کهربایی رنگ است که ۱٫۴۴ برابر سنگین تر از آب می باشد. یک لیتر از کلر مایع در دما و فشار استاندارد می تواند ۴۵۰ لیتر گاز تولید نماید.
هیپوکلریت سدیم(NaClO)
امروزه در شهرهای بزرگ به علت ملاحظات ایمنی مرتبط با جابه جایی و ذخیره سازی کلر مایع و بجای مصرف گاز کلر از هیپوکلریت سدیم استفاده می شود.هیپوکلریت سدیم فقط به صورت مایع وجود داشته و در زمان تولید در حدود ۱۲٫۵ تا ۱۷ درصد کلر دارد.
هیپوکلریت کلسیم(Ca(ClO)2)
این ماده به صورت تجاری به صورت خشک و تر موجود می باشد که هیپوکلریت کلسیم دارای ۷۰ درصد کلر می باشد.
دی اکسید کلر(ClO2)
این ترکیب یکی دیگر از عوامل گندزدایی است که قدرت گندزدایی برابر و یا بالاتر از کلر دارد، دی اکسید کلر یک ویروس کش کارآمد بوده و غیر فعالسازی ویروس ها توسط آن موثرتر از کلر است.
گندزدایی با استفاده از ازن
استفاده از ازن به عنوان یک روش گندزدایی به منظور حذف میکروارگانیسم ها و باکتری و هم چنین بو بسیار موثر است، هم چنین از ازن در تصفیه پیشرفته فاضلاب جهت حذف مواد آلی مقاوم نیز استفاده می شود. ازن یک اکسیدکننده بسیار فعال است و قدرت باکتری کشی و میکروارگانیسم کشی آن به علت تخریب دیواره سلولی است استفاده از ازن می تواند در از بین بردن باکتری ها موثرتر از کلر عمل نماید.
ازن یک گاز ناپدار است و هنگامی که اکسیژن مولکولی به اکسیژن اتمی شکسته می شود، تولید می گردد. ازن را می توان از طریق الکترولیز، واکنش فتوشیمیایی و یا واکنش رادیوشیمیایی (تخلیه شیمیایی) تولید نمود.
گندزدایی با پرتو ماورابنفش
اشعه فرابنفش بیشتر یک عامل فیزیکی است تا یک عامل شیمیایی و نحوه گندزدایی به این صورت است که پرتوهای تولید شده به دیواره سلولی میکروارگانیسم ها نفوذ کرده و توسط اسیدنوکلئیک جذب می شود. جذب پرتوها توسط اسید نوکلئیک سبب توقف همانند سازی سلول گردیده و سبب مرگ آن می شود.
استفاده از پرتو ماورابنفش و یا اشعه uv یک روش مطمئن برای گندزدایی فاضلاب به حساب می آید. دامنه موج استفاده برای uv در حدود ۱۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر است که بخش میکروب کشی آن بین ۲۲۰ تا ۳۲۰ نانومتر و بیشتر در محدوده ۲۰۰ تا ۲۸۰ است. تولید پرتو فرابنفش توسط لامپ های حاوی بخار جیوه و با تحریک یک قوس الکتریکی باردار صورت می گیرد.
به منظور جلوگیری از تماس مستقیم مستقیم لامپ با فاضلاب تصفیه شده از روکش هایی با جنس کوارتز استفاده می گردد که این امر سبب تنظیم دمای دیواره و یکنواختی خروجی لامپ نیز می شود.
مقایسه انواع روش های گندزدایی
| عامل گندزدا | مزایا | معایب |
| کلر | قابلیت اعتماد بالا به عملکرد آن
وجود مقدار کلر باقی مانده اکسید کننده سولفیدها قیمت نسبتا ارزان |
ماده شیمیایی زیان آوری است.
در مقایسه با سایر گندزداها نیازمند زمان ماند طولانی تری است. وجود باقی مانده سمی سبب افزایش TDS خروجی می شود. |
| دی اکسید کلر | خاصیت میکروب کشی آن تحت تاثیر pH محلول نمی باشد.
عدم تولید DBP (محصولات جانبی) هالوژن دار |
ناپایدار است و باید در محل مصرف تولید شود.
تشکیل DBP های کلریت و کلرات تجزیه در برابر نور احتمال تولید بو سبب افزایش TDS خروجی می شود. بالا بودن هزینه عملیاتی |
| ازن | خاصیت میکروب کشی آن تحت تاثیر pH محلول نمی باشد.
نیاز به زمان تماس کمتر در مقایسه با کلر نیازمند به فضای کم سبب افزایش اکسیژن محلول می شود. |
تشکیل DBP ها
نگرانی های ایمنی و حمل و نقل سمیت و خورندگی بالا نیازمند انرژی بالا نسبتا گران قیمت |
| اشعه UV | بدون سمیت پایدار
عدم تولید DBP در دوزهای مورد استفاده و بهینه عدم افزایش مقدار TDS دارای ایمنی بالاتر در مقایسه با سایر گندزداها |
نیازمند به انرژی بالا
نسبتا گران قیمت |
