اندازه گیری پارامتر های تصفیه خانه فاضلاب
به منظور اطمینان از کارکرد مناسب و مداوم هر سیستم تصفیه فاضلاب، لازم است که اندازه گیری هایی به طور پیوسته یا تناوبی از آن به عمل آید. برخی از اندازه گیری ها، جهت کنترل عملیات و برخی دیگر جهت اطمینان از کارکرد مناسب سامانه و راهبری دراز مدت آن پایش می شوند. در این مقاله، پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب را معرفی کرده و اندازه گیری و کنترل پارامتر های واحد های مختلف تصفیه خانه را شرح خواهیم داد.
انواع پارامتر های تصفیه خانه فاضلاب
پارامتر های تصفیه خانه فاضلاب به دو دسته تقسیم می شوند:
- پارامتر های فرآیندی
- پارامتر های تجهیزاتی
پارامترهای فرآیندی
این پارامترها وضعیت کاری هر فرآیند را مشخص می سازند و به دو نوع دسته بندی می شوند:
۱- پارامترهای فرآیندی کمی
۲- پارامتر های فرآیندی کیفی
پارامترهای فرآیندی کمی
پارامترهای اندازه گیری کمی، متغیرهایی را شامل می شوند که توسط حسگر ها و یا روش های آزمایشگاهی به صورت پیوسته یا منقطع، قابل اندازه گیری بوده و می توانند به عنوان معیاری از نحوه کارکرد سامانه در کنترل شرایط عملیات و راهبری کوتاه مدت سامانه و برخی دیگر، جهت بررسی عملکرد یا بازده سامانه و دربهره برداری دراز مدت مورد استفاده قرار می گیرند.
پارامترهای فرآیندی کیفی
پارامترهای کیفی یا مشاهدات کیفی، جهت تشخیص نقص و رفع آن توسط بهره برداری مورد استفاده قرار می گیرند و در راهبری دراز مدت و نگهداری سیستم تصفیه فاضلاب نقش مهمی دارند. همچنین، بازرسی های چشمی همراه با اندازه گیری های پیوسته جریان ورودی فاضلاب مانند PH، می تواند در تشخیص اولیه تخلیه فاضلاب های صنعتی به کار رود و قبل از اینکه مواد سمی همراه فاضلاب های صنعتی روی سامانه های زیستی تاثیر بگذارند، تشخیص و اقدامات صحیح انجام داده شود.
پارامترهای تجهیزاتی
این پارامترها نیز مانند پارامترهای فرآیندی به دو نوع تقسیم می شوند:
۱- پارامترهای تجهیزاتی کمی
۲- پارامترهای تجهیزاتی کیفی
پارامترهای تجهیزاتی نشان دهنده کارکرد صحیح تجهیزات الکتریکی و مکانیکی (مانند پمپ ها، بلوئرها و …) متعلق به هر واحد سیستم تصفیه خانه است.
پارامترهای تجهیزاتی کمی
ولتاژ و جریان تجهیزات الکتریکی، سرعت یا دور و دمای موتورهای الکتریکی از جمله پارامترهای کمی تجهیزاتی هستند.
پارامترهای تجهیزاتی کیفی
این نوع پارامترها در واقع بازرسی هایی است که لازم است به طور مداوم بر روی تجهیزات انجام گردد. مانند: لرزش، ضدایهای غیر عادی، نشتی ها و بوهای غیر معمول و … .
در نشریه شماره ۲۸۴ سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور، تحت عنوان “راهنمای بهره برداری و نگهداری از تصفیه خانه های فاضلاب شهری” کارت تعمیرات و نگهداری تجهیزات، برنامه نگهداری موتورهای الکتریکی، برنامه نگهداری معمول بلبرینگ ها و یاتاقان ها، نگهداری معمول از شیرهای تصفیه خانه و نگهداری کاسه نمدها آمده است.
اندازه گیری پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب
روش های متفاوتی برای اندازه گیری هر یک از انواع پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب وجود دارد. در مورد پارامترهای کمی، حسگرها و آنالیزور ها مورد استفاده قرار گرفته و یا نمونه برداری و آزمایش در آزمایشگاه انجام می شود.
در مورد پارامترهای کیفی، مشاهدات چشمی توسط بهره برداری باید به طور مرتب در فواصل زمانی مشخص و نیز در مواقع لزوم، انجام پذیرد.
پارامتر هایی که لازم است برای تعیین کیفیت فاضلاب، بررسی عملکرد و کنترل سامانه های مختلف تصفیه فاضلاب اندازه گیری شوند، بسته به نوع فرآیند متفاوت می باشد. پارامترهایی که به طور معمول در تصفیه خانه های فاضلاب اندازه گیری می شوند عبارتند از:
PH، اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی بیولوژیکی یا همان BOD، اکسیژن خواهی شیمیایی یا COD، انواع مواد محلول و معلق (TS,TSS,TDS,VSS,FSS)، نیتروژن، فسفر (فسفر کل، اورتو فسفات)، TOS، چربی و روغن، VOC، فلزات سنگین، رنگ، بو و کدورت، میکروبیولوژی فاضلاب، شاخص های باکتریولوژیکی، آزمایش های میکروسکوپی، نسبت خوراک به میکروارگانیسم (F/M)، متوسط زمان اقامت باکتری ها (MCRT)، حجم لجن ته نشین شده (SSV)، اندیس حجمی لجن (SVI)، دبی فاضلاب، MLSS و MLVSS، بار آلودگی و اندازه گیری رقوم و …
در ادامه این مقاله محل های نمونه برداری، تواتر نمونه برداری و آزمایش های لازم برای هر یک از فرآیندهای تصفیه به طور جداگانه آمده است.
واحد آشغالگیری
واحد آشغالگیر جهت حذف مواد شناور و معلق در فاضلاب به کار برده می شود. حذف این نوع مواد به اندازه چشمه ها یا فاصله های باز بین آشغالگیر و همچنین مشخصات فاضلاب بستگی دارد. یکی از راه های بررسی عملکرد آشغالگیر، مشاهده چشمی آشغال ها در جریان خروجی از آن می باشد.
اندازه گیری و کنترل واحد آشغالگیر
سیستم ابزار دقیق و کنترل آشغالگیر شامل ترکیبی از موارد زیر است:
- قطع و وصل دستی
- قطع و وصل خودکار بر مبنای زمان
- قطع و وصل خودکار بر مبنای اختلاف سطح بالا دست و پایین دست آشغالگیر
- هشدار دهنده حداکثر آب کانال ورودی
- هشدار دهنده برای نقص در وصل مجدد آشغالگیر
*همچنین لازم به ذکر است که سرعت جریان ورودی به آشغالگیر اهمیت دارد و باید در محدوده خاصی (۰٫۴ تا ۰٫۹ متر بر ثانیه) باشد تا از ته نشینی و انباشتگی جامدات در کف کانال ورودی (در سرعت های کم) و از عبور جامدات از آشغالگیر (در سرعت های بالاتر) جلوگیری شود.
افت فشار یا افت هیدرولیکی در طول آشغالگیر به سرعت جریان ورودی و سرعت عبوری از آشغالگیر وابسته است که با افزایش مقدار آشغال ها افزایش می یابد. در نتیجه اندازه گیری پیوسته اختلاف سطح دو طرف آشغالگیر، جهت تمیزسازی به موقع ضروری می باشد.
واحد ته نشینی
عملکرد حوض های ته نشینی نیز از طریق میزان حذف کل مواد جامد معلق (TSS) و نیز با میزان حذف BOD5 سنجیده می شود و به عواملی مانند بار هیدرولیکی یا بار سطحی، زمان ماند، کیفیت فاضلاب، وجود جریان میان بر، بار سر ریز، بار مواد جامد و … بستگی دارد.
اندازه گیری و کنترل واحد ته نشینی
محاسباتی که برای تعیین عملکرد و کنترل حوض ته نشینی لازم است عبارتند از:
- درصد حذف: که با میزان حذف مواد جامد قابل ته نشینی، مواد جامد معلق و BOD مشخص می شود و با استفاده از داده های جمع آوری شده روزانه یا حداقل دو بار در هفته قابل تعیین است.
- زمان ماند هیدرولیکی: زمان ماند فاضلاب در حوض باید در محدوده طراحی شده باشد. تا مواد جامد فرصت کافی برای ته نشین شدن داشته باشند. این زمان در واقع با جریان مایع تغییر می یابد. بنابراین سرعت و دبی جریان فاضلاب باید در محدوده تعیین شده باشد.
- بار سطحی: در واقع دبی فاضلاب به ازای واحد سطح ته نشینی می باشد. مقدار این پارامتر معمولا بین ۳۰ تا ۵۰ متر مکعب بر متر مربع روز است.
- بار مواد جامد: برابر است با مقدار مواد جامد ورودی در روز به ازای واحد سطح حوض ته نشینی و بر حسب کیلوگرم مواد جامد بر واحد سطح بر روز مشخص می گردد.
- بار سرریز: مقدار جریان خروجی از حوض ته نشینی به ازای واحد طول سرریز، بار سرریز می باشد. در واقع دبی جریان تقسیم بر طول سرریز، بار سرریز را بیان می کند. این پارامتر گرچه تاثیر کمتری بر عملکرد حوض ته نشینی دارد، لیکن مقدار آن در حدود ۱۲۵ الی ۵۰۰ متر مکعب بر متر مربع روز می باشد.
- درصد مواد جامد کل در لجن که از تقسیم وزن مواد جامد خشک در نمونه لجن به کل وزن نمونه به دست می آید.
- دبی تخلیه لجن نیز از موارد موثر بر کنترل حوض ته نشینی می باشد که به صورت زیر محاسبه می گردد:
درصد مواد جامد در لجن×زمان کارکرد پمپ×دبی پمپ= دبی تخلیه لجن (کیلوگرم بر روز)
با توجه به اینکه حوض های ته نشینی شاکل تجهیزات مختلفی می باشد، عملکرد مناسب آن به عملکرد تجهیزات مورد استفاده بستگی دارد. بنابراین کنترل حوض های ته نشینی، به کنترل و بازرسی قسمت ها مختلف آن بستگی دارد و به طور معمول پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب در حوض های ته نشینی موارد زیر را شامل می شود:
۱- کنترل لجن
۲- کنترل کفاب
۳- کنترل بار هیدرولیکی ورودی
۴- کنترل شدت جریان برگشتی
۵- کنترل مقدار مواد شیمیایی
فرآیند تنظیم PH
عملکرد واحد تنظیم PH به عملکرد کنترل کنتده PH آن بستگی دارد.
اندازه گیری پیوسته PH، توسط PH متر انجام می گیرد و به اطلاعات آن از طریق نرانسدیوسر به کنترل کننده انتقال می یابد. محل، نوع و تواتر نمونه برداری های لازم در جدول زیر آورده شده است.
واحد گندزدایی
گندزدایی به وسیله کلر رایج ترین روش گندزدایی فاضلاب می باشد. کلر می تواند مستقیما به صورت گاز کلر یا محلو آبی به فاضلاب تزریق شود. عملکرد سیستم کلرزنی با میزان کلر باقیمانده (کلر آزاد و ترکیبی) و تعداد باکتری ها پس از گذشت مدت زمان مشخصی تعیین می شود.
اندازه گیری و کنترل واحد کلرزنی
میزان کلر باقیمانده، تعداد باکتری های کلیفرم در فاضلاب گندزدایی شده، دبی فاضلاب ورودی و دبی کلر تزریقی از اندازه گیری های مهم در فرآیند گندزدایی با کلر هستند.
تجهیزات کلرزنی از نظر ایمنی و عملیاتی نیاز به کنترل دقیق دارندو کنترل شدت کلر ورودی به صورت دستی یا خودکار انجام می شود. در کنترل دستی، مقدار کلر بر اساس مقدار کلر باقیمانده در خروجی پس از ۱۵ دقیقه، به گونه ای تنظیم می شود که مقدار کلر باقیمانده برابر ۰٫۵ میلی گرم بر لیتر باشد. در کنترل خودکار، مقدار ملر ورودی متناسب با شدت جریان ورودی فاضلاب و میزان کلر باقیمانده در خروجی تنظیم می شود.
بازرسی تجهیزات مکانیکی و آزمایش نشتی با استفاده از آمونیاک (ایجاد دود سفید رنگ نشانه نشتی است) از نکات مهم عملیات ایمنی گندزدایی با کلر است.
در جدول زیر محل های نمونه برداری و تواتر آن ها آمده است.
اطلاعات جمع آوری شده از پارامترهای تصفیه خانه فاضلاب باید به درستی پردازش شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند تا به موقع از اشکالات احتمالی جلوگیری و عکس العمل های لازم اجرا شود. در کار پردازش داده ها، وظیفه بهره بردار، شناسایی خطاها، علت ایجاد آن ها، پیدا کردن راه حل و جلوگیری از وقوع مجدد مشکل است
شهاب