بازیابی و استفاده مجدد از فاضلاب های تصفیه شده شرکت لیان تدبیر
Water and Wastewater Reuse
مصارف آب در صنعت و نوع پساب های صنعتی
آب مصرفی در واحد های صنعتی و پساب ناشی از آن معمولا در بخش های زیر صورت می گیرد:
– آب مصرفی در بخش تاسیسات Utility
• بازیابی پساب جهت مصارف بویلر لیان تدبیر (WasteWater Reuse For Boilers Feed Water)
برای تامین بخار آب با کیفیت بسیار خوب که دارای املاح بسیار کم و سختی نزدیک به صفر باشد مورد نیاز میباشد. بخشی از این آب به صورت بخار از سیکل گردش خارج میشود و در نتیجه غلظت املاح آب در داخل بویلر افزایش می یابد. با توجه به محدودیت های بویلر، باغ باز کردن “زیر آب” بویلر (Blow Down) مقادیری از آب به صورت پساب بویلر از سیکل مصرف خارج میگردد. این آب معمولا دارای املاح قابل ملاحظه (نسبت به آب ورود) pH قلیایی و درجه حرارت زیاد می باشد.
در بویلرهای فشار کم که غاظت املاح در داخل بویلر را میتوان تا حدود زیادی بالا برد(بیش از 2000 میلی گرم در لیتر) معمولا آب خروجی از بویلر بدلیل شوری و کیفیت نامطلوب کمتر مورد استفاده مجدد واقع میشود. در بویلرهای فشار بالا، مثل بویلرهای نیروگاهی و یا پتروشیمی ها که فشار بویلر به چندین ده “اتمسفر” میرسد بدلیل غلظت کم املاح داخل بویلر زیر آب بویلر (Blow Down) از کیفیت بهتری برخوردار است و لذا قابلیت استفاده مجدد در سایر بخشها را دارا ست.
• بازیابی پساب جهت مصرف در برج های خنک کن لیان تدبیر (WasteWater Reuse For Cooling Towers Feed Water)
برای تبرید و خنک کردن تجهیزات و دستگاه ها (از قبیل کمپرسورها) از آب استفاده میشود که از طریق برجهای خنک کن، دمای آب در گردش تنظیم و در حد مطلوب حفظ میشود. در سیکل آب در گردش برج خنک کن مقادیر متنابهی آب بصورت بخار از برج خارج میگردد و نتیجه این امر افزایش غلظت املاح در آب در گردش میباشد.
بالا رفتن املاح، از جمله سختی، باعث کاهش راندمان برج شده و احتمال تشکیل رسوب را افزایش میدهد. همچنین پدیده لجن گرفتگی (Fouling) و خوردگی در برج تشدید میشود. بنابراین برای کنترل کیفیت آب و جلوگیری از عواقب مربوطه مقادیری از آب در گردش بطور منظم از واحد تخلیه و به صورت پساب خارج میگردد. (Blow Down- Bleed off)
با توجه به تنوع بسیار زیاد برجهای خنک کن، کیفیت اب در گردش برج هم بسیار متنوع است. در حالیکه برخی از برجهای خنک کن ار آب دریا هم استفاده میکنند، برخی دیگر نیاز به آب با کیفیت بسیار عالی دارند.
به همین ترتیب پساب خروجی از برجهای خنک کن نیز بسیار متفاوت خواهد بود. در برجهای عادی مشروط بر اینکهسیکل تغلیظ از حد معینی فراتر نرود میتوان از این پساب برای مصارف مختلف استفاده نمود.
• بازیابی پساب جهت مصارف فرآیندهای صنعتی لیان تدبیر
در فرایندهای صنعتی آب با کیفیت متفاوت مورد استفاده واقع می شود . معمولا در صنایع شیمیایی و پتروشیمی، آب با خلوص زیاد برای فرایند مورد نیاز است تا املاح آب اثرات سوئی در واکنش های شیمیایی ایجاد نکند.
آب مصرف شده یا پساب فرایند های صنعتی، معمولا آلوده به مواد اولیه و مواد شیمیایی و یا ترکیبات تولید شده اشت. بنابراین دور ریز این بخش به عنوان پساب صنعتی باسد تحت تصفیه و آلودگی زدایی قرار بگیرد.
در برخی از واحدهای صنعتی- کیفیت پساب صنعتی خروجی از واحد های مختلف یکسان نیست و برخی از جریان ها رقیق تر و یا غلیظ تر می باشند. یکی از اصول مدیریت آب در این مواقع جدا سازی آب های رقیق به منظور بازیابی آنها و یا استفاده در سایر بخش ها می باشد. آبهای غلیظ تر نیز مستقیما برای تصفیه به تصفیه خانه هدایت می شوند.
• بازیابی پساب جهت مصارف بهداشتی و تاسیسات رفاهی لیان تدبیر
این بخش شامل آبهایی میگردد که در دوش ها – دستشویی ها – رستوران و …. مورد استفاده واقع می شود و تبدیل به فاضلاب بهداشتی میگردد که قبل از دفع نهایی باید مورد تصفیه قرار بگیرد. در برخی از صنایع، فاضلابهای بهداشتی همراه با پساب صنعتی تصفیه می شود و در سایر صنایع به طور مجزا تحت آلودگی زدایی واقع میگردد.
استفاده از فاضلاب بهداشتی تصفیه شده در صنعت بسیار رایج است. معمولا فاضلاب بهداشتی تصفیه شده برای آبیاری فضای سبز، تلمین آب مورد نیاز سیستم های آتش نشانی ، فضاهای رفاهی مثل حوضچه ها و استخر آب ذخیره، برج های خنک کن، آب شست و شوی سالن ها و …. مورد توجه می باشد.
با توجه به اینکه در برخی از تاسیسات صنعتی مستقر در سواحل، از آب دریا برای مصارف بهداشتی (مثل فلاش تانکها) استفاده می گردد که باعث شوری فاضلاب بهداشتی خواهد بود. در این موارد فاضلاب بهداشتی تصفیه شده قابل بازیابی نخواهد بود.
در واحدهای صنعتی بزرگ، مثل پالایشگاه ها، صنایع پتروشیمی نیروگاه ها حجم فاضلابهای بهداشتی در مقایسه با حجم پساب صنعتی زیاد نیست و بنابراین موضوع بازیابی و استفاده از این پساب برای کاربرد های صنعتی چندان مورد توجه قرار نمی گیرد، مگر در برخی موارد که از فاضلاب بازیافتی برای آبیاری فضای سبز استفاده می شود
– مصارف متداول فاضلاب و پساب صنعتی تصفیه شده لیان تدبیر Wastewater Reuse
1- مصارف آبیاری فضای سبز و کشاورزی
2- مصارف صنعتی
3- تغذیه مصنوعی آبهای زیر زمینی
4- مصارف تفریحی و رفاهی
• مصرف مجدد فاضلاب Wastewater Reuse در آبیاری فضای سبز و کشاورزی لیان تدبیر
از میان مصارف متعددی که برای فاضلاب تصفیه شده عنوان گردیده کاربرد آن در ابیاری فضای سبز، جنگل کاری و کشاورزی بیشتر متداول است و تقریبا در تمام کشورهای دنیا، بخصوص کشورهایی که با کم آبی مواج هستند، بخشی از آب مورد نیاز در بخش کشاورزی از طریق فاضلابهای تصفیه شده تامین می شود. این موضوع شامل ایران نیز میگردد و هم اکنون نیز فاضلاب های شهری تصفیه شده – و حتی پسابهای بسیاری از صنایع کشور – پس از تصفیه به مصارف کشاورزی رسانیده می شود.
مهمترین مسائلی که در استفاده از فاضلاب برای مصارف کشاورزی، باید مورد توجه قرار بگیرد، کیفیت آب تصفیه شده، بخصوص از نظر شوری و هدایت الکتریکی، ترکیبات مضر مثل فلزات سنگین و آلودگی میکروبی است که با توجه به نوع خاک و نوع کشت میتواند اثرات سویی داشته باشد. از جمله این اثرات شور شدن و یا انباشتگی فلزات سنگین در خاک است. برخی از فلزات سنگین از طریق خاک وارد گیاه شده و به این وسیله در چرخه غذایی انسان وارد میشوند.
در مناطقی که تبخیر زیاد می باشد، افزایش غلظت املاح در خاک به صورت طبیعی صورت میپذیرد. در نتیجه املاح در اطراف ریشه گیاه تجمع یافته و حتی قابلیت نفوذ خاک نیز تحت تاثیر واقع می شود. اثر مهم املاح موجود در پساب بالابردن خاصیت اسمزی محلول خاک است که باعث میگردد گیاه نتواند آب مورد نیاز خود را به سادگی از خاک تامین نماید. در این شرایط تنفس گیاه افزایش یافته و رشد محصول کاهش می یابد.
در نتیجه پارامتری که شوری آب را مشخص می سازد و از عوامل کلیدی در امکان استفاده از آب برای کشاورزی محسوب میگردد SAR (نسبت جذب سدیم) میباشد که به شرح زیر قابل محاسبه است:
SAR=Sodium Absorption Ratio
مقادیر ین Na+ سدیم و کلسیم Ca+ بر حسب میلی اکی والان در لیتر می باشد.
مقادیر نسبت جذب سدیم SAR در صورتیکه کمتر از 3 باشد مطلوب است ولی تا حدود 9 نیز میتواند قابل قبول واقع شود.
طبیعی است که مقبولیت این پارامتر تا حدود زیادی نیز تابع کیفیت خاک است. خاکهای شدیدا قلیایی تحمل کمتری برای پذیرش SAR بالاتری را دارا میباشند
پارامتر دیگری که برای استفاده در آبیاری و کشاورزی میتواند مطرح باشد، غلظت مواد آلی بر حسب BOD و یا COD میباشد.
اگرچه استاندارهای ایران مقادیر این دوپارامتر را 100=BOD و mg/l200=COD تعیین نموده است ولی در کشورهای غربی اعداد و ارقام پایین تری را مورد تائیید قرار میدهند.
عاری بودن آب از فلزات سنگین ، بخصوص در مورد استفاده از پسابهای صنعتی بسیار مهم می باشد قابلیت انباشته شدن فلزات سنگین در خاک و انتقال آن به بافت های گیاهی – اعم از ریشه و ساقه و برگ و خطرات بهداشتی بسیار زیادی که در ارتباط با انتقال فلزات سنگین به انسان دارد باعث شده که در مورد این پارامترها نیاز به کنترل های بسیار دقیق ضرورت یابد.
فاضلاب تصفیه شده از نظر کیفیت میکروبی نیز باید استاندارهای لازم را داشته باشد. ضوابط این امر، بخصوص در مواقعی که از فاضلاب تصفیه شده در آبیاری فضای سبز و چمن مورد استفاده کودکان و یا چمن ورزشی مورد استفاده میگردد از طریق استانداردهای مختلف مشخص شده است.
در صورت عدم رعایت ضوابط میکروبی آب در موارد ذکر شده، انتشار بیماریهای گوناگون و اختلال در بهداشت منطقه امکان پذیر خواهد بود.
وجود ترکیبات ازت و فسفر هم از موارد دیگری است که بعضا در استفاده از پساب برای آبیاری و زراعت میتواند مطرح باشد.اگرچه این موضوع در ایرانکه اغلب اراضی کشاورزی از نظر مواد ارگانیک دچار کمبود می باشند معمولا مشکل ساز نبوده ولی به دلیل افزایش نیترات در بسییاری از آبهای زیر زمینی کشور در سالهای اخیر، توجه زیادی به این مسئله معطوف شده است. به هر صورت برای استفاده از پساب در آبسیاری و کشاورزی رعایت استانداردهای سازمان های محیط زیست نیز الزامی میباشد.
مشخصات آب قابل استفاده در آبیاری جهت بازیابی پساب Wastewater Reuse
* کلیه ارقام به استثنا بر حسب است.
*استانداردهای فوق تابع نوع خاک، کیفیت شیمیایی خاک میباشد.
* برخی از محصولات کشاورزی نیاز به آب با کیفیت بهتر و بعضی دیگر قابلیت جذب آب باکیفیت ضعیف تری را دارا میباشند.
مقادیر آستانه SAR خاک سطحی و EC در حال نفوذ برای حفظ و و تداوم نفوذ پذیری خاک
جدول – راهنمای کیفیت آب آبیاری
استفاده از فاضلاب تصفیه شده در کشاورزی و آبیاری، (a) تولید خوراک دام(استرالیا)، (b)محصولات کشاورزی(اسرائیل)، (c)پرورش درختان تزئینی (اردن) و یا استفاده در وتلندها برای تصفیه و پالایش بهتر فاضلاب (اسپانیا)
• استفاده از فاضلاب و پسابهای تصفیه شده Wastewater Reuse در صنعت لیان تدبیر
پس از کشاورزی، بخش صنعت بیشترین کاربرد را در مصرف فاضلابهای بهداشتی و پساب های صنعتی تصفیه و بازیابی شده را بخود اختصاص میدهد. برای برخی از مصارف صنعتی نیاز به آب با کیفیت بالا نیست و امکان استفاده از آبهای با آلودگی کم در شست و شوی ماشین آلات شست وشوی کف سالن ها استفاده در برج های خنک کن و … وجود دارد.
بخصوص برای تامین آب مورد نیاز برجهای خنک کن، فاضلابهای بهداشتی تصفیه شده کاربردهای زیادی داشته اند. در کشورهای غربی بخصوص آمریکا که دارای مناطق جغرافیایی کم آب و بی آبی میباشد یکی از مهمترین منابع آب برجهای خنک کن واحد های بزرگ صنعتی – مثل نیروگاه ها-فاضلاب تصفیه شده می باشد. در ایالت آریزونا آمریکا مثالهای متعددی از استفاده از فاضلاب های شهری تصفیه شده در برج های خنک کن نیروگاه ها در مراجع قید شده است.
با توجه به تنوع بسیار زیاد برج های خنک کن استاندارد کردن پساب تصفیه شده آب مصرفی برج تا کنون انجام نشده استو بصورت موردی توسط مدیریت بهره برداری واحد تصمیم گیری میشود. برخی ارز برج های خنک کن از آب دریا بصورت یکبار مصرف استفاده میکنند(Once Trough) در حالیکه برخی دیگر آب با کیفیت بسیار بالا نیاز دارند.
نکات مهمی که در اینجا باید مورد اشاره واقع شود در این است که در صورتیکه فاضلاب تصفیه شده برای استفاده در برج از کیفیت مطلوبی برخوردار نباشد، با تصحیح سیستم تصفیه و یا افزایش درجه خلوص آب بوسیله بکاربردن فرایند های تکمیلی امکان تامین آب مورد نیاز برج را میتوان فراهم نمود.
استفاده از پساب تصفیه شده در سایر فرایند های صنعتی نیز صورت میگیرد که با توجه به تنوع بسیار زیاد اینگونه فرایندها ارزیابی کیفیت آب مورد نیاز فرایند خاص و کیفیت پساب و فاضلاب تصفیه شده ملاک انتخاب خواهند بود.
• استفاده از فاضلاب تصفیه شده Wastewater Reuse برای تغذیه مصنوعی آب زیرزمینی لیان تدبیر
تغذیه آبهای زیر زمینی یکی دیگر از موارد قابل توجه برای کاربرد فاضلاب تصفیه شده می باشد. بخصوص در مناطق ساحلی که پیشروی آبهای شور از سمت دریا به سمت ساحل صورت میگیرد، آبهای زیرزمینی در معرض شوری قرار گرفته و بتدریج کیفیت خود را از دست می دهند. اذا در این مناطق پساب و فاضلاب تصفیه شده به لایه های آبهای زیرزمینی تزریق میشود تا مانع از شوری آب های زیرزمینی شود.
• استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده Wastewater Reuse در امکانات تفریحی و رفاهی لیان تدبیر
این امر مربوط به تامین آب برای استخرهای ماهیگیری قایقرانی می باشد که در کشورهای پیشرفته بسیار متداول است. هم اکنون در ایران نیز پروژه مشابهی در دست اجرا می باشد بطوریکه مقرر شده آب مورد نیاز دریاچه ای در غرب تهران (در دست احداث) از طریق فاضلاب بهداشتی تصفیه شده همان منطقه تامین شود.
خلاصه توصیه EPA برای موارد استفاده از آبهای غیر متعارف (فاضلاب تصفیه شده) در شهرها
*این جدول حداقل کیفیت را نشان میدهد و به ترکیباتی که در آبهای باز چرخشی ممکن است یافت شود (مثل فلزات سنگین) اشاره نمیکند. به طور کلی در مورد استفاده از آبهای بازیابی شده برای آبیاری و کشاورزی گیاهان غذایی- مثل سبزیجات میوه و محصولات غذایی (حتی محصولاتی که خام خورده نمیشوند ) و یا محصولاتی که صرفا به مصرف دام و طیور میرسند به استانداردهای بسیار متنوع تر و بالاتری نیاز است.
* تکنولوژی های متداول برای امکان پذیری استفاده از فاضلاب تصفیه شده
* فرایندهایی که در تصفیه مرحله سوم و پالایش فاضلاب ها برای استفاده مجدد بکار برده می شوند.
– مواد آلاینده قابل ملاحظه در پسابهای تصفیه شده
• ترکیبات متعارف
– مواد معلق و شناور قابل روئیت
– مواد معلق و شناور کلوئیدی و رنگ ها
– مواد آلی بر حسب TC, COD, BOD
– آمونیاک و ترکیبات آن
– نیترات و نیتریت
– فسفر و فسفات ها
– ازت کل و ازت آلی
– میکروارگانیزم ها اعم از باکتری ها، انگل و تخم انگل، ویروس ها
• ترکیبات غیرمتعارف
– مواد آلی مقاوم و سختی تجزیه ناپذیر
– مواد آلی فرار ( ترکیبات نفتی و VOC ها)
– مواد شوینده و پاک کننده خانگی صنعتی
– ترکیبات فلزات و فلزات سنگین
– املاح و شوری آب
• ترکیباتی که در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته
– داروهای خاص (نسخه ای) و غیر نسخه ای معمولی (اعم از انسانی و یا دامی)
– سموم گیاهی (ضد علف هرز)، جانوری و دفع آفات
– آنتی بیوتیک های انسانی و دامی
– مواد شیمیایی خاص صنعتی و خانگی
– هورمن های استروئیدی و غیره
در سالهای اخیر بدلیل توسعه روشهای آنالیز و امکان پذیری اندازه گیری مواد مختلف در غلظت های کم در آب، توجه بیشتری به کیفیت آبهای مصرفی شده است. همچنین مشخص شده که بسیاری از مواد شیمیایی- از جمله داروها (بخصوص داروهای هورمونی، آنتی بیوتیک ها…) سموم دفع آفات و انواع مواد شیمیایی و مشتقات نفتی … به سادگی در حیط تجزیه نشده و حتی از تصفیه خانه های فاضلاب نیز با تغییرات اندکی عبور میکنند. ورود این ترکیبات به چرخه آب آشامیدنی و یا جذب آنها توسط سبزیجات خوراکی ( و حتی فراورده های دامی) میتواند اثرات بلند مدتی در بهداشت انسانی ایجاد نماید.