گندزدایی فرایندی است که باعث نابودی یا غیر فعال سازی میکروارگانیسم های بیماری زا می شود. گندزدایی فاضلاب را نباید با استریلیزاسیون که به معنی نابودی کامل تمام موجودات زنده آب می باشد، اشتباه کرد. در فرایند کلرزنی فاضلاب با استفاده از مواد گندزدا، میکروارگانیسم هایی که در مراحل تصفیه ایجاد شده اند را از بین می برند تا پساب خروجی مطابق با استانداردهای زیست محیطی گردد. گندزداها شامل مواد شیمیایی همچون گروه هالوژن، ازن، نقره، امواج uv می باشد.
پکیج های ضدعفونی کننده تصفیه آب و تصفیه فاضلاب در فرآیند تولید بسیاری ازصنایع به دلیل وجود آلودگی های میکروبی قبل از مصرف مواد یا در تماس قراردادن مواد با انسان نیاز است تا با روشی این آلاینده ها حذف گردند . روشهای مختلفی جهت ضدعفونی نمودن مواد وجود دارد که به اختصار شرح داده خواهد شد :
کلرزنی فاضلاب چیست و به چه صورت انجام می شود؟
استفاده از کلر ارزان ترین روش گندزدایی آب و فاضلاب است. کلر بلافاصله پس از ورود به فاضلاب تجزیه شده و اسید هیپوکلرو HOCL و یون اکسیدکلر OCL – تولید می شود. خاصیت گندزدایی اسید هیپوکلرو بیشتر از یون اکسید کلر است. نسبت تبدیل کلر به اکسید هیپوکلرو و یون اکسید کلر به میزان pH آب و میزان دمای فاضلاب بستگی دارد. در ابتدای فرایند کلرزنی به دلیل وجود مواد آلی، آهن، منگنز و .. در فاضلاب بخشی از کلر صرف اکسیداسیون این مواد شده و کلروهای گوناگونی را تولید می کنند که در از بین بردن عوامل بیماری زا تاثیری ندارند. بعد از این مرحله کلر اضافی با ترکیبات ازتی به ویژه آمونیاک واکنش داده و کلرآمین ها را تولید می کنند. درصد ترکیات کلر تشکیل شده با توجه به میزان اسیدیته فاضلاب متفاوت می باشد. موثرین شکل کلر در گندزدایی اسید هیپوکلرو و یون هیپوکلریت است که کلر آزاد نامیده می شوند.
پر مصرف ترین گندزدا کلر است. با وجود آن که کلر با اجزای مشخصی در فاضلاب ترکیب شده و ایجاد ترکیبات هالوفرم می نمایند، اما همچنان بیش از سایر مواد گندزدا به مصرف می رسد.
کلرزنی فاضلاب خروجی (پساب ها) بسیار شبیه به کلرزنی آب آشامیدنی است. در مورد فاضلاب ها به دلیل وجود آمونیاک و مقدار زیادی از مواد جامد به مقدار زیادی کلر نیاز است و بایستی قبل از این که کلر باقی مانده به دست آید، برآورده شود .
مقدار دقیق کلر بستگی به دمای آب، زمان تماس و میزان مرگ و میر لازم ارگانیسم ها دارد. معمولا زمان ماند های حدود 30 دقیقه در دبی متوسط و زمان ماند حداقل 15 دقیقه را برای دبی پیک متداول است. دوز کلر مصرفی برای گندزدایی فاضلاب 15 میلی گرم در لیتر در زمان تماس حداقل 30 دقیقه است.
مراحل مختلف تاثیر کلر بر گندزدایی فاضلاب
مرحله اول: در ابتدا کلری که اضافه می کنیم صرف تولید کلرو می شود و از حوزه عمل بیرون می آید و در نتیجه اگر در این مرحله کلر را اندازه بگیریم، صفر است.
مرحله دوم: در مرحله دوم، کلر صرف تولید کلرآمین ها می گردد و اگر کلر را اندازه بگیریم شاهد افزایش میزان کلر در فاضلاب هستیم.
مرحله سوم: در این مرحله میزان کلر اندازه گیری شده کاهش می یابد به دلیل اینکه کلر بر کلرآمین ها اثر کرده و آنها را اکسید می کند تا به نقطه شکست یا Break point می گویند.
مرحله چهارم: این مرحله که در واقع بعد از نقطه شکست یا Break point می باشد کلر آزاد و ترکیبات کلردار آلی تولید می شود که صرف گندزدایی می شود.
تزریق کلر به منظور گندزدایی فاضلاب و دیگر میکروارگانیسم ها و نیز بهبود کیفیت پساب خروجی جهت تخلیه به محیط زیست و هم چنین ایجاد کلر آزاد باقیمانده در پساب خروجی تصفیه خانه صورت می پذیرد. کلرزنی در حدی انجام می شود که مقدار کلر آزاد باقیمانده در خروجی تصفیه خانه، طبق دستور العمل های موجود و تایید مدیریت امور نگهداری و بهره برداری تصفیه خانه ها، باشد.
عوامل موثر در گندزادیی با کلر
1- غلظت کلر: افزایش غلظت کلر باعث کاهش زمان لازم برای از بین بردن میکروارگانیسم ها می شود و بالعکس
2- زمان تماس: اگر همزنی اولیه خوب و مناسب باشد، هر چه زمان تماس طولانی تر شود، عمل گندزدایی فاضلاب بهتر صورت می گیرد. بیشتر حوضچه های کلرزنی به صورتی طراحی می شوند که فاضلاب به مدت 30 دقیقه با کلر در تماس باشد. به طور کلی با افزایش زمان تماس بیش از افزایش مقدار مصرف کلر در بهبود گندزدایی فاضلاب، موثر است.
3- دما: میزان تاثیر کلر به درجه حرارت آب و فاضلاب بستگی دارد به نحوی که در دمای پایین میزان کشتن میکروارگانیسم ها آهسته تر خواهد بود. کلرزنی آب با درجه حرارت بالاتر موثرتر خواهد بود. میزان تاثیر کلر باقیمانده ترکیبی بیشتر از کلر باقیمانده آزاد تحت تاثیر دمای پایین فاضلاب می باشد.
4-Ph: به دلیل دخالت pHدر توزیع میزان HOCL و OCL– ، فاکتور مهمی در تاثیر کلر محسوب می شود. در pH پایین HOCL به آهستگی تجویز می شود. بنابراین باقیمانده غالب HOCL خواهد بود. باید توجه داشت که در صورت تغییرات زیاد pH، تاثیر دما بر تجزیه ترکیبات کلر بسیار ناچیز است.
5- تعداد و انواع ارگانیسم ها: هرچه تراکم ارگانیسم ها بیشتر باشد، زمان طولانی تری برای گندزدایی لازم خواهد بود.
6- مقدار مصرف و نوع ماده شیمیایی: معمولا هر چه مقدار ماده گندزدا فاضلاب بیشتر باشد، سرعت گندزدایی بالاتر است. ترکیب و نوع ماده شیمیایی نیز به سرعت گندزدایی موثر می باشد.
7- اثر بخشی فرآیندهای تصفیه مراحل قبل: هرچه مقدار مواد جامد معلق و مواد آلی فاضلاب کمتر باشد، گندزدایی بهتر خواهد شد
هدف از کلرزنی فاضلاب
هدف از کلرزنی فاضلاب عبارتست از:
- گندزدایی فاضلاب
- کنترل طعم و بو
- حذف رنگ
- اکسیداسیون آمونیاک، آهن, منگنز، سولفید
- حذف مقادیری از BOD فاضلاب ورودی
مقدار کلر مورد نیاز جهت گندزدایی فاضلاب
کمیت موادی که برای آنها کلر لازم است در هر تصفیه خانه متفاوت است و در نتیجه مقدار کلر لازم برای گندزدایی مناسب نیز فرق خواهد داشت. مقدار کلر لازم برای پاسخگویی به نیاز مواد کلر خواه را نیاز کلر می نامند که برابر با تفاضل مقدار مصرف کلر با کلر باقیمانده است.
مقدار کلر باقیمانده را با یکی از چند آزمون آزمایشگاهی تعیین می کنند. مقدار کلر باقیمانده از روی جمعیت میکروارگانیسم تعیین می شود که این جمعیت را از روی محتمل ترین تعداد کلیفرم موجود در آب (MPN) تخمین می زنند. ( MPN عبارتست از تعدادی از ارگانیزم های گروه کلیفرم در واحد حجمی نمونه آب که بیشترین احتمال را داشته باشد و آن را بر حسب دانسیته یا جمعیت ارگانیسم ها در 100 میلی لیتر نمونه آب یا پساب بیان می کنند).
در این آزمون میکروارگانیسم های بیماریزای خاص به طور جداگانه معین نمی شوند، بلکه گروه کلیفرم را به عنوان شاخص همه ارگانیسم ها تلقی می کنند، زیرا کلیفرم مدفوعی نوعی باکتری است که در مجرای گوارش و روده انسان و حیوانات خونگرم زیست می کند. مقدار کلر مورد نیاز جهت گندزدایی پساب تصفیه شده 5-2 میلی گرم در لیتر می باشد. ممکن است این مقدار کلر با توجه به نوع و ترکیبات آلی معلق و محلول موجود در فاضلاب کمتر یا بیشتر شود.
گندزدایی فاضلاب با ازن
ازن یکی از آلوتراپی هایی اکسیژن است که می توان با آن در میدان الکتریکی بسیار قوی از اکسیژن خالص یا از یونیزاسیون هوای خشک و تمیز تولید کرد. چون باقیمانده در آب بر جای نمی گذارد بنابراین باید با یک گندزدای دیگر نظیر کلرآمین یا کلر به کار رود تا از رشد مجدد ارگانیسم ها جلوگیری کند. ازن بر خلاف کلر و سایر هالوژن ها به PH در محدوده 8-5 حساس نیست اما خیلی زیاد تحت تاثیر درجه حرارت قرار دارد. با افزایش درجه حرارت، میزان ازن افزایش می یابد زیرا در درجه حرارت بالا ازن به اکسیژن تبدیل می شود. چون ازن حلالیت کمی در آب دارد میزان اختلاط، نوع اختلاط و میزان انتقال جرم بر کارایی ازن تاثیر دارد ولی به طور کلی ازن یک گندزدا سریع الاثر، شناخته شده و زمان تماس مطلوب 30 ثانیه یا کمتر است. ویروس ها با دوز 0.25 تا 1.5 میلی گرم در لیتر و با زمان تماس 45 ثانیه تا 2 دقیقه از بین می روند.
مزایای استفاده از ازن در گندزدایی آب و فاضلاب
- گندزدای قوی
- بهبود عمل فلوکولاسیون و فیلتراسیون
- کاهش قابل توجه مواد پیش ساز تری هالومتان قبل از عمل کلرزنی نهایی
- تولید فرآورده های فرعی محدود
- کنترل رنگ و بار آلی فاضلاب ورودی
- اکسیداسیون آهن و ترکیبات مولد طعم و بو و رنگ در آب و فاضلاب
معایب ازن زنی
- عدم باقیمانده در آب و فاضلاب و احتمال رشد مجدد ارگانیسم ها در آب
- ازن باید در محل مصرف تولید شود.
- سرمایه گذاری بالا در مقابل کلرزنی و UV
گندزدایی فاضلاب با دی اکسید کلر CLO2
دی اکسید کلر یکی از مواد گندزدا می باشد که جهت گندزدایی آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. دی اکسید کلر اکسیدان قوی است که تشکیل کلروفرم یا کلرآمین نمی دهد و در اکسیداسیون ترکیبات فنلی مشخصا موثر است. اگرچه CLO2 بسیار در آب قابل حل است ولی به طریق شیمیایی با آب واکنش نمی دهد.
کاربرد اصلی ماده گندزدا دی اکسید کلر در گندزدایی فاضلاب است که جهت گندزدایی پساب خروجی و اکسیداسیون ترکیبات آلی مورد استفاده قرار می گیرد. دی اکسید کلر جهت گندزدایی به PH بالای 8 نیاز دارد، بنابراین خورندگی سرب و سایر فلزات را به حداقل می رساند.
گندزدایی آب و فاضلاب با اشعه ماورا بنفش UV
پرتو ماورای بنفش UV ما بین نور بنفش از تابش مرئی و نرم ترین تابش یونیزه کننده قرار گرفته است و محدوده طول موج از 100 تا 400 نانومتر را تشکیل می دهد. به علت تفاوت های موجود در خواص فیزیکی و اثرات بیولوژیکی UV توسط کمسیون بین المللی روشنایی به سه ناحیه UVC، UVB، UVA تقسیم بندی می شود که هریک دارای طول موج مشخصی هستند و جهت گندزدایی آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند.
شدت نور UV، که از لامپ منتشر می شود بر حسب میلی وات در هر سانتی متر مربع بیان می شود. دوز UV که برای گندزدایی استفاده می شود بر حسب میلی وات ثانیه بر سانتی متر بیان می شود. دوز UV برای گندزدایی آب با توجه به کیفیت آب از 24 تا 45 میلی وات ثانیه بر سانتی متر مربع mw.s/cm2 متغیر می باشد. در تصفه خانه های آب معمولا دوز مورد استفاده 40 میلی وات ثانیه بر سانتی مربع است. حداقل زمان ماند 15 ثانیه در آب با ضخامت 120 میلی متر می باشد. گندزدایی توسط uv هم موثر بوده و هم نسبت به کلرزنی یا ازن زنی اقتصادی تر است.یکی از مشکلات استفاده از لامپ uv در گندزدایی آب و فاضلاب تشکیل لایه لزج روی لامپ uvاست که بایستی هر دو هفته یکبار تمیز شوند.
جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص روش های گندزدایی آب و فاضلاب با کارشناسان ما تماس حاصل نمایید.
