پارامتر های فرآیند تصفیه فاضلاب به دو دسته کلی کیفی و کمی تقسیم بندی می شوند و اندازه گیری این پارامتر ها اولین قدم در تعیین روش مطلوب تصفیه فاضلاب است. این پارامتر ها شامل مشخصات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی می باشند و روش های اندازه گیری هر کدام می تواند متفاوت باشد.
برخی از این پارامتر ها با استفاده از مواد شیمیایی و برخی دیگر با دستگاه ها و تجهیزات آزمایشگاهی اندازه گیری می شوند. در ادامه به معرفی مهم ترین پارامتر های تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی پرداخته و روش های شناسایی و اندازه گیری آن ها را تشریح خواهیم کرد.
اهمیت آنالیز فاضلاب
آنالیز فاضلاب اهمیت زیادی دارد و می توان آن را در موارد زیر خلاصه کرد:
- ارزیابی کیفیت آب: آنالیز فاضلاب کیفیت آب را ارزیابی کرده و اطلاعات لازم برای تصفیه مؤثر آن را فراهم می کند.
- کنترل فرآیند های صنعتی: در صنایع مختلف، آنالیز فاضلاب به کنترل کارایی فرآیند ها و کاهش آلودگی کمک می کند.
- ردیابی منابع آلاینده: این آنالیز کمک می کند تا منشاء آلاینده ها شناسایی شود و اقدامات لازم برای کاهش آن ها انجام گردد.
- محافظت از محیط زیست: فاضلاب دارای آلاینده های متعددی است که می تواند به خاک و منابع آبی آسیب برساند. آنالیز فاضلاب به شناسایی و کنترل این آلاینده ها کمک می کند.
- حفاظت از سلامت انسان: فاضلاب ممکن است حاوی میکروب‌ها و عوامل بیماری زا باشد. آنالیز فاضلاب به شناسایی و کنترل این عوامل خطرناک کمک می کند.
- بهینه سازی فرآیند تصفیه فاضلاب: اطلاعات به دست آمده از آنالیز فاضلاب برای طراحی و بهینه سازی سیستم های تصفیه استفاده می شود.
- کاهش هزینه ها: تصفیه مؤثر فاضلاب می تواند از هدر رفتن آب و کاهش هزینه های مربوط به تصفیه جلوگیری کند.
انواع پارامتر ها در فرایند تصفیه فاضلاب
- پارامتر TS (Total solids)
پارامترTS (جامدات کل) یکی از شاخص های مهم در فرآیند تصفیه فاضلاب است که به ارزیابی میزان آلودگی های موجود در پساب کمک می کند. این پارامتر، مجموع جامدات موجود در فاضلاب را اندازه گیری می کند. برای اندازه گیری آن، آب فاضلاب در دمای 103 تا 105 درجه سانتی گراد تبخیر شده و مقدار جامدات باقی مانده اندازه گیری می شود. واحد اندازه گیری این پارامتر، میلی‌گرم در لیتر (mg/lit) می‌باشد. توجه به این پارامتر در بهینه سازی فرآیند تصفیه و حفظ محیط زیست حائز اهمیت است.
- پارامتر TSS (Total Suspended Solids)
پارامتر TSS(کل جامدات معلق) یکی از پارامتر های حیاتی در ارزیابی کیفیت پساب ها است. برای اندازه گیری TSS، ابتدا نمونه فاضلاب از صافی با منافذ 1.5 میکرون عبور داده می شود. سپس، این پساب ها با روش TS بررسی می شوند که در آن، به مدت مشخصی (معمولاً در دمای 103 تا 105 درجه سانتی‌گراد) آب موجود در فاضلاب تبخیر شده و در نهایت، کل جامدات ته نشین شده اندازه گیری می شوند. نتایج اندازه گیری TSS به واحد میلی‌گرم بر لیتر (mg/lit) گزارش می شود که نشان دهنده غلظت جامدات معلق در نمونه فاضلاب است. این اطلاعات به مدیریت کیفیت آب و تصفیه فاضلاب کمک شایانی می کند.
- پارامتر TFS (Total Fixed Solids)
برای اندازه گیریTFS (کل جامدات ثابت) در فاضلاب، نمونه مورد نظر در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد به مدت مشخصی سوزانده می شود. این فرآیند باعث تبخیر و حذف تمام مواد فرار موجود در نمونه می‌گردد. پس از سوزاندن، مقدار مواد جامد باقی مانده اندازه گیری می شود که نمایانگر میزان مواد جامد ثابت در فاضلاب است. این اندازه گیری به ارزیابی کیفیت فاضلاب و پایش تأثیرات زیست محیطی کمک می کند.
- پارامتر TVS (Total Volatile Solids)
TVS(مواد جامد قابل تبخیر کل) یکی از پارامتر های مهم در فرآیند تصفیه فاضلاب است و واحد اندازه گیری آن میلی‌گرم بر لیتر می باشد. برای تعیین مقدار TVS، نمونه فاضلاب در دمای 500 درجه سانتی‌گراد به مدت ۵ دقیقه سوزانده می شود و سپس میزان جامدات فرار موجود در نمونه مورد بررسی قرار می‌گیرد. این پارامتر به عنوان معیاری برای ارزیابی کیفیت فاضلاب و اثر بخشی فرآیند تصفیه استفاده می شود.
- پارامتر TDS (Total Dissolved Solids)
TDS (کل مواد جامد محلول) یکی دیگر از پارامتر های مهم در ارزیابی کیفیت آب و فاضلاب می باشد. برای اندازه گیری TDS، می توان از روش های متعددی بهره برد که یکی از رایج ترین و ساده ترین آن ها، روشی شبیه به TSS است. علاوه بر این، روش های الکتریکی نیز وجود دارند که با استفاده از هدایت الکتریکی، مقدار یون های کاتیون و آنیون محلول در پساب را اندازه گیری می کنند. این روش ها به دلیل دقت بالایشان در اندازه گیری TDS، به طور گسترده ای استفاده می شوند.
- پارامتر FSS (Fixed Suspended Solids)
برای اندازه گیری FSS (جامدات معلق ثابت) در فاضلاب، ابتدا نمونه پساب در دمای ۵۰±۵ درجه سانتی‌گراد سوزانده می شود. این فرآیند باعث تجزیه مواد آلی و تبخیر آب می‌گردد. پس از سوزاندن، مقدار مواد جامد باقی مانده اندازه گیری می شود. واحد اندازه گیری این پارامتر میلی گرم بر لیتر است و این اندازه گیری به ارزیابی کیفیت فاضلاب کمک می کند.
- پارامتر FDS (Fixed Dissolved Solids)
پارامتر FDS (مقدار کل جامدات محلول ثابت) در فرآیند تصفیه فاضلاب به عنوان معیاری برای ارزیابی کیفیت آب استفاده می شود. این مقدار، که واحد آن میلی گرم بر لیتر است، با سوزاندن پساب نمونه برداری شده در دمای ۵۰۰±۵ درجه سانتی گراد به دست می آید. پس از سوزاندن، مقدار جامدات باقی مانده اندازه گیری می شود که نشان دهنده میزان جامدات محلول در پساب است. این اطلاعات به تشخیص کارایی سیستم تصفیه فاضلاب کمک می کند.
- پارامترVSS (volatile suspended solids)
VSS (کل جامدات معلق فرار) یکی از پارامتر های مهم در آنالیز فاضلاب است که میزان آلودگی و ترکیبات آلی موجود در آن را مشخص می کند. واحد اندازه گیری این پارامتر میلی گرم بر لیتر است. برای تعیین مقدار VSS، تمام جامدات معلق موجود در فاضلاب در دمای 500+5 درجه سانتی گراد سوزانده می شوند. با این کار، مقدار جامدات فرار استخراج و به عنوان یک شاخص از میزان آلودگی و وضعیت زیست محیطی فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد.
- پارامتر VDS (Volatile Dissolved Solids)
مقدار جامدات محلول فرار در فاضلاب با پارامتر VDS شناسایی می شود که واحد آن میلی گرم بر لیتر است. برای اندازه گیری این پارامتر، ابتدا فاضلاب در دمای ۵۰۵ درجه سانتی گراد سوزانده می شود و سپس مقدار مواد جامد فرار از طریق روش های آزمایشگاهی اندازه گیری می‌گردد. این فرآیند به کمک تعیین میزان آلودگی و ارزیابی کیفیت فاضلاب کمک می کند.
- پارامتر TUR (TURBIDIMETEROR UNIT)
پارامتر TUR یا کدورت یکی از پارامتر های کلیدی در تصفیه فاضلاب است که رابطه مستقیمی با میزان مواد معلق و کلوئیدی در پساب ها دارد. این پارامتر نشان دهنده توانایی پساب در عبور یا جذب نور می باشد. به عبارت دیگر، هرچه میزان کدورت بیشتر باشد، کیفیت آب پایین تر است. برای اندازه گیری این پارامتر، از ابزار های کدورت سنج و روش های نفلومتری بهره برداری می شود که به دقت وضعیت کدورت آب را تحلیل می کنند. این اندازه گیری ها اطلاعات مهمی برای بهینه سازی فرایند های تصفیه فاضلاب ارائه می دهند.
- پارامتر PH (Potential Hydrogen)
خاصیت اسیدی فاضلاب یا pH (پتانسیل هیدروژن) معیاری برای اندازه گیری غلظت یون های هیدروژن مثبت نسبت به یون های OH منفی است که مشخص کننده میزان قلیایی یا اسیدی بودن فاضلاب می باشد. برای اندازه گیری این پارامتر، ابتدا از فاضلاب نمونه برداری شده و با استفاده از کاغذ های تلورانس یا دستگاه های pH سنج، مقدار pH تعیین می‌گردد. به طور کلی، هر چه مقدار pH به سمت صفر و منفی هفت نزدیک تر باشد، نشان دهنده قلیایی بودن پساب است. در مقابل، اگر pH به سمت +7 تمایل داشته باشد، نشان دهنده اسیدی بودن فاضلاب است.
- پارامتر T
دمای فاضلاب یکی از پارامتر های کلیدی در فرآیند تصفیه فاضلاب است که به اندازه گیری دمای آب آلوده کمک می کند. اهمیت این دما در آن است که افزایش بیش از حد آن می تواند منجر به از بین رفتن میکروارگانیسم های مفید شود و فرآیند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب را مختل کند. حفظ دمای مناسب در این سیستم ها ضروری است تا کارایی تصفیه و کیفیت محیط زیست حفظ شود.
- پارامتر COD (Chemical Oxygen Demand)
برخی از مواد شیمیایی و آلی موجود در فاضلاب با اکسیژن موجود در پساب واکنش داده و در فرآیند اکسیداسیون قرار می گیرند. میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسید شدن این مواد را به اصطلاحCOD یا تقاضای شیمیایی اکسیژن می نامند. برای اندازه گیری این پارامتر معمولاً از پتاسیم دی کرومات و پتاسیم پرمنگنات استفاده می شود.
- پارامتر BOD (Biochemical Oxygen Demand)
تصفیه بیولوژیکی پساب های صنعتی و بهداشتی یکی از روش های مؤثر برای حذف مواد آلی و آلاینده ها به شمار می آید. در این فرآیند، میکروارگانیسم های هوازی و غیر هوازی به تجزیه این ترکیبات کمک می‌کنند. میکروارگانیسم های هوازی برای مصرف مواد آلی به اکسیژن نیاز دارند و میزان کل اکسیژن مورد نیاز برای حذف کامل آلاینده ها، با عنوان BOD (میزان اکسیژن خواهی بیولوژیکی فاضلاب) شناخته می شود. اندازه گیری BOD معمولاً از طریق دو روش اصلی، یعنی روش وینکلر و استفاده از دستگاه های مخصوص، انجام می شود. این فرآیند ها نقش کلیدی در کنترل آلودگی و حفظ محیط زیست دارند.
- پارامتر DO (Dissolved Oxygen)
مقدار اکسیژن محلول در فاضلاب که به اختصار DO نامیده می شود، نقش حیاتی در فرآیند تصفیه بیولوژیکی دارد. سنجش این پارامتر به کمک روش های مختلفی مانند الکترورد غشایی و وینکلر انجام می شود. اندازه گیری DO، به عنوان یک مبنای اصلی، برای آزمون های BOD نیز استفاده می شود و به ارزیابی کیفیت آب و توانایی آن در حمایت از حیات میکروبی کمک می کند.
- پارامتر MLSS (Mixed liquor suspended solids)
(MLSS) یا مقدار کل مواد جامد معلق در فاضلاب پارامتری است که مقدار کل مواد جامد معلق در فاضلاب را اندازه گیری کرده و همچنین املاح معدنی و آلی را شناسایی می کند. این پارامتر به ویژه برای محاسبه نسبت F/M (نسبت مواد آلی به میکروارگانیسم ها) اهمیت دارد. اندازه گیری MLSS نیازمند تجهیزات خاصی از جمله کروزه چینی منفذ دار، پمپ خلا مایر، فیلتر فایبرگلاس، ترازو و کوره است. روش های مختلفی برای اندازه گیری MLSS وجود دارد که به دقت و صحت نتایج کمک می کند.
- پارمتر MCRT (Mean Cell Residence Time)
MCRT (زمان ماند سلولی) ، به مدت زمانی اشاره دارد که باکتری ها و جامدات قادرند در لجن فعال باقی بمانند. این پارامتر در فرآیند تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی اندازه گیری می شود و واحد آن روز است. برای محاسبه MCRT، لازم است مقدار جامدات معلق موجود در لجن فعال را بر مقدار جامدات معلقی که از آن خارج می شود تقسیم کرد. این اندازه گیری به بهینه سازی عملکرد سیستم های تصفیه فاضلاب کمک می کند و نقش مهمی در کنترل کیفیت آب تصفیه شده دارد.
- پارامتر HRT (Hydraulic Retention Time)
HRT (مدت زمان ماند هیدرولیکی) است که فاضلاب در تانک بیولوژیک نگهداری می شود. این پارامتر به طور مستقیم بر کارایی فرآیند تصفیه تأثیر می گذارد. برای محاسبه HRT، کافی است حجم مخزن را بر مقدار دبی جریان فاضلاب تقسیم کنیم. این محاسبه به مهندسان کمک می کند تا طراحی و عملکرد سیستم های تصفیه فاضلاب را بهینه سازی کنند.
- پارامتر MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids)
پارامتر MLVSS (غلظت جامدات معلق در حوض هوادهی) شناسه ای از مقدار باکتری های موجود در فرآیند لجن فعال است. برای اندازه گیری آن، ابتدا نمونه پساب در دمای 600 تا 650 درجه سانتی‌گراد خشک می شود. پس از آن، مقدار مواد جامد باقی مانده سنجیده می شود و از مجموع MLSS کسر می‌گردد تا به مقدار باکتری ها دست یافت. این اندازه گیری در کنترل کیفیت تصفیه خانه ها اهمیت بسزایی دارد.
- پارامتر F/M (or Food to Microorganism ratio)
مقدار مواد آلی موجود در سیستم لجن فعال که در تصفیه بیولوژیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد، با نام نسبت F/M شناخته می شود. این نسبت به عواملی چون Q (سرعت جریان فاضلاب)، BOD (تقاضای اکسیژن زیستی) وMLSS (محتوای جامدات معلق فعال) و همچنین V (حجم تانک هوادهی) وابسته است. این پارامتر به مهندسان و متخصصان کمک می کند تا کارایی سیستم تصفیه را ارزیابی و بهینه سازی کنند.
- پارامتر SVI (Sludge Volume Index)
پارامترSVI (ایندکس حجمی لجن) به عنوان معیاری برای سنجش قابلیت ته نشینی لجن استفاده می شود و وابسته به عواملی همچون حجم لجن ته نشین شده پس از 30 دقیقه و غلظت کل لجن معلق(MLSS) است. فرمول محاسبه این پارامتر به صورت زیر است: SVI = V * 1000 / MLSS، که در آن V نمایانگر حجم لجن ته نشین شده است. این پارامتر به مهندسین کمک می کند تا عملکرد سیستم های تصفیه آب و فاضلاب را ارزیابی کنند.
- پارامتر VOC (Volatile Organic Compound)
VOC (مقدار ترکیبات آلی فرار) در فاضلاب یکی از پارامتر های کلیدی در فرآیند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب محسوب می شود. VOC به میزان مواد مایع و گاز های آلی اطلاق می شود که در فاضلاب موجود و فرار هستند. برای اندازه گیری دقیق این ترکیبات، آزمایشگاه های پیشرفته و تجهیزات تخصصی به کار گرفته می شوند. سنجش VOC به کارشناسان این امکان را می دهد تا کیفیت فاضلاب را ارزیابی و بهبود فرآیند تصفیه را تسهیل کنند.
