Blog

بازچرخانی آب خاکستری | تصفیه فاضلاب خاکستری مجتمع های مسکونی و…(قسمت دوم)

توسط در بلاگ 15 ژانویه 2020

چکیده :

در قسمت دوم از مقاله بازچرخانی آب خاکستری به تصفیه فاضلاب خاکستری مجتمع های مسکونی و تجاری و استادیوم های ورزشی و… پرداخته میشود.

آب خاکستری بی شک یک منبع ارزشمند جهت رفع کمبود آب و منبعی قابل ذخیره جهت مصارف خانگی است.

این موضوع برای کشورهای کم بارشی مانند ایران حائز اهمیت می باشد.

آب خاکستری تصفیه شده یا تصفیه فاضلاب خاکستری را می توان برای بسیاری از مصارف خانگی نظیر فلاش تانک سرویس بهداشتی،

آبیاری باغ، شستن ماشین و پاک کردن پیاده رو استفاده کرد.

باز چرخانی آب مسئله مهمی است که امروزه با عنایت به کاهش کمی و کیفی آب های مطلوب اهمیت بیشتری یافته است.

از سوی دیگر عدم اختلاط فاضلاب سیاه ( فاضلاب توالت) که دارای بار آلی زیاد و تقریبا عامل تمام آلودگی میکروبی فاضلاب است.

با بقیه فاضلاب، امکان بی نظیری را برای کاهش هزینه تمام شده و اطمینان از عدم شیوع آلودگی های بیماری زا را فراهم می کند.

در ادامه مقاله قبل به مرحله راه اندازی پایلوت نانوفیلتراسیون رسیده که در ادامه توضیح داده می شود.

تصفیه فاضلاب خاکستری

تصفیه فاضلاب خاکستری

ادامه مبحث نصب پایلوت نانوفیلتراسیون:

3-3- راه اندازی پایلوت نانوفیلتراسیون

جهت راه اندازی پایلوت نانوفیلتراسیون، ابتدا حدود 40 لیتر آب مقطر در فشارهای مختلف از دستگاه عبور داده می شود.

عبور آب مقطر جهت شستشوی غشاء و تعیین فلاکس اولیه عبوری آب مقطر از غشاء می باشد.

3-4- تعیین فلاکس عبوری نمونه در شرایط عملیاتی مختلف :

تعیین میزان فلاکس:

ابتدا میزان فلاکس آب مقطر و سپس فلاکس نمونه عبوری از غشاء اندازه گیری می گردد.

برای به دست آوردن میزان فلاکس عبوری از غشاء، با دبی عبوری و با داشتن سطح فعال غشاء ارائه شده توسط کارخانه سازنده،

میزان فلاکس عبوری از غشاء اندازه گیری می شود.

میزان فلاکس بر حسب لیتر بر متر مربع در ساعت محاسبه می گردد.

3-5- نمونه گیری مرکب :

از یکی از بزرگترین لباسشویی های شهر قزوین نمونه برداری مرکب صورت گرفت.

بدین شکل که پساب خروجی حاصل 3 بار شستشوی دستگاه های لباسشویی این واحد لباسشویی جمع آوری و در نسبت های مساوی با هم ترکیب شدند.

این محلول نمونه برداری شده ی آب خاکستری 16-18 ساعت قبل از آزمایش تهیه شده است.

و در دمای 4 درجه سانتی گراد جهت برقراری تعادل به آزمایشگاه انتقال داده شد.

 

3-6- پروتوکول آزمایشگاهی:

آزمایشات فیزیکو شیمیایی و میکربی روی 3 سری جداگانه از نمونه ها که به ترتیب عبارت بودند از:

  • نمونه آب شبکه شهری ( ورودی به واحد لباسشویی)
  • نمونه مرکب آب خاکستری خام خروجی
  • نمونه برداری شده از واحد لباسشویی
  • نمونه های تراوش یافته از نانوفیلتر در دما و فشارهای مختلف

با استفاده از دستگاههای آزمایشگاهی طبق کتاب استاندارد متد 2012 انجام شده است.

برای به دست آوردن نمونه های تراوش یافته ( تصفیه شده با نانو فیلتر)، نمونه ورودی ( که همان خروجی واحد لباسشویی بود)

به سیستم پایلوت نانوفیلتراسیون در دمای ثابت 10، 20 و30 درجه سانتی گراد و در فشارهای 15، 25 و 35 بار

( تنظیم با ترموستات و سیستم خنک کن و گیج فشار) مورد تصفیه قرار گرفتند.

بدین ترتیب که در ابتدا جهت محاسبه شار و پدیده ی گرفتگی (فولینگ) 10 بار یک بالن حجمی 50 سی سی توسط خروجی پایلوت جمع آوری میشد.

و زمان هر پر شدن توسط کرونومتر محاسبه میشد.

جهت محاسبه، قبل از هر آزمایش غشاء نانوفیلتر با محلول اسید هیدروکلریک در PH=2 شستشو شده است.

سپس با آب مقطر شستشو داده شده تا خروجی به رسانایی 1 میکرو سانتی متر برسد.

آزمایش در فشارهای 25، 15 و 35 بار در دماهای ثابت 30،20، 10 درجه صورت گرفت و راندمان بر اساس رابطه ذیل محاسبه گردید.

R(%)=(1-C/CI)*100

داده های بدست آمده به این روش، مورد تحلیل آماری قرار گرفته و میانگین و سپس انحراف از معیار آن مورد محاسبه قرا گرفت.

مقدار میانگین در صورتی که داده ها انحراف از معیار کمتر از 5 درصد داشته باشند در جدول جانشانی گردید.

در غیر اینصورت آزمایشات تکرار گردیدند.

برای نمونه های فیزیکوشیمیایی و میکروبی به ترتیب:

حجم 1.5 لیتر و 250 میلی لیتر از آب تراوش یافته

در دما و فشارهای مختلف در ظروف پلاستیکی عاری از هر گونه آلودگی فیزیکی و شیمیایی

و بطری های شیشه ای تیره درب سنباده ای استریل برداشت.

و دمای آن بلافاصله قرائت شده و در یخدان تحت دمای بین 0 تا 4 درجه سانتیگراد سریعا به محل آزمایشگاه منتقل شد.

تمام آزمایشات (تزریق ها) در هر دما و فشار جداگانه با میزان جریان نسبتا ثابت در مدت 10 ساعت انجام می شد.

3-7- پارامترهای اندازه گیری شده

پارامترهایی که در تحقیق تصفیه فاضلاب خاکستری مورد آزمایش قرار گرفته اند، عبارتند از:

  • اختصاصات فیزیکی آب ورودی و پساب تصفیه شده، شامل: دما، کدورت، شوری ، EC، TDS، PH،TSS
  • اختصاصات شیمیایی آب ورودی و پساب تصفیه شده، شامل: سختی کل، سختی کلسیم، مواد معدنی ( کاتیونهای کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم،آهن، منگنز و آنیونهای کلراید، سولفات، کربنات، بیکربنات، نیتریت، نیترات، آمونیاک، فسفات، فلوراید)، COD.
  • اختصاصات میکروبی آب ورودی و پساب تصفیه شده و تصفیه فاضلاب خاکستری از نظر حضور کلیفرم ها ( آزمون MPN/100ml)

 

تصفیه فاضلاب خاکستری

تصفیه فاضلاب خاکستری

نتیجه گیری :

1) شار جریان عبوری غشاء در طی انجام فرآیند نانوفیلتراسون در غلظت ثابت ثبت می شدند .

فارغ از دما و فشار اعمال شده بر روی غشاء، شار جریان عبوری از غشاء در 20 دقیقه اول به طرز فاحشی کم می شد.

بعد از 100 دقیقه از نانوفیلتراسیون، تمام شار جریان عبوری از غشاء به طرز معناداری ثابت میشد.

2) هدایت الکتریکی آب خاکستری توسط نانوفیلتراسیون کاهش پیدا می کند. (بیش از 90%)

3) همانطور که انتظار میرفت، تمام جامدات معلق حذف شدند.

4) مقدار E Coli در ورودی و خروجی در تمامی نمونه ها کمتر از حد تشخیص مشاهده شدند.

5) غلظت COD در آب تراوش یافته از غشاء نانو فیلتر آنقدر پایین بود که بتوان بطور رضایت بخشی جهت استفاده مجدد در تغذیه ی ماشین لباسشویی از آن بهره برد.

در واقع، غلظت COD برابر 29 الی 51 میلی گرم بر لیتر بود ( کمتر از حد مجاز استاندارد آلمان).

بنابراین، بازچرخانی مستقیم آب تراوش یافته از غشاء نانوفیلتر جهت ورودی ماشین لباسشویی سبب افت (تخریب) کیفیت آب شستشو نمی شود.

6) مقدار آهن ومنگنز موجود در خروجی به ترتیب بین (0.05-0.07) و (0.005-0.007 ) بودند.

که کمتر از حد مجاز استاندارد آلمان بود ( آهن کوچکتر از 0.1 و منگنز کوچک تر از 0.03 میلی گرم بر لیتر)

 

تصفیه فاضلاب خاکستری

تصفیه فاضلاب خاکستری

 

ادامه نتایج:

7) آنالیز روی آب تراوش یافته از غشاء نانوفیلتر

نشان داد که درصد راندمان حذف یونهای کلسیم 83 تا 84 درصد بیش از 86 درصد راندمان حذف یونهای منیزیم اتفاق می افتد.

8) نتایج درصد حذف یونهای مختلف نمودار تصریح می نماید که درصد حذف یونهای دو ظرفیتی ( کلسیم و منیزیم) بیشتر از کاتیونهای تک ظرفیتی ( سدیم و کلسیم) است.

این اثر بدلیل تفاوت ما بین ثابت دی الکتریک محلولها و میزان متغیر آن در ماتریس پلیمر ارزیابی می گردد.

9) حذف سولفات بیشتر از کلرید و نیترات مشاهده می گردد.

که این موضوع را می توان به دو ظرفیتی بودن سولفات و تمایل بیشتر نانوفیلتر به حذف یون دو ظرفیتی نسبت داد.

10) میزان حذف یون کلسیم بیشتر از منیزیم مشاهده می گردد.

این موضوع می تواند بر اساس شعاع کوچکتر یونی منیزیم ارزیابی شود که از 0.74 تا 1.04 انگستروم متغیر است.

انرژی حلالیت بیشتر یون منیزیم موجب بالاتر رفتن راندمان می گردد.

لذا در صورت مقایسه راندمان حذف یونها می توان سری ذیل را نمایش داد.  Mg ˃ Ca ˃ K ˃ Na

11) باتوجه به نمودار شار عبوری ملاحظه می گردد که افزایش فشار محلول ورودی سبب افزایش میزان فلاکس عبوری از غشاء می گردد.

میزان فشار موثر آب عبوری از غشاء عامل اصلی تعیین کننده مقدار آب نفوذی است.

و افزایش فشار افزایش فلاکس آب نفوذی را به دنبال خواهد داشت.

12) همچنین افزایش دما موجب می گردد تراوش جریان به دلیل اثر پخش بیشتر گردد.

این موضوع که بر اساس مطالعات گذشته قابل پیش بینی بود.

نقش بسیار مهمی در شناخت دما و فشار بهینه برای طراحی پایلوت نیمه صنعتی دارد.

13) افزایش راندمان یونها و مواد غیر یونی در اثر بالا رفتن دما یا فشار را میتوان به دلیل ثابت ماندن تراوش این مواد از غشاء و در عین حال افزایش شار جریان عبوری و در نهایت کاهش غلظت یونها و پارامترهای مورد مطالعه دانست.

14) حذف نیترات و فسفات حداقل 50 و حداکثر 75 درصد اتفاق افتاده است.

که این مسئله را می توان به علت تک ظرفیتی بودن این دو یون دانست که در مواجهه با نانوفیلتر درصد حذف متوسطی ارائه می دهد.

 

 

شرکت عمران سالار سما آماده ارائه پیاده سازی روش های نوین تصفیه آب خاکستری و تصفیه فاضلاب خاکستری برای کلیه مجتمع های تجاری و مسکونی، ویلا و ورزشگاه ها می باشد.

منبع:

مقاله: بررسی امکان تصفیه پذیری فاضلاب خاکستری به کمک روش نانوفیلتراسیون، گندزدایی و بازچرخانی آن

نویسندگان : احمد هجرانفر، سعید محمدی حریری، محمدحسین علیجانی

 

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    سبد خرید