مدیریت و حذف بو از سیستمهای تصفیه فاضلاب یکی از چالشهای اصلی در مهندسی بهداشت و محیط زیست محسوب میشود. انتشار بوی نامطبوع ناشی از فرآیندهای تصفیه، نشاندهنده عملکرد ناقص سیستم است، که به دلیل وجود گازهای سمی، تهدیدی جدی برای سلامت سیستم تنفسی پرسنل و ساکنین مناطق همجوار به شمار میرود. تحقیقات گستردهای در زمینه کنترل و خنثیسازی این آلایندهها صورت گرفته و تجهیزات متنوعی برای مقابله با آن توسعه یافته است. در این مقاله به بررسی فنی دلایل ایجاد بو و روش های حذف بو از سیستم های تصفیه فاضلاب میپردازیم.
چرایی و اهمیت کنترل بو در تصفیه خانهها
فرآیند تصفیه فاضلاب به طور ذاتی شامل تجزیه مواد آلی توسط باکتریهای هوازی و بیهوازی است. این فعل و انفعالات شیمیایی و بیولوژیکی منجر به تولید گازهای جانبی مختلفی میشود. مهمترین این گازها شامل هیدروژن سولفید (H2S) با بوی تخممرغ گندیده، آمونیاک، متان و سایر ترکیبات آلی فرار (VOCs) هستند. خروج کنترل نشده این گازها که اصطلاحاً گازهای سپتیک نامیده میشوند، علاوه بر ایجاد نارضایتی عمومی و آلودگی هوا، خطرات جدی سلامتی را به همراه دارد. در شهرهای بزرگ و متراکم، عدم مدیریت صحیح این گازها میتواند منجر به تعطیلی واحدهای تصفیه و شکایات قانونی شود.
ارزیابی اولیه و شناخت منابع تولید بو
پیش از انتخاب روش حذف بو، لازم است یک ارزیابی دقیق مهندسی صورت گیرد. دلایل ایجاد بو میتواند از نوع فرآیند تصفیه تا شرایط محیطی متغیر باشد. گام نخست بررسی روش فعلی سیستمهای تصفیه فاضلاب است، اینکه سیستم به صورت هوازی کار میکند یا بیهوازی، تاثیر مستقیمی بر نوع گازهای تولیدی دارد. همچنین باید امکان تغییر در فرآیندها بر اساس بودجه و محدودیتهای فیزیکی بررسی شود. میزان لجن تولید شده در واحدهای آبگیری و پردازش لجن یکی از کانونهای اصلی تولید بو است که نیازمند توجه ویژه است. انتخاب نهایی روش بوزدایی باید بر اساس آنالیز دقیق نوع مواد آلی، ظرفیت هیدرولیکی تصفیه خانه و میزان مواد جامد معلق (TSS) انجام گیرد.
راهکارهای فیزیکی در بوزدایی فاضلاب
روشهای فیزیکی معمولاً بر پایه جداسازی یا تغییر فاز آلایندهها استوار هستند و به عنوان یکی از متداولترین روشها در صنایع شناخته میشوند.
اکسیداسیون حرارتی یا احتراق
بسیاری از بوهای نامطبوع ناشی از مواد آلی فرار هستند. در روش احتراق، گازهای جمعآوری شده در دمای بالا (بین ۶۵۰ تا ۸۱۵ درجه سانتیگراد) سوزانده میشوند تا مواد آلی اکسید شده و از بین بروند. با وجود اینکه این روش راندمان بالایی دارد، اما مصرف انرژی در آن بسیار زیاد است و گاهی ممکن است بوی سوختگی جایگزین بوی فاضلاب شود که از معایب آن به شمار میرود.
هوادهی و استفاده از دیفیوزرها
یکی از موثرترین و در عین حال سادهترین روشها، هوادهی فاضلاب است. با تزریق اکسیژن به فاضلاب از طریق دیفیوزرها و تجهیزات هوادهی، پتانسیل اکسیداسیون افزایش یافته و از ایجاد شرایط بیهوازی که عامل اصلی تولید گاز H2S است، جلوگیری میشود. البته باید توجه داشت که هوادهی شدید نیازمند مصرف انرژی الکتریکی قابل توجهی است.
جذب سطحی با کربن فعال
در این روش، هوای آلوده از بسترهایی حاوی کربن فعال یا شن و ماسه عبور داده میشود. کربن فعال به دلیل تخلخل بسیار بالا، مولکولهای ایجاد کننده بو را در سطح خود به دام میاندازد. این روش معمولاً به عنوان مرحله نهایی تصفیه هوا یا برای دبیهای کمتر مورد استفاده قرار میگیرد و تاثیر بسیار مطلوبی در حذف ترکیبات فرار دارد.
استفاده از اسکرابرها
اسکرابرها یا برجهای شستشو، تجهیزاتی هستند که در آن هوای آلوده با یک مایع حلال (معمولاً آب یا محلول شیمیایی) در تماس قرار میگیرد. این تماس باعث میشود آلایندههای گازی در مایع حل شده یا اکسید شوند. در برخی موارد برای پوشش بوی نامطبوع از اسپری مواد معطر استفاده میشود، اما این روش به عنوان یک راهکار موقت کاربرد دارد و بو را حذف نمیکند، بلکه صرفاً آن را پنهان میسازد و برای تصفیه خانههای صنعتی و بزرگ توصیه نمیشود.
[لیست قیمت: کیت انشعاب فاضلاب شهری]
روشهای بیولوژیکی؛ راهکاری سازگار با محیط زیست
زمانی که روشهای فیزیکی اقتصادی نبوده یا کارایی لازم را نداشته باشند، روشهای بیولوژیکی به عنوان گزینهای پایدار مطرح میشوند.
بیوفیلتراسیون
در سیستمهای بیوفیلتر، هوای آلوده از بستری حاوی مواد آلی (مانند تراشه چوب، پیت یا پلاستیکهای خاص) که محل تجمع میکروارگانیسمها هستند، عبور میکند. این میکروارگانیسمها گازهایی نظیر آمونیاک و هیدروژن سولفید را به عنوان منبع غذایی مصرف کرده و آنها را تجزیه میکنند. بیوفیلترها انرژی کمی مصرف میکنند، فضای کمی اشغال کرده و برای حذف بوهای با غلظت پایین تا متوسط بسیار کارآمد هستند.
بیواسکرابرها
این سیستم ترکیبی از اسکرابر و راکتور بیولوژیکی است. در بیواسکرابر، آلایندهها ابتدا در آب حل شده و سپس توسط میکروارگانیسمهای معلق در آب تجزیه میشوند. این روش برای حذف سولفید هیدروژن بسیار موثر است و راهبری نسبتاً سادهای دارد.
روشهای شیمیایی برای کنترل آلایندههای غلیظ
در فاضلابهای صنعتی با بار آلودگی بالا، روشهای بیولوژیکی به تنهایی پاسخگو نیستند و نیاز به مداخلات شیمیایی است.
تزریق ازون
ازون یک اکسیدکننده بسیار قوی است که میتواند ساختار مولکولی آلایندههای بدبو را به سرعت تخریب کند. علاوه بر بوزدایی، ازون خاصیت گندزدایی قوی نیز دارد. با این حال، ازون ناپایدار است و نمیتوان آن را ذخیره کرد، بنابراین باید در محل تصفیه خانه توسط ژنراتورهای مخصوص تولید شود.
افزودن نمکهای نیترات
سولفید هیدروژن معمولاً در شرایطی که اکسیژن و نیترات در فاضلاب وجود نداشته باشد تولید میشود. با افزودن ترکیبات نیترات به فاضلاب، باکتریها به جای احیای سولفات (که منجر به تولید H2S میشود)، از نیترات استفاده میکنند و بدین ترتیب منشا تولید بوی بد حذف میشود.
نقش حیاتی لولهگذاری ونت و متریال مقاوم در سیستم انتقال
یکی از نکات قابل توجه که در بسیاری از متون نادیده گرفته میشود اما برای فعالان حوزه لوله و اتصالات بسیار حائز اهمیت است، نقش «سیستم جمعآوری و انتقال گاز» است. قبل از اینکه بتوان بو را حذف کرد، باید بتوان آن را به درستی مهار و منتقل نمود.
گاز هیدروژن سولفید (H2S) که عامل اصلی بوی بد فاضلاب است، در ترکیب با رطوبت محیط تبدیل به اسید سولفوریک میشود. این اسید به شدت خورنده است و میتواند لولههای بتنی و فلزی معمولی را در مدت کوتاهی تخریب کند. بنابراین، در طراحی سیستمهای تصفیه فاضلاب و شبکههای جمعآوری، استفاده از لولهها و اتصالات پلیمری مقاوم در برابر خوردگی مانند پلی اتیلن (PE) یا فایبرگلاس (GRP) برای داکتهای انتقال هوای آلوده به سمت واحد بوزدایی الزامی است.
همچنین، در سیستمهای لولهکشی ساختمان و منهولهای شهری، طراحی صحیح لولههای ونت یا هواکش فاضلاب حیاتی است. اگر لولهگذاری ونت به درستی و با سایز مناسب اجرا نشود، گازهای سپتیک به جای خروج از بام و پراکنده شدن در اتمسفر، در شبکه حبس شده و از طریق سیفونها به داخل محیط ساختمان باز میگردند. استفاده از کلاهکهای استاندارد در انتهای لوله ونت نیز مانع از ایجاد فشار معکوس توسط باد و بازگشت گازها میشود. همچنین کیت انشعاب فاضلاب شهری می تواند نقش مفیدی در کاهش بوی نامطبوع داشته باشد.
اقدامات عملیاتی و مدیریتی
در کنار استفاده از تجهیزات پیشرفته، رعایت اصول بهرهبرداری صحیح نیز در کاهش بو موثر است. افزایش راندمان هوادهی با استفاده از هوادههای سطحی و عمقی مناسب، جلوگیری از سکون فاضلاب در حوضچهها که منجر به شرایط سپتیک میشود، و تخلیه منظم لجن از واحدهای تهنشینی از جمله این اقدامات است. همچنین استفاده از آشغالگیرهای مکانیکی ریز برای حذف سریع مواد جامد معلق، از تجزیه آنها در مراحل بعدی و تولید بوی نامطبوع جلوگیری میکند.
