همه ی جوامع ، هم به صورت جامد و هم به صورت مایع ، فضولات تولید می کند . بخش مایع این فضولات یا فاضلاب ، اساساً همان آب مصرفی جامعه است که در نتیجه ی کاربردهای مختلف آلوده شده است . از نظر منابع تولید ، فاضلاب را می توان ترکیبی از مایع با فضولاتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی ، اداری و تاسیسات تجاری و صنعتی حمل شده و ، بر حسب مورد ، با آب های زیر زمینی ، آب های سطحی و سیلاب ها آمیخته است .
اگر فاضلاب تصفیه نشده انباشته شود ، تجزیه ی مواد آلی آن ممکن است منجر به تولید مقدار زیادی گازهای بدبو شود . علاوه بر آن ، فاضلاب تصفیه نشده معمولاً حاوی میکروارگانیزم های بیماری زای فراوانی است که در دستگاه گوارش انسان زندگی می کنند و یا در برخی فضولات صنعتی موجودند . فاضلاب ، شامل مواد مغذی نیز هست که می تواند سبب تحریک رشد گیاهان ابزی شود ، و ممکن است ترکیبات سمی نیز داشته باشد ، بنابراین دلایل انتقال سریع و بدون دردسر فاضلاب از منابع تولید و سپس تصفیه و دفع آن ، نه فقط مطلوب ، بلکه در جوامع صنعتی ضروری است . در ایالت متحده ی امریکا ، هم اکنون این مسئله بر اساس قوانین متعدد ایالتی و کشوری الزامی عملی پیدا کرده است .
مهندسی فاضلاب شاخه ای از مهندسی محیط زیست است که اصول بنیادی علوم و مهندسی در مسائل کنترل آلودگی آب به خدمت می گیرد . هدف نهایی مدیریت فاضلاب حفاظت محیط زیست است به نحوی که با اصول بهداشت عمومی و مسائل اقتصادی ، اجتماعی و سیاسی هماهنگ باشد .
تصفیه فاضلاب
فاضلاب جمع آوری شده از جوامع روستایی و شهری نهایتاً باید به منابع آب یا خاک بازگردادنده شود . در هر مورد باید به این سوال پیچیده پاسخ داد که : برای حفظ محیط زیست ، کدام یک از آلاینده های فاضلاب و تا چه حد باید حذف شوند ؟ پاسخ به این سوال مستلزم بررسی شرایط و نیازهای محلی ، همراه با کاربرد دانش علمی ، قضاوت های مهندسی متکی بر تجربه و رعایت شرایط و مقررات ایالتی وکشوری است .
تاریخچه
اگر چه جمع آوری آب های سطحی و زهکشی از زمان های قدیم شروع شده است ، آثار جمع آوری فاضلاب را می توان در اوایل قرن نوزدهم جست جو کرد . به دنبال آن تصفیه ی اسلوبمند فاضلاب در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم صورت گرفت . پیدایش نظریه ی میکروبی توسط کخ و پاستور در نیمه ی دوم قرن نوزدهم آغازگر عصر جدیدی در زمینه ی بهداشت عمومی شد . قبل از آن زمان رابطه ی آلودگی و بیماری فقط به صورت مبهم شناخته شده بود و از علم نوپای باکتری شناسی نیز برای تصفیه فاضلاب استفاده نشده بود .
در ایالت متحده ی آمریکا ، به دلیل وجود مشکلات ناشی از دفع فاضلاب تصفیه نشده به داخل مقادیر نسبتاً زیاد آب ( در قیاس با اروپا ) و همچنین وجود زمین های وسیع مناسب برای دفع تا اواخر قرن نوزدهم به تصفیه و دفع فاضلاب چندان توجه نشد . اما در اوایل قرن بیستم ، شرایط بهداشتی سبب شد تقاضا برای اعمال روش های کارآمد در کنترل فاضلاب رشد فزاینده ای پیدا کند . عدم امکان فراهم آوردن سطوح وسیع و کافی برای دفع زمینی فاضلاب تصفیه نشده ، به خصوص برای شهرهای بزرگ منجر به استفاده از روش های موثر تری در تصفیه شد .
وضع موجود
روش های تصفیه که در آن ها کاربرد نیروهای فیزیکی عامل مهم تری است با عنوان عملیات واحد تصفیه شناخته شده اند . روش های تصفیه که در آن ها حذف آلاینده ها از طریق واکنش های شیمیایی و زیست شناختی صورت می گیرد با عنوان فرآیندهای واحد تصفیه معروف اند . در حال حاضر ، عملیات و فرایندهای واحد تصفیه در هم ادغام شده و آنچه را که امروزه مراحل اولیه ، ثانویه و نهایی تصفیه نامیده می شود را تشکیل داده اند . در تصفیه ی اولیه از عملیات فیزیکی تصفیه همچون آشغالگیری و ته نشینی برای جدا کردن مواد شناور و قابل ته نشینی موجود در فاضلاب بهره گرفته می شود . در تصفیه ی ثانویه از فرآیندهای شیمیایی و زیست شناختی استفاده می شود . تا قسمت اعظم مواد آلی از فاضلاب جدا شود .
در تصفیه ی نهایی از واحد های اضافی عملیات فراوری استفاده می شود تا سایر آلاینده ها چون نیتروژن و فسفر ، که مقدار آن ها در تصفیه ی ثانویه مقدار چشمگیری کاهش پیدا نکرده است . حذف شوند .
- ۹۵/۱۰/۲۶