سیستم سپتیک به طور معمول از یک مخزن غیر هوازی بسته تشکیل شده که فاضلاب وارد آن شده و در آنجا مواد جامد مانند چربی‌ها، روغن‌ها و ذرات معلق از مایع جدا می شود. تصفیه فاضلاب با استفاده از سپتیک تانک، از آلودگی منابع آب و زمین جلوگیری کرده و به حفظ بهداشت محیط زیست کمک می کند. این فرآیند به ویژه در مناطقی که دسترسی به سیستمهای فاضلاب شهری ندارند، اهمیت ویژه ای دارد و می تواند در کاهش مشکلات بهداشتی و محیط زیستی نقش بسزایی ایفا کند. عوامل مختلفی در راندمان تصفیه انباره های تعفن تاثیر دارد که در این مطلب به طور کامل توضیح می دهیم.
راندمان تصفیه سپتیک تانک چیست؟
به میزان توانایی سیستم در جداسازی و تصفیه مواد آلاینده از فاضلاب اشاره دارد و به وسیله توانایی سپتیک تانک در حذف مواد جامد معلق، چربی‌ها و روغن‌ها از آب اندازه گیری می شود. هرچه راندمان تصفیه گندانبارها بالاتر باشد، کیفیت پساب خروجی بهتر بوده و آسیب‌های زیست محیطی به منابع آب و خاک کمتر خواهد بود. این فرآیند به ویژه برای جلوگیری از آلودگی منابع آب‌های زیرزمینی و سطحی حائز اهمیت است، زیرا پساب نادرست تصفیه شده می تواند به انتشار بیماری‌های مختلف و آسیب به اکوسیستم‌های آبی منجر شود. بنابراین، توجه به طراحی مناسب و نگهداری بهینه، جهت دستیابی به راندمان تصفیه مطلوب، از اهمیت ویژه ای برخوردار است تا هم در کاهش آلودگی‌ها و هم در حفظ سلامت عمومی مؤثر باشد.
عوامل موثر بر راندمان تصفیه سپتیک تانک
رعایت اصول علمی و فنی در انتخاب و ساخت انباره های تعفن می تواند راندمان تصفیه را به طور چشمگیری افزایش دهد. در ادامه این عوامل بصورت کامل شرح داده شده است:
حجم و ابعاد
حجم و ابعاد سپتیک تانک یکی از عوامل مهم در راندمان تصفیه فاضلاب هستند. یک مخزن تصفیه فاضلاب بی هوازی باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند حجم فاضلاب تولیدی را به طور مؤثر مدیریت کند. اندازه کوچک ممکن است باعث شود که فرآیند تصفیه به درستی انجام نشود و فاضلاب به طور کامل ته نشین یا فیلتر نشود. اگر حجم تانک زیاد باشد، زمان ماند فاضلاب در داخل تانک بیشتر می شود که به بهتر انجام شدن فرآیند تصفیه کمک می کند. به طور کلی، سپتیک تانک باید قادر به نگهداری فاضلاب به مدت معقولی باشد تا باکتری‌های بیولوژیکی بتوانند به طور مؤثر مواد آلی را تجزیه کنند. برای تعیین حجم صحیح تانک، باید تعداد افراد ساکن در خانه یا ظرفیت مصرفی فاضلاب در نظر گرفته شود.
نوع فاضلاب و ترکیبات آن
نوع فاضلاب وارد شده به سپتیک تانک تأثیر زیادی بر کارایی و راندمان آن دارد. فاضلاب‌های مختلف از نظر ترکیبات شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی با یکدیگر تفاوت دارند. فاضلاب خانگی، صنعتی یا بیمارستانی ممکن است حاوی مواد آلی، مواد شیمیایی، مواد معلق، روغن‌ها و چربی‌ها باشد که هر کدام به شکل متفاوتی بر فرآیند تصفیه تأثیر می گذارند.
به عنوان مثال، فاضلاب‌های صنعتی ممکن است دارای ترکیبات سمی یا مواد شیمیایی خطرناک باشند که می توانند باکتری‌ها و ارگانیسم‌های بیولوژیکی را که در فرآیند تصفیه نقش دارند، از بین ببرند. ترکیبات آلی مانند پروتئین‌ها، چربی‌ها و کربوهیدرات‌ها به طور معمول به راحتی توسط باکتری‌های بیولوژیکی در سپتیک تانک تجزیه می شوند، اما در صورتی که مواد غیر آلی یا شیمیایی وارد سیستم شوند، فرآیند تصفیه به چالش کشیده می شود.
دما و شرایط محیطی
دما یکی از پارامترهای اساسی است که بر فعالیت باکتری‌های بیولوژیکی تأثیر می گذارد. باکتری‌ها در دماهای مطلوب بهتر عمل کرده و به تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب می پردازند. دمای خیلی پایین ممکن است باعث کاهش فعالیت باکتری‌ها و در نتیجه کاهش راندمان تصفیه سپتیک تانک شود، در حالی که دمای بسیار بالا نیز می تواند منجر به کشته شدن باکتری‌ها و کاهش عملکرد سیستم گردد. شرایط محیطی دیگری همچون رطوبت، بارش باران یا برف و همچنین کیفیت خاک اطراف مخزن می توانند بر فرآیند تصفیه تأثیرگذار باشند. در مناطقی با دمای خیلی پایین، برای حفظ راندمان مطلوب ممکن است نیاز به عایق بندی و تدابیر خاص باشد.
طراحی بهینه
یک طراحی اصولی و بهینه باعث می شود که فاضلاب به طور یکنواخت در داخل تانک جریان یابد و فرآیند ته نشینی و تصفیه به طور مؤثر انجام گیرد. طراحی نادرست می تواند منجر به مشکلاتی مانند جریان نامناسب فاضلاب، تجمع مواد معلق و عدم ته نشینی کامل شود. علاوه بر این، اندازه گیری صحیح ابعاد بخش‌های ته نشینی، بخش تخمیر و بخش فیلتر کردن می تواند به بهبود عملکرد کلی سیستم کمک کند.
همچنین، جنس مصالح مورد استفاده در ساخت بدنه دستگاه نیز باید به گونه ای باشد که در برابر مواد شیمیایی و فشارهای مکانیکی مقاوم باشد تا از خرابی و کاهش عمر مفید تانک جلوگیری کند. طراحی مناسب باید به گونه ای باشد که امکان بازدید، تعمیر و نگهداری آسان را فراهم کند. گندانبارهای پلی اتیلنی از یک مخزن پلی اتیلنی تشکیل شده اند و به دلیل خواص منحصر به فرد پلی اتیلن از کاربرد گسترده ای در این زمینه برخوردار می باشند.
ارزیابی و اندازه گیری راندمان تصفیه سپتیک تانک
ارزیابی راندمان تصفیه سپتیک تانک به معنای بررسی میزان موفقیت این سیستم در تصفیه فاضلاب است. این ارزیابی معمولاً از طریق اندازه گیری پارامترهای مختلف انجام می شود. این پارامترها نمایانگر میزان آلودگی و توانایی سیستم تصفیه در کاهش آنها هستند. از طریق آزمایش‌های مختلف و نمونه برداری از فاضلاب ورودی و خروجی، می توان راندمان عملکرد سیستم را مورد سنجش قرار داد و به بررسی عواملی که موجب بهبود یا کاهش این راندمان می شوند، پرداخت. در ادامه روش‌های ارزیابی شرح داده شده است:
پارامترهای اندازه گیری (COD , BOD , TSS)
- تقاضای اکسیژن شیمیایی: این پارامتر نشان دهنده میزان مواد آلی و برخی مواد شیمیایی است که در فاضلاب موجود هستند و نیاز به اکسیژن برای تجزیه شیمیایی دارند. مقدار بالای COD در فاضلاب نشان دهنده آلودگی بالای آن است. در سپتیک تانک، هدف این است که این مقدار کاهش یابد و به طور مؤثری توسط باکتری‌ها تجزیه شود. آزمایش COD معمولاً در آزمایشگاه‌ها با استفاده از روش‌هایی مانند افزودن مواد اکسیدکننده و اندازه گیری کاهش رنگ انجام می شود.
- تقاضای اکسیژن بیولوژیکی: میزان اکسیژنی را نشان می دهد که میکروارگانیسم‌ها برای تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب نیاز دارند. این پارامتر معمولاً در طی پنج روز (BOD5) اندازه گیری می شود و نشان دهنده میزان آلودگی بیولوژیکی فاضلاب است. هر چه BOD بیشتر باشد، فاضلاب آلوده تر است و نیاز به زمان بیشتری برای تصفیه دارد. در سپتیک تانک، باکتری‌های بیولوژیکی این مواد آلی را تجزیه می کنند و کاهش BOD نشان دهنده عملکرد موفق سیستم تصفیه است.
- مواد معلق جامد: این پارامتر میزان ذرات معلق در فاضلاب را اندازه گیری می کند که ممکن است شامل خاک، چربی‌ها، مواد آلی و دیگر ذرات غیر محلول باشد. مواد معلق جامد باید ته نشین شوند و توسط سیستم فیلتر کردن جدا شوند. مقدار بالای TSS در فاضلاب خروجی می تواند نشان دهنده ناکارآمدی در فرآیند ته نشینی و تصفیه باشد.
روش‌های آزمایش و نمونه برداری
آزمایش‌های راندمان تصفیه سپتیک تانک معمولاً با استفاده از روش‌های استاندارد نمونه برداری از فاضلاب ورودی و خروجی صورت می گیرند. برای این کار، باید از مکان‌های مختلف داخل سیستم نمونه برداری انجام شود تا داده‌ها دقیق و نمایانگر فرآیند تصفیه باشند. معمولاً نمونه برداری از فاضلاب ورودی و خروجی به طور منظم در طول دوره‌های زمانی مختلف صورت می گیرد. برای اندازه گیری COD و BOD، از روش‌های شیمیایی مانند تست‌های رنگ سنجی و روش‌های نورتابی برای تخمین مقدار اکسیژن مورد نیاز برای تجزیه مواد آلی استفاده می شود. برای اندازه گیری TSS، نمونه‌ها فیلتر شده و وزن ذرات معلق باقی مانده محاسبه می شود.
آزمایش‌های راندمان در شرایط مختلف
نتایج آزمایش‌های راندمان به طور قابل توجهی می تواند تحت تأثیر شرایط مختلف محیطی، نوع فاضلاب و طراحی سیستم قرار گیرد. در شرایطی که فاضلاب دارای ترکیبات سمی یا مواد شیمیایی باشد، ممکن است راندمان تصفیه سپتیک تانک کاهش یابد. به علاوه، دما، رطوبت و حتی زمان ماند فاضلاب در تانک می توانند تأثیر زیادی بر نتایج آزمایش‌ها بگذارند.
برای مثال، در دماهای پایین، فعالیت میکروارگانیسم‌ها کاهش می یابد و بنابراین، راندمان تصفیه به اندازه کافی بالا نخواهد بود. در شرایطی که فرآیند ته نشینی به درستی انجام نشود، میزان TSS در فاضلاب خروجی بالا خواهد بود، که نشان دهنده مشکلات در طراحی یا نگهداری سیستم است. به طور کلی، نتایج آزمایش‌ها باید به طور مرتب بررسی شوند تا نقاط ضعف سیستم شناسایی و اقدامات لازم برای بهبود عملکرد سیستم انجام گیرد.
مشکلات رایج و چالش‌های راندمان تصفیه در گندانبارها
مشکلات رایج و چالش‌های راندمان تصفیه سپتیک تانک می توانند تأثیرات منفی زیادی بر عملکرد سیستم و همچنین محیط زیست بگذارند. این مشکلات می توانند باعث کاهش کارایی سیستم، ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی و یا نیاز به هزینه‌های نگهداری و تعمیرات اضافی شوند. در این بخش، به طور مفصل مشکلات و چالش‌های رایج در راندمان تصفیه انباره های تعفن را بررسی می کنیم.
انسداد و کاهش کارایی
انسداد یکی از مشکلات شایع در گندانبارها است که معمولاً به دلیل تجمع مواد معلق، چربی‌ها و روغن‌ها یا مواد غیر قابل تجزیه مانند پلاستیک‌ها و دستمال‌های بهداشتی در لوله‌ها و بخش‌های مختلف سیستم رخ می دهد. این انسداد می تواند جریان فاضلاب را محدود کرده و فرآیند تصفیه را دچار اختلال کند. وقتی سیستم انسداد شود، فاضلاب نمی تواند به درستی وارد تانک شده و به طور کامل ته نشین و تصفیه شود. این مشکل می تواند منجر به افزایش میزان مواد آلی، چربی‌ها و مواد معلق در فاضلاب خروجی شود و در نتیجه کیفیت آب خروجی کاهش یابد.
علاوه بر این، انسداد در لوله‌ها یا سیستم خروجی می تواند منجر به افزایش فشار در داخل تانک، نشت یا سر ریز شدن فاضلاب و در نهایت خرابی کامل سیستم شود. برای جلوگیری از این مشکل، لازم است که نظارت منظم بر سیستم و تمیزکاری لوله‌ها و فیلترها انجام شود.
اثرات تخریب محیط زیستی در صورت نشت یا کارکرد نادرست
نشت یا کارکرد نادرست انباره های تعفن می تواند اثرات مخربی بر محیط زیست داشته باشد. در صورتی که گندانبارها به درستی طراحی یا نگهداری نشود، ممکن است فاضلاب به داخل خاک یا منابع آب زیرزمینی نفوذ کرده و باعث آلودگی آنها شود. فاضلاب نشت کرده ممکن است شامل مواد آلی، چربی‌ها، میکروب‌ها، مواد شیمیایی و سمی باشد که می توانند به اکوسیستم‌های محلی آسیب بزنند. به ویژه در مناطق کشاورزی، این آلودگی می تواند کیفیت خاک و آب را کاهش دهد و خطرات بهداشتی برای انسان‌ها و حیوانات ایجاد کند.
نشت فاضلاب معمولاً به دلیل خرابی ساختاری، نداشتن حفاظ مناسب یا فشار بیش از حد به سیستم رخ می دهد. این مشکل ممکن است در مناطقی با سطح آب زیرزمینی بالا بیشتر به چشم بیاید. برای جلوگیری از نشت و تخریب محیط زیست، باید به طور منظم سلامت ساختار سپتیک تانک بررسی و تعمیرات لازم انجام شود.
نگهداری و تعمیرات لازم برای حفظ راندمان تصفیه سپتیک تانک
نگهداری و تعمیرات منظم در این سیستمهای تصفیه فاضلاب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سیستمهای تصفیه سپتیک به مرور زمان دچار فرسودگی و کاهش کارایی می شوند. برای حفظ راندمان بالای تصفیه، باید به طور منظم سیستم را بررسی کرده و مشکلات احتمالی را شناسایی و رفع کرد. این شامل تمیزکاری دوره ای، بررسی سلامت لوله‌ها، بازدید از فیلترها و بررسی کارایی بخش‌های مختلف تانک است.
عدم انجام تعمیرات و نگهداری مناسب می تواند باعث کاهش راندمان تصفیه و افزایش احتمال بروز مشکلاتی نظیر انسداد یا نشت شود. همچنین، عدم نگهداری مناسب می تواند منجر به افزایش هزینه‌های تعمیرات بزرگتر در آینده شود. بنابراین، انجام اقدامات پیشگیرانه و نگهداری به موقع می تواند عمر آنها را افزایش دهد و از بروز مشکلات جدی جلوگیری کند. غلظت آلاینده ها در ورودی و خروجی سپتیک تانک مطابق جدول زیر است:
|
غلظت خروجی از سپتیک تانک (mg/lit) |
غلظت ورودی به سپتیک تانک
(mg/lit) |
پارامتر | ردیف |
|
445-327 |
660-500 | COD |
1 |
|
217-132 |
286-155 | BOD₅ | 2 |
| 37-36 | 105-70 | چربی و روغن |
3 |
|
161-49 |
330-155 | TSS | 4 |
| 82-39 | 88-30 | TKN |
5 |
| 7-6/4
Log/L |
8-6
Log/L |
Fecal Coliform |
6 |
روش‌های بهینه سازی راندمان تصفیه سپتیک تانک
این روش‌ها می توانند به بهبود عملکرد سیستم و افزایش عمر مفید آن کمک کنند، در نتیجه کیفیت آب خروجی بهتر خواهد شد و آسیب‌های محیط زیستی کاهش می یابد. در ادامه این روش‌ها شرح داده شده اند:
استفاده از مواد افزودنی بیولوژیکی
این مواد معمولاً حاوی باکتری‌ها و آنزیم‌هایی هستند که به تسریع فرآیند تجزیه مواد آلی و کاهش آلودگی‌ها کمک می کنند. مواد افزودنی بیولوژیکی به ویژه در شرایطی که فعالیت میکروبی در تانک کاهش یافته یا برخی از ارگانیسم‌ها در اثر تغییرات دما، مواد سمی یا سایر عوامل محیطی از بین رفته اند، می توانند به عنوان یک محرک عمل کنند. این مواد به تسریع فرآیند تخمیر و تجزیه چربی‌ها، پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌ها کمک می کنند و باعث بهبود کیفیت آب خروجی می شوند. با افزودن این مواد به طور منظم و طبق دستورالعمل‌های تولید کننده، همچون پکیج های تصفیه فاضلاب هوازی می توان از راندمان بالاتری در تصفیه فاضلاب برخوردار شد.
طراحی و ساخت بهینه برای جلوگیری از انسداد
در طراحی بهینه، باید به ابعاد صحیح تانک، نوع مواد مورد استفاده، سیستمهای ته نشینی و فیلترها توجه ویژه ای شود. برای جلوگیری از انسداد، از طراحی‌هایی استفاده می شود که اجازه می دهند فاضلاب به طور یکنواخت و به طور موثر در سیستم جریان پیدا کند. طراحی نادرست سیستم‌ها ممکن است باعث تجمع مواد معلق، چربی‌ها یا ذرات بزرگ در داخل لوله‌ها و فیلترها شود که در نتیجه انسداد رخ می دهد. برای مثال، استفاده از فیلترهای مناسب و گنجاندن سیستمهای پیشرفته برای جدا کردن مواد معلق می تواند از بروز این مشکلات جلوگیری کند. همچنین، سیستمهای تخلیه مناسب برای جلوگیری از تجمع چربی‌ها و ذرات می تواند عملکرد سیستم را بهبود بخشد و عمر آنها را نیز افزایش می دهد.
نگهداری منظم و نظارت بر کیفیت فاضلاب خروجی
نگهداری منظم و نظارت بر کیفیت فاضلاب خروجی از انباره های تعفن یکی از عوامل حیاتی برای حفظ راندمان و بهینه سازی عملکرد سیستم است. با گذر زمان، انباره های تعفن ممکن است دچار مشکلاتی مانند تجمع مواد معلق، کاهش فعالیت باکتری‌ها یا انسداد در لوله‌ها شوند که می تواند بر عملکرد سیستم تأثیر منفی بگذارد. برای جلوگیری از این مشکلات، باید به طور منظم سیستم را بررسی کرده و تعمیرات و تمیزکاری‌های لازم را انجام داد. این شامل تمیز کردن فیلترها، بررسی عملکرد بخش‌های مختلف سپتیک تانک و بررسی سطح مواد معلق است.
همچنین، نظارت بر کیفیت فاضلاب خروجی از نظر پارامترهایی مانند BOD ،COD و TSS به طور مداوم، امکان شناسایی مشکلات زود هنگام را فراهم می کند و این امکان را می دهد که قبل از بروز مشکلات جدی، اقدامات اصلاحی انجام شود. نگهداری صحیح و نظارت دقیق بر کیفیت فاضلاب خروجی باعث می شود که سیستم همیشه در شرایط بهینه کار کند و از نشت یا آلودگی‌های زیست محیطی جلوگیری شود.
هر چه زمان ماند فاضلاب در سپتیک تانک بیشتر باشد، به سبب پیشرفت فرآیندهای تصفیه در آن راندمان تصفیه فاضلاب نیز بیشتر خواهد شد. از این رو گاهی برای افزایش راندمان تصفیه، ظرفیت آنرا بیش از حالت استاندارد در نظر می گیرند. بدیهی است که نمودار افزایش راندمان با افزایش ظرفیت خطی نیست. بطوریکه به ازای افزایش 100 درصدی در ظرفیت، راندمان تصفیه آن حداکثر 40% افزایش می یابد. بنابراین معمولا بزرگتر کردن سپتیک تانک با هدف افزایش راندمان تصفیه اقتصادی نیست.
