مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بررسی فرآیندهای حذف برخی از مواد آلاینده خاص از آب و روش‌های تصفیه متناسب با آن‌ها می‌پردازد.

مقدمه

آب یکی از ضروری‌ترین منابع برای حیات و فعالیت بشر است. با این وجود، آب به دلیل تماس با منابع مختلف آلاینده، ممکن است حاوی مواد مضر برای سلامت انسان باشد. فرآیندهای تصفیه آب با هدف حذف این مواد آلاینده و بهبود کیفیت آب انجام می‌شوند. در این مقاله به بررسی روش‌های حذف برخی از مواد آلاینده خاص و فرآیندهای تصفیه متناسب با آن‌ها می‌پردازیم.

حذف فلزات سنگین

فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم و جیوه می‌توانند به دلیل فعالیت‌های صنعتی و کشاورزی وارد منابع آب شوند و برای سلامت انسان بسیار مضر هستند. مراحل کلیدی حذف فلزات سنگین عبارتند از:

تبادل یونی

این فرآیند شامل عبور آب از بسترهای حاوی یون‌های متحرک است که با فلزات سنگین موجود در آب تبادل می‌شوند و این فلزات جذب بستر می‌شوند. این روش بسیار مؤثر است و می‌تواند فلزات سنگین را به طور کامل از آب حذف کند.

رسوب‌دهی شیمیایی

مواد شیمیایی به آب اضافه می‌شوند که با فلزات سنگین واکنش داده و ترکیبات نامحلولی تشکیل می‌دهند که به راحتی قابل ته‌نشینی و حذف هستند. این روش مخصوصاً برای حذف فلزات سنگین بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

حذف نیترات‌ها و فسفات‌ها

نیترات‌ها و فسفات‌ها می‌توانند از منابع زراعی و پساب‌ها به آب وارد شده و موجب رشد سریع جلبک‌ها و افت کیفیت آب شوند. روش‌های حذف این مواد شامل:

اسمز معکوس

در این روش، آب با استفاده از غشاهای نیمه‌تراوا تحت فشار عبور داده می‌شود که باعث حذف نیترات‌ها و فسفات‌ها از آب می‌شود. این روش بهره‌وری بالا دارد اما هزینه‌بر است.

فیلتراسیون زیستی

این روش با استفاده از میکروب‌ها و باکتری‌های مفید، نیترات‌ها و فسفات‌های موجود در آب را به مواد بی‌ضرری تبدیل می‌کند. فیلتراسیون زیستی روشی پایدار و کارآمد برای حذف نیترات‌ها و فسفات‌ها است.

حذف مواد آلی و میکروآلاینده‌ها

مواد آلی و میکروآلاینده‌ها شامل ترکیبات شیمیایی مصنوعی مانند مواد دارویی، آفت‌کش‌ها و مواد شیمیایی صنعتی هستند که می‌توانند به منابع آب وارد شوند. روش‌های حذف این مواد عبارتند از:

جذب توسط کربن فعال

کربن فعال به دلیل سطح بسیار بالای جذب، می‌تواند مواد آلی و میکروآلاینده‌ها را به خود جذب کند. این روش بسیار مؤثر است و به طور گسترده در تصفیه آب استفاده می‌شود.

اکسیداسیون پیشرفته

اکسیداسیون پیشرفته شامل استفاده از مواد اکسیدکننده قوی مانند پراکسید هیدروژن و ازون برای تبدیل مواد آلاینده به ترکیبات بی‌ضرر است. این روش مخصوصاً برای حذف مواد آلی و میکروآلاینده‌ها کاربرد دارد.

نتیجه‌گیری

فرآیندهای تصفیه آب به منظور حذف مواد آلاینده خاص فرایندهای پیچیده‌ و متنوعی هستند که با توجه به نوع آلاینده‌ها انتخاب می‌شوند. حذف فلزات سنگین با تبادل یونی و رسوب‌دهی شیمیایی، نیترات‌ها و فسفات‌ها با اسمز معکوس و فیلتراسیون زیستی، و مواد آلی و میکروآلاینده‌ها با جذب توسط کربن فعال و اکسیداسیون پیشرفته از جمله روش‌های مؤثر برای تأمین آب سالم و ایمن هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

برای حذف آرسنیک از آب، از مواد منعقدکننده (کوآگولانت) مختلفی استفاده میشود که با تشکیل فلوكها (ذرات بزرگتر)، آرسنیک را جذب و از آب جدا میکنند. انتخاب ماده منعقدکننده و دوز مصرفی آن به عواملی مانند نوع آرسنیک (آرسنیک III یا V)، pH آب، غلظت آرسنیک و سایر ناخالصیها بستگی دارد. برخی از رایجترین مواد منعقدکننده و دوزهای پیشنهادی آنها عبارتاند از:

---

### ۱. *منعقدکنندههای مبتنی بر آهن (Iron-Based Coagulants)*
این مواد بهدلیل تشکیل هیدروکسید آهن (Fe(OH)₃) که سطح جاذب برای آرسنیک دارد، بسیار مؤثر هستند:
- *کلرید فریک (FeCl₃)*
- *دوز مصرفی*: ۱۰ تا ۵۰ میلیگرم بر لیتر (بسته به غلظت آرسنیک).
- *مکانیسم*: تشکیل Fe(OH)₃ و جذب آرسنیک روی سطح آن.
- *pH بهینه*: ۶ تا ۸.

- *سولفات فریک (Fe₂(SO₄)₃)*
- *دوز مصرفی*: ۲۰ تا ۶۰ میلیگرم بر لیتر.
- *مکانیسم*: مشابه کلرید فریک، اما نیاز به تنظیم pH دارد.

- *پلیمرهای آهنی (مثل PFC - Polymeric Ferric Chloride)*
- *دوز مصرفی*: ۵ تا ۳۰ میلیگرم بر لیتر.
- *مزیت*: تشکیل فلوكهای سنگینتر و سریعتر.

---

### ۲. *منعقدکنندههای مبتنی بر آلومینیوم (Aluminum-Based Coagulants)*
این مواد کمتر از آهن برای حذف آرسنیک استفاده میشوند، اما در برخی موارد کاربرد دارند:
- *آلوم (Alum - Al₂(SO₄)₃·18H₂O)*
- *دوز مصرفی*: ۲۰ تا ۱۰۰ میلیگرم بر لیتر.
- *محدودیت*: در pH بالاتر از ۸ کارایی کمتری دارد.

- *پلیآلومینیوم کلراید (PACl - Polyaluminum Chloride)*
- *دوز مصرفی*: ۱۰ تا ۴۰ میلیگرم بر لیتر.
- *مزیت*: عملکرد بهتر در محدوده وسیعتر pH.

---

### ۳. *منعقدکنندههای ترکیبی یا اصلاحشده*
- *هیبرید آهن-آلومینیوم (Fe-Al Hybrid Coagulants)*
- *دوز مصرفی*: ۱۵ تا ۵۰ میلیگرم بر لیتر.
- *مزیت*: ترکیب مزایای آهن و آلومینیوم برای جذب بهتر آرسنیک.

- *منعقدکنندههای غشایی (مثل Ferrate (VI))*
- *دوز مصرفی*: ۲ تا ۲۰ میلیگرم بر لیتر.
- *مزیت*: اکسیدکننده قوی و تشکیل رسوب آهنی.

---

### ۴. *مواد کمکی (Coagulant Aids)*
برای بهبود عملکرد منعقدکنندهها، از مواد کمکی مانند:
- *پلیمرهای آلی (مثل پلیآکریلآمید)*
- *دوز مصرفی*: ۰.۱ تا ۲ میلیگرم بر لیتر.
- *سیلیکا فعال*
- *دوز مصرفی*: ۱ تا ۵ میلیگرم بر لیتر.

---

### نکات کلیدی:
1. *تنظیم pH*:
- برای آرسنیک III (As³⁺)، اکسیداسیون اولیه به آرسنیک V (As⁵⁺) ضروری است (با کلر یا اُزون).
- pH آب باید بین ۶ تا ۸ باشد تا جذب آرسنیک روی هیدروکسیدهای فلزی بهینه شود.

2. *آزمایش جارتست (Jar Test)*:
- برای تعیین دقیق دوز مصرفی، انجام آزمایش جارتست با نمونه آب واقعی ضروری است.

3. *فرایندهای پس از انعقاد*:
- انعقاد باید همراه با *تهنشینی* (Sedimentation) و *فیلتراسیون* (مثل فیلتر شنی یا غشایی) باشد.

4. *محدودیتها*:
- منعقدکنندههای آهنی معمولاً برای آرسنیک مؤثرتر از آلومینیومیها هستند.
- غلظت بالای سولفات یا کربنات ممکن است کارایی را کاهش دهد.

---

### مثال عملی:
- برای آبی با غلظت آرسنیک ۵۰ ppb:
- از *کلرید فریک* با دوز ۲۰ میلیگرم بر لیتر و pH~7 استفاده میشود.
- پس از انعقاد و فیلتراسیون، غلظت آرسنیک به زیر ۱۰ ppb (مطابق استاندارد WHO) میرسد.

---

برای دستیابی به نتیجه بهینه، همیشه مشاوره با متخصصان تصفیه آب و انجام آزمایشهای اولیه توصیه میشود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

تصفیه آب یک فرایند حیاتی است که به منظور حذف آلاینده‌ها و بهبود کیفیت آب برای استفاده‌های آشامیدنی، صنعتی و کشاورزی انجام می‌شود. فرآیند تصفیه آب بسته به منبع آب و نوع آلاینده‌ها شامل مراحل مختلفی است. در این مقاله، به بررسی مراحل اصلی تصفیه متعارف آب می‌پردازیم.

مرحله اول: اختلاط و انعقاد

در مرحله اول، موادی به نام منعقدکننده (مثل سولفات آلومینیوم و کلرید آهن) به آب اضافه می‌شوند. این مواد با ذرات معلق و آلاینده‌های کوچکی که در آب وجود دارند، واکنش داده و آن‌ها را به هم متصل می‌کنند. این فرآیند «انعقاد» نامیده می‌شود و منجر به تشکیل ذرات بزرگتری به نام «لخته» می‌شود.

مرحله دوم: لخته‌سازی

در مرحله دوم، آب به آرامی به هم زده می‌شود تا لخته‌ها تشکیل و به اندازه بزرگتری دست یابند. این لخته‌ها به دلیل وزن و اندازه بزرگتر، به راحتی ته‌نشین می‌شوند. این مرحله به «لخته‌سازی» معروف است.

مرحله سوم: ته‌نشینی

در این مرحله، آب به مخازن بزرگی به نام «حوض‌های ته‌نشینی» انتقال داده می‌شود. لخته‌ها در این مخازن ته‌نشین می‌شوند و آب زلال‌تر به قسمت بالای مخازن منتقل می‌شود. این لخته‌ها معمولاً در کف مخازن جمع‌آوری می‌شوند و به عنوان لجن دفع می‌شوند.

مرحله چهارم: صاف‌سازی (فیلتراسیون)

آب ته‌نشینی شده از طریق فیلترهای مختلف عبور داده می‌شود تا هرگونه ذرات باقیمانده از آب حذف شود. معمولاً از فیلترهای شنی، کربنی و دیگر مواد گرانولی استفاده می‌شود. این فیلترها ذرات ریز و میکروارگانیسم‌های موجود در آب را به خود جذب می‌کنند.

مرحله پنجم: گندزدایی (ضدعفونی)

در این مرحله، به منظور کشتن میکروارگانیسم‌های مضر، آب با مواد گندزدا مثل کلر یا ازون ضدعفونی می‌شود. این مرحله بسیار حیاتی است و اطمینان حاصل می‌کند که آب نهایی برای مصرف انسان ایمن است.

نتیجه‌گیری

تصفیه متعارف آب شامل مراحل اختلاط و انعقاد، لخته‌سازی، ته‌نشینی، صاف‌سازی و گندزدایی است. این فرآیندها با همکاری یکدیگر، آلاینده‌ها را از آب حذف کرده و آن را برای استفاده‌های مختلف مناسب می‌سازند. با توجه به روند تغییریافتن محیط زیست و منابع آبی، همواره باید به بهبود روش‌های تصفیه آب پرداخته و تکنولوژی‌های جدید را بررسی کرد.

(این مقاله توسط هوش مصنوعی در پاسخ به سوال تولید شده است)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در حوزه تصفیه آب و فاضلاب، فناوری های پیشرفته و جدیدی توسعه یافته است که بهبود روند تصفیه و کاهش آلودگی های محیطی در این زمینه را فراهم می کنند. در ادامه، به برخی از جدیدترین فناوری های استفاده شده در تصفیه آب و فاضلاب اشاره می‌کنم:

1. غشای نانو: این فناوری از غشاهای با حفرات بسیار کوچکتر از 100 نانومتر استفاده می‌کند که قادر به جداسازی فوق العاده بارهای آلاینده و ذرات معلق در آب می‌باشد.

غشای نانو یک تکنولوژی پیشرفته در تصفیه آب و فاضلاب است که از غشاهای نانومتری برای فیلتراسیون ذرات و مواد آلی استفاده می‌کند. این غشاها به عنوان فیلترهای بسیار کوچک عمل می‌کنند و به راحتی می‌توانند ذرات و مواد معلق را از آب جدا کنند.

از مزایای استفاده از غشای نانو در تصفیه آب و فاضلاب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1. کارایی بالا: غشای نانو با وجود اندازه بسیار کوچک خود، امکان جدا سازی ذرات کربنی و مواد آلی را فراهم می‌کند.
2. کاهش هزینه‌ها: با استفاده از غشای نانو می‌توان هزینه‌های تصفیه آب و فاضلاب را کاهش داد.
3. صرفه‌جویی در انرژی: این تکنولوژی نیاز به کمترین مقدار انرژی برای عملکرد خود دارد.

با این حال، استفاده از غشای نانو در تصفیه آب و فاضلاب نیازمند سرمایه‌گذاری بالا و نگهداری دقیق است. همچنین، لازم است استانداردهای بهداشتی و محیطی رعایت شود تا از کیفیت تصفیه آب اطمینان حاصل شود.

2. اکسیداسیون پیشرفته: این تکنولوژی شامل استفاده از اکسیدانت‌های قوی مانند اوزن، پراکسید هیدروژن و اکسید کلر است که بهبود کارایی فرایندهای اکسیداسیون و حذف آلاینده‌ها در آب و فاضلاب را فراهم می‌کند.

اکسیداسیون پیشرفته یک فرایند پیشرفته است که در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌شود تا آلاینده‌های آب را حذف کرده و کیفیت آب را بهبود بخشد. این فرایند شامل استفاده از مواد اکسایشی قوی مانند ازن، پراکسید هیدروژن، UV و غیره می‌باشد.

اکسیداسیون پیشرفته می‌تواند برای حذف مواد آلی، میکروب‌ها، فلزات سنگین و دیگر آلاینده‌ها از آب استفاده شود. این فرایند موجب افزایش کارایی تصفیه آب می‌شود و بهبود کیفیت آب نهایی را فراهم می‌کند.

از دیگر مزایای اکسیداسیون پیشرفته می‌توان به کاهش استفاده از مواد شیمیایی و ضایعات تولیدی اشاره کرد. علاوه بر این، این فرایند از لحاظ زیست‌محیطی نیز موثر است و می‌تواند به حفظ منابع آب تا حدودی کمک کند.

به طور کلی، اکسیداسیون پیشرفته یک روش موثر و کارآمد برای تصفیه آب و فاضلاب است که بهبود کیفیت آب و حفظ محیط زیست را تضمین می‌کند.

3. فتوکاتالیست: این فناوری استفاده از نانوذرات فتوکاتالیستی مانند دیوسیدیوم‌تیتانات، سرولوسیت و زینک اکساید را جهت تصفیه آب و فاضلاب به‌کار می‌برد. این نانوذرات قادر به تجزیه اکسایش های آلی و غیرآلی و حذف کلر و آلاینده‌های دیگر در آب می‌باشند.

تکنولوژی فتوکاتالیستی یک روش نوین و انعطاف‌پذیر برای پاکسازی آب و فاضلاب است. این فناوری از ترکیب فوتوکاتالیست (ماده‌ای که در حضور نور خورشید یا نور مصنوعی فعالیت کاتالیزی را انجام می‌دهد) و فرایند اکسایش (تخریب آلاینده‌ها توسط اکسیژن) استفاده می‌کند.

با استفاده از فتوکاتالیست، آلاینده‌های آب و فاضلاب مانند رنگ، بو، مواد آلی و حتی مواد شیمیایی می‌توانند به طور کامل از آب حذف شوند. این روش همچنین قابلیت اکسایش مواد آلی و نیتروژن آمونیاکی را داراست که می‌تواند به تولید کمیته‌های نیتروژن سمی در آب و فاضلاب جلوگیری کند.

استفاده از فتوکاتالیست در تصفیه آب و فاضلاب مزایایی از جمله کارایی بالا، هزینه‌های اجرایی کمتر، عمر طولانی و کاهش نیاز به مواد شیمیایی دارد. این فناوری می‌تواند به بهبود کیفیت آب و فاضلاب در سطح محلی و حتی صنعتی کمک کند و برای محیط زیست بسیار مفید باشد.

4. استفاده از میکروبیالیته: این فناوری شامل استفاده از میکروب ها و ارگانیسم‌های میکروبی برای تصفیه آب و فاضلاب است. این ارگانیسم‌ها قادر به تخریب آلاینده های آلی و غیرآلی در آب هستند.

میکروبیالیته یا روش‌های میکروبیولوژیکی یک روش پایدار و موثر برای تصفیه آب و فاضلاب است که با استفاده از میکروارگانیسم‌ها، باکتری‌ها، قارچ‌ها و دیگر انواع میکروب‌ها، به طور طبیعی و موثر آلودگی‌ها را از آب و فاضلاب حذف می‌کند. این روش جایگزین مناسبی برای روش‌های شیمیایی است که ممکن است عوارض منفی برای محیط زیست و سلامتی انسان داشته باشند.

از جمله موارد استفاده از میکروبیالیته در تصفیه آب و فاضلاب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. تصفیه فاضلاب: میکروبیالیته به عنوان یک روش زیستی کارآمد در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرد. میکروارگانیسم‌ها موجب تجزیه و تحلیل مواد آلی حاوی در فاضلاب شده و فرایند پاک‌سازی را انجام می‌دهند.

2. تصفیه آب: استفاده از بیولوژیکی فیلترها و حوضچه‌های زیستی برای پاک‌سازی آب و حذف مواد آلی، مواد معلق و همچنین انواع آلودگی‌های میکروبی از آب، از دیگر روش‌های میکروبیالیته است.

3. کنترل و حذف میکروب‌های خطرناک: درصورتی‌که آب و فاضلاب حاوی میکروب‌های خطرناکی مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و انگل‌ها باشد، استفاده از روش‌های میکروبیالیته می‌تواند به دفع این میکروب‌ها و افزایش کیفیت آب و فاضلاب کمک کند.

بنابراین، استفاده از میکروبیالیته به عنوان یک روش پایدار و موثر در تصفیه آب و فاضلاب برای حفاظت از منابع آب شیرین و محیط زیست ضروری است و می‌تواند به بهبود کیفیت آب و کاهش آلودگی‌های محیطی کمک کند.

5. تصفیه ممنوعه: این روش شامل استفاده از فرایندهای تصفیه از جمله جذب، جداسازی غشایی و اکسایش جهت حذف ترکیبات ممنوعه مانند مواد دارویی و هورمون‌ها از آب و فاضلاب است.

در صنعت تصفیه آب و فاضلاب، ممنوعه‌ها به عنوان موادی شناخته می‌شوند که نباید به طور مستقیم به فرآیند تصفیه آب یا فاضلاب افزوده شوند. ممنوعه‌های اصلی معمول در فرایند تصفیه شامل سموم شیمیایی، مواد آلی سنگین، مواد رادیواکتیو و سایر مواد مخرب محیط زیست هستند.

افزودن ممنوعه‌ها به فرآیند تصفیه می‌تواند منجر به آسیب‌های جدی برای سیستم تصفیه و همچنین به تلف شدن مواد تصفیه شده گردد. بنابراین، حفظ ارتباط تنزیلی با فرآیند تصفیه و عدم افزودن ممنوعه‌ها امر بسیار حیاتی است.

برای اطمینان از اینکه تصفیه آب و فاضلاب به درستی انجام شود، می‌بایست مراحل و شرایط تصفیه را به دقت بررسی کرد و از افزودن ممنوعه‌ها به هر نحوی خودداری کرد. همچنین، استفاده از فناوری‌های پیشرفته و روش‌های مناسب نیز می‌تواند کیفیت تصفیه را بهبود بخشد و از آسیب به محیط زیست جلوگیری کند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان (Building Information Modeling)، به اختصار BIM، یک روش پیشرفته است که از اطلاعات دیجیتالی برای مدیریت و نمایش اطلاعات مربوط به یک ساختمان استفاده می‌کند. BIM به معماران، مهندسان عمران، متخصصان عمران و سایر افراد در صنعت ساختمان این امکان را می‌دهد تا یک نمایش دقیق و جامع از یک ساختمان را از جوانب مختلف ایجاد کنند.

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان یا همون BIM (Building Information Modeling) یکی از اون تکنولوژی‌هاییه که واقعاً تحولی در صنعت ساخت و ساز ایجاد کرده. پس بیایید یک نگاه عمیق انداخته و ببینیم چطور از شروع پروژه تا تحویل و نگهداری مورد استفاده قرار می‌گیره.

توجه:مجموعه حاضر صرفا جمع آوری پاسخ های هوش مصنوعی نسل 3 و 4 به سوالات فهرست بندی شده امیرحسین ستوده بیدختی در رابطه با مدل سازی اطلاعات ساختمان می باشد و هرگونه استفاده هوش مصنوعی از متون دیگر یا کمک از مراجع علمی و تحقیقاتی دیگر قابل دسترسی نبوده است لذا ارجاعی به متون آورده شده توسط هوش مصنوعی قابل انجام نیست و همچنین این ابزار هم چنین کاری انجام نمیدهد و صرفا جمع بندی هوش مصنوعی از مجموعه دانشی که در اختیار دارد را به اشتراک می گذارد.

دانلود از پیکو فایل

دانلود از مدیا فایر

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

استفاده مجدد از فاضلاب و آب خاکستری به عنوان بخش مهمي از مدیریت تقاضای آب در نظر گرفتنه شده و به حفاظت از آب شيرین باکيفيت، کاهش آلودگي محيط زیست و همچين کاهش هزینههای تأمين آب کمک ميکند.
پيشرفتهای اخير در تكنولوژی و تغيير دیدگاهها نسبت به استفاده مجدد از فاضلاب نشان ميدهد که پتانسيل استفاده مجدد از آب خاکستری در کشورهای در حال توسعه وجود دارد. آب خاکستری پسابهای شهری و خانگي توليد شده از مصارفي مانند شستشوی لباس و ظروف، پخت و پز و استحمام است . آبهای خاکستری به دو دسته ی تيره و روشن طبقه بندی ميشوند. پساب حاصل از استحمام، آبهای خاکستری روشن و پساب حاصل از آشپزخانه و لباسشویي آبهای خاکستری تيره ناميده ميشوند .
آبهای خاکستری منبع با ارزشي در صرفه جویي آب محسوب شده و بين 55 تا 35 درصند مصارف خانگی را تشكيل ميدهد. حجم معمولي آب خاکستری از 75 تا 125 ليتر در روز به ازای هر خانه تغيير ميکند و به سبک زنندگي، استانداردهای زندگي، ساختارهای جمعيت سن، جنسيت ، رسوم و عادات، تأسيسات و فراواني آب بستگي دارد .
رایجترین کاربرد استفادهی مجدد از آب خاکستری در مناطق شهری، فلاش تانکهای سرویس بهداشتي است که ميتواند مصرف آب را تا 35 درصد کاهش دهد. کاربردهای دییر آن شامل آبياری فضاهای سبز در پارکها، حياط مدارس، آرامیاهها، کارواش و آتشنشاني است. همچنين اینن آب منيتوانند در صننایع مختلفي ماننند نساجي، شيمي، پلاستيک و ساختمان مورد استفاده قرار گيرد 6 .
آمارها نشان ميدهد که ترکيبات آب بازیافتي شامل 77 درصد آب و 1 درصد مواد معلق، کلوئيدی و جامدات محلول است. اگرچه ترکيبات تشكيل دهدهی آب بازیافتي با توجه به منبع آن و در طنول زمنان تغيير ميکند ولي آب واجزای اصلي تشكيل دهنده اش باقي ميمانند. بسته به اینكه آب بازیافتي پساب از چه منبعي توليد شده باشند دارای غلظتهای متفاوتي از ترکيبات خواهد بود. آلایندههای موجود در آب خاکستری و منابع توليد آنها در جدول 2 ارائه شده است .

جدول2. ترکيبات احتمالي موجود از منابع مختلف در آب خاکستری

به طور کلي دو نو سيسستم جمع آوری و تصفيه پساب وجود دارد:
- سيستمهای خارج از محل که در آن ضایعات پسابها از طریق شبكه ی فاضلاب به تصفيه خانه یا نقطه ی تخليه و دفع این مواد، منتقل ميشوند.
- سيستمهای در محل که ضایعات در یک گودال یا مخزن گنداب سپتيک تانک ، جمع آوری ميشوند. این مخزن ميتواند به صورت دورهای تخليه شود یا اینكه ميتوان یک مخزن ینا گودال جدید در مكان دیگری ایجاد کرد.
برخي از سيستمهای در محل دارای بسترهای آبشویي هستند که باعث ميشوند آبي که بخشي از آن به وسيلهی سپتيک تانک تصفيه شده است، در زمين نفوذ کد سيستمهای قدیمي عامل مهم آلودگي در بعضي مناطق هستند .
سيستمهای در محنل همچنين ميتوانند شامل سيستمهای فاضلاب در مقياس کوچک شنوند که پسابها را به تصفيه خانه های واقع در نزدیكي محل جمع آوری منتقل ميکند .

3-2- ابعاد تکولوژیکی تصفیه آب خاکستری
تصفيه آب بازیافتي و همچين آب خاکستری شامل فرایندهای فيزیكي، شيميایي، بيولوژیكي ینا ترکيبي از این فرایندهاست. تصفيه ی آب خاکستری شنامل 3 مرحله ی پيش تصفيه، تصفيه اصلي و پس تصفيه است. برای مرحله ی پيش تصفيه، از روشهایي مثل سپتيک تانک، فيلتر بگ و فيلتراسيون با استفاده از جداسازی جامد و مایع برای کاهش ميزان ذرات و چربني استفاده ميشنود. مرحلنهی پنستصفيه نينز همنراه بنا فراینند گنندزدایي بنرای رسيدن به استانداردهای ميكروبيولوژیكي و رفع بوی نامطبو مورد استفاده قرار ميگيرد .

3-2-1- فرایندهای فیزیکی
فرایندهای فيزیكي، مواد و آلایندهها را با استفاده از نيروهای طبيعي مثل گرانش و موانع فيزیكي مانند فيلترها ،غشاءها و یا اشعهی فرابنفش، حاف ميکند. تصفيه فيزیكني آب خاکستری شنامل فيلتراسيون خناک و ماسه درشنت و فيلتراسيون غشایي است و عمدتا به همراه یک مرحلهی گندزدایي ضدعفوني انجام ميشود. فيلتر درشنت به تنهایي اثنر کمي بر حاف آلایندههای موجود در آب خاکستری دارد. استفاده از فراینندهای غشنایي به دلينل کيفينت بنالای پساب خروجي بعد از تصفيه و حاف مؤثر ميكروآلایندههای آلي از قبيل آفتکشها، داروها و محصولات مراقبت شخصني ،در حال افزایش است. سيستمهای غشایي به عنوان سيستمهایي با مصرف انرژی بالا و سطوح بالای عملكرد شناخته ميشوند .
بریكس 1773 سيستم تصفيه آب خاکستری با غشای UF آلترافيلتراسيون را گزارش داد که با استفاده از این
سيستم، مقادیر COD و BOD به ترتيب از 451 و 294 ميليگرم بر ليتر به 119 و 53 ميليگرم بر ليتر کاهش یافت. لي و همكاران 2553 کارایي سيستم تصفيه آب خاکستری که از یک مدول اسپيرال وند استفاده ميکند را بررسي کردنند.
مطالعه ایشان نشان داد که سيستم فيلتراسيون غشایي UF، ميتواند مقدار TOC را از 161 ميليگرم بر ليتر به 6/23 ميليگرم بر ليتر کاهش دهد. غشای UF به طور ميانیين 4/33 درصد از آلاینده ها را حاف نموده و منواد محلنول مثنل آمونيناک و فسفر نيز ميتوانند از آن عبور کند.
اندازه منافا غشاء ،نقش مهمي در کارایي تصفيه دارد. به عنوان مثال ،یک سيستم تصفيه آب خاکستری با غشای نانو فيلتراسيون ميتواند 73 درصد مواد آلي و همچين غشای اسمز معكوس RO ميتواند تا 73 درصند مقدار BOD را حاف کد. با این حال، اغلب مصرف انرژی بالاتر و جمع شدن رسوب در غشاء، عوامل کليندی محندودکنندهی قابلينت اقتصادی فرایندهای غشایي هستند.
بيوراکتور غشایي MBR فرایندی فيزیكي- بيولوژیكي است که دارای دو ننو غشناء بنا انندازه منافا 1/5 و 53/5 ميكرومتر است. اگرچه اندازه منافا غشاء در این سيستمها بزرگتر از اندازه ویروسها 25 نانومتر است امنا این غشاءها موجب حاف مؤثر ميكروارگانيسمها ميشوند. بنابراین مواد آلي باقي مانده در آب خاکستری تصفيه شنده توسط فيلتراسيون غشایي اغلب باع افزایش رشد ميكروارگانيسمها در سيستم ذخينرهسازی و انتقال ميشود. عنلاوه بر این ،رسوب در غشاء با توجه به هزینه های عملياتي و نگهداری آن ميتواند کاربرد وسيع فنآوری های غشایي برای تصفيه آب خاکستری را محدود کند.
در مطالعات صورت گرفته توسط ایتایاما و همكاران 2554 ، مقادیر TN ،SS ،BOD ،COD و TP در آب خاکستری سينک آشپزخانه با استفاده از یک فيلتر خاک شيبدار کاهش یافت اجزای اصلي این خاک آلومينا و سيليس هيدراته است . سيستم تصفيه خاک ميتواند بخشي از آلایندههای آلي، کل فسفر و نيتروژن را حاف کد. فيلتر خناک به کار رفته در مطالعه ایشان، ترکيبي از فيلتراسيون تصفيه و تجزیه زیستي است .
جونكينو کيم و همكاران 2557 تحقيقاتي روی تصفيه آب خاکستری به وسيله ی ميكروفيلتراسيون و اکسيداسيون با نمونه گيری از 195 آپارتمان و همچين با در نظر گرفتن تغييرات فصلي انجام دادند. نو ماژول غشایي در این روش، فيبر توخالي مشبک و اندازهی حفرهها 4/5 ميكرومتر بنود. سيستم گندزدایي نيز اجرا شد. نتایج مطالعات صورت گرفته نشان داد که سيستم اکسایش به همراه ميكروفيلتراسيون غشایي، کارایي جداسازی کدورت، رننگ، ذرات جامد و COD را داشته و استفاده از سيستم گندزدایي نيز پيشنهاد گردید .
مطالعات ذکر شده دربارهی فرایندهای فيزیكي تصفيه آب خاکستری نشنان ميدهد که فيلتراسيون درشت و فيلتراسيون خاک به تنهایي نميتوانند پارامترهای فيزیكي، شيميایي و بيولنوژیكي را به مقادیر منورد نياز در دستورالعمل استفاده مجدد، کاهش دهد. غشای ميكروفيلتراسيون و آلترافيلتراسيون، تعداد کمي از مواد آلي حل نشده را صاف ميکند. مواد آلي باقي مانده در آب خاکستری تصفيه شده توسط فيلتراسيون غشنایي اغلب باعث افزایش رشدميكروارگانيسمها در سيستم ذخيره سازی و انتقال ميشود. بنابراین فرایندهای فيزیكي از قبيل فيلتراسيون غشایي و فيلتراسيون خاک ميتوانند به عنوان پس تصفيه مورد استفاده قرار گيرند. در کل، فرایندهای فيزیكي به تنهایي برای تصفيه آب خاکستری و استفاده مجدد از آن کافي نيستند.

3-2-2- فرایندهای شیمیایی
فرایندهای شيميایي با افزودن مواد شيميایي برای تبدیل آلاینده ها به همراه واکشهای شيميایي مختلف، عمل جداسازی را انجام ميدهد. تصفيه ی آب خاکستری با فرایندهای شيميایي پيچيده تر از فرایندهای فيزیكي است و این مسئله، بهره برداری از فرایندهای شيميایي را با مشكل مواجه ميکند.از این رو تا حد امكان سعي ميشود تنا کمتر از روشهای شيميایي در سيستم تصفيه استفاده شود. همچين در برخي موارد هزینه خرید و نگهداری مواد شيميایي مورد نياز بزرگترین مانع در استفاده از فرایندهای شيميایي است . فرایندهای شيميایي اغلب برای گندزدایي و حذف فلزات سنگين مورد استفاده قرار ميگيرند. تصفيه اوليه ی شيميایي با استفاده از نمک های یا پليالكتروليتي ميتواند BOD و مواد جامد را حذف کند اما لجن توليد شده اغلب به سختي تصفيه و دفع ميشود .انعقاد و لخته سازی، اکسيداسيون فوتوکاتاليستي، تبادل یون و کربن فعال دانهای از جمله روشهای شيميایي مورد استفاده در تصفيه ی آب خاکستری هستند.
لي و همكاران 2555 یک سيستم تصفيه آب خاکستری شنيميایي ترکيبي پيشنهاد دادنند که در آن انعقاد الكتریكي با یک مرحله گندزدایي همراه است .در اینن سيستم مقدار BOD ،COD، کدورت و SS در آب خاکستری کاهش یافت. همچين هيچ باکتری کليفرمي در آب خاکستری اصلاح شده با این سيستم یافت نشد. در مطالعات صورت گرفته توسط پيدو و همكاران 2553 ، فرایندهای انعقاد و فرایند رزین تبادل یون مغناطيسي بنرای تصفيه آب خاکستری دوش حمام مورد استفاده قرار گرفت. در شرایط بهينه، انعقاد با نمک آلومينينوم مقادیر TN ،BOD ،COD، کدورت و فسفات را کاهش داد. فرایند اکسيداسيون پيشرفته بر اساس اکسيداسيون فوتوکاتاليستي با تيتانيوم دی اکسيد و اشعه فرابنفش، فرایند شيميایي دییری است که برای تصفيه آب خاکستری مورد استفاده قرار گرفت و 75 درصند مواد آلي را حاف کرد.
کایو و همكاران 2515 مراحل تصفيه آبهای خاکستری را با فيلتراسيون بستر شني، جذب سطحي کربن فعال و ضدعفوني با کلر ارزیابي کردند. نمونه ها از پساب های خانگي بودند. بستر شني، جداسازی مطلوبي از TSS و کدورت انجام داد به طوری که مقدار COD به اندازه 35 درصد کاهش یافت. غربال مواد آلني به وسيله جناب سطحي کربن فعال دانهای نيز بسيار مطلوب بود 5 .
باریسكي و همكاران 2514 در زمينه تصفيه آبهای خاکستری به وسيله آه VI تحقيقاتي انجام داد. نمونه از یک منطقه عمومي مسكوني در ترکيه از 23 آپارتمنان و 19 خانه جمع آوری شد. آهن VI به وسيلهی روش الكتروشيمي در یک راکتور پلكسيگلس مستطيلي با ابعاد 15´14´22 سانتيمتر ساخته شنده بنود. یک صنفحه الكترود آهني با درجه خلوص بالا به منظور توليد نيرو ساخته شد. الكتروليت با استفاده از مخلوط کن مغاطيسي و الكتروليز 5/1 ساعت شرو به کار کرد. غلظت آهن با استفاده از اسپكتروفتومتر UV/VIS DR5000 در pH های متفاوت آزمایش شدند. ابتدا روی 455 دور در هر دقيقه تنظيم شد و سپس برای 25 دقيقه در 45 دور در هر دقيقه لخته شده و 65 دقيقه یاضافي برای تهشيني باقي ماند. ميزان نمک آه 9/46-9/11 ميليگرم بر ليتر بود. آب تصفيه شده از طریق سلولز ممبران فيلتر سراسري استات 45/5 ميكرومتری برای اندازهگيری فيلتر شد. اثبات شد که جداسازی مهم COD و BOD شكل ميگيرد ولي اثرات سوء بر جداسازی TOC داشت. استفاده از سورفكتات بنا محتویات تجزیه ، جداسازی بهترپاتوژنهارا در pH پایين نشان داد. نتایج نشان داد که پساب تصفيه شده با این روش برای مصارف آبياری و صنعت قابل استفاده است .
فرایندهای شيميایي تصفيه آب خاکستری در مقایسه با فرایندهای فيزیكي ميتوانند منواد آلي و کدورت را در آب خاکستری به درجهی خاصي کاهش دهد ولي این برای رسيدن به استانداردهای استفاده مجدد مخصوصا در آبهای خاکستری تيره کافي نيست. فرایندهای شيميایي از قبيل انعقاد به همراه فيلتراسيون و یا مرحله گندزدایي ميتوانند جامدات معلق، مواد آلي و سورفكتانتها را در آب خاکستری روشن ،به سطح قابل قبولي برای استفاده مجدد از آب شهری کاهش دهد. پساب ناشي از فرایندهای شيميایي ميتواند توسط یک مرحلنه فيلتراسيون ماسه صاف شده یا بنا استفاده از یک مرحله ی فيلتراسيون غشایي تصفيه شود. روشهای شيميایي به طور خاص برای تصفيه آب خاکستری روشن بسيار مناسب است زیرا تغييرات در قدرت و جریان آب خاکستری، عملكرد تصفيه آنها را تحت تأثير قرار نميدهد.

3-2-3- فرایندهای بیولوژیکی
ميكروارگانيسمها و باکتریها نقش اصلي را در تصفيه فرایندهای بيولوژیكي به عهده دارند، زیرا آنها با استفاده از مكانيزمهای دروني خود مواد آلي موجود در فاضلاب را جاب کرده و از آن برای توليد انرژی استفاده ميکند. از آنجا که سهم عمدهای از آلایندههای موجود در پسابها را مواد آلي تشكيل ميدهد، امروزه استفاده از روشهای بيولنوژیكي به طور گستردهای متداول شده است. این روشها ميتوانند با صرف هزینه کمتر نسبت به دییر فرایندها، طيف گستردهای از آلاینده ها را تصفيه کند . فرایندهای بيولنوژیكي در تصفيه فاضلاب، فرایند رسوب که به طورطبيعي در رودخانه ها، دریاچه ها و دیگر جریانها اتفاق ميافتد را باز توليد ميکند. این فرایندها در تصفيه خانه های فاضلاب، جنایي که راکتورهای بيولوژیكي برای افزایش رسوب بيوشيميایي تحت شرایط کنترل شده طراحي و ساخته شده اند و در نتيجه افزایش حذف آلایندهها و تثبيت لجن، مورد استفاده قرار ميگيرند. فرایندهای بيولوژیكي موجنود در بيوراکتورها ميتوانند هوازی یا بيهوازی باشند. حفظ شرایط هوازی درون راکتور به انرژی زیادی نياز دارد و همچين در این شنرایط ضایعات آلي به سوخت زیستي لجن و دی اکسيد کربن تبدیل ميشوند. با این حال از تشكيل متان که بيشتر از دی اکسيد کربن منجر به گرم شدن آب و هوا ميشود، جلوگيری ميکند. فرایندهای تصفيه بيهوازی عموما به انرژی کمتری نياز داشته و توليد لجن کمتری دارند. در فرایندهای هوازی متان نيز توليد ميشود که ميتوان آن را محبوس کرده و به عننوان منبع انرژی مورد استفاده قرار داد. فرایندهای بيولوژیكي تصفيه آب خاکستری شامل صفحات بيولوژیكي چرخان RBC ، راکتور ناپيوسته متوالي
SBR ، بستر بيهوازی لجنن UASB ، تنالاب مصننوعي CW و بينو راکتنور غشنایي MBR ميباشند. فراینندهای بيولوژیكي اغلب به دنبال یک مرحله پيشتصفيه فيزیكي از قبيل ته شيني، استفاده از سپتيک تانک یا آشغالیير مي آیند. به غير از فرایند MBR، اکثر فرایندهای بيولوژیكي با یک مرحله فيلتراسيون برای مثال فيلتراسيون ماسه و یا مرحله ی گندزدایي به کار ميروند 5 .
نولد 1777 روی فرایند تصفيه آب خاکستری به روش RBC مطالعه نمود که شامل یک مخزن رسوب و سپس یک RBC چهار مرحلهای و یک مرحله نهایي گندزدایي UV فرا بنفش است. پس از مرحله گندزدایي اشعه فرا بننفش،کيفيت پساب باکتریولوژیک عمدتا با استانداردهای استفاده مجندد آب مطابقت دارد. فریندلر و همكاران 2555 روی سيستم تصفيه آب خاکستری روشن که ترکيبي از روشRBC ، فيلتراسيون ماسه و کلریناسيون کلرزني است، مطالعه کردند. مرحله ی RBC، به وسيلهی یک آشغالیير ریز برای حاف جامدات درشت و موهای ضخيمتر از 1 ميليمتر و بعد ازآن مرحلهی تهشيني در یک حوضچه تهشيني برای جداسازی لجن از پساب است. در این روش مقادیر TSS، کدورت، BOD ،COD و باکتریهای کوليفرم کاهش یافتند. مرحلهی فيلتراسيون ماسه به عنوان یک صافي عمل ميکند که منجر به کاهش مقادیر TSS، کدورت، COD و BOD شد ولي ميزان باکتریهای کوليفرم به طرز شگفت انگیزی افزایش یافت که نشان ميدهد بعد از فيلتراسيون ماسه باید مرحله ی گندزدایي صورت گيرد تا ميزان کوليفرم ها کاهش یابد.
فرایند راکتور متوالي ناپيوسته SBR برای تصفيه آب خاکستری تيره توسط فرناندز و همكاران 2553 ایجاد شد. زمان نگهداری لجن و زمان نگهداری هيدروليكي به ترتيب 15 روز و 9/11 ساعت بود. بعد از آن هم SBR دگیری برای تصفيه آب خاکستری تيره پيشنهاد شد. در این مدت زمان نگهداری لجن به 393 روز افزایش یافت و زمان نگهداری هيدروليكي به 7/5 ساعت کاهش یافت. مقادیر TN ،TP ،COD و آمونياک هم کاهش یافت .
در مطالعات انجام شده توسط هلالشه و همكاران 2559 دربارهی روش مناسب تصفيه آب خاکستری در مناطق روستایي اردن و با توجه به غلظت بالای مقادیر BOD ،COD و TSS در اینن مناطق، راکتنور هيبریند UASB به عنوان بهترین روش تصفيه آب خاکستری با استفاده از سيستم تصفيه در محل، برای خانه ها که ميتوان ند برای آبياری در ختان مورد استفاده قرار گیرد معرفي شد. حجم مورد نياز راکتور 263/5 متر مكعب با محدوده مساحت 133/5 متر مربع برای هر خانه با میانگین ساکنان به تعداد 15 نفر در نظر گرفته شد. این سيستم به عنوان روشي کم هزینه و انعطاف پایر در عملكرد و نگهداری ، برای این مناطق معرفي شده است ليا ابوگامني و همكاران 2515 سيستمهای هوازی و بيهوازی را بنرای آبياری آزمایش کردند. منبع آب از یک خوابگاه با 155 دانشجو در اردن گرفته شد. حذف COD توسط واحدهای بيهوازی در تابستان و زمستان به ترتیب 45 درصد و 37 درصد و نيز واحدهای هوازی در تابستان و زمستان 53 درصند و 64 درصند بود. پایداری لجن در راکتورهای هوازی و بيهوازی به ترتيب 35 درصد و 75 درصند بر پایه ی COD بود. کيفيت خروجي هوازی به جز پاتوژنها، موافق با استانداردهای آبياری برای آب تصفيه شده بود.
عزیزی و همكاران 2513 ، ارزیابي بر پایهی سه مرحله ی بيولوژی به نام های مرحله ی لجن فعال CASP ، راکتورهای بيوفيلمي با بستر متحرک MBBR و راکتورهای بيوفيلمي با بستر متراکم PBBR را انجام داد. نتایج بدست آمده کاهش 39 درصدی COD، 72 درصدی BOD، 32 درصدی TSS، در ینک HRT دو ساعته در PBBR را نشنان داد. این مطالعه نشان داد که راکتور بيوفيلم متراکم در تصفيه کارایي بهتری دارد . در فرایندهای بيولوژیكي تصفيه آب خاکستری، فرایندهای بيولوژیكي هوازی ميتوانند کدورت و مواد آلي را
به خوبي حاف کند. فرایندهای بيهوازی به دليل اینكه نميتوانند مواد آلي و سورفكتانت ها را به خوبي خذف کند، برای بازیافت آب خاکستری مناسب نيستند. فرایندهای بيولوژیكي هوازی مثل تالابهای مصنوعي ميتوانند با حاف مواد آلي زیست تخریب پذیر به عملكرد رضایت بخشي برسد. بعد از فرایندهای تصفيه آب خاکستری بيولوژیكي هوازی، بيشتر مواد آلي زیست تخریب پذیر حذف ميشوند در نتيجه از رشد مجدد ميكروارگانيسمها و مشكلات بوی آنها جلوگيری شده و باعث ميشود تا آب خاکستری تصفيه شده برای ذخيره ی طولاني مدت پایدارتر باشد. از این رو فرایندهای بيولوژیكي برای تصفيه آب خاکستری تيره و روشن پيشنهاد شده است. با این حال، حذف ضعيف ميكروارگانيسمها، مواد جامد معلق و کدر بودن مشاهده شد که نيازمند فيلتراسيون نهایي و یا مرحله گندزدایي برای رسيدن به استاندارد پيشنهادی استفاده مجددشهری است. سيستم مبتني بر فرایند RBC زماني که اندازه ساختمان به هفت طبقه تبدیل شود، از لحاذ اقتصادی امكانپذیر خواهد بود .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب خاکستري به فاضلاب تولیدي خانگی از روشویی، حمام، ماشین لباسشویی و آشپزخانه ها اطلاق میگردد که در مبدأ از فاضلاب توالت تفکیک شده باشد. در یک طبقه بندي میتوان فاضلاب ناشی از حمام و روشویی ها را آب خاکستري روشن و فاضلاب ناشی از آشپزخانه و ماشین لباسشویی ها را آب خاکستري تیره نام نهاد. طی سالیان اخیر مطالعات گسترده اي بر روي سیستم هاي تصفیه آب خاکستري صورت پذیرفته است و تلاش براي ایجاد روش هاي سریع تر و نوین تر براي تصفیه انواع آبهاي خاکستري صورت گرفته است.
براي درك اهمیت بازیافت آب خاکستري، حجم فاضلابی که هر فرد بطور متوسط در روز تولید میکند بیش از 55 درصد از حجم فاضلاب خانگی را آب خاکستري تشکیل میدهد، بنابراین ذخیره و بازیافت این منبع آب باعث بهینه سازي و کاهش مصرف آب شیرین شده و حجم فاضلاب را هم کم میکند. با توجه به رشد شهرنشینی، بازیافت پساب هاي قابل استفاده، هزینه تامین منابع آب را به میزان چشمگیري کاهش میدهد. از دیگر مزایاي استفاده از آب خاکستري میتوان به کاهش مصرف آب، امکان آبیاري گیاهان در هنگام خشکسالی و کاهش مواد آلاینده در آبراه ها و در صورت انجام فرآیندهای بیشتر امکان استفاده مجدد آن برای انسان اشاره کرد. به همین علت بازیافت آب خاکستري در کشوري مانند ایران که با بحران منابع آب بخصوص آب زیرزمینی روبرو است، میتواند اقدامی موثر به حساب آید.
آب خاکستري پس از تصفیه، میتواند بسته به نوع و میزان تصفیه اعمال شده، براي مصارف شرب و غیر شرب، آبیاري سطحی و زیرزمینی، لباسشویی و سرویس بهداشتی، حمام، استخرها، شستشوی معابر و غیره مورد استفاده مجدد قرار گیرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب