پس‌ماندهای ناشی از تصفیه آب و روش‌های دفع

در عمل تصفیه آب که اجزاء معلق و محلول مزاحم باید از آب جدا شوند، در مراحل مختلف انواعی از پس‌ماند باقی می‌ماند. اتلاق کلیه این پس‌ماند به‌عنوان فضولات (wastes) غیرعاقلانه است زیرا این اصطلاح آشکارا دلالت دارد بر این‌که هیچ استفاده مؤثر و سودمندی از پس‌مانده مترتب نیست و باید آن را دور انداخت. به ویژه باید گفت پس‌ماندهای تصفیه‌خانه‌های آب را باید به‌عنوان محصولات جانبی در نهان سودمندی ملاحظه کرد. مراحل مختلف تصفیه آب را تقریباً به ترتیب و فور پس‌مانهائی که ایجاد می‌کنند، می‌توان به‌صورت زیر طبقه‌بندی کرد:
۱) انعقاد شیمیائی
۲) سختی‌گیری از آب به‌وسیله ترسیب شیمیائی
۳) شستشوی صافی‌های شنی
۴) ته‌نشینی اولیه آب خام
۵) دفع آهن و منگنز
۶) افزایش کربن فعال
۷) استفاده از خاک‌های دیاتمه
۸) استفاده از کمک منعقد کننده‌ها (پلی‌الکترولیت‌ها، خاک‌های رس، سیلیس فعال)
۹) رژنره کرده واحدهای مبادل یون
برطبق طبقه‌بندی بالا، پس‌مانده‌های حاصل از عمل انعقاد فراوان‌تر از بقیه است و به همین ترتیب نحوه دفع آنها نیز اهمینت بیشتری می‌یابد.
رسوبات حاصل از انعقاد شیمیائی آب مواد راسب شده در مرحله انعقاد آب هستند و در واقع عمدتاً از جامداتی که از آب حاصل می‌شود تشکیل شده است.
به‌طور کلی لجن‌های حاصل از انعقاد آب احتمالاً حاوی مواد بی‌اثر چون شن و ماسه، مواد آلی محلول یا معلق، موجودات میکروسکوپی گوناگون و ترکیباتی است که وابسته به نوع مواد شیمیائی به کار رفته در فرآیند است مانند: نمک‌های آلومینیوم و آهن، پلی الکترولیت‌ها، آهک، کربنات سدیم، سودسوزآور و مواد مشابه دیگر. این ترکیبات یک لجن یا سوسپانسیون شیمیائی با مقدار رطوبت زیاد ایجاد می‌کنند. و با توجه نوع مواد به کار رفته در انعقاد رنگ متغیری از زرد کمرنگ تا سیاه دارند.
منعقدکننده‌هائی که بیش از همه در تصفیه آب به کار می‌روند املاح آلومینیوم و آهن می‌باشد. شاید مهمترین پارامتر در تعیین خصوصیات لجن‌ها مقدار جامدات باشند. وزن خشک لجن‌ها غالباً ۷۵ الی ۹۵ Ib/cm است.
جامدات تولید شده از انعقاد آب به وسیله املاح آهن مشابه با جامدات حاصله از انعقاد با املاح آلومینوم است. تفاوت مشخص این است که توده لجن مرکب از اکسیدفریک است. نظر به این‌که اکسیدهای فریک در یک محدوده pH بسیار وسیع‌تری از اکسیدهای آلومینیوم نامحلول هستند، pH آب مجاور با اکسیدهای آهن در دامنه وسیع‌تری تغییر می‌کند.
تا حدودی به همین علت، املاح آهن برای انعقاد به‌ دنبال سختی‌گیری از آب و رفع رنگ از آب‌های سخت بیشتر استفاده می‌شوند. در سال ۱۹۶۵ مصرف سالانه زاج در ایالات متحده امریکا ۶۰۰۰۰۰ تن در مقابل ۱۰۰۰۰۰ تن در سال برای املاح آهن بوده است.
فلاک‌های هیدورکسید ژلاتینی ناشی از افزایش املاح آلومینیوم و آهن به‌سختی خشک می‌شود و دلیل اصلی وزن و حجم زیاد این لجن‌ها همین قضیه دیر جدا شدن آنها از آب می‌باشد. تخلیه پس‌مانده‌های تصفیه‌خانه‌ها به آب‌گذرهای طبیعی منجر به ایجاد مسائلی شده که در بسیاری از موارد شدید و جدی شده است. آشکارترین اثر از تخلیه این جامدات به یک نهر ایجاد ذخائر یا سواحل لجنی و افزایش مرداب‌ها در اطراف آن است. به نوبت این مواد متراسب شده ممکن است قسمت‌های زیادی را پوشانده و لذا رشد موجودات کفی را که به‌عنوان منبعی از غذا برای حیات ماهی هستند به تأخیر اندازد.
پروراندن و تخم‌ریزی ماهی نیز ممکن است به وسیله این‌چنین ته‌نشست‌هائی مورد لطمه و زیان قرار گیرد. از نقطه نظر زیبائی تخلیه پس‌مانده‌های تصفیه‌خانه قابل ایراد است چون این عمل به نحو بارزی کدورت و رنگ ظاهری آب‌های پذیرنده را افزایش می‌دهد و این امر به‌صورت جدی ارزش تفریحی چنین آب‌هائی را پائین می‌آورد. کدورت افزایش یافته ممکن است تغییرات شیمیائی و بیولوژیکی دقیق‌تر و حساس‌تری را در آب‌های پذیرنده به وجود آورد.
نفوذ نور کاسته شده منجر به فعالیت فتوسنتزی کاهش‌ یافته‌ای در میان گیاهان آبی خواهد شد و ذرات معلق ممکن است سطوحی برای رشد باکتری‌ها تأمین کنند. احتمال آلودگی باکتریائی آب‌های پذیرنده به وسیله تخلیه آب شستشوی صافی‌ها احتمالاً خیلی زیادتر از حد انتظار است و ته‌نشست‌های مخازن ته‌نشینی نیز ثابت شده است که تعداد باکتری‌های زیادی دارند که معمولاً بیش از ۱۰۰۰ در هر میلی‌گرم از جامدات است.
به‌طور کلی از اثرات دفع نهائی لجن‌های تصفیه‌خانه‌ها روی محیط زیست آب و زمین اطلاعات زیادی در دست نیست بر طبق تجربیات Doe و Dean لایه‌های ضخیم لجن زاج خاک را مسدود می‌کنند.
مواد باقیمانده از تصفیه آب از لحاظ ترکیب شدیداً متغیر هستند، لذا هیچ مرحله دفع یا تصفیه خاصی نتایج یکسانی نمی‌دهد، در واقع در حالی‌که انواعی از روش‌های دفع و تصفیه وجود دارد احتمالاً فقط یک یا دو روش قابل اجرا برای یک موقعیت خاص موجود خواهد بود. مهمترین روش‌ها عبارتند از:
الف) روش‌های تغلیظ جامدات و خشک کردن
ب) روش‌های احیاء
ج) دفع نهائی
آن‌چه در دفع لجن اهمیت مقدماتی و عمده‌ای دارد کاهش حجم است. روش‌های مختلف دفع جامدات حاصل از انعقاد آب که بیشترین وزن فضولات تشکیل شده در یک تصفیه‌خانه آب را تشکیل می‌دهد در زیر معرفی شده است:
۱) تخلیه مستقیم به دریاچه‌ها و رودخانه‌ها
۲) ریختن به دریا
۳) تخلیه به لوله‌های فاضلاب شهر
۴) استفاده از انواع برکه و یا لاگون
۵) تصفیه به‌وسیله بسترهای خشک کننده شنی
۶) تصفیه به‌وسیله صافی خلاء
۷) تصفیه به‌وسیله انجماد
۸) تصفیه به‌وسیله سانتریفوژ کردن
۹) تصفیه به‌وسیله انجماد
۱۰) تصفیه به‌وسیله حرارت و فشار
۱۱) آماده‌سازی لجن‌ها با استفاده از پلی‌الکترولیت‌ها
۱۲) بازیابی منعقدکننده‌ها

مراجع استفاده شده:
۱) D.Hendricks "Water Treatment Unit Processes, CRC. ۲۰۰۶
۲) W.Geer tsema, etal "Long-Term Effect of Sludg Application to Land" J.AW WA-Nov.۱۹۹۴
۳) P.L.Thompson. Dewaterability of Alum and Ferric Coagulation Sludges. J.AW WA Apr.۱۹۹۸
ثریا زارعی، کارشناس دپارتمان مهندسی بهداشت محیط دانشکده بهداشت و انستیتو تحقیقات بهداشتی

منبع : ماهنامه مهرآب