راندمان تصفیه چیست؟
به درصد حذف هر یک از آلاینده‌ها راندمان تصفیه می‌گویند. فرض کنید مقدار COD فاضلابی 500 میلیگرم در لیتر باشد. اگر COD پساب خروجی از سپتیک تانک برابر 350 باشد، راندمان تصفیه آن بصورت زیر قابل محاسبه است. پس در این شرایط راندمان حذف COD برابر 30 درصد خواهد بود.
راندمان تصفیه سپتیک تانک
راندمان تصفیه سپتیک تانک یکی از مواردی است که باید به هنگام طراحی و نصب آن در نظرگرفته شود. بطورکلی سپتیک تانک یک روش برای پیش تصفیه فاضلاب است که می تواند بصورت موثری لجن، مواد قابل ته نشینی، روغن و چربی را حذف نماید. حذف این مواد در نهایت به کاهش بارآلودگی فاضلاب از جمله کاهش میزان BOD5 و COD منجر خواهد شد. در جدول مقابل راندمان تصفیه سپتیک تانک در پارامترهای مختلف ارائه شده است. البته باید توجه داشت که این راندمان زمانی قابل دستیابی است که ظرفیت سپتیک تانک بصورت استاندارد تعیین شده باشد.
در جدول 1 راندمان تصفیه سپتیک تانک برای پارامترهای مختلف نشان داده شده است. باید توجه داشت که با افزایش دما راندمان تصفیه سپتیک تانک نیز افزایش می‌یابد. این مسئله عمدتاٌ به علت افزایش فعالیتهای بیولوژیکی و کاهش گرانروی فاضلاب است.
| جدول ۱: راندمان تصفیه سپتیک تانک |
| ردیف |
پارامتر |
واحد |
واحد |
راندمان |
| ۱ |
اکسیژن خواهی شیمیایی |
COD |
میلیگرم در لیتر |
۲۵-۳۰ |
| ۲ |
اکسیژن خواهی بیوشیمیایی |
BOD5 |
میلیگرم در لیتر |
۳۰-۳۵ |
| ۳ |
کل مواد معلق |
TSS |
میلیگرم در لیتر |
۱۰-۲۰ |
| ۴ |
مواد قابل ته‌نشینی |
SS |
میلی‌لیتر بر لیتر |
۸۰-۹۰ |
| ۵ |
روغن و چربی |
O & G |
میلیگرم در لیتر |
۵۰-۷۵ |
فرآیندهای مؤثر در راندمان تصفیه سپتیک تانک
مکانیزم عملکرد سپتیک تانک بر پایه برخی فرآیندهای تصفیه است که به دو دسته فیزیکی و بیولوژیکی تقسیم می شود.
فرآیندهای فیزیکی
ته نشینی و شناورسازی دو فرآیند مهم
فیزیکی در تصفیه فاضلاب توسط سپتیک تانک هستند. بخشی از ذرات معلق فاضلاب که به علت چگالی بیشتر خود نسبت به آب تمایل به ته نشینی دارند، به علت زمان ماند مناسب و شرایط آرام سپتیک تانک، در کف مخزن سپتیک تانک ته نشین شده و از فاضلاب جدا می شوند. بطوریکه تقریبا 90-80 درصد از کل ذرات قابل ته نشینی در سپتیک تانک ته نشین می شوند. به دنبال ته نشینی این مواد برخی دیگر از پارامترهای شاخص آلودگی از جمله BOD5 و COD نیز کاهش می یابند.
تجمع مواد ته نشین شده در کف سپتیک تانک لایه ای از لجن ایجاد می نماید. به تدریج و با ورود هرچه بیشتر فاضلاب و ته نشین شدن بخشی از مواد معلق آن، ضخامت این لایه افزایش یافته و حجم لجن در سپتیک تانک افزایش می یابد. البته چنانکه در قسمت بعد توضیح داده خواهد شد بخشی از این لجن به گاز تبدیل شده و باعث کاهش حجم لجن می گردد.
همواره در فاضلابهای بهداشتی مقدار قابل توجهی از روغن و چربی وجود دارد. ذرات روغن و چربی دارای چگالی کمتری نسبت به آب هستند از این رو بخش قابل توجهی از آنها در مخزن اول سپتیک تانک به سمت سطح صعود کرده و اصطلاحا شناور می شوند. بدین ترتیب بخش عمده ای از روغن و چربی موجود در فاضلاب نیز توسط سپتیک تانک حذف می گردد بطوریکه راندمان حذف روغن و چربی در سپتیک تانک در حدود 75-50 درصد است.
تجمع ذرات روغن و چربی بر روی سطح فاضلاب به تدریج منجر به ایجاد یک لایه از لجن حاوی این ذرات می شود. این لایه از تبادل اکسیژن بین هوا و فاضلاب جلوگیری نموده و به علاوه مانعی در برابر انتقال بوی فاضلاب به محیط خواهد شد و انتشار بوی نامطبوع سپتیک تانک را کاهش خواهد داد.
فرآیندهای بیولوژیکی
لجن ته نشین شده در کف سپتیک تانک حاوی مقادیر بسیار زیادی از مواد آلی و مقدار کمی مواد معدنی است. غلظت بالای این مواد و وجود آب کافی شرایط را برای رشد باکتریها و میکروارگانیسم ها فراهم می کند. با توجه به عدم وجود اکسیژن در محیط لجن ته نشین شده، باکتری های بی هوازی به سرعت رشد یافته و تکثیر می شوند.
این باکتریها برای ادامه حیات خود مواد آلی موجود در لجن را جذب کرده و پس از تجزیه از آن برای تامین انرژی و مواد مغذی استفاده می کنند. بدین ترتیب انجام
فرآیندهای بیولوژیکی ناشی از فعالیتهای حیاتی باکتریها در کف مخزن سپتیک تانک، باعث تجزیه مواد آلی و در نهایت تصفیه فاضلاب می شود.
بخشی از کاهش پارامترهای آلودگی از جمله BOD5 و COD ناشی از انجام همین فرآیندهای بیولوژیکی می باشد. سرعت انجام این فرآیندها با افزایش دما شدت یافته و با کاهش دما کند می شود. از این رو راندمان تصفیه سپتیک تانک در فصول مختلف سال و براساس دمای فاضلاب متغیر است بطوریکه بیشترین راندمان در تابستان قابل دستیابی است. افزایش بوی نامطبوع در تابستان دقیقا به دلیل افزایش فعالیتهای بیولوژیکی باکتریهای بی هوازی است.
محصولات نهایی فرآیندهای بیولوژیکی باکتریها در شرایط بی هوازی، شامل برخی گازها از جمله متان است که به آنها بیوگاز می گویند. فرآیند تبدیل مواد آلی به گاز توسط فرآیندهای بیولوژیکی سبب کاهش حجم لجن شده و باعث تثبیت لجن می شود. مقدار لجن بسته به دمای فاضلاب می تواند تا حدود 60-40 درصد نیز کاهش یابد.
روش‌های افزایش راندمان تصفیه سپتیک تانک
روش‌های مختلفی برای افزایش راندمان سپتیک تانک وجود دارد اما در هر مورد باید به محدودیت‌ها و معایب و مزایای آن توجه نمود و براساس آنها بهترین روش را برای افزایش راندمان تصفیه سپتیک تانک بکار برد. برخی از این روش‌ها عبارتند از:
افزایش ظرفیت سپتیک تانک
هر چه حجم سپتیک تانک بیشتر باشد، زمان ماند فاضلاب در آن افزایش خواهد یافت که این مسئله باعث افزایش راندمان سپتیک تانک خواهد شد چرا که زمان لازم برای ته‌نشینی و شناور شدن ذرات بیشتر شده و به علاوه باکتریها فرصت بیشتری را برای تجزیه مواد آلی خواهند داشت. اما نکته مهم آن است که با دو برابر شدن حجم سپتیک تانک راندمان آن هیچگاه دو برابر نمی‌شود بلکه افزایش راندمان حداکثر 20-15 درصد خواهد بود. از این رو معمولاً بزرگتر کردن سپتیک تانک با هدف افزایش راندمان اقتصادی نیست.
تخلیه منظم لجن در فواصل زمانی کوتاه‌تر
همواره بخشی از حجم سپتیک تانک توسط لجن و مواد شناور اشغال می‌شود. اگر تخلیه این مواد زودتر انجام شود، فضای بیشتری برای فاضلاب بوجود آمده و زمان ماند آن در سپتیک تانک افزایش خواهد یافت. همین مسئله منجر به افزایش راندمان سپتیک تانک می‌شود چرا که با ماند طولانی‌تر، مواد بیشتری ته‌نشینی شده و باکتریها نیز مواد بیشتری را تجزیه خواهند نمود.
حفظ دمای فاضلاب
با افزایش دمای فاضلاب، فعالیت باکتریها بیشتر شده و راندمان تصفیه فاضلاب افزایش می‌یابد. دمای فاضلاب خام معمولاً حدود 25-20 درجه سانتیگراد است. اگر مسیر انتقال فاضلاب به سپتیک تانک طولانی باشد و یا این مسیر در معرض تبادل دما با محیط بیرون قرار داشته باشد، در فصول سرد سال دمای فاضلاب ورودی به سپتیک تانک کاهش خواهد یافت. اگر سپتیک تانک بصورت نیمه مدفون یا
روزمینی نصب شده باشد، کاهش دمای فاضلاب بسیار شدیدتر شده و راندمان تصفیه سپتیک تانک کاهش خواهد یافت.
بنابراین با عایق بندی حرارتی مسیر انتقال فاضلاب و همچنین دفن سپتیک تانک در خاک یا مصالح عایق حرارتی می‌تواند به حفظ دمای فاضلاب و افزایش راندمان تصفیه سپتیک تانک کمک کند.
سؤالات متداول
1- آیا از راندمان تصفیه سپتیک تانک به اندازهای است که بتوان از پساب آن برای آبیاری استفاده کرد؟
راندمان سپتیک تانک تنها در حد یک سیستم پیش تصفیه فاضلاب است و بنابراین سپتیک تانک نمی‌تواند کیفیت پساب خروجی به اندازهای برساند، که بتوان از آن برای آبیاری استفاده کرد. متاسفانه برخی از فروشندگان سپتیک تانک برای فروش بیشتر محصول خود ادعا می‌کنند که با خرید سپتیک تانک بزرگتر می‌توان فاضلاب را بطور کامل تصفیه نمود که این ادعا کاملاً غلط است.
اگرچه افزایش حجم سپتیک تانک راندمان تصفیه آن را بهبود می‌بخشد اما به هیچ وجه این راندمان به اندازهای نیست که بتواند کیفیت پساب خروجی را به
استانداردهای زیست محیطی برساند.
2- آیا طولانی شدن زمان تخلیه لجن سپتیک تانک در راندمان تصفیه آن مؤثر است؟
بله. هرچه زمان تخلیه طولانی‌تر شود، حجم بیشتری از سپتیک تانک توسط لجن و چربی اشغال شده و بدین ترتیب زمان ماند فاضلاب در آن کاهش می‌یابد. همین مسئله می‌توان منجر به تصفیه کمتر فاضلاب و همچنین خروجی برخی ذرات معلق از سپتیک تانک شود. بنابراین برای حفظ راندمان سپتیک تانک ضروری است که لجن آن در فواصل زمانی منظم تخلیه گردد.
3- آیا جنس سپتیک تانک در راندمان تصفیه آن مؤثر است؟
خیر. بطور کلی جنس سپتیک تانک تأثیری بر افزایش یا کاهش راندمان تصفیه سپتیک تانک ندارد.
سپتیک تانک پلی اتیلنی یا سپتیک تانک بتنی در صورت دارای ابعاد و ظرفیت مشابه باشند، معمولاٌ دارای راندمان تصفیه مشابه نیز خواهند بود.
طراحی و محاسبه ظرفیت سپتیک تانک بیشترین نقش را در راندمان تصفیه فاضلاب دارد.
