تصفیه آب و فاضلاب

فسفر (P) یک ماده مغذی اصلی موجود در فاضلاب شهری است. بدون تصفیه و مدیریت مناسب، فسفر باقیمانده در پساب تصفیه شده در نهایت وارد آب های پذیرنده طبیعی می شود. آلودگی مواد مغذی ناشی از فسفر بیش از حد، همراه با ماده مغذی دیگر، یعنی نیتروژن (N)، یکی از دلایل اصلی اوتروفیکاسیون است، که یک مسئله همه جا در مورد کیفیت آب در ایالات متحده است. رشد بیش از حد جلبک ها در طول اوتروفیکاسیون اثرات بسیار نامطلوبی بر کیفیت آب می گذارد. شکوفه جلبک می تواند به سرعت اکسیژن محلول را کاهش دهد، منجر به مرگ آبزیان شود، کدورت آب را افزایش دهد و باعث مشکلات طعم و بو شود. علاوه بر این، برخی از جلبک‌های مضر می‌توانند سمومی تولید کنند که باعث ایجاد بیماری‌های مختلف در انسان و حیوانات شود. چالش‌های فوق‌الذکر زمانی که اتروفیکاسیون در منابع آب آشامیدنی اتفاق می‌افتد، نگران‌کننده هستند. اگرچه فن‌آوری‌های تصفیه فاضلاب موجود می‌توانند فسفر را حذف کنند، اما به دلیل مشکل فنی برای دستیابی به غلظت بسیار پایین فسفر و/یا قابلیت حذف ضعیف برای فسفر آلی در فاضلاب، آنها را محدود می‌کند. از سوی دیگر، مقررات مربوط به تخلیه فسفر از تأسیسات تصفیه فاضلاب شهری، به‌ویژه برای آب‌های حساس به مواد مغذی، به طور فزاینده‌ای سخت‌گیرانه است. بنابراین، یک تقاضای تحقیقاتی فوری برای توسعه فناوری‌های تصفیه نوآورانه، قابل اعتماد و کارآمد برای حذف فسفر در فاضلاب شهری وجود دارد. هدف اصلی این پایان نامه ارزیابی عملکرد تصفیه فرات (VI) برای حذف گونه‌های مختلف فسفر در مراحل مختلف تصفیه فاضلاب و توضیح مکانیسم‌های واکنش اساسی است. دو سناریو تصفیه آزمایش شدند، یعنی تصفیه اولیه شیمیایی افزایش یافته (CEPT) و تصفیه فاضلاب پیشرفته. فرضیه اصلی این است که فرات (VI) به دلیل تشکیل اکسیدهای آهن (hdyr) و کاهش فسفر آلی از طریق مکانیسم‌های اکسیداسیون شیمیایی و رسوب/جذب، قادر به حذف مؤثر فسفات معدنی از طریق رسوب و/یا جذب است. تست‌های فروش آزمایشگاهی برای اجرای متوالی چهار وظیفه برای دستیابی به هدف انجام شد. در کار 1، تصفیه فرات (VI) با تمرکز ویژه بر حذف فسفر در فاضلاب به CEPT اعمال شد. نتایج نشان می‌دهد که CEPT فعال شده با فرات (VI) می‌تواند به طور موثر فسفر کل را تا 87 درصد حذف کند. بیشترین فسفر حذف شده فسفر ذرات معلق بود. حذف در درجه اول توسط رسوب گرانشی نسبت داده شد. در مقابل، فرات (VI) CEPT فسفر آلی موجود در فاضلاب شهری را ضعیف حذف کرد. همراه با کاهش فسفر، افزودن فرات (VI) حذف ذرات و مواد آلی ذرات در فاضلاب را بهبود بخشید. در کار 2، حذف فرات (VI) ارتوفسفات در یک ماتریس پساب ثانویه در یک سناریوی تصفیه پیشرفته مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که فرات (VI) می‌تواند به طور موثر فسفات (اکثر فسفر معدنی) را از پساب ثانویه عمدتاً به دلیل مکانیسم‌های جذب کاهش دهد. ذرات حاصل از فرات (VI) از اکسیدهای آهن (هیدرو) آمورف و کریستالی (هماتیت) تشکیل شده است. مواد آلی پساب (EfOM) می تواند حذف فسفات را مهار کند. هدف 3 حذف فسفر آلی برای تصفیه فاضلاب پیشرفته است. Ferrate (VI) قابلیت بسیار خوبی برای کاهش فسفر آلی در پساب ثانویه از خود نشان داد. حضور فسفات می تواند حذف فرات (VI) فسفر آلی را سرکوب کند. به منظور درک مکانیسم های اساسی، واکنش بین فرات (VI) و شش ترکیب مدل آلی فسفر به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که فرات (VI) ترکیبات مدل را به مولکول‌های حاوی P دختر تجزیه می‌کند، و به دنبال آن ترکیبات تبدیل شده توسط ذرات اکسید آهن (hdyr) جذب می‌شوند. اکسیداسیون Ferrate (VI) به اندازه کافی فسفر آلی را به فسفر معدنی تجزیه نمی کند. شایان ذکر است، عملکرد درمان فرات (VI) برای حذف فسفر در طول CEPT یا درمان پیشرفته به شدت به دوز فرات (VI) و pH وابسته بود. در کار 4، یک تحلیل هزینه اولیه انجام شد. اگرچه افزودن فرات (VI) نسبت به حذف سنتی فسفر با نوارهای آهنی پرهزینه‌تر بود، درمان فرات (VI) مزایای بی‌نظیری مانند حذف فسفرهای آلی را به همراه دارد. در نهایت، تأثیرات فن‌آوری‌های فرات (VI) بر مدیریت آب شهری، محیط زیست و جامعه مورد بحث قرار گرفت و جهت‌گیری‌های تحقیقاتی آتی شناسایی شد. این تحقیق پایان نامه به وضوح نشان می دهد که تصفیه فرات (VI) یک فناوری امیدوارکننده برای حذف گونه های مختلف فسفر در فاضلاب شهری و کاهش سایر آلاینده های فاضلاب است. علاوه بر کاهش فسفر، مواد آلی و ذرات موجود در فاضلاب، فرات (VI) برای تخریب میکروآلاینده ها و غیرفعال کردن عوامل بیماری زا در آب و فاضلاب بسیار موثر است. 

لوله کاروگیت / مخزن سپتیک تانک .