برکه تثبیت فاضلاب

برکه های تثبیت فاضلاب یکی از کارآمدترین و اقتصادی ترین روش های تصفیه طبیعی فاضلاب محسوب می شوند که به ویژه در مناطق روستایی، شهرهای کوچک و صنایع با دبی پایین کاربرد فراوان دارند. این سیستم ها با استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی و طبیعی شامل فعالیت باکتری ها، جلبک ها، نور خورشید و اکسیژن، آلودگی های آلی موجود در فاضلاب را تجزیه و تثبیت می کنند. سادگی طراحی، هزینه ساخت پایین، عدم نیاز به تجهیزات پیچیده و بهره برداری آسان از مهمترین دلایل استقبال از برکه های تثبیت است.

برکه تثبیت فاضلاب چیست؟

برکه تثبیت فاضلاب (Waste Stabilization Pond) سامانه ای است که در آن فاضلاب خام یا تصفیه نشده برای مدت زمان مشخصی نگهداری می شود تا از طریق فرآیندهای بیولوژیکی، مواد آلی و میکروارگانیسم های بیماری زا از بین بروند. اساس عملکرد این سیستم بر تعامل طبیعی میان باکتری ها (که مواد آلی را تجزیه می کنند) و جلبک ها (که از طریق فتوسنتز اکسیژن تولید می کنند) استوار است.

انواع برکه تثبیت فاضلاب

برکه های تثبیت فاضلاب معمولاً بر اساس شرایط اکسیژن محلول و فرآیندهای بیولوژیکی حاکم در داخل برکه به سه گروه اصلی برکه بی هوازی، برکه اختیاری و برکه هوازی تقسیم می شوند. هر یک از این برکه ها نقش مشخصی در فرآیند تصفیه دارند و در بسیاری از موارد، برای دستیابی به کیفیت مطلوب پساب، این سه نوع به صورت سری (پشت سر هم) مورد استفاده قرار می گیرند.

برکه بی هوازی

برکه بی هوازی یا Anaerobic Pond نخستین مرحله از تصفیه فاضلاب در سیستم های برکه ای به شمار می آید. در این نوع برکه، فرآیند تصفیه همچون سپتیک تانک بر پایه فعالیت باکتری های بی هوازی انجام می شود؛ میکروارگانیسم هایی که برای تجزیه مواد آلی نیازی به اکسیژن آزاد ندارند. پس از ورود فاضلاب به برکه، بخش عمده ای از مواد معلق و جامد ته نشین شده و در لایه های پایین برکه انباشته می شوند. این لایه ها محل اصلی تجزیه بی هوازی هستند.

در این فرآیند، ترکیبات آلی پیچیده به گازهایی نظیر متان (CH₄)، دی اکسیدکربن (CO₂) و در برخی موارد سولفید هیدروژن (H₂S) تبدیل می شوند. همین امر سبب می شود که بخش قابل توجهی از بار آلی فاضلاب کاهش یابد. عمق برکه های بی هوازی معمولاً بین دو تا پنج متر است و زمان ماند فاضلاب در آن ها بسته به دما و میزان آلودگی فاضلاب بین یک تا پنج روز در نظر گرفته می شود.

این برکه ها به دلیل عمق زیاد، سطح زمین کمی را اشغال می کنند و از نظر هزینه احداث و نگهداری بسیار اقتصادی هستند. با این حال، به علت تولید گازهای بودار مانند H₂S ممکن است در مجاورت مناطق مسکونی مشکلات بو ایجاد کنند. همچنین عملکرد آن ها در دماهای پایین کاهش می یابد. برکه بی هوازی معمولاً به عنوان مرحله ابتدایی سیستم، وظیفه کاهش بار آلی و آماده سازی فاضلاب برای ورود به برکه های بعدی را بر عهده دارد.

برکه اختیاری

برکه اختیاری یا Facultative Pond یکی از مهم ترین اجزای سیستم برکه های تثبیت است. همان طور که از نام آن پیداست، این نوع برکه ترکیبی از شرایط هوازی و بی هوازی را در خود دارد. در لایه های بالایی برکه که در تماس مستقیم با هوا و نور خورشید قرار دارند، شرایط هوازی حاکم است. در این ناحیه، جلبک ها و باکتری های هوازی به صورت هم زیست فعالیت کرده و نقش اصلی را در تجزیه مواد آلی ایفا می کنند. در مقابل، لایه های پایینی برکه که اکسیژن در آن نفوذ نمی کند، محیطی بی هوازی دارند و در آن تجزیه بی هوازی انجام می شود.

در برکه های اختیاری، جلبک ها از طریق فتوسنتز، دی اکسیدکربن تولید شده توسط باکتری ها را مصرف و اکسیژن آزاد می کنند. این اکسیژن در آب حل می شود و در دسترس باکتری های هوازی قرار می گیرد. این چرخه زیستی پایدار، اساس عملکرد برکه اختیاری است. عمق معمول این نوع برکه ها بین یک تا دو و نیم متر است و زمان ماند فاضلاب در آن معمولاً بین پنج تا بیست روز متغیر است.

مزیت اصلی برکه های اختیاری در توانایی بالای آن ها برای حذف مواد آلی و میکروارگانیسم های بیماری زا است. در شرایط مطلوب، راندمان حذف BOD در این برکه ها به بیش از 70 تا 80 درصد می رسد. البته برای عملکرد مناسب، وجود نور کافی و دمای مناسب اهمیت زیادی دارد. در فصول سرد یا روزهای ابری ممکن است راندمان سیستم کاهش یابد. از سوی دیگر، به علت عمق کمتر نسبت به برکه بی هوازی، این نوع برکه ها به سطح زمین بیشتری نیاز دارند.

برکه هوازی

برکه هوازی که گاهی با نام برکه تکمیلی یا Maturation Pond نیز شناخته می شود، آخرین مرحله در فرآیند تصفیه فاضلاب به روش برکه ای است. در این برکه، محیط کاملاً هوازی است و اکسیژن به مقدار کافی در آب وجود دارد. این اکسیژن عمدتاً توسط جلبک ها در فرآیند فتوسنتز تأمین می شود، هرچند نفوذ مستقیم اکسیژن از سطح آب به هوا نیز نقش مؤثری دارد.

عملکرد اصلی برکه هوازی در حذف نهایی مواد آلی، ته نشینی ذرات ریز باقی مانده و کاهش چشمگیر میکروارگانیسم های بیماری زا است. در این مرحله، نور مستقیم خورشید به ویژه در مناطق گرم و آفتابی باعث غیرفعال شدن باکتری ها و ویروس ها می شود.

برکه های هوازی معمولاً عمقی بین نیم تا یک و نیم متر دارند و زمان ماند فاضلاب در آن ها حدود پنج تا ده روز در نظر گرفته می شود. به دلیل شرایط کاملاً هوازی، بوی نامطبوع در این برکه ها بسیار کمتر از انواع دیگر است. کیفیت پساب خروجی از این مرحله در بسیاری از موارد به حدی است که می تواند برای مصارف کشاورزی و آبیاری غیرمستقیم مورد استفاده قرار گیرد.

از نظر اجرایی، این برکه ها نسبت به سایر انواع، به زمین بیشتری نیاز دارند و در مناطق با دمای پایین یا تابش کم نور خورشید ممکن است راندمان تصفیه کاهش یابد. با این حال، از نظر حذف پاتوژن ها و تکمیل فرآیند تصفیه، برکه های هوازی نقشی کلیدی دارند و به عنوان آخرین گام در زنجیره برکه های تثبیت شناخته می شوند.

اجزای اصلی برکه تثبیت فاضلاب

یک برکه تثبیت فاضلاب از چند بخش کلیدی تشکیل شده است که هر کدام نقشی اساسی در عملکرد صحیح و راندمان تصفیه دارند. در ادامه این بخش ها را توضیح می دهیم.

• حوضچه اصلی: این بخش محل انجام فرآیندهای فیزیکی و بیولوژیکی تصفیه است. فاضلاب در آن ته نشین شده و توسط باکتری ها و جلبک ها تجزیه می شود. شکل هندسی مناسب، عمق کافی و زمان ماند مناسب از عوامل مؤثر در کارایی برکه هستند.
• ورودی فاضلاب: ورودی باید جریان فاضلاب را به صورت یکنواخت در سطح برکه پخش کند تا از تجمع لجن و ایجاد مسیر کوتاه جریان جلوگیری شود. معمولاً از لوله کاروگیت یا کانال های توزیع برای ورود آرام فاضلاب استفاده می شود.
• خروجی برکه: خروجی در انتهای برکه قرار دارد و وظیفه دارد پساب تصفیه شده را از لایه میانی جمع آوری کند. این طراحی باعث می شود ذرات ته نشین و جلبک های سطحی وارد پساب خروجی نشوند و کیفیت نهایی آب افزایش یابد.
• دیواره ها و بستر برکه: دیواره ها و کف باید غیرقابل نفوذ باشند تا از نشت فاضلاب به خاک و منابع زیرزمینی جلوگیری شود. استفاده از خاک رس فشرده یا ژئوممبران متداول است. دیواره ها معمولاً با شیب ملایم ساخته می شوند تا در برابر فرسایش مقاوم باشند.
• پوشش گیاهی اطراف برکه: گیاهان اطراف برکه از فرسایش خاک جلوگیری کرده و بوهای نامطبوع را تا حدی جذب می کنند. همچنین جلبک های موجود در سطح آب با انجام فتوسنتز، اکسیژن مورد نیاز فرآیندهای هوازی را تأمین می کنند.
• لایه لجن: در کف برکه، لایه ای از لجن ته نشین شده تشکیل می شود که حاوی مواد آلی و میکروارگانیسم های بی هوازی است. این لایه بخشی از فرآیند تصفیه را انجام می دهد و باید هر چند سال یک بار تخلیه شود تا ظرفیت برکه کاهش نیابد.
• سیستم تهویه طبیعی: در برکه های تثبیت، تهویه به صورت طبیعی و از طریق باد، تابش خورشید و فتوسنتز جلبک ها انجام می شود. این اکسیژن برای تجزیه مواد آلی و جلوگیری از بوی نامطبوع ضروری است و باعث پایداری زیستی سیستم می شود.

فرآیند عملکرد برکه تثبیت فاضلاب

برکه تثبیت فاضلاب یکی از ساده ترین و در عین حال کارآمدترین روش های طبیعی برای تصفیه فاضلاب است که بر پایه ی فعالیت هم زمان باکتری ها، جلبک ها، نور خورشید و اکسیژن عمل می کند. عملکرد این سیستم ها به گونه ای است که فاضلاب پس از ورود به برکه، در محیطی کنترل شده و آرام، تحت تأثیر فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی قرار گرفته و به تدریج تصفیه می شود.

در آغاز، فاضلاب خام از طریق کانال یا لوله ورودی وارد برکه می شود. در این ناحیه، سرعت جریان کاهش یافته و ذرات درشت و مواد معلق سنگین ته نشین می شوند. این مرحله نوعی پیش تصفیه طبیعی محسوب می شود که از تجمع مواد جامد در سایر بخش ها جلوگیری می کند. در کف برکه، لایه ای از لجن آلی تشکیل می شود که به مرور زمان تحت تأثیر فعالیت باکتری های بی هوازی تجزیه می گردد. این باکتری ها بدون نیاز به اکسیژن آزاد، ترکیبات آلی پیچیده را به گازهایی نظیر متان، دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن تبدیل می کنند.

در لایه های بالاتر برکه، شرایط متفاوتی برقرار است. در این بخش، اکسیژن محلول از طریق تماس آب با هوا و فعالیت جلبک ها فراهم می شود. جلبک ها در حضور نور خورشید عمل فتوسنتز را انجام داده و ضمن مصرف دی اکسیدکربن حاصل از فعالیت باکتری ها، اکسیژن تولید می کنند. این اکسیژن به نوبه خود توسط باکتری های هوازی برای تجزیه مواد آلی محلول مورد استفاده قرار می گیرد. به این ترتیب، چرخه ای زیستی میان باکتری ها و جلبک ها شکل می گیرد که اساس پایداری سیستم را تشکیل می دهد.

در طی این فرآیند، ترکیبات آلی پیچیده به مواد ساده تر مانند آب و دی اکسیدکربن تبدیل شده و بار آلودگی فاضلاب به طور قابل توجهی کاهش می یابد. همچنین، در اثر وجود اکسیژن کافی در آب، تولید گازهای بدبو نظیر سولفید هیدروژن محدود شده و برکه بوی نامطبوعی منتشر نمی کند. در واقع، هرچه برکه به سمت شرایط هوازی پیش رود، پایداری زیستی و کیفیت پساب خروجی بیشتر می شود.

نور خورشید علاوه بر تأمین انرژی برای فتوسنتز جلبک ها، نقش مهمی در از بین بردن میکروارگانیسم های بیماری زا دارد. افزایش pH آب در اثر فعالیت فتوسنتزی و تابش مستقیم خورشید باعث می شود بسیاری از باکتری ها، ویروس ها و انگل های فاضلاب غیرفعال شوند. به همین دلیل، پساب خروجی از برکه تثبیت در صورتی که زمان ماند مناسبی داشته باشد، معمولاً از نظر میکروبی ایمن بوده و می تواند برای آبیاری غیرمستقیم زمین های کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.

در پایان فرآیند، پساب تصفیه شده از لایه میانی برکه جمع آوری می شود تا از ورود جلبک های سطحی یا لجن کف به خروجی جلوگیری گردد. این پساب معمولاً دارای بار آلی کم، مقدار ناچیزی از مواد معلق و جمعیت میکروبی بسیار کاهش یافته است. در برخی سیستم ها، این آب برای افزایش کیفیت نهایی به برکه های تکمیلی یا صافی های نهایی هدایت می شود.

عوامل موثر بر کارایی برکه تثبیت فاضلاب

کارایی برکه های تثبیت فاضلاب به عوامل متعددی وابسته است که بر فرآیندهای زیستی، شیمیایی و فیزیکی تصفیه تأثیر مستقیم دارند. درک این عوامل برای طراحی صحیح و بهره برداری مؤثر سیستم بسیار اهمیت دارد.

• دما : دمای محیط یکی از مهم ترین عوامل تأثیرگذار بر عملکرد برکه تثبیت است. فعالیت باکتری ها و جلبک ها به شدت به دما وابسته است و افزایش دما موجب تسریع فرآیند تجزیه مواد آلی و تولید اکسیژن محلول توسط جلبک ها می شود. در مقابل، دماهای پایین باعث کاهش سرعت تصفیه و طولانی شدن زمان ماند لازم برای دستیابی به کیفیت مطلوب پساب می گردد. به همین دلیل، این سیستم ها در مناطق گرم و آفتابی عملکرد بهتری دارند.
• نور خورشید: نور خورشید برای فعالیت فتوسنتزی جلبک ها ضروری است. جلبک ها با فتوسنتز اکسیژن تولید کرده و دی اکسیدکربن حاصل از فعالیت باکتری ها را مصرف می کنند. علاوه بر این، تابش مستقیم نور خورشید باعث غیرفعال شدن باکتری ها، ویروس ها و انگل های بیماری زا در آب می شود. کاهش نور در محیط های سایه دار یا ابری می تواند رشد جلبک ها و راندمان تصفیه را کاهش دهد.
• زمان ماند هیدرولیکی: زمانی که فاضلاب در برکه باقی می ماند، فرصت کافی برای ته نشینی مواد معلق و فعالیت باکتری ها و جلبک ها فراهم می کند. زمان ماند کوتاه باعث می شود برخی مواد آلی و میکروارگانیسم ها تصفیه نشوند و راندمان سیستم کاهش یابد. زمان ماند مناسب به نوع برکه و شرایط اقلیمی بستگی دارد.
• عمق و هندسه برکه: عمق برکه تعیین کننده تعادل میان لایه های هوازی و بی هوازی است و نقش مهمی در ته نشینی صحیح ذرات دارد. همچنین نسبت طول به عرض برکه بر جریان یکنواخت فاضلاب و جلوگیری از کوتاه مدت شدن مسیر جریان تأثیر می گذارد. طراحی مناسب هندسه برکه به حداکثر رساندن راندمان تصفیه کمک می کند.
• کیفیت و بار آلی فاضلاب ورودی: غلظت مواد آلی و جامدات معلق در فاضلاب ورودی مستقیماً بر عملکرد برکه تأثیر می گذارد. افزایش بیش از حد بار آلی می تواند ظرفیت تجزیه باکتری ها را فراتر برده و راندمان سیستم را کاهش دهد. در بسیاری از سیستم ها، برکه بی هوازی به عنوان پیش تصفیه برای کاهش بار اولیه استفاده می شود.
• اکسیژن محلول و تهویه طبیعی: اکسیژن محلول برای فرآیندهای هوازی ضروری است و کمبود آن می تواند موجب رشد باکتری های بی هوازی و انتشار بو شود. در برکه های اختیاری و هوازی، اکسیژن از طریق فتوسنتز جلبک ها و اختلاط طبیعی با هوا تأمین می شود. تهویه طبیعی مناسب به حفظ تعادل زیستی و افزایش راندمان تصفیه کمک می کند.
• عوامل اقلیمی و محیطی: شرایط اقلیمی مانند باد، بارندگی و تبخیر نیز بر عملکرد برکه اثرگذارند. باد می تواند باعث اختلاط سطحی و افزایش اکسیژن محلول شود، اما بارندگی شدید یا تبخیر زیاد ممکن است سطح آب و زمان ماند را تغییر دهد و عملکرد سیستم را تحت تأثیر قرار دهد.
• نگهداری و برداشت لجن: لایه لجن ته نشین شده در کف برکه بخشی از فرآیند تصفیه را انجام می دهد. تجمع بیش از حد لجن می تواند ظرفیت برکه را کاهش دهد و باعث افزایش بو شود. برداشت دوره ای لجن برای حفظ کارایی و پایداری سیستم ضروری است.

طراحی برکه تثبیت فاضلاب

طراحی برکه تثبیت فاضلاب شامل تعیین نوع برکه، عمق، ابعاد، زمان ماند هیدرولیکی، ورودی و خروجی و شرایط نگهداری است تا فرآیند تصفیه طبیعی بهینه انجام شود. برکه ها معمولاً به سه نوع بی هوازی، اختیاری و هوازی تقسیم می شوند و در بسیاری از سیستم ها به صورت سری استفاده می شوند: بی هوازی برای کاهش بار آلی اولیه، اختیاری برای تصفیه اصلی و هوازی برای پالایش نهایی و حذف میکروب ها.

عمق برکه ها بسته به نوع آن متفاوت است؛ برکه های بی هوازی عمیق تر (2 تا 5 متر) و هوازی کم عمق تر (0.5 تا 1.5 متر) طراحی می شوند تا شرایط هوازی و فتوسنتز جلبک ها فراهم شود. نسبت طول به عرض برکه به گونه ای در نظر گرفته می شود که جریان فاضلاب یکنواخت حرکت کند و از کوتاه مدت شدن مسیر جریان جلوگیری شود.

زمان ماند هیدرولیکی عامل مهم دیگری است که تعیین کننده راندمان تصفیه است و معمولاً برای برکه های بی هوازی 1 تا 5 روز، اختیاری 5 تا 20 روز و هوازی 5 تا 10 روز در نظر گرفته می شود. دیواره ها و کف برکه باید غیرقابل نفوذ و مقاوم باشند و طراحی ورودی و خروجی به گونه ای انجام شود که فاضلاب به صورت یکنواخت توزیع شود و پساب تصفیه شده بدون همراه شدن با لجن یا جلبک خارج گردد.

شرایط اقلیمی مانند تابش خورشید، دما، باد و بارندگی نیز در طراحی لحاظ می شود تا اکسیژن محلول کافی و رشد جلبک ها بهینه باشد. علاوه بر این، امکان برداشت دوره ای لجن برای حفظ ظرفیت برکه ضروری است. رعایت این اصول باعث می شود برکه تثبیت فاضلاب به صورت پایدار و با راندمان بالا عمل کند.

مزایای برکه تثبیت فاضلاب

• کم هزینه بودن: احداث و بهره برداری برکه های تثبیت نسبت به تصفیه خانه های مکانیکی، ساده و اقتصادی است.
• نیاز پایین به تجهیزات مکانیکی و انرژی: فرآیند تصفیه به صورت طبیعی و بدون تجهیزات پیچیده انجام می شود.
• کارایی مناسب در حذف مواد آلی: باکتری ها و جلبک ها قادر به کاهش بار آلی و BOD فاضلاب هستند.
• حذف میکروارگانیسم های بیماری زا: تابش خورشید، افزایش pH و فعالیت جلبک ها باعث کاهش باکتری ها و ویروس ها می شود.
• سازگاری با محیط زیست: فرآیند طبیعی و کم تأثیر بر اکوسیستم اطراف است.
• امکان بهره برداری در مناطق کم جمعیت و روستایی: مناسب برای فاضلاب های شهری کوچک و روستاها.
• قابلیت استفاده مجدد پساب: پساب خروجی می تواند برای آبیاری غیرمستقیم یا مصارف کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.
• انعطاف پذیری در طراحی: امکان ترکیب انواع برکه ها (بی هوازی، اختیاری، هوازی) برای افزایش راندمان وجود دارد.
• ساده بودن نگهداری: نیاز به نیروی متخصص و تعمیرات مکانیکی محدود است.

معایب برکه تثبیت فاضلاب

• نیاز به فضای زیاد: برکه های تثبیت به سطح زمین وسیعی برای جریان یکنواخت فاضلاب نیاز دارند.
• زمان ماند طولانی: فرآیند تصفیه در برکه ها نسبت به روش های مکانیکی کندتر است و نیاز به زمان ماند طولانی دارد.
• کاهش راندمان در دماهای پایین: فعالیت میکروارگانیسم ها و جلبک ها در مناطق سرد یا فصول زمستان کاهش می یابد.
• تولید بو: در صورت تهویه ناکافی یا تجمع بیش از حد لجن، امکان انتشار بوی نامطبوع وجود دارد.
• کنترل رشد جلبک ها: رشد بیش از حد جلبک ها در سطح آب می تواند مشکلاتی در کیفیت پساب ایجاد کند.
• برداشت لجن دوره ای: تجمع لجن در کف برکه نیاز به برداشت و مدیریت دارد که اگر انجام نشود، ظرفیت تصفیه کاهش می یابد.
• حساسیت به تغییرات بار آلی فاضلاب: افزایش ناگهانی بار آلی می تواند راندمان برکه را کاهش دهد.
• وابستگی به شرایط اقلیمی: نور خورشید، دما و باد نقش مهمی در عملکرد دارند و تغییرات شدید می تواند کارایی سیستم را تحت تأثیر قرار دهد.

کاربردهای برکه تثبیت فاضلاب

برکه های تثبیت فاضلاب یکی از روش های طبیعی و اقتصادی تصفیه فاضلاب هستند که به دلیل کارایی مناسب و هزینه پایین در مناطق مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

برکه های تثبیت فاضلاب یکی از روش های طبیعی و اقتصادی تصفیه فاضلاب هستند که به دلیل کارایی مناسب و هزینه پایین در مناطق مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از مهم ترین کاربردهای این سیستم، تصفیه فاضلاب شهری و روستایی است. در شهرها و روستاهای کوچک که احداث تصفیه خانه های مکانیکی پرهزینه یا پیچیده است، برکه های تثبیت می توانند به صورت پایدار فاضلاب را تصفیه کرده و پساب خروجی را برای تخلیه ایمن یا استفاده مجدد آماده کنند.

برکه های تثبیت همچنین در صنایع کوچک و متوسط کاربرد دارند، به ویژه در صنایعی که فاضلاب آن ها حاوی بار آلی قابل تجزیه زیستی است. نمونه هایی مانند صنایع غذایی، لبنیات، مرغداری ها و کارگاه های کشاورزی می توانند با استفاده از برکه های تثبیت، بخشی از بار آلی و میکروبی فاضلاب خود را کاهش دهند و پیش از تخلیه یا استفاده مجدد، کیفیت آن را بهبود بخشند.

یکی دیگر از کاربردهای مهم، تأمین پساب برای آبیاری کشاورزی و فضای سبز است. پساب خروجی از برکه های تثبیت، در صورت رعایت زمان ماند مناسب و کنترل کیفیت، دارای بار آلی کاهش یافته و میکروب های بیماری زا محدود شده است و می تواند برای آبیاری غیرمستقیم زمین های کشاورزی، باغ ها و فضای سبز شهری مورد استفاده قرار گیرد. این امر به صرفه جویی در مصرف آب و استفاده پایدار از منابع آب کمک می کند.

علاوه بر این، برکه های تثبیت می توانند در تصفیه فاضلاب مجتمع های اقامتی، هتل ها، بیمارستان ها و اردوگاه ها به کار گرفته شوند. این سیستم ها به دلیل ساده بودن نگهداری و امکان بهره برداری در مناطق کم جمعیت، گزینه ای ایده آل برای تصفیه فاضلاب این مجتمع ها هستند.

برکه های تثبیت همچنین به عنوان مرحله پیش تصفیه یا مکمل تصفیه مکانیکی در سیستم های بزرگ تر نیز کاربرد دارند. فاضلاب پس از عبور از برکه تثبیت، بار آلی و جامدات معلق کمتری دارد و این امر به کاهش هزینه و افزایش راندمان پکیج تصفیه فاضلاب کمک می کند.

نگهداری و بهره برداری از برکه های تثبیت فاضلاب

برکه های تثبیت فاضلاب با وجود سادگی در طراحی و بهره برداری، نیازمند برنامه منظم نگهداری هستند تا عملکرد تصفیه بهینه باقی بماند و طول عمر سیستم افزایش یابد.

• کنترل سطح آب: سطح آب برکه باید در حد مناسب نگه داشته شود تا فرآیند ته نشینی و تصفیه هوازی و بی هوازی بهینه باشد. کاهش سطح آب باعث کاهش زمان ماند و کاهش راندمان تصفیه می شود، در حالی که افزایش بیش از حد سطح آب ممکن است به سرریز و کاهش کیفیت پساب منجر شود.
• پایش کیفیت پساب: پارامترهای مهم مانند BOD، COD، مواد معلق و اکسیژن محلول باید به طور منظم اندازه گیری شوند. این پایش به بهره بردار کمک می کند تا در صورت کاهش راندمان، اقدامات اصلاحی مانند تنظیم زمان ماند یا کنترل جلبک ها را انجام دهد.
• کنترل رشد گیاهان و جلبک ها: رشد بیش از حد جلبک ها می تواند باعث کاهش اکسیژن محلول و ایجاد مشکلات کیفیتی شود. برداشت یا مدیریت گیاهان و جلبک ها ضروری است. همچنین پوشش گیاهی اطراف برکه باید حفظ شود تا از فرسایش دیواره ها جلوگیری شود.
• مدیریت لجن: لجن ته نشین شده در کف برکه باید به صورت دوره ای برداشت شود. تجمع بیش از حد لجن ظرفیت تصفیه را کاهش داده و احتمال تولید بو را افزایش می دهد. مدیریت منظم لجن برای حفظ عملکرد برکه حیاتی است.
• نگهداری تجهیزات و ساختار فیزیکی: دیوارها و بستر برکه باید مقاوم و غیرقابل نفوذ باقی بمانند و ورودی و خروجی ها تمیز و بدون گرفتگی باشند تا جریان فاضلاب یکنواخت انجام شود. تهویه طبیعی نیز باید برقرار باشد تا اکسیژن کافی برای فرآیندهای هوازی تأمین گردد.
• بهره برداری پایدار: با رعایت نکات فوق، برکه تثبیت می تواند به صورت پایدار، کم هزینه و مؤثر فاضلاب را تصفیه کند و پساب با کیفیت مناسب تولید نماید. بهره برداری منظم و نظارت مستمر باعث افزایش طول عمر و راندمان سیستم می شود.

تفاوت برکه تثبیت فاضلاب با نهر اکسیداسیون

برکه های تثبیت فاضلاب و نهرهای اکسیداسیون هر دو از روش های طبیعی تصفیه فاضلاب هستند، اما در طراحی، عملکرد و کاربرد تفاوت های قابل توجهی دارند. برکه تثبیت معمولاً به شکل حوضچه های نسبتاً عمیق و کم تعداد ساخته می شود و ممکن است شامل بخش های بی هوازی، اختیاری و هوازی باشد، در حالی که نهر اکسیداسیون یک کانال طولانی و کم عمق است که فاضلاب در طول آن جریان می یابد و تصفیه به تدریج در مسیر انجام می شود.

یکی از تفاوت های اصلی بین این دو سیستم، زمان ماند و طول مسیر جریان فاضلاب است. در برکه های تثبیت، فاضلاب به مدت طولانی در حوضچه ها باقی می ماند تا فرآیند ته نشینی ذرات، تجزیه مواد آلی توسط باکتری ها و تولید اکسیژن توسط جلبک ها کامل شود. در مقابل، نهرهای اکسیداسیون فاضلاب را با جریان آرام و طولانی به حرکت در می آورند و تصفیه به صورت تدریجی در طول کانال صورت می گیرد، به همین دلیل زمان ماند در یک نقطه کمتر است اما طول مسیر بسیار طولانی است.

عمق برکه ها نیز نقش مهمی در کارایی آن ها دارد. برکه های تثبیت دارای لایه بندی عمودی مشخص هستند؛ لایه های پایین معمولاً بی هوازی و لایه های بالایی هوازی اند و ته نشینی لجن در کف برکه رخ می دهد. نهرهای اکسیداسیون کم عمق اند و اکسیژن عمدتاً از سطح وارد آب می شود، بنابراین فرآیند تصفیه بیشتر هوازی است و لایه بندی مشخص عمودی وجود ندارد.

از نظر راندمان تصفیه، برکه های تثبیت به دلیل عمق بیشتر و وجود بخش های مختلف، توانایی بالاتری در حذف مواد آلی و میکروب های بیماری زا دارند و پساب خروجی آن ها معمولاً کیفیت بالاتری دارد. نهرهای اکسیداسیون بیشتر برای کاهش بار آلی و تصفیه ابتدایی مناسب اند و پساب آن ها ممکن است نیاز به تصفیه تکمیلی داشته باشد.

فضای مورد نیاز دو سیستم نیز متفاوت است. نهرهای اکسیداسیون طول زیادی می طلبند و به زمین گسترده ای نیاز دارند، اما عمق آن ها کمتر است. در مقابل، برکه ها عمق بیشتری دارند اما طول کمتری نیاز دارند و معمولاً برای زمین های با مساحت متوسط مناسب ترند.

از نظر کاربرد، برکه های تثبیت برای تصفیه فاضلاب شهری، صنایع کوچک و مجتمع های اقامتی مناسب بوده و پساب آن ها می تواند برای آبیاری غیرمستقیم استفاده شود. نهرهای اکسیداسیون بیشتر در تصفیه ابتدایی فاضلاب های شهری یا صنعتی کاربرد دارند و معمولاً پساب آن ها نیاز به مراحل تکمیلی دارد.