خلاصه:

به دنبال زندگی گروهی، موضوع مدیریت و دفع فاضلاب از محیط زیست انسان اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. همزمان با گسترش شهرها و شبکه‌های آبرسانی برای داشتن محیطی پاک و بدور از آلودگی سامانه­های دفع فاضلاب و پسابهای انسانی نیز مورد توجه قرار گرفت.

اولین روش دفع فاضلاب به صورت کاتالیزاسیون در نقاط مختلف جهان دیده می‌شود. در این رابطه آثاری در هند با قدمت 7000 ساله به عنوان فاضلابرو به دست آمده است و نیز در شهرهای قدیمی نظیر بابل و نینوا و یا همین طور در شهرهایی از کشورهای باستانی نظیر یونان و روم قدیم آثار فاضلابروها مربوط به 2000 سال پیش از میلاد دیده شده است. تا حدود یکصد سال پیش گندابروها به ویژه کانالهای فرعی فاضلاب به صورت روباز ساخته می‌شدند. نخست پس از آشکار شدن اثر این قبیل کانالها در بخش بیماریهای واگیر کوشش بعمل آمد که تمام گندابروها و فاضلابروها در زیرزمین ساخته شوند. قرار گرفتن فاضلابروها در زیر زمین موجب شد که در پائین رفتن سطح آب زیر زمینی تاثیر نیکویی بنماید و این خاصیت نیز جزو محاسن ایجاد شبکه‌های جمع­آوری فاضلاب قرار گیرد. در کشورمان تا همین اواخر و حتی در حال حاضر در بعضی از شهرها دفع فاضلاب به دو شکل انجام می‌گیرد، در روش اول در شهرهایی که عمق آب زیرزمینی زیاد و نفوذ پذیری زمین نیز نسبتا زیاد بود از چاههای جذبی فاضلاب سود برده می‌شد و این روش هنوز هم در بسیاری از شهرهای ایران مورد استفاده است.

روش دوم مربوط به شهرهایی است که با آب زیرزمینی بالا قرار گرفته و یا خاک از نفوذ پذیری مناسب برخوردار نیست در این گونه شهرها از شیب طبیعی استفاده می‌شد و با ایجاد زهکشی و یا کانال فاضلاب به خارج شهر هدایت می‌شده است و یا از وجود آبهای سطحی نظیر رودخانه بهره گرفته و فاضلاب از محیط شهر دور می‌شده است.

در جهانی که ما در آن زندگی می‌کنیم بعلت محدودیت منابع، اهمیت جمع­آوری فاضلاب بر کسی پوشیده نیست. زیرا با بزرگ شدن شهرها و افزایش جمعیت آنها از یک سو و گسترش صنایع و کارخانه‌ها از سوی دیگر مسئله آلودگی محیط زیست روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. با گسترش زندگی ماشینی و به علت توجه نکردن افراد به منافع همگان هر روز انواع بیشتری از آلودگی محیط زیست زندگی انسان و محیط را ناسالم­تر و زیستن آنها را در معرض خطر جدی‌تر قرار می‌دهد. هوای آلوده به گازهای سمی آبهای آلوده به مواد بیماری‌زا و بالاخره صداهای بلند و ناهنجار همگی زندگی موجودات زنده را در کره زمین با مشکل مواجه کرده‌اند. خوشبختانه در صورتیکه فرهنگ همگانی بالا رفته قوانین موجود بر اثر حفاظت محیط زیست اجرا شده و بسته به نیاز محیط، قوانین تازه‌ای به آنها افزوده گردد می‌توان امیدوار بود که مشکل قابل حل باشد. فاضلابها به علت مواد زایدی که در خود دارند جزء آلوده کننده‌های محیط زیست به شمار می‌روند و باید آنها را جمع‌آوری نمود و نخست آنها را پایش و تصفیه کرد و بعد از آن آب را به چرخه خود در طبیعت برگرداند.

بدین منظور در طی این مقاله نسبت به معرفی شیخ بهایی، حمام شیخ بهایی، نمونه صنعتی تصفیه فاضلاب شیخ بهایی با نام تجاری ایمهاف­تانک اقدام خواهد شد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

انواع سامانه تصفیه فاضلاب و برتری مقایسه­ای آنها نسبت به هم

تصفیه فاضلاب بر خلاف سامانه­ها و شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب که از پشتوانه تاریخی طولانی برخوردار است سابقه تاریخی کوتاهی داشته و صنعت جدیدی است و بعضی از روشهای تصفیه فاضلاب نظیر سپتیک تانک تازگی بیشتری دارد.

در حدود یکصد سال پیش که رابطه‌ای بین اثر باکتری‌ها و میکروب‌های بیماریزا در واگیری و شیوع بیماریها آشکار گشت انسان به فکر پاکسازی آب‌های آلوده افتاد. به عبارت دیگر تصفیه فاضلاب در روند امروزی خود بیشتر در اثر پیشرفت علم زیست شناسی و پزشکی به وجود‌آمده است. پرداختن و توجه به این فن از آنجا شروع شد که به تدریج برای جلوگیری از آلوده شدن منابع طبیعی و به ویژه رودخانه‌ها ورود فاضلاب به این منابع ممنوع اعلام گردید. این جلوگیری‌ها نیاز به تصفیه فاضلاب و تکامل روشهای آن را ایجاب نمود با گذشت زمان و بویژه پس از جنگ جهانی دوم در نتیجه توسعه شهرها و منابع خطر آلودگی محیط زیست و در نتیجه نیاز به تصفیه فاضلاب با شدت بی­سابقه‌ای افزایش یافت و همزمان با آن روشهای بسیاری برای تصفیه فاضلاب پیشنهاد و به کار گرفته شد.

در تکامل فن تصفیه فاضلاب از نظر زمانی روشهای طبیعی جزو قدیمی­ترین روش‌هایی هستند که برای تصفیه بکار گرفته شده­اند. به ویژه استفاده از فاضلاب برای آبیاری کشاورزی به علت خاصیت کودی آن در یکصد سال پیش تاکنون در کشورهای اروپایی متداول بوده است.

در ایران از زمان‌های بسیار دوری لجن بدست آمده از چاه‌های جذب کننده فاضلاب به عنوان کود کشاورزی بکار گرفته می‌شده است ولی در تمام این روشها بیشتر تکیه بر بازیابی از مواد کودی فاضلاب بوده است و نه تصفیه آن از ده‌ها سال پیش تا کنون دریاچه‌های تثبیت فاضلاب در کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

اهداف تصفیه فاضلاب

در تصفیه فاضلاب هدفهای زیر مد نظر می‌باشد:

الف- تامین شرایط بهداشتی برای زندگی مردم

فاضلابهای شهری همیشه دارای میکروب‌های گوناگونی می‌باشند که قسمتی از آنها را میکروب‌های بیماری‌زا تشکیل می‌دهند. ورود فاضلاب تصفیه نشده به محیط کشت و منبع‌های طبیعی آب چه آنهایی که روی زمین و چه آنهایی که در زیر زمین قرار دارند موجب آلوده شدن این منابع به میکروب‌های بیماری‌زا می‌گردد و در اثر تماس با این منابع خطر گسترش این بیماریها بین مردم به وجود می‌آید.

ب- پاک نگهداری محیط زیست

وارد نمودن فاضلابهای تصفیه نشده به محیط زیست موجب آلودگی این محیط شده که علاوه بر خطرهای مستقیمی که برای بهداشت مردم دارد نتایجی دیگر از قبیل مناظر زشت، بوهای ناخوشایند و سرانجام تولید حشرات بخصوص مگس و پشه به همراه دارد. این حشرات خود وسیله‌ای برای جابجا شدن میکروب‌های بیماریزا و آلوده سازی محیط زیست با این میکروب‌ها می‌باشد.

ج- بازیابی فاضلاب

بازیابی فاضلاب و با توجه به اینکه مقدار نمکهای معدنی محلول در فاضلاب به مراتب کمتر از آب دریاهای آزاد می‌باشد و فاضلاب جزوء آبهای شیرین ولی آلوده به حساب می‌آید استفاده دوباره از فاضلابهای تصفیه شده به جای آب شیرین جهت آبیاری کشاورزی به مراتب ارزانتر از شیرین سازی آب دریاهای شور می‌باشد. این مسئله در ایران که در بسیاری از نقاط آن مردم با کمبود آب شیرین مواجه هستند می‌تواند در مصرف آب شیرین مورد استفاده در آبیاری کشاورزی صرفه­جویی نماید. کاربرد دوباره فاضلاب تصفیه شده جهت آبیاری کشاورزی علاوه بر صرفه­جویی در مصرف آب شیرین به علت وجود مواد کودی که در فاضلاب تصفیه شده می‌تواند منبع غذایی خوبی برای گیاهان و تقویت زمین کشتزارها گردد.

ماهیت فاضلاب

 فاضلابها اساسا" دارای طبیعتی آلی هستند که شامل کربن، نیتروژن، فسفر، و نیز غلظت نسبتا" بالایی از میکروارگانیسم­ها می­باشند که به آسانی قابل تجزیه بوده و این تجزیه حتی هنگامی که فاضلاب­ها در شبکه جمع­آوری جریان دارند صورت می­گیرد. فاضلاب تازه، مایع کدر خاکستری رنگی است که علاوه بر مواد شیمیایی شامل مواد معلق، شناور و نیز مواد جامد کلوئیدی به همراه آلوده کننده­های دیگری است که بصورت محلول می­باشند.

فاضلاب­ها معمولا با افزودن اکسیژن مورد نیاز تصفیه می­گردند و در این حالت باکتریها خواهند توانست فاضلاب را بعنوان غذا مورد استفاده قرار دهند.

اما بعلت پیچیدگی فاضلاب­های خانگی، تجزیه و تحلیل کامل آن بصورت فوق میسر نیست، لذا باید بدنبال روش کامل­تری بود که موجب کاهش گسترش بیماریهای عفونی ناشی از وجود میکروارگانیسم­های بیماریزا و جلوگیری از آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی باشد.

رشد و تکثیر باکتریها:

باکتریها در محیطی می­توانند رشد و تکثیر نمایند که:

1.    به مقدار کافی مواد مغذی در دسترس داشته باشند

2.    ترکیبات و مواد سمی در آن محیط حضور نداشته باشد

3.    خود محیط رشد مناسب باشد

علاوه بر موارد فوق، عوامل محیطی که از اهمیت خاصی برای رشد و تکثیر باکتریها برخوردار هستند، عبارتند از:

1.    حدود خنثی برای  PH

2.    درجه حرارت

3.    حضور غلظت اکسیژن محلول حدود 2-1 میلی گرم در لیتر

در صورتی که شرایط فوق فراهم باشد باکتری‌ها چهار مرحله مشخص از رشد را پشت سر خواهند گذاشت. در اولین مرحله، هیچ افزایشی در تعداد باکتری‌ها بوجود نمی­آید (Lage Phase) لیکن باکتریها در درون، کاملا? فعال می­باشند و در صورت لزوم آنزیم‌های مورد نیاز برای انجام اکسیداسیون مواد آلی فاضلاب را تهیه می­کنند.

در دومین مرحله از رشد تعداد باکتری‌ها بصورت لگاریتمی افزایش می­یابد (Exponential Phase) در این مرحله باکتریها مواد غذایی را در سلولهای خود ذخیره و نگهداری می­کنند که در صورت کمبود و یا عدم وجود مواد غذایی در محیط مورد استفاده قرار بدهند.

مرحله سوم، مرحله ثابت رشد (Stationary Phase) بوده، در این مرحله تعداد باکتریهای جدید تقریبا? باکتریهایی که می­میرند برابر می­شوند و در این مرحله تراکم جمعیتی سلولها تغییر نمی­کند. اگر میزان رشد افزایش یابد باید این منحنی وارد مرحله مرگ (Death Phase) گردد و در این حالت تراکم جمعیت در طی زمان کاهش می­یابد.

اصول کلی تصفیه فاضلاب (پالایش فاضلاب)

جهت تصفیه فاضلابها از روشها و تکنیکهای مختلفی نظیر استفاده از تصفیه مکانیکی یا فیزیکی صاف کردن فاضلاب،‌ته نشین کردن مواد معلق، ‌شناور سازی مواد معلق و تصفیه زیستی یا تصفیه بیولوژیکی، تصفیه زیستی با کمک باکتریهای هوازی، تصفیه زیستی با کمک باکتریهای بی هوازی، نتیرات سازی و نیترات زدایی، ‌تصفیه شیمیایی، ‌استفاده از مواد شیمیایی برای تاثیر روی مواد محلول،‌ استفاده از مواد شیمیایی برای تاثیر روی مواد نامحلول و در نهایت گندزدایی از ‌آنجایی که نگرش طرح حاضر در خصوص ساخت ایمهاف تانک می‌باشد و روش تصفیه در این گونه محصولات تصفیه زیستی با کمک باکتریهای بی هوازی می‌باشد به شرح آن می‌پردازیم.

ایمهاف تانک جزو تصفیه­خانه‌های کوچک فاضلاب می‌باشند یکی از علل کوچک شدن تصفیه‌خانه فاضلاب کم بودن جمعیتی است که فاضلاب آنها به تصفیه­خانه می‌رسد. علاوه بر کمی جمعیت می‌توان دلایل زیر را نیز ذکر کرد:

الف- عدم نیاز به تصفیه کامل فاضلاب

گاهی ممکن است به علت وجود منابع طبیعی با ظرفیت تصفیه زیاد مانند رودخانه‌های بزرگ و یا دریا بتوان از ایجاد بعضی واحدهای تصفیه خانه خودداری و در هزینه سرمایه‌گذاری اولیه صرفه‌جویی نمود. در این صورت فاضلاب را به صورت ناقص تصفیه کرده و بقیه عمل را به عهده منابع طبیعی نامبرده می‌گذارند.

ب- علل اقتصادی

در بعضی از موارد ممکن است به علت عدم امکان مالی و نیاز اجتناب ناپذیری به صرفه‌جویی موقتا از ساختن چند واحد تصفیه خانه صرفه جویی نمود و بدین صورت ساختمان تصفیه‌خانه را برای مدتی کوتاه کوچک ساخت.

ج- نوع آلودگی فاضلاب

برای تصفیه فاضلابهای صنعتی ممکن است به علت نوع آلودگی تنها نیاز به ایجاد چند واحد برای تصفیه خانه گردد و ساختمان آن کوچک طراحی شود. امروزه با توجه به تعداد روز افزون شهرکهای مسکونی که مرتبا در مجاورت شهرهای بزرگ ساخته می‌شوند مناطق ییلاقی که نمی­توانند از شبکه­های فاضلاب شهری استفاده نمایند روستاهایی که دفع فاضلاب آنها با مشکل مواجه است و بالاخره واحدهای مستقلی از قبیل بیمارستانها،‌ کشتارگاهها و غیره مسئله تصفیه خانه‌های کوچک اهمیت زیادی پیدا کرده است سازنده‌های مختلف مرتبا همراه با تبلیغ سامانه­های تصفیه گوناگونی را به بازار عرضه می­کنند که در صورت عدم آشنایی به نیازها و مورد کاربرد آن سامانه­ها ممکن است استفاده از آنها موجب تلفات مالی و از دست رفتن وقت و نرسیدن به هدف پیش بینی شده گردد.

تصفیه فاضلاب­ها معمولا? به دو دسته اصلی طبقه­بندی می­شود:

1-             روش هوازی      

2-             روش بی­هوازی

1.       تصفیه فاضلاب  بروش هوازی:

باکتریها توسط اکسیداسیون مواد آلی، انرژی مورد نیاز خود را تدارک می­بینند و به این ترتیب قادرند مولکولهای پیچیده­ای مثل پروتئین­ها و هیدرو کربورها که جهت ساختن سلولهای جدید مورد نیاز هستند را مصرف کنند. از اینرو متابولیسم باکتریایی از دو قسمت تشکیل شده است:

الف – شکستن و سوختن مواد جهت تأمین انرژی

2.     تصفیه فاضلاب بروش بی­هوازی:

  این روش برای فاضلاب­هایی که مواد آلی پیچیده دارند بکار می­رود و زمانی این عمل صورت می­گیرد که باکتریهای بی­هوازی فعالیت خود را در اثر نرسیدن اکسیژن به آنها شروع نموده­اند. در این مرحله مواد آلی پیچیده توسط باکتریهای بی­هوازی (Anaerobic )و یا باکتری‌هایی بی‌هوازی اختیاری (Facultative ) که مولد اسید نام دارند تغییر شکل یافته و شکسته می‌شوند. در این فرایند مواد آلی پیچیده مانند چربی­ها، پروتین­ها و هیدروکربورها هیدرولیز شده و به شیوه­ای بیولوژیکی به مواد آلی ساده تبدیل می­شوند.

بیشتر اوقات محصول نهایی این مرحله تبدیل فاضلاب به چربی‌های اسیدی است، که باکتریهای مولد اسید برای تأمین انرژی جهت رشد و تبدیل قسمت کمی از مواد آلی فاضلاب به سلول جدید، از این واکنش­ها استفاده می­کنند. در این مرحله عمل تبدیل فاضلاب صورت نمی‌گیرد بلکه در مرحله دوم که همراه با تولید گاز متان است تثبیت واقعی پیش می­آید. در طی این مرحله باکتری­ها جزء باکتری‌های ساپروفیت بوده که مواد غذایی خود را از اجساد و پس مانده‌های موجودات زنده تأمین می­کنند و سپس اسیدهای آلی توسط گروهی از باکتری‌ها به نام مولد متان به گازهای کربنیک و متان که از محصولات نهایی این فرایند است تبدیل می­شوند. لازم به ذکر است که باکتریهای مولد گاز متان کاملا? بی­هوازی می­باشد.

رشد و تکثیر باکتریهای مولد اسید سریعتر از باکتریهای مولد متان است بطوری که زمان لازم برای دو برابر شدن آنها چند ساعت است ولی برای باکتریهای مولد متان چند روز است. لازم به توضیح است که باکتریهای مولد متان باید با شرایط خوب و در تعداد بسیار زیاد وجود داشته باشند. که در طراحی این سامانه به این مهم کاملا توجه شده است.

مزایای روش بی­هوازی در مقایسه با روش هوازی:

 با توجه به مطالب بالا مزایای روش بی­هوازی بشرح زیر می­باشد:

1.    در روش بی­هوازی مقدار زیادی از فاضلاب قابل تثبیت می­باشد

2.    تولید سلولهای بیولوژیکی بعنوان لجن در این روش کم می­باشد

3.    نیاز به مواد غذایی معدنی در این روش بسیار کم خواهد بود

4.    در این روش به اکسیژن و وسایل هوادهی که نصب و نگهداری آنها مشکلات خاص خود را دارا می­باشد نیازی نیست

5.    تولید گاز متان بعنوان یک منبع انرژی ارزان از مزایای این روش می­باشد

نحوه عملکرد سامانه تصفیه فاضلاب انسانی بی­هوازی:  

همانگونه که در سامانه­های هوازی، فاضلاب پس از طی سه مرحله:

1- فیزیکی 2- بیو شیمیایی 3- شیمیایی تصفیه می­شدند و قابلیت تخلیه را در محیط دارا بودند، در سامانه­های بی­هوازی هم نحوه عملکرد بهمان صورت است ولی بدلیل اینکه مقدار باکتریها پس از تصفیه در پساب مناطق مسکونی کم می­باشد. می­توان پساب حاصل را به چاه جاذب یا منابع دیگر پذیرنده تخلیه نمود.

فلوشیت فرایند بی­هوازی:

 

 

 

 

 کاربرد سامانه بسته تصفیه بی­هوازی:

  1.    مهمترین کاربرد این سامانه، نصب آنها در منازل مسکونی، مجتمع­ها و برجها می­باشد. از آنجا که در این گونه موارد کمبود فضا همواره مشکل ساز بوده و به علت اینکه این سامانه در زمین دفن می­گردد لذا مشکل فوق را تا اندازه بسیار زیادی حل نموده است.

2.    در شهرها و شهرک­های بزرگ می­توان با نصب این سامانه برای هر واحد مسکونی عمل تصفیه را انجام داده و پساب تصفیه شده را وارد محیط نمود که در این حالت نیاز به خط جمع­آوری نداریم اما اگر تصفیه ثانویه پسآبها مورد نظر باشد می­توان با یک تصفیه ساده که مهمترین بخش آن را تصفیه شیمیایی تشکیل می­دهد از پسابها می­توان به نحوه بهتری استفاده نمود.

3.    در سامانه تصفیه خانه­های بزرگ بهداشتی و اکثرا" صنعتی که نیاز به کاهش بار آلودگی توسط سامانه بی­هوازی دیگر از قبیل رآکتور UASB، لاگونهای بی­هوازی و......به نحوه مطلوب جوابگو نبوده و راه­اندازی و راهبری آنها مشکلات خاص خود را دارا می­باشند لذا اکثرا" از این سامانه استفاده می­شود.

4.    بهترین و شاید جالب­ترین عملکرد این سامانه در مورد فاضلاب­های مناطق روستایی است. در این مناطق بخصوص در زمان کاهش بارندگی از پساب خروجی این سامانه می­توان به بهترین نحو جهت آبیاری مزارع استفاده نمود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سامانه بسته تصفیه بی­هوازی

شیخ بهایی:

بهاء‌الدین محمدبن عزالدین حسین‌بن عبدالصمدبن شمس‌الدین محمدبن حسن‌بن محمدبن صالح حارثی‌همدانی عاملی جبعی (جباعی) معروف به شیخ بهائی در سال 953 ه.ق 1546 میلادی در بعلبک متولد شد. او در جبل عامل در ناحیه شام و سوریه در روستایی به نام "جبع" یا "جباع" می زیسته و از نژاد "حارث بن عبدالله اعور همدانی" متوفی به سال 65 هجری از معاریف اسلام بوده است.

ناحیه "جبل عامل" همواره یکی از مراکز شیعه در مغرب آسیا بوده است و پیشوایان و دانشمندان شیعه که از این ناحیه برخاسته اند، بسیارند. در هر زمان، حتی امروزه فرق شیعه در جبل عامل به وفور می‌زیسته‌اند و در بنیاد نهادن مذهب شیعه در ایران و استوار کردن بنیان آن مخصوصاً از قرن هفتم هجری به بعد یاری بسیار کرده و در این مدت پیشوایان بزرگ از میان ایشان برخاسته‌اند و خاندان بهائی نیز از همان خانواده‌های معروف شیعه در جبل عامل بوده است.

بهاءالدین در کودکی به همراه پدرش به ایران آمد و پس از اتمام تحصیلات، شیخ الاسلام اصفهان شد. چون در سال 991 هجری قمری به قصد حج راه افتاد، به بسیاری از سرزمین‌های اسلامی از جمله عراق، شام و مصر رفت و پس از 4 سال در حالی که حالت درویشی یافته بود، به ایران بازگشت.

وی در علوم فلسفه، منطق، هیئت و ریاضیات تبحر داشت، مجموعه تألیفاتی که از او بر جای مانده در حدود 88 کتاب و رساله است. وی در سال 1031 ه.ق در اصفهان درگذشت و بنا بر وصیت خودش جنازه او را به مشهد بردند و در جوار مرقد مطهر حضرت علی بن موسی الرضا علیه السلام جنب موزه آستان قدس دفن کردند.

 

حمام شیخ بهایی:

این حمام با مهندسی شیخ بهایی ساخته شده است. حمام شیخ بهایی در شعاع یکصد متری جنوب گنبد نظام الملک (جنوب مسجد جامع عتیق) در محله «در دست» قرار دارد. تاریخ ساخت آن را سال 1065 عنوان می‌کنند. در اقوال آمده که این حمام اسرار آمیز خزینه‌ای دارد که آب آن خودکار و بدون مصرف انرژی مستقیم گرم می‌شده است. البته بنا بر نظر رایج انرژی گرمایی حمام از گاز و انرژی مالی فضولات و فاضلاب تامین می‌شده که از طریق سفالینه‌های تهیه شده و مکش گازهایی چون متان و اکسید گوگرد استفاده می کرده است.

سامانه گرمایی این حمام از شاهکارهای مهندسی با استفاده از قوانین فیزیک و شیمی محسوب می شود. آب این حمام با سامانه «دم و گاز» یعنی از گاز متان فاضلاب مسجد جامع و چکیدن روغن عصارخانه شیخ بهایی که در مجاورت حمام قرار دارد روشن می‌شده است. عصارخانه محلی برای تهیه روغن از دانه‌های روغن بوده است. این حمام با استفاده از این سامانه پیچیده مهندسی به مدت طولانی تنها با یک شمع روشن می‌شده است. این حمام از نظر معماری مانند سایر حمام‌های دوره صفویه دارای ویژگی‌های آن دوران است.

این حمام متروکه در فهرست آثار ملی کشور به ثبت رسیده است.

 

تاریخچه:

سامانه راکتور تصفیه فاضلاب بروش بی­هوازی با ابتکار دانشمند روسی (مهندس ایمهاف ) در سال 1967 به صنعت آب و فاضلاب دنیا معرفی گردید. سیر بسیار موفق تجاری را سریعا" طی نمود. استفاده از این سامانه در طی سالهای دهه 70 میلادی خدمت بزرگی به کشورهای پیشرفته خصوصا" در مناطق با بالا بودن سطح آب زیر زمینی و مناطق روستائی آنها ارائه نمود.   این فنّاوری در سال 1354 توسط مهندس رافائلو براندی تحت نام شرکت ماپردیل از کشور ایتالیا به ایران وارد شد. از این سال به بعد برای توسعه کار مبادرت به اخذ تائیدات ملی و همراهی دانشگاه‌ها از طریق انجام آزمایشات و تائید عملکرد تصفیه از روی مقادیر بدست آمده انجام گردید. و تا کنون بیش از 15000 دستگاه در سطح کشور در ساختمانهای مسکونی، ادارات، مراکز آموزشی دانشگاهی، خوابگاههای دانشجوئی، پادگانهای نظامی، مراکز فرهنگی و پارکها نصب و راه اندازی گردیده است.

ایمهاف تانک چیست؟   

ایمهاف تانک یک نوع تصفیه خانه تک واحدی است که تصفیه مکانیکی (ته نشینی) و تصفیه زیستی با کمک باکتریهای بی هوازی همزمان در آن انجام می‌گیرد. ایمهاف تانک تشکیل شده است از انباره سرپوشیده‌ای که معمولا با بتن آرمه و در ابعاد کوچک آن با مواد پلاستیکی ساخته می­شود. فاضلاب پس از ورود به انباره و به علت کاهش سرعت جریان آن ‌قسمتی از مواد معدنی معلق خود را به صورت ته نشینی از دست می‌دهد و از سوی دیگر انباره بیرون می‌رود. درجه آلودگی فاضلابی که از انباره بیرون می‌رود تقریبا معادل درجه آلودگی فاضلاب بیرون آمده از استخرهای ته نشینی نخستین می‌باشد. مواد ته نشین شده به صورت لجن در کف انباره با کمک باکتری­های هوازی هضم می‌شود. به طوری که انباره حداکثر یک تا دو بازه زمانی نیاز به خالی کردن پیدا می­کند. سپتیک تانک برای تصفیه فاضلاب یک ساختمان و یا مجتمعی از چند ساختمان مسکونی به کار می­رود. طول انباره­های استوانه­ای شکل را معمولا 2 تا 4 برابر آن انتخاب می­کنند. عمق موثر برای انباره حداقل 2/1 متر می­باشد.

در انباره­های بزرگ عمق را باید از نظر اقتصادی در حدود 2 تا 3 متر انتخاب کرده و بعلاوه فاصله سطح فاضلاب تا سقف انباره باید 30 تا 40 سانتیمتر باشد. برای زلال سازی بهتر فاضلاب معمولا انباره­ها را از دو قسمت و یا یک قسمت می‌سازند حجم قسمت اول را دو برابر قسمتهای بعدی انتخاب می­کنند تا اینکه اولا تا حدودی نوسانهای فاضلاب را جبران نمایند و دوما آنکه مواد جامد بیشتری در آن ته نشین گردد.در آمریکا حجم ایمهاف تانک را به صورت زیر حساب و تعیین می­کنند:

الف- اگر دبی فاضلاب کم و تا حدود دو متر مکعب در شبانه روز باشد ظرفیت انباره را حداقل 3 متر مکعب انتخاب می‌کنند.

ب- در صورتی که دبی فاضلاب بین 2 تا 6 متر مکعب در شبانه روز باشد حجم انباره را معادل 5/1 برابر دبی فاضلاب در یک شبانه روز انتخاب می‌کنند.

روشن است اگر دقت کافی در بکارگیری مصالح اختلاط و نگهداری بتن حمل و شرایط محیطی کنترل در ریختن بتن و هواگیری و ...مبذول نگردد به ویژگیهای مطلوب دست نخواهیم یافت.

خرابی و از هم پاشیدگی تعدادی از سازه‌های بتنی و پایین آمدن طول عمر مفید این قبیل سازه‌ها بیانگر این حقیقت است که مهندسین و دست اندرکاران این صنعت باید از دانش علمی و تجربه کافی در ارتباط با خواص و شرایط بتن برخوردار باشند و نکاتی نظیر شرایط محیطی آب و هوا و نحوه اختلاط درصدهای بکارگیری مواد و غیره را مورد توجه قرار دهند.

در گذشته­ای نه چندان دور فنّاوری بتن، یک امر تجربی بوده است ولی با پیشرفت دانش بشری، مطالعات و تحقیقات انجام گرفته بر روی مسائل شیمیایی، فیزیکی بتن و مصالح آن و بررسی رفتار بتن با شرایط مختلف نظریه­های مختلفی برای آن وضع شده است و استانداردهای معروفی نظیر BS انگلستان MSTM و ازACI آمریکا برای آن تدوین شده است. بتن ماده‌ چسبنده­ای اتلاق می‌شود که خاصیت سیمانی داشته و می‌توان برای ساخت بتن از نظر مخلوط سازی اجزا بتن بی­نهایت فرمول با مصالح مختلف ارائه داد و در یک تعریف کلی بتن را عموما حاصل فعل و انفعال سیمان و آب می‌دانند. بتن ممکن است از انواع مختلف سیمان سرباره کوره‌ها گوگرد مواد افزودنی پلیمرها الیاف و غیره تهیه شود و نیز در نحوه ساخت آن ممکن است از حرارت بخار آب اتوکلاو و خلاء فشارهای هیدرولیکی و متراکم کننده­های مختلف استفاده گردد. در یک حالت عمومی بتن را مخلوطی مناسب از سیمان و آب سنگدانه و مواد افزودنی می‌دانند.

یک سازه بتنی از سه قسمت سیمان، آب و سنگدانه مواد افزودنی تشکیل می­شود که از هیدراتاسیون سیمان و آب ماده چسبنده­ای حاصل  می­آید که سنگدانه‌ها و مواد افزودنی متفاوت دیگر در آن قرار می‌گیرند. خاصیت سنگدانه‌ها و مواد افزودنی دیگر هم در پایین آوردن ضریب حجمی مخلوط است و هم قیمت کل سازه را نیز کاهش می­دهند.

برای ساخت بسته تصفیه بی­هوازی از بتن آماده استفاده می­شود و مراحل ساخت به قرار ذیل است:

جهت ساخت این محصول قالبهای پیش ساخته به کار می­رود ابتدا قبل از وارد کردن بتن به داخل قالبها لازم است این قالبها با روغن سوخته آغشته شده تا باز کردن قالب به هنگام سخت شدن بتن آسانتر باشد بتن توسط بتنیرها ساخته می‌شود و وقتی مخلوط مناسب به دست آمد توسط کارگر و یا جرثقیل سقفی به نزدیک قالب جهت بتن ریزی حمل می‌گردد. لازم است قبل از آنکه بتن ریخته شود اسکلت آرماتوری ساخته شده از قبل توسط عوامل جوشکار در جای خود در قالب کار گذاشته شود و بعد عملیات بتن ریزی توسط کارگر انجام می­گیرد. به منظور ایجاد یکنواختی مناسب در امر بتن ریزی لازم است از لرزانده (ویبراتور) نیز استفاده شود و نکاتی که باید حتما به هنگام استفاده از این نوع دستگاهها مورد توجه قرار گیرد به قرار ذیل است:

لرزاندن و ارتعاش بتن توسط دستگاه لرزاننده (ویبراتور) اساس به حذف هوای محبوس و نزدیک کردن ذرات جامد به یکدیگر اطلاق می‌شود. بدین وسیله مخلوط‌ها خیلی خشک و چسبنده در مقایسه با روش دستی به خصوص متراکم شده و بتنی با مقاومت خوب و سیمان کمتر حاصل می­شود. با استفاده از مخلوط مناسب و نیروی انسانی ماهر، دو روش تراکم با دست و با دستگاه لرزاننده می­تواند بتن با کیفیت خوب به دست اورد. در روش دستی و با استفاده از میله تراکم ناکافی سبب ضعف بتن می­شود. در حالی که در استفاده از دستگاههای مرتعش کننده تراکم ناکافی همه قسمتهای بتن غیر یکنواختی نتیجه می­دهد و گاه لرزاندن زیاد سبب جدایی دانه از ملات می­گردد که این مساله کاربرد مخلوط نسبتا سفت و یا دانه بندی مناسب قابل پیشگیری است.

بعد از انجام عملیات بتن ریزی و لرزاندن این قالبها به مدت یک روز کنار گذاشته می­شوند و بعد از این مدت، قالبها توسط کارگران از هم باز می­شوند. قطعات ایمهاف تانک به دست آمده برای سخت شدن بیشتر رو به افزایش مقاومت بتن به استخر آب و یا به اتاق بخار هدایت می­شوند و حدود یک روز در این مکان باقی می­مانند. بعد از انجام این مراحل قطعات سپتیک تانک به فضای آزاد اطراف کارگاه حمل می­شوند و در آنجا حدود 10 تا 15 روز به آنها آب داده می­شود سپس عملیات لکه گیری روی آنها انجام می­گیرد و در فضای آزاد انبار می­شوند.

جهت مونتاژ قطعات و آب بندی از مخلوطی که شامل چسب و سیمان است استاده می­گردد و قطعات به وسیله این مخلوط یا در کارخانه و یا در محل نصب مونتاژ می­گردد و در نهایت از آب پر می­شوند و تست می­گردند.

مبانی طراحی و کاربرد بسته

این بسته یک نوع تصفیه‌خانه غیرمکانیکی تک واحدی است که تصفیه مکانیکی و تصفیه زیستی به کمک باکتریهای بی‌هوازی همزمان در آن انجام می‌گیرد و زمان ماند 24 ساعت(یکروز) برای آن در نظر گرفته شده است ته نشینی همراه با آن از طریق تصفیه بیو شیمیایی و به کمک میکروارگانیسم­های بی­هوازی صورت می­گیرد. در طراحی این بسته کوشش به عمل آمده تا مرحله اسیدی زودگذر باشد و فرآیند هضم لجن بیشتر به صورت متانی و در حالت قلیائی انجام پذیرد. این دستگاه جهت تصفیه فاضلاب یک واحد تا بی‌نهایت واحد مسکونی از طریق موازی کردن کاربرد عملی دارد. لازم به توضیح است که ظرفیت شبکه فوق‌الذکر در صورت افزایش هر تعداد واحد مسکونی به راحتی با حداقل هزینه قابل تطبیق خواهد بود.

  مشابه این سامانه در روش هوازی، سامانه­های پیش ساخته هوازی جهت تصفیه فاضلاب است که در آن عمل هوادهی و ته نشینی توأما?در یک مخزن صورت می­گیرد اما به علت بی­هوازی بودن این فرایند دیگر نیازی به تزریق هوا توسط هواده نمی­باشد.

کاهش هزینه‌های مواد مصرفی (ترکیبات ازت و فسفر) انرژی مکانیکی، بار کمتر تخلیه و دفع لجن همراه با بالاتر بودن توان حجمی تصفیه فاضلاب انسانی، از ویژگی­های اختصاصی این بسته می­باشد. از آنجائیکه محصول این فرآیند بیولوژیک یک ترکیب گازی پرانرژی است، مقدار انرژی جذب شده توسط میکروارگانیسم‌ها برای تولید میکروارگانیسم‌های جدید به مراتب کمتر از روش هوازی می­باشد. از این رو در این دستگاه، رسوب لجن به مراتب پائین­تر از سایر سامانه­ها می­باشد، به طوریکه انباره دستگاه به طور متوسط هر ده سال یکبار احتیاج به تخلیه پیدا می‌کند.

به کارگیری این سامانه در کارخانه­ها می­تواند جایگزین چاه­های جاذب باشد و از پساب حاصله می‌توان جهت مصارف آبیاری، هدایت به آب­های سطحی و تخلیه به سامانه اگوی محلی بهره گرفت. با حذف مواد جامد فضولات پس از تصفیه در سامانه بی‌هوازی می‌توان از صرف هزینه‌های بالا جهت احداث شبکه جمع‌آوری فاضلاب جلوگیری نمود. در مناطق و مواردی که تصفیه کامل فاضلاب در نظر است، می‌توان ابتدا فاضلاب را به روش بی‌هوازی تصفیه و سپس عمل تصفیه را به وسیله تصفیه‌های ثانویه کامل نمود. چون قسمت عمده بار آلودگی در روش بی‌هوازی با هزینه کمتری حذف شده و هزینه کلی فرآیند تصفیه به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

تصفیه زیستی به کمک باکتری­های بی‌هوازی

در صورتیکه به فاضلاب اکسیژن نرسد، باکتری­های هوازی رشد و فعالیت خود را از دست داده و در عوض باکتری­های بی‌هوازی فعالیت خود را شروع می‌نمایند. کار باکتری­های بی‌هوازی بر این اساس است که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه مواد آلی و معدنی موجود در فاضلاب به دست می­آورند. بعبارت دیگر باکتری بی‌هوازی جزء گروه باکتری­های ساپروفید هستند که مواد غذایی خود را برخلاف باکتری­های انگلی از اجساد و پسماندهای موجودات زنده تأمین می‌کنند و به همین دلیل این دسته از باکتری­ها به کارگران تصفیه­خانه فاضلاب معروفند. نتیجه فعالیت این دسته از باکتری­ها، تجزیه مواد آلی ناپایدار و تبدیل آنها به نمک­های معدنی پایدار و نیز گازهایی از قبیل هیدروژن سولفوره، گاز متان، گاز کربنیک و گاز ازت می­باشد. بهترین روش استفاده از باکتری­های بی‌هوازی در فرآیند تصفیه فاضلاب انسانی استفاده از مخزن­های بسته هضم لجن می­باشد. کار یگان تصفیه زیستی بی‌هوازی بسته، تشدید عملی است که به طور طبیعی در طبیعت رخ می‌دهد، با این تفاوت که با ایجاد محیط مناسب برای رشد و افزایش تعداد باکتری­های بی‌هوازی و افزایش سرعت فرآیند تصفیه، مدت زمان تصفیه فاضلاب را که ممکن است به چندین روز برسد به چند ساعت کاهش می‌دهد.

از آنجا که مواد آلی فاضلاب­ها منبع غذایی میکروارگانیسم‌ها هستند، تماس فاضلاب با تعداد بسیار زیادی از این میکروارگانیسم­ها اساس کار جریان­های تصفیه زیستی است تا آلوده کننده‌ها در زمان کوتاهی از آب حذف شوند.

نحوه عملکرد بسته بی‌هوازی

در بسته بی‌هوازی تولیدی عمل تصفیه به صورت فیزیکی و بیوشیمیایی انجام می‌پذیرد.

الف- اعمال فیزیکی:

فاضلاب خام پس از ورود به دستگاه از طریق کانال فضولات تقسیم شده و به جهت کاهش سرعت جریان، فضولات سبک به مخزن بی‌هوازی رانده می­گردد و مواد سنگین و معلق به صورت ته­نشین در کف انبار لجن انباشته می‌شود. جریان تلاطم در دستگاه باعث جابجایی مایع در دستگاه شده و بنابر قانون وزن مخصوص مایعات در سطوح مختلف ایستایی پیدا می‌کنند. آب تصفیه شده که در منبع آب می­­باشد، پس از مدتی مواد معلق بیشتری را از دست می‌دهد. با ورود هر مقدار فاضلاب به دستگاه به همان مقدار آب تصفیه شده از سیفون خارج می‌گردد. این عمل به دلیل اختلاف سطح لوله‌های ورودی و خروجی دستگاه به صورت غیرمکانیکی انجام می‌گیرد.

ب- اعمال بیوشیمیایی:

در جریان زیستی بی‌هوازی از تغییر و تبدیل پیچیده میکروبی برای تبدیل آلوده کننده‌های آلی به اسیداستیک و سپس گاز متان استفاده می­شود (بیوگاز). حیات باکتری­های بی‌هوازی براساس تأمین اکسیژن مورد نیاز خود از تجزیه مواد آلی و معدنی موجود در فاضلاب
می­باشد. در اثر تعفن و فعالیت باکتری­های بی‌هوازی دو مرحله تخمیر اسیدی و تخمیر متانی صورت می­گیرد که در مرحله اول ترکیبات آلی کربن‌دار و برخی مواد پروتئینی مورد تجزیه قرارگرفته و گازهای هیدروژن سولفوره (H2S)، دی اکسید کربن (CO2) و اسیدهای آبی تولید می‌شود. در این مرحله که باکتری­های بی‌هوازی اسیدی شرکت فعال دارند، بر مواد آلی ازت‌دار کمتر تأثیر گذارده می‌شود.

در مرحله دوم که به مرحله تخمیر متانی یا تخمیر قلیایی معروف است، با فعالیت گروه دیگری از باکتری­ها که به باکتری­های بی‌هوازی متانی معروفند، آغاز شده و علاوه بر ترکیبات آلی کربن‌دار ترکیبات آلی ازت‌دار نیز تجزیه و مقدار زیادی گاز متان (CH4)، گاز کربنیک (CO2) و کمی گاز ازت (N2) تولید می‌گردد.

خروج ازت زیستی فاضلاب به وسیله تغییر و تبدیل میکروبی انجام می‌گیرد. ازت آلی به آمونیاک تبدیل و سپس تعداد دیگری از میکروارگانیسم‌های هوازی، آمونیاک را به نیتریت متابولیزه تبدیل می‌کنند که در نهایت نیتریت متابولیزه به نیترات تبدیل می‌گردد.

آمونیاک و نیتریت به عنوان منابع انرژی این دسته از میکروب­ها هستند. سپس اگر این نیترات با باکتری­هایی که فعالانه یک منبع انرژی آلی را در غیاب اکسیژن متابولیزه می‌کنند تماس یابد، نیترات به وسیله میکروب­ها به گاز ازت تبدیل می­شود و چون در آب نامحلول است، به آسانی از آب خارج می‌گردد. گاز (H2S) که دارای بوی نامطبوع در سامانه های بی‌هوازی می­باشد، در این بسته به واسطه وجود دو باکتری بکیاتوا­آلبا و تایلوباسیلوسی و وجود اکسیژن در مخزن هوازی به یکی از دو صورت زیر اکسیده شده و بوی خود را از دست می‌دهد.

2H2S+ O2 ____ 2H2O+ 2 S

2H2S+ 2O2 ___ 2H2SO4

لازم به توضیح است که این اعمال در دو مرحله انجام می‌گیرد:

اول انجام اعمال تصفیه در قسمت محفظه بسته به مدت 14 روز و دوم هضم فضولات ته­نشین شده در انبار لجن که این فرآیند در مدت شش ماه انجام می‌گیرد.

اهمیت بکارگیری سامانه تصفیه فاضلاب بی­هوازی در کشور (بالاخص شهر تهران):

نظر به اینکه دهه آینده دهه جنگ آب می­باشد و دسترسی هر جامعه­ای به آب سالمتر و بیشتر موجب بقای بیشتر و توسعه پایدار خواهد شد. لذا استفاده مناسبتر از آب موجود استفاده مجدد از پساب تصفیه شده فاضلاب­های شهری و روستائی و سالم سازی آبهای زیرزمینی از ضروریات برنامه­ریزی راهبردی کشورها می­باشد. باید به این موضوع در شهر تهران کاوشگرانه و با دور اندیشی نگاه کرد، از جمله هم اکنون بیش از %47 آب مصرفی تهران از طریق استحصال از چاه­های آب تهران تامین می­گردد و اگر پروژه انتقال فاضلاب تهران از طریق اعتبار اخذ شده (با منت) از بانک جهانی با موفقیت به پایان برسد (طی 20 سال آینده ) و در انتهای آن نیز این موفقیت برای تصفیه فاضلاب تهران به انجام برسد (از طریق ساخت تصفیه خانه­های بزرگ مرکزی ) و پساب آن جهت مصارف کشاورزی آماده سازی گردد مشکلات خاصی بشرح زیر به پروژه مذبور بوجود خواهد آمد:

1-   با توجه به انتقال کلی پسابهای فاضلابی تهران به جنوب شهر و عدم بازگشت آن به سطح شهر کلیه چاه­های مشروب تهران از آب دهی مناسبی که در حال حاضر برخوردار می­باشد خارج شده و تهران با کمبود حداقل %47 آب مشروب چاههای خود در حال حاضر و بیش از %50 در آینده نزدیک روبرو خواهد شد.

2- با توجه به روند پیشرفت فیزیکی شبکه فاضلاب شهر تهران و کندی حرکت پروژه و عدم تطبیق منابع مالی با روند رو برشد قیمتها بنظر می­رسد پروژه مذبور حداقل ظرف  30سال آینده به انجام برسد.         

3- ساخت تصفیه خانه­های نهائی تهران با توجه به حجم عظیم فاضلاب تولیدی روزانه ابر شهر تهران پیشرفت فیزیکی در حدود %1 داشته است که با توجه به بزرگی و عظمت پروژه نظر نگارنده بر این است که این مهم حداقل ظرف  30 سال آتی به انجام نهائی برسد.