تصفیه فاضلاب دامپروری
در حالی که فعالیت های پرورش دام بسیار بزرگ در آسیا همراه با ده ها هزار جمعیت دام ساکن در هر مزرعه وجود دارند، مع الوصف تعدادشان خیلی زیاد نیست. بسیاری از محل های پرورش دام نسبتا کوچک بوده و دارای 10 تا 1500 راس دام ساکن می باشند. این مزارع کوچک به طور معمول به صورت خانوادگی اداره شده و در نزدیکی شهرها قرار گرفته اند. در دهه های گذشته، تلاش هایی انجام شده تا این مزارع کوچک جمع شوند و آن ها را در گروه هایی با بیش از 100000 راس دام در هرگروه سازمان دهی کنند بطوری که بتوان فاضلاب هایشان را به صورت متمرکز کنترل نمود.
آغل های دام معمولا با دور ریختن فضولات تمیز نمی شوندکه منجر به تولید فضولات نسبتا خشک گردد. در عوض، فضولات از آغل ها از طریق شست وشو با آب، به بیرون از آغل هدایت شده و برطرف می شوند. در نتیجه، فضولات حاصل از این گونه مزارع پرورش دام مایع هستند. این فاضلاب بسیار قوی است، هم از نظر شدت آلودگی ماده آلی و هم مقدار مواد جامد معلق.
در حالی که مزارع بزرگ دارای ترکیبی از دام های ماده و دام های نر، دام های نوزاد، توله های کوچک از شیر گرفته شده و دام های در حال رشد هستند، بسیاری از دامداری های کوچک به پرورش حیواناتی با یک اندازه ی خاص تمرکز می کنند تا نیازهای بازار محلی را برآورده سازند.
مشخصه های فاضلاب دامپروری
مقدار و ترکیب فاضلاب دامپروری به تعداد حیوانات موجود در مزرعه، وزن، سن و ترکیب غذایشان بستگی دارد. موادی از قبیل ویتامین ها، آنتی بیوتیک ها و تقویت کننده ها در عمل کاتالیزورهای رشد در فرمولاسیون تغذیه ی حیوان به کار برده می شوند و این ترکیبات می توانند در فاضلاب پایدار شوند. قبل از شست و شو و جاری شدن، فضولات دامپروری عمدتا از ادرار و مدفوع تشکیل شده است.
حجم آب شستشو دهنده به کار رفته می تواند بسته به شیوه های تمیز کردن از مزرعه ای به مزرعه دیگر متفاوت باشد.
با توجه به جدول زیر مشخصه های مهم فاضلاب دامپروری عبارتند از SS خیلی زیاد و مقدار ماده آلی زیاد، علاوه بر این آمونیاک مسئله مهمی است. در مکان هایی که فاضلاب دریافتی حاوی مقدار زیادی نوترینت ها باشد خطر نیتروژن و فسفر موجود در فاضلاب یک معضل خواهد بود.
فاضلاب دامپروری چون منشا حیوانی دارد می توان انتظار داشت که دارای اجزا تشکیل دهنده آلی باشد که به آسانی قابل تجزیه ی بیولوژیکی بوده. در مزارع دامپروری فاضلاب به صورت پیوسته تولید نمی شود. آغل ها احتمالا دو بار در روز در طی ساعات کاری با جریان آب شسته می شود. این بدان معنا است که دو پیک یا جریان حداکثری در جریان های فاضلاب روزانه وجود دارد.
چرخه ی تصفیه معمولا شامل :
1- زدایش ذرات درشت
2- یکنواخت سازی
3- کاهش شدت آلودگی مواد آلی (یک فرآیند بی هوازی )
4- زدایش مواد آلی در محدوده مجاز تخلیه ( یک فرآیند هوازی )
5- حذف نوترینت ها در جاهای ضروری
6- تصفیه لجن
آشغالگیر های درشت که در ابتدای تصفیه خانه واقع شده اند برای محافظت از تجهیزات مکانیکی جریان در پایین دست عمل می کنند. این آشغالگیرها مهم هستند زیرا تکه های بزرگی از مواد گوناگون ممکن است وارد زهکش ها شوند.
آشغالگیرهای ریز ممکن است پس از آشغالگیرهای درشت قرار گیرند و این ها می توانند با توجه به زدایش مواد جامد، جایگزین زلال سازهای اولیه شوند. کارکردن زلال سازهای اولیه ممکن است به دلیل قابلیت تجزیه ی بیولوژیکی اندکی مشکل باشد، زیرا در طی دوره های با جریان کم، زمان ماند باید طولانی تر طراحی شود و در این شرایط با آزاد شدن گاز شرایط گندیدگی می تواند توسعه یابد.
هنگامیکه چرخه تصفیه شامل فرآیندهای با جریان پیوسته باشد، نیاز به یکنواخت سازی فاضلاب وجود دارد به طوریکه فاضلاب حاصل از دو مرحله تخلیه در طی روز بتواند در طول شبانه روز توزیع شوند، هرچند نگهداری فاضلاب دامپروری به دلیل قابلیت تجزیه ی بیولوژیکی آن روش مطلوبی نیست. به همین دلیل، مخازن نگهداری معمولا کوچک طراحی می شوند و یا اینکه کنار گذاشته می شوند. در مکان هایی که مخازن نگهداری وجود ندارد، فرآیند با جریان پیوسته باید دارای گنجایش کافی باشد. به همین دلیل، بسیاری از سیستم های تصفیه دارای برکه های تثبیت می باشند. برکه های تثبیت برای کاهش دادن قدرت ماده ی آلی به کار برده می شوند. این برکه ها حداکثر با عمق 4 متر، به ازا هر 100kg دام 5-6/5 متر مکعب ساخته می شوند. pH بهره برداری به طور معمول 6/8-7/4 بوده و اختلاط مطلوب ( در برکه ها با جریان چرخشی ) است. پساب خروجی از برکه وارد مرحله بعد یعنی تصفیه هوازی می شود. بو یکی از مشکلاتی است که در برکه های بی هوازی وجود دارد مخصوصا اگر برکه ها به طور مرتب لجن زدایی نشده باشد. میزان انباشت لجن می تواند به اندازه 0/15 مترمکعب به ازای هر راس دام در طی سال در نظر گرفت.
ممکن است گاهی اوقات پساب بعد از برکه بی هوازی وارد برکه اختیاری شود. این برکه ها دارای عمق 2-3 متر است که زمان ماند هیدرولیکی آن به طور معمول 10-15 روز است و زدایش BOD می تواند 70 درصد یا کمتر باشد.
چون نسبت COD/BODدر فاضلاب دامپروری بزرگتر از 0.5 است، استفاده از روش بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب گزینه مناسبی می باشد. فرآیند هوازی، از قبیل برکه هوادهی شده، برای حذف مواد آلی و حذف نیتروژن فاضلاب استفاده می شود. برکه های هوادهی با عمق 3-5 متر ساخته شده و می توانند بارگذاری بسیار متنوعی از 0.6-6 متر مکعب حجم برکه به ازای هر 100kg دام داشته باشند.
غیر از برکه هوادهی از سایر فرآیندهای لجن فعال می توان استفاده کرد. این روش های لجن فعال با جریان های لجن برگشتی 25-50 درصد از جریان ورودی فاضلاب بهره برداری می شوند. از میان روش های لجن فعال، هوادهی گسترده یکی از بهترین گزینه ها برای تصفیه میکروبیولوژیکی فاضلاب دامپروری می باشد.
بجای برکه های بی هوازی می توان از سپتیک تانک هم استفاده کرد. چون بخشی از مواد آلاینده فاضلاب قابلیت ته نشینی یا شناور بودن را دارد، پس با استفاده از سپتیک تانک می توان بار وارده به واحدهای بعدی تصفیه فاضلاب را کاهش داد. با استفاده کردن از سپتیک می توان در هزینه ها هم صرفه جویی کرد. با در نظر گرفتن یک سپتیک با حجم بیشتری، عملیات یکنواخت سازی هم درون سپتیک انجام می شود و فاضلاب خروجی از سپتیک تانک حجم نسبتا ثابتی برای فرستادن به واحدهای دیگر تصفیه را دارا می باشد.
بعلت دارا بودن شرایط لازم برای رشد میکروارگانیسم ها بازدهی سپتیک تانک در تصفیه فاضلاب دامپروری برای BOD و COD معمولا بین 35-40 درصد و برای TSS به 60 درصد می رسد.