کامپوزیت به طور کلی به معنای ترکیب چند ماده یا ماده مرکب است. این کلمه برای زمانی استفاده می شود که دو فاز در تشکیل یک ماتریس حضور داشته باشند و همچنین از فاز دوم حداقل ۵ درصد استفاده شده باشد. در واقع در کامپوزیت ها یک فاز اصلی و یک فاز تقویت کننده وجود دارد. عموما این ساختار های ترکیبی، خواص جدیدی نسبت به مواد اولیه سازنده خود نشان می دهند. ساخت کامپوزیت ها به این دلیل است که ماده جدید بوجود آمده از مواد اولیه، مقاوم تر، سبک تر یا ارزان تر باشد. در ادامه به توضیح پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی پرداخته می شود.
مواد کامپوزیتی متداول در صنعت عبارتند از:
۱- بتن آرمه و سنگ تراشی
۲- کامپوزیت چوب مانند کامپوزیت سه لایه
۳- پلاستیک های تقویت شده مانند پلیمر تقویت شده با فیبر یا فایبرگلاس
۴- کامپوزیت های ماتریس سرامیکی
۵- کامپوزیت های ماتریس فلزی
۶- سایر مواد کامپوزیت پیشرفته
پلاستیک تقویت شده با فیبر (FRP) (همچنین به آن پلیمر تقویت شده با فیبر نیز گویند)، یک ماده کامپوزیتی است که از یک ماتریس پلیمری تقویت شده با الیاف ساخته شده است. الیاف معمولا شیشه ای (در فایبرگلاس) و کربنی (در پلیمر تقویت شده با فیبر کربن) ، آرامید یا بازالت هستند. البته به ندرت از الیاف دیگری مانند کاغذ، چوب یا آزبست نیز استفاده می شود. این پلیمر ها معمولاً یک اپوکسی، وینیل استر یا پلی استر هستند. البته هنوز هم از رزین های فنل فرمالدئید استفاده می شود. FRP ها در صنایع هوا و فضا استفاده می شوند و در ساخت زره بالستیک از این کامپوزیت استفاده می شود.
از مواد کامپوزیت به طور کلی برای ساختمانها، پل ها و سازه هایی از قبیل قلاب قایق ها، تابلوهای استخر شناَ، وان، مخازن ذخیره سازی، سینک های مرمر، تجهیزات تصفیه فاضلاب و ….. استفاده می شود.
نمونه های پیشرفته تر کامپوزیت ها نیز در هواپیماها و فضاپیماها استفاده می شوند.
کامپوزیت ها به دو صورت می توانند در صنعت تصفیه فاضلاب استفاده شوند.
۱- استفاده از انواع مختلف کامپوزیت اعم از نانوکامپوزیت ها، کامپوزیت های زغال فعال، کامپوزیت های پلیمری، کامپوزیت های مبتنی بر اکسید، کامپوزیت های ترکیبی و کامپوزیت های بیوسوربنت (زیست جاذب) و …. که برای تصفیه شیمیایی پساب ها استفاده می شوند. در فاضلاب بهداشتی، صنعتی، بیمارستانی و … فلزات سنگینی همچون، سرب، جیوه، نیکل، مس، روی، ابتدا این پساب ها تصفیه فیزیکی می شوند، سپس برای حذف آلاینده های مذکور، روش های حذف شیمیایی اعمال می شود. استفاده از کامپوزیت های ذکر شده در تصفیه شیمیایی و جذب و حذف شیمیایی این آلاینده ها بسیار موثر، ارزان و با کیفیت است.
۲- در حالت دوم، پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، مورد استفاده قرار می گیرد. بدین صورت که سیستم تصفیه، بر اساس همان سیستم های متداول تصفیه است و فقط واحد های تصفیه و جنس بدنه و ابزار موجود در پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، متفاوت است.
در پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی از فایبرگلاس استفاده می شود. در صورت مطالعه در مورد جنس بدنه و ساختمان آن ها، اصولا دو مخفف FRP و GRP را مشاهده می کنید. اما تفاوت این دو ماده در چیست؟
Fibre-reinforced plastic یا FRP واژه صحیح است اما در اصطلاح عوام، از GRP یا Glassfibre Reinforced Plastics نیز برای همان مفهوم فایبرگلاس استفاده می شود. پس در صورتی که هر یکی از این مخفف ها را برای خرید پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی مشاهده کردید، بدانید هر دو یک جنس هستند.
اکثر محصولات FRP مانند، مخازن ذخیره سازی ، سیستم های مجاری ، سیستم های لوله کشی ، آسترهای دودکش و غیره از نظر شکل استوانه ای هستند. در همین حین به دلیل امکان ترکیب کردن فایبر گلاس با عناصر دیگر، همچون کربن، روز به روز مصارف آن ها بیشتر می شود. سبک بودن، سطوح صاف و عایق بودن از خواص خوب و مهم این جنس محصولات است.
پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، دارای کیفیت بالا، کارایی بالا، دوام بالا، وزن سبک و نصب آسان است. از این پکیج ها برای تصفیه فاضلاب بهداشتی، تصفیه فاضلاب صنعتی، و … استفاده می شود. این پکیج از همه نظر مقرون به صرفه است، چراکه FRP ماده در مقاله ای تحت عنوان پکیج های کامپوزیتی چرا چند روش تصفیه بیولوژیکی آنوکسیک آورده شده؟و بر چه اساس ازبین اینهمه روشهای مختلف این تعداد روش بیولوژیکی انتخاب شده اند؟ مقاوم به خوردگی، مقاوم به فشار بالا و بدون نشت است.
این واحد ها، مواد معلق، آمونیاک، آرسنیک، آهن و فلوراید را از بین می برد. همچنین رشد میکروارگانیسم هایی هایی که باعث هضم و حذف آلاینده های آلی می شوند را تسهیل می کند. بخش های موجود در این واحد شامل غشاهای تصفیه نیز است، که به تمیز کردن فاضلاب و رسوب گذاری کمک می کند.
این واحد، همان راکتور بافلدار بی هوازی است. این واحد شامل یک سری اتاقک هاست و پساب پس از ورود به هر یک از این اتاقک ها تصفیه می شود. اتاقک ها سم سپتیک تانک پیشرفته هستند. ABR ها مقاوم هستند و همچنین کارایی تصفیه بالایی دارند و به همین دلیل، استفاده از آن ها مهم است. البته باید توجه داشت که به منظور تصفیه لجن های باز مانده از فرآیند تصفیه، باید فرآیندهای مجزایی در نظر گرفت.
۱- در برابر بار الکتریکی و فشار مقاوم است.
۲- نیازی به انرژی الکتریکی ندارد.
۳- هزینه عملیاتی کمی دارد.
۴- عمر طولانی دارد.
۵- BOD ها را تا حد بسیار زیادی کاهش می دهد.
۶- لجن ناشی از این فرآیند کم است و همچنین لجن تثبیت می شود.
۷- این سیستم می تواند در زیر زمین مدفون باشد و به همین جهت به فضای مجزا نیازی ندارد.
۱- مرحله شروع طولانی
۲- برای طراحی و ساخت، به متخصص نیاز دارد.
۳- توانایی بالایی در کاهش عوامل بیماری زا ندارد.
۴- لجن بازمانده نیاز به تصفیه بیشتری دارد.
۵- برداشت لجن بازمانده باید طی زمان های متوالی صورت بگیرد در غیر این صورت کیفیت پساب پس از تصفیه بسیار کم می شود.
۶- برای شست و شو نیاز به آب دارد.
فرآیندهای آنوکسیک معمولاً برای از بین بردن نیتروژن از فاضلاب استفاده می شود. نیتروژن برای اولین بار طی فرآیند نیتروژن زدایی، به نیترات تبدیل می شود ، که به طور معمول در یک فرآیند تصفیه هوازی مانند ترفند رخ می دهد. سپس آب نیتراتیزه شده در معرض محیط قرار می گیرد. میکروارگانیسم های موجود در این سیستم بدون حضور اکسیژن، از نیترات به عنوان گیرنده الکترونی استفاده می کنند و در واقع اکسیژن مورد نیاز را بدین صورت مهیا می کنند. در این صورت نیتروژن به صورت گاز N2 آزاد می شود. این فرآیند برای سولفات ها نیز می تواند رخ دهد که در این صورت هیدروژن سولفید آزاد می شود.
شکل اصلی این راکتور یک حوضچه غوطه ور است که در بعضی موارد از فیلتر های نیز در آن ها استفاده شده است. طی این فرآیند، فاضلاب به پایین فیلتر جریان می یابد و با منبع کربن مخلوط می شود. به عنوان منبع کربن می توان از لجن های باز مانده که تصفیه شده اند استفاده کرد اما بعضا از ترکیباتی همچون متانول نیز می توان به عنوان منبع کربن استفاده کرد.
سیستم راکتور لجن فعال با بستر ثابت یکپارچه (IFAS)
این واحد، یک تکنولوژی جدید و پیشرفته است. واحد IFAS از ترکیب دو واحد و روش بستر ثابت و لجن فعال، به جهت استفاده از مزایای هر دو روش ایجاد شده است. فرآیند لجن فعال که مدت هاست برای تصفیه بیولوژیکی استفاده می شود از طرفی فرآیند بستر ثابت پایداری و مقاومت عالی در پی تصفیه مواد آلی دارد. ترکیب این دو روش، مزایای هر دو روش را در واحد ایجاد میکند.
۱- ترکیب روش های لجن فعال و بیوفیلم ثابت است و مدت زمان نگه داشتن لجن را افزایش می دهد و باعث افزایش نیترات بیشتر به نسبت سیستم های رشد ساده می شود.
۲- نیتریفیکاسیون سیستم، همچنین سریع تر انجام می شود، زیرا که توده بزرگی از نیتریفایر در فیلم ثابت نگه داشته می شود.
۳- ثبات فرآیند بیشتر شده است.
۴- تولید لجن کمتر می شود.
۱- به مقدار انرژی زیادی نیاز است. ( برای مثال هوادهی)
۲- تهیه قطعات یدکی مورد نیاز، سخت تر از بقیه روش هاست.
۳- هزینه های ساخت و ساز بالاست.
۴- نیاز به دانش تخصصی دارد.
در همه تصفیه خانه ها، برای ته نشینی ذرات معلق و جامدات موجود در پساب ها، از مخازن ته نشینی استفاده می شود. مخازن ته نشینی، سکون مورد نیاز برای انعقاد جامدات را ایجاد می کند. پیش از آن که پساب وارد این واحد شود، به آن مواد شیمیایی به جهت انعقاد اضافه می کنند. تفاوت این واحد با مخازن ته نشینی معمولی در این است که، طی فرآیند تصفیه و ته نشینی، دستگاهی به صورت زمان دهی و خودکار اقدام به جمع آوری لجن ناشی از تصفیه می کند.
میکروارگانیسم ها را می توان در آب خام ناشی از رودخانه ها، دریاچه ها و آب های زیرزمینی یافت. در حالی که همه میکروارگانیسم ها برای سلامتی انسان مضر نیستند، مواردی وجود دارند که ممکن است باعث ایجاد بیماری در انسان شوند. به این میکروارگانیسم ها عوامل بیماری زا گفته می شود. پاتوژن های موجود در آب می توانند رشد و تکثر پیدا کنند و همچنین می توانند از طریق سیستم توزیع آب آشامیدنی منتقل شوند و در افرادی که آب را مصرف می کنند، باعث بیماری شود. به منظور مقابله با بیماری های ناشی از آب، از روش های مختلف ضد عفونی برای غیرفعال کردن عوامل بیماری زا استفاده می شود. در کنار سایر فرآیندهای تصفیه آب مانند انعقاد، ته نشینی و تصفیه، کلر زنی باعث ضدعفونی شدن آب و پساب می شود که در نهایت عاملی بر بی خطری آب و پساب تصفیه شده از لحاظ وجود میکروارگانیسم ها می شود. کلرزنی یکی از روشهای زیادی است که می توان از آن برای ضد عفونی آب استفاده کرد. این روش برای اولین بار بیش از یک قرن پیش مورد استفاده قرار گرفت و امروزه هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد. طی این روش در واحد کلر زنی از موادی که کلر تولید می کننند استفاده می شود. (مواد شیمیایی مانند، سدیم هیپوکلریت و کلسیم هیپوکلریت).
پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی پیش ساخته، با استفاده از تکنیک های پیشرفته و فناوری، ساخته شده اند و قابل استفاده برای فرآیندهای تصفیه فاضلاب غیر متمرکز هستند. نه تنها می توان از آن ها برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد، بلکه برای مقاصد کشاورزی نیز می توان آن ها را مورد استفاده قرار داد. هرگاه کارخانه های تصفیه فاضلاب شهری متمرکز در دسترس نباشد، این پکیج برای تصفیه فاضلاب مناسب است.
اکثر محصولات FRP مانند ETP،STP، مخازن ذخیره سازی، سیستم های انتقال، سیستم های لوله کشی، آسترهای دودکش و …. که از نظر شکل استوانه ای هستند، است. FRP همچنین می تواند برای کاربردهای غیر استوانه ای مانند پروفایل های مورب و کاربردهای با شکل غیر استوانه ای استفاده شود. با تمام این موارد، ویژگی ها و خصوصیات خوبی در طراحی پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی وجود دارد که به بیان آن ها می پردازیم.
۱- پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی از ضخامت خوبی برخوردار است.
۲- پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، به دلیل ساخته شدن از کامپوزیت، دارای سطوح صاف است.
۳- پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، به دلیل عایق بودن کامپوزیت در برابر گرما و رطوبت، مناسب برای مناطق با دما و رطوبت بالاست.
۴- کامپوزیت ها پتانسیل ترکیب شدن با مواد دیگری را دارند و این امکان ایجاد می شود تا بر اساس شرایط مورد نظر مکان استفاده،ترکیب ها تغییر کند.
۵- سبک بودن پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی
۶- به دلیل مقاومت عالی و بالا، پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی می تواند در زیر خاک دفن شود و در نتیجه فضای اضافی نیاز ندارد.
۷- انرژی مصرفی پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی بسیار کم است.
۸- چون از تکنولوژی جدید پیروی می کند، نشت بو کاهش یافته است.
۹- پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، قابل تعمیر است و از این رو مقرون به صرفه است.
۱۰- پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، دچار خوردگی نمی شود.
۱۱- پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی می تواند تحت فشار بالا، فعالیت داشته باشد.
پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، برای کارخانه های تصفیه فاضلاب، تصفیه فاضلاب بهداشتی، تصفیه فاضلاب غیر متمرکز در نواحی که سیستم تصفیه فاضلاب مرکزی وجود ندارد و همچنین ذخیره مایعات و کشاورزی استفاده می شود.
۱- پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، فضای کمی نیاز دارند.
۲- ارتقا و تعمیر آن ها آسان و امکان پذیر و مقرون به صرفه است.
۳- پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، در بازار یافت می شود.
۴- کاهش میزان CO2 منتشر شده در محیط
۵- میزان مواد جامد و تولید لجن کاهش می یابد.
۶- به دلیل مقاومت بالای پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، نیاز به شرایط نگه داری خاصی نیست.
۷- نصب،جابجایی و حمل و نقل آسان است.
۸- بو و سر و صدای مزاحم ندارد.
۱۰- فرآیند تصفیه نیمه اتوماتیک
۱۱- جریان مداوم
۱۲- کیفیت بالا،کارایی بالا، با دوام، سبک وزن، نصب آسان و بسیار مناسب است.
از جمله عواملی که بر قیمت این پکیج ها تاثیر دارد عبارت اند از:
۱- هزینه مواد اولیه
هزینه اولیه ساخت پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی برابر با هزینه پکیج تصفیه فاضلاب بتنی یا پکیج تصفیه فاضلاب فلزی است اما وقتی هزینه دراز مدت این پکیج ها را مقایسه کنیم، در دراز مدت به دلیل مقاومت بهتر پکیج تصفیه فاضلاب کامپوزیتی، هزینه کمتری به همراه دارد.
۲- هزینه نصب
از آن جایی که این محصولات، وزن کمی دارند، هزینه حمل و نقل و نصب آن ها به نسبت پکیج تصفیه فاضلاب بتنی یا پکیج تصفیه فاضلاب فلزی کمتر است.
۳- هزینه مقاومت و ایمنی
۴- هزینه تعمیر و نگهداری
۵- هزینه چرخه عمر
۶- هزینه واحد های استفاده شده در پکیج
