خلاصه کتاب زودآموز آب و فاضلاب: کیفیت و کمیت فاضلاب شهری ( نویسنده سایه مهری چمبلی )

مدیریت فاضلاب شهری برای حفظ سلامت محیط زیست و رفاه عمومی حیاتی است و درک کیفیت و کمیت آن، ستون فقرات سیستم های بهداشتی کارآمد را تشکیل می دهد. کتاب زودآموز آب و فاضلاب: کیفیت و کمیت فاضلاب شهری اثر سایه مهری چمبلی، راهنمایی جامع برای این جنبه های مهم ارائه می کند و دانشی ضروری برای متخصصان و دانشجویان فراهم می آورد. این اثر ارزشمند به بررسی دقیق منابع، مشخصات، و روش های اندازه گیری و مدیریت فاضلاب می پردازد و راهکاری عملی برای مواجهه با چالش های زیست محیطی ارائه می دهد.

کتاب حاضر به طور گسترده به عوامل مؤثر بر حجم فاضلاب تولیدی و نوسانات آن، از جمله تأثیر مصرف آب شهری، نشتاب و رواناب، و تغییرات جریان روزانه و فصلی می پردازد. همچنین، مشخصات فیزیکی فاضلاب نظیر دما، رنگ، کدورت، بو، و انواع جامدات (قابل ته نشینی، معلق و محلول) را به تفصیل تشریح می کند. در بخش های مربوط به کیفیت شیمیایی، روش های اندازه گیری مواد آلی مانند BOD5 و COD، و اهمیت آلاینده های سمی مورد بررسی قرار می گیرد. این خلاصه تلاش دارد تا جوهره اصلی این کتاب را استخراج کرده و اطلاعات کلیدی آن را در قالب یک مرور فشرده و در عین حال جامع، به مخاطبان عرضه کند تا بدون نیاز به مطالعه کامل کتاب، با مفاهیم بنیادی و کاربردی آن آشنا شوند.

معرفی نویسنده: سایه مهری چمبلی

سایه مهری چمبلی، نویسنده کتاب زودآموز آب و فاضلاب: کیفیت و کمیت فاضلاب شهری، یکی از متخصصان برجسته در زمینه مهندسی آب و فاضلاب به شمار می رود. تخصص و دانش عمیق او در این حوزه، پشتوانه ای قوی برای محتوای علمی و کاربردی کتاب هایش است. او با سال ها تجربه در زمینه تصفیه خانه ها، مدیریت فاضلاب و طراحی سیستم های جمع آوری، توانسته است مفاهیم پیچیده را به زبانی ساده و قابل فهم برای طیف وسیعی از مخاطبان، از دانشجویان گرفته تا مهندسان و کارشناسان شاغل در این صنعت، بیان کند.

علاوه بر این کتاب، سایه مهری چمبلی آثار دیگری نیز در زمینه آب و فاضلاب به رشته تحریر درآورده است. این آثار شامل مباحثی مانند زودآموز آب و فاضلاب: استفاده ی مجدد از پساب تصفیه خانه ی فاضلاب و زودآموز آب و فاضلاب: اصول و مبانی طراحی تصفیه خانه فاضلاب می شود. این تنوع در آثار نشان دهنده تسلط وی بر جنبه های مختلف صنعت آب و فاضلاب و تعهد او به آموزش و ارتقاء دانش در این زمینه حیاتی است. رویکرد آموزشی و مرحله به مرحله در نگارش کتاب های ایشان، آن ها را به منابعی ارزشمند برای یادگیری و ارتقاء مهارت های حرفه ای تبدیل کرده است.

فصل 1: منابع و میزان دبی فاضلاب – چکیده ای از آنچه باید بدانید

فصل اول کتاب به بررسی دقیق منابع تولید فاضلاب شهری و چگونگی اندازه گیری و تخمین میزان دبی (جریان) آن اختصاص دارد. درک این مباحث برای طراحی، بهره برداری و مدیریت صحیح سیستم های جمع آوری و تصفیه فاضلاب ضروری است. شناخت دقیق منابع و حجم فاضلاب ورودی، به مهندسان امکان می دهد تا ظرفیت تصفیه خانه ها و شبکه های جمع آوری را به درستی پیش بینی و طراحی کنند.

1.1. رابطه نیاز آبی و جریان فاضلاب شهری

میزان فاضلاب تولیدی در یک شهر، ارتباط بسیار نزدیکی با الگوی مصرف آب شهری دارد. بخش عمده ای از آب مصرفی در منازل، صنایع و مراکز تجاری، پس از استفاده به فاضلاب تبدیل شده و وارد سیستم جمع آوری می شود. با این حال، رابطه بین نیاز آبی و جریان فاضلاب کاملاً خطی نیست و عوامل متعددی بر این نسبت تأثیر می گذارند. به عنوان مثال، بخشی از آب مصرفی برای آبیاری فضای سبز یا تبخیر در فرآیندهای صنعتی از سیستم فاضلاب خارج می شود و به آن وارد نمی شود.

جریان فاضلاب روزانه که در یک تصفیه خانه فاضلاب اندازه گیری می شود، شبیه به نیاز آبی آن است، اما نوسانات کمتری دارد و با چند ساعت تأخیر اتفاق می افتد.

این تأخیر و نوسانات کمتر به دلایل فنی و فیزیکی مربوط می شود. خطوط توزیع آب شهری تحت فشار قرار دارند و هر مصرفی بلافاصله در شبکه ثبت می شود، در حالی که خطوط فاضلاب عموماً ثقلی هستند و زمان بیشتری طول می کشد تا فاضلاب از نقاط مختلف شهر به یک نقطه مرکزی (تصفیه خانه یا ایستگاه پمپاژ) برسد. همچنین، با افزایش جریان در خط لوله فاضلاب، عمق جریان نیز افزایش می یابد که به ظرفیت ذخیره داخلی درون خطوط فاضلاب منجر شده و ضریب پیک را کاهش می دهد. این نوسانات و تأخیرها باید در طراحی سیستم های فاضلاب مد نظر قرار گیرند.

1.2. اجزای نیاز آبی شهری و تأثیر آن بر فاضلاب

نیاز آبی شهری را می توان به چندین بخش اصلی تقسیم کرد که هر یک به نوعی بر حجم و کیفیت فاضلاب تولیدی تأثیرگذار هستند:

1. مصارف خانگی (مسکونی): این بخش شامل مصارفی نظیر فلاش تانک توالت، حمام، شستشو، پخت و پز و نوشیدن است. میانگین سرانه مصارف مسکونی می تواند بسته به فرهنگ و سطح توسعه اقتصادی، متغیر باشد. پیشرفت فناوری و استفاده از تجهیزات کاهنده مصرف آب (مانند شیرآلات کم مصرف و توالت های دوحالته) می تواند به طور قابل توجهی نیاز آبی خانگی و در نتیجه حجم فاضلاب تولیدی را کاهش دهد.
2. مصارف تجاری: شامل مصرف آب در فروشگاه ها، رستوران ها، هتل ها و ادارات.
3. مصارف سازمانی و عمومی: مربوط به مدارس، بیمارستان ها، پارک ها، مراکز دولتی و سایر اماکن عمومی.
4. مصارف صنعتی: آب مصرفی در فرآیندهای تولیدی صنایع مختلف. میزان و نوع فاضلاب صنعتی به شدت به نوع صنعت وابسته است و می تواند حاوی آلاینده های خاص و خطرناک باشد که نیازمند پیش تصفیه هستند.
5. تلفات آب و آب به حساب نیامده: این بخش شامل آب های نشت کرده از شبکه توزیع، سرقت آب، و خطاهای اندازه گیری است که اگرچه مصرف واقعی نیستند، اما می توانند بر میزان رواناب و نشتاب تأثیر بگذارند.

شناخت دقیق این اجزا و عوامل مؤثر بر مصارف آب، به پیش بینی دقیق تر حجم فاضلاب و برنامه ریزی برای مدیریت منابع آبی کمک می کند.

1.3. جریان فاضلاب و نوسانات آن

جریان فاضلاب به حجم آب های زائد مایع گفته می شود که از طریق شبکه فاضلاب جمع آوری و به تصفیه خانه منتقل می گردد. این جریان ثابت نیست و در طول زمان دچار نوسان می شود. در شرایط آب و هوایی خشک، فاضلاب شهری عمدتاً از آب رسانی شهری حاصل می شود و به آن جریان هوای خشک (Dry Weather Flow) گفته می شود.

• تغییرات جریان فاضلاب: نوسانات جریان فاضلاب می تواند فصلی، روزانه و ساعتی باشد. به عنوان مثال، در ساعات اولیه صبح و اوج مصرف آب در طول روز، جریان فاضلاب افزایش می یابد و در ساعات پایانی شب به حداقل خود می رسد. تغییرات فصلی نیز به الگوهای مصرف آب در فصول مختلف (مانند آبیاری در تابستان) و نفوذ آب های زیرزمینی بستگی دارد.
• نشتاب (Infiltration) و رواناب (Runoff): علاوه بر فاضلاب حاصل از مصارف شهری، آب های زیرزمینی (نشتاب) و رواناب های سطحی (آب باران یا ذوب برف) نیز ممکن است به طور ناخواسته وارد سیستم جمع آوری فاضلاب شوند. نشتاب معمولاً از طریق ترک ها و اتصالات معیوب در لوله های فاضلاب وارد می شود، در حالی که رواناب از طریق منهول ها یا اتصال غیرقانونی ناودان ها به شبکه فاضلاب راه می یابد. این دو عامل می توانند حجم فاضلاب را به طور قابل توجهی افزایش داده و بر کارایی تصفیه خانه ها تأثیر منفی بگذارند.
• واژه های رایج برای بیان تغییرات جریان و ضرایب پیک: برای بیان و اندازه گیری تغییرات جریان فاضلاب، از واژه ها و ضرایب خاصی استفاده می شود، مانند دبی متوسط روزانه، دبی حداکثر ساعتی و دبی حداقل ساعتی. ضرایب پیک نیز نشان دهنده نسبت حداکثر جریان به متوسط جریان هستند که برای طراحی لوله ها و تأسیسات با ظرفیت کافی برای مقابله با اوج بارها حیاتی هستند.

فصل 2: مشخصات فاضلاب شهری – درک ماهیت فاضلاب

فصل دوم کتاب زودآموز آب و فاضلاب به یکی از حیاتی ترین مباحث در مدیریت فاضلاب، یعنی شناخت مشخصات فاضلاب شهری، می پردازد. فاضلاب شهری تنها آب آلوده نیست، بلکه ترکیبی پیچیده از مواد فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی است که درک دقیق ماهیت آن ها برای طراحی فرآیندهای تصفیه مؤثر و حفظ سلامت عمومی ضروری است. فاضلاب شهری حاوی حدود 99.9% آب است، اما 0.1% باقی مانده شامل مواد جامد معلق و محلول است که از مواد آلی و معدنی و همچنین میکروارگانیسم ها تشکیل شده است. این ترکیبات دارای ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی هستند که مشخصات فاضلاب های خانگی، تجاری و صنعتی را تعیین می کنند.

2.1. کیفیت فیزیکی فاضلاب

مشخصات فیزیکی فاضلاب اولین شاخص هایی هستند که می توانند اطلاعات اولیه در مورد ماهیت و پتانسیل آلودگی آن ارائه دهند:

2.1.1. دما

دما یکی از مهم ترین پارامترهای فیزیکی در فاضلاب است. تغییرات دما می تواند بر فعالیت های بیولوژیکی میکروارگانیسم ها در فرآیند تصفیه، سرعت واکنش های شیمیایی، حلالیت گازها (مانند اکسیژن)، و ویژگی های فیزیکی فاضلاب (مانند گرانروی) تأثیر بگذارد. دمای مطلوب برای رشد و فعالیت بهینه باکتری های تصفیه کننده فاضلاب معمولاً بین 20 تا 35 درجه سانتی گراد است. دمای بالا می تواند منجر به رشد سریع میکروارگانیسم ها و افزایش فعالیت بیولوژیکی شود، اما اگر بیش از حد بالا باشد، ممکن است به برخی گونه های مفید آسیب برساند. از طرف دیگر، دمای پایین فعالیت بیولوژیکی را کند می کند و می تواند به کاهش کارایی تصفیه منجر شود.

2.1.2. رنگ، کدورت و بو

• رنگ: فاضلاب تازه معمولاً خاکستری روشن است. با گذشت زمان و شروع فرآیندهای تجزیه بیولوژیکی بی هوازی، رنگ آن تیره شده و ممکن است به خاکستری تیره یا سیاه متمایل شود که نشانه ای از شرایط بی هوازی و تولید سولفید هیدروژن است.
• کدورت: کدورت به میزان پراکندگی نور توسط مواد معلق در فاضلاب اشاره دارد و نشان دهنده وجود ذرات جامد معلق، کلوئیدی و میکروارگانیسم ها است. فاضلاب با کدورت بالا نیاز به فرآیندهای ته نشینی و فیلتراسیون مؤثرتری دارد.
• بو: بوی فاضلاب نیز یک شاخص مهم است. فاضلاب تازه بوی کمی دارد، اما با شروع تجزیه بی هوازی مواد آلی، گازهایی مانند سولفید هیدروژن (بوی تخم مرغ گندیده)، آمونیاک، و مرکاپتان ها تولید می شوند که بوی نامطبوعی ایجاد می کنند. کنترل بو در سیستم های جمع آوری و تصفیه فاضلاب از اهمیت بالایی برخوردار است.

2.1.3. جامدات

جامدات یکی از مهم ترین پارامترهای کیفیت فیزیکی فاضلاب هستند که بر اساس اندازه و ویژگی های فیزیکی دسته بندی می شوند و نقش کلیدی در فرآیندهای تصفیه ایفا می کنند. شناخت انواع جامدات برای طراحی و بهره برداری از واحدهای ته نشینی، فیلتراسیون و هضم لجن ضروری است. تقسیم بندی جامدات به شرح زیر است:

• جامدات قابل ته نشینی (Settleable Solids): این ذرات دارای اندازه و چگالی کافی هستند که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی (معمولاً 1 ساعت) تحت تأثیر گرانش ته نشین می شوند. منشأ آن ها می تواند آلی یا غیرآلی باشد. جامدات قابل ته نشینی ممکن است باعث مسدود شدن کانال ها و لوله ها شوند. محتوای آلی این مواد تجزیه شده و بو تولید می کنند. اندازه گیری ته نشین پذیری جامدات معمولاً با استفاده از قیف ایمهاف در مدت 1 ساعت انجام می شود.
• جامدات معلق (Suspended Solids – SS): این مواد ذرات کوچکی هستند که در فاضلاب معلق باقی می مانند و به راحتی ته نشین نمی شوند. آن ها از طریق صافی فایبرگلاس با اندازه منافذ حدود 1.2 میکرون فیلتر و جدا می شوند. این جامدات را غیرقابل تصفیه نیز می نامند، زیرا بدون فرآیندهای شیمیایی یا بیولوژیکی خاص، از آب جدا نمی شوند.
• جامدات محلول (Dissolved Solids – DS): این مواد یون ها یا مولکول هایی هستند که به طور کامل در آب حل شده اند و از طریق فیلتراسیون جدا نمی شوند. آن ها با تبخیر یک نمونه فیلتر شده در حمام بخار تعیین می شوند و به آن ها قابل تصفیه نیز می گویند.
• جامدات فرار (Volatile Solids – VS): این بخش از جامدات (اعم از معلق یا محلول) شامل مواد آلی هستند که در دمای بالا (550 درجه سانتی گراد) به گاز تبدیل می شوند. این مواد عمدتاً منشأ بیولوژیکی دارند.
• جامدات پایدار (Fixed Solids – FS): این مواد بخش معدنی جامدات هستند که پس از سوختن جامدات فرار در دمای 550 درجه سانتی گراد باقی می مانند. آن ها عمدتاً شامل نمک های معدنی و فلزات هستند.

اهمیت اندازه گیری و تأثیر آن ها بر فرآیند تصفیه: اندازه گیری هر یک از این انواع جامدات برای ارزیابی بار آلودگی فاضلاب و طراحی واحدهای تصفیه بسیار مهم است. به عنوان مثال، مقدار بالای جامدات معلق نشان دهنده نیاز به ته نشینی اولیه قوی و فرآیندهای لجن فعال مؤثر است. جامدات فرار نشان دهنده میزان ماده آلی قابل تجزیه بیولوژیکی هستند که باید در فرآیندهای بیولوژیکی حذف شوند. جامدات پایدار نیز می توانند به عنوان مواد معدنی تجمع یافته در لجن باقی بمانند.

2.2. کیفیت شیمیایی فاضلاب

کیفیت شیمیایی فاضلاب نقش محوری در ارزیابی آلودگی و تعیین روش های بهینه تصفیه ایفا می کند. این بخش به تفصیل به بررسی پارامترهای شیمیایی می پردازد:

2.2.1. اندازه گیری مواد آلی و قدرت آلی

مواد آلی مهم ترین آلاینده های فاضلاب هستند که از طریق فرآیندهای بیولوژیکی تجزیه می شوند و برای این تجزیه به اکسیژن نیاز دارند. اندازه گیری قدرت آلی به روش های مختلفی انجام می شود:

• مصرف اکسیژن بیوشیمیایی (BOD5): BOD5 به میزان اکسیژن مصرفی توسط میکروارگانیسم ها برای تجزیه مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی در آب در مدت 5 روز و در دمای 20 درجه سانتی گراد اشاره دارد. این پارامتر یکی از مهم ترین شاخص های قدرت آلی فاضلاب و کارایی تصفیه خانه ها است. BOD5 بالا نشان دهنده بار آلودگی آلی زیاد و پتانسیل بالای مصرف اکسیژن محلول در آب های پذیرنده است که می تواند منجر به مرگ آبزیان شود.
• اکسیژن خواهی نیتروژنی: این پارخص بخشی از BOD است که به دلیل اکسیداسیون ترکیبات نیتروژن دار (مانند آمونیاک) توسط باکتری های نیتریفایر به اکسیژن نیاز دارد.
• مصرف اکسیژن شیمیایی (COD): COD میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون شیمیایی مواد آلی (چه قابل تجزیه و چه غیرقابل تجزیه بیولوژیکی) با استفاده از یک عامل اکسیدکننده قوی (مانند دی کرومات پتاسیم) است. این آزمایش سریع تر از BOD5 انجام می شود و برای ارزیابی کل بار آلی فاضلاب (هم قابل تجزیه و هم غیرقابل تجزیه) استفاده می شود.
• کربن آلی کل (TOC): TOC اندازه گیری کل کربن موجود در ترکیبات آلی است، صرف نظر از وضعیت اکسیداسیون آن ها. TOC یک روش سریع و دقیق برای تخمین کل مواد آلی است و می تواند برای پایش مداوم کیفیت فاضلاب به کار رود.
• مصرف اکسیژن کل (TOD) و مصرف اکسیژن نظری (ThOD): TOD اندازه گیری مستقیم کل اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون کامل تمام مواد آلی و معدنی قابل اکسیداسیون در نمونه است. ThOD نیز میزان نظری اکسیژن مورد نیاز بر اساس فرمول شیمیایی مواد آلی موجود است.
• رابطه بین BOD5 و دیگر آزمایشات مورد استفاده برای محتوای ارگانیک: بین BOD5، COD و TOC روابطی وجود دارد که به نوع فاضلاب بستگی دارد. به طور کلی، COD همیشه بیشتر از BOD5 است، زیرا COD مواد آلی غیرقابل تجزیه بیولوژیکی را نیز اکسید می کند. این روابط می تواند برای برآورد سریع پارامترها و پایش فرآیندهای تصفیه مورد استفاده قرار گیرد.
• سایر آزمایش های غیرخاص و خاص برای مواد آلی: علاوه بر موارد فوق، آزمایش های دیگری نیز برای شناسایی و اندازه گیری مواد آلی خاص (مانند فنل ها، حلال ها، آفت کش ها) یا گروه های غیرخاص (مانند چربی و روغن) در فاضلاب انجام می شود.

2.2.2. ترکیبات غیرقابل تجزیه بیولوژیکی و سمی

برخی ترکیبات آلی در فاضلاب به راحتی توسط میکروارگانیسم ها تجزیه نمی شوند (غیرقابل تجزیه بیولوژیکی) یا حتی برای آن ها سمی هستند. این ترکیبات می توانند شامل مواد شیمیایی صنعتی، داروها، آفت کش ها و فلزات سنگین باشند. شناسایی و اندازه گیری این آلاینده ها برای جلوگیری از اختلال در فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی و محافظت از سلامت محیط زیست و انسان بسیار حیاتی است. این مواد ممکن است پس از تصفیه نیز در پساب باقی بمانند و به آب های پذیرنده وارد شوند.

2.3. کیفیت میکروبیولوژیکی فاضلاب

فاضلاب شهری حاوی انواع بسیار زیادی از میکروارگانیسم ها است، از جمله باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها و پروتوزوآها. بسیاری از این میکروارگانیسم ها در فرآیند تجزیه مواد آلی در تصفیه خانه ها نقش حیاتی ایفا می کنند، اما برخی دیگر (پاتوژن ها) می توانند بیماری زا باشند و سلامت عمومی را تهدید کنند.

2.3.1. مفاهیم اساسی

بررسی کیفیت میکروبیولوژیکی فاضلاب شامل شناخت جمعیت میکروبی موجود و ارزیابی ریسک بهداشتی ناشی از حضور پاتوژن ها است. هدف اصلی تصفیه فاضلاب، کاهش یا حذف این میکروارگانیسم های بیماری زا قبل از دفع پساب به محیط زیست است.

2.3.2. موجودات شاخص

از آنجا که اندازه گیری مستقیم هر پاتوژن در فاضلاب دشوار و زمان بر است، از موجودات شاخص استفاده می شود. این موجودات به طور معمول در فاضلاب یافت می شوند، به راحتی قابل اندازه گیری هستند، و حضور آن ها نشان دهنده احتمال وجود پاتوژن های بیماری زا است. کلیفرم ها (به ویژه کلیفرم های مدفوعی و اشریشیا کلی) رایج ترین موجودات شاخص هستند. حضور بالای کلیفرم ها نشان دهنده آلودگی مدفوعی و خطر وجود پاتوژن های روده است.

2.3.3. تکنیک های اندازه گیری

روش های مختلفی برای اندازه گیری موجودات شاخص و پاتوژن ها در فاضلاب وجود دارد، از جمله روش های شمارش پلیت (Plate Count)، روش لوله چندگانه (Multiple Tube Fermentation – MPN) و روش فیلتراسیون غشایی (Membrane Filtration). این تکنیک ها امکان ارزیابی میزان آلودگی میکروبی و کارایی فرآیندهای گندزدایی را فراهم می آورند.

2.4. آلاینده های اولویت دار

آلاینده های اولویت دار به گروهی از مواد شیمیایی اطلاق می شود که به دلیل سمیت، پایداری در محیط زیست و توانایی تجمع زیستی، نگرانی های ویژه ای را ایجاد می کنند. این آلاینده ها شامل برخی فلزات سنگین (مانند سرب، جیوه، کادمیوم)، ترکیبات آلی فرار (VOCs)، آفت کش ها، و برخی ترکیبات دارویی و هورمونی هستند. شناسایی و پایش این آلاینده ها در فاضلاب برای حفاظت از سلامت انسان و اکوسیستم های آبی از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا حتی در غلظت های پایین نیز می توانند اثرات مخربی داشته باشند.

2.5. سمیت و پایش زیستی (بیومانیتورینگ)

آزمایش سمیت و پایش زیستی ابزارهایی حیاتی برای ارزیابی اثرات بالقوه فاضلاب بر موجودات زنده و محیط زیست هستند.

2.5.1. آزمایش سمیت

آزمایش سمیت به ارزیابی توانایی فاضلاب برای ایجاد اثرات مضر یا کشنده بر روی موجودات زنده (معمولاً ماهی ها یا دافنی ها) در شرایط آزمایشگاهی کنترل شده می پردازد. این آزمایش ها می توانند سمیت حاد (اثرات کوتاه مدت و شدید) یا سمیت مزمن (اثرات بلندمدت و زیرکشنده) را اندازه گیری کنند. نتایج این آزمایش ها به تعیین حدود مجاز دفع فاضلاب و ارزیابی کارایی فرآیندهای تصفیه در حذف ترکیبات سمی کمک می کند.

2.5.2. ارزیابی آزمایش سمیت

ارزیابی نتایج آزمایش سمیت شامل تعیین غلظت های کشنده (LC50) یا غلظت هایی است که 50 درصد موجودات را تحت تأثیر قرار می دهند. این اطلاعات برای تنظیم استانداردهای خروجی فاضلاب و اطمینان از عدم آسیب رسانی پساب به اکوسیستم های آبی ضروری است.

2.5.3. کاربرد بیومانیتورینگ در کنترل کیفیت فاضلاب

بیومانیتورینگ (پایش زیستی) از موجودات زنده (مانند ماهی ها یا صدف ها) به عنوان شاخص هایی برای ارزیابی کیفیت پساب در زمان واقعی استفاده می کند. به عنوان مثال، تغییرات رفتاری یا فیزیولوژیکی در این موجودات می تواند هشداردهنده ورود مواد سمی به تصفیه خانه یا خروج آن ها از پساب تصفیه شده باشد. این روش مکمل آزمایش های شیمیایی و فیزیکی است و دیدگاهی جامع تر از تأثیر فاضلاب بر سلامت محیط زیست ارائه می دهد.

2.6. واحد بارگیری پسماند و جمعیت معادل

در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب، دو مفهوم مهم واحد بارگیری پسماند و جمعیت معادل برای تعیین ظرفیت مورد نیاز و مقایسه بار آلودگی منابع مختلف به کار می روند:

• واحد بارگیری پسماند: این مفهوم به میزان بار آلودگی آلی (معمولاً بر حسب BOD5) تولیدی توسط یک فرد در طول یک روز اشاره دارد. به عنوان مثال، اگر میانگین تولید BOD5 برای هر فرد 60 گرم در روز باشد، این مقدار به عنوان واحد بارگیری پسماند فردی در نظر گرفته می شود.
• جمعیت معادل (Population Equivalent – PE): جمعیت معادل، ابزاری برای تبدیل بار آلودگی صنعتی یا تجاری به تعداد افراد معادل است که همان میزان بار آلودگی را تولید می کنند. برای مثال، اگر یک کارخانه به اندازه 1000 نفر بار آلودگی BOD5 تولید کند، جمعیت معادل آن 1000 نفر خواهد بود. این شاخص امکان برنامه ریزی و طراحی تصفیه خانه ها را بر اساس بار واقعی آلودگی، فارغ از منشأ آن، فراهم می آورد.

2.7. بارگذاری های جرمی و بارگذاری های جرمی پایدار

بارگذاری جرمی (Mass Loading) به مقدار کل یک آلاینده (مانند BOD یا جامدات معلق) اشاره دارد که در واحد زمان وارد تصفیه خانه می شود. این پارامتر معمولاً بر حسب کیلوگرم در روز یا تن در روز بیان می شود و از حاصل ضرب غلظت آلاینده در جریان فاضلاب به دست می آید. به عنوان مثال، اگر غلظت BOD در فاضلاب 200 میلی گرم بر لیتر و جریان فاضلاب 10000 متر مکعب در روز باشد، بارگذاری جرمی BOD معادل 2000 کیلوگرم در روز خواهد بود.

بارگذاری های جرمی پایدار (Stable Mass Loadings) به بار آلودگی نسبتاً ثابتی اشاره دارد که انتظار می رود به طور مداوم به تصفیه خانه وارد شود، پس از در نظر گرفتن نوسانات روزانه و فصلی. این مفهوم برای طراحی سیستم هایی که بتوانند با تغییرات بار آلودگی کنار بیایند و همچنان به طور مؤثر عمل کنند، حیاتی است. هدف مهندسان، طراحی سیستمی است که بتواند با بارگذاری های جرمی پایدار و حداکثر بارگذاری های لحظه ای مقابله کند.

2.8. اهمیت بارگذاری BOD5 جرمی ثابت

بارگذاری BOD5 جرمی ثابت از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا مستقیماً بر نیاز اکسیژن برای فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی تأثیر می گذارد. در فرآیندهای لجن فعال، میزان اکسیژن دهی باید متناسب با بار آلی ورودی (BOD5 جرمی) تنظیم شود تا میکروارگانیسم ها بتوانند به طور مؤثر مواد آلی را تجزیه کنند. یک بارگذاری BOD5 جرمی ثابت و قابل پیش بینی، امکان بهینه سازی عملکرد تصفیه خانه، کاهش هزینه های انرژی (مربوط به هوادهی) و اطمینان از کیفیت پساب خروجی را فراهم می آورد. نوسانات شدید در این پارامتر می تواند منجر به اختلال در فرآیند تصفیه، کاهش کارایی و حتی خروج پساب نامنطبق با استانداردهای زیست محیطی شود.

پارامتر	اهمیت در فاضلاب	روش اندازه گیری رایج
دما	تأثیر بر فعالیت بیولوژیکی و حلالیت گازها	ترمومتر
جامدات معلق (SS)	بار آلی و غیرآلی، کدورت	فیلتراسیون و خشک کردن
BOD5	میزان اکسیژن مصرفی توسط میکروارگانیسم ها	انکوباسیون 5 روزه
COD	کل مواد آلی قابل اکسیداسیون	اکسیداسیون شیمیایی قوی
کلیفرم ها	شاخص آلودگی مدفوعی	شمارش پلیت، MPN

نتیجه گیری: نگاهی به ارزش و کاربرد کتاب

کتاب زودآموز آب و فاضلاب: کیفیت و کمیت فاضلاب شهری اثر سایه مهری چمبلی، منبعی جامع و ارزشمند برای درک بنیادی ترین مفاهیم در حوزه مهندسی آب و فاضلاب است. این اثر با تمرکز بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی فاضلاب، و همچنین منابع و نوسانات جریان آن، به مخاطبان خود این امکان را می دهد که با دیدگاهی عمیق تر به چالش های مدیریت فاضلاب شهری بنگرند. از مباحث مربوط به رابطه مصرف آب و تولید فاضلاب گرفته تا جزئیات آزمایشات کلیدی مانند BOD و COD، کتاب اطلاعاتی کاربردی و مستند ارائه می دهد که برای طراحی، بهره برداری و پایش سیستم های فاضلاب ضروری است.

این خلاصه تلاش کرد تا بخش های اصلی این کتاب را به شیوه ای فنی و در عین حال قابل درک برای عموم، بازگو کند. برای دانشجویان رشته های مهندسی عمران، محیط زیست و بهداشت محیط، این کتاب نه تنها یک مرجع درسی مهم است، بلکه برای متخصصان و کارشناسان مشغول در صنعت آب و فاضلاب نیز به عنوان یک منبع مرور سریع و به روزرسانی دانش پایه عمل می کند. متقاضیان آزمون های استخدامی و کنکورهای مرتبط نیز می توانند از آن به عنوان یک ابزار قدرتمند برای جمع بندی و تسلط بر مباحث کلیدی استفاده کنند.

در نهایت، برای کسانی که به دنبال درک عمیق تر، جزئیات فنی بیشتر و مثال های کاربردی هستند، مطالعه کامل کتاب زودآموز آب و فاضلاب: کیفیت و کمیت فاضلاب شهری به شدت توصیه می شود. این اثر یک سرمایه فکری غنی است که به ارتقاء دانش و مهارت های افراد در یکی از حساس ترین و حیاتی ترین حوزه های زیرساختی و زیست محیطی کمک شایانی می کند. درک اهمیت کیفیت و کمیت فاضلاب شهری پایه و اساس توسعه پایدار و سلامت جامعه است.