نمونه سوالات فیزیکلجن فعال
فرایند لجن فعال یک فرآیند بیولوژیکی هوازی تصفیه فاضلاب است. این فرآیند از حدود 100 سال پیش بطور موثر و گسترده ای برای تصفیه انواع فاضلابهای شهری و صنعتی بکار گرفته شده است. با اثبات کارایی بسیار خوب این فرایند مطالعات و بررسی ها برای بهبود هر چه بیشتر این فرایند به انجام رسید بطوریکه به تدریج انواع مختلفی از این فرایند طراحی و به اجرا درآمد
تاریخچه
لجن فعال
فرایند لجن فعال یک فرآیند بیولوژیکی هوازی تصفیه فاضلاب است. این فرآیند از حدود 100 سال پیش بطور موثر و گسترده ای برای تصفیه انواع فاضلابهای شهری و صنعتی بکار گرفته شده است. با اثبات کارایی بسیار خوب این فرایند مطالعات و بررسی ها برای بهبود هر چه بیشتر این فرایند به انجام رسید بطوریکه به تدریج انواع مختلفی از این فرایند طراحی و به اجرا درآمد
تاریخچه
به این نتیجه رسیدند که با هوادهی فاضلاب می توان توده میکروارگانیسم ها در بطری کشت کرد و این پدیده در تانک نیز تا حدودی با تشکیل یک لایه یک اینچی مجزا روی سطح فاضلاب اتفاق افتاده که نقش قابل توجهی در تصفیه فاضلاب دارد. نتایج برجسته این پژوهش باعث شد که Dr.Fowler از دانشگاه منچستر انگلستان پیشنهاد تحقیقات مشابهی را در این خصوص بر روی سیستم فاضلاب شهر منچستر بدهد
در سال 1914 و در نتیجه این پژوهش ها Arden & Lockettدریافتند که لجن بدست آمده طی هوادهی فاضلاب نقش بسیار مهمی را در تصفیه فاضلاب به عهده دارد. Arden & Lockett نام این فرایند را ((لجن فعال)) گذاشتند چرا که این نام بیانگر تولید یک توده فعال از میکروارگانیسم هایی بود که می توانستند باعث تثبیت هوازی مواد آلی موجود در فاضلاب شوند.
شرح فرآیند
در فرآیند لجن فعال، بخش عمده ای از مواد آلاینده فاضلاب را مواد آلی تشکیل می دهند که باکتری ها می توانند با تغذیه و مصرف آن ها باعث تصفیه فاضلاب شوند. بنابراین اصول تصفیه در این فرآیند بر مصرف مواد آلی توسط میکروارگانیسم ها و به خصوص باکتری ها استوار است. از این رو در این فرآیند برای پیشبرد روند تصفیه فاضلاب، ضروری است که تمامی شرایط برای رشد و تکثیر هر چه بهتر آنها فراهم گردد.باکتری ها برای ادامه حیات و فعالیت خود دارای سه نیاز اساسی غذا، آب و اکسیژن هستند. غذای آنها در واقع همان مواد آلی است که در فاضلاب وجود دارد و باکتری ها با مصرف آنها باعث تصفیه فاضلاب می شوند. آب نیز به وفور در دسترس آنها قرار دارد چرا که محیط زیست آنها محیط فاضلاب بوده که یک محیط کاملا آبی است. بنابراین با تأمین اکسیژن می توان شرایط اساسی رشد باکتری ها را فراهم کرد. به منظور تأمین اکسیژن مورد نیاز باکتری ها نیز معمولاً هوا به درون فاضلاب به صورت عمقی یا سطحی تزریق می شود.
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است در فرآیند لجن فعال فاضلاب ابتدا وارد یک مخزن هوادهی (واکنش) می شود. در این مخزن فاضلاب در مجاورت و دسترس باکتری ها قرار میگیرد. باکتری ها با استفاده از اکسیژن تزریق شده و انجام فعالیت های بیولوژیکی خود، مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه کرده و به داخل بدن خود جذب می کنند. جذب مواد آلی به داخل باکتری سبب حذف مواد آلی از جریان فاضلاب و تصفیه آن می گردد. باکتری ها بخشی از این مواد غذایی را بصورت انرژی به مصرف خود رسانده و بخشی دیگر را برای تکثیر و تولید باکتری های جدید مورد استفاده قرار می دهند.پس از فرآیند جذب و تجربه مواد در مخزن هوادهی مخلوط فاضلاب و میکروارگانیسم ها وارد مخزن ته نشینی ثانویه می شوند. در این مخزن برخی فعالیتهای بیولوژیکی سبب چسبیدن میکروارگانیسم ها و باکتری ها به یکدیگر و ایجاد لخته می شود. این لخته ها به سبب وزن مخصوص بیشتر از آب به سمت پایین حرکت کرده و به تدریج در کف مخزن ته نشین شده و لجن بیولوژیکی را تشکیل می دهند. در این مرحله این لجن که حاوی مقادیر بسیار زیادی از میکروارگانیسم ها و باکتری های موثر در تصفیه فاضلاب است، به مخزن هوادهی برای ادامه فرآیند برگشت داده می شود که به آن ((لجن فعال برگشتی)) گفته می شود. در واقع نام ((لجن فعال)) به سبب همین فعالیت دائم لجن (توده میکروارگانیسم و باکتریها) در این فرآیند می باشد. بخش دیگر لجن نیز که مازاد بر نیاز تصفیه است از سیستم دفع می گردد.
بر این اساس می توان گفت که هر فرآیند لجن فعال از سه جزء اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:
1. مخزن هوادهی
2. مخزن ته نشینی ثانویه
3. سیستم برگشت لجن فعال
از نظر سیستم رشد میکروارگانیسم ها فرآیند لجن فعال از نوع رشد معلق می باشد چرا که لخته های ناشی از توده باکتری ها و میکروارگانیسم ها در فضای مخزن هوادهی معلق بوده و دائماً در حال حرکت هستند
انواع فرآیند لجن فعال
پس از اثبات کارایی بسیار خوب فرآیند لجن فعال در تصفیه انواع فاضلاب ها، اصلاحات و تغییرات مختلفی بر روی فرآیند انجام گرفته و انواع مختلفی از فرآیند لجن فعال بکار گرفته شد. در واقع تمامی این تغییرات برای سازگار کردن این فرآیند با نیازمندیهای مختلف از سیستم تصفیه بود بطوریکه امروزه از این فرآیند حتی برای تصفیه انواع فاضلابهای صنعتی که قابلیت تصفیه بیولوژیکی دارند، استفاده می شود. لجن فعال متعارفی، هوادهی گسترده، SBR، تثبیت تماسی، اکسیژن خالص، تغذیه مرحله ای و نهر اکسیداسیون همگی شکل های مختلفی از فرآیند لجن فعال هستند.
لاگون هوادهي:
لاگون هوادهي متشكل از يك بركه با ديواره خاكي و هوادهي مصنوعي، مجهز به هواده هاي شناور است. بعد از اين لاگون يك استخر ته نشيني يا بركه تثبيت اختياري قرار دارد كه به عنوان زلال ساز نهايي عمل مي كند. جامدات بيولوژيكي توليد شده در لاگون هوادهي بوسيله استخر ته نشيني يا بركه تثبيت جداسازي مي شوند. استخر ته نشيني معمولاً بتني و مجهز به چنگك هاي مكانيكي لجن است تا برداشت لجن بصورتمداوم باشد. اگر بركه تثبيت بكار برده شود، جامدات بيولوژيكي در كف ته نشين شده و تجزيه بي هوازي روي مي دهد..بركه بطور متناوب، معمولاً هر دو يا سه سال يكبار تخليه و مواد جامد هضم شده دفن بهداشتي مي شود. فرآيند لاگون هوادهي ذاتاً يك فرآيند لجن فعال بدون برگشت است كه معمولاً غلظت مواد جامد بيولوژيكي آن در حدود 200 تا mg/l 500 مي باشد. لاگون هاي هوادهي بطور وسيعي در تصفيه فاضلاب صنعتي بكار برده مي شوند زيرا بسيار كم هزينه تر از لجن فعال مي باشد. در عين حال به زمين بيشتري نياز دارند كه بايد مورد توجه قرار گيرد. غالباً، فرآيند تصفيه فاضلاب صنعتي در ابتدا سيستم يركه تثبيت است و با افزايش بارگذاري، هوادهي مصنوعي به آن اضافه مي شود تا بركه به لاگون هاي هوادهي تبديل شوند.لاگون هاي هوادهي را بسته به پروفيل اكسيژن محلول به لاگون هاي هوازي يا اختياري دسته بندي كرد. در لاگون هاي هوازي، در كل عمق بركه اكسيژن محلول وجود دارد و اختلاط نيز بمنظور معلق نگه داشتن مواد جامد بيولوژيكي كافي است. در لاگون هوادهي، زلال سازي نهايي توسط يك حوض ته نشيني يا بركه تثبيت اختياري تأمين مي شود. لاگون اختياري در اعماق فوقاني خود داراي اكسيژن محلول استع و در اعماق پايين هيچ اكسيژن محلول ندارد. در لاگون اختياري ميزان اختلاط براي معلق نكه داشتن تمامي مواد جامد بيولوژيكي كافي نبوده و تجزيه و تلاشي مواد جامد در كف لاگون بوقوع مي پيوندد. اين مواد جامد تحت تجزيه بي هوازي قرار گرفته و در فواصل زماني چندين سال تخليه مي شوند. لاگون اختياري معمولاً داراي زلال ساز نهايي نمي باشد به جز آنچه كه در خود لاگون هوادهي روي مي دهد. در نتيجه، ميزان مواد جامد موجود در خروجي اغلب تعيين كننده نوع استفاده از آنهاست.لاگون هاي هوادهي معمولاً داراي شكل مستطيلي هستند مگر اينكه فضاي موجود اين امكان را فراهم نسازد. وقتي كه اين لاگون ها مستطيلي هستند، نسبت طول به عرض معمولاً برابر 2 به 1 مي باشد. بايد حداقل دو لاگون براي انعطاف بخشيدن به آن منظور شده و لوله كشي بايد به نحوي باشد كه راهبري اها بصورت سري و موازي امكانپذير باشد. زهكش هاي سطحي را توسط ديواره هاي خاكي يا نهر هاي كناري بايد مهار نمود. خاكريزهايي كه به لاگون شكل مي دهند بايد داراي شيب كناري 1 به 3 يا كمتر باشند و بايد سنگريزه يا حفاظ هاي مناسب ديگري بكار برده شوند تا از فرسايش ناشي از امواج جلوگيري شود. شيب هاي خارجي بايد پوشش گياهي داشته باشد تا از فرسايش ناشي از رواناب باران اجتناب گردد. در صورتيكه خاك متخلخل باشد، بايد كف و ديواره هاي لاگون با يك لايه خاك بصورت يك مانع نفوذ ناپذير درست شود. ورودي ها بايد فاضلاب ورودي را در لاگون توزيع نمايند، و خروجي ها بايد بافل گذاري شوند تا از خارج شدن مواد شناور جلوگيري شود. بايد عمق آزاد حداقلي برابر m 9/0 منظور شود. فونداسيون بتني بايد در زير هر يك از هواده ها درست شود تا كف آن را در برابر فرسايش محافظت كند. بايد زلال ساز نهايي يا بركه هاي تثبيت منظور شوند تا جامدات بيولوژيكي را از خروجي نهايي جدا نمايند. عمق لاگون برابر 43/2-88/4 مي باشد.نياز اكسيژني حداقلي برابر 6/1 كيلو گرم اكسيژن به ازاي كيلو گرم BOD5 بايد در لاگون تأمين شود. ميزان قدرت توليد شده توسط هوادهي مصنوعي بايد حداقل برابر 91/31000 KW باشد تا از معلق نكه داشتن مواد جامد بيولوژيكي در داخل سوسپانسيون اطمينان حاصل شود.
امتیازات این روش در مقایسه با برکه های طبیعی چنین است:
1. تخلیه بیشتر فاضلاب و توزیع بهتر اکسیژن در محیط
2. مخلوط شدن یکنواخت تر مواد آلاینده و میکروارگانیزم ها
3. امکان هدایت اکسیژن ورودی وبدین ترتیب هدایت فرآیند تصفیه
تجزیه بار آلودگی آلی فاضلاب همزمان با تثبیت هوازی لجن ته نشین شده در بستر انجام میشود
نظر به این که باکتری های نیتریفیکاسیون به طور دایم از برکه هوادهی شسته می شوند معمولا به ندرت می توان در این برکه ها شاهد فرآیند نیتریفیکاسیون / دنیتریفیکاسیون بود.بهره برداری از لاگونها هوادهی مانند سیستم لجن فعال میباشد با این تفاوت که بدون برگشت لجن عمل می نمایند. از لحاظ تاریخی این نوع لاگونها دراثر اصلاحاتی که روی استخرهای تثبیت فاضلاب در مناطق معتدله (مواردی که از هوادهی مکانیکی برای تامین اکسیژن مورد نیاز جلبکها در زمستان استفاده میشد) صورت گرفت ، بوجود آمدند. البته باید گفت پس از اینکه دستگاههای هوادهی در برکه شروع بکار کردند، جلبکها ناپدید شده وبه جای آنها توده های فعال بیو لوژیکی مشابه آنچه در لجن فعال وجود دارد جایگزین شدند. درحال حاضر لاگونهای هوادهی بصورت واحدهای لجن فعال بدون برگشت لجن وبا حالت اختلاط کامل طراحی میگردند.توسط لاگونهای هوادهی میتوان به کاهش 5BOD بیش از 90 درصد بازمان ماند نسبتا" طولانی (2 تا 6 روز) دست یافت .درزمان ماند کمتر از دوروز بعلت کوتاه بودن بیش از حد زمان ، فلوکهای بیولوژیکی تشکیل نمیشوند وبه همین دلیل پیشنهاد نمیگردند (هرچند که غلظت لجن فعال درحدود1/mg400-200 میباشد، برخلاف آنکه درسیستمهای معمولی تصفیه فاضلاب و برکه های اکسیدداسیون غلظت لجن فعال درحدود 1/mg6000-2000 است).لاگونهای هوادهی در بعضی موارد بعنوان واحدهای پیش تصفیه قبل از یک سری از استخرها مورد استفاده قرار میگیرند وبخصوص بعضی اوقات به عنوان مرحله دوم تصفیه جهت افزایش ظرفیت برکه ها مورد استفاده قرار میگییرند وهمچون سایر واحدهای لجن فعال لاگونهای هوادهی جهت حذف باکتریهای کلی فرم مدفوعی بطور کامل موثر نمیباشند(95-90 درصد کارائی جهت کاهش باکتریهای کلی فرم مدفوعی دارند)
لذا به تصفیه هرچه بیشتر در این سیستم نیاز دارد.بسته به اندازه ،نوع، حالت وقدرت هواده ها، لاگونهای هوادهی به دو صورت کاملا" معلق شده ویا جزئی معلق شده طراحی میشوند وچون پسآب استخرهای هوادهی حاوی مواد معلق بیولوژیکی است باید قبل از تخلیه توسط عمل ته نشینی جدا و حذف شوند لذا استخر ته نشینی یکی از اجزاء معمول این سیستم میباشد وبدین منظور ازیک استخر خاکی جهت ته نشینی استفاده میشود.میکرو بیولوژی لاگونهای هوادهی بسیار شبیه سیستم لجن فعال بوده و برخی اختلافات موجود بخاطر سطح بزرگ هوادهی است که نتیجتا" تاثیر دما دراین سیستم بیشتر از سیستم متداول لجن فعال خواهد بود.
محاسن اصلی لاگونهای هوادهی نسبت به سیستم لجن فعال عبارتنداز:
الف: بعلت اینکه این لاگونها دارای حجم زیادی میباشند، فاضلاب ورودی به این لاگونها به سرعت رقیق شده ودر نتیجه توانائی تحمل بارهای ناگهانی shock-loads آن بیشتر ازسیستم لجن فعال است.
ب: احتیاج به برگشت لجن نیست .
ج: ساختن آن مستلزم کارهای خاکی است که اصولا" ارزان قیمت میباشد اما درمقابل، زمین مورد نیاز بیشتر از سیستم لجن فعال است و پسآب خروجی کدرتر است . راندمان حذف 5BOD دراین لاگونها 85 درصد میباشد که درصورت بهره برداری صحیح این راندمان به بیش از 90 درصد هم میرسد.
معایب لاگونهای هوادهی:
- نسبت به سیستمهای تصفیه لجن فعال وصافیهای چکنده نیاز به زمین زیادتری دارد.
- عملکردسیستم تقریبا" تحت کنترل نبوده وتاحدودی تابع شرایط محیطی میباشد.
- نسبت به سایر سیستمهای تصفیه نیاز به انرژی الکتریکی بیشتری دارد.
- همانند سیستمهای لجن فعال وصافیهای چکنده نیاز به تجهیزات مکانیکی و برقی دارد.
- مسئله تبخیر آب دراین سیستم نیز تاحدودی قابل ملاحظه میباشد.
برکه تثبیت
برکه های تثبیت فاضلاب (WSP) گودال های خاکی هستند که فاضلاب خانگی و دیگر فاضلاب ها برای مدت طولانی در آنها نگهداری شده و با عمل ته نشینی و به کمک نور،حرارت، رشد جلبکها و میکروارگانیسم ها مواد آلی موجود در فاضلاب تجزیه و تثبیت می گردد.در این واحد ها عمل ته نشینی و تثبیت هر دو با ام انجام می شوداز آنجا که فرآیندهای طبیعی در تصفیه فاضلاب در برکه ها نقش اساسی داشته و با توجه به پایین بودن سرعت فرآیندهای تصفیه طبیعی ، به زمان ماند طولانی برای تصفیه فاضلاب مورد نیاز می باشد که این زمان ماند با توجه به شرایط آب و هوایی از چند روز تا چندین ماه متغیر است.برکه های تثبیت جزو روش های ارزان قیمت تصفیه فاضلاب بوده و در مناطقی که دارای شرایط آب و هوایی مناسب و زمین ارزان قیمت کافی باشند به راحتی می توان برای تصفیه طیف وسیعی از فاضلاب های شهری و صنعتی استفاده نمود.اگر چه راندمان تصفیه در برکه ها در مناطق دارای آب و هوای گرم در حد مطلوب است ولی در عین حال از آنها می توان برای تصفیه فاضلاب در مناطق سردسیر هم استفاده نمود. در مناطق سردسیر زمان طولانی تر برای تصفیه فاضلاب مورد نیاز خواهد بود. راندمان تصفیه در این روش عمدتا بستگی به نور خورشید ، درجه حرارت و شدت وزش باد و ... داشته که این پارامترها مستقیما بر روی بیولوژی سیستم دارای تاثیر می باشند. پساب خروجی از برکه ها از نظر کیفیت میکروبی و شیمیایی در حدی است که از ان می توان برای آبیاری زمین های کشاورزی و دیگر مصارف استفاده نمود . مهمترین طبقه بندی برکه ها براساس واکنش های بیولوژی غالب در آنها است که بر این اساس آنها را به سه دسته زیر طبقه بندی می نمایند:
ü برکه های بی هوازی
ü برکه های اختیاری
ü برکه های هوازی
مزایای سیستم برکه های تثبیت
مزایای سیستم WSP که اختصارا شامل سادگی ، هزینه کم و راندمان بالا می باشد به شرح زیر است :
سادگی ساخت و راهبری
برکه های تثبیت از نظر ساختمانی بسیار ساده هستند و مهمترین مرحله ساخت آنها را گود برداری ، تاسیسات تصفیه مقدماتی ، سازه های ورودی و خروجی ، جداره سازی و آب بندی دیواره ها و کف برکه تشکیل می دهد. از نظر بهره برداری و نگهداری نیز ساده بوده به طوری که بهره برداری از آنها شامل جمع آوری کفاب روی سطح برکه ، درو کردن علف ها ،تمیز نمودن سازه های ورودی و خروجی و تعمیر هر گونه صدماتی که به خاکریزهای اطراف آنها وارد می شود را شامل می گردد.همچنین از نظر پرسنل بهره برداری نیز به کارگران ساده و یا با مهارت کم نیازمند می باشد .
ارزان بودن
برکه های تثبیت نسبت به سایر روش های تصفیه فاضلاب معمولا ارزان تر می باشند. برکه ها نیاز به تجهیزات الکتریکی و مکانیکی نداشته و از نظر هزینه های جاری نیز مصرف انرژی در آنها بسیار پایین است. از نظر نیروی انسانی لازم برای بهره برداری نیز در برکه های تثبیت هم به نیروی انسانی کمتری مورد نیاز بوده و هم اینکه نیاز به نیروی متخصص و ماهر نمی باشد که در مجموع سبب کاهش هزینه های جاری تصفیه خانه می گردد.
راندمان بالا
پساب خروجی از برکه های تثبیت با استانداردهای کیفیت پساب ارائه شده از سوی جامعه اروپا (EC ) و سازمان محیط زیست (EPA) مطابقت دارد . در برکه های تثبیت راندمان حذف BOD ، ازت و فسفر در حد مطلوبی است . همچنین برکه های تثبیت در زدایش عوامل بیماری زا بسیار موثر می باشند . در اکثر فرآیند های متداول تصفیه فاضلاب راندمان زدایش عوامل بیماری زا پایین بوده به طوری که جهت نابود سازی عوامل بیماری زا در پساب خروجی نیاز به گند زدایی پساب اجتناب ناپذیر است .قابلیت تحمل شوک مواد آلی و سمی و بالا بودن راندمان حذف فلزلت سنگین. برکه های تثبیت به دلیل دارا بودن حجم زیاد و طولانی بودن زمان ماند هیدرولیکی در آنها ، نسبت به تحمل شک مواد آلی و سمی در برابر دیگر فرایند های متداول تصفیه فاضلاب دارای مقاومت بیشتری می باشد . علاوه بر این ، برکه ها نسبت به بالا بودن غلظت فلزات سنگین در فاضلاب ورودی دارای مقاومت زیادی می باشند بطوری که حتی تا غلظت 60 میلی گرم در لیتر فلزات سنگین را تحمل می نماید . بالا بودن مقاومت برکه ها نسبت به شک فلزات سنگین به دلیل کاهش غلظت فلزات از طریق رقیق سازی فاضلاب خام با حجم زیاد فاضلاب موجود در برکه ها است . همچنین در برکه ها به دلیل بالا بودن pH که حتی به بالای 10 نیز می رسد فلزات سنگین با تشکیل کمپلکس های نا محلول و ته نشینی سریع به میزان قابل ملاحظه ای زدایش می شوند . بنا بر این از برکه ها می توان برای تصفیه طیف وسیعی از فاضلاب صنعتی استفاده نمود . فاضلاب خیلی قوی همچون فاضلاب صنایع مواد غذایی به راحتی توسط برکه های تثبیت تصفبه می شوند . به دلیل اینکه طراحی برکه ها بر اساس سردترین فصل سال است ،در فصول گرم سال ظرفیت تصفیه پذیری آنها بالا بوده بطوری که در تابستان فاضلاب بیشتری را می توانند تصفیه نمایند که این مسئله در شهرهای توریستی دارای اهمیت زیادی می باشد
معایب برکه های تثبیت
مهمترین معایب برکه های تثبیت عبارت است از :
تولید بو
برکه های تثبیت اگر بطور صحیح طراحی و راهبری شوند و بار مواد آلی ورودی به آنها بیش از حد مجاز نباشد ، مشکلات مربوط به تولید بو وجود نخواهد داشت . تولید بو در برکه های بی هوازی را نیز می توان در مرحله طراحی به حداقل رساند . علت تولید بو در برکه های بیهوازی تولید گاز SH2 و ترکیباتی دیگر مانند مرکاپتان ها و اندول و اسکاتول می باشد که این گاز ها و ترکیبات در اثر احیاء ترکیبات محتوی گوگرد و تجزیه پروتئین ها تولید می شوند مشکلات مربوط به تولید احتمالی بو را در برکه های تثبیت می توان از طریق رعایت فاصله با مناطق مسکونی به حداقل کاهش داد . همچنین وجود کمربند فضای سبز در اطراف تصفیه خانه در کاهش مزاحمت ناشی از تولید بو مؤثر بوده خواهد بود .
پرورش حشرات
رشد گیاهان و علف های هرز در برکه ها بخصوص بوته های نی ، محیط را برای تخم ریزی و رشد و تکثیر حشرات مساعد می سازد به همین دلیل یکی از راههای مؤثر جهت مقابله با حشرات ، درو کردن مرتب علف های هرز می باشد .
بالا بودن غلظت جامدات معلق
در پساب خروجی از برکه های تثبیت به دلیل رشد بیش از حد جلبک ها غلظت جامدات معلق بالا خواهد بود که این بالا بودن غلظت جامدات معلق در مواردی جهت استفاده مجدد از پساب ممکن است مشکل ساز باشد به ویژه برای تغذیه آبهای زیر زمینی و همچنین در سیستم های آبیاری تحت فشار و قطره ای نیز سبب مسدود شدن نازل ها می شود .
(( در صورت نیاز از طریق روش های ارزان قیمت می توان نسبت به جدا سازی جلبک از پساب خروجی برکه ها اقدام نمود ))
نیاز به زمین زیاد
یکی ازمعایب عمده برمه های تثبیت نیاز به زمین زیاد می باشد که دلیل آن بالا بودن زمان ماند هیدرولیکی فاضلاب در برکه ها است . میزان زمین مورد نیاز تابعی از شرایط آب و هوایی و کیفیت فاضلاب خام ورودی می باشد بطوری که در مناطق گرمسیری برای احداث برکه ها به زمین کمتری نیاز است که علت آن بالا بودن سرعت واکنش های بیولوژیکی در آب و هوای گرم است .در مناطق سرد سیر برای احداث برکه ها به زمین بیشتری نیاز می باشد . تملک زمین ارزان قیمت در بعضی از شهر ها با مشکل مواجه خواهد بود به همین دلیل در دسترس نبودن زمین کافی در بسیاری از مناطق کاربرد آنها را با محدودیت مواجه می کند . در اکثر کشور ها استفاده از این روش علی رغم نیاز به زمین زیاد ، از نظر اقتصادی باز هم نسبت به سایر روش ها ارزان ترین گزینه می باشد .
اتلاف زیاد زمین
در مناطق خشک و نیمه خشک آب کالای با ارزشی است به خصوص با توجه به وجود بحران آب در بسیاری از مناطق دنیا که استفاده بهینه از منابع آب و برنامه ریزی صحیح در این خصوص به صورت یک ضرورت عاجل در آمده است . اتلاف زیاد آب از طریق تبخیر و همچنین نشت در داخل زمین از طریق برکه ها سبب کاهش مقدار پساب قابل استفاده برای مصارف کشاورزی و دیگر مصارف می شود .
احتمال آلودگی آب های زیر زمینی
اگر در حین مراحل ساختمانی در برکه ها نکات فنی و سازه ای رعایت گردد ، مشکل مربوط به آلودگی آب های زیر زمینی اصلا وجود نخواهد داشت . در صورتی که محل انتخابی برای احداث برکه ها از نظر جنس خاک مناسب نباشد مسئله نشت فاضلاب در داخل زمین وجود داشته و آلودگی احتمالی آب های زیر زمینی را به همراه خواهد داشت . با انجام لاینینگ یا آب بندی در کف و دیواره برکه ها می توان میزان نشت فاضلاب را به حد اقل کاهش داد . پارامتر اصلی در رابطه با نشت فاضلاب ضریب نفوذ پذیری خاک است .
انواع برکه های تثبیت:
برکه های بی هوازی :
در این برکه ها اکسیژن محلول در فاضلاب وجود نداشته و باکتری های بی هوازی مواد آلی را تجزیه می نمایند . عمق این برکه ها معمولا بین 5-2 متر است که دریافت کننده بار مواد آلی زیاد می باشند . به دلیل بار گذاری زیاد مواد آلی در برکه های بی هوازی هیچ گونه اکسیژن محلول و جلبکی در فاضلاب ندارد . در بعضی مواقع یک لایه نازکی از جلبک کلامیدوموناس در سطح این برکه ها دیده می شود .. زمان ماند فاضلاب در این برکه ها بین 5-2 روز نگهداری می شود اگرچه زمان ماندهای طولانی تری نیز گزارش شده است . مهمترین واکنش بیولوژیکی در آنها تولید اسید و تخمیر متانی است . در حین عبور فاضلاب از برکه های تثبیت بی هوازی تغییرات زیر در فاضلاب صورت می گیرد :
ü اکثر جامدات معلق در کف برکه ته نشین می شود .
ü تا حدودی حذف پاتوژن ها صورت گرفته و تخم انگ ها نیز ته نشین می شوند .
ü مواد سبک و کم وزن همچون روغن ، چربی ، کرک ، و کف بر روی سطح فاضلاب تجمع یافته و تشکیل لایه کفاب را می دهد.
ü مواد آلی در دو مرحله شامل تخمیر اسیدی و متانی تبدیل به گاز و جامدات تثبیت شده می شوند .
برکه های بی هوازی اغلب پیش از برکه های اختیاری جهت کاهش زمین مورد نیاز به کار برده می شود. در بسیاری از موارد نیز نقش آنها به عنوان پیش تصفیه برای کاهش بار آلودگی فاضلاب های با شدت آلودگی زیاد است . ( فاضلاب صنایع غذایی و کشتارگاه ) . پساب خروجی از آنها جهت تصفیه بیشتر وارد برکه های اختیاری می شود . این پساب محتوی غلظت پائین جامدات معلق و جامدات قابل ته نشینی و تخم انگل ها می باشد . عملکرد این برکه ها بیشتر شبیه سپتیک تانک می باشد .
برکه های اختیاری :
متداول ترین نوع برکه ها هستند که در لایه های فوقانی آنها به دلیل وجود اکسیژن محلول شرایط هوازی وجود دارد و در لایه های تحتانی به دلیل عدم وجود اکسیژن محلول شرایط بی هوازی غالب می باشد . لایه حد واسط نیز در بین لایه هوازی و بی هوازی شناسایی شده است . عمق این برکه ها معمولا بین 5/2 -5/1 متر و زمان ماند در آنجابین30 -7 روز می باشد . در لایه هوازی فوقانی ، جلبک ها و باکتری های هوازی و اختیاری به صورت همزیستی زندگی می کنند .
جلبکها در حضور نور خورشید و مواد معدنی شروع به فعالیت فتوسنتز می نمایند که در نتیجه آن تولید جلبکها ی جدید و همچنین تولید اکسیژن محلول ( DO ) می باشد که باکتری ها از اکسیژن محلول تولیدی توسط جلبکها استفاده نموده و شروع به اکسیداسیون مواد آلی موجود در فاضلاب می نمایند که نتیجه آن تجزیه مواد آلی و رشد و تکثیر باکتری ها می باشد . در اثر اکسیداسیون مواد آلی گاز و ترکیباتی همچون PO4 , NO3, CO2 و .......تولید می شود که بخشی از این گازها و ترکیبات مجددا توسط جلبکها در فعالیت فتوسنتز استفاده می شود جامدات معلق موجود در فاضلاب که در قسمت عمده آنها را مواد آلی تشکیل می دهد در اثر نیروی وزن در کف برکه تجمع یافته و تشکیل لایه لجن را می دهند که در این لایه لجن با توجه به عدم وجود اکسیژن محلول فعالیتهای بیولوژیکی بی هوازی اتفاق افتاده و مواد آلی لجن را تجزیه می نمایند که نتیجه آن تولید گازهای همچون SH 2 ,NH 3, N 2 , CO 2 , CH 4 و ... می باشد .گازهای تولیدی در اثر نیروی شناوری به سمت بالا حرکت نموده و به صورت حباب از سطح فاضلاب خارج می شوند در مواقعی که در اثر افزایش درجه حرارت سرعت فعالیتهای بیولوژیکی بی هوازی در لایه های لجن زیاد باشد مقدار گازهای تولیدی به حدی است که حتی می تواند سبب شناور شدن لخته های لجن بر روی سطح فاضلاب در برکه ها شده که این مسئله بیشتر در فصول گرم سال اتفاق می افتد.
برکه های اختیاری را به دو نوع تقسیم می کنند :
ü برکه های اختیاری اولیه که دریافت کننده فاضلاب خام می باشند.
ü برکه های اختیاری ثانویه که دریافت کننده فاضلاب ته نشین شده می باشند
رنگ فاضلاب در برکه های اختیاری به رنگ سبز دیده می شوند . در بعضی مواقع رنگ فاضلاب در برکه ها به صورت قرمز و یا صورتی رنگ در می آید به ویژه زمانی که بار مواد آلی ورودی به آنها بالا باشد که علت این تغییر شکل وجود باکتری های اکسید کننده سولفید می باشد .
بطور کلی در حین عبور فاضلاب از برکه های اختیاری تغییرات زیر در فاضلاب مشاهده می شود :
ü جامدات معلق فاضلاب در کف برکه ته نشین شده و تشکیل لایه لجن را می دهد که در این لایه لجن فعالیت های بیولوژیکی بی هوازی اتفاق می افتد .
ü مواد آلی محلول و کلوئیدی فاضلاب توسط باکتری های هوازی و اختیاری در حضور اکسیژن محلول تثبیت شده و در نهایت مواد بی اثر آن به صورت لجن در کف برکه تجمع می یابد . تثبیت مواد آلی در برکه ها از طریق باکتری های هتروترف همچون پسودوموناس ، فلاووباکتریم ، اکرموباکتر و آلکالیژنس صورت می گیرد .
برکه های هوازی :
در برکه های هوازی اکسیژن محلول در تمام نقاط برکه وجود داشته و فعالیت های بیولوژیکی کلا به صورت هوازی انجام می گیرد
برکه های هوازی را به سه گروه زیر تقسیم بندی ی نمایند :
ü برکه های هوازی کم بار :
فاضلاب های محتوی مواد آلی محلول در این برکه ها در شرایط هوازی تصفیه می شود . دو منبع تولید اکسیژن شامل فتوسنتز جلبک ها و اکسیژن گیری از طریق اتمسفر است . تولید اکسیژن از طریق فتوسنتز در نقاط تحتانی به صورت ضعیف انجام می گیرد . در طول روز در لایه های فوقانی اکسیژن محلول به حد غلظت اشباع و یا حتی فوق اشباع می رسد اگر در فاضلاب جامدات معلق وجود داشته باشد این جامدات در ته برکه تجمع یافته و تحت تجزیه بیولوژیکی بی هوازی قرار می گیرند . به همین دلیل فقط فاضلاب های محتوی مواد آلی محلول را در این برکه ها تصفیه مینمایند . عمق برکه های هوازی کم بار در حدود 5/1 -1 متر است که عمیق تر از برکه های پر بار می باشند .
ü برکه های هوازی پر بار :
این برکه ها با برکه های دیگر از نقطه نظر تولید سلول های جلبکی دارای تفاوت می باشند . از جلبک های تولیدی می توان به عنوان منبع پروتئین برای خوراک حیوانات استفاده نمود . سیستم HPR در زدایش BOD ، ازت و فسفر بسیار موثر می باشد . عمق برکه های پر بار حدود 45/0 -3/0 متر است که اجازه عبور نور خورشید را به تمام اعماق می دهد .تولید جلبک همراه با زدایش مواد مغذی از اهداف احداث این برکه ها می باشد . رشد بیش از حد جلبک ها سبب بالا بودن غلظت مواد معلق در پساب خروجی می شود بطوری که برای تولید پساب با کیفیت مناسب نیاز به روش های جدا سازی جلبک خواهد بود .
ü برکه های هوازی تکمیلی :
هدف از این برکه ها بهبود کیفیت میکروبی پساب فر آیندهای تصفیه ثانویه و یا پساب خروجی از برکه های اختیاری می باشد . عمق آنها بین 5/1 – 9/0 متر است که به صورت سری پشت سر هم قرار می گیرند. تعداد برکه های تکمیلی لازم عمدتا بستگی به کیفیت پساب مورد نظر دارد . در برکه های تکمیلی در تمام طول روز اکسیژن در فاضلاب وجود دارد . جمعیت جلبکی موجود در این بر که ها نسبت به بر که های اختیاری بسیار متنوع تر می باشد .بطوریکه گونه های جلبکی غیر متحرک در آنها متداول تر بوده و در برکه های انتهایی شیوع گونه های جلبکی بسیار بیشتر از برکه های تکمیلی ابتدایی می باشد . در مواقعی نیز شکوفا شدن جلبک ها در این برکه ها اتفاق می افتد . هدف اصلی از احداث برکه های تکمیلی زدایش عوامل میکروبی بسیار می باشند . حذف BOD در برکه های تکمیلی در حد بسیار کم اتفاق می افتد ولی نقش آنها در زدایش مواد مغذی همچون ازت و فسفر بسیار قابل توجه است .
فاکتورهای موثر در تصفیه در برکه های تثبیت :
1. فاکتورهای طبیعی
2. فاکتور فیزیکی
3. فاکتور شیمیایی
فاکتورهای طبیعی
ü باد:
برکه های تثبیت می بایست طوری طراحی شوند که از طریق جریان باد ، تلاطم لازم در آنها ایجاد شود.
ü درجه حرارت :
تصفیه فاضلاب در برکه ها از طریق مجموعه ای از فر آیند های فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی اتفاق می افتد که درجه حرارت بر روی این فرآیندها تاثیر قابل ملاحظه ای دارد .
ü بارندگی
بارندگی متوسط و شدید میتواند دارای اثراتی بر روی عملکرد و ضریب اطمینان برکه ها دارا باشد .
ü نور خورشید
شدت تابش نور خورشید پارامترهای مهم در عملکرد رضایت بخش برکه ها به حساب می آید . زیرا نور خورشید بطور غیر مستقیم بر روی تولید اکسیژن به واسطه فعالیت فتوسنتز تاثیر دارد .
ü تبخیر
تبخیر از سطح برکه ها سبب اتلاف آب شده که این اتلاف آب هم از نظر استفاده مجدد از پساب و هم از نظر تاثیر بر روی کیفیت پساب دارای اهمیت خواهد بود .
ü نشت
نفوذ آب از کف و دیواره برکه ها به لجاظ اتلاف مقادیر قابل توجهی آب و از لحاظ آلودگی آبهای زیر زمینی دارای اهمیت می باشند .
ü بالانس هیدرولیکی آب در برکه ها
جهت نگهداری ارتفاع مناسب فاضلاب در برکه ها ،مقدار فاضلاب ورودی حداقل باید بیش از تبخیر خالص و نشت در تمام اوقات باشد .
فاکتورهای فیزیکی
ü ارتفاع فاضلاب
برکه های تثبیت معمولا در عمق ثابت فاضلاب بهره برداری می شوند . کاهش ناگهانی ارتفاع آب در برکه ها به واسطه نشت یا تبخیر و یا برداشت اضطراری می تواند سبب بروز مسائلی شود .
ü میان بر زدن
میان بر زدن در برکه ها به علل مختلفی اتفاق افتاده و سبب می شود فاضلاب کوتاهترین مسیر را طی نموده و کمترین زمان ماند را داشته باشد که نتیجه آن به وجود آمدن نقاط کور و مرده است به طوری که سطح و حجم برکه ها را کاهش داده و تولید بو را به همراه خواهد آورد . همچنین جریان میان بر در کاهش راندمان تصفیه نیز موثر می باشد.
فاکتورهای شیمیایی
ü PH
هر دو نوع برکه ها بی هوازی و اختیاری تحت شرایط قلیایی جزئی دارای بهترین عملکرد می باشند .
ü مواد سمی
وجود غلظت زیاد مواد سمی در فاضلاب ورودی به برکه ها می تواند مشکل آفرین باشد .
ü اکسیژن محلول
اکسیژن محلول بهترین شاخص جهت بررسی عملکرد مطلوب برکه های اختیاری و هوازی می باشد .
ü پارامترهای طراحی :
علاوه بر درجه حرارت و تبخیر که در بخش های قبلی توضیح داده شد ، دبی جریان و BOD نیز پارامتر مهم در طراحی برکه ها هستند . چنانچه پساب برای مصارف کشاورزی و پرورش آبزیان مورد استفاده قرار گیرد ، تعداد کلی فرم ها و تخم انگل ها نیز دارای اهمیت می باشد .
روند تصفیه فاضلاب به روش برکه تثبیت :
یکی از متداولترین روشهای تصفیه فاضلابهای شهری درتصفیه خانه های ایران ، روش برکه تثبیت بهمراه هوادهی می باشد، درذیل به اختصار به بررسی فرایندهایی که عمدتاً دراین گونه تصفیه خانه ها مورد استفاده قرارمی گیرد می پردازیم:
فرایندهای مورد استفاده در روش برکه تثبیت بطور کلی شامل موارد ذکر شده زیر می باشد که هرکدام از آنها به بخشهای مجزا تقسیم می شوند:
1. فرایند فیزیکی یا مکانیکی
2. فرایند بیولوژیکی
3. فرایند شیمیایی
فرایندهای فیزیکی یا مکانیکی:
1.آشغالگیری
اولین مرحله ازفرایندهای فیزیکی در تصفیه خانه محسوب می شود که هدف ازآن حذف ذرات درشت ورودی به سیستم و جلوگیری از آسیب رساندن به سایر تجهیزات است.برای این منظورا زسرندهای مخصوص که با توجه به استانداردهای فاضلاب مورد نظر طراحی شده است استفاده می گردد
معمولاً دو سری از این آشغالگیرها در یک تصفیه خانه وجود دارد که تفاوتشان در ابعاد شبکه های جمع آوری کننده می باشد و عبارتند از:
ü .سرندهای دانه درشت ( Screen coarse)
ü .سرندهای دانه ریز:(Screen File)
2.حوضچه های دانه گیر:(Grite Chamber)
در اکثر تصفیه خانه هایی که به روش برکه تثبیت کار می کنند حوضچه هایی طراحی شده است که در داخل آنها بوسیله سیستم هوادهی ، هوا با فشار از طریق دیفیوزرها وارد فاضلاب شده و این عمل باعث اکسیژن رسانی به سیستم جهت فرایند بیولوژیکی و نیز کمک به ته نشینی وجداسازی ذرات شن وماسه وذرات چربی موجود در فاضلاب می شود. بر روی حوضچه ها پلهای دانه روبی طراحی می شود که در هر بار حرکت رفت وبرگشتی خود بوسیله پاروها ذرات شن و ماسه را از کف و ذرات چربی معلق شده درروی سیستم را به ترتیب به سمت پمپهای دانه روب مستغرق درحوضچه ها و حوضچه های جداسازی چربی هدایت می کند.
3.کلاریفایرها:
از مهمترین دستگاههای موجود در تصفیه خانه های فاضلاب کلاسیفایر ها می باشند ومعمولاًدر مجاورت سیستم دانه گیر طراحی می گردد که قادر است ذرات شن و ماسه را از پساب پمپ شده توسط پمپهای دانه روب جدا کرده و پساب حاصل که ذرات شن و ماسه آن گرفته شده را دوباره به سیستم تزریق کند.پس از این مراحل فاضلاب به سمت لاگونها (برکه ها) هدایت می شود تا در آنجا تحت اثر فعالیت باکتری ها فرایند بیولوژیکی آغاز گردد
فرایندهای بیولوژیکی:
فاضلابی که ذرات جامد و معلق آن تا حد زیادی گرفته شده است پس از خروج از حوضچه های دانه گیر وارد لاگونها که در ابعاد مختلف ( با توجه به حجم پساب ورودی – ظرفیت تصفیه خانه و...) طراحی شده اند میشود وآنجا درمجاورت نورخورشیدوتوسط انواع جلبکها وباکتریها به روش فتوسنتز فرایند بیولوژیکی که عمدتاً شامل مراحل وبخشهای زیر است انجام می پذیرد
1.لاگون بی هوازی:
که در داخل آن باکتری های بی هوازی قسمت عمده ای از بار آلی ورودی که عامل اصلی آلودگی فاضلاب است را تجزیه و تبدیل به گاز مونو اگسید کربن ، متان، دی سولفید هیدروژن و اسید استیک و... می کنند.
2.لاگون اختیاری:
در این برکه باکتری های بی هوازی و هوازی( که دراثرتزریق هوا به داخل فاضلاب در داخل حوضچه ها با گذشت زمان فعال شده اند) دراعماق مختلف روند تجزیه مواد آلی را ادامه می دهند.
3.لاگون تکمیلی:
فرایند حذف مواد آلی و ناپایدار باقیمانده در اثرفعالیت باکتری های هوازی در این برکه تکمیل و تبدیل به ترکیبات پایداری مانند دی اکسید کربن و آب می شوند و بار آلی فاضلاب تا جای ممکن کاهش می یابد وسپس از طریق سرریز خروجی، پساب تصفیه شده با رنگ سبز آبی شفاف که مربوط به وجود انوع دیاتومه ها و جلبکهای سبزوآبیست خارج می شود.
فرایند شیمیایی:
که درتصفیه خانه های آب بسیارحائزاهمیت وپرکاربرد است.این فرایند شامل افزودن مواد شیمیایی که کمک به فرایند تصفیه میکنند طی مراحل مختلف تصفیه به سیستم است و عمدتاْ این مواد شامل مواد منعقد کننده مانند ترکیبات آهن - آلومنیوم - پلیمرهای شبکه شونده (مقدار ماده منعقد کننده لازم برای یک نمونه آب یا پساب از روش آزمایش جارتست مشخص می شود) - افزودن کلر و... می باشد.در تصفیه خانه های فاضلاب معمولاً به افزایش کلر(کلرزنی) اکتفا میکنند درکلرزنی سه هدف اصلی دنبال می شودکه عبارتند از:
1. گند زدایی
2. از بین بردن رنگ
3. از بین بردن بوی پساب خروجی
((عمل افزایش کلردر تصفیه خانه ها بوسیله پکیج تزریق کلر و پمپدوزینگ انجام می گیرد.))
تفاوت لاگون های هوادهی و برکه های تثبیت:
در بین انواع روش های مورد استفاده برای تصفیه انواع فاضلاب ها و پساب ها دو روش استفاده از لاگون های هوادهی و استفاده از برکه های تثبیت از برخی جهات به یکدیگر شباهت هایی دارند. بااین حال لازم است تفاوت های این دو سیستم برای دانشجویان و علاقمندان به این بحث مشخص شود.لاگون های هوادهی (aerated lagoons): عبارتند از لاگون هایی نسبتاً کم عمق که در هر یک از آن ها پساب از یک نقطه در کناره لاگون و یا در وسط آن وارد شده و خروجی (efflunet) در نقطه ای دیگر قرار دارد. زمان ماند (retention time) در این لاگون ها تابعی است از درصد حذف BOD و ممکن است از 6 تا 18 روز باشد. در این لاگون ها درصد حذف BOD می تواند از 75 تا 90 درصد باشد. اکسیژن مورد نیاز برای تصفیه در چنین سیستمی با استفاده از هواده ها (aerators) یا با استفاده از واحدهای هوادهی منتشر (diffused aeration units) تأمین می شود. عملکرد هواده ها بر معلق ماندن جامدات موجود در لاگون در حالت سوسپانسیون تأثیر دارد. بر حسب میزان تلاطم ممکن است که لاگون های هوادهی به صورتسیستم هوازی (aerobic) و یا به صورت سیستم هوازی-بی هوازی (aerobic-anaerobic) عمل کنند. در لاگون های هوازی همه جامدات بیولوژِیک در سوسپانسیون و در جریان می باشند و تثبیت (stabilization) مواد آلی در شرایط هوازی انجام می شود. در مورد لاگون های هوازی-بی هوازی بخش عمده ای از جامدات در کف لاگون ها رسوب می کند. در نتیجه با تشکیل جامدات در چنین لاگونی بخشی از آن تحت تجزیه بی هوازی قرار می گیرد. بنابراین در مورد چنین لاگون هایی بخشی از فرایند تثبیت جامدات تحت شرایط هوازی و بخشی تحت شرایط بی هوازی انجام می گیرد. برکه های تثبیت (stabilization ponds): در زبان انگلیسی کلمه Pond بیشتر به مفهوم برکه یا استخری است که به صورت مصنوعی ایجاد شده است. یک برکه تثبیت (استخر تثبیت) یا «oxidation pond» معمولاً یک آبگیر خاکی کم عمق و با شکلی مشخص و طراحی شده است که برای تصفیه پساب های جوامع کوچک و یا تأسیسات صنعتی ساخته می شود. این استخرها معمولاً 60 تا 120 سانتیمتر (2 تا 4 فئت) عمق دارند. بااین حال انواعی از استخرهای تثبیت با عمق بسیار بیشتر نیز به صورت موفقیت آمیزی استفاده شده اند. استخرهای تثبیت یا به صورت منفرد به عنوان بخشی از یک سیستم کلی تصفیه استفاده می شوند و یا به تنهایی به کار گرفته می شوند تا تصفیه کامل انجام شود.فرآیند تصفیه در یک برکه تثبیت شامل دو مرحله اصلی برای تجزیه مواد آلی موجود در پساب است. در ابتدا مواد آلی کربنی توسط میکروارگانیسم های هوازی امسید می شوند و دی اکسید کربن و اشکال غیرآلی نیتروژن و فسفر تولید می شوند. سپس این اشکال غیرآلی توسط جلبک ها و در فرآیند فتوسنتز استفاده می شوند. فتوسنتز فرآیندی است طبیعی که توسط گیاهان سبز و برخی دیگر از گروه های موجودات زنده [شامل جلبک ها، سیانوباکتری ها و برخی از دیگر باکتری ها] در حضور نور انجام می شود. اکسیژن یکی از فرآورده های نهایی فتوسنتز است که در دسترس میکروارگانیسم های هوازی قرار می گیرد. در نتیجه انجام این واکنش ها در برکه های تثبیت بخشی از موادآلی موجود در پساب اکسید شده و بخشی نیز در قالب سلول های جلبکی (algae cells) در می ایند. این جلبک ها در برخی برکه های تثبیت جمع آوری کرده و برای خوراک دام به عنوان یک منبع پروتئینی استفاده می کنند. بنابراین در برکه های تثبیت تصفیه پساب با تولید یک فرآورده جانبی مفید امکان پذیر است.اغلب برکه های تثبیت برای بارهای یک acre [معادل 4047 متر مربع] به ازای هر 400 نفر و یا 50 پوند [هر پوند معادل 453 گرم] BOD به ازای هر acre در هر روز و با دوره های ماند (detention periods) معمولاً بیش از 30 روز طراحی می شوند. خاک طبیعی که چنین برکه های تثبیتی در آن ها ساخته می شوند باید تا حد زیادی نفوذناپذیر باشند به طوری که نضت پساب در خاک تأثیری بر سطح پساب در برکه تثبیت نداشته باشد.
دهه ی فجر انقلاب اسلامی 
