جای تعجب نیست که یکی از محبوبترین روشهای تصفیه فاضلاب، سادهترین و کمهزینهترین در بین آنها باشد. یکی از بهترین سیستمها، سیستم لاگون است. این روش بهدلیل نیاز به نگهداری کمتر و بهرهوری انرژی بالاتر در مقایسه با سایر گزینههای تصفیه فاضلاب، استفاده میشود.
در واقع این روش، یکی از مقرونبهصرفهترین گزینههای تصفیه فاضلاب به شمار میآید. بهصورت خیلی ساده میتوان گفت که این سیستم حوضچههایی خاکی است که در آن فاضلاب از طریق فرآیندهای طبیعی و بیوشیمیایی تصفیه میشود. اگر قصد دارید از این روش برای تصفیه فاضلاب استفاده کنید، تا پایان این مقاله فرنام بسپار همراه ما باشید؛ زیرا در این مطلب توضیح میدهیم که لاگون چیست و به تمام سوالات شما در این مورد پاسخ دادهایم.
لاگون چیست؟
لاگون تصفیه فاضلاب (Wastewater Lagoon) یکی از سادهترین و اقتصادیترین روشهای تصفیه فاضلاب است که در آن، فاضلاب برای مدت مشخصی در حوضچههای بزرگ و کمعمق نگهداری میشود تا فرآیندهای طبیعی، شامل فعالیت میکروارگانیسمها، نور خورشید و اکسیژن، باعث کاهش آلایندهها شوند.
در این روش، باکتریها مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه میکنند و در برخی انواع لاگون، جلبکها با انجام فتوسنتز اکسیژن موردنیاز باکتریها را تأمین میکنند. نتیجه این فرآیند، کاهش بار آلودگی، کاهش بو، حذف بخشی از عوامل بیماریزا و بهبود کیفیت پساب است.
لاگونهای تصفیه فاضلاب معمولاً در مناطقی با زمین کافی و شرایط اقلیمی مناسب اجرا میشوند؛ زیرا به تجهیزات پیچیده، مصرف انرژی بالا یا بهرهبرداری دشوار نیاز ندارند. به همین دلیل، این سیستم در شهرهای کوچک، روستاها، صنایع، مجتمعهای کشاورزی و برخی واحدهای پرورش دام و طیور کاربرد گستردهای دارد.
اجزای لاگون تصفیه فاضلاب
لاگون تصفیه فاضلاب از مجموعهای از اجزای مهندسیشده تشکیل شده است که هر یک نقش مهمی در جمعآوری، نگهداری و تصفیه فاضلاب دارند. طراحی صحیح این بخشها علاوه بر افزایش راندمان تصفیه، از نشت فاضلاب به خاک، آلودگی منابع آب زیرزمینی و افزایش هزینههای نگهداری جلوگیری میکند. در پروژههای مدرن، استفاده از ورق ژئوممبران و سایر محصولات ژئوسنتتیک به یکی از مهمترین الزامات اجرای لاگون تبدیل شده است؛ زیرا این مصالح دوام بالا، آببندی مناسب و هزینه اجرایی مقرونبهصرفهای دارند.
- حوضچه یا بدنه لاگون: اصلیترین بخش سیستم، حوضچهای است که فاضلاب در آن برای مدت مشخصی نگهداری میشود تا فرآیندهای بیولوژیکی انجام شوند. ابعاد، عمق و حجم این حوضچه با توجه به دبی فاضلاب، بار آلی، زمان ماند هیدرولیکی و شرایط اقلیمی تعیین میشود. برای جلوگیری از نفوذ فاضلاب به خاک، کف و دیوارههای حوضچه باید بهطور کامل آببندی شوند. امروزه به جای روشهای سنتی مانند لایههای ضخیم رس، در بسیاری از پروژهها از ورق ژئوممبران HDPE استفاده میشود. این ورقها با ایجاد یک لایه نفوذناپذیر، احتمال نشت را به حداقل میرسانند، در برابر مواد شیمیایی و اشعه UV مقاومت بالایی دارند و عمر مفید لاگون را افزایش میدهند.
- سیستم آببندی (Liner): سیستم آببندی یکی از مهمترین اجزای لاگون است و وظیفه آن جلوگیری از آلودگی خاک و آبهای زیرزمینی است. انتخاب لایه آببند به شرایط زمین، نوع فاضلاب و الزامات زیستمحیطی بستگی دارد. در بسیاری از پروژههای عمرانی، از ژئوممبران بهعنوان لایه اصلی آببندی استفاده میشود. همچنین برای افزایش ایمنی و دوام سیستم، از سایر محصولات ژئوسنتتیک مانند ژئوتکستایل بهعنوان لایه محافظ زیر یا روی ژئوممبران استفاده میشود تا از آسیبهای ناشی از سنگهای تیز یا نشست زمین جلوگیری شود. در برخی پروژهها نیز از ژئونت یا ژئوکامپوزیتهای زهکشی برای هدایت و کنترل نشت احتمالی استفاده میشود.
- سیستم ورودی فاضلاب: ورودی لاگون وظیفه انتقال یکنواخت فاضلاب به داخل حوضچه را بر عهده دارد. طراحی مناسب این بخش از ایجاد جریانهای موضعی، رسوبگذاری نامنظم و کاهش راندمان تصفیه جلوگیری میکند. معمولاً در این قسمت از لولهها، کانالهای انتقال و سازههای توزیعکننده جریان استفاده میشود تا فاضلاب به شکل یکنواخت در سطح لاگون پخش شود.
- سیستم خروجی پساب: پس از طی شدن زمان ماند و انجام فرآیند تصفیه، پساب از طریق سازه خروجی از لاگون خارج میشود. این بخش باید بهگونهای طراحی شود که تنها پساب زلال از لایههای بالایی برداشت شود و از خروج لجن یا مواد شناور جلوگیری گردد. در برخی پروژهها، سازههای قابل تنظیم برای کنترل ارتفاع برداشت پساب نیز نصب میشوند.
- سیستم هوادهی (در لاگونهای هوادهیشده): در لاگونهای هوادهیشده، تجهیزاتی مانند هوادههای سطحی یا دیفیوزرهای هوای کف، اکسیژن موردنیاز میکروارگانیسمها را تأمین میکنند. این تجهیزات موجب افزایش سرعت تجزیه مواد آلی، کاهش بو و بهبود کیفیت پساب خروجی میشوند و برای فاضلابهایی با بار آلی بالا کاربرد زیادی دارند.
- لایه لجن: در طول بهرهبرداری، بخشی از مواد جامد و ذرات معلق در کف لاگون تهنشین شده و لایهای از لجن تشکیل میشود. این لایه باید بهصورت دورهای پایش و در صورت نیاز تخلیه شود تا از کاهش حجم مفید حوضچه و افت راندمان تصفیه جلوگیری شود.
- دیوارهها و شیببندی لاگون: دیوارههای لاگون باید از پایداری کافی برخوردار باشند تا در برابر فشار آب، فرسایش و تغییرات محیطی مقاومت کنند. در بسیاری از پروژهها، برای افزایش پایداری شیبها و جلوگیری از فرسایش، از محصولات ژئوسنتتیک مانند ژئوگرید برای تقویت خاک و ژئوسل برای تثبیت شیبها استفاده میشود. این مصالح علاوه بر افزایش ایمنی سازه، هزینههای تعمیر و نگهداری را نیز کاهش میدهند.
- سیستم زهکشی و کنترل نشت: در لاگونهای مدرن، بهویژه پروژههایی که حساسیت زیستمحیطی بالایی دارند، از سیستمهای زهکشی و کنترل نشت در زیر لایه ژئوممبران استفاده میشود. این سیستمها با کمک ژئونت یا ژئوکامپوزیتهای زهکش، هرگونه نشت احتمالی را جمعآوری کرده و امکان پایش و کنترل آن را فراهم میکنند.
مزایای تصفیه فاضلاب با لاگون کدامند؟
هر نوع سیستم تصفیه فاضلابی میتواند مزایا و معایب خود را داشته باشد. لاگون هم از این موضوع مستثنی نیست و دارای مزیتها و عیبهایی خاصی است. در ادامه به مزایای این سیستم بهصورت دقیقتر پرداختهایم:
- طراحی و ساخت این سیستم تصفیه فاضلاب در مناطقی که زمین ارزان است، میتواند مقرونبهصرفه باشد.
- به انرژی کمتری نسبت به اکثر روشهای تصفیه فاضلاب نیاز دارد.
- کارکرد و نگهداری آنها ساده است.
- این روش میتواند بارگیری ناگهانی را بهتر از سیستمهای دیگر تحمل کنند، در نتیجه آن را به گزینه مناسبی برای اردوگاهها، استراحتگاهها و سایر محیطهای فصلی تبدیل میکند.
- در حذف ارگانیسمهای بیماریزا (پاتوژنها) از فاضلاب بسیار موثر است.
- پساب این روش تصفیه در صورت لزوم میتواند برای آبیاری مناسب باشد؛ چراکه دارای مواد مغذی بالا و محتوای پاتوژن کم است.
مطالعه بیشتر: لاینینگ چیست و چه کاربردی دارد؟
معایب لاگون کدامند؟
در بخش قبل به مزیتهای لاگون تصفیه فاضلاب پرداخته شد. اما همانطور که گفتیم این سیستم معایبی هم دارد که در زیر به چند مورد از آنها اشاره شده است:
- این سیستم نسبت به سایر روشهای تصفیه، به سطح زمین بیشتری نیاز دارند.
- این روش در آبوهوای سرد کارایی کمتری دارند و ممکن است به زمین اضافی یا زمان ماند طولانیتری نیاز داشته باشند.
- بو ناشی از آن میتواند در برخی شرایط آزاردهنده باشد.
- لاین سیستم میتواند منطقهای برای پرورش پشهها و سایر حشرات فراهم کند.
- برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب، کارایی چندانی ندارد.
- پساب برخی از انواع روشهای لاگون حاوی جلبک است و اغلب برای برآورده کردن استاندارد در تصفیه، به تصفیه اضافی نیاز دارد.
انواع لاگون کدامند؟
همه انواع لاگونها شبیه هم نیستند. بعضی از آنها از فرآیندهای بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی مختلفی برای تصفیه فاضلاب استفاده میکنند، در حالیکه برخی دیگر ممکن است نقش متفاوتی در تصفیه داشته باشند. برخی از انواع لاگون، تصفیه فاضلاب کاملی انجام میدهند؛ در حالی که برخی دیگر باید در ترکیب با سایر روشها یا با تصفیه اضافی مورد استفاده قرار گیرند. بههمین دلیل در زیر مروری بر انواع رایجتر این سیستم ارائه کردهایم.
لاگون هوازی
اکسیژن محلول در بیشتر عمق لاگون هوازی وجود دارد. سیستم تصفیه بیهوازی نسبت به سایر روشها بسیار کمعمقتر هستند، بنابراین نور خورشید و اکسیژن هوا و باد بهتر میتوانند به فاضلاب نفوذ کنند. بهطور کلی، این روش برای آبوهوای گرم و آفتابی، جایی که احتمال یخ زدن آن کمتر است، مناسبتر است. معمولا فاضلاب باید بین ۳ تا ۵۰ روز در لاگون هوازی باقی بماند تا بهصورت مناسب تصفیه شود.
بهطور طبیعی تصفیه فاضلاب در لاگونهای هوازی با کمک باکتریهای هوازی و جلبکها انجام میشود. از آنجا که این سیستم بسیار کم عمق است، کف آن باید یا سنگ فرش شود یا با موادی پوشانده شود که از رشد علفهای هرز در داخل آن جلوگیری شود. گاهی اوقات، فاضلاب در روش هوازی باید مخلوط شود تا نور خورشید به همه جلبکها برسد و از تشکیل لایهای که هوا و خورشید را به طور کامل مسدود میکند، جلوگیری شود.
لاگون بی هوازی
کلمه بیهوازی به معنای بدون اکسیژن است که شرایط داخل این روش را توصیف میکند. روش تصفیه بیهوازی اغلب برای تصفیه ضایعات حیوانی، زبالههای تجاری یا صنعتی یا به عنوان اولین مرحله تصفیه در سیستمهایی با استفاده از دو یا چند لاگون استفاده میشود. به طور معمول، این نوع برای نگهداری و تصفیه فاضلاب در ۲۰ تا ۵۰ روز طراحی شدهاند.
لاگون بیهوازی نسبتا عمیق (معمولا ۸ تا ۱۵ فوت) است و مانند سپتیک تانک کار میکند. در این روش، مواد جامد موجود در فاضلاب جدا شده و بهصورت لایههایی، تهنشین میشوند. لایه بالایی از گریس، کف و سایر مواد شناور تشکیل شده است. این لایه اکسیژن را بیرون نگه میدارد و به باکتریها و سایر موجودات زنده که در شرایط بیهوازی رشد میکنند، اجازه میدهد تا به تصفیه فاضلاب کمک کنند.
همانند مخازن سپتیک و بسیاری دیگر از طرحهای لاگون، لایه لجنی که در کف روش بیهوازی مینشیند، در نهایت جمع میشود و باید به طور دورهای برداشته شود. همچنین فاضلابی که از روش بیهوازی خارج میشود به تصفیه بیشتری نیاز دارد. یکی از مشکلات لاگونهای بیهوازی میتواند بو باشد. اما در بسیاری از موارد، میتوان بو را از طریق روشهای مختلفی مانند افزودن نیترات سدیم، گردش مجدد پساب حوضچه و از طریق تعمیر و نگهداری منظم مدیریت کرد.
لاگون اختیاری
لاگون اختیاری را میتوان در اکثر مناطق استفاده کرد؛ چراکه به دستگاه خاصی نیازی ندارد و فاضلاب را بهطور طبیعی با استفاده از فرآیندهای هوازی و بیهوازی تصفیه میکند. این روش تصفیه فاضلاب برای محیطهای کوچک مناسب است. لاگونهای اختیاری میتوانند مکانهای جذابی باشند. چراکه مانند دیگر آبهای کوچک، پر از حیات و فعالیت هستند. فاضلاب از طریق فرآیندهای طبیعی با کمک باکتریها، جلبکها و سایر موجودات زنده در سیستم، تصفیه خواهد شد.
لاگون تبخیری
در این روش حجم زیادی از آب در حوضچههای بسیار بزرگ جمع و در معرض تابش نور خورشید قرار میگیرد. در این روش با تبخیرشدن آب، آلودگیهای موجود در آن جداسازی میشود و همچنین آب تبخیرشده به طبیعت باز میگردد. در لاگون تبخیری، علاوه بر اینکه آب تمیز میشود، عناصر مهم و ارزشمند داخل پساب هم در دسترس قرار میگیرد. معمولا در این روش میتوان پسابهای خروجی از زمینهای کشاورزی را به انواع کود، سم و مواد شیمیایی آلوده شدهاند، تصفیه کرد.
مطالعه بیشتر: احداث دریاچه مصنوعی با ژئوسنتتیک ها
لاگون تصفیه فاضلاب چه کاربرد هایی دارد؟
لاگون یک روش ساده برای تصفیه فاضلابهای مختلفی است. اگر به چند مورد از کاربردهای این سیستم اشاره کرد، میتوان موارد زیر را نام برد:
- تصفیه فاضلاب شهری
- تصفیه فاضلاب کارخانجات تولید مواد لبنی
- تصفیه فاضلاب پتروشیمی
- تصفیه فاضلاب تجاری
- تصفیه فاضلاب صنعتی
زمین مناسب برای اجرای سیستم لاگون چه مشخصاتی دارد؟
هنگام اجرای سیستم لاگون، باید عوامل خاص مرتبط با سایت، مانند سطح آبهای زیرزمینی و ترکیب خاک در نظر گرفته شوند. در حالت ایدهآل، لاگونها باید در مناطقی با خاک رس یا خاکهای دیگر ساخته شوند که اجازه ندهند فاضلاب به سرعت از کف حوضچه به آبهای زیرزمینی نفوذ کند. در غیراینصورت، سیستم باید بهطور مصنوعی با خاک رس، بنتونیت، پلاستیک، لاستیک طبیعی، بتن یا مواد دیگر پوشانده شوند تا از آلودگی آبهای زیرزمینی جلوگیری شود.
علاوه بر این، قوانینی در مورد مکانیابی لاگونها وجود دارند، از جمله میتوان به فاصله آنها از آبهای زیرزمینی و فاصله از خانهها اشاره کرد. این سیستم باید در صورت امکان در پایین دست منازل مورد استفاده قرار گیرند تا از هزینههای اضافی پمپاژ فاضلاب از سربالایی جلوگیری شود و همچنین از ایجاد بوهای مزاحم جلوگیری شود.
مقدار و جهت غالب باد، عامل مهم دیگری است که به تعیین موقعیت دقیق لاگون کمک میکند. برای ساخت این سیستم باید هر گونه مانع در برابر باد یا نور خورشید، مانند درختان یا دامنههای اطراف هم در نظر گرفته شود. گاهی اوقات درختان و کنده درختان باید برداشته شوند. به همین دلایل رشد علفهای هرز در اطراف لاگونها هم باید کنترل شوند. علاوهبراین، آب سطحی یا روانابها هم باید از سیستم دور نگه داشته شوند.
نقش ژئوممبران ها در ساخت سیستم لاگون
در بخش قبل اشاره شد که یکی از مشکلات سیستم لاگون، احتمال آلودهشدن آبهای زیرزمینی است. برای اینکه بتوان از آلودگی آبهای زیرزمینی جلوگیری شود، از آسترهای ویژه در ساخت سیستم لاگون استفاده میشود. اگرچه استفاده از آنها هزینههای سیستم را افزایش خواهد داد؛ اما میتواند مزایای بسیار زیادی هم داشته باشد. یکی از این آسترها، مواد ژئوسنتتیک است که در چند سال اخیر بهصورت گسترده در پروژههای مختلف مهندسی استفاده شده است.
محصولات ژئوسنتتیک دارای چندین نوع مختلف است که ژئوممبرانها در ساخت سیستم لاگون، بیشترین کاربرد را دارند. در واقع ورق ژئوممبران، ورقههای نازک غیرقابلنفوذ از جنس پلاستیک است که معمولا بهعنوان مانعی برای کنترل حرکت سیالات و ایجاد سیالات و گازها استفاده میشوند. بههمین دلیل در بین سیستمهای لاگون از این نوع بیشتر استفاده خواهد شد.
نکات مهم در رابطه با طراحی و نگهداری لاگون
لاگونهایی که به درستی کار نمیکنند، نگهداری ضعیفی دارند یا آسیب دیدهاند ممکن است برای سلامتی خطرناک باشند. علائم سیستم لاگونی که به درستی کار نمیکند میتواند سرریز شدید، تولید پشه یا بوی بد است. برای اینکه سیستم بتواند فاضلاب یا پساب را به درستی تجزیه کند و مکانی سالم داشته باشد، باید شرایط زیر را داشته باشد:
- عمق آن نباید بیش از ۱ متر باشد.
- لبهها باید تقریبا ۱۵ تا ۲۰ درجه شیب داشته باشند و از بتن، شن یا سنگ ساخته شوند. این کار مانع از فرسایش لبهها میشود.
- هیچگونه علف، درخت یا سایر پوششهای گیاهی در اطراف آن وجود نداشته باشد که مانع از حرکت خورشید و باد مورد نیاز لاگون شود.
- آب باید عاری از پوشش گیاهی یا اشیایی باشد که فعالیت امواج سطحی لاگون را متوقف یا لکههای ساکن ایجاد میکند.
- برای نگهداری از کودکان و حیوانات باید اطراف آن را یک حصار بلند با یک دروازه قفل شونده احاطه کرد.
یکی از مزایای سیستم لاگون این است که نسبت به سایر سیستمها به کار و نگهداری نیاز دارند. اما این بدان معنا نیست که میتوان آنها را نادیده گرفت. برای نگهداری صحیح، لاگون باید به طور مکرر بررسی شود و هرگونه مشکلی به مقام مسئول نگهداری گزارش شود. گزارش هر یک از موارد زیر مهم است:
- اگر لبههای فرسوده یا شکسته وجود دارد.
- قسمتهایی از لبه که زاویه ۱۵ تا ۲۰ درجه ندارند.
- بوی بدی که از لاگون پخش میشود.
- اگر درختان یا سایر گیاهان در حال رشد در سواحل آن یا در ناحیه اطراف لاگون هستند.
- آبی که به رنگ سبز روشن نیست.
- نشانههایی از رشد پشهها در آب وجود دارد.
- حصارها یا دربهای آسیبدیده که نمیتوان آنها را بهدرستی قفل کرد تا حیوانات و کودکان از آنها دور نگه داشته شوند.
- در آب، زباله وجود دارد.
- یک وضعیت لجنزار در نزدیکی لاگون است (احتمالا ناشی از سرریز) که میتواند محیط پرورش پشه را فراهم کند.
- وجود چمن در کناره لاگون، به ویژه رشد آن در لبه آب، که میتواند محیطی ایدهآل برای پرورش پشهها را فراهم کند.
سخن پایانی
در این مقاله از فرنام بسپار توضیح دادیم که لاگون چیست. در مورد انواع آن صحبت کردیم و متذکر شدیم که طراحی و نگهداری این سیستم بسیار مهم است. یکی از نکات مهم در ساخت این سیستم، جلوگیری از ورود فاضلاب به داخل آبهای زیرزمینی است که برای حل این مشکل از آسترهای پوششی مانند ژئوممبران استفاده میشود.
