تصفیه فاضلاب به وسیله زمین

فاضلاب خام یا به طور نسبی تصفیه شده را می توان به وسیله زمین مورد تصفیه قرار داد، در این عمل گیاهانی که در زمین روئیده اند، سطح خاک و کیفیت خاک دخالت داشته و قسمتی از فاضلاب تبخیر و قسمت دیگری از آن در زمین نفوذ نموده و پس از تغییراتی که در کیفیت آن داده می شود با آبهای زیرزمینی می پیوندد. بعلت وجود مواد مغذی گیاهی در فاضلاب تصفیه آن با زمین قدرت باروری زمین را بالا برده و گیاهان از رشد زیادتری برخوردار خواهند شد، فلسفه مصرف فاضلاب خام یا به طور نسبی تصفیه شده در کشاورزی نیز به همین علت است.

علاوه بر فاضلاب خام از فاضلابی که به طریقه های بیولوژیکی کاملا تصفیه شده در آبیاری زمینهای کشاورزی و مصارف دیگری چون غنی ساختن سفره های زیرزمینی آب و یا مصارف صنعتی استفاده می کنند.

تصفیه فاضلاب به وسیله زمین از نظر تاریخی به زمان های قدیم مربوط است، قدیمی ترین طرح تصفیه فاضلاب با زمین در آلمان 300 سال سابقه دارد. در اروپا به علت آلودگی بیش از حد جریان ها در اثر تخلیه فاضلاب و پساب تصفیه با زمین توسعه زیادی یافته است، در حال حاضر نیز در اغلب کشورهای دنیا، روش تصفیه با زمین برای فاضلاب از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

عوامل موثر در تصفیه فاضلاب به وسیله زمین

ظرفیت تصفیه فاضلاب در خاک به 3 عامل مهم زیر بستگی دارد:

1. عمل فیزیکی
   وقتی فاضلاب در زمین تخلیه شد تصفیه آن با نفوذ در خاک و صاف شدن از طریق لایه های خاک شروع شده و مواد معلق در خلل و فرج خاک متوقف خواهد گردید. اگر تهویه این خلل و فرج به خوبی انجام شود عمل اکسیداسیون مواد متوقف شده در آنها انجام خواهد شد، عمل فیزیکی خاک در تصفیه فاضلاب عمدتا به کیفیت خاک مربوط است. خاکهای محتوی مواد دانه ای برای تصفیه فاضلاب مناسب ترند، زیرا فضای خالی زیادتری برای صاف شدن فاضلاب دارند، خاکهای سنگین رسی یا خاکهای متراکم هیچگاه برای تصفیه فاضلاب مناسب نیستند.
2. عمل شیمیایی
   اکسیداسیون مواد آلی فاضلاب مهمترین عمل شیمیایی هستند که در تصفیه فاضلاب در خاک اتفاق می افتد.
3. عمل بیولوژیکی
   مواد آلی فاضلابی که در زمین نفوذ نموده در اثر باکتری های موجود در خاک به مواد غذایی مورد نیاز گیاهان تبدیل می شود و این مواد در صورتی که ریشه گیاه در زمین باشد مورد استفاده قرار می گیرد، تجزیه مواد آلی در خاک هم ممکن است تحت شرایط هوازی و هم تحت شرایط بیهوازی باشد ولی مرجع است این تجزیه در شرایط هوازی به عمل آید. اکسیژن مورد نیاز تجزیه مواد آلی نفوذی در خاک معمولا در خلل و فرج خاک موجود است، گاز کربونیک حاصل از این تجزیه از لابلای خاک به خارج انتقال می یابد و اکسیژن نیز از اتمسفر به داخل خاک راه خواهد یافت، این تبادل اکسیژن و گاز کربونیک را باد تشدید می کند، عوامل چون اختلاف درجه حرارت، فشار و نحوه زهکشی خاک در این تبادل دخالت دارند.

روش تصفیه فاضلاب با خاک ممکن است تحت شرایط زیر مناسب باشد:

1. اگر زمین وسیعی در اختیار باشد از آبیاری با فاضلاب می توان برای رشد زیادتر گیاهان و تولید محصول بیشتر استفاده نمود.
2. زمینی که برای تصفیه فاضلاب به کار می رود نباید رسی و متراکم باشد بلکه باید ماسه ای یا شنی یا رسوبات نازله به وسیله باران باشد تا خاکها بهتر تهویه شده و تجزیه مواد آلی فاضلاب تحت شرایط هوازی انجام گیرد.
3. بارندگی در نقطه ای که فاضلاب با زمین تصفیه می شود باید کم باشد تا از قدرت جذب زمین در تصفیه بهره بیشتری گرفته شود.
4. اگر در نزدیکی اجتماعات جریان آب یا رودخانه ای موجود نیست قطعا تصفیه فاضلاب با زمین مناسب ترین و بهترین روش خواهد بود.
5. سفره های زیرزمینی آب باید تقریبا عمیق باشد.
6. اگر جریان آبی در نزدیکی اجتماعات با دبی کم موجود باشد می توان به صورت تناوبی از تصفیه با زمین استفاده و فاضلاب تصفیه شده را به رودخانه تخلیه نمود.
7. بیشتر محصولات کشاورزی می تواند با فاضلاب رشد کند، زیرا فاضلاب از ارزش باروری زیادی برخوردار است.

وقتی فاضلاب برای تصفیه در زمین پخش گردید علاوه بر گرفتگی منافذ خاک که ممکن است در روند تصفیه ایجاد اشکال کند، بعضی انواع باکتری ها احتمالا رشد و تکثیر نموده و چه بسا باعث پراکندگی بیماری های مختلف شوند. اگر منافذ خاک مسدود شود با اعمال یکی از سه روش می توانیم اشکال را برطرف کنیم.

1. باید در فاضلاب تصفیه مقدماتی انجام گیرد تا برای تصفیه با زمین مناسب گردد.
2. فاضلاب را قبل از تخلیه در زمین با آب خالص مخلوط تا ضمن رقیق شدن شدت آلودگی آن پایین آید.
3. بار BOD تخلیه شده در زمین را کاهش داد.

در شهرهای بزرگ که تولید فاضلاب زیاد است اعمال روش اول مناسب تر است ولی در اجتماعات کوچکتر روشهای دوم و سوم عملی تر به نظر می رسد.

انواع روش های تصفیه فاضلاب با زمین

مهمترین روشهای تصفیه فاضلاب با زمین عبارتند از:

• تصفیه توام با آبیاری کشاورزی
• نفوذ سریع در زمین
• غرقاب سازی زمین

در روش تصفیه نفوذ سریع فاضلاب در زمین فاضلاب به میزانی در حدود 10 تا 210 سانتیمتر در هفته در زمین پخش می شود، و این پخش شدن ممکن است به وسیله پخشانها آبیاری یا پخش ساده در زمین انجام گیرد.

در تصفیه از طریق غرقاب کردن زمین اجازه می دهند فاضلاب در زمینی که شیب کافی دارد و سطح آن پوشیده از گیاه است جریان یابد، در این صورت قسمتی از فاضلاب در زمین نفوذ و قسمت دیگری در انتهای شیب دار زمین جمع آوری خواهد شد. در تصفیه از طریق غرقاب کردن زمین می توان هفته ای 15-40 سانتیمتر فاضلاب را مورد تصفیه قرار داد.