فراب زیست فراز | انواع سیستمها و تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب صنعتی
حوضچه‌ها (تالاب) تثبیت پساب سازه‌های مصنوعی بزرگ هستند که برای تصفیه آب خاکستری، سیاه یا لجن فاضلاب تا سطح کیفی مناسب جهت استفاده مجدد در کشاورزی (مانند آبیاری) یا آبزی‌پروری (مانند پرورش گیاهان آبزی یا ماهی) طراحی شده‌اند. این سیستمهای تصفیه نیمه‌متمرکز پس از جمع‌آوری فاضلاب از توالت‌ها به کار گرفته می‌شوند. برای دستیابی به تصفیه مطلوب، حوضچه‌ها باید به صورت سری در حداقل سه واحد قرار گیرند تا پساب به ترتیب از حوضچه بی‌هوازی به حوضچه اختیاری و سپس حوضچه هوازی انتقال یابد. برکه بی‌هوازی به‌عنوان مرحله اولیه تصفیه، کاهش بار آلی فاضلاب را بر عهده دارد. کل عمق این سازه عمیق بی‌هوازی است. حذف جامدات و BOD از طریق رسوب‌گذاری و هضم بی‌هوازی لجن تجمع یافته صورت می‌پذیرد. باکتری‌های بی‌هوازی از طریق تبدیل کربن آلی به متان، قادر به حذف تا ۶۰ درصد BOD هستند.
مفهوم تثبیت فاضلاب
فاضلاب و بسیاری از پساب‌های صنعتی حاوی مواد آلی هستند. تخلیه مستقیم این پساب‌ها به منابع آبی سطحی مانند رودخانه‌ها و دریاچه‌ها منجر به تامین مواد آلی مورد نیاز میکروارگانیسم‌های آبزی می‌شود. این میکروارگانیسم‌ها با استفاده از مواد آلی به عنوان منبع انرژی، رشد و تکثیر می‌یابند. در این فرآیند، مواد آلی طی تنفس میکروبی به دی‌اکسید کربن و آب تبدیل شده که ترکیباتی پایدار هستند و آلودگی آب ایجاد نمی‌کنند. این فرآیند عموماً تثبیت مواد آلی نامیده می‌شود.
با این حال، مصرف اکسیژن توسط میکروارگانیسم‌ها در جریان تنفس، کاهش میزان اکسیژن محلول در آب را به دنبال دارد. این امر یکی از معضلات اصلی آلودگی آب بوده و می‌تواند بر زیست‌بوم آبی، از جمله جمعیت ماهیان، تأثیر منفی بگذارد.
حوضچه‌های تثبیت فاضلاب با شبیه‌سازی شرایط طبیعی موجود در منابع آبی، فرآیند تثبیت مواد آلی را در محیط کنترل‌شده انجام می‌دهند. در این سیستم، فاضلاب ورودی تحت تأثیر عوامل طبیعی مانند نور خورشید، دما و فعالیت میکروبی، به تدریج تصفیه شده و مواد آلی آن تثبیت می‌گردد. به همین دلیل، به این سازه‌ها حوضچه‌های تثبیت فاضلاب اطلاق می‌شود.
برکه تثبیت فاضلاب چیست؟
حوضچه‌های تثبیت پساب (WSP) یا لاگون‌های تصفیه پساب، حوضچه‌هایی طراحی و ساخته شده برای تصفیه فاضلاب به منظور کاهش مواد آلی و حذف پاتوژن‌ها از آن هستند. این حوضچه‌ها گودال‌های مصنوعی هستند که با سازه‌های خاکی محصور شده‌اند. فاضلاب ورودی یا «پساب خام» از یک سمت وارد حوضچه تثبیت پساب شده و پس از چند روز ماندگاری در حوضچه و طی فرآیندهای تصفیه، به عنوان «پساب خروجی» از سمت دیگر خارج می‌شود.
تالاب های تثبیت پساب در سراسر جهان برای تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند و به‌ویژه برای کشورهای در حال توسعه با آب و هوای گرم مناسب هستند. این حوضچه‌ها معمولاً برای تصفیه فاضلاب خانگی و صنعتی به کار می‌روند، اما می‌توان از آنها برای تصفیه رواناب شهری یا آبهای سطحی نیز استفاده کرد. این سیستم ممکن است شامل یک حوضچه واحد یا چندین حوضچه به صورت سری باشد که هر حوضچه نقش متفاوتی در حذف آلاینده‌ها ایفا میکند. پس از تصفیه، پساب خروجی ممکن است به آبهای سطحی بازگردانده شود یا در صورت رعایت استانداردهای مورد نیاز پساب خروجی (مانند سطوح پایین پاتوژن‌ها) به‌عنوان آب آبیاری یا آب بازیافتی مورد استفاده قرار گیرد.
برکه های تثبیت فاضلاب از فرآیندهای طبیعی تصفیه استفاده می‌کنند که به دلیل کند بودن سرعت حذف آلاینده‌ها به زمان نیاز دارند. بنابراین، نسبت به سایر فرآیندهای تصفیه با ورودی انرژی خارجی، به مساحت بیشتری نیاز است. حوضچه‌های تثبیت پساب مورد بحث در اینجا از هواده استفاده نمی‌کنند. فناوری لاگون با کارایی بالا که از هواده استفاده میکند، شباهت بیشتری به فرآیند لجن فعال دارد. این نوع لاگون‌های هوادهی به مساحت کمتری نسبت به حوضچه‌های تثبیت سنتی نیاز دارند و در شهرهای کوچک نیز رایج هستند.
تالاب تثبیت پساب چگونه کار میکند؟
برکه های تثبیت یا اکسیداسیون فاضلاب متشکل از یک مخزن است که فاضلاب وارد آن شده و در نتیجه فعالیت میکروبی، مواد آلی اکسید شده و CO2، NH3 رادیکالهای معدنی مانند SO4-3، PO4-2 و سلولهای میکروبی تازه به عنوان محصولات نهایی تولید می شوند. جلبک ها CO2، رادیکالهای معدنی و انرژی خورشید را مصرف کرده و اکسیژن محلول و سلول های جدید جلبکی را به عنوان محصول نهائی تولید می نمایند. بدین طریق جمعیت میکروبی و جلبکی یک رابطه همزیستی دارند یعنی هر دو از همدیگر سود می برند. برکه های تثبیت هم برای برای فاضلاب های شهری و هم برای فاضلاب های صنعتی و به خصوص برای فاضلاب جوامع کوچک و فاضلابهای صنعتی فصلی مورد استفاده قرار می گیرند.
سیستم های برکه ای می تواند بر اساس انواع عمده واکنش بیوشیمیایی، مدت و تناوب تخلیه پساب، وجود یا عدم وجود پیش تصفیه قبل از برکه، یا ترکیب بین واحدهای برکه (در مورد برکه های چند تایی) متنوع باشند؛ مهمترین تقسیم بندی برکه ها بر اساس نوع واکنش های بیولوژیکی غالب در برکه است. بر اساس برکه ها به سه نوع تقسیم بندی می شوند: برکه های هوازی، برکه های اختیاری، برکه های بی هوازی.
پساب خروجی سیستم برکه ای که خوب طراحی شده باشد، می تواند بدون آلوده کردن آبهای محلی، به داخل آنها تخلیه گردد. بعلاوه، از آنجایی که پساب خروجی می تواند مستقیما در کشاورزی و یا پرورش ماهی مورد استفاده شود، به عنوان یک منبع ارزشمند نیز تلقی می شود. اگر زمین ارزان در دسترس باشد، برکه ها ارزانترین و موثرترین روش تصفیه فاضلاب های جوامع هستند.
در یک سری حوضچه‌های تثبیت فاضلاب، پساب حوضچه بی‌هوازی به حوضچه اختیاری منتقل می‌شود. در این مرحله، بخش قابل توجهی از BOD حذف می‌گردد. لایه سطحی حوضچه اختیاری از طریق انتشار طبیعی، اختلاط ناشی از باد و فتوسنتز جلبکی به اکسیژن‌رسانی می‌شود. در مقابل، لایه تحتانی به دلیل عدم دسترسی به اکسیژن، شرایط بی‌هوازی یا کم‌اکسیژنی را تجربه میکند. جامدات قابل ته نشینی در کف حوضچه تجمع یافته و تحت فرایند هضم قرار می‌گیرند. تعامل ارگانیسم‌های هوازی و بی‌هوازی منجر به کاهش BOD تا ۷۵ درصد می‌شود.
برکه های بی‌هوازی و اختیاری به منظور حذف BOD طراحی شده‌اند، در حالی که حوضچه‌های هوازی برای حذف پاتوژن‌ها به کار می‌روند. حوضچه هوازی، معمولاً به عنوان حوضچه تکمیل‌کننده یا صیقل‌دهنده شناخته می‌شود، چراکه آخرین مرحله تصفیه را بر عهده دارد. به دلیل عمق کم این حوضچه، نور خورشید به طور کامل در آن نفوذ کرده و امکان فتوسنتز فراهم می‌شود. جلبک‌ها از طریق فتوسنتز، اکسیژن آزاد می‌کنند و همزمان دی‌اکسید کربن حاصل از تنفس باکتری‌ها را مصرف می‌کنند. به دلیل وابستگی فتوسنتز به نور خورشید، سطح اکسیژن محلول در طول روز حداکثر بوده و در شب کاهش می‌یابد. علاوه بر این، اختلاط ناشی از باد نیز در تامین اکسیژن محلول موثر است.
کاربرد و مناسب بودن حوضچه‌های تثبیت پساب
حوضچه‌های تثبیت فاضلاب در حذف مواد آلی و در برخی شرایط، عوامل بیماریزا بسیار کارآمد هستند. اصول طراحی این حوضچه‌ها طی سال‌ها تغییرات اندکی داشته است.سادگی در طراحی، ساخت، بهره‌برداری و نگهداری از مزایای اصلی این حوضچه‌ها است که آنها را برای مناطق دور افتاده و کشورهای در حال توسعه که دسترسی به تجهیزات پیشرفته و نیروی کار ماهر در آنها دشوار است، بسیار مناسب می‌سازد. ساخت این حوضچه‌ها می‌تواند توسط پیمانکاران محلی در شهرهای کوچک انجام شود.
حوضچه‌های تثبیت فاضلاب تقریباً در همه محیط‌ها عملکرد خوبی دارند و می‌توانند انواع مختلف فاضلاب را تصفیه کنند. این حوضچه‌ها به ویژه برای کشورهای گرمسیری و نیمه‌گرمسیری مناسب هستند زیرا شدت نور خورشید و دما عوامل کلیدی در کارایی فرآیندهای حذف آلاینده‌ها هستند. این تالاب ها در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند و در بسیاری از کشورها و مناطق، رایج‌ترین روش تصفیه فاضلاب هستند. به همین دلیل، سازمان بهداشت جهانی (WHO) استفاده از آنها را برای تصفیه فاضلاب جهت استفاده مجدد در کشاورزی و آبزی‌پروری، به ویژه به دلیل کارایی آنها در حذف نماتدها (کرم‌ها) و تخم‌های انگل‌ها توصیه میکند.
حوضچه‌ها نمی‌توانند به بازده بسیار بالایی در حذف مواد آلی دست یابند و معمولاً ظرفیت کمی برای حذف نیتروژن و فسفر دارند. پساب خروجی معمولاً حاوی غلظت بالایی از جامدات معلق است که ناشی از تولید جلبک در حوضچه‌ها است. بنابراین، حوضچه‌ها در مناطقی که استانداردهای تخلیه بسیار سخت‌گیرانه‌ای وجود دارد، مناسب نیستند مگر اینکه مراحل اضافی تصفیه پس از حوضچه‌ها اضافه شوند.
از آنجایی که حوضچه‌ها به مساحت زیادی نیاز دارند، ممکن است در نزدیکی شهرهایی که زمین گران‌قیمت است، عملی نباشند. همچنین، توپوگرافی مناسب و ساختار خاک مناسب نیز برای کاهش هزینه‌های ساخت مطلوب است.
انواع و ساختار حوضچه‌های تثبیت فاضلاب
حوضچه‌های تثبیت پساب از حوضچه‌های مصنوعی تشکیل شده‌اند که به صورت تکی یا سری از حوضچه‌های بی‌هوازی، نیمه‌هوازی یا بلوغ قرار می‌گیرند. وجود یا عدم وجود اکسیژن در این سه نوع حوضچه متفاوت است که به صورت متوالی استفاده می‌شوند. حوضچه‌های بی‌هوازی تثبیت پساب دارای اکسیژن محلول بسیار کمی هستند، بنابراین شرایط بی‌هوازی حاکم است. نوع دوم حوضچه، یعنی حوضچه‌های نیمه‌هوازی تثبیت پساب، دارای زیستگاه سطحی هوازی در بالای زیستگاه بنتیک بی‌هوازی است. حوضچه‌های بلوغ در سراسر محیط، از سطح تا کف، شرایط هوازی را فراهم می‌کنند.
آرایش‌های اصلی سیستمهای حوضچه عبارتند از:
- حوضچه نیمه‌هوازی به صورت تکی؛
- برکه بی‌هوازی به دنبال یک حوضچه نیمه‌هوازی؛
- حوضچه نیمه‌هوازی به دنبال برکه های بلوغ به صورت سری؛
- تالاب بی‌هوازی به دنبال یک حوضچه نیمه‌هوازی به دنبال حوضچه‌های بلوغ به صورت سری.
در صورت وجود برکه بی‌هوازی، بخشی از جامدات معلق از پساب ته نشین می‌شوند، در نتیجه مواد آلی (BOD) ناشی از این جامدات حذف می‌شوند. علاوه بر این، بخشی از مواد آلی محلول از طریق هضم بی‌هوازی حذف می‌شود. در مرحله دوم در حوضچه نیمه‌هوازی، بیشتر BOD باقی‌مانده عمدتا توسط باکتری‌های هتروتروف که اکسیژن مورد نیاز خود را از فتوسنتز جلبک‌ها دریافت می‌کنند، حذف می‌شود. عملکرد اصلی مرحله سوم در حوضچه‌های بلوغ حذف پاتوژن‌ها است، اگرچه ممکن است به کاهش مواد مغذی (مانند نیتروژن) نیز کمک کند. با این حال، تثبیت نیتروژن توسط جلبک‌های موجود در سیستمهای حوضچه تثبیت ممکن است سطح نیتروژن در پساب حوضچه را افزایش دهد.
حوضچه‌های بی‌هوازی
برکه های تثبیت بی‌هوازی، فاضلاب خام ورودی را دریافت می‌کنند. این حوضچه‌ها در مقایسه با حوضچه‌های اختیاری، سطح کمتری دارند و عمق بیشتری (معمولاً 3 تا 5 متر) دارند. عمق، تأثیر تولید اکسیژن توسط فتوسنتز را کاهش داده و منجر به شرایط بی‌هوازی می‌شود. بسته به بارگذاری و شرایط آب و هوایی، این حوضچه‌ها قادر به حذف نیمی تا دو سوم BOD ورودی هستند. این امر به طور قابل توجهی بار آلی وارد شده به حوضچه‌های اختیاری را کاهش می‌دهد و در نتیجه اندازه مورد نیاز آنها را کاهش می‌دهد. حوضچه‌های تثبیت بی‌هوازی این عیب را دارند که ممکن است گازهای بدبو آزاد کنند. این گازها به ویژه شامل سولفید هیدروژن با بوی تخم‌مرغ گندیده می‌شوند، در صورتی که سیستم با مشکلات عملیاتی مواجه باشد.
اولین زیست‌بوم حوضچه در یک سری از حوضچه‌های تثبیت، مواد جامد فاسدپذیر معلق در فاضلاب در حال تصفیه را هضم میکند. حوضچه‌های بی‌هوازی به رسوب جامدات به صورت لجن در کف اجازه می‌دهند. این نشست بخشی از مواد آلی ذرات را حذف میکند. بخش بزرگی از جامدات ته نشین شده در نزدیکی نقطه ورود فاضلاب به حوضچه تجمع می‌یابد. بنابراین، حوضچه‌های بی‌هوازی باید بسیار عمیق‌تر از حوضچه‌های هوازی یا اختیاری طراحی شوند. عمق سطح اکسیژن را کاهش می‌دهد تا باکتری‌های بی‌هوازی بتوانند به طور موثر فاضلاب را هضم کنند. تالاب های بی‌هوازی حاوی ارگانیسم‌های بی‌هوازی هستند که قادر به تجزیه مواد زائد آلی پیچیده به ترکیبات پایه هستند که برای محیط زیست کمتر مضر هستند. از آنجا که ارگانیسم‌های بی‌هوازی تنها در دمای گرم می‌توانند رشد کنند، حوضچه‌های بی‌هوازی برای آب و هوای معتدل یا سرد مناسب نیستند.
لجن در کف حوضچه‌های بی‌هوازی تجمع می‌یابد و باید هر چند سال یکبار حذف شود.
برکه های تثبیت اختیاری
حوضچه‌های تثبیت اختیاری که پساب خام را دریافت می‌کنند، برکه های اختیاری اولیه نامیده می‌شوند. اگر آنها پسابی را دریافت کنند که قبلاً در حوضچه‌های بی‌هوازی تصفیه شده است، حوضچه‌های اختیاری ثانویه نامیده می‌شوند. همچنین می‌توان از حوضچه‌های تثبیت اختیاری برای تصفیه پس از سایر فرآیندهای تصفیه مانند راکتورهای لجن پوشیده بی‌هوازی بالارونده (UASB)، کانال‌های اکسیداسیون یا لاگون‌های هوادهی استفاده کرد. در مقایسه با حوضچه‌های بی‌هوازی، حوضچه‌های اختیاری کم‌عمق‌تر (1.5 تا 2.5 متر عمق) و دارای سطح بسیار بزرگتری هستند. سطح بزرگ برای حل شدن اکسیژن جوی و نفوذ تابش نور خورشید به آب اهمیت دارد. این امر امکان فعالیت فتوسنتزی را فراهم میکند که اکسیژن بیشتری تولید میکند.
برای حداکثر تجزیه مواد آلی و حذف سایر آلاینده‌ها، به هر دو باکتری و جلبک در اکثر حوضچه‌ها نیاز است. جلبک‌ها اکسیژن تولید می‌کنند (فتوسنتز) و همچنین اکسیژن مصرف می‌کنند (تنفس)، اما آنها مازاد اکسیژن را باقی می‌گذارند که سپس می‌تواند توسط باکتری‌های هوازی برای تنفس و فرآیندهای اکسیداسیون (یا تثبیت) مواد آلی در پساب استفاده شود.
انواع مختلفی از بی‌مهرگان در حوضچه‌ها وجود دارند که جمعیت جلبک‌ها را کنترل می‌کنند و سپس آن را به ته حوضچه رسوب می‌دهند. رشد زیاد جلبک ممکن است از نفوذ نور خورشید به داخل حوضچه جلوگیری کند. این امر پتانسیل فتوسنتز برای تامین اکسیژن به حوضچه را کاهش می‌دهد.
در تصفیه فاضلاب، سیستم‌هایی که از حوضچه‌های بی‌هوازی به دنبال تالاب های اختیاری تشکیل شده‌اند، معمولاً دارای راندمان حذف BOD بین 75 تا 85 درصد هستند. دستیابی به راندمان بالاتر دشوار است زیرا پساب حاوی غلظت‌های بالایی از مواد آلی ذرات، در قالب جلبک است که به طور طبیعی در طول تصفیه تولید می‌شود.
لجن تشکیل‌دهنده لایه رسوب در حوضچه تحت هضم بی‌هوازی قرار می‌گیرد و ممکن است بدون نیاز به حذف تا چندین سال تجمع یابد.
تالاب های تثبیت تکامل
حوضچه‌های تکاملی می‌توانند در حذف مواد آلی و سایر آلاینده‌ها نقش تکمیلی داشته باشند. این حوضچه‌ها تنها در صورتی در خط تصفیه گنجانده می‌شوند که به بازدهی بالایی در حذف پاتوژن‌ها نیاز باشد، چه برای تخلیه پساب تصفیه‌شده در آبهای سطحی و چه برای استفاده در آبیاری یا آبزی‌پروری. معمولاً پس از حوضچه‌های اختیاری استفاده می‌شوند، اما می‌توانند پس از فرآیندهای تصفیه دیگری مانند راکتورهای لجن پوشیده بی‌هوازی (UASB) نیز قرار گیرند. همچنین می‌توان آنها را پس از فرآیند لجن فعال قرار داد.
حوضچه‌های تکامل باید کم‌عمق (حدود ۱ متر یا کمتر) با سطح گسترده باشند تا اکسیژن بیشتری در آب حل شده و به باکتری‌ها اکسیژن کافی برای عملکرد مناسب برسد. برکه های کم‌عمق از فعالیت فتوسنتزی بالایی برخوردار هستند که ناشی از نفوذ تابش خورشید است. مقادیر pH به دلیل فتوسنتز شدید بالا بوده و نفوذ اشعه ماوراء بنفش در لایه‌های بالایی انجام می‌شود. هر دو این عوامل باعث حذف باکتری‌ها و ویروس‌های بیماریزا می‌شوند. با توجه به سطح بالای حوضچه‌های تکامل، کیست‌های پروتوزوئر و تخم‌های کرم نیز از طریق رسوب‌گذاری حذف می‌شوند.
تجمع لجن در برکه های تکاملی بسیار کم است. بسته به عوامل مختلفی مانند دما، زمان ماند هیدرولیکی (مدت زمان باقی ماندن مایع در سیستم – از ورودی تا خروجی)، تعداد حوضچه‌ها در سری، وجود تیغه‌ها و عمق حوضچه‌ها، می‌توان به بازدهی حذف پاتوژن بسیار بالایی دست یافت.
حوضچه‌های تکامل را می‌توان در ترکیب با مخزن آب باران برای تشکیل یک مخزن آبیاری اکولوژیکی و خودپالاینده استفاده کرد.
مزایای استفاده از برکه تثبیت فاضلاب
از جمله مزایای برکه های تثبیت این است که بهره برداری و نگهداری به حداقل مهارتهای بهره بردار و هزینه جاری، به عنوان مثال در خصوص انرژی لازم، نیازمند است. مزایای متعددی در خصوص سیستم های برکه تثبیت نسبت به سایر فرآیندهای تصفیه فاضلاب شناخته شده است. یک مزیت مهم توانایی این برکه ها در حذف بالای عوامل بیماریزا است که در نتیجه سودمندی بسیاری در بهداشت دارد. پساب سیستم مزبور مطمئن تر از پسابی است که از طریق بسیاری از فرآیندهای دیگر ایجاد می گردد و امکان استفاده مجدد آن را در کشاورزی و پرورش آبزیان نیز فراهم می آورد.
شرکت مهندسی فراب زیست فراز طراح و تولید کننده انواع پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی در ابعاد و ظرفیتهای گوناگون برای مصارف صنعتی میباشد. همچنین تامین و فروش انواع تجهیزات و سیستمهای تصفیه فاضلاب و پساب در حوزه تخصص این شرکت میباشد. جهت اطلاعات بیشتر و آگاهی از جزئیات بیشتر در مورد نیازهای سیستم تصفیه فاضلاب خود میتوانید با کارشناسان ما تماس حاصل نمایید.
میکروارگانیسم‌های تالاب تصفیه فاضلاب
تصفیه فاضلاب در حوضچه‌های مصنوعی از طریق فعالیت مشترک گروهی از میکروارگانیسم‌ها صورت می‌پذیرد. میزان مواد آلی موجود در فاضلاب به عنوان تقاضای بیوشیمیایی اکسیژن (BOD) سنجیده می‌شود. کاهش مقدار BOD در خروجی حوضچه نسبت به ورودی آن، بیانگر حذف بخشی از مواد آلی است. این اکوسیستم میکروبی از مواد آلی موجود در فاضلاب به عنوان منبع تغذیه بهره می‌برد.
مواد مغذی موجود در فاضلاب به منظور رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها به زیست‌توده و انرژی تبدیل می‌شوند. بخشی از این زیست‌توده توسط ارگانیسم‌های سطح تروفیکی بالاتر مصرف خواهد شد. باکتری‌ها به عنوان مهمترین گروه میکروبی در حوضچه‌ها، بخش عمده‌ای از مواد آلی فاضلاب را تجزیه می‌کنند و در این فرآیند اکسیژن مصرف می‌نمایند.
جلبک‌ها نیز از دیگر میکروارگانیسم‌های حیاتی در این فرآیند هستند. برخلاف باکتری‌ها، جلبک‌ها از مواد آلی ورودی تغذیه نمی‌کنند و از طریق فتوسنتز، مواد آلی مورد نیاز خود را تولید می‌نمایند. علاوه بر این، جلبک‌ها اکسیژن آزاد می‌کنند که برای تنفس ارگانیسم‌های هوازی حوضچه ضروری است. همچنین، انحلال اکسیژن جوی در آب، به حفظ شرایط هوازی در لایه سطحی برکه کمک میکند.
سطوح اکسیژن
غلظت اکسیژن در ستون آب تغییرات مشخصی را نشان می‌دهد. در نزدیکی سطح، غلظت اکسیژن به حداکثر رسیده و شرایط را برای رشد موجودات هوازی فراهم می‌سازد. با افزایش عمق و کاهش نفوذ نور خورشید، فعالیت فتوسنتزی محدود شده و در نتیجه، سطوح اکسیژن کاهش می‌یابد. در نهایت، در لایه رسوبی کف برکه، شرایط بی‌هوازی حاکم است و تمام مواد آلی از طریق فرآیندهای بیولوژیکی تجزیه می‌شوند.
حذف پاتوژن‌ها
حوضچه‌های تثبیت فاضلاب در حذف کارآمد پاتوژن‌ها نقش مؤثری دارند. فرایند حذف عمدتا در حوضچه‌های رسوب‌گیری انجام می‌شود، هرچند سایر حوضچه‌های سیستم نیز در این امر مشارکت دارند. افزایش تعداد تالاب ها در یک مجموعه، به طور معمول به بهبود کارایی حذف پاتوژن‌ها منجر می‌شود.
حذف باکتری‌ها و ویروس‌های پاتوژن عمدتا از طریق غیرفعال‌سازی صورت می‌پذیرد. این فرآیند تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله pH (که به دلیل فتوسنتز جلبک‌ها در حوضچه‌ها بالا است)، دما، تابش اشعه ماوراء بنفش و واکنش‌های فتو اکسیداسیون ناشی از غلظت بالای اکسیژن محلول، انجام می‌شود.
پاتوژن‌های تک‌یاخته‌ای به شکل کیست یا اووسیست و کرم‌ها (هلمنت‌ها) به شکل تخم در فاضلاب حضور دارند. این پاتوژن‌ها عمدتا از طریق رسوب‌گذاری حذف می‌شوند. بهره‌وری حذف در سیستمهای شامل حوضچه‌های رسوب‌گیری به شدت افزایش می‌یابد و ممکن است پساب نهایی با استانداردهای آبیاری مجدد سازمان بهداشت جهانی مطابقت داشته باشد. با این حال، لجن ته نشین شده در حوضچه‌ها ممکن است حاوی مقادیر بالایی از تخم کرم باشد که حتی پس از سال‌ها پایداری در لجن زنده می‌ماند.
ملاحظات هزینه
بر اساس اعلام مرکز بین‌المللی آب و بهداشت (IRC)، حوضچه‌های تثبیت‌کننده کم‌هزینه‌ترین فناوری (نیمه) متمرکز تصفیه فاضلاب برای حذف میکروارگانیسم‌های بیماریزا محسوب می‌شوند. با این حال، این امر به دسترسی به زمین و قیمت آن بستگی دارد.
حوضچه‌های تثبیت‌کننده همچنین دارای مزیت هزینه‌های عملیاتی بسیار پایین هستند، زیرا برخلاف سایر فناوری‌های تصفیه فاضلاب از هیچ انرژی استفاده نمی‌کنند و تنها به زیرساخت‌های کم‌تکنولوژی نیاز دارند (همچنین به بهره‌برداری و نگهداری و تضمین پایداری مراجعه کنید). این امر آنها را به ویژه برای کشورهای در حال توسعه مناسب می‌سازد، جایی که بسیاری از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب متداول به دلیل عدم تولید درآمد کافی توسط شرکت‌های آب و فاضلاب برای پرداخت قبض برق کارخانه شکست خورده‌اند. با این حال، طراحی تخصصی همچنان ضروری است.
علاوه بر این، می‌توان برکه ها را با آبزی‌پروری ترکیب کرد تا خوراک دام (مانند آزولا) یا ماهی (مانند ماهی‌کوی) را به صورت محلی تولید کرد. همچنین می‌توان با پوشش دادن حوضچه‌های بی‌هوازی با یک غشای پلاستیکی شناور، بیوگاز را برای استفاده بازیابی کرد.
بهره‌برداری و نگهداری
- حذف مواد شناور و گیاهان آبزی: کف و مواد شناور روی سطح آبگیر باید به صورت دوره‌ای برداشته شوند. همچنین، گیاهان آبزی موجود در آبگیر باید حذف گردند، چرا که این گیاهان می‌توانند به عنوان زیستگاه پشه عمل کرده و از نفوذ نور به ستون آب جلوگیری نمایند. سازمان بهداشت جهانی (WHO 2005 در MOREL & DINER 2006) تاکید میکند که لاگون هوادهی فاضلاب بدون تضمین کنترل مناسب پشه‌ها توصیه نمی‌گردند.
- لجن‌زدایی: لاگون بی هوازی تقریباً هر 2 تا 5 سال یک بار، زمانی که حجم جامدات انباشته به یک سوم حجم کل لاگون برسد، نیازمند لجن‌زدایی است. فرایند لجن‌زدایی در لاگون‌های اختیاری کمتر ضروری بوده و لاگون‌های تکاملی معمولاً به لجن‌زدایی نیاز ندارند. برای حذف لجن می‌توان از پمپ لجن شناور، خراشنده مکانیکی کف لاگون یا تخلیه و خشک‌سازی لاگون و استفاده از لودر جلو بهره برد.
- کنترل کیفیت پساب: در صورتی که پساب برای آبیاری مجدد استفاده می‌شود، پایش منظم شوری آن جهت جلوگیری از اثرات نامطلوب بر ساختار خاک ضروری است.
