مقدمه:
برکه های تثبیت فاضلاب گودال های خاکی هستنند که فاضلاب خانگی و دیگر فاضلاب ها برای مدت طولانی در آن ها نگهداری شده و با عمل ته نشینی و به کمک نور، حرارت، رشد جلبک ها و میکروارگانیسم ها مواد آلی موجود در فاضلاب تجزیه و تثبیت می گردند.
فرایند های طبیعی در تصفیه فاضلاب در برکه نقش اساسی داشته و برکه ها جزء روش های ارزان قیمت تصفیه فاضلاب هستند. مهمترین معایب برکه ها تولید بو، پرورش حشرات ، بالا بودن غلظت جامدات معلق در پساب، نیاز به زمین زیاد و اتلاف آب به علت تبخیر و نشت والودگی اب های زیر زمینی
می باشد.
متداولترین نوع برکه ها برکه های اختیاری تثبیت فاضلاب هستند. که در آنها همزیستی میان جلبک ها و باکتری ها در جریان است. برکه های اختیاری دو نوع می باشند یکی برکه های اختیاری اولیه که فاضلاب خام را دریافت می کنندو دیگری برکه های اختیاری ثانویه که فاضلاب ته نشین شده یا پساب برکه بی هوازی را دریافت میکنند و برکه تثبیت اختیاری مورد بررسی ما از نوع دوم است.
رنگ فاضلاب در برکه های اختیاری به رنگ سبز دیده می شود. غلظت جلبک ها در پساب برکه های اختیاری با توجه به میزان بار گذاری و درجه حرارت معمولا در محدوده 2000- .500 میکروگرم کلروفیل a در هر لیتر قرار دارد .گاهی رنگ برکه به صورت قرمز یا صورتی در می آید به ویژه زمانی که بار آلی ورودی به آنها بالاست و به سبب وجود باکتری های اکسید کننده سولفید می باشد.[1]
فصل اول:
کلیات
سیستم برکه های تثبیت فاضلاب:
گزارش بانک جهانی (Shuval .et. al 1986) مفهوم برکه های تثبیت فاضلاب را که سیستم بسیار مناسبی برای استفاده خروجی آن در کشاورزی است تصدیق کرد. جدول (1) مزایا و معایب برکه ها را در مقایسه با سایر فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب با سرعت زیاد و سرعت کم، فراهم کرده است. نکته اینکه لاگن های هوادهی شده و سیستم WSP به عنوان سیستم های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب با سرعت کم بررسی شده اند برکه های تثبیت، فرآیند های تصفیه فاضلاب ترجیح داده شده اند در کشورهای در حال توسعه که زمین غالباً با هزینه و موقعیت معقول در دسترس است و نیروی کار متخصص اندکی وجود دارد.
جدول ا مزایا و معایب مختلف سیستم های تصفیه فاضلاب (Ar thur 1983)
(جدول در فایل اصلی موجود است)
کلیفرم های مدفوعی = Fc
جامدات معلق = SS
خوب = G
قابل قبول = F
بد یا ضعیف = P
سیستم های برکه تثبیت فاضلاب برای رسیدن به اشکال مختلف تصفیه در سطح بالا با سه مرحله به صورت سری، بسته به استحکام مواد آلی ورودی فاضلاب و کیفیت واقعی خروجی طراحی شده اند. به منظور سهولت راهبری و قابلیت انعطاف پذیری بهره برداری، حداقل دو سری از برکه های موازی در برخی طراحی ها ترکیب شده اند. فاضلاب های قوی، با BOD5 در غلظت بیش ازmg/l 300 (میلگرم بر لیتر) غالباً اولین مرحله برکه بیهوازی رایج شده است. که به یک سرعت بالای حذف از لحاظ حجم سنجی برسیم. فاضلاب های ضعیف تر یا جایی که برکه بیهوازی به لحاظ محیطی غیر قابل پذیرش است حتی فاضلاب های قوی تر (گفته می شود در حدود BOD5 1000mg/l) ممکن است مستقیماً در برکه اختیاری اولیه تخلیه شوند خروجی از برکه بیهوازی اولیه به برکه اختیاری ثانویه که شامل دومین مرحله تصفیه بیولوژیکی می باشد، سرریز خواهد شد. به دنبال برکه اختیاری اولیه یا ثانویه، اگر حذف بیشتر پاتوژن ها ضروری می باشد، برکه بلوغ برای رسیدن به تصفیه مرحله سوم (پیشرفته) رایج است. شکل های سیستم های برکه به لحاظ ترکیب ظاهری در شکل (1) داده شده است. اگر چه سایر ترکیب ها هم ممکن است استفاده شود.
برکه بیهوازی:
حذف نوترنیت ها
نیتروژن:
در سیستم های WSP چرخه نیتروژن در حال انجام است. احتمالاً به استثناء نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون، در برکه بیهوازی نیتروژن آلی به آمونیاک هیدرولیز می شود. به همین خاطر غلظت آمونیاک در خروجی برکه بیهوازی عمدتاً بالاتر از غلظت آن در فاضلاب خام است (بدون زمان انتقال در فاضلابرو که آنقدر طولانی است که همهی اوره تبدیل می شود قبل از اینکه به WSP برسد) تبخیر آمونیاک به نظر می رسد که فقط مشابه به مکانیسم حذف نیتروژن باشد که تا حدی در برکه بیهوازی اتفاق می افتد.
سوارس 1996 و دیگران دریافته اند که حذف نیتروژن در برکه اختیاری خیلی کم اتفاق می افتد.
فسفر:
مکانیسم حذف فسفر اغلب شبیه جابجایی در برکه بلوغ است (maraetal 1992).
ملاحظات محیطی:
فاکتورهای فیزیکی به اندازه فاکتورهای شیمیایی بر محل زندگی میکروارگانیسم ها و با این حساب در فرآیند تصفیه بی هوازی فاضلاب مؤثرند. فاکتورهای محیطی خیلی مهم که در ملاحظات داده شده اند عبارتند از: دما، PH، درجه اختلاط، نوترنیت های مورد نیاز کنترل آمونیاک و سولفید و حضور ترکیبات سمی در ورودی (van Haandel amdle ttinga 1994)
دما:
با افزایش دما، سرعت واکنش ها هم افزایش می یابد، به منظور داشتن یک سرعت قابل قبول تولید متان، دما بایستی بالای 20 درجه سانتیگراد حفظ شود. سرعت تولید متان برای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش دما در رنج مزوفیلیک دو برابر می شود. (Droste. 1997).
PH:
بر اساس مطالعات Zehnder 1982 و دیگران، رنج PH بهینه برای همهی باکتری های متانوژنیک بین 6 تا 8 است اما مقدار PH برای سایر گروه ها در حدود 7 است. Van Haadel and lettinga 1994 مشاهده نموده مشاهدات و همچنین یادآور شده است که، چون جمعیت اسیدوژنیک ها کمتر به PH های مختلف حساس هستند، تخمیر اسید در آنها بیشتر از تخمیر متانوژنیک ها خواهد بود. بعد ممکن است نتیجه آن اسیدی شدن محتویات ظرف واکنش باشد. بنابراین سیستم، اغلب حاوی ظرفیت بافری مناسب برای خنثی کردن تولید اسیدهای فرارو دی اکسید کربن، که در فشار واقعی حل شده اند، خواهد بود.
درجه اختلاط:
جداسازی هظم از سایر فرآیندها و به کار بردن اختلاط اولین پیشرفت ها عمده در تصفیه بیهوازی بودند. اختلاط یک فاکتور مهم در کنترل PH و حتی راهبری شرایط محیطی است. پخش عوامل یا فرعی در حجم رآکتور و پیشگیری در تجمع به صورت ساختار محلی از غلظت های بالای تولیدات میانه متابولیک که ممکن است از فعالیت متانوژنیک ها ممانعت به عمل آورد. بر عکس، اختلاط ناکافی شرایط مساعد توسعه ریز محیط های نامطلوب را فراهم می کند.
نوتیرنت های مورد نیاز:
باکتری های متانوژنیک و اسیدوژنیک سرعت های رشد آهسته ای برای تولید مقداری سوبسترا دارند و این بیشتر نتیجه کمبود نوترنیت های مورد نیاز در مقایسه با سیستم های هوازی است. به عبارت دیگر، در سیستم های بی هوازی تولید لجن 20% کمتر از مقدار لجن تولید شده در سیستم های هوازی برای مقدار مشابه سوبسترا است و همچنین P و N مورد نیاز باید به نسبت کاهش یابد.
کنترل سولفید و آمونیاک:
باکتری های بیهوازی می توانند با غلظت های بالای آمونیاک سازگار شوند، اما نوسانات زیاد می تواند برای فرآیندها زیان آور باشد. آمونیاک آزاد خیلی سمی تر از یون آمونیوم است و در مقادیر PH بالا ایجاد می شوند. فاضلاب های با محتوی مقادیر بالای پروتئین مقادیر مشخص آمونیاک تولید می کنند که باعث بالا رفتن قلیائیت می شود. فاضلاب های محتوی خون می تواند بیکربنات آمونیوم کافی برای افزایش PH بیش از حد رنج اپتیموم را تولید کند و این برای تصحیح PH شرایط اسیدی مورد نیاز است. در بیشتر موارد محتوای پروتئین فاضلاب به قدر کافی بالا نیست تا باعث مشکلات سمیتی آمونیاکی شود.
در برخی موارد، سولفید می تواند در فرآیندی که منجر به کاهش سولفات ها می شود تغییر شکل یابد. سولفیدها خود برای متانوژنزها و کاهنده های سولفات جلوگیری شده است. اما بر طبق نتایج Rinzema (1988)، غلظت سولفات بالای mg/l 50 (معمولاً در سیستم های تصفیه خانه فاضلاب بی هوازی پذیرفته شده است) پایینتر از حداقل غلظت ایجاد شده مشکلات سیستمی است.
ترکیبات سمی:
سایر ترکیبات از قبیل فلزات سنگین و مواد آلی کلره بر سرعت هضم بی هوازی حتی در غلظت های خیلی پایین مؤثر هستند. بخشی از سولفید، اکسیژن همچنین بالقوه ترکیبات سمی هستند که می توانند به همراه جریان وارد رآکتور شوند. اگرچه حضور این ترکیبات در فاضلاب خانگی به اندازهی غلظت های ممانعت کننده نمی باشد. اگر اکسیداسیون در لایه های بالایی برکه وجود نداشته باشند، گازهای بدبو می توانند پخش شوند.
برکه اختیاری:
حذف نوترنیت ها:
نیتروژن:
در برکه های اختیاری و بلوغ، آمونیاک بوسیله جرم بیولوژیکی جلبک های جدید تشکیل می شود. در نهایت آلگ ها نابود شده و در ته برکه ته نشین می شوند، در حدود 20 درصد جرم سلول های جلبک ها غیر قابل تجزیه بیولوژیکی است و نیتروژن با این ذرات باقیمانده که در ته برکه ساکن می شوند، ارتباط دارد این با ذرات قابل تجزیه بیولوژیکی که در نهایت به داخل مایع برکه منتشر می شوند، ارتباط دارد و چرخه بازگشت مجدد به سلول های جلبک برای شروع دوبارهی فرآیند است.در PH بالا، مقداری از آمونیاک برکه را به صورت تبخیر ترک می کند. Mara and pear som 1986 تصدیق کردند که در تحت شرایط معینی برخی از جلبک های بخصوص می توانند تطابق یابند و غلظت های بالای mg/l 50 را تحمل کنند.
شواهد اندکی برای نیتریفیکلاسیون وجود دارد (و از اینجا دنیتریفیکاسیون، بدون اینکه فاضلاب دارای غلظت بالای نیترات باشد)، جمعیت باکتری های نیتریفایر در WSP خیلی کم است، اولاً در نتیجهی عدم وجود محل های فیزیکی جهت چسبیدن باکتری ها در منطقه هوازی، اگرچه خودخوری به وسیلهی جلبک های برکه ممکن است همچنان اتفاق بیفتد. کل نیتروژن حذف شدن در سیستم های WSP
می تواند 80% یا بیشتر، و حذف آمونیاک می تواند بالای 95 درصد باشد.
فسفر:
قابلیت حذف کل فسفر در WSP به اینکه چه مقدار ستون آب برکه را ترک و وارد برکه ته نشینی
می شود، بستگی دارد. این در نتیجه ته نشینی فسفر آلی در جرم بیولوژیکی جلبکی و ترسیب فسفر آلی (اساساً هیدروکسیل آپاتیت در سطح PH بالای 5/9) در مقایسه با مقداری که به حالت معدنی بر
می گردد و مجدداً حل می شود، اتفاق می افتد. به همراه نیتروژن، فسفر در رابطه با ذرات غیر قابل تجزیه بیولوژیکی سلول جلبکها که در رسوبات ته نشین شده باقیمانده اند، است. بنابراین بهترین راه افزایش حذف فسفر در WSP افزایش تعداد برکه های بلوغ است، چنانکه به تدریج بیشتر و بیشتر فسفر به صورت ته نشین ساکن می شود. از عملکرد خوب سیستم دو برکه ای، حذف جرم 70% از فسفر کل ممکن است قابل پیش بینی باشد.
فلزات سنگین:
Polprasrasert and Champratheep (1989) and kaplan (1987) و دیگران سرنوشت فلزات سنگین در هر برکه ای را مورد بررسی قرار دادند. جذب فلزات در برکه های بار شد چسبیده در مقایسه با برکه های بدون رشد چسبیده افزایش می یابد. گزارشات کاپلن و دیگران فقط یک کاهش جزئی در کل غلظت فلزات نشان می داد، اگر چه ذرات به خصوصی بیشتر حل پذیر بودند. مطالعه به وسیله Moshe (1972) نشان داد که غلظت بالای یون های فلزی (d, cu, zn, Ni) بخصوص برای کلرلا سمی هستند، که از گونه های رایج برکه های تثبیت است و این فلزات توانایی تأثیر نامساعد در برکه را دارند. اگرچه، PH بالا (بیش از 8) باعث می شود یون های فلزی رسوب کنند و به فرآیند تصفیه که به طور معمول اتفاق می افتد در برکه اجازه می دهند.
حذف جلبک ها از خروجی برکه اختیاری:
روش های زیادی برای حذف جلبک ها از خروجی ها توسعه یافته اند، که شامل فیلتراسیون یا بستر سنگ و چمنزارها و ماکروفایتهای شناور و ماهی های گیاه خوار. همچنین استفاده از برکه بلوغ می تواند بطور قابل ملاحظه ای غلظت جلبک ها را کاهش داده، سیستم هایی را که بار اضافی ندارند بهبود بخشد.
برکه های با بار زیاد آلگ ها
از ابتدا بوسیله Oswald در دانشگاه کالیفرنیا در دهه 60 توسعه یافت، برکه های با بار زیاد جلبک ها تا بهبود شرایط بهره برداریشان ادامه می یابد و در ایالات متحده به طور ویژه اجرا می شوند. این سیستم ها از برکه های اختیاری کم عمقتر هستند و با زمان ماند هیدرولیکی کوتاهتری بهره برداری می شوند. یک چرخ پره دار معمولاً یک جریان آب در برکه به صورت مسیر تند آب را تشکیل می دهد. تولید اکسیژن به طور مشخص بالاتر از طراحی های انواع برکه اختیاری گزارش شده است. آلگ های ریز در این سیستم ها تولید می شوند و همچنین گزارش شده است که خواص ته نشین خوبی دارند.
فیلتر های سنگی:
برکه های تثبیت فاضلاب اغلب غلظت بالای Tss در خروجی دارند که ممکن است بسته به روش توزیع آبیاری مناسب باشد یا نباشد. امکان چندین جلادهی برای استفاده در ترکیب با WSP ها برای ارتقاء دادن خروجی برکه امکان پذیر است، اینها که به وسیله افزایش امکانات برای استفاده مجدد پساب است. (1995) middlebrooks پیشنهاد کرد که تعدادی روش های ارزان قیمت برای جلادهی جریان خروجی وجود دارد که شامل فیلترهای سنگی و فیلترها شنی به طور متناوب است. فیلترها سنگی، هنگامی استفاده می شوند که در تقارن با WSP ها، ارتقاء خروجی WSP را نشان بدهند. شرح تحقیقات در یک طرح آزمایشی فیلتر سنگی که در WSP های Assamra در jordan انجام شد، نشان داد که محتویات خروجی که باید کاهش می یافتند، خیلی زیاد کاهش یافته اند، TSS و BOD60 درصد کاهش یافته اند، شمارش کل کلی فرم ها (TECC) حداکثر 94 درصد، و T-P نزدیک 40% در یک نسبت بار kg/m3 04/0 – 33/0 از TSS. (Saidam, Ramadan and Bulter, 1995). اگر سطح بالای TSS در جریان طراحی شستشو نباشد و خطر گرفتگی تجهیزات شستشو وجود نداشته باشد، TSS بالا، ممکن است با اضافه کردن ماده آلی به بافت خاک مفید واقع شود.
محدود کردن خروجی ها:
محدود کردن خروجی حداکثر مقدار آلاینده ای که مجاز است برای تخلیه از فاضلاب به مقصد نهایی را ترسیم می نماید. (مسیر آب ها، دریاچه های پشت سد برای استفاده مجدد و غیره) این محدودیت ها در خیلی از کشورها برای رسیدن به علل جغرافیایی، اقلیمی و یا اقتصادی اجتماعی وضع می شوند. آنها به خوبی با خصوصیات فاضلاب در مقصد نهایی مرتبط هستند. برای مثال، کیفیت خروجی فاضلاب برای اقیانوس باید کمتر سختگیرانه باشد نسبت به کیفیت خروجی فاضلاب برای استفاده در کشاورزی.
شاخص محدودیت خروجی، کیفیت خروجی پذیرفته شده و مورد نیاز فاضلاب است. از اینجا، قبل از طراحی، این محدودیت بایستی شناخته شود (از استانداردهای عمومی خروجی مناطق شهری) چون آنها با ویژگی های کیفیت آب استفاده خواهند شد. یک مثال: کیفیت مورد نیاز انجمن اروپایی برای خروجی WSP برای تخلیه در آبهای ساحلی و سطحی.
BOD فیلتر شده: mg/l 25 (بدون BOD جلبک ها)
COD فیلتر شده: mg/l 125 (بدون COD آلگ ها)
جامدات معلق: mg/l 15
به علاوه، برای تخلیه به محل های مشخص شده (مناطق حساس به اتروفیکاسیون)
نیتروژن کل = mg/l 15
فسفر کل = mg/l 2
(اگرچه، اگر جمعیت تحت سرویس بیشتر از 100000 نفر باشد، اینها دو مقدار به ترتیب 10 و 1 mg/l کاهش می یابد) (انجمن کمیته اروپایی 1991)
مثال دیگر از هندوستان است. که استانداردهای اصلی برای تخلیه فاضلاب تصفیه شده به آبهای سطحی در زمین قوانین برای حفاظت محیط زیست در آن داده شده است. (CPCB, 1996)، اهمیت بیشتر این ها برای طراحی WSP است تا دنبال شود.
BOD 30 میلگرم در لیتر (فیلتر نشده)
جامدات معلق mg/l100
کل نیتروژن mg/l 100 به نیتروژن در لیتر
کل آمونیاک mg/l 50 به نیتروژن در لیتر
آمونیاک آزاد mg/l 5 به نیتروژن در لیتر
سولفید mg/l 2
PH 9 5/5 [2]
عوامل موثر بر تصفیه در برکه ها
عوامل طبیعی
عوامل فیزیکی
عوامل شیمیایی
عوامل طبیعی
الف) اثر باد ç برکه های تثبیت باید به نحوی طراحی شوند تا سبب فزونی تماس باد بر سطح آب شوند و در نتیجه اختلاط را تشدید کنند ، قرار گرفتن ضلع طول برکه در جهت باد غالب سودمند است ، در هر حال در صورت امکان در مواردی که مشکل به وجود خواهد آمد ، برکه ها باید در محلی قرار گیرند تا جهت باد غالب به سمت اجتماع مجاور نباشد.
ب) دما ç تثبیت فاضلاب در برکه ها توسط واکنش های فیزیکی ، شیمیایی و بیو شیمیایی که عمدتاً توسط درجه حرارت متاثر می شوند ، صورت می پذیرد . بنابراین سرعت فتوسنتز و متابولیسم سلولی میکروارگانیسم ها در درجه حرارت های زیاد افزایش یافته و در درجه حرارت های پایین کاهش می یابد. طرح برکه تثبیت باید اغلب شرایط نا مطلوب درجه حرارت را محسوب نماید .
ج) بارش ç بارش متوسط و حداکثر می تواند اثراتی بر کارکرد و قابلیت اطمینان برکه داشته باشد . زمان ماند در برکه ها درطی دوره های زمانی بارش کاهش می یابد . بارش های سنگین می تواند سبب رقیق شدن محتویات برکه کم عمق شوند و غذای موجود برای توده بیولوژیکی را تحت تاثیر قرار دهند.
این باران ورودی به سیستم فاضلاب رو ممکن است مقادیر قابل توجهی شن به برکه تثبیت وارد کند .
د) تابش خورشید ç شدت تابش خورشید عامل مهمی در بهره برداری مطلوب از برکه های تثبیت است زیرا بطور غیر مستقیم از طریق فتو سنتز جلبکی ، اکسیژن تولید می کند . برکه های اختیاری متکی بر تابش خورشید هستند .
ه) تبخیر ç تبخیر عاملی است که همراه با نشت آب از کف نفوذ پذیر برکه ، تعیین کننده میزان کاهش جریان وارد شده به برکه می باشد و در موارد حاد تعیین کننده این است که برکه پساب خروجی خواهد داشت یا خیر . تبخیر زیاد ممکن است توازن اکولوژیکی در برکه را از طریق غلطت مواد جامد بر هم زند همچنین می تواند سبب کاهش نا مطلوب عمق آب شده و زمان ماند را متاثر سازد .
ر) نشت ç تحقیق در مورد خصوصیات خاک ، به ویژه آنهایی که در ارتباط با قابلیت نفوذ پذیری زمین در محل مورد نظر برکه هستند ، در مرحله طراحی برکه از اهمیت زیادی برخوردار است . این کار اطلاعات مربوط به نیاز به پوشش در کف برکه را فراهم می نماید . آگاهی از عمق سفره آب زیر زمینی و استفاده از سفره مزبور نیز در مورد تصمیم گیری در خصوص پوشش کف برکه کمک می نماید.
عوامل فیزیکی
عوامل فیزیکی عموماً مربوط به طراحی می شوند . و طراح قادر است با اختیار در مورد گزینه ها تصمیم گیری نماید . این عوامل عبارت است از :
الف) سطح ç سطح برکه تثبیت بویژه برکه اختیاری براساس بار گذاری روزانه ( که معمولاً بر حسب BOD5 بیان می شوند.) محاسبه می شود . در آب و هوای گرم بارهای سطحی 400-150 Kg BOD5/ha.d بطور موفق برای برکه های اختیاری به کار رفته اند . بارهای کمتر در خصوص درجه حرارت هوا در حدود 20 درجه سانتی گراد و بارهای بیشتر در مورد درجه حرارت نزدیک 30 درجه سانتی گراد مورد استفاده واقع شده اند . ادعا شده که بارهای بیش از 250-200 Kg BOD5/ha.d باعث بروز مشکلات اتفاقی بو می گردد در حالی که بار گذاری بیشتر از 400 Kg BOD5/ha.d منجر به ایجاد شرایط بیهوازی شده و یا منجر به افت کلی در کارایی تصفیه خانه می گردد.
ب) عمق آب ç برکه های تثبیت معمولاً در شرایط عمق ثابت بهره برداری می شوند . معهذا متعاقب تبخیر و یا نشت شدید و یا در تخلیه اضطراری محتویات برکه ممکن است در مواقعی سطح آب افت کرده و سبب بروز مشکلاتی گردد . اگر چنانچه عمق از 6/0 متر کمتر شود ، رشد گیاهان آبزی تشدید شده و بخش وسیعی از سطح ممکن است توسط گیاهان آبزی که تا بالای سطح آب امتداد یافته اند ، پوشیده شود.
از طرف دیگر چنانچه عمق آب از 2 متر بیشتر شود ، نور خورشید به دشواری به قسمت های پایین خواهد رسید و فتوسنتز تا اندازه ای کاهش می یابد و نهایتاً لایه بی هوازی بزرگی تشکیل شده که
می تواند فرایند را مخدوش کند . عمق معمول طراحی برکه های اختیاری 5/1 متر می باشد که آن را می توان به طور مطلق حداقل عمق هر سه نوع برکه مورد نظر محسوب کرد .
ج) اتصال کوتاه ç اتصال کوتاه در برکه ها دلیل بسیاری از مشکلات نظیر پیدایش نواحی راکد و مرده است که حجم و سطح موثر برکه را کاهش داده ، و امکان بروز مشکلات ناشی از بو را در مناطقی که بیش از حد بار گذاری شده اند سبب میگردد . یکی از پیامدهای غیر قابل اجتناب آن کاهش کارایی برکه است .
عوامل شیمیایی
این عوامل عبارتند از :
× PH
× مواد سمی
× اکسیژن
الف) مقدار PH ç هر دو برکه بی هوازی و اختیاری بیشترین کارایی در بهره برداری را در شرایط کمی قلیاسی ارائه می دهند . بعید است در شرایط آب و هوایی گرم ، برکه های بی هوازی با زمان ماند هیدرولیکی 5-3 روز مشکلاتی جدی در تصفیه فاضلاب ایجاد نمایند . بطور خودکار PH در حدود نزدیک به شرایط کمی قلیایی حفظ میگردد. تحت این شرایط فرمانتاسیون متان با تولید اسید در توازن خواهد بود . در خصوص برکه های اختیاری ، اگر چنانچه رنگ برکه سبز پر رنگ باشد PH در گسترده قلیایی است ، در حالی که اگر رنگ برکه سبز مایل به زرد و یا شیری باشد شانس حالت اسیدی وجود دارد . به هر صورت بطور روزانه تغییراتی در PH وجود دارد .
ب) مواد سمی ç وجود مواد سمی مشکلی است که نمی توان در بهره برداری از سیستم های برکه ای بر آن فائق آمد . فلزات سنگین ، آفت کشها ، پاک کننده ها ، سولفید ها ، فاضلابهای ناشی از صنایع تولید آنتی بیوتیک ها و سایر فاضلابهای صنعتی که توسط سیستم جمع آوری دریافت می شوند ، باید در منشا تولید کنترل شوند . برکه های تثبیت نسبت به سایر سیستم های تصفیه حساسیت کمتری نسبت به وجود مواد سمی دارند . زمان ماند طولانی امکان تطابق تدریجی توده زیستی را در مقابل مواد بازدارنده از طریق انتخاب طبیعی فراهم می آورد .