روش های تصفیه فاضلاب

روش های تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب به روش هوادهی گسترده EAAS

به طور کلی در فرآیند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال، هوادهی گسترده ی جریان از نوع اختلاط کامل و یا نهرگونه است و مدت زمان ماند هیدرولیکی نیز حدود 18 تا 36 ساعت است. حجم لجن تولیدی در این فرآیند تصفیه فاضلاب در مقایسه با سایر فرآیندهای تصفیه فاضلاب، کمتر است. در واقع تفاوت این روش با روش لجن فعال متعارف، حذف مخزن ته نشینی اولیه و افزایش حجم مخزن هوادهی است. اساس کار این فرآیند، هضم هوازی بار آلی موجود در فاضلاب توسط میکروارگانیزم ها است.
علاوه بر این، لجن بدست آمده از این روش تصفیه، پایدار بوده و به خوبی آبگیری و خشک می شود. همچنین زمان ماند هیدرولیکی بالا، تحمل این سیستم را نسبت به ایجاد شوک های ناشی از افزایش بار آلی، بیشتر می کند و عمل یکنواخت سازی نیز انجام می شود. در این فرآیند شرایط سن لجن حدود 20-30 روز توصیه شده است. مزیت اصلی این سیستم آن است که عمدتا به صورت پیش ساخته در مناطقی که دبی فاضلاب کم است مورد استفاده قرار می گیرد. البته این روش محدودیتی برای حجم فاضلاب تصفیه شده ندارد و با افزایش ابغاد، می توان سیستم را مطابق حجم مورد نظر طراحی کرد.
اگر بخواهیم تیتروار مزایای این روش را بیان کنیم:

  1.  لجن دفعی این روش بسیار کمتر از لجن دفعی روش لجن فعال متعارف است.
  2.  لجن دفعی کاملا تثبیت شده خواهد بود و نیاز به هضم ندارد.
  3.  این سیستم نسبت به تغییرات کیفیت فاضلاب و همچنین حجم فاضلاب ورودی روزانه مقاوم است.
  4.  توصیه می شود که برای تصفیه فاضلاب های بهداشتی از این روش استفاده شود.
  5.  چنانچه فاضلاب حاوی مواد سمی و شیمیایی با مقادیر بالا نباشد، این روش به طور موثری قابلیت استفاده برای تصفیه فاضلاب را داراست.
  6.  استفاده از این روش برای ظرفیت های 5-300 مترمکعب در روز به صورت پکیج فلزی و برای ظرفیت های بالاتر به صورت بتنی پیشنهاد می شود.
  7. همانند روش لجن فعال متعارف به تجهیزات ساده ی هوادهی نیاز دارد.

لجن فعال دارای بستر متحرک (MBBR)

فرآیند MBBR از جمله ی فرآیندهای نوین تصفیه فاضلاب است. این فرآیند از جمله ی اصلاحات فرآیند لجن فعال است و شباهت بسیار زیادی به فرآیند هوادهی گسترده دارد.MBBR نیز مانند فرآیند هوادهی گسترده دارای واحدهای آشغالگیری، هوادهی، ته نشینی، کلرزنی و ذخیره ی لجن است. تنها تفاوت این فرآیند با هوادهی گسترده، استفاده از بستر رشد بیولوژیکی ( پکینگ مدیا ) در مخزن هوادهی است. پکینگ مدیا باعث افزایش سطح در مخزن هوادهی می شود که این امر موجب کاهش ابعاد مخزن هوادهی می شود. از این فرآیند می توان برای تصفیه ی طیف گسترده ای از فاضلاب های صنعتی و فاضلاب های بهداشتی استفاده کرد.
رشد میکرو ارگانیسم ها روی سطح بستر، بایوفیلم نامیده می شود، میکروارگانیسم ها در یک فرآیند بایوفیلم در برابر اختلالات در مقایسه ی با فرآیندهای دیگر تصفیه بیولوژیکی مقاوم تر هستند. تکنولوژی های تصفیه فاضلاب بایوفیلم در مقایسه با تکنولوژی های متداولی نظیر لجن فعال پرقدرت تر هستند. خصوصیت ویژه ی این سیستم این است که بایوفیلم تثبیت شده روی عناصر پلاستیکی رشد می کند و می تواند به سهولت در راکتور بیولوژیکی حرکت کند. عناصر پلاستیکی قطری حدود 1 تا 2 سانتی متر دارند و چگالی آن ها بسیار شبیه آب است. تنها 50 تا 70 درصد مخزن با این عناصر پر می شود. در مقایسه با سایر سیستم های بایوفیلم تثبیت شده، این سیستم هیچ مشکلی ناشی از گرفتگی نشان نمی دهد و افت فشار پایینی دارد.
در مقایسه با سیستم های لجن فعال، MBBR می تواند با راکتورهای بیشتری در یک سری حتی در نسبت های بالاتر F/M و بایوفیلم بیشتر در هر یک از مراحل تصفیه، به خوبی بهره برداری شود. علاوه بر این ، به هیچ برگشت لجنی نیاز نیست و مدیریت سیستم ساده تر است. معمولا در سیستم های MBBR مساحت سطحی فوق العاده زیاد باعث کارایی بالاتر این سیستم می شود.

لجن فعال دارای بستر ثابت (IFAS)

این روش ترکیبی از دو فرآیند لجن فعال و فرآیند MBBR است. به همین دلیل هم زمان دارای مزایای روش های بستر ثابت و لجن فعال است. سیستم راکتور بیولوژیکی تصفیه فاضلاب با رشد چسبیده با به کارگیری آخرین دستاوردهای بیوتکنولوژی ساخته می شود. این سیستم دارای قابلیت کاربری برای تصفیه و سموم زدایی تمامی فاضلاب ها و پساب های خانگی و صنعتی است. سیستم IFAS مزایای بیشتری نسبت به فرآیندهای متداول لجن فعال دارا هستند.
این سیستم ها علاوه بر مقاومت بالا در برابر شوک های بارگذاری آلی و هیدرولیکی انعطاف پذیری و قدرت تصفیه ی بیشتری را دارا هستند. مزایای ذکر شده با تعبیه بسترهای مناسب در درون حوضچه ی هوادهی لجن فعال حاصل می شود. با قرار گرفتن بستر در داخل حوضچه ی هوادهی لجن فعال، زیست توده ی بیشتری تشکیل می شود، بدون آنکه سبب افزایش بار گذاری جامدات به حوضچه ی ته نشینی شود. در این حالت بدون نیاز به افزایش بخش سازه ای و تنها با افزایش سطح و تغییر میزان هوادهی، میزان بارگذاری آلی و هیدرولیکی به واحدهای لجن فعال افزایش می یابد. در واقع در این سیستم ها زیست توده ی متصل به بستر موجب افزایش راندمان و عملکرد تصفیه فاضلاب می شود. از طرفی با افزایش زیست توده، مقاومت فرآیند در برابر شوک های بارگذاری آلی و هیدرولیکی افزایش پیدا می کند.
از مزایای این روش می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. میانگین میزان کاهش BOD و COD بالای 90 درصد است.
  2.  عدم نیاز به لجن برگشتی در مقایسه با سیستم های متعارف
  3. زمان ماند کمتر
  4. سیستم تصفیه فاضلاب به روش IFAS نسبت به سیستم های قدیمی و متعارف نیاز به فضای بسیار کمی دارد.

راکتور بافل دار بی هوازی (UABR)

راکتور UABR نوعی راکتور با بافل های بسیار زیاد است که در آن جریان فاضلاب حاوی آلاینده های آلی بین ورودی و خروجی سیستم وادار به عبور از پایین، بالا و یا از میان بافل ها می شود. باکتری های درون راکتور به دلیل خصوصیات جریان و تولید گاز، به آرامی ته نشین می شوند و با سرعت کم به سمت پایین راکتور حرکت می کنند. برای بهبود عملکرد راکتور، چندین بافل در راه جریان تعبیه شده است.راکتور از مجموعه ای از اتاقک ها ساخته شده است و فاضلاب به صورت جریانی از بالا دست در آن ها جریان پیدا می کند. فاضلاب ورودی با لجن ترکیب می شود و در نتیجه باکتری هایی که آلاینده ها را تجزیه می کنند، وارد جریان فاضلاب می شوند. تجزیه با روندی افزایشی در اتاقک های راکتور رخ می دهد. میزان کاهش BOD، 90 درصد و کاهش پاتوژن ها 40 تا 75 درصد است. راکتور بافل دار در مقابل شوک بار و تغییر در ورودی های جریان مقاوم و بهره برداری و نگهداری از آن ساده است و از آن جا که سازه در زمین دفن می شود، به فضای اضافه ای نیاز ندارد.
به دلیل قسمت بندی سیستم، راکتور دارای پتانسیل اصلاح شدن است، به این ترتیب که می توان با افزودن یک مرحله ی هوازی در بخش یکی مانده به آخر، قسمتی از COD مقاوم نسبت به تجزیه و همین طور سولفید اضافه از مرحله ی بی هوازی را اکسید کرد و باعث بروز نیتریفیکاسیون شد. به خصوص زمانی که از سلول های ساکن استفاده شده باشد.
به دلیل زمان ماند طولانی سلولی در راکتور، بازده ی کلی سلولی به صورت 0/03 گرم سلول در هر گرم ترکیبات فاضلاب است و بنابراین مقدار کمی لجن برای دفع، تولید می شود. به دلیل حرکت رو به پایین بسیار کند سلول ها در راکتور، امکان استفاده از سلول های منتخب تغییر شکل یافته یا اصلاح ژنتیکی شده که قادرند تا ماه ها درون راکتور باقی بمانند، وجود دارد. یکی از معایب روش های بی هوازی تولید گاز است .
مزایای این روش :

  1. طراحی آسان
  2.  عدم وجود بخش های متحرک
  3. عدم نیاز به اختلاط مکانیکی
  4. ساختمان ارزان، هزینه های سرمایه گذاری و نگهداری پایین
  5.  حجم پایین مخزن
  6. عدم نیاز به سستم های جداسازی گاز و لجن
  7. امکان بهره برداری متناوب
  8. پایداری بالا نسبت به شوک های آلی، هیدرولیکی و سمی ورودی
  9.  بهره برداری طولانی بدون نیاز به دفع لجن

راکتور جریان بالا رو بی هوازی با بستر لجن (UASB)

روش UASB یکی از مهم ترین روش های بی هوازی بیولوژیکی در تصفیه ی انواع فاضلاب ها به خصوص فاضلاب های صنعتی است. UASB به معنای ( جریان رو به بالا با لایه ی ضخیم لجن ) است.این روش شامل یک راکتور بی هوازی است که فاضلاب از قسمت پایین آن وارد شده و در حین حرکت رو به بالای خود با لجن ( توده ی میکروارگانیزم ها) تماس پیدا می کند. این تماس سبب جذب مواد آلی فاضلاب توسط میکروارگانیزم ها و تجزیه ی آن ها طی فرآیندهای بیولوژیکی می شود. راکتور UASB مشابه دیگر راکتورهای بی هوازی، نسبت به تغییرات دما و PH حساس است. بهترین دمای کارکرد راکتور UASB محدوده ی دمایی 30-40 درجه ی سانتیگراد و PH بهینه ی آن حدود 7 خواهد بود.
اما کلیدی ترین پارامتر کنترل این راکتور سرعت جریان رو به بالای فاضلاب است. انجام واکنش های بیولوژیکی در محیط بی هوازی راکتور باعث تولید گازهایی می شود که به آن ها بیوگاز می گویند که بیشترین بخش آن را گاز متان تشکیل می دهد. برای جمع آوری این گازها یک سیستم جمع آوری گاز در راکتور تعبیه می شود.
ویژگی اصلی سیستم UASB که به آن، این امکان را می دهد تا در مقایسه با سایر فرآیندهای بی هوازی از فاضلاب با بار COD بسیار بالاتری استفاده کند، تولید لجن به صورت گرانوله است. تولید لجن به صورت دانه دانه در سیستم های UASB به چند ماه زمان احتیاج دارد که این زمان را با برخی افزودنی ها به آن، می توان کاهش داد.
مزایای راکتورهای UASB

  1.  عدم نیاز به هوادهی : هوادهی یکی از پرهزینه ترین و دشوارترین عملیات تصفیه ی فاضلاب به روش هوازی است.
  2. تولید بسیار کم لجن: از آن جایی که دفع لجن اساسا عملیاتی پرهزینه و دشوار است، تولید بسیار اندک لجن یعنی حدود یک دهم مقدار لجن مازاد تولید شده در فرآیند لجن فعال متعارف، از مزایای راکتور UASB به شمار می آید.
  3.  تولید لجن غلیظ و تثبیت شده : به علت آن که زمان ماند لجن در راکتور UASB بسیار طولانی است، لجن مازاد خروجی از سیستم غلیظ و تثبیت شده است و در صورت ضدعفونی کردن آن، می توان لجن مازاد را مستقیما در کشاورزی استفاده کرد.
  4.  مصرف بسیار کم انرژی و تولید بیوگاز: به دلیل نیاز نداشتن به هوادهی، مصرف انرژی در راکتور UASB بسیار کم است.
  5.  مقاومت نسبی به بی غذایی : چنانچه ورود مواد غذایی به راکتور UASB قطع شود، میکروارگانیسم های بی هوازی تا مدت بسیار طولانی زنده می ماندد و بلافاصله پس از ورود مواد غذایی، فعالیت خود را شروع می کنند.
    بنابراین استفاده از فرآیندهای بی هوازی برای فاضلاب هایی که جریان دائم دارند ( مثل فاضلاب کارخانه های چغندر قند، کنسرو و کمپوت سازی ) بسیار مناسب است.

معایب راکتورهای UASB

  1. بازده نسبتا کم : زدایش BOD به ندرت از 80 درصد تجاوز می کند.
  2.  تولید بو: در راکتور UASB مانند سایر فرآیندهای بی هوازی احتمال تولید بو وجود دارد. اما چون این سیستم سرپوشیده است و گازها به طور کنترل شده تخلیه می شود، مسئله ی کنترل بو به راحتی قابل حل خواهد بود.
  3. راه اندازی نسبتا طولانی: این زمان حداقل 3 تا 4 ماه است که می توان این زمان رو کاهش داد.

هر یک از روش های تصفیه فاضلاب هوازی، معایب و مزایایی دارند که با توجه به شرایط اقلیمی، آب و هوایی و محدودیت های عمرانی باید روش نهایی و بهینه از بین آن ها انتخاب شود. در جدول زیر مزایا و معایب آن ها آورده شده است تا بتوان با مقایسه ی دقیق تر و فنی تر به تحلیل بهتر روش های مذکور پرداخت.

روشمزایامعایب
EAAS1- فرآیند متداول
2- فرآیند انعطاف پذیر
3- پتانسیل به روز رسانی
4- امکان حذف بیولوژیکی نوترینت ها
1- قدرت ته نشینی لجن می تواند یک نگرانی باشد
2- کف کردن می تواند یک نگرانی باشد.
3- انرژی بالا برای هوادهی
MBBR1- طراحی ساده
2- بهبود مخازن موجود و هیچ تصفیه ی اولیه ای مورد نیاز نیست.
3- فضای مورد نیاز کمتر نسبت به هوادهی گسترده
4- افت فشار کم، عدم نیاز به شست و شوی معکوس
1- نیاز به غربالگری ریز در بالادست
2- نیاز به هوادهی با حباب های متوسط یا درشت
3- نیاز به صفحه ی نگهداری مدیا برای جلوگیری از خروج
4- محدود بودن میزان کنترل فرآیند
IFAS1- طراحی ساده
2- بهبود مخازن موجود و بی نیازی به هیچ گونه تصفیه ی اولیه
3- فضای مورد نیاز کمتر نسبت به هوادهی گسترده
1- نیاز به غربالگری ریز در بالادست
2- نیاز به هوادهی با دیفیوزرها
3- افت فشار نسبتا بالا
, , , , , , , , , , ,
نوشتهٔ بعدی
شاخص های فاضلاب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

فهرست