مشکلات بهره برداری لجن فعال مرتبط با کمبود ماده ی غذایی
فقر مواد مغذی غذایی در یک فرآیند لجن فعال ممکن است در نتیجه ی وجود مشکلات بهره برداری لجن فعال ایجاد شود. این مشکلات شامل از دست دادن خاصیت ته نشینی، فرار جامدات و تولید و تجمع کف در حوضچه می باشد.
جدول 1- مشکلات بهره برداری مرتبط با کمبود ماده ی غذایی
| راندمان حذف پایین BOD |
|---|
| تولید و تجمع کف |
| عدم تولید MLVSS کافی |
| فرار جامدات |
| مشکلات ته نشینی |
| رشد نامطلوب ارگانیسم های رشته ای به دلیل کمبود ماده ی مغذی |
معمولا کمبود مواد مغذی مربوط به عناصر نیتروژن و فسفر بوده و اغلب همراه با تخلیه ی زائدات صنعتی است که غنی از BOD محلول بوده ولی میزان حداقل یکی از مواد مغذی از نظر کیفی و کمی مناسب نیست ( جدول 2) .
با توجه به اینکه معمولا زائدات صنعتی مسئول ایجاد مشکل کمبود مواد مغذی در یک فرآیند لجن فعال هستند، بنابراین احتمال بروز مشکل کمبود مواد مغذی است مورد آزمایش و بررسی قرار می گیرد.
جدول 2- فاضلاب های دچار کمبود مواد مغذی نیتروژن یا فسفر
| نوع فاضلاب | کمبود نیتروژن | کمبود فسفر |
|---|---|---|
| نانوایی | * | |
| نوشیدنی ها- مالت | * | * |
| نوشیدنی ها- الکل های تقطیری | * | * |
| نوشیدنی های غیر الکلی-نوشابه های گازدار | * | * |
| مرکبات | * | |
| مواد شیمیایی | * | |
| قهوه | * | |
| کوره های کک | * | |
| ذرت | * | |
| ریسندگی | * | |
| لبنیات - شیر | * | |
| لبنیات -پنیر سنتی | * | |
| فرآیندهای غذایی | * | |
| فرمالدئید | * | * |
| میوه و سبزیجات | * | * |
| دباغی چرم | * | |
| پالایشگاه نفت | * | |
| داروخانه | * | |
| فنول ها | * | |
| خمیر و کاغذ | * | * |
| لباس های کهنه و طناب | * | * |
| نساجی | * | |
| سرکه | * | * |
جدول 3- مواد مغذی مورد نیاز تمام انواع باکتری ها
| مواد مغذی عمده | C,Ca,Cl,H,K,N,Mg,Na,O,P,S |
|---|---|
| مواد مغذی جزئی | B,Co,Cu,Cr,F,Fe,I,Mn,Mo,Ni,Se,Si,V,Zn |
سه نوع از فاضلاب ها توسط فرآیندهای لجن فعال مورد تصفیه قرار می گیرند که شامل فاضلاب خانگی، فاضلاب صنعتی و فاضلاب شهری است. فاضلاب های خانگی مقادیر نسبتا زیادی از مواد مغذی عمده و جزیی هستند.
فاضلاب صنعتی که جهت تصفیه، با فاضلاب خانگی ترکیب نشده است ممکن است که کمبود ماده ی غذایی داشته باشد. این فاضلاب ها اغلب حاوی مقادیر زیادی از BOD محلول هستند که به سرعت تجزیه شده و مقادیر نسبتا زیادی از مواد مغذی را تامین می کند. این فاضلاب ها ممکن است از نظر برخی مواد مغذی عمده یا جزیی دچار کمبود باشند.
فاضلاب شهری حاوی زائدات خانگی و شهری می باشد. بسته به خصوصیات کمی و کیفی زائدات صنعتی که به فرآیند لجن فعال شهری تخلیه می شود ممکن است که فرآیند دچار کمبود مواد مغذی نیتروژن و فسفر شود. این مشکل وقتی ایجاد خواهد شد که زائدات صنعتی حاوی مقادیر زیاد BOD محلول و مقادیر کم نیتروژن یا فسفر باشد.
مشکل کمبود مواد مغذی در یک فرآیند لجن فعال معمولا در حین شرایط اوج بارگذاری ایجاد می شود. چندین شاخص برای تعیین شرایط کمبود مواد مغذی در یک فرآیند لجن فعال وجود دارد.( جدول 4)
جدول 4- شاخص های فقر مواد مغذی
| رشد ارگانیسم های رشته ای مختص فقر مواد مغذی |
|---|
| رشد و تجمع کف سفید مواج یا کف چرب خاکستری |
| نسبت BOD:N:P در فاضلاب ورودی مایع مخلوط کمتر از 100:50:1 است |
| مقادیر هدف برای مواد مغذی آماده ی در دسترس موجود در پساب مایع مخلوط، مطلوب نیست. |
رشد ارگانیسم های رشته ای ناشی از فقر مواد مغذی
چندین نوع ارگانیسم رشته ای وجود دارد که هرگاه فقر مواد مغذی وجود داشته باشد می توانند به تعداد زیادی رشد نمایند. دو فاکتور در افزایش تعداد این ارگانیسم های رشته ای در حین کمبود مواد مغذی نقش دارند. اول اینکه، ارگانیسم های رشته ای که در شرایط کمبود مواد مغذی تکثیر پیدا می کنند ممکن است به مقادیر کمتری از مواد مغذی در مقایسه با باکتری های تشکیل دهنده ی لخته، نیاز داشته باشند. بنابراین وقتی که مواد مغذی محدود می شوند، رشد ارگانیسم های رشته ای متوقف نمی شود بلکه رشد باکتری های تشکیل دهنده ی لخته متوقف می شود.
دوم، با توجه به اینکه ارگانیسم های رشته ای که در شرایط فقر مواد مغذی رشد می کنند سطح زیادی برای تماس با محلول فاضلاب در مقایسه با باکتری ها تشکیل دهنده ی لخته دارند بنابراین ارگانیسم های رشته ای قادرند با وجود محدود بودن مواد مغذی در داخل محلول توده محلول باز هم، مقادیر کافی از آن را به دست آورند.
تولید و تجمع کف ناشی از فقر ماده ی غذایی
دو نوع کف ممکن است در سطح یک تانک هوادهی در هنگام کمبود مواد مغذی ظاهر شود. کف سفید مواج معمولا وقتی ظاهر می شود که فرآیند لجن فعالی که بهره برداری می شود سن پایینی داشته باشد. در حالی که کف خاکستری چرب معمولا وقتی ظاهر می شود که سن لجن فرآیند لجن فعال بالا باشد. توده ی لزج ژلاتینی و حباب های هوا و گازهای محبوس مسئول ایجاد کف سفید مواج می باشد. کف در فرآیند لجن فعال با سن بالا به صورت خاکستری چرب ظاهر می شود که ناشی از تجمع لیپیدهای بیولوژیکی است که از جمعیت های ارگانیسمی بزرگ و با سن بالا ترشح می شود.
کنترل
برای اصلاح شرایط فقر مواد مغذی در یک تانک هوادهی، باید مقدار مناسبی از ترکیبات نیتروژنه یا ترکیبات فسفره به پساب زلال ساز اولیه یا جریان ورودی مایع مخلوط افزوده شود. مقدار ترکیباتی که جهت تامین مقدار کافی از مواد مغذی اضافه می شود باید بتواند میزان انتخاب شده برای بهره برداری را فراهم نماید. مقدار مواد مغذی که اضافه می شود نباید به اندازه ی باشد که باعث شود میزان نیتروژن یا فسفر در پساب نهایی از حدود مجاز فراتر رود.
تشکیل توده کف در زمان راه اندازی تصفیه خانه به روش بیولوژیکی
