معرفی کامل انواع روش های تصفیه فاضلاب با لجن فعال
تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال یکی از فرایندهای تصفیه بیولوژیکی است که در آن لجن به عنوان منبع تغذیه میکروارگانیسم ها استفاده میشود. عدم تولید ترکیبات مضر جانبی و هزینه راه اندازی پایین این روش باعث شده است سایر فرایندهای تصفیه نیز بر پایه لجن فعال توسعه پیدا کنند. تنوع در روش های تصفیه بر پایه لجن فعال زیاد است و هر یک دارای مزایا و معایب خاصی هستند. در ادامه کاربردی ترین روش های تصفیه با لجن فعال را معرفی خواهیم کرد.
تصفیه فاضلاب با لجن فعال چیست؟
در فاضلاب تولید شده در واحدهای مسکونی، صنعتی و کشاورزی مواد آلاینده گوناگونی وارد میشود که برای حذف آنها نیاز به روش های مختلفی است. به عنوان مثال برای حذف فلزات سنگین نیاز به روش های تصفیه شیمیایی و استفاده از مواد منعقدکننده است. مواد آلی موجود در فاضلاب را می توان به کمک باکتری و میکروارگانیسم های موجود در آب تجزیه کرد. لجن فعال یکی از روش های تصفیه بیولوژیکی است که در انواع پکیج تصفیه فاضلاب انسانی و صنعتی استفاده میشود. در این روش مواد آلی به کمک باکتری های فاضلاب تجزیه شده و تکه های باقی مانده آن در کف مخزن لایه های لجن را تشکیل می دهند.
لجن های تشکیل شده در کف مخزن مجدد می توانند به عنوان منبع تغذیه باکتری ها در نظر گرفته شوند. در واقع با مصرف لجن، باکتری ها رشد و تکثیر پیدا نموده و با سرعت بالاتری قادر به حذف مواد آلی خواهند بود. این روش یکی از روش های تصفیه بیولوژیکی است و می توانند شاخص هایی از قبیل BOD و COD را بهبود دهند.
روش های تصفیه بر پایه لجن فعال
با توجه به مزایای بسیار زیاد روش لجن فعال، در صنعت تصفیه فاضلاب تحقیقات متعددی برای بهبود این فرایند و کمک به تصفیه بهتر فاضلاب انجام شده است. بر همین اساس تنوع بالایی در روش های توسعه یافته لجن فعال مشاهده میشود که کاربردی ترین آنها عبارتند از:
تصفیه فاضلاب با هوادهی گسترده
در فرایندهای تصفیه بیولوژیکی باید اکسیژن و مواد مغذی مورد نیاز باکتری ها تامین گردد. در روش لجن فعال متعارف تمرکز بر استفاده از لجن کف مخزن به عنوان ماده غذایی مورد نیاز باکتری ها است. برای بهبود این روش و اکسیژن رسانی بهتر، روش EAAS ارائه شده است. در تصفیه فاضلاب با هوادهی گسترده اکسیژن رسانی و هوادهی را با تجهیزات بسیار پیشرفته از قبیل هوادهی های عمقی، شناور و دیوفیوزر انجام می دهند. با هوادهی عمیق باکتری ها اکسیژن بیشتری در اختیار خواهند داشت. به همین دلیل سرعت رشد و تکثیر باکتری ها افزایش پیدا می کند و تصفیه بهتر انجام خواهد شد.
برای پیاده سازی این روش لازم است ابتدا تصفیه فیزیکی برای جمع آوری تکه های بزرگ معلق در فاضلاب انجام شود. سپس با هوادهی بیشتر با تجهیزات پیشرفته باکتری ها رشد بیشتری پیدا خواهند کرد و در نهایت منجر به تجزیه مواد آلی با سرعت بالاتر میشوند. بخشی از لجن تولید شده در این مخازن تخلیه شده و مابقی برای تصفیه استفاده میشوند.
تصفیه فاضلاب به روش IFAS
در روش تصفیه فاضلاب لجن فعال با مدیای ثابت Integrated Fixes Film Activated Sludge که به اختصار به آن IFAS گفته میشود، از روش رشد چسبیده نیز استفاده میشود. این روش شباهت زیادی به پکیج تصفیه فاضلاب MBBR دارد. در این رو از مدیاهای ثابت پلاستیکی استفاده میشود که روی سطح فاضلاب قرار میگیرند. سطح مدیا به فضایی برای رشد و تکثیر توده زیستی و باکتری ها تبدیل میشود. بعد از تشکیل توده های زیستی روی مدیا، مواد آلی موجود در فاضلاب به کمک باکتری ها تجزیه و تصفیه میشوند.
در این روش نیز مانند روش های بالا ابتدا تصفیه فیزیکی انجام میشود. سپس برای کمک به رشد و تکثیر باکتری ها، از سیستم های هوادهی استفاده شده و اکسیژن رسانی انجام میشود. با اکسیژن رسانی توده زیستی با سرعت بالاتری بر روی مدیای ثابت تشکیل میشود. هر اندازه توده زیستی رشد بیشتری داشته باشد، باکتری ها با سرعت بالاتری مواد آلی را تجزیه و فاضلاب را تصفیه می کنند. در این روش مخزن ته نشینی و زلال سازی نیز در نظر گرفته میشود و بخشی از لجن از دستگاه تخلیه می گردد.
تصفیه فاضلاب به روش UASB
از دیگر روش های قابل استفاده در تجهیزات تصفیه فاضلاب می توان به UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) یا بستر بی هوازی لجن فعال با جریان رو به بالا اشاره کرد. برای پیاده سازی این روش نیاز به مخزن عمودی است که فاضلاب از قسمت پایین آن وارد میشود. در میانه این مخزن بستری از لجن در نظر گرفته شده است که برای تجزیه مواد آلی کاربرد دارد.
فاضلاب بعد از ورود به مخزن با فشار پمپ رو به بالا حرکت می کند. با عبور فاضلاب از لایه های لجن در میانه مخزن مواد آلی موجود در آن به کمک باکتری ها تجزیه میشود. مواد آلی تجزیه شده به صورت لجن در این بستر قرار گرفته و فاضلاب تصفیه شده به بالا هدایت میشود. در این مرحله بیوگازها از بالای مخزن تخلیه شده و به عنوان منبع سوخت می توان از آن در صنعت استفاده کرد.
تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال اختلاط کامل CMAS
یکی دیگر از روش های تصفیه فاضلاب که از لجن فعال در آن استفاده میشود، CMAS است. مهم ترین ویژگی این روش، ورود متناسب و پیوسته فاضلاب به پکیج و تصفیه و خروج آن است. علاوه براین، بعد از مخزن تصفیه فیزیکی و مقدماتی، در حوضچه های هوادهی همزن های قوی تعبیه شده است. این همزن ها غلظت فاضلاب را در تمام بخش ها یکسان می کند. مهم ترین مزیت اختلاط کامل فاضلاب در این مرحله، جلوگیری از شوک به دستگاه به دلیل تغییر در مقدار مواد آلاینده است.
بعد از هوادهی و اختلاط کامل فاضلاب، باکتری ها مواد آلی را تجزیه می کنند. تکه های باقی مانده از مواد آلی تجزیه شده در فاضلاب شناور و معلق هستند. در مخزن ته نشینی که در بخش بعدی پکیج وجود دارد، تکه های باقی مانده از مواد آلی به مرور در کف ته نشین شده و تشکیل لایه های لجنی می دهند. بخشی از این لجن از مخزن تخلیه شده و مابقی به عنوان منبع تغذیه بخش هوادهی به مرحله قبل برگشت داده میشود.
تصفیه فاضلاب با روش USBF
رآکتور فیلتراسیون با کیک لجن و جریان رو به بالا (Upflow sludge blanket filtration) از زیرمجموعه های لجن فعال است که به روش های هوازی و بی هوازی حذف نیترات، فسفر و مواد آلی را انجام می دهد. در قسمت پایین مخزن این تجهیزات نیترات به کمک لایه های بی هوازی تصفیه و از بین میرود. سپس فاضلاب وارد لایه هوازی میشود که مخزنی قیفی شکل است. با حکرت فاضلاب رو به بالا با سرعت پایین به مرور لایه هایی از لجن بر روی سطح فاضلاب تشکیل میشود.
جمع بندی
در فرآیندهای بیولوژیکی مواد آلی موجود در فاضلاب توسط باکتری ها تجزیه میشوند. بعد از تجزیه مواد آلی تکه های باقی مانده آنها به مرور در کف مخزن ته نشین شده و لایه های لجن را تشکیل می دهند. این لایه های لجن می توانند به عنوان منبع تغذیه باکتری ها در نظر گرفته شوند و مصرف آنها باعث افزایش سرعت رشد و تکثیر باکتری خواهد شد. علاوه بر روش لجن فعال متعارف، فرآیندهای دیگری از قبیل هوادهی گسترده، USBF، اختلاط کامل، IFAS نیز در صنعتی تصفیه فاضلاب کاربرد دارند که سرعت تجزیه مواد آلی را بهبود داده اند.
نظرات