در تصفیه فاضلاب، برای انجام عمل تصفیه از روش های مختلفی استفاده می شود. از بین روش های بیولوژیکی, تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال رایج ترین و کاربردی ترین می باشد.
از روش لجن فعال در تصفیه انواع فاضلاب و بخصوص تصفیه فاضلاب شهری استفاده می شود. اساس تصفیه به روش لجن فعال هوادهی و ته نشینی و بازگشت لجن می باشد.
شرح فرآیند
در فرآیند لجن فعال، بخش عمده ای از مواد آلاینده فاضلاب را مواد آلی تشکیل می دهند که باکتری ها می توانند با تغذیه و مصرف آن ها باعث تصفیه فاضلاب شوند. بنابراین اصول تصفیه در این فرآیند بر مصرف مواد آلی توسط میکروارگانیسم ها و به خصوص باکتری ها استوار است. از این رو در این فرآیند برای پیشبرد روند تصفیه فاضلاب، ضروری است که تمامی شرایط برای رشد و تکثیر هر چه بهتر آنها فراهم گردد.
باکتری ها برای ادامه حیات و فعالیت خود دارای سه نیاز اساسی غذا، آب و اکسیژن هستند.
غذای آنها در واقع همان مواد آلی است که در فاضلاب وجود دارد و باکتری ها با مصرف آنها باعث تصفیه فاضلاب می شوند.
آب نیز به وفور در دسترس آنها قرار دارد چرا که محیط زیست آنها محیط فاضلاب بوده که یک محیط کاملا آبی است.
بنابراین با تأمین اکسیژن می توان شرایط اساسی رشد باکتری ها را فراهم کرد. به منظور تأمین اکسیژن مورد نیاز باکتری ها نیز معمولاً هوا به درون فاضلاب به صورت عمقی یا سطحی تزریق می شود.
همانطور که در شکل مقابل نشان داده شده است در فرآیند لجن فعال فاضلاب ابتدا وارد یک مخزن هوادهی (واکنش) می شود. در این مخزن فاضلاب در مجاورت و دسترس باکتری ها قرار میگیرد.
باکتری ها با استفاده از اکسیژن تزریق شده و انجام فعالیت های بیولوژیکی خود، مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه کرده و به داخل بدن خود جذب می کنند. جذب مواد آلی به داخل باکتری سبب حذف مواد آلی از جریان فاضلاب و تصفیه آن می گردد.
باکتری ها بخشی از این مواد غذایی را بصورت انرژی به مصرف خود رسانده و بخشی دیگر را برای تکثیر و تولید باکتری های جدید مورد استفاده قرار می دهند.
پس از فرآیند جذب و تجربه مواد در مخزن هوادهی مخلوط فاضلاب و میکروارگانیسم ها وارد مخزن ته نشینی ثانویه می شوند.
در این مخزن برخی فعالیتهای بیولوژیکی سبب چسبیدن میکروارگانیسم ها و باکتری ها به یکدیگر و ایجاد لخته می شود. این لخته ها به سبب وزن مخصوص بیشتر از آب به سمت پایین حرکت کرده و به تدریج در کف مخزن ته نشین شده و لجن بیولوژیکی را تشکیل می دهند.
در این مرحله این لجن که حاوی مقادیر بسیار زیادی از میکروارگانیسم ها و باکتری های موثر در تصفیه فاضلاب است،
به مخزن هوادهی برای ادامه فرآیند برگشت داده می شود که به آن ((لجن فعال برگشتی)) گفته می شود. در واقع نام ((لجن فعال)) به سبب همین فعالیت دائم لجن (توده میکروارگانیسم و باکتریها) در این فرآیند می باشد. بخش دیگر لجن نیز که مازاد بر نیاز تصفیه است از سیستم دفع می گردد.
حالت های مختلفی در فرایند لجن فعال ممکن است استفاده شود از قبیل:
- فرایندهای متعارف لجن فعال
- اختلاط کامل
- هوادهی مرحله ای
- هوادهی گسترده
- نرخ بالای هوادهی
انواع فرایند لجن فعال :
۱- فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS)
۲- فرآیند لجن فعال متعارفی با جریان قالبی (CPFAS)
۳- فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS)
۴- فرآیند لجن فعال با تثبیت تماسی (CSAS)
۵- فرآیند رئاکتور ناپیوسته متوالی (SBR)
۶- فرآیند رئاکتور بیولوژیکی غشایی (MBR)
لجن فعال اختلاط کامل (CMAS)
فرآیند CSAM یکی از موارد کاربرد الگوی جریان یک راکتور اختلاط جریان مداوم است.
فاضلاب ته نشین شده و لجن فعال برگشتی معمولا از چند نقطه وارد حوضچه هوادهی می شوند. بار آلی وارده بر حوضچه هوادهی، غلظت MLSS و اکسیژن مورد نیاز در کل حوضچه یکنواخت هستند.
یک مزیت فرآیندCMAS کاهش بار شوک است که در تصفیه فاضلاب های صنعتی رخ می دهد. بهره برداری فرآیند CMAS نسبتا ساده بوده، ولی غلظت مواد آلی در آن پایین است. (نسبتF/M پایین) که رشد باکتری های رشته ای را تقویت کرده و باعث حجیم شدن لجن می شود.
جریان پیستونی متداول
فاضلاب ته نشین شده و لجن فعال برگشتی (RAS) به ابتدای حوضچه هوادهی وارد میشوند و به وسیله هوادهی دیفیوزری و یا مکانیکی با هم مخلوط می شوند.
در این فرآیند معمولا از ۳ تا ۵ کانال ( مسیر عبور) در داخل حوضچه هوادهی استفاده می شود. در طرح های قدیمی تر هوای مورد استفاده در کل حوضچه معمولا یکنواخت بود که جرم سلولی در قسمت های ابتدایی حوضچه عموما با کمبود غلظت Do مواجه می شد.
در طرح های پیشرفته سیستم هوادهی به شکلی طراحی می شود که اکسیژن را در طول حوضچه به تناسب نیاز و با کاهش میزان هوادهی تامین می کند، یعنی میزان هوادهی در ابتدای حوضچه بیشتر و در انتها کمتر است.
در طول دوره هوادهی جذب، لخته سازی و اکسیداسیون مواد آلی رخ می دهد. جامدات لجن فعال در یک حوضچه ته نشینی ثانویه جداگانه جداسازی می شوند.
هوادهی پربار
هوادهی پربار فرآیندی است که در آن غلظت MLSS کم و بارگذاری حجمی BOD بالا است.
این سیستم دارای زمان ماند هیدرولیکی کوتاه، نسبت باز چرخش لجن بالا، نسبت F/M بالا و غلظت MLSS نسبتا پایین می باشد. کیفیت پساب خروجی سیستم های اختلاط کامل یا جریان پیستونی متداول پایین تر است.
به دلیل استفاده از بارگذاری بالا، برای حفظ شرایط و بهره برداری پایدار باید مراقبت و دقت بیشتری در این فرآیند اعمال شود. اختلاط و هوادهی کافی برای بهره برداری پایدار بسیار مهم هستند
مزایای روش لجن فعال:
- به علت هوازی بودن بوی نامطبوع کم
- بازده بالا، حذف ۹۰ درصد به بالای COD
- سادگی و راهبری آسان
- عملکرد بسیار مناسب در فاضلاب های با بار الودگی بالا
معایب روش لجن فعال:
- مصرف انرژی برای هوادهی
- تولید لجن و مشکل مدیریت لجن
- تحمل شک هیدرولیکی و آلی زیادی ندارند
مشاهده همه مقالات شرکت فن آوری آب ثمین
[…] قبلی […]
[…] لجن فعال متعار […]