تفاوت پارامتر های Mlss و Mlvss در فاضلاب چیست؟

در فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، به‌ویژه در سیستم‌های لجن فعال (Activated Sludge)، پایش و بهینه‌سازی عملکرد تصفیه خانه از طریق اندازه‌گیری پارامترهای کلیدی انجام می‌شود. دو پارامتر اساسی در این حوزه، MLSS (جامدات معلق مخلوط) و MLVSS (جامدات معلق فرّار مخلوط) هستند که اطلاعات مهمی درباره غلظت زیست‌توده (بیوفیلم) و کارایی فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ارائه می‌دهند.اگرچه این دو پارامتر از نظر مفهومی با یکدیگر در ارتباطند، اما از منظر ترکیب شیمیایی و کاربرد عملی، تفاوت‌های زیادی دارند. شناخت دقیق تفاوت Mlss و Mlvss برای طراحی، بهره‌برداری و بهینه‌سازی سیستم‌های تصفیه فاضلاب امری ضروری است.

در این مقاله، ابتدا تعریف علمی MLVSS ارائه می‌شود، سپس تفاوت‌های آن با MLSS به‌صورت تحلیلی بررسی می‌گردد و در ادامه، روش استاندارد اندازه‌گیری MLVSS در فاضلاب تشریح می‌شود. برای کسب اطلاعات جامع‌تر درباره MLSS، می‌توانید به مقاله” MLSS در فاضلاب چیست” مراجعه کنید.

MLVSS  چیست؟

MLVSS یا Mixed Liquor Volatile Suspended Solids (جامدات معلق فرّار مخلوط) به بخشی از جامدات معلق موجود در مخزن هوادهی سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب گفته می‌شود که در دمای ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد (در شرایط استاندارد آزمایشگاهی) قابلیت احتراق و تبدیل به گاز را دارند. این پارامتر عمدتاً شامل زیست‌توده فعال (مانند باکتری‌های هوازی و سایر میکروارگانیسم‌ها) و مواد آلی قابل‌تجزیه است که در فرآیندهای تصفیه زیستی نقش کلیدی ایفا می‌کنند . به بیان دیگر، MLVSS  نماینده بخش آلی و فرّار MLSS است و مواد غیرآلی (مانند خاکستر) و مواد آلی غیرقابل‌تجزیه زیستی را شامل نمی‌شود.

در سیستم‌های لجن فعال، MLVSS به‌عنوان معیاری برای اندازه‌گیری غلظت زیست‌توده فعال می‌باشد. این زیست‌توده مسئول تجزیه مواد آلی، به‌ویژه کاهش BOD (نیاز بیوشیمیایی اکسیژن)، است. مقدار MLVSS معمولاً بر حسب میلی‌گرم بر لیتر (mg/L) گزارش می‌شود و در شرایط متداول، بسته به ویژگی های فاضلاب و شرایط عملیاتی بهره برداری، بین ۶۵ تا ۸۵ درصد از مقدار MLSS را تشکیل می‌دهد. به‌عنوان‌مثال، در یک سیستم لجن فعال استاندارد، اگر مقدار MLSS برابر ۳۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر باشد، مقدار MLVSS ممکن است در بازه ۱۹۵۰ تا ۲۵۵۰ میلی‌گرم بر لیتر قرار گیرد.

MLVSS به‌عنوان شاخصی برای ارزیابی سلامت و فعالیت زیست‌توده شناخته می‌شود. کاهش نسبت MLVSS به MLSS (به زیر ۰.۶) می‌تواند نشانه‌ای از تجمع مواد غیرآلی یا کاهش فعالیت میکروبی باشد که بر کارایی فرآیند تصفیه تأثیر منفی می‌گذارد. این پارامتر همچنین در محاسبه پارامترهای طراحی نظیر نسبت غذا به میکروارگانیسم (F/M) و زمان ماند لجن (SRT) نقش مهمی دارد.

محصول پیشنهادی: پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی

تفاوت MLVSS با MLSS

برای تحلیل دقیق تفاوت‌های MLVSS و MLSS، ابتدا لازم است تعریف MLSS ارائه شود.  MLSS یا Mixed Liquor Suspended Solids (جامدات معلق مخلوط) به کل جامدات معلق موجود در مخزن هوادهی سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب اشاره دارد که شامل هر دو بخش آلی و غیرآلی است. این پارامتر زیست‌توده میکروبی، مواد آلی غیرقابل‌تجزیه، و ذرات معدنی را در بر می‌گیرد. برای اطلاعات بیشتر درباره MLSS، پیشنهاد می‌شود مقاله” MLSS در فاضلاب چیست” مطالعه شود.

تفاوت‌های اساسی مابین MLVSS و MLSS شامل موارد زیر است:

۱. ترکیب شیمیایی

MLSS  کل جامدات معلق، شامل مواد آلی و غیرآلی می‌شود.

MLVSS  تنها بخش آلی و فرّار MLSS را شامل می‌شود که عمدتاً زیست‌توده فعال و مواد آلی قابل‌احتراق را در خود جای‌داده است.

۲. کاربرد در فرآیند تصفیه

MLSS  برای پایش و کنترل کلی فرآیند، از جمله مدیریت ته‌نشینی، بازگشت لجن (RAS) و دورریز لجن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

MLVSS  به‌عنوان معیاری برای ارزیابی غلظت زیست‌توده میکروبی فعال و بررسی کارایی حذف آلاینده‌های آلی (مانند BOD) کاربرد دارد.

۳. نسبت کمّی

نسبت MLVSS به MLSS معمولاً در بازه ۰.۶۵ تا ۰.۸۵ قرار دارد. این نسبت نشان‌دهنده سهم زیست‌توده فعال در کل جامدات معلق است.

کاهش این نسبت (به زیر ۰.۶) می‌تواند نشان‌دهنده حضور بیش از حد مواد غیرآلی یا کاهش فعالیت میکروبی باشد که نیازمند بررسی و اصلاح شرایط عملیاتی است.

۴. تأثیر مواد غیرآلی

در فاضلاب‌های صنعتی که حاوی مقادیر قابل‌توجهی مواد غیرآلی (مانند خاکستر یا ذرات معدنی) هستند، مقدار MLSS ممکن است به طور قابل‌توجهی افزایش یابد، اما MLVSS به دلیل عدم تأثیرپذیری از مواد غیرآلی، تغییر چندانی نکند. 

در مقابل، در فاضلاب‌های شهری که عمدتاً حاوی مواد آلی هستند، تفاوت عددی بین MLSS و MLVSS کمتر است.

۵. نقش در طراحی و بهره‌برداری

پارامتر MLSS  برای تنظیم پارامترهای عملیاتی نظیر غلظت جامدات در مخزن هوادهی و مدیریت ته‌نشینی لجن اهمیت دارد.

این در حالی است که MLVSS  برای بهینه‌سازی فرآیندهای زیستی، نظیر تنظیم F/M Ratio و ارزیابی کارایی حذف آلاینده‌های آلی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

به‌عنوان نمونه، در یک تصفیه‌خانه فاضلاب شهری، ممکن است مقدار MLSS برابر ۳۵۰۰ میلی‌گرم بر لیتر و MLVSS برابر ۲۸۰۰ میلی‌گرم بر لیتر باشد (نسبت ۰.۸). اما در یک فاضلاب صنعتی با TSS بالا، مقدار MLSS ممکن است به ۵۰۰۰ میلی‌گرم بر لیتر برسد، در حالی که MLVSS تنها ۲۵۰۰ میلی‌گرم بر لیتر باشد (نسبت ۰.۵).

محصول پیشنهادی: پکیج چربی گیر CPI

نحوه اندازه‌گیری MLVSS فاضلاب

اندازه‌گیری MLVSS یک روش آزمایشگاهی استاندارد است که معمولاً به‌عنوان بخشی از فرآیند اندازه‌گیری MLSS انجام می‌شود. این روش بر اساس استانداردهای ارائه‌شده در Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA) ۲۰۱۷ اجرا می‌گردد و شامل مراحل زیر است:

مراحل اندازه‌گیری

۱. جمع‌آوری نمونه:

   نمونه‌ای از مخلوط مایع (Mixed Liquor) از مخزن هوادهی جمع‌آوری می‌شود. این نمونه باید نماینده کل مخزن باشد و به‌سرعت مورد آزمایش قرار گیرد تا از تغییرات میکروبی جلوگیری شود.

۲. اندازه‌گیری MLSS:

حجم مشخصی از نمونه (برای مثال ۱۰۰ میلی‌لیتر) با استفاده از فیلتر شیشه‌ای با منافذ ۰.۴۵ میکرومتر فیلتر می‌شود. 

فیلتر در دمای ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱ ساعت خشک می‌شود تا رطوبت نمونه به طور کامل حذف گردد. 

وزن فیلتر قبل و پس از فیلتراسیون اندازه‌گیری می‌شود و مقدار MLSS با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌گردد: 

۳. اندازه‌گیری MLVSS: 

فیلتر خشک‌شده (حاوی جامدات معلق) در کوره‌ای با دمای ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۳۰ دقیقه قرار می‌گیرد تا مواد آلی فرّار سوخته شوند و به گاز تبدیل گردند.

پس از احتراق، تنها مواد غیرآلی (خاکستر) روی فیلتر باقی می‌ماند. 

وزن فیلتر پس از احتراق مجدداً اندازه‌گیری می‌شود و مقدار MLVSS با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌گردد: 

ملاحظات فنی:

۱- دمای ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد به طور خاص انتخاب می‌شود، زیرا در این دما مواد آلی فرّار سوخته می‌شوند، اما مواد غیرآلی (مانند خاکستر) باقی می‌مانند. 

۲- نمونه باید پیش از فیلتراسیون به‌خوبی همگن شود تا نتایج دقیق و قابل‌اعتماد باشند. 

۳- این آزمایش نیازمند تجهیزات آزمایشگاهی استاندارد، نظیر کوره با دمای قابل‌کنترل و ترازوی دقیق با دقت ۰.۱ میلی‌گرم است.

پیشنهاد می شود از صفحه پکیج های تصفیه فاضلاب پاک پساب اقلیم دیدن فرمایید.

سخن پایانی

MLSS و MLVSS دو پارامتر بنیادین در فرآیندهای تصفیه زیستی فاضلاب هستند که هر یک نقش متفاوتی در طراحی و بهره‌برداری از سیستم‌های تصفیه ایفا می‌کنند. MLSS، کل جامدات معلق را شامل می‌شود و برای مدیریت فرآیندهایی نظیر ته‌نشینی و بازگشت لجن مورد استفاده قرار می‌گیرد، در حالی که MLVSS تنها بخش آلی و فعال (زیست‌توده) را نشان می‌دهد و معیاری برای ارزیابی کارایی میکروبی و حذف آلاینده‌های آلی است. درک دقیق تفاوت‌های این دو پارامتر و اندازه‌گیری منظم آن‌ها می‌تواند به بهبود عملکرد تصفیه‌خانه‌ها، کاهش هزینه‌های عملیاتی، افزایش راندمان تصفیه و افزایش پایداری فرآیندهای تصفیه کمک کند.