در تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی از لحاظ عملیاتی به دو صورت رشد معلق و رشد چسبیده و از لحاظ فرآیندی به دو صورت هوازی و غیرهوازی تقسیم بندی می شوند. روش های تصفیه به روش رشد معلق هوازی برای تصفیه زیستی فاضلاب خانگی عبارتند از: فرآیند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب ، سیستم هوادهی طولانی، برکه باهواده و استخرهای تثبیت فاضلاب که در این مقاله به بررسی روش رشد معلق هوازی لجن فعال می پردازیم.
فرایند لجن فعال تقریباً قابل دسترس ترین فرآیند زیستی برای طراحی تصفیه تمام انواع فاضلابها می باشد. در این فرآیند هوازی از ریز اندامهای (میکروارگانیسم) فعال و معلق برای تجزیه و تثبیت مواد آلی محلول و ریز (کلوئیدی و معلق) فاضلاب استفاده میشود. زیست توده فعال معلق، لجن فعال نامیده می شود و به صورت جامدات معلق فرّار در مخلوط مایع (MLVSS) اندازه گیری میشود. این فرایند دو بخش مشخص دارد، تولید سلولهای جدید و تثبیت (اکسایش) مواد آلی.
برای انجام فرایند به صورت پیوسته زیست توده جامد تولید شده در استخر هوادهی جدا شده و در حوض ته نشینی توسط نیروی جاذبه ته نشین میشود، و بخش عظیمی از جامدات ته نشین شده که معمولاً به عنوان لجن فعال یا ثانویه شناخته میشوند به استخر هوادهی برگشت داده میشوند و لجن مازاد از حوض ته نشینی دفع میشود. مایع زلال نهایی، که به خروجی تصفیه شده نیز معروف است معمولاً به آبهای سطحی دفع میشود اگرچه این خروجی میتواند مورد استفاده مجدد هم قرارگیرد.
بنابراین سیستم تصفیه معمولاً شامل:
- یک راکتور (استخر هوادهی) که در آن ریز اندامها با هم زدن یا هوادهی فاضلاب به صورت معلق نگه داشته میشوند.
- حوض ته نشینی ثانویه که در آن جامدات معلق (توده های زیستی) با نیروی جاذبه از فاضلاب جدا می شوند.
- سیستم برگشت جریان که در آن بخشی از لجن ته نشین شده (لجن فعال) از کف حوض ته نشینی به راکتور بازگشت داده میشوند.
پیشنهاد می کنیم مقاله تصفیه فاضلاب به روش mbbr را مطالعه کنید.
نحوه تصفیه در روش لجن فعال متعارف
حذف جامدات کلوئیدی معلق با جذب فیزیکی شیمیایی روی زیست توده فعال و با به دام انداختن توده های زیستی انجام میشود. بنابراین اختلاط مناسب فاضلاب با زیست توده درون راکتور بسیارضروری است. حذف جامدات آلی محلول توسط جذب زیستی مواد با استفاده از ریزاندامها و سپس تجزیه زیستی آنها (تثبیت کردن) انجام می پذیرد. در طی تجزیه زیستی توسط اکسایش جامدات آلی بخشی از مواد آلی به سلولهای جدید تبدیل میشوند و بخش دیگر پایدار میگردند. بخشی از سلول های تولیدی طی فاز خودخوری در راکتور اکسید خواهند شد که به اکسایش خودکار یا تنفس درون زا نیز معروف است.
وجود اکسیژن برای سنتز و اکسایش ضروری میباشد. معمولاً اکسیژن مورد نیاز با هوادهی فاضلاب توسط هواده های سطحی یا عمقی تأمین میشود. فرآیند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب هوادهی اختلاط خوبی برای تولید توده های میکروبی در راکتور و در طول فرآیند هوادهی ایجاد میکند. فرآیندهای اصلی در حذف مواد آلی محلول و کلوئیدی شامل مراحل زیر میباشد:
- حل کردن اکسیژن در داخل مایع فاضلاب توسط هوادهی
- اختلاط مناسب فاضلاب و زیست توده
- جذب مواد الى (سوبسترا) توسط لجن فعال (زیست توده)
- نفوذ مولکولی اکسیژن سوبسترا و مواد مغذی محلول به داخل زیست توده فعال
- سوخت و ساز اصلی ریز اندامها (سنتز سلول)
- تشکیل لخته های زیستی در طی فاز اکسایش خودکار
- اکسایش خود به خودی سلولها (تنفس درون زا)
- تولید کربن دی اکسید از جرم سلولی فعال
- تجزیه سلولهای مرده
در مقاله فرآیند اکسیداسیون پیشرفته در تصفیه فاضلاب با روش های این فرآیند آشنا می شوید.
ساختار تصفیه فاضلاب با روش لجن فعال متعارف
فرآیند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب شامل یک استخر هوادهی و یک حوض ته نشینی میباشد. خروجی حوض ته نشینی اولیه در ورودی استخر هوادهی با لجن برگشتی مخلوط و وارد استخر میشود، بنابراین اکسیژن مورد نیاز توسط ریز اندامها در ناحیه ورودی تانک بیشتر است و با توجه به این موضوع که تغییرات ناگهانی بار اعمالی به سیستم نیز در ناحیه ورودی میباشد، میزان اکسیژن مورد نیاز باز هم افزایش مییابد. همچنین زیست توده تولیدی نیز نزدیک ورودی بیشتر بوده که به تدریج با حرکت در طول راکتور به طرف خروجی کاهش می یابد. جمعیت ریز اندامها در این سیستم به سختی به شرایط تعادلی ثابت مشابه آنچه در سیستم اختلاط کامل وجود دارد نزدیک می شود.
تصفیه با این روش به همراه دفع لجن مازاد ، به همراه جریان خروجی فرآیند لجن فعال متعارف (CAS) در تصفیه فاضلاب شامل استخر هوادهی، حوض ته نشینی به همراه خط برگشت لجن میباشد و به عنوان یک واحد برای آنالیز فرآیند مورد بررسی قرار میگیرد. بخشی از لجن ته نشین شده به طور مستقیم از کف حوض ته نشینی برگشت داده میشود و لجن اضافی به همراه جریان خروجی از حوض ته نشینی ثانویه، خارج می شود. بنابراین جامدات معلق جریان خروجی با مواد معلق مایع مخلوط (MLSS) برابر نخواهند بود. این سیستم برای فاز خودخوری در نسبت F/M پایین با زمان هوادهی طولانی طراحی شده است حذف مواد آلی تابعی از نرخ جریان فاضلاب نرخ سوخت و ساز و غلظت مواد آلی ورودی میباشد. این سیستم در مواردی که میزان BOD پایین در خروجی مورد نیاز است، مؤثر میباشد.
پیشنهاد می کنیم مقاله تصفیه فاضلاب به روش RBC را مطالعه کنید.
مزایای تصفیه به روش CAS
فرآیند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب با دفع لجن مازاد به صورت جداگانه معمول ترین نوع سیستم لجن فعال است که در آن دفع لجن مازاد به طور جداگانه از لجن برگشتی انجام می گیرد. خروجی به علت دفع جداگانه لجن، جریان کمتری خواهد داشت و شامل مواد معلق با کمینه غلظت خواهد بود. و این سادگی یکی از بهترین علل استفاده از این روش می باشد. همینطور تجربه نشان میدهد اگر طراحی فرآیند لجن فعال به درستی انجام شود، این روش قادر به تصفیه فاضلاب محتوی بالای مواد آلی، باراندمان بسیار بالا خواهد بود.
کاربرد لجن فعال در تصفیه فاضلاب
فرآیند لجن فعال متعارف (CAS) در تصفیه فاضلاب باتوجه به سهولت استفاده از آن، علاوه بر تصفیه فاضلاب خانگی در تصفیه فاضلاب های صنعتی با بار آلی بالا نیز مورد استفاده قرار می گیرد. البته این روش در کاربردهای صنعتی عموما به صورت ترکیب با روش های بیولوژیکی دیگر یا به صورت توسعه یافته همین روش مورد استفاده قرار می گیرد.
البته در طراحی این روش با توجه به میزان بارآلی پساب ، باید جریان شناسی مناسب صورت گرفته وسینتیک واکنشی تعیین گردد و به عنوان خط مشی طراحی قرار گیرد. به این صورت که هرچه بار آلی(پساب های صنعتی) بالاتر باشد، واکنش به سمت درجه پایین تر پیش می رود وکند است، به همین دلیل باید طراحی هندسه لجن فعال به صورت مربع طور(جریان میکس که طول و عرض مخزن تصفیه نزدیک به هم باشند) باشد، تا اختلاط کامل انجام شود و تصفیه به صورت کامل صورت گیرد. و در مواقعی که بار آلی کم است(فاضلاب بهداشتی) و واکنش از درجه بالاست، طراحی هندسه مخزن لجن فعال به صورت مستطیل طور(جریان پلاگ که طول به عرض کانال نسبت بالایی دارد) باید باشد، تا تصفیه با راندمان بالا انجام پذیرید.
برای آشنایی با لجن های فاضلاب به صفحه لجن فاضلاب مراجعه کنید.
سخن پایانی
امروزه تصفیه فاضلاب به روش بیولوژیکی به طور گسترده ای در تصفیه خانه ای شهری و صنعتی مورد بهره برداری قرار می گیرند. روش های متنوعی برای تصفیه فاضلاب بیولوژیکی وجودد دارد که به جرئت می توان گفت اساس همه ی روش های هوادهی تصفیه فاضلاب، روش فرآیند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب می باشد. شرکت مهندسی پاک پساب با تجربه ی بالا در زمینه تصفیه پساب های بهداشتی و صنعتی به روش لجن فعال و مشتقات آن، آماده مشاوره، طراحی و اجرای پروژه های شماست. برای ارتباط با کارشناسان فنی با شماره های زیر تماس حاصل نمایید.
