آشنایی با روش‌های تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی

تمامی انواع فاضلاب‌های تولیدی اعم از فاضلاب شهری، بهداشتی انسانی و بالاخص فاضلاب‌های صنعتی حاوی آلاینده‌های مختلفی هستند. قبل از تخلیه به محیط، لازم است که بر روی آن‌ها عمل تصفیه یا پیش تصفیه صورت گیرد تا قابل تخلیه به محیط یا دفع باشند. در مقاله “روش‌های هوازی تصفیه فاضلاب” درباره فرآیندها و روش‌هایی از تصفیه فاضلاب صحبت کردیم که در حضور اکسیژن انجام می‌شد. اما برخی از روش‌های تصفیه فاضلاب که اغلب جهت تصفیه فاضلاب‌های صنعتی به کار برده می‌شوند، در غیاب اکسیژن صورت می‌گیرد. در این مقاله درباره تصفیه فاضلاب به روش بی‌ هوازی صحبت خواهیم کرد و روش‌های آن را شرح می‌دهیم.

تصفیه بی ‌هوازی فاضلاب چیست؟

تصفیه بی هوازی فاضلاب در واقع یک فرآیند بیولوژیکی است که آلاینده‌های آلی موجود در فاضلاب را به وسیله فعالیت میکروارگانیسم‌ها در غیاب اکسیژن تجزیه می‌کند. این نوع از میکروارگانیسم‌ها برای فعالیت به اکسیژن خالص نیازی ندارند، البته برخی از آن‌ها از اکسیدهای موجود در مواد آلی استفاده می‌کنند. میکروارگانیسم‌های بی هوازی آلاینده‌های آلی موجود در فاضلاب را به بیوگاز تبدیل می‌کنند. بیوگاز تشکیل شده از متان و دی اکسید کربن است. بیوگاز را می‌توان به عنوان جایگزینی برای سوخت پس از تصفیه یا حذف سولفید هیدروژن استفاده کرد. تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی در اغلب تصفیه‌خانه‌های فاضلاب صنعتی به کار برده می‌شود و یکی از ویژگی‌های مثبت آن این است که در مرحله اول فرآیند استفاده می‌شود و تولید حجم بالایی از لجن ندارد. این موضوع سبب سهولت در راهبری آن می‌شود.

تصفیه فاضلاب بی هوازی برای تصفیه فاضلاب صنایع مختلف به کار برده می‌شود. از جمله:

• تصفیه فاضلاب صنایع لبنیات
• تصفیه فاضلاب صنایع چرم
• تصفیه فاضلاب صنایع کاغذ و مقوا
• تصفیه فاضلاب صنایع غذایی
• تصفیه فاضلاب کشتارگاه دام و طیور
• تصفیه سایر فاضلاب‌ها با غلظت مواد آلی بالا و …

پیشنهاد می کنیم مقاله تصفیه فاضلاب چیست را مطالعه کنید.

مراحل تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی

فرآیند تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی شامل دو مرحله است:

مرحله اسیدی شدن : در این مرحله اولیه، میکروارگانیسم‌های بی هوازی ترکیبات آلی پیچیده را به اسیدهای فرار اسیدی یا زنجیره کوتاه تجزیه می‌کنند. به این مرحله، مرحله هیدرولیز نیز می‌گویند.

فاز تولید متان : این مرحله دوم نیز خود شامل دو مرحله است:

• استوژنز که در این مرحله باکتری‌های بی هوازی اسیدها را برای تشکیل استات، دی اکسید کربن و گاز هیدروژن سنتز می‌کنند.
• متانوژنز که در این مرحله باکتری‌های بی هوازی روی مولکول‌های تازه ایجاد شده برای تشکیل دی اکسید کربن و گاز عمل می‌کنند. در صورت نیاز می‌توان از محصولات جانبی برای سوخت یا انرژی نیز استفاده کرد (در تصفیه‌خانه‌های بزرگ).

بسته به کاربرد و نیاز تأسیسات، سیستم‌های تصفیه بی هوازی را می‌توان به صورت واحدهای تک مرحله‌ای یا چند مرحله‌ای طراحی و اجرا کرد.

اساساً یک چرخه تصفیه بی هوازی فاضلاب شامل ورود فاضلاب به یک مخزن بیوراکتور حاوی یک ماده نیمه جامد غلیظ به نام لجن، پر از باکتری‌های بی هوازی و سایر میکروارگانیسم‌ها است که آلاینده‌های آلی موجود در فاضلاب را تجزیه می‌کند.

انواع روش تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی

همانند تصفیه فاضلاب به روش هوازی که شامل فرآیندها مختلفی است، تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی نیز به روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد. انواع متداول سیستم‌های تصفیه فاضلاب بی هوازی عبارت‌اند از:

1. لاگون های بی هوازی

لاگون‌های بی هوازی حوضچه‌های بزرگی هستند که در محل پروژه ساخته می‌شوند و تقریباً 6 متر (متغیر باتوجه‌به دبی تصفیه خانه) عمق دارند. فاضلاب در پایین لاگون یا مخزن سرپوشیده وارد می‌شود، در ابتدای ورود در محلی ته نشین می‌شود که یک لایه نیمه جامد و یک لایه روی آن به حالت مایع تشکیل می‌شود.

لایه بالایی مایع مانع از رسیدن اکسیژن به لجن زیر می‌شود و به هضم بی هوازی اجازه می‌دهد تا آلاینده‌های آلی موجود در فاضلاب را بشکند. در این مرحله ایجاد شرایط بهینه مانند دمای فاضلاب و pH بسیار مؤثر است تا میکروارگانیسم‌های بی هوازی به درستی عمل کرده و در نتیجه زمان ماندن فاضلاب کوتاه‌تر شود.

از لاگون‌های بی هوازی در تصفیه فاضلاب صنعتی و همچنین در مرحله تصفیه اولیه برای فاضلاب‌های شهری نیز استفاده می‌شود. اغلب روش‌های بی هوازی به صورت تلفیقی با سایر روش‌های تصفیه به کار برده می‌شود.

برای آشنایی با پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی مراجعه کنید.

2. راکتورهای بی هوازی به همراه پتوی لجن

در این مدل از تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی ، فاضلاب از میان لایه‌ای از لجن معلق عبور می‌کند که در آن باکتری‌های بی هوازی آلاینده‌های آلی موجود در فاضلاب را هضم می‌کنند، تکثیر می‌شوند و به صورت دانه‌های بزرگ‌تر جمع‌آوری می‌شوند که سپس در ته مخزن ته نشین می‌شوند. در همین حال، پساب تصفیه شده به سمت بالا جریان می‌یابد و بیوگاز حاصل توسط هودهای جمع آوری (ونت) در طول فرآیند جمع آوری می‌شود.

راکتورهای بی هوازی با پتوی لجن در چند شکل و پیکربندی مختلف موجود هستند:

• فرآیند بستر بی هوازی لجن با جریان رو به بالا (UASB)
• راکتور بی هوازی توسعه یافته لجن گرانوله (EGSB)
• راکتورهای بافل دار بی هوازی (ABRs)

3. راکتورهای فیلتر بی هوازی

راکتورهای فیلتر بی هوازی به صورت یک بستر که پر شده از موادی مانند لاستیک، سنگ، زئولیت و … که بر رشد باکتری‌های بی هوازی مؤثر هستند، تهیه می‌شود. در این راکتورها فاضلاب از سمت بالا یا پایین وارد و از این بستر عبور می‌کند. به مرور با عبور فاضلاب از این بستر بیوفیلم‌هایی جهت انجام عمل تصفیه ایجاد می‌شود، معمولاً بین 3 الی 9 ماه تشکیل بیوفیلم‌ها ممکن است زمان ببرد.

 استفاده از این فیلترها در مورد فاضلاب‌هایی که میزان جامدات معلق آلی کمتری دارند توصیه می‌شود؛ زیرا در صورت استفاده برای فاضلاب‌های غلیظ، ایجاد گرفتگی و رسوب می‌شود و در زمان کوتاهی نیاز به شستشو و در نتیجه از بین رفتن بیوفیلم است. با گذشت زمان، محیط فیلتر با بیوفیلم اضافی و تجمع ذرات مسدود می‌شود و برای حفظ عملکرد بهینه نیاز به تعمیر و نگهداری، شستشوی معکوس و تمیز کردن دارد.

مزایای تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی

سیستم‌های تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی دارای ویژگی‌ها و مزایای متعددی است. برخی از مزایای تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی در مقایسه با روش‌های هوازی عبارت‌اند از:

• هزینه کمتر تصفیه و دفع لجن به جهت اینکه تولید لجن در فرایندهای بی هوازی شش تا هشت برابر از فرایندهای هوازی کمتر است.
• باتوجه‌به تولید لجن کمتر نسبت به روش‌های هوازی، هزینه تأمین مواد مغذی بیشتر برای فعالیت میکروارگانیسم‌ها کاهش می‌یابد.
• سیستم‌های بی هوازی برای عملکرد خود به انرژی کمتری نیاز دارند.
• روش‌های بی هوازی فضای اشغال شده کمتری دارند؛ زیرا فرایندهای بی هوازی می‌توانند نرخ بارگذاری حجمی بالاتری را با حجم کوچک راکتور انجام دهند.
• در احجام بالا از لجن تولیدی و همچنین از گاز تولید شده به عنوان سوخت می‌توان استفاده نمود.
• درصورتی‌که سیستم تصفیه برای مدتی خاموش باشد، به سرعت آداپته می‌شوند و به چرخه تصفیه بازمی‌گردند درصورتی‌که در سیستم‌های هوازی در صورت خاموش بودن سیستم، در فرآیند بیولوژیکی اختلال ایجاد می‌شود.
• در مقابل شوک‌های آلی و هیدرولیکی بسیار مقاوم‌تر از سیستم‌های هوازی است.

اگر قصد خرید پکیج های بهداشتی را دارید به صفحه پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی مراجعه کنید.

تفاوت تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی و هوازی

هر دو سیستم هوازی و بی هوازی تصفیه از میکروارگانیسم‌ها برای تجزیه آلاینده‌های آلی در فاضلاب استفاده می‌کنند. بااین‌حال، تفاوت عمده این است که سیستم‌های هوازی به اکسیژن نیاز دارند درحالی‌که فرایندهای بی هوازی نیازی به اکسیژن ندارند. هر نوع فرآیند تصفیه برای جریان‌های فاضلاب خاصی مناسب است و همچنین نوع و کیفیت محصولات جانبی یعنی پسماند یا لجن حاصل از هر نوع تصفیه نیز متفاوت است.

تفاوت در طراحی سیستم بین این دو فرآیند تضمین می‌کند که سیستم‌های بی هوازی هزینه عملیاتی و انرژی موردنیاز کمتری دارند، اما آنها معمولاً کندتر هستند و نیاز به سرمایه بیشتری دارند.

همچنین اغلب از روش‌های هوازی در تصفیه فاضلاب‌ بهداشتی انسانی و شهری استفاده می‌شود درحالی‌که در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی استفاده از روش‌های بی هوازی ضروری است.

سخن پایانی

همان‌طور که در بالا توضیح دادیم، روش‌های تصفیه بی هوازی اغلب در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی و یا فاضلاب‌هایی با غلظت مواد آلی بالا کاربرد و راندمان بسیاری دارند. نکته‌ای که در طراحی و اجرای سیستم‌های بی هوازی باید توجه داشت آن است که یک روش و یک فرآیند برای تمامی فاضلاب‌های صنعتی ممکن است دارای راندمان مناسب نباشد و انتخاب روش و فرآیند تصفیه نیازمند بررسی و آنالیز نمونه فاضلاب است.

شرکت پاک پساب اقلیم با دارا بودن چندین سال سابقه در زمینه طراحی و ساخت سیستم‌های تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی از جمله راکتورهای UASB، ABR  و … برای طیف وسیعی از صنایع، پاسخگوی تمامی سؤالات شما در زمینه فنی و مالی جهت راه‌اندازی سیستم‌های تصفیه فاضلاب است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تصفیه فاضلاب بی هوازی و سایر سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی، با کارشناسان ما در تماس باشید.