فرآیند های رشد معلق تصفیه فاضلاب

فرآیند های رشد معلق تصفیه فاضلاب
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

مقدمه ای بر فرآیند لجن فعال

تاریخچه توسعه فرآیند

درحال حاضر فرآیند لجن فعال به طور معمول برای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب های شهری و صنعتی به کار می رود. قدمت لجن فعال به اوایل دهه 1880 بر می گردد که دکتر اسمیت بر روی هوادهی فاضلاب مخازن مطالعه کرد و دریافت که هوادهی باعث تسریع اکسیداسیون مواد آلی می شود. به دنبال آن هوادهی فاضلاب توسط تعدادی از محققین مطالعه شد و در سال 1910 بلک و فیلپس گذارش کردند که قابلیت فسادپذیری  به وسیله تزریق هوا به حوضچه های فاضلاب به طور قابل ملاحضه ای کاهش می یابد.

آزمایش هایی در ایستگاه تحقیقاتی لارنس توسط کلارک و گیج در سال های 1912 و 1913 بر روی فاضلاب هوادهی شده انجام شد، رشد ارگانیزم ها در بطری ها و مخازن حاوی قلوه سنگ مشاهده شد و درجه تصفیه به میزان قابل توجهی افزایش یافت. نتایج کار در ایستگاه تحقیقاتی لاورنس آنچنان قابل ملاحضه بود که دکتر فوولر در دانشگاه منچستر  انگلستان پبشنهاد داد تا تحقیقاتی مشابه در تاسیسات فاضلاب منچستر انجام پذیرد که در آن جا آردن و لوکت تحقیقات ارزشمندی را روی این موضوع انجام دادند. آن ها در طول دوره تحقیقاتشان دریافتند که لجن  نقش مهمی در نتایج به دست آمده از هوادهی دارد و این نتایج در مقاله ای در تاریخ سوم 1914 منتشر شد.

این فرآیند به دلیل تولید جرم میکروبی فعال با قابلیت هوازی مواد آلی موجود در فاضلاب، توسط آردن و لوکت لجن فعال نامیده شد.

توصیف اساس فرآیند

بر اساس تعریف فرآیند تصفیه لجن فعال اصلی متشکل از اجزای زیر می باشد:

  1. یک راکتور که در آن میکرو ارگانیزم های مسئول تصفیه به صورت معلق نگه داشته شده و هوادهی می شوند.
  2. جداسازی جامدات از مایع که معمولا این کار در حوضچه ته نشینی انجام می شود.
  3. یک سیستم برگشت برای بازچرخش جامدات تخلیه شده از حوضچه ته نشینی به راکتور.

تاکنون چندین آرایش از این فرآیند با استفاده از اجزای نامبرده ابداع شده است. ویژگی مهم فرآیند لجن فعال تولید جامدات لخته شده قابل ته نشینی است که بوسیله ته نشینی ثقلی در حوضچه ته نشینی ثقلی در حوضچه ته نشینی حذف می شوند. در بیشتر موارد، فرآیند لجن فعال با فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی برای تصفیه مقدماتی و اولیه فاضلاب، و تصفیه نهایی از جمله گندزدایی و احتمالا فیلتراسیون به کار میرود.

بیشتر واحد های لجن فعال فاضلابی خروجی از حوضچه ته نشینی اولیه را دریافت می کنند. ته نشینی اولیه بیشترین بازدهی را در حذف جامدات قابل ته نشینی دارد، در حالی که فرآیندهای بیولوژیکی برای حذف مواد آلی محلول، کلوئیدی و معلق، نیتریفکاسیون و دنیتریفکاسیون بیولوژیکی و حذف بیولوژیکی فسفر ضروری هستند.برای کاربردهایی نظیر تصفیه فاضلاب در اجتماعات کوچکتر اغلب از تصفیه اولیه صرف نظر می شود چون در این موارد بیشتر تاکید بر روی روش های ساده تر و با بهره برداری کمتر است.

در مناطقی از جهان که دارای آب گرم هستند اغلب از تصفیه اولیه به دلیل مشکلات بوی منتشر شده از حوضچه های ته نشینی اولیه لجن اولیه صرف نظر می شود. در این شرایط از اصلاحاط مختلف فرآیند های لجن فعال متداول از جمله راکتور های ناپیوسته متوالی، سیستم کانال اکسایش، لاگون های هوادهی شده یا برکه های تثبیت استفاده میشود.

تکامل تدریجی فرآیند لجن فعال

به دلایل زیر از زمان پیدایش مفهوم لجن فعال فرآیندها و طرح های مختلفی از این سیستم ارائه شده است:

  1. ابتکارهای مهندسی در پاسخ به نیازهای دستیابی به کیفیت بالاتر پساب خروجی در واحدهای تصفیه خانه های فاضلاب
  2. پیشرفت های فنی در تجهیزات، الکترونیک و کنترل فرآیند
  3. افزایش دانش در مورد فرآیندهای میکروبی و اصول آن
  4. نیاز مستمر به کاهش هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری برای شهرداری ها و صنایع

فرآیندهای لجن فعالی که امروزه استفاده میشود ممکن است علاوه بر حذف مواد آلی نیتریفیکاسیون، حذف بیولوژیکی نیتروژن و یا حذف بیولوژیکی فسفر را نیز در بر داشته باشد. در این طرح ها از تعدادی راکتور به طور سری و راهبردی تحت شرایط هوازی، انوکسیک و بی هوازی استفاده میشود و ممکن است در آن ها از پمپ های بازچرخش داخلی استفاده شود.

در اوایل دهه 1920 که کاربرد فرآیند لجن فعال معمول شد تا اواخر دهه 1970، نوع فرآیند لجن فعالی که بیشتر مورد استفاده قرار میگرفت راکتور جریان پیستونی با نسبت طول و عرض بالا( معمولا بیش از 10 به 1) بود.

در بررسی تکامل فرآیند لجن فعال این نکته مهم است که از اواخر دهه 1960 تخلیه فاضلاب های صنعتی به شبکه های جمع آوری فاضلاب های خانگی افزایش یافت. با ورود فاضلاب های صنعتی به فاضلاب های خانگی افزایش یافت. با ورود فاضلاب های صنعتی به فاضلاب های خانگی ، استفاده از فرآیند جریان پیستونی به دلیل اثرات سمی این فاضلاب ها با مشکل مواجه شد.لذا راکتور اختلاط کامل توسعه داده شد، چون حجم بزرگ تر امکان رقیق سازی بیشتر را فراهم می آورد که این باعث کاهش اثرات سمی فاضلاب های صنعتی میگردد.

نوع متداول تر فرآیند لجن فعال در دهه 1970 و اوایل 1980 فرآیندهای یک مرحله ای لجن فعال اختلاط کامل (CMAS) بود که توسط مک کینی توسعه داده شد. در اروپا عموما فرآیند CMAS مورد استقبال قرار نگرفته است چون استانداردهای آمونیاک به طور فزاینده ای سختگیرانه تر شده است. در مواردی برای نیتریفیکاسیون از سیستم های دو مرحله ای ( هر مرحله متشکل از یک حوضچه هوادهی و یک زلال ساز) استفاده می شد که مرحله اول برای حذف BOD و مرحله دوم برای نیتریفیکاسیون طراحی می گردید. سایر فرآیندهای لجن فعال که مورد استفاده قرار گرفته اند شامل کانال اکسایش (دهه 1950)، تثبیت تماسی (دهه1950)، فرآیند کراس (دهه1960)، لجن فعال با اکسیژن خالص (دهه1970)، فرآیند اوربال (دهه1970)، هوادهی چاهی (دهه1970) و راکتور نا پیوسته متوالی (دهه1980) هستند.

با توسعه و پیشرفت کنترل گرهای خودکار ساده و ارزان (PLC) و دسترسی به حس گرهای سطحی و شیرهای خودکار، کاربرد راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) به طور فزاینده ای در اواخر دهه 1970، به ویژه برای جوامع کوچکتر و صنایع دارای جریان فاضلاب متناوب، مورد استفاده قرار گرفت. اگرچه در سال اخیر SBR در قسمت هایی از جهان برای شهر های بزرگ نیز استفاده می شود. SBR  یکراکتور از نوع پر و خالی شونده از نوع اختلاط کامل بوده که در آن همه مراحل فرایندلجن فعال رخ میدهد. مایع مخلوط شده در تمام مراحل در راکتور باقی می ماند و در نتیجه نیاز به حوضچه ته نشینی مجزا برطرف می گردد.

طرح های فرآیند لجن فعال قبل و تا اواخر دهه 1970 عموما به صورت آرایش های نشان داده شده در شکل بوده است. اگرچه، پیشرفت های اخیر باعث توسعه طرح راکتورهای اختلاط کامل نصب شده به صورت سری گذشته است. در این راکتور بعضی از مراحل هوادهی نمی شود(مرحله بی هوازی یا انوکسیک) و ممکن است جریان برگشتی داخلی در آن ها وجود داشته باشد. برای نیتریفیکاسیون استفاده از یک راکتور هوازی مرحله ای در مقایسه با فرآیند CMAS باعث استفاده موثرتر از کل حجم راکتور میشود.

 


برچسب ها: , , , , , , , , , , , ,

گروهها : مقالات تخصصی

Visit Us On FacebookVisit Us On TwitterVisit Us On Google PlusVisit Us On PinterestVisit Us On YoutubeVisit Us On LinkedinCheck Our Feed
ما را دنبال کنید