فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی

فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی جزء روش های کاربردی در تکنیک های تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی است که خود پایه و اساس فرآیند های دیگر تصفیه آب و فاضلاب به حساب می آید. در این روش برای کاهش و حذف مواد آلی از میکرو ارگانیسم های هوازی استفاده می شود.

باکتری ها و میکروارگانیسم های هوازی برای رشد و تکثیر نیاز به اکسیژن، آب و مواد غذایی دارند که از مهم ترین مواد غذایی برای آن ها، مواد آلی موجود در پساب ها است. بر همین اساس روش های مختلف تصف یه بیولوژیکی طراحی شده که تاثیر شایسته ای بر روند تصفیه گذاشته است.

فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی یا به اختصار  CAS به فرایندی اطلاق می شود که در آن با هوادهی فاضلاب شرایط برای رشد و تکثیر باکتری ها تامین می شود. توده بیولوژیکی تولید شده از باکتری ها مواد آلی را مصرف و تجزیه کرده و همانند لجن در مخزن ته نشینی، بر جای می گذارد. در نهایت بخشی از این لجن به منظور بهبود روند تصفیه به حوضچه هوادهی برگردانده می شود و مابقی آن تخلیه می گردد.

در حالت کلی این روش تصفیه فاضلاب بازده بسیار بالایی داشته و اجرای آن کم هزینه است. به همین دلیل روش های مختلفی به منظور بهبود آن طرح ریزی شده است. از جمله روش های توسعه یافته فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی می توان SBR، هوادهی گسترده و لجن فعال با مدیای ثابت را نام برد.

مراحل فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی

در پکیج های تصفیه فاضلاب و حوضچه هایی که از فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی استفاده می شود، چندین مرحله مهم در نظر گرفته شده که به طور خلاصه به ترتیب زیر است:

1. پیش تصفیه یا تصفیه مقدماتی با جمع آوری ذرات جامد معلق بزرگ توسط آشغالگیرها انجام می شود. این مرحله بازده و سرعت تصفیه در مراحل بعد را بیشتر می سازد.
2. پساب ها پس از تصفیه مقدماتی به مخزن هوادهی وارد می شوند. در این مخزن تجهیزات هوادهی سطحی و شناور وجود دارد تا اکسیژن لازم برای رشد و تکثیر باکتری ها فراهم شود. باکتری ها به مرور با مصرف مواد آلی رشد کرده و به هم وصل می شوند. فرآیند هوادهی در ابتدای مخزن با شدت بیشتری انجام شده و در انتها سرعت آن کاهش می یابد.
3. توده معلق از باکتری های متصل به هم با فاضلاب های تصفیه شده به واحد زلال سازی انتقال هدایت می شوند. در این مخزن ذرات معلق به مرور به شکل لخته تبدیل شده و در کف حوضچه ته نشین می گردند. پساب ها پس از ضدعفونی شدن تخلیه شده و بخشی از لجن به واحد هوادهی بازگردانده می شود. بقیه لجن های اضافه از مخزن تخلیه شده و در کشاورزی و صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

لازم به یادآوری است که روش لجن متعارف در تصفیه خانه های شهری، شهرک های صنعتی، تصفیه فاضلاب های بیمارستانی و مراکز درمانی، تصفیه پساب های کارخانجات مواد غذایی، نساجی، تولید کاغذ و مقوا، کشتارگاه ها، مجتمع های مسکونی، کمپ های نظامی، آموزشی و کارگاه های پروژه های بزرگ عمرانی مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی

همان گونه که در عنوان ابتدایی ذکر شد، انواع مختلف فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی در صنعت وجود دارد که در زیر به 5 نمونه از مهم ترین آن ها اشاره می کنیم:

فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده یا  EAAS

این روش بیشتر در تصفیه خانه های کوچک قابل استفاده است. در فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی با هوادهی گسترده ابتدا آشغالگیر مکانیکی یا دستی قرار داده می شود تا ذرات جامد بزرگ و معلق در فاضلاب حذف شود.

هوادهی در لجن فعال در این روش توسط تجهیزات مکانیکی قدرتمند مانند دیوفیوزر یا هوادهی شناور صورت می گیرد. پس از هوادهی به فاضلاب و حذف مواد آلی توسط باکتری ها، مقدار زیادی از لجن در کف مخزن ته نشین می شود که بخشی از آن به عنوان لجن برگشتی فعال به مرحله قبل وارد شده و بقیه از مخزن تخلیه می شود.

از مهم ترین ویژگی های تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال با هوادهی گسترده می توان سن بالای لجن که 20 تا 30 روز است و مدت زمان نگهداری هیدرولیکی که حدود 24 ساعت است، را نام برد. این دو شرایط مناسبی را برای حذف مواد آلی از فاضلاب ایجاد می کنند.

فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی

فرآیند رآکتور بیولوژیکی غشایی یا  MBR

در فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش بیولوژیکی غشایی، در مخزن هوادهی از نوعی سیستم ممبران استفاده می شود که نهایتاً باعث حذف واحد ته نشینی در فرایند لجن فعال متداول می شود.

در این روش از ممبران های رشته ای یا لوله ای غرق در فاضلاب استفاده می شود. با هوادهی فاضلاب و انجام فرآیند های بیولوژیکی بین میکروارگانیسم ها، باکتری و مواد آلی و تولید توده های به هم چسبیده، لجن در فاضلاب تشکیل می شود.

با عبور فاضلاب از ممبران ها از ورود ذرات معلق به آن ها جلوگیری شده و پساب زلال سازی می شود. این روش تصفیه فضای کمتری را اشغال کرده، راندمان بالایی دارد و لجن کمتری نیز بر جای می گذارد.

لجن فعال با اختلاط کامل یا CMAS

لجن فعال با اختلاط کامل یکی از روش های تصفیه فاضلاب به کمک لجن فعال است که در ساختار کلی آن چند ویژگی مهم وجود دارد.

 در این روش فاضلاب ابتدا وارد حوضچه های ته نشینی شده و حجم زیادی از ذرات جامد معلق در کف مخزن جمع می شود. استفاده از این مخزن موجب وارد شدن فشار کمتر به مخازن هوادهی می گردد.

در مرحله بعد در کنار عمل هوادهی همزن های بزرگ، تمام پساب مخزن را مرتباً به هم می زنند. این اقدام باعث یکسان شدن غلظت مواد در تمام قسمت ها با هم می شود. پس از انجام واکنش بیولوژیکی بین مواد آلی و باکتری ها، پساب به مخزن ته نشینی ثانویه وارد می شود. در این گام قسمت زیادی از لجن به عنوان لجن فعال برگشتی به مرحله قبل وارد شده و بقیه آن تخلیه می شود. فاضلاب زلال و تصفیه شده هم از مخزن خارج می گردد.

فرآیند رآکتور ناپیوسته متوالی یا SBR

این نوع روش تصفیه دو رآکتور دارد به همراه مخازن صنعتی پر شونده و خالی شونده که در مجموع فرآیند های تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال به شکل پیاپی در آن ها انجام می گیرد. به طور کلی تمام عملیات روش لجن فعال متعارف در این روش نیز اجرا می گردد، با این تفاوت که تمام آن فرایند در دو مخزن متوالی خالی و پر شونده انجام می پذیرد.

1. لجن فعال متعارفی با جریان قالبی یا CPFAS

با عنایت به نیاز به مصرف انرژی کمتر و بازدهی بالاتر در حذف مواد آلی پساب ها، روش لجن فعال متعارف با جریان قالبی در تصفیه خانه های شهری طراحی شد.

این روش در حقیقت همان روش اختلاط کامل است که در آن بعد از ته نشینی اولیه، مخزنی با طول زیاد و عرض کم قرار داده می شود. استفاده از مخزن با این ویژگی موجب می شود تا به تجهیزات جانبی برای همزدن فاضلاب در مرحله هوادهی نیاز نباشد.

جمع بندی

فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی جزء روش های کاربردی در تکنیک های تصفیه فاضلاب های بهداشتی و صنعتی است که خود پایه و اساس فرآیند های دیگر تصفیه فاضلاب به حساب می آید. در این روش برای کاهش و حذف مواد آلی از میکرو ارگانیسم های هوازی استفاده می شود.

باکتری ها و میکروارگانیسم های هوازی برای رشد و تکثیر نیاز به اکسیژن، آب و مواد غذایی دارند که از مهم ترین مواد غذایی برای آن ها، مواد آلی موجود در پساب ها است. بر همین اساس روش های مختلف تصف یه بیولوژیکی طراحی شده که تاثیر شایسته ای بر روند تصفیه گذاشته است.

فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی یا به اختصار  CASبه فرایندی اطلاق می شود که در آن با هوادهی فاضلاب شرایط برای رشد و تکثیر باکتری ها تامین می شود. توده بیولوژیکی تولید شده از باکتری ها مواد آلی را مصرف و تجزیه کرده و همانند لجن در مخزن ته نشینی، بر جای می گذارد. در نهایت بخشی از این لجن به منظور بهبود روند تصفیه به حوضچه هوادهی برگردانده می شود و مابقی آن تخلیه می گردد.

در پکیج های تصفیه فاضلاب و حوضچه هایی که از فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی استفاده می شود، چندین مرحله مهم در نظر گرفته شده که به طور خلاصه به ترتیب زیر است:

1. پیش تصفیه یا تصفیه مقدماتی
2. مخزن هوادهی
3. واحد زلال سازی

انواع مختلف فرايند لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب بهداشتی در صنعت وجود دارد که در زیر به 5 نمونه از مهم ترین آن ها اشاره می کنیم:

1. فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده
2. فرآیند رآکتور بیولوژیکی غشایی
3. لجن فعال با اختلاط کامل
4. فرآیند رآکتور ناپیوسته متوالی
5. لجن فعال متعارفی با جریان قالبی