فرآیند تصفیه بیولوژیکی هوازی
تصفیه بیولوژیکی هوازی
در این روش میکروارگانیسم ها عامل اصلی واکنش های تجزیه مواد آلی و کاهش آلودگی هستند.
این عمل نیاز به اکسیژن دارد که باید به طور مداوم به محیط (فاضلاب) وارد شود.
هدف اصلی در تصفیه بیولوژیکی کاهش اکسیژن مورد نیاز (BOD) است
و مقدار اکسیژن مورد نیاز در تصفیه بیولوژیکی هوازی بستگی به کاهش مقدار BOD مورد نظر در تصفیه خانه دارد.
سیستم های تصفیه بیولوژیکی هوازی شامل هوادهی و تولید لجن فعال، صافی های بیولوژیکی، استخرهای اکسیداسیون و سیستم های چرخان می باشد.
هوادهی و تولید لجن فعال
لجن فعال در صورت مواد مغذی و اکسیژن کافی به علت رشد و تکثیر انواع مختلف میکروارگانیسم ها به وجود می آید.
اساس این روش تماس میکروارگانیسم های معلق با مواد زائد و استفاده مجدد از میکروارگانیسم ها می باشد.
نظربه اینکه میکروارگانیسم ها اکسیژن محلول را به سرعت مصرف می کنند.
بایستی همواره اکسیژن کافی تامین شود به عبارت دیگر باید مخلوط فاضلاب و لجن همواره هوادهی گردد.
اجزای اصلی سیستم لجن فعال عبارتند از:
تانک هوادهی
هوای دمیده شده در تانک هوادهی دو کار انجام می دهد:
– تامین اکسیژن کافی برای میکروارگانیسم ها
– هم زدن و مخلوط کردن پساب فاضلاب با لجن فعال و ایجاد سطح تماس بیشتر
در این قسمت توده میکروبی به نام لجن فعال با فاضلاب ورودی مخلوط می شود
و مایع مخلوط را به وجود می آورد که به طور مکانیکی با کمپرسور هوادهی می شود تا میکروارگانیسم ها، مشکلی از نظر تامین اکسیژن نداشته باشند.
استخر ته نشینی نهایی (کلاریفایر)
مایع مخلوط در تانک هوادهی به اندازه کافی در معرض هوادهی قرار گرفته
و به صورت لجن شناوری در می آید سپس در استخر ته نشین به آن فرصت داده می شود.
که در طی زمان ماند مناسب، ذرات معلق آن (عموما مواد بیولوژیکی) ته نشین شوند.
مواد ته نشین شده حاوی مقادیر زیادی از انواع میکروارگانیسم ها می باشند که اصلاحا به آن لجن فعال (Activated Sludge) می گویند.
قسمتی از لجن فعال به استخر هوادهی برگشت داده می شود و بقیه به واحد تصفیه لجن ارسال می گردد.
لجن موجود در استخر ته نشین حاوی مقادیر زیادی باکتری گرسنه است.
که پس از بازگرداندن آنها به حوضچه های هوادهی سریعا شروع به تجزیه موادآلی نموده و بازدهی فرآیند تصفیه بیولوژیکی هوازی را افزایش می دهند.
همان طورکه اشاره شد فقط قسمتی از لجن فعال به تانک هوادهی برگشت داده می شوند.
اگر همه لجن به استخر هوادهی برگشت داده شوند تعداد باکتری ها بیشتر از حد نیاز بوده و با مشکل کمبود مواد مغذی مواجه خواهند شد.
در نتیجه از فعالیت آنها کاسته می شود.
با اجتماع میکروارگانیسم های تشکیل دهنده لجن فعال، ممکن است با سه حالت روبرو شویم:
– در تاسیساتی که با بارگذاری زیاد و یا بیش ازحد مجاز بهره برداری می شوند
به دلیل غلظت زیاد مواد مغذی، انواع میکروارگانیسم ها، با تراکم زیاد نظیر قرچ ها، پروتوزئرها، باکتری ها
و انواع مختلفی از گیاهان میکروسکوپی قابل مشاهده هشتند.
– در تاسیساتی که با بارگذاری معمولی بهره برداری می شوند،
در صورتی که تامین اکسیژن مورد نیاز به خوبی انجام شود،
توده های باکتری و انواع مختلف پروتوزوئرها دیده می شوند.
– در صورت بهره برداری از تاسیسات با بارگذاری کم یا خیلی کم، توده های باکتری با رنگ تیرهدیده می شوند.
ممکن است تعداد بسیار کمی از پروتوزوئرها نیز مشاهده شوند.
دلایلی از جمله کیفیت فنی تاسیسات و چگونگی بارگذاری، خصوصیات فاضلاب
و چگونگی بهره برداری و نگهداری از تاسیسات می تواند بر اثر بخش تصفیه به روش لجن فعال موثر باشد.
در بسیاری از سیستم های لجن فعال به دلیل بهره برداری نادست از تاسیسات، نیتروژن حذف نمی شوند
به همین دلیل در پساب این سیستم ها مشکل نیترات وجود دارد.
در این مرحله میتوان با کشت گیاهان آبزی مواد مذکور را که غذای این قبیل گیاهان را تشکیل می دهند حذف نمود.
مهمترین ویژگی فرآیند تصفیه بیولوژیکی هوازی این است که فرآیند در فضای باز انجام می گیرد و بوی نامطلوب تولید نمی شود.
صافی های هوادهی بیولوژیکی
امروزه صافی های هوادهی بیولوژیکی با شکل های گوناگون و تا حدودی مشابه صافی های نقلی سریع با جریان رو به بالا، رو به پایین یا جریان مختلط ساخته می شوند.
هوادهی به سه روش زیر انجام می شود:
هوادهی سطحی:
در این روش مایع مخلوط توسط پروانه به اطراف پاشیده می شود و ذرات مایع مخلوط به هنگام پخش هوا در مایع مخلوط حل می شود.
هوادهی عمقی
مایع مخلوط را از کف مخزن به طرف سطح آب کشانده و سپس در سطح اب پخش می کنند.
هوادهی پاشش یا هوادم
در این روش هوای فشرده وارد لوله های پخش کننده شده و به صورت حباب های ریز در تانک پخش می شود.
صافی های بیولوژیکی (فرآیند تصفیه بیولوژیکی هوازی)
یکی از مراحل تصفیه آب های آلوده استفاده از صافی های بیولوژیکی است.
این صافی ها حدود 2متر ارتفاع و بین 5 الی 50 متر قطر دارد که پساب در مرکز صافی وارد شده و به وسیله 2 یا 4 بازو در سطح صافی پخش می شود.
بستر صافی از سنگ هایی راست و سخت گونه با ابعاد 100-500 میلی متر تشکیل شده است. این سنگ ها دارای منافذ زیادی می باشند.
در این روش آبهای آلوده از روی منافذ بیشتر عبور داده می شوند در نتیجه این عمل مقدار زیادی از آلودگی موجود در آب کاسته می شوند.
این کاهش به علت رشد میکروارگانیسم هایی است که روی سطح بیشتر رشد کرده و لایه نازکی از لجن تشکیل داده اند.
آب که روی محیط صافی پخش می شود. به آهستگی به طرف پایین سرازیر شده
و پس از جمع شدن در کف صافی به طرف تانک رسوب گیری منتقل می شود.
میکروارگانیسم ها روی سطح بیشتر رشد می کنند. آنها اکسیژن و مواد آلی را برای رشد در اختیار دارند
و با رشد خود باعث ایجاد یک قشر بیولوژیکی روی سطح می شوند.
بیشترین اکسایش در قسمت بالایی بستر انجام می گیرد زیرا در این قسمت مشکل کمبود اکسیژن وجود ندارد.