مدیریت درست فاضلاب یکی از مهم ترین مسائل محیط زیستی می باشد.

انتشار فسفر از پساب تصفیه خانه فاضلاب شهری، به محیط زیست، یکی از دلایل اصلی شکوفایی آب است.

ژوهانسبورگ فرایندی است که در شهر ژوهانسبورگ در آفریقای جنوبی به وجود آمد، که جایگزینی برای فرآیندهای UCT یا UCT اصلاح شده،

جهت کمینه سازی ورود نیترات به ناحیه بی هوازی برای به حداکثر رساندن حذف فسفر در فاضلاب های ضعیف می باشد.

در واقع یکی از پارامترهای مهم در فرایند تصفیه فاضلاب میزان فسفر آن می باشد.

ترکیبات حاوی نیتروژن و فسفر اثرات زیان باری در وضع قوانین زیست محیطی و تخلیه فاضلاب به وجود آورده است.
به عنوان مثال میتوان به رشد زیاد گیاهان آبزی، سمیت آمونیاک، آلودگی آب های زیرزمینی به نیترات و فسفات اشاره کرد.

در هنگامی که یک برگشت داخلی ازقسمت بی هوازی به آنوکسیک اولیه که بایو سلکتور هم گفته می شود داده شود، 

فرایند اصلاح شده ژوهانسبورگ یا MJHB را خواهیم داشت که بیشترین راندمان حذفN,BOD وP را خواهد داشت.

احیای نیترات توسط سرعت تنفس خودخوری مایع مخلوط پیش می رود.

ما در این مقاله سعی داریم تا با فرآیند ژوهانسبورگ در تصفیه فاضلاب بیشتر آشنا شویم.

1- فرآیند ژوهانسبورگMJHB در تصفیه فاضلاب

حذف مواد مغذی بیولوژیکی(BNR)

امروزه با افزایش ترکیبات مغذی مضر به ویژه نیتروژن و فسفر در تخلیه تصفیه فاضلاب شهری باعث فرسایش در آب های سطحی می شود.

می توان گفت فرایندی است که برای حذف نیتروژن و فسفر از فاضلاب قبل از تخلیه در آبهای سطحی یا زیرزمینی و چاه جاذبه استفاده می شود.

نیترات سازی با واکنش شیمیایی به همراه کربن عالی این امکان را دارد که به گاز نیتروژن تبدیل شود این فرایندی است که به نیترات زدایی معروف است.
تصفیه فاضلاب شهری در شرایط بی هوازی به عنوان یک مرحله تصفیه در کمک به حذف صفات استفاده می گردد.

هنگامی که یک برگشت داخلی از قسمت بی هوازی به انوکسیک اولیه اصطلاحاً بایو سلکتور هم نامیده می شود داده شود،

در این صورت فرآیند اصلاح شده ژوهانسنبورگ را خواهیم داشت بیشترین راندمان حذف فسفر، نیتروژن و BOD را خواهد داشت.

فرآیندهای بیولوژیکی حذف فسفور از فاضلاب

چندین نوع فرایند رشد بیولوژیکی برای حذف فسفر BPR در طی بیست سال گذشته توسط دانشمندان طراحی شده است،

که می توان گفت تمامی آنها شامل مرحله اصلی مخزن بی هوازی پیش از ناحیه هوازی می باشند.

فرایند های متداول حذف بیولوژیکی فسفر شامل فرآیند فورداکس(A/O)،UCT وA2O هستند که مختصر هر یک را توضیح خواهیم داد. در فرآیند فوردا کس نیتریفیکاسیون رخ نمی دهد.

SRT مایع مخلوط در ناحیه هوازی بسته به شرایط دمایی حدوداً بین ۲ تا ۴ روز می باشد در فرآیندA2O شکل اصلاح شده فرایندA/O می باشد.
فرآینده VIP مشابه UCT بوده و تنها روش های برگشت جریان آن ها باهم تفاوت دارد.

لجن فعال برگشتی همراه با جریان برگشتی از ناحیه هوازی به ورودی مخزن انوکسیک تخلیه می شود.

همچنین مایع مخلوط حاصل از ناحیه انوکسیک نیز به ابتدای ناحیه بی هوازی برگشت می دهد. فسفر فاضلاب شهری در اشکال مختلف از قبیل فسفر کل، فسفر محلول و فسفر معلق وجود دارد.

به طور کلی تصفیه اولیه و تصفیه ثانویه فاضلاب در حذف فسفر موثر است.

تصفیه پساب فاضلاب شهری به منظور حذف ارتوفسفات به منظور پاسخ به مقررات محیط زیستی در سراسر جهان الزامی است.
حذف ترکیبات فسفر به صورت شیمیایی، فیزیکی و زیستی امکان پذیر است. 

در سال های اخیر، فرآیند های متعدی برایجاد سازی زیستی فسفر از فاضلاب به کار گرفته می شود که یکی از این فرآیند ها باردنفو اصلاح شده است.

فرآیند باردنفو یکی از فرآیند هایی است که برای حذف بیولوژیکی فسفر و نیتروژن طراحی شده و فرآیند اصلی یک سیستم چهار مرحله ای است. 

اضافه کردن یک منطقه بی هوازی و یک منطقه اکسیژن اضافی سبب بهبود این عملکرد می شود،

روش باردنفو و روش اصلاح شده UCT دارای کارایی بهتری نسبت به سایر روش ها می باشد .

روش های شیمیایی حذف فسفر از فاضلاب

به منظور رساندن غلظت فسفر تا یک میلی گرم در لیتر، استفاده از نمک های فلزی همراه با زلال ساز توصیه می گردد.

همچنین افزودن آهک هم می تواند به تانک ته نشینی اولیه و هم خروجی زلال ساز ثانویه انجام شود.

به طور کلی می توان گفت به این طریق در صورت به صرفه بودن عملیات زلال سازی غلظت فسفر در خروجی تا یک میلی گرم در لیتر و همچنین غلظت تی اس اس تا کم تر از 15 میلی گرم در لیتر را کاهش خواهند داد.

در واقع به منظور رساندن پیوست غلظت فسفر را تا نیم میلی گرم در لیتر انجام فیلتراسیون فاضلاب تصفیه شده را توصیه می کنیم .

فرآیند SBR با حذف بیولوژیکی فسفر

یک دوره واکنش بی هوازی می تواند هم زمان و بعد از دوره پر شدن SBR انجام دهد

می توان گفت بعد از گذشت زمان هوازی کافی برای انجام نیتریفیکاسیون و تولید نیترات ، جزء یک دوره بهره برداری از انوکسیک می باشد.

دوره های متناوب چرخه هوازی و انوکسیک را می توان در حین دوره واکنش مورد استفاده قرار داد

در نتیجه شرایط بی هوازی در دوره واکنش اولیه و دوره پر شدن اتفاق می افتد.

امکان حذف فسفر و نیتروژن و جامدات مایع مخلوط توسط بارهای ناگهانی خارج نمی شوند.

ته نشینی آرام و انعطاف در بهره برداری باعث تولید پسابی با غلظت تی اس اس می شود این ها مواردی از مزایای روش SBR در حذف فسفر می باشند .
همچنین بهره وری پیچیده برای حذف فسفر و نیتروژن و نیاز به حجم بیشتر در حالتی که از SBR برای حذف نیتروژن تنها استفاده می شود .

سخن آخر

همان طور که در این مقاله گفته شد، فرآینده ژوهانسبورگ، گزینه ای برای فرآیند های UCT یا UCT اصلاح شده است.

که این تغییر در جهت بهبود و یا حذف P برای سیال ورودی فاضلاب ضعیف که SCVFA کمتری دارد در نظر گرفته می شود.

به طور کلی، تصفیه فاضلاب، فرآینده حذف مواد آلاینده از فاضلات است.

انجام تصفیه فاضلاب به روش های مختلف فیزیکی، شیمیایی و یا بیولوژیکی استفاده می شود که به آن ها فرآینده تصفیه فاضلاب می گویند.