فرآيند رشد ثابت در تصفیه فاضلاب

فرآيند رشد ثابت در تصفیه فاضلاب به سه دسته اصلی تقسیم بندی می شود

  • گروه اول شامل فرآيند رشد ثابت غير مـستغرق
  • گروه دوم شامل فرآيند رشدمعلق با بستر فيلم ثابـت
  • گروه سوم شامل فرآينـد هـوازي رشـد ثابـت مـستغرق است که پیشرفت هرکدام از فرآيندها مختص فرآيند خاص خود بوده و ویژگی های مربوط به خود را دارد.
    در زیر به اختصار به شرح فرآیند رشد ثابت در تصفیه فاضلاب می پردازیم

1- فرآيند رشد ثابت غير مستغرق

صافيهاي چكنده ای که  بستر آن ها سنگي هستند ،دارای يك فرآيند متـداول و با انرژي كم مي باشد كه براي تصفيه ثانويه است که مورد استفاده قرار گرفته می شود. صـافي چكنده ، يك راكتور بيولوژيكي فيلم ثابت غير مستغرق با استفاده از بـستر پلاسـتيكي يـا سـنگي است كه فاضلاب از بالا بصورت پيوسته توزيع مي گردد. تصفيه همزمان با عبور مايع از بـالاي بيـوفيلم ثابت انجام مي شود. صافی هی چکنده اوایل حوضچه هاي ضد آب بوده اند كه بـا سـنگهاي صـخره اي پـر و بصورت چرخه اي بهره برداري مي شد. بستر از بالا با فاضلاب پر و فاضلاب در يك دوره زمـاني كوتـاه با بستر تماس داشت. سپس بستر شستشو داده مي شد و قبل از اينكه چرخه تكـرار شـود، در مرحلـه سكون قرار مي گرفت. يك چرخه معمول 12ساعت زمان نياز داشت (6ساعت براي بهره بـرداري و 6 ساعت براي سكون) محدوديت هاي صافي تماسي شامل احتمال نـسبتاً زيـاد گرفتگـي، دوره سـكون طولاني مورد نياز، افت فشار و بارگذاري مورد استفاده نسبتاً كم است. بدليل مشكلات گرفتگـي، دانـه بندي بزرگتر استفاده شد و اندازه سنگ به 50-100ميلي متر (2-4اينچ) افـزايش يافـت.طرح هاي عملياتي براي تمـاس دهنـده هـاي بيولـوژيكي چرخـان RBC شكل گرفت كه يك فرآيند رشد ثابت متناوب را فراهم مي كرد و بستر در مقايسه بـا پمپـاژ و كـاربرد فاضلاب در بالاي بستر ثابت، در تانك تصفيه فاضلاب مي چرخيد. هر دو فرآيند صافي هاي چكنـده و RBC همانند فرآيندهاي رشد ثابت هوازي براي حذف BOD تنها، حـذف BOD و نيتريفيكاسـيون بصورت تركيبي و براي نيتريفيكاسيون ثالث بعد از تصفيه ثانويه توسط فرآيندهاي رشد ثابت يـا رشـد معلق مورد استفاده مي باشد. مزاياي اصلي ذكر شده براي اين فرآيندهاي رشد ثابـت هـوازي در برابـر فرآيند لجن فعال به صورت زير است:

انرژي مورد نياز كمتر

بهره برداري ساده تر بدون مشكلات مربوط به دفع لجن و كنترل مايع مخلوط موجود

عدم وجود مشكلات بالكينگ لجن در زلال سازهاي ثانويه

مشخصات بهتر تغليظ لجن

نياز كمتر به نگهداري تجهيزات

مقاومت بهتر در برابر بارهاي شوك مواد سمي

در مقايسه با فرآيند لجن فعال، اغلب معايب ذكر شده براي صافي هـاي چكنـده ماننـد كيفيـت بـدتر پساب خروجي برحسب غلظت BOD و ، TSSحساسيت بيشتر در دماهاي كمتر، توليد بو و اتفاقات مربوط به كنده شدن جامدات (اسلافينگ) به صورت كنترل نشده، بيشتر مربوط به طراحي زلال سـاز نهايي و فرآيندهاي خاص در مقايسه با توانايي واقعي فرآيند مي باشد.بطـور معمـول، محدوديت هاي واقعي فرآيندها شـامل زیر است :

انجـام حـذف بيولـوژيكي فـسفر و نيتـروژن در مقايـسه بـا طرحهاي رشد معلق براي حذف بيولوژيكي مواد مغذي بصورت لجن واحد مشكل مي باشـد

پـساب خروجي با كدورت بيشتري نسبت به تصفيه لجن فعال حاصل مي شود. صافي هـاي چكنـده و RBC در فرآيندهاي تركيبي نيز با لجن فعال مورد استفاده مي باشد تا از مزاياي هر دو فرآيند شامل صـرفه جويي در انرژي و كيفيت پساب خروجي استفاده شود.

2- فرآيندهاي رشد معلق با بستر فيلم ثابت:

تاریخچه قرار دادن مواد بستر در تانك هوادهي فرآيند لجن ، بـه دهه 1340 در فرآيندهاي گريفيت و هايس می رسد. در طرح هایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد، بيشتر از بسترهاي مهندسي شامل مواد دانه بندي شده استفاده مي شود كه در تانك هـوادهي همـراه مايع مخلوط بصورت معلق است و يا مواد دانه بندي شده ثابت كه در بخشي از تانك هوادهي علاوه بر  RBC مستغرق قرار دارد. مزاياي ذكر شده براي توسعه اين نـوع از فرآينـد لجـن فعـال بـصورت زيـر است:

افزايش ظرفيت تصفيه

ثبات بيشتر فرآيند

توليد لجن كمتر

قابليت ته نشيني بيشتر لجن

كاهش بارگذاري جامدات بر روي زلال ساز ثانويه

عدم افزايش هزينه هاي نگهداري و بهره برداري

3- فرآيند رشد ثابت مستغرق:

دسته تازه ای از فرآيندهاي رشد ثابت هوازي بعنوان راه حلي براي تصفيه بيولوژيكي فاضلاب تحقق پیدا کرد. اينها شـامل راكتورهاي بستر سيال و راكتورهاي بستر آكنده با جريان رو به پايين و جريان رو به بالا مي باشند كه زلال ساژ ثانويه استفاده نمي كنند. مزاياي منحصر به فرد آنها شامل فضاي كم و سطح مورد نيازي كه بخشي از سطح مورد نياز براي تصفيه به روش لجـن فعـال اسـت. اگرچـه آنهـا داراي تـراكم بيشتري هستند، هزينه هاي سرمايه گذاري آنها معمولاً نسبت بـه تـصفيه لجـن فعـال بـالاتر اسـت. فرآيندهاي

رشد ثابـت مـستغرق، عـلاوه بـر حـذف BOD بـراي نيتريفيكاسـيون و دنيتريفيكاسـيون پيشرفته در ادامه نيتريفيكاسيون رشد ثابت يا معلق نيز مـورد اسـتفاده مـي باشـد. راكتورهـاي بـستر آكنده با جريان روبه بـالا و جريـان رو بـه پـايين، راكتورهـاي بـستر سـيال و RBC مـستغرق بـراي دنيتريفيكاسيون انوكسيك نهايي مورد استفاده هستند. همچنين راكتورهاي بستر آكنده بـا جريـان رو به بالا و صافي هاي چكنده براي دنيتريفيكاسيون انوكسيك اوليه استفاده شده است.

فرآيندهاي هوادهي رشد ثابت مستغرق شامل سه قسمت است:

ـ بستر

ـ بيوفيلم

ـ مايع

BOD و يا ازت آمونياكي حذف شده از مايع در حال جريان بعد از بيوفيلم اكسيد مي شود.

اكسيژن بوسـيله هـوادهي ديفيوزري بداخل بستر يا با حل شدن اوليه در فاضلاب ورودي تهيه مي گردد  .

فرآينـدهاي فـيلم ثابـت هوازي شامل راكتورهاي بستر آكنده با جريان رو به پايين، راكتورهاي بستر آكنده با جريان رو به بـالا و راكتورهاي بستر سيال با جريان رو به بالا است.نوع و اندازه بستر عامل مهمي است كه بر مشخصات بهره برداري و عملكردي فرآيندهاي رشد ثابت مستغرق تاثير مي گذارد.طراحـي هـا از نظـر سـاختار بستر آنها و جمع آوري و توزيع جريان ورودي و خروجي متفاوت است.زلال ساز در فرآينـدهاي رشـد ثابت مستغرق هوازي استفاده نمي شود و جامـدات معلـق ورودي و جامـدات اضـافي حاصـل از رشـد بيومس، در سيستم به دام مي افتد و بايد بصورت دوره اي حذف شود.بيشتر طرح ها به يـك سيـستم شستشوي معكوس نياز دارند و مشابه موردي است كـه در طـرح صـافي سـازي آب بـراي شستـشوي جامدات تجمع يافته معمولاً بصورت روزانه استفاده مـي شـود.

مزايـاي مهـم فرآينـدهاي رشـد ثابـت مستغرق شامل نياز به فضاي نسبتاً كم، توانايي تصفيه موثر فاضلابهاي رقيق، عدم مشكلات مربوط بـه ته نشيني لجن همانند فرآيند لجن فعال و زيباشناختي مي باشـد. همچنـين در خيلـي از فرآينـدها، فيلتراسيون جامدات براي توليد پساب با كيفيت بالا انجام مي شود. اين چنين سيستمهاي فيلم ثابت، زمانهاي ماند هيدوليكي كمتر از ۱-۱/۵ ساعت براساس حجمهاي خالي تانك دارد.

معايب آنهـا شـامل يك سيستم پيچيده تر از نظر تجهيزات و كنتـرل، محـدوديتهاي اقتـصادي مقيـاس بـراي كـاربرد در تاسيسات بزرگتر و معمولاً هزينه سرمايه گذاري بيشتر نسبت به تصفيه لجـن فعـال مـي باشـد.

مقالات مرتبط