طرح و ساخت

با افزایش روزافزون و روز به روز صنایع، تصفیه فاضلاب ناشی از این صنایع نیز روز به روز در حال پیشرفت می باشد. از مهمترین صنایع آلوده کننده محیط زیست می توان به صنایع غذایی (شامل صنایع لبنی، صنایع فرآورده های گوشتی و غیره )، صنایع فولاد، صنایع کاغذ و مقوا، صنایع نساجی، صنایع شیشه سازی، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و سایر صنایع اشاره نمود.همچنین امروزه پکیج تصفیه فاضلاب بهداشتی به دلیل کم جا بودن و زمان ساخت سریع تر و قیمت مناسب بیشترین مراجعه را به جهت تصفیه فاضلاب بهداشتی دارا می باشد. پکیج تصفیه فاضلاب پرتابل یا سیار به روش هوادهی ممتد عمل می کند و می تواند آلودگی ها را تا سطح آب باران یا آب زلال و شفاف تصفیه کند.

 

روش های تصفیه فاضلاب های صنعتی

1. روش های فیزیکی

به روش هایی که طی آنها از نیروها و ویژگی های فیزیکی مواد برای حذف آنها استفاده می شود، روش های فیزیکی می گویند. آشغالگیری، دانه گیری، ترسیب شیمیایی، فیلتراسیون و ته نشینی نمونه هایی از روشهای فیزیکی تصفیه فاضلاب هستند.

آشغال گیری:

آشغال گیر جلوی ورود شن و ماسه و ذرات درشت به واحدهای تصفیه خانه را می گیرد. استفاده از تجهیزات آشغالگیری به منظور ممانعت از ورود هر گونه آشغال وجامدات درشت به واحدهای تصفیه خانه، روش بسیار مفید و موثری در حافظت فیزیکی از پمپها و سایر تجهیزات مکانیکی  از قبیل هواده ها، همزن ها و لوله ها در برابر آسیب دیدگی و گرفتگی احتمالی می باشد.

آشغالگیر ها معمولا از توری ها یا شبکه های میله ای ساخته می شوند و با نصب در مسیر جریان فاضلاب از ورود هر گونه قطعات بزرگ اجسام و آشغال به حوضچه های تصفیه ممانعت می نمایند. آشغالگیر ها از نظر فاصله میله های شبکه غربال به دو نوع ریز و درشت تقسیم می شوند. نحوه تمیز نمودن شبکه های آشغالگیر به دو روش مکانیکی و دستی امکان پذیر می باشد.در انواع مکانیکی ، شبکه آشغالگیر با مکانیسم اتومکاتیک توسط بازوهای چنگک تمیز کننده یا روش های متنوع دیگر از قبیل پاشش آب ، پاکسازی می گردد. آشغالگیرها بنابر سفارش و با توجه به ابعاد کانال جریان و یا بر مبنای دبی آب عبوری طراحی و ساخته می شود.

2. روش های شیمیایی:

به روش هایی که در آنها برای حذف آلاینده ها از مواد و واکنش های شیمیایی استفاده می شود، گفته می شود. هوادهی، انعقاد و لخته سازی، تبادل یون، تنظیم pH جزء روش های شیمیایی محسوب می گردند.

3. روش های بیولوژیکی:

در این روش از فرآیندهای بیولوژیکی برای حذف آلاینده ها استفاده می شود. روش های بیولوژیکی را به دودسته کلی تقسیم بندی می نمایند:

الف. روش های هوازی:

برخی از فرآیندهای بیولوژیکی در حضور اکسیژن محلول صورت می گیرد که به آنها فرآیندهای هوازی و به روش هایی که از فرآیندهای هوازی در آنها استفاده می شود، روش های بیولوژیکی هوازی گفته می شود. روش لجن فعال، لجن فعال به هوادهی گسترده، RBC، SBR، MBR نمونه هایی از روش های بیولوژیکی هوازی می باشند.

ب. روش های بی هوازی:

به فرآیندهایی که در غیاب اکسیژن محلول توسط میکروارگانیسم ها اتفاق می افتد، فرآیندهای بی هوازی می گویند. در روشهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب از این فرآیندها استفاده می شود. روش UASB، FBR، ASBR  نمونه هایی از روش های بی هوازی تصفیه فاضلاب هستند. لازم به ذکر است که در سپتیک تانک ها به سبب عدم وجود اکسیژن محلول کافی فرآیند های بیهوازی بیولوژیکی غالب هستند.

انواع روش های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب های صنعتی

1. روش لجن فعال (Activated Sludge)

دیفیوزرهای هوادهی

در روش های هوادهی عمقی ، به منظور انتقال و تزریق مناسب هوای فشرده به آب یا فاضلاب استفاده از دیفیوزرهای توزیع هوا به دلیل تولید حباب های بسیار ریز توصیه می شود.

دیفیوزرها بسته به نوع کاربرد و اندازه  روزنه ها در انواع حباب ریز و حباب درشت موجود می باشند.

هر قدر حباب های هوا کوچکتر باشند، راندمان انتقال اکسیژن به آب بیشتر خواهد بود.

دیفیوزرهای نوع حباب ریز شامل یک دیسک با قاب نگهدارنده از جنس پلی پروپیلن و یک غشاء لاستیکی قابل انعطاف از جنس EPDM  جهت عبور حباب های ریز هوا می باشد.اتصال ورودی دیفیوزر در قسمت تحتانی قاب تعبیه شده که توسط بوشن هم سایز و یا کمربند اتصال از جنس پلی اتیلن قابل نصب روی انواع لوله می باشد.در بسیاری از موارد بدلیل نیاز به اختلاط و تلاطم به حوضچه های متعادل سازی فاضلاب و همچنین جلوگیری از افت فشار هوا و احتمال گرفتگی کمتر روزنه ها استفاده از دیفیوزرهای حباب درشت ترجیح داده می شوند.

این دیفیوزرها قابلیت اختلاط بهتر و تعلیق رسوبات و لجن های غلیظ را دارا می باشند.

دیفیوزرهای حباب درشت اغلب از جنس پلی پروپیلن و پی وی سی به شکل بشقابی ساده ، سوپاپی و مخروطی شکل قابل عرضه می باشد.

ظرفیت متوسط هوادهی در دیفیوزرها در حدود 5 الی 15 متر مکعب در ساعت و حباب های تولید شده در اندازه های 1 الی 5 میلی متر می باشد.

2. روش  SBR ـ  (Sequencing Batch Reactor )

هنگامیکه دبی فاضلاب ورودی به سیستم تصفیه خیلی کم باشد، در نظرگرفتن واحدهای هوادهی و ته نشینی بصورت مجزا باعث افزایش هزینة تصفیه به ازای هر مترمکعب فاضلاب می گردد. درچنین مواردی با انجام یک تغییر در روش لجن فعال این روش برای بکارگیری درسیستم تصفیه مناسب سازی می شود. طی این تغییر مخازن هوادهی و ته نشینی را با یکدیگر ترکیب نموده و فرآیندهای هوادهی و ته نشینی را بصورت متناوب و در زمانهای متوالی به انجام می رساند.

3. روش RBC ـ (ARotating Biological Contactor )

درتمامی روشهای مبتنی بر لجن فعال رشد میکروارگانیسم ها بصورت معلق بوده و مقداری انرژی صرف هوادهی می شود.

در شرایطی که هزینة تأمین انرژی بسیار بالا باشد، می توان با استفاده از روش RBC انرژی مصرفی  را کاهش داد.

چرا که دراین روش میکروارگانیسم ها بر روی سطح صفحاتی گردان و نیمه مستغرق درفاضلاب چسبیده و روی آنها رشد می کنند.

4. روش  MBR ـ Membrane Biological Reactors))

امروزه یکی از روشهای پیشرفته تصفیه فاضلاب روش غشایی(MBR) است که در این روش جداسازی میکروب ها توسط غشا انجام می شود. با نصب این غشا ها در درون رآکتور بیولوژیکی دیگر نیازی به بخش های ته نشینی و فیلتراسیون نیست و همین غشاها وظیفه جداسازی فاضلاب تصفیه شده از لجن را انجام می دهند. استفاده از غشا باعث می شود در فضای کم، تصفیه فاضلاب با راندمان بالا انجام شود به طوری که کیفیت فاضلاب تصفیه شده از استانداردهای فاضلاب برای تخلیه  به آب های سطحی نیز بهتر است.

 

در تصفیه فاضلاب ، ممبرین بیو-رآکتور (MBR) فن‌آوری جدیدی محسوب می‌شود که ترکیبی از تصفیه‌ به‌روش لجن فعال سنتی و فن‌آوری نوین جداسازی توسط ممبرین می‌باشد . به‌علت خاصیت جداسازی قوی ممبرین ، لجن فعال و مواد آلی با مولکول‌های بزرگ می‌توانند در مخزن MBR جمع‌آوری شوند و آب تمیز هم می‌تواند با عبور کردن از میان ممبرین تصفیه گردد . فرآیندهای مربوط به سیستم MBR ، بیو-رآکتور و فیلتراسیون آب می‌توانند به‌صورت هم‌زمان انجام شوند . مخزن برای لجن رسوب شده لازم نمی‌باشد . در این روش ، غلظت لجن بسیار بیش‌تر از روش سنتی است . زمان اقامت فاضلاب در مخزن  (HRT) و زمان اقامت لجن در مخزن (SRT) می‌تواند به‌صورت جداگانه کنترل شود . در روش MBR نه‌تنها فاضلاب معمولی بلکه بسیاری از فاضلاب‌های آلوده شده با مقادیر بسیار زیاد مواد آلی نیز می‌توانند تصفیه گردند . با استفاده از فن‌آوری MBR می‌توان به‌آسانی بسیاری از فاضلاب‌ها را تصفیه نمود .

به‌علت خاصیت جداسازی ممبرین ، عملکرد بیو-رآکتور توسط MBR ارتقاء زیادی پیدا کرده است .

این روش در مقایسه با روش سنتی تصفیه فاضلاب ، دارای مزیت‌هایی می‌باشد،مؤثرتر واقع شدن عملکرد بیو-رآکتور ، مقاومت خوب در برابر فشار و ضربه‌ی ناشی از فاضلاب خروجی ، کیفیت بالای آب خروجی ، اندازه‌ی کوچک تأسیسات مربوط به تصفیه فاضلاب ، طول عمر زیاد لجن ، و نیز این‌که سیستم MBR می‌تواند توسط PLC به‌طور خودکار کنترل شود . به‌عبارت دیگر ، به‌علت خاصیت جداسازی مربوط به ممبرین ، آب خروجی دارای کیفیت خوبی بوده ، آن‌چنان‌که می‌تواند بدون بروز هرگونه مشکلی ، مورد استفاده مجدد قرار گیرد .

مزیت‌های MBR

1. جداسازی بسیار خوبی ارائه می‌دهد . آب خروجی حاصل از MBR دارای کیفیت بالایی می‌باشد ، آن‌چنان‌که می‌تواند مستقیماً مورد استفاده مجدد قرار گیرد . (SS<0.5mg/L , NTU<0.2)
2. ممبرین می‌تواند تمامی میکروارگانیک‌ها را به‌صورت توده‌ای در مخزن MBR جمع‌آوری نماید، آن ‌چنان‌که زمان اقامت فاضلاب در مخزن (HRT) می‌تواند به‌راحتی کنترل شود . روش MBR برای فاضلاب‌های گوناگون با COD و BOD مختلف ، مناسب می‌باشد .
3. غلظت زیاد لجن در مخزن MBR ، نسبت به روش سنتی ،2 تا 3 مرتبه بیش‌تر است . MBR روش کاملی برای متراکم کردن بار فاضلاب می‌باشد.
4. MBR می‌تواندN و P را به‌خوبی حذف کند.
5. طول عمر زیاد لجن (SRT) . مواد آلی پیچیده می‌توانند تخریب شوند . در این حالت لجن متوازن می‌گردد .
6. سیستم MBR می‌تواند به وسیله‌ی PLC کنترل شود . این نوع از بهره‌برداری به‌صورت خودکار انجام می‌گردد .
7. MBR می‌تواند به‌صورت مجموعه‌ای کامل و متحرک طراحی شود ، آن‌چنان‌که فقط به محلی با وسعت بسیار کم نیاز داشته باشد.

 

شرایط بهره‌برداری از ممبرین MBR  در سیستم MBR

 

1. دما : 5 تا 45 درجه سانتی‌گراد ، pH بین 2 تا 10
2. نسبت هوا به آب : 20 به 1 تا 30 به 1
3. فشار عملیاتی : کمتر از 02/0- Mpa ، 10 t/m3/h
4. ظرفیت MBR : 1 تا 60 m/hr

 

محدوده کاربرد                                                                                         

1. فاضلاب با غلظت بالا
2. فاضلاب حاصل از صنایع غذایی ، دام‌پروری و کشتارگاهی
3. فاضلاب حاصل از کارخانجات نوشابه‌سازی و شراب‌سازی
4. فاضلاب حاصل از کارخانجات رنگ‌سازی ، چرم‌سازی و کاغذسازی
5. استفاده مجدد از آب حاصل از ماشین‌شویی
6. فاضلاب با غلظت بالای مواد آلی ، مانند فاضلاب کارخانجات داروسازی
7. تغییر شکل تاسیسات قدیمی فاضلاب
8. تاسیسات کوچک تصفیه آب
9. استفاده مجدد از آب حاصل از فاضلاب شهری

 

5. روش MBBR ـ (Moving Bed Biofilm Reactors)

در سیستم  MBBR   از آکنه هایی(Packing) استفاده می شود که در مخزن هوادهی شناور می باشند.

بیوفیلم یا لایه میکروبی، بر روی آکنه های غوطه ور رشد کرده و به این ترتیب توده بیولوژیکی شناور در محیط فاضلاب که نقش تجزیه کننده مواد آلی را بعهده دارند را افزایش می دهند. این روش جهت حذف BOD،COD  و نیتروژن بسیار مطلوب است.

پکینگ مدیا

در سال های اخیر استفاده از پکینگ مدیا به دلیل دارا بودن سطح تماس زیاد با حجم کم و در نتیجه افزایش راندمان تصفیه فاضلاب به خصوص در روش های بیولوژیکی رشد چسبیده،روز به روز در حال گسترش است.این پکینگ ها از بهترین مواد و عمدتا به صورت بلوک های سبک با ساختاری بسیار مقاوم در طرح های متنوع به شکل لانه زنبوری و شانه تخم مرغی با کانال عمودی،متقاطع و مورب تولید می گردند.

کاربرد و مواد مصرف پکینگ های مدیا عبارتند از :

• بستر تماس در برج های گاززدایی
• بعنوان موج گیر جریان در مخازن ته نشینی و چربی گیری
• بعنوان بستر پر کننده رآکتورهای تصفیه فاضلاب
• بستر مبادله کننده حرارتی در برج های خنک کننده

 

مزایای پکینگ های پلاستیکی :

 

• سطح مخصوص زیاد در واحد حجم کم
• مقاومت بالا در برابر اشعه uv و عوامل خوردگی
• وزن کم ، استحکام بالا، سهولت حمل و نقل

 

پکینگ  مدیا

استفاده از فرایند رشد چسبیده در سیستمهای هوازی و بی هوازی با تثبیت میکروارگانیزمها

بر روی پکینگ و تشکیل بیوفیلم موجب افزایش جرم زیست توده به صورت چسبیده و معلق می شود

و در عین بالا بردن تصفیه زیستی موجب کاهش حجم مورد نیاز تصفیه می شود.

در اصلاح سیستمهای هوازی می توان با نصب مدیای بیوفیکس ( تحقیقات پیشرفته )

ظرفیت تصفیه خانه را چندین برابر افزایش داد و یا تصفیه خانه هایی که دارای مشکل می باشند

ارتقاء داده و بهینه سازی نمود. در بیوراکتورهای بی هوازی مانند UASB با نصب مدیای بیوفیکس

(تحقیقات پیشرفته) در قسمتی از حجم راکتور و یا تمامی آن, می توان علاوه بر بالا بردن ظرفیت,

بیوراکتور را نسبت به شوکهای آلی, هیدرولیکی, شیمیایی و حرارتی مقاوم ساخته و از فرار لجن جلوگیری نمود.

بر همگان واضح است که در صورت فرار لجن از راکتورهای بی هوازی به علت سرعت رشد (yield)

پایین میکروارگانیسمهای بی هوازی ماهها وقت لازم است بیوراکتور دوباره به وضعیت مطلوب اولیه بازگردد.

موارد کاربرد این پکینگ مدیا افزایش ظرفیت تصفیه خانه های موجود، بهینه سازی بایوراکتورهای در حال کار و مقاوم نمودن آنها به شوک های آلی- حرارتی و هیدرولیکی، حذف نیترات از آب شرب به روش بیولوژیکی، حذف آمونیاک از مزارع پرورش ماهی و افزایش ظرفیت آن، برجُ های تماس مایع و گاز، برجهای گاز زدایی و برج های خنک کننده و موارد بسیار دیگر می باشد.