تصفیه فاضلاب بهداشتی-انسانی

مقدمه

به طور معمول فاضلاب شهری یا فاضلاب بهداشتی-انسانی از سه منبع فاضلاب خانگی، پساب تجاری و صنعتی و نشتاب بدست می آید. که میزان پساب تجاری و  صنعتی تقریبا ناچیز اما میزان نشتاب برای تصفیه فاضلاب در نظر گرفته می شود.

همچنین این نکته را باید دانست که فاضلاب انسانی با فاضلاب شهری برابر نیست زیرا فاضلاب شهری علاوه بر فاضلاب خانگی دارای فاضلاب های دیگر از جمله فاضلاب ادارات و مراکزعمومی، تجاری و فاضلاب ناشی از نشت به داخل شبکه فاضلاب می‌باشد.

فرآیند لجن فعال

روش های تصفیه فاضلاب بهداشتی – انسانی:

۱- روش های فیزیکی

۲- روش های شیمیایی

۳- روش های بیولوژیکی

روش های فیزیکی شامل آشغالگیری، دانه‌گیری، ترسیب شیمیایی، فیلتراسیون و ته‌نشینی می باشد.

تصفیه فاضلاب

روش شیمیایی شامل انعقاد و لخته‌سازی، تبادل یون و تنظیم pH می باشد. روش های شیمیایی نسبت به روش های فیزیکی پیچیده تر بوده و همچنین از لحاظ هزینه خرید و نگهداری مواد شیمیایی و بهره برداری نیز مناسب نیستند. به همین دلایل سعی می شود حتی الامکان از این روش برای حذف آلاینده ها استفاده نشود.

روش بیولوژیکی

روش بیولوژیکی نیز برای حذف آلاینده ها به کار می رود که اساس کار آن رساندن اکسیژن به فاضلاب است تا تکثیر باکتری ها با تغذیه از مواد آلی موجود افزایش یافته و باعث تجزیه مواد آلی شوند. هنگامی که غذای کافی به باکتری ها نرسد و همچنین اکسیژن برای رشد و نمو آن ها در دسترس نباشد باکتری های بی هوازی فعالیت خود را شروع می کنند. باکتری های بی هوازی اکسیژن مورد نیاز را از تجزیه مواد موجود در فاضلاب تامین می کنند.

در نتیجه فرآیند بی هوازی باعث تجزیه مواد آلی ناپایدار و تبدیل آن ها به مواد پایدار و نیز تولید گازهایی مانند هیدروژن سولفوره ، متان ، گاز کربنیک و ازت می شوند. این گازهای تولیدی به خصوص هیدروژن سولفوره باعث ایجاد بوی نامطبوع می شود به همین دلیل در تصفیه فاضلاب های بهداشتی-انسانی کمتر از این روش استفاده می شود و معمولا در قسمت فرآیند هضم لجن و تصفیه فاضلاب های صنعتی که مقدار BOD بالایی دارند به کار می روند.

 

بنابراین روش های بیولوژیکی به دو بخش هوازی و بی هوازی تقسیم می گردد. روش هایی مانند لجن فعال، لجن فعال با هوادهی گسترده، RBC و صافی های چکنده از روش های هوازی و روش‌های‌ UASB ، FBR، ‌ASBR نیز جزء روش های بی هوازی به شمار می آیند.

فرآیند لجن فعال

تصفیه فاضلاب

در روش بیولوژیکی هوازی فرآیند لجن فعال از اصلی ترین فرآیند ها برای تصفیه فاضلاب به شمار می آید که امروزه برای تصفیه فاضلاب بهداشتی – انسانی بسیار متداول است.

در اوایل دهه ۱۸۸۰ میلادی فردی به نام دکتر اسمیت بر روی هوادهی فاضلاب در یک تانک و تاثیر آن بر افزایش سرعت اکسیداسیون مواد آلی تحقیق نمود. این تحقیقات بر روی هوادهی قاضلاب ادامه داشت تا اینکه در سال ۱۹۱۰ میلادی فردی به نام Black & Phelps به این نتیجه رسیدند که با هوادهی کردن فاضلاب می توان از فاسد شدن فاضلاب تا حدود زیادی جلوگیری کرد. در سال ۱۹۱۴ تعدادی از پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که لجن به دست آمده در هوادهی فاضلاب نقش  بسیار زیادی در تصفیه فاضلاب دارد و آن را لجن فعال نامیدند زیرا این نام بیانگر یک توده فعال که شامل میکروارگانیسم ها می باشد که باعث تثبیت هوازی مواد آلی موجود در فاضلاب می شوند. همچنین اولین سیستم فرآیند لجن فعال به طور رسمی در سال ۱۹۱۴ در انگلستان استفاده شد.

به مرور زمان برای بهبود این روش تغییراتی در آن ایجاد شد که اکنون شامل انوع زیر می باشد:

سیستم متعارف، اختلاط کامل، هوادهی تدریجی، تغذیه مرحله ای، هوادهی اصلاحی، هوادهی گسترده، نهراکسیداسیون، تثبیت تماسی، فرآیند کراس و …

تصفیه فاضلاب

اساس تصفیه فاضلاب به روش فرآیند لجن فعال

به طور کلی هر یک از انواع روش های لجن فعال دارای ویژگی های خاص می باشند اما اساس تصفیه فاضلاب در تمام انواع آن یکسان است. فاضلاب بعد از ورود به تصفیه خانه در قسمت تصفیه فیزیکی فاضلاب حدود ۲۵ تا ۴۰ درصد  BOD و ۵۰ تا۷۰ درصد از کل جامدات معلق (TSS) را از دست می دهد. بعد از این مرحله فاضلاب وارد حوض هوادهی شده، هوای ایجاد شده یا از طریق پخش کننده های هوا (دیفیوزر) برای تزریق هوای فشرده و یا از هم زن های مکانیکی برای ایجاد اختلاط شدید جهت توزیع هوا منتشر می شود.

مراحل تصفیه

مخزن هوادهی مخلوطی از میکروارگانیسم ها، مواد آلی، مواد معدنی بی اثر و آب است که به آن مایع مخلوط یا MLSS می گویند. میکروارگانیسم ها با استفاده از اکسیژن تزریقی مواد آلی موجود در فاضلاب را جذب و تجزیه می کنند. بخشی از این مواد آلی صرف انرژی و فعالیت میکرو ارگانیسم ها بخشی به صورت گاز و باقی برای تکثیر آنها به مصرف می رسد.

بعد از مرحله هوادهی که با توجه به نوع فرآیند لجن فعال این زمان ماند متغیر است فاضلاب وارد بخش ته نشینی ثانویه می شود. در این مخزن لجن تولیدی (توده بیولوژیکی) به سبب وزن مخصوص بیشتر در کف حوض ته نشین می شود. با گذشت زمان و افزایش میزان لجن مقداری از آن از سیستم دفع می شود.

هیچ گاه تمام لجن تولیدی از سیستم ته نشینی ثانویه حذف نمی شود زیرا این کار باعث کاهش تعداد میکروارگانیسم ها در مخزن هوادهی می گردد بنابراین به دلیل تعداد کم میکروارگانیسم تمام مواد آلی جذب آنها نشده و آلاینده ها در فاضلاب باقی می ماند و تصفیه کامل صورت نمی گیرد، به همین دلیل بخشی از لجن ته نشین شده به ابتدای مخزن هوادهی بازگشت داده می شود و به آن لجن فعال می گویند. در واقع اصلی ترین علت نام گذاری این روش برگشت توده بیولوژیکی از مخزن ته نشینی به مخزن هوادهی می باشد.

مزایای روش فرآیند لجن فعال:

راندمان حدود ۹۵-۸۵% برای حذف BOD و COD
صرفه اقتصادی برای تصفیه فاضلاب هایی با ظرفیت بالا
حساسیت کمتر در مقابل دما و PH در مقایسه دیگر روش ها

مطالب مرتبط در زمینه تصفیه فاضلاب:

پکیج فاضلاب

تصفیه خانه فاضلاب

 

نوشته های مفید در زمینه تصفیه فاضلاب:

مشکلات ته نشینی در فرایند لجن فعال

فرایند EAAS

فرایند MBBR

فرایند IFAS