مشکلات ته نشینی در فرآیند لجن فعال

مشکلات ته نشینی در فرآیند لجن فعال با در نظر گرفتن زمان ماند کامل برای جامدات

مقدمه

مشکلات ته نشینی: در تصفیه خانه های فاضلاب لجن فعال، با در نظر گرفتن زمان ماند کامل برای ذرات جامد می توان میزان لجن خالص تولیدی را کاهش داد. زمانی که زمان ماند جامدات کامل می شود، غلظت MLSS و MLVSS به وضعیت پایداری می رسد و بازده مشاهده شده به صفر میل می کند. تولید لجن به عوامل مختلفی نظیر میزان تجزیه پذیری مواد آلی به روش بیولوژیکی، بار جرمی تصفیه خانه، نرخ کاهش سلول های میکروبی به وسیله ی تنفس خود خوری یا فساد سلولی بستگی دارد.

با توجه به ماهیت روش تصفیه ی لجن فعال، روزانه مقادیر زیادی لجن مازاد متناسب با بار سوبستره در جریان ورودی تولید می شود. با توجه به اینکه هزینه های مدیریت و تصفیه ی لجن حدود ۵۰ درصد هزینه های ساخت و بهره برداری تصفیه خانه می باشد، اخیرا بسیاری از مطالعات به بررسی کاهش تولید لجن در تصفیه خانه ی لجن فعال متمایل شده اند.

مطالعه انجام شده

در این مطالعه مشکلات ته نشینی به وجود آمده در فرآیند لجن فعال بررسی می شود. به طور کلی مشکلات ناشی از ته نشینی به دو دسته یعنی مشکلات مرتبط با گاز و مشکلاتی که با گاز مرتبط نیستند تقسیم می شوند. از جمله مشکلات ناشی از گاز می توان به شناوری لجن به علت هوادهی، گاز های ناشی از دنیتریفیکاسیون و تخمیر بی هوازی اشاره کنیم. تشکیل لخته های بیولوژیکی ضعیف در تصفیه ی فاضلاب باعث بروز مشکلاتی نظیر ته نشینی ضعیف در زلال ساز، جریان خروجی کدر و تاثیر منفی در آب گیری لجن می شوند.

برای این منظور دو تصفیه خانه ی یکسان که به منظور تصفیه ی فاضلاب کشتارگاه، با زمان ماند کامل لجن بهره برداری می شدند مورد ارزیابی قرار گرفتند. این سیستم تصفیه از ادغام دو مرحله ی تصفیه یعنی نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون همزمان (SNdN) با زمان ماند هیدرولیکی و زمان ماند لجن طولانی و اختلاط کامل با هوادهی گسترده (PCMAS) به همراه مرحله ی تصفیه ی دنیتریفیکاسیون اولیه تشکیل می شد.

بررسی نتایج

سیستم PCMAS تحت شرایط هوادهی زیاد، زمان ماند هیدرولیکی بالا، ماند کامل لجن و نرخ بالای بازگشت لجن بهره برداری شد. جریان بعد از خروج از مرحله ی SNdN، وارد مرحله ی PCMAS می شد. سیستم PCMAS نه تنها با داشتن زمان ماند کامل لجن، زمان ماند هیدرولیکی و غلظت اکسیژن محلول بالا بلکه اساسا به دلیل غلظت بالای بیومس (زیست توده) عملکرد فرآیند را افزایش داد. به منظور آنالیز و بررسی عملکرد هر دو سیستم نیز، ۶ مورد برای بررسی و نمونه برداری انتخاب شدند:

جریان ورودی به تانک هوازی/انوکسیک سیستم
SNdNجریان ورودی به سیستم PCMAS
جریان خروجی از تصفیه خانه

سه نقطه نیز برای پایش غلظت MLSS و MLVSS در نظر گرفته شدند:

تانک هوازی/انوکسیک سیستم SNdN
تانک هوادهی سیستم PCMAS
خط برگشت لجن

در تصفیه خانه های شماره ی ۱ و ۲مشخصه های جریان ورودی و جریان خروجی، تراکم لجن، بازده مشاهده شده، سرعت ته نشینی و شاخص حجم لجن به مدت ۴۲۵ و ۳۷۰ روز بعد از راه اندازی تحت نظارت قرار گرفتند. جریان ورودی به تصفیه خانه ی شماره ی ۲ حاوی مقادیر بالایی از نیتروژن بود، به همین علت مقادیر زیادی از گاز نیتروژن در زلال ساز تولید شد.

در جریان ورودی به تصفیه خانه ی شماره ۱ نسبت COD:N:P نزدیک به مقادیر معمول و برابر ۱۰۰:۵:۱ بود، به همین علت مقادیر کم گاز تولید شده در زلال ساز، به دلیل رخ دادن محدود فرآیند دنیتریفیکاسیون – نتوانست باعث شناوری لجن شود. در صورتی که نسبت COD:N:P در جریان ورودی به تصفیه خانه ی شماره ی ۲، بیش از حدود معمول بود و همین امر موجب تولید مقادیر زیادی از گاز های حاصل از دنیتریفیکاسیون و رخ دادن پدیده ی شناوری لجن در زلال ساز این تصفیه خانه شد.

نتیجه گیری

در نهایت می توان اینطور نتیجه گیری کرد که در صورتی که نسبت COD:N:P به مقدار ۱۰۰:۵:۱ نزدیک باشد و نرخ لجن فعال برگشتی هم بالا باشد، تصفیه خانه ی فاضلاب با زمان ماند کامل لجن، بدون مشکلات ته نشینی ناشی از آزاد شدن گاز ها عمل می کند. بر عکس، زمانی که نسبت COD:N:P بالا و در حدود ۱۰۰:۱۲:۱ باشد، مقادیر زیاد گازهای تولید شده در زلال ساز که ناشی از دنیتریفیکاسیون است موجب رخ دادن پدیده ی شناوری لجن خواهد شد.