هوازی

برخی از فرآیندهای بیولوژیکی در حضور اکسیژن محلول صورت می‌پذیرد که به آنها فرآیندهای هوازی و به روشهایی که از فرآیندهای هوازی در آنها استفاده می‌شود، روشهای بیولوژیکی هوازی گفته می‌شود. روش لجن فعال، لجن فعال به هوادهی گسترده، RBC، SBR، MBRنمونه‌هایی از روشهای بیولوژیکی هوازی شرکت فنی و مهندسی پالاگر می‌باشند.

 

  لجن فعال متعارف CAS (Conventional Activated Sludge)

بخش عمده‌ای از مواد آلاینده فاضلاب را مواد آلی تشکیل می‌دهند که باکتریها می‌توانند با تغذیه و مصرف آنها باعث تصفیه فاضلاب شوند. بنابراین اصول تصفیه در این فرآیند بر مصرف مواد آلی توسط میکروارگانیسم‌ها و به خصوص باکتری‌ها استوار است. از این رو در این فرآیند برای پیشبرد روند تصفیه فاضلاب، ضروری است که تمامی شرایط برای رشد و تکثیر هر چه بهتر آنها فراهم گردد.

باکتریها برای ادامه حیات و فعالیت خود دارای سه نیاز اساسی غذا، آب و اکسیژن هستند. غذای آنها در واقع همان مواد آلی است که در فاضلاب وجود دارد و باکتریها با مصرف آنها باعث تصفیه فاضلاب می‌شوند. آب نیز به وفور در دسترس آنها قرار دارد چرا که محیط زیست آنها محیط فاضلاب بوده که یک محیط کاملاً آبی است. بنابراین با تأمین اکسیژن می‌توان شرایط اساسی رشد باکتریها را فراهم کرد. به منظور تأمین اکسیژن مورد نیاز باکتریها نیز معمولاً هوا به درون فاضلاب به دو صورت عمقی یا سطحی تزریق می‌شود.

در روش‌ هوادهی سطحی، به منظور انتقال هوا به فاضلاب از پروانه‌های مغشوش ساز آب می‌شود. این حرکت اغتشاشی آب باعث اختلاط هوا با فاضلاب می‌گردد.

در روش‌های 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 می‌شود. 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

.

  لجن فعال با هوادهی گسترده EAAS(Extended Aeration Activated Sludge)

یکی از فرایندهای لجن فعال می‌باشد. فرایندهای لجن فعال در طول تاریخ دستخوش تغییراتی بوده‌اند که یکی از این تغییرات بوجود آمدن سیستم تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال با هوادهی گسترده می‌باشد.  به طور کلی در فرآیند تصفیه فاضلاب به روشلجن فعال هوادهی گسترده (Extended Aeration) جریان از نوع اختلاط کامل و یا نهرگونه است. حجم لجن تولیدی در این فرآیند تصفیه فاضلاب (EAAS) در مقایسه با سایر فرآیندهای تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال کمتر می‌باشد. علاوه بر این لجن بدست آمده از این روش تصفیه(EAAS) پایدار بوده و به خوبی آبگیری و خشک می‌گردد.

  راکتور ناپیوسته متوالی SBR (Sequencing Batch Reactor)

هنگامیکه دبی فاضلاب ورودی به سیستم تصفیه خیلی کم باشد، در نظر گرفتن واحدهای هوادهی و ته‌نشینی بصورت مجزا باعث افزایش هزینة تصفیه به ازای هر متر مکعب فاضلاب می‌گردد. درچنین مواردی شرکت فنی و مهندسی پالاگر با انجام یک تغییر در روش لجن فعال این روش برای بکارگیری درسیستم تصفیه مناسب سازی می‌شود. طی این تغییر مخازن هوادهی و ته‌نشینی را با یکدیگر ترکیب نموده و فرآیندهای هوادهی و ته‌نشینی را بصورت متناوب و در زمانهای متوالی به انجام می‌رساند.

 

  لجن فعال با بستر ثابت IFAS(Integrated Fixed Activated Sludge)

تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال با رشد چسبیده بر بستر های ثابت دارای مزایا و نکات مهمی می‌باشد. سیستم راکتور بیولوژیکی تصفیه فاضلاب با رشد چسبیده شرکت فنی و مهندسی پالاگر با بکارگیری آخرین دستاوردهای بیوتکنولوژی ساخته می‌شود. این سیستم دارای قابلیت کاربری برای تصفیه و سموم‌زدایی کلیه فاضلابها و پساب‌های خانگی و صنعتی می‌باشد. سیستم تصفیه فاضلاب به روش (IFAS)محتوی فیلترهای ثابت مستغرق بیولوژیکی است که برای هر راکتور جداگانه محاسبه و طراحی می‌گردند. راکتور بیولوژیکی IFAS به نحوی طراحی شده که در مقابل هر یک متر مکعب حجم راکتور (حجم فاضلاب) بیش از ۱۵۰ متر مربع مساحت بیولوژیکی برای تماس باکتری‌ها با فاضلاب و در نتیجه قدرت پاکسازی بیشتر ایجاد می‌نماید.

  راکتور بستر بیولوژیکی معلق MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)

در سیستم MBBRشرکت فنی و مهندسی پالاگر از آکنده‌هایی (Packing) استفاده می‌شود که در مخزن هوادهی شناور می‌باشند. بیو فیلم یا لایه میکروبی، بر روی آکنده‌های غوطه‌ور رشد کرده و به این ترتیب توده بیولوژیکی شناور در محیط فاضلاب که نقش تجزیه کننده مواد آلی را به عهده دارند را افزایش می‌دهد.

  راکتور بیولوژیکی غشائی MBR (Membrane Bioreactor)

امروزه یکی از روشهای پیشرفته تصفیه فاضلاب روش غشایی(MBR)است. در این روش جداسازی میکروبها توسط غشاء انجام می‌شود. با نصب این غشاءها در درون راکتور بیولوژیکی دیگر نیازی به بخشهای ته‌نشینی و فیلتراسیون نیست و همین غشاءها وظیفه جداسازی فاضلاب تصفیه شده از لجن را انجام می‌دهند. استفاده از غشا باعث می‌شود در فضای کم، تصفیه فاضلاب با راندمان بالا انجام شود به طوری که کیفیت فاضلاب تصفیه شده از استانداردهای فاضلاب برای تخلیه به آبهای سطحی نیز بهتر است.

 

در تصفیه فاضلاب، ممبرین بیوراکتور (MBR)شرکت فنی و مهندسی پالاگر فن‌آوری جدیدی محسوب می‌شود که ترکیبی از تصفیه به روش لجن فعال سنتی و فن‌آوری نوین جداسازی توسط ممبرین می‌باشد. به علت 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، بیوراکتور و فیلتراسیون آب می‌توانند به صورت هم زمان انجام شوند.

  راکتور تماس بیولوژیکی گردان RBC (Rotating Biological Contactor)

در تمامی روشهای مبتنی بر لجن فعال رشد میکروارگانیسم‌ها بصورت معلق بوده و مقداری انرژی صرف هوادهی می‌شود. در شرایطی که هزینة تأمین انرژی بسیار بالا باشد، می‌توان با استفاده از روش RBCشرکت فنی و مهندسی پالاگرر انرژی مصرفی را کاهش داد. چرا که در این روش میکروارگانیسم‌ها بر روی سطح صفحاتی گردان و نیمه مستغرق درفاضلاب چسبیده و روی آنها رشد می‌کنند.

  صافی چکنده (Trickling Filter)

صافی‌های چکنده یا TF یکی از قدیمی‌ترین گونه‌های تصفیه فاضلاب از نوع رشد چسبیده هستند. صافی چکنده شرکت فنی و مهندسی پالاگر معمولاً دارای یک مخزن با سطح مقطع دایره‌ای است و محیط آن از مواد درشت پر شده است. مواد درشت معمولاً از سنگ درشت، قطعه‌های سرامیک یا سنگ و سرباره تشکیل شده بود که امروزه بجای آن از مدیا استفاده می‌گردد.فاضلاب معمولاً از بالای بستر توسط یک توزیع کنندة چرخانتوزیع می‌شود. پسآب جمع آوریدر یک مخزن زلال ساز ثانویه جمع‌آوری می‌شود تا جامدات تودة زیستی پیش از دفع نهایی پسآب جدا شوند. اما در حال حاضر تقریباً همه صافی‌های چکنده عملاً از انواع مدولهای پلاستیکی با شکل و اندازه‌های مختلف به عنوان پرکننده‌های صافی استفاده می‌نمایند. معمولاً بازچرخش پسآب در صافی چکنده پر بار انجام می‌شود.

  راکتور بیولوژیکی بستر سیال FBBR (Fluidized Bed Biofilm Reactor)

راکتور بیولوژیکی بستر سیال مشابه روش FBR بی‌هوازی و MBBR در رده هوازی‌ها می‌باشد. در FBBRشرکت فنی و مهندسی پالاگر درون راکتور حاوی ماسه یا سایر مواد مناسب بستر سیال می‌باشد، اختلاط شدید، هوادهی پیوسته، انتقال جرم مناسبی ایجاد کرده و گسترش لایه بیولوژیکی متراکم منجر به ایجاد غلظت یکنواخت جرم سلولی راکتور در حذف آلاینده‌ها می‌شود.

  نهر اکسیداسیون (Oxidation Ditch)

نهر اکسیداسیون یک سامانه هوادهی گسترده از فرایند لجن فعال اصلاح شده است. بنابراین، این سامانه بر اساس همان اصول فرایند لجن فعال طراحی و بهره برداری می‌شود. گونه پاسویر نهر اکسیداسیون یک کانال کم عمق دراز حلقه‌ای یا بیضی شکل (به نام نهر) است. یک پروانه (یعنی هواده) در پهنای نهر کار گذاشته می‌شود تا اکسیژن لازم را تأمین نماید و فاضلاب را بچرخاند و محتویات نهر مخلوط شود. هوادهی گسترده یا شدید پسآب بسیار زلال تولید می‌کند زیرا جامدات بیولوژیکی شده با تنفس خودخوری کاملاً نابود می‌شوند و به کنترل جداگانه لجن نیازی نیست.

معمولاً فاضلاب خام تنها پس از آشغالگیری و دانه‌گیری به راکتور وارد می‌شود. بنابراین، این سامانه به مخزن ته‌نشینی اولیه و تأسیسات پرهزینه پردازش و دفع لجن نیاز ندارد.

  لجن فعال با اختلاط کامل CMAS (Complete Mix Activated Sludge)

فرآیند لجن‌فعال با اختلاط کامل (CMAS) یکی از انواع فرآیند لجن فعال است که جریان فاضلاب در آن به صورت پیوسته می‌باشد. در این فرآیند به منظور حذف مواد درشت قابل ته‌نشینی و جلوگیری از اعمال بار اضافه به سیستم تصفیه قبل از مخزن هوادهی از یک مخزن ته‌نشینی استفاده می‌شود که به آن مخزن ته‌نشینی اولیه می­گویند. در فاضلابهای بهداشتی مخزن ته­ نشینی اولیه قادر به حذف بار آلودگی تا 35% است اما در فاضلابهای صنعتی راندمان تصفیه این مخزن بستگی به مقدار مواد قابل ته­ نشینی موجود در فاضلاب دارد.

 

لجن فعال متعارفی با جریان رفت و برگشتی RCAS(Reciprocating Conventional Activated Sludge)

از میان تمام انواع فرآیندهای لجن فعال، فرآیند لجن فعال متعارفی با جریان رفت و برگشتی بیشترین کاربرد را در تصفیه انواع فاضلابها و به خصوص فاضلابهای شهری دارد و به همین سبب گاهی به اختصار به آن لجن فعال متعارفی می­گویند.

در این فرآیند همانند فرآیند اختلاط کامل (CMAS)، قبل از مخزن هوادهی از یک واحد ته­ نشینی اولیه استفاده می­شود. به علاوه در مخزن هوادهی دیوارهایی تعبیه می‌گردد که به کمک آنها مخزن هوادهی بصورت یک کانال با عرض کم و طول زیاد در می­آید. همین مسئله سبب می­شود که رژیم جریان در مخزن هوادهی از اختلاط کامل به قالبی (نهرگونه) تبدیل شود.

سیستم‌های جریان رفت و برگشتی شرکت فنی و مهندسی پالاگر در مخزن هوادهی باعث می­شود که دیگر نیازی به تأسیسات لازم جهت اختلاط کامل مخزن هوادهی وجود نداشته و مصرف انرژی و هزینه تأمین تجهیزات کاهش یابد.

طی این فرآیند فاضلاب از ابتدای این کانال وارد شده و پس از گذر از کل طول کانال وارد مخزن ته­ نشینی ثانویه می­شود. از همین رو نیاز به اکسیژن در ابتدای کانال به علت وجود غلظت بالای مواد آلاینده، زیاد بوده و به تدریج با جذب این مواد در طی مسیر کانال نیاز به اکسیژن نیز کاهش می­یابد. بنابراین سیستم هوادهی باید به گونه­ای باشد که امکان تغییر و تنظیم لازم در مقدار هوادهی در نقاط مختلف مخزن هوادهی وجود داشته باشد

.