فرایند رشد در تصفیه فاضلاب و انواع آن
در این مقاله قصد داریم به بررسی فرایند رشد در تصفیه فاضلاب بپردازیم.
پس از آلوده شدن آب‌ها طی فعالیت‌های مختلف خانگی و صنعتی، فرایندهای مختلفی برای تصفیه این آب‌ها به کار گرفته می‌شود تا با گندزدایی و از بین بردن باکتری‌ها، سموم و مواد شیمیایی موجود در پساب‌ها، آنها را به آبی قابل استفاده، سالم و حتی قابل شرب و شیرین تبدیل کرد. فرایندهایی که برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شوند عمدتا به 3 دسته تقسیم می‌شوند: فرایندهای فیزیکی، فرایندهای شیمیایی و فرایندهای بیولوژیکی که هر کدام موارد استفاده مختص خود را دارند.
فرایند رشد در تصفیه فاضلاب از جمله فرایندهای بیولوژیکی به شمار می‌رود که برای تصفیه محل‌های مسکونی و تجاری کاربرد گسترده‌ای دارد. فرایندهای بیولوژیکی معمولا بهتر و بهداشتی‌تر از سایر روش‌های تصفیه بوده و از این رو متداول‌تر هستند. در ادامه این مقاله با ما همراه شوید تا با فرایند رشد و چگونگی استفاده از آن در تصفیه فاضلاب، مزایای این فرایند و انواع مختلف آن همچون فرایند رشد معلق و رشد چسبیده بیشتر آشنا شوید.
انواع فرایند رشد در تصفیه فاضلاب
روش بیولوژیکی تصفیه فاضلاب به فرایندهایی گفته می‌شود که میکروارگانیسم‌ها و به ویژه باکتری‌ها نقش اصلی واکنش‌ها را ایفا می‌کنند. از آن جایی که هر گروه از میکروارگانیسم‌ها، در شرایط محیطی ویژه‌ای می‌توانند به فعالیت‌های خود ادامه دهند، روش‌های بیولوژیکی به دو دسته هوازی و بی‌هوازی تقسیم‌بندی می‌شوند؛ چراکه برخی باکتری‌ها در حضور اکسیژن و برخی دیگر در نبود اکسیژن قادر به ادامه حیات خود هستند.
فرایند رشد یکی از مهمترین و اصلی‌ترین روش‌های بیولوژیکی در تصفیه فاضلاب است که می‌تواند بر اساس عملکرد فرایند به دو شیوه عمده رشد معلق و رشد چسبیده تقسیم شود که هر کدام کاربردهای متفاوتی را در صنعت تصفیه دارند. در ادامه بیشتر به چگونگی فرایندها و مزایا و معایب هر یک می‌پردازیم.
فرایند رشد معلق در تصفیه فاضلاب
در فرایند رشد معلق، میکروارگانیسم‌هایی که وظیفه اصلی تصفیه فاضلاب را بر عهده دارند، با روش‌های به خصوص مخلوط کردن، به صورت معلق در مایع باقی می‌مانند. تعداد زیادی از فرایندهای رشد معلق که در تصفیه پساب‌های شهری و خانگی به کار گرفته می‌شود، به صورت هوازی بوده و نیازمند غلظت اکسیژن بالایی هستند. اما تعدادی از فرایندهای رشد معلق نیز بدون نیاز به اکسیژن، به صورت بی‌هوازی می‌توانند اتفاق بیفتند؛ همانند فاضلاب‌های صنعتی که مواد آلی با غلظت زیاد را به همراه دارند. مرسوم‌ترین فرایند رشد در تصفیه فاضلاب شهری با رشد معلق، با نام فرایند لجن فعال شناخته می‌شود.
روش اجرای فرایند رشد معلق
میکروارگانیسم‌های موجود در این فرایند، درون تانک‌های هوادهی معلق بوده، قسمتی از مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی موجود را به عنوان مواد مغذی برای ادامه حیات خود مصرف کرده و سپس سلول‌های جدید، انرژی و مواد زائد را تولید می‌کنند. درون تانک هوادهی در هنگام مخلوط کردن پساب‌های ورودی با هوا، سوسپانسیون میکروبی تشکیل می‌شود که با نام جامدات معلق مایع مخلوط (MLSS) و جامدات معلق فرار مایع مخلوط (MLVSS) شناخته می‌شود. این محلول در ادامه وارد زلال‌ساز شده و مواد جامد در ادامه فرایند از طرق مختلف همچون ته‌نشینی، شناورسازی یا سایر فرایندهای فیزیکی قابل حذف از پساب‌ها خواهند بود.
جامدات حاصل شده از حوضچه ته‌نشینی یا زیست توده دوباره به درون راکتور بازگردانده می‌شوند که علت نام‌گذاری این فرایند رشد در تصفیه فاضلاب با نام لجن فعال نیز وجود این میکروارگانیسم‌های فعال است که دوباره به تانک هوادهی بازگشت داده می‌شود تا تجزیه بیولوژیکی مواد آلی همچنان ادامه پیدا کند. بخشی از مواد جامد تغلیظ شده زیست توده به صورت روزانه یا دوره‌ای دفع می‌شود.
با استفاده از این روش بیشتر از 99 درصد مواد جامدی که به صورت معلق در آب وجود دارند جداسازی و حذف می‌شوند. البته در بیشتر موارد، پیش از به کار گرفتن فرایند رشد معلق، با استفاده از روش‌های فیزیکی یا شیمیایی، تصفیه اولیه و مقدماتی فاضلاب اتفاق می‌افتد.
مزایا و معایب فرایند رشد معلق
تصفیه فاضلاب با لجن فعال و اکسیژن، کاربرد گسترده‌ای در تصفیه فاضلاب داشته و با وجود مزایای فراوان خود، نتیجه مطلوبی را به دنبال خواهد داشت. استفاده از فرایند رشد در تصفیه فاضلاب با روش رشد معلق و لجن فعال سبب می‌شود در تصفیه‌های سطحی و عمقی راندمان کار افزایش یابد تا جایی که حتی قادر به تصفیه فاضلاب‌های سمی و خطرناک باشد. این در حالی است که فاضلاب خروجی نیز بسیار با کیفیت بوده و به محیط زیست آسیبی وارد نمی‌کند.
به عنوان دیگر مزایای روش رشد معلق می‌توان به نصب و راه‌اندازی ساده و کم‌هزینه آن اشاره کرد که فضای کمی را نیز اشغال می‌کند. البته تولید لجن به مقدار اندک، قابلیت ته‌نشینی بیشتر لجن و کاهش نیاز به بارگذاری جامدات روی زلال‌ساز ثانویه از دیگر مزایای این روش هستند.
تمامی این مزایا سبب می‌شوند که فرایند رشد با لجن فعال، با افزایش دادن ظرفیت تصفیه و ثبات فرایند، در مقابل هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری پایین، به یکی از بهترین فرایندهای تصفیه تبدیل شود. البته به عنوان تنها ایراد این روش می‌توان به داشتن تانک‌های هوادهی نسبتا بزرگ آن اشاره کرد که البته در برابر مزایای فراوان آن، قابل چشم‌پوشی است.
فرایند رشد چسبیده
فرایند رشد در تصفیه فاضلاب به صورت رشد ثابت یا رشد چسبیده، فرایندی است که در آن از یک محیط واسط جامد برای تصفیه فاضلاب‌ها استفاده می‌شود. این فرایند از 3 قسمت بستر، بیوفیلم و مایع مخلوط تشکیل می‌شود. در این نوع فرایندها میکروارگانیسم‌هایی که وظیفه تجزیه مواد آلی و مواد مغذی را برعهده دارند، به مواد این بستر ثابت چسبیده و در حالت متصل به این بستر رشد می‌یابند. مواد فاضلاب و پساب‌ها وارد این راکتور بیولوژیک شده، هنگامی که مواد حاوی آلاینده‌ها از این بستر عبور می‌کند، این مواد جذب شده و سپس توسط باکتری‌ها تجزیه می‌شوند تا مواد آلی موجود در پساب حذف شوند.
انواع فرایند رشد چسبیده در تصفیه فاضلاب
فرایندهای رشد چسبیده یا رشد ثابت، در انواع مختلف مستغرق و غیرمستغرق بسته به نوع بستر و نوع جریان به کار گرفته می‌شوند. همانند صافی‌های چکنده، MBBR (با بستر معلق متحرک) ، IFAS و RBC (دارای دیسک‌های دوار بیولوژیکی) که هر کدام کاربردهای مختص خود را دارند. بسترها می‌توانند از مواد مختلف سنگی، شنی، ماسه‌ای، فلزی، چوبی، پلاستیکی یا جنس‌های دیگری تشکیل شوند که هرکدام ویژگی‌های خود را خواهند داشت.
فرایند رشد چسبیده مستغرق به صورت هوازی بوده و بستر، کاملا در مایع قرار می‌گیرد و فرایندهای غیرمستغرق در یک بستر سنگی و با انرژی کم به وقوع می‌پیوندند. هوای مورد نیاز در روش رشد چسبیده مستغرق می‌تواند از طریق دیفیوزر یا پیش هوادهی فاضلاب تامین شود.
انواع میکروارگانیسم‌هایی که بر روی بستر این فرایند رشد می‌کنند، به خصوصیات فاضلاب و شرایط محیطی پابرجا درون راکتور بستگی دارد و همیشه نوع باکتری‌های موجود یکسان نخواهد بود. همچنین جهت جریان نیز ممکن است رو به بالا، پایین یا بصورت افقی باشد. سطح ویژه نیز یکی دیگر از نکات مهم این فرایند رشد در تصفیه فاضلاب است که سطح ویژه بسترهای مورد استفاده در روش رشد چسبیده اغلب مقدار بالایی داشته و بسته به نوع بستر 150 تا 650 مترمربع بر مترمکعب خواهند بود.
مزایا و معایب فرایند رشد چسبیده در تصفیه فاضلاب
روش رشد چسبیده نسبت به روش رشد معلق، هزینه اجرایی بیشتری را به خصوص در پروژه‌های بزرگتر تحمیل خواهد کرد و از نظر کنترل و تجهیزات نیز دشواری‌های بیشتری دارد که این نکات را می‌توان از مهمترین معایب این فرایند نسبت به فرایند لجن فعال برشمرد.
البته مزایای فراوان این فرایند رشد در تصفیه فاضلاب را نیز نباید نادیده گرفت. نیاز به فضای کمتر این روش، زیبایی بیشتر این طرح‌ها و زمان ماند هیدرولیکی کمتر از یک‌ونیم ساعت از جمله این مزیت‌ها هستند. همچنین در این روش، برخلاف روش لجن فعال، مشکل ته‌نشینی لجن وجود ندارد که کار تصفیه را در این فرایند آسان‌تر کرده است. با استفاده از فرایند رشد چسبیده، می‌توان فاضلاب بهداشتی رقیق را با کیفیت مطلوبی تصفیه کرد.
به یکی از جالب‌ترین مزایای فرایند رشد چسبیده می‌توان به امکان صورت گرفتن همزمان سه پروسه بی‌هوازی، آنوکسیک و هوازی همزمان اشاره کرد. بعد از گذشت مدتی، ضخامت فیلم افزایش یافته و باکتری‌های روی سطح فیلم هوازی خواهند بود. این در حالی است که قسمت میانی در حالت آنوکسیک و قسمت انتهایی آن بی‌هوازی به فرایند ادامه می‌دهند تا هر 3 فاز به صورت همزمان اتفاق بیفتد.
فرایند رشد در تصفیه فاضلاب ؛ روشی با کیفیت مطلوب
همان طور که در این مقاله به آن پرداختیم، فرایندهای رشد از روش‌های متداول برای تصفیه انواع فاضلاب هستند که در محل‌های مختلف می‌توان از آن بهره گرفت. این روش‌ها با توجه به چگونگی فرایند انجام شده به دو دسته کلی رشد معلق و رشد چسبیده تقسیم می‌شوند که هر کدام کاربردها و مزایا و معایب خاص خود را دارند.
به عنوان جمع‌بندی هر یک از این دو روش بیولوژیکی می‌توان گفت که مبنای عملکرد هر دو روش میکروارگانیسم‌ها و به خصوص باکتری‌ها هستند. با این تفاوت که در شیوه رشد معلق این باکتری‌ها به صورت معلق میان مایع حفظ شده و فرایند را شکل می‌دهند. در حالی که در شیوه رشد چسبیده، در حالت متصل به بستر اقدام به تجزیه مواد آلی موجود خواهند کرد.
با توجه به هزینه راه‌اندازی و نگهداری کمتر، امروزه رشد معلق یا لجن فعال کاربرد بیشتری داشته و انواع هوازی و بی‌هوازی آن در تصفیه‌خانه‌های خانگی و صنعتی استفاده می‌شوند. هر چند که رشد ثابت یا چسبیده نیز مزایای خود را داشته و در موارد مختلف به کار گرفته می‌شود.
در پایان باید خاطر نشان کرد که اگر از جمله افرادی هستید که برای کارخانه و یا مجتمع صنعتی خود نیاز به بخش تصفیه فاضلاب دارید، می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه تهیه انواع پکیج های تصفیه فاضلاب و همچنین روش‌های مختلف برای استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده با شرکت سپاهان پالایش تماس بگیرید. این شرکت دارای سال‌ها تجربه در زمینه طراحی و ساخت پکیج‌های تصفیه فاضلاب در بخش‌های مختلف شهری، صنعتی، بیمارستانی و غیره است.
دیدگاهتان را بنویسید