تصفیه بی هوازی فاضلاب

25ژانویه

تصفیه بی هوازی فاضلاب

تصفیه بی هوازی فاضلاب یک فرآیند بیولوژیکی است که در آن میکروارگانیسم ها آلاینده های آلی را در غیاب اکسیژن تجزیه می کنند.

در یک چرخه تصفیه بی هوازی پایه، فاضلاب وارد یک مخزن بیوراکتور می شود.

بیوراکتور حاوی یک ماده غلیظ و نیمه جامد است که به لجن معروف است که از باکتری های بی هوازی و سایر میکروارگانیسم ها تشکیل شده است.

فهرست

این میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی مواد زیست تخریب‌پذیر موجود در فاضلاب را هضم می‌کنند.

در نتیجه پسابی با اکسیژن بیولوژیکی کمتر (BOD)، اکسیژن شیمیایی (COD) و کل جامدات معلق (TSS) تولید می‌شود.

تصفیه فاضلاب بی هوازی برای انواع جریان های پساب صنعتی از جمله صنایع کشاورزی، مواد غذایی و آشامیدنی، لبنیات، خمیر کاغذ و صنایع نساجی و همچنین لجن فاضلاب شهری و فاضلاب استفاده می شود.

فن‌آوری‌های بی‌هوازی معمولاً برای جریان‌هایی با غلظت‌های بالای مواد آلی (که به صورت BOD، COD یا TSS بالا اندازه‌گیری می‌شوند) مورد استفاده قرار می گیرد و اغلب قبل از تصفیه هوازی استفاده می‌شوند.

همچنین برای کاربردهای تخصصی مانند تصفیه جریان های زباله با مواد معدنی یا آلی کلردار استفاده می شود و برای تصفیه پساب های صنعتی گرم بسیار مناسب است.

تصفیه فاضلاب بی هوازی چگونه کار می کند؟

فاضلاب بی هوازی نوعی تصفیه بیولوژیکی است که در آن از میکروارگانیسم های بی هوازی برای تجزیه و حذف آلاینده های آلی از فاضلاب استفاده می شود.

در حالی که سیستم های تصفیه بی هوازی ممکن است اشکال مختلفی داشته باشند، آنها به طور کلی شامل نوعی بیوراکتور یا مخزن هستند که قادر به حفظ محیط بدون اکسیژن مورد نیاز برای پشتیبانی از فرآیند هضم بی هوازی هستند.

فرآیند تصفیه فاضلاب بی هوازی شامل دو مرحله است:

مرحله اسیدی شدن و به دنبال آن فاز تولید متان که هر دو فرآیند در تعادل دینامیکی اتفاق می‌افتند.

در فاز اولیه تشکیل اسید،میکرو ارگانیسم های بی هوازی ترکیبات آلی پیچیده را به اسیدهای آلی فرار ساده تر و با زنجیره کوتاه تجزیه می کنند.

فاز دوم، که به عنوان فاز تولید متان شناخته می شود، شامل دو مرحله است:

استوژنز، که در آن بی هوازی ها اسیدهای آلی را برای تشکیل استات، گاز هیدروژن و دی اکسید کربن سنتز می کنند.
متانوژنز، که در آن میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی روی این مولکول‌های تازه تشکیل‌شده برای تشکیل گاز متان و دی اکسید کربن عمل می‌کنند.
این محصولات جانبی را می توان برای استفاده به عنوان سوخت بازیابی کرد، در حالی که فاضلاب را می توان برای تصفیه ویا تخلیه بیشتر هدایت کرد.

بسته به نیازهای کاربردی خاص و نیازهای تسهیلات، سیستم های هاضم بی هوازی را می توان به صورت واحدهای تک مرحله ای یا چند مرحله ای طراحی کرد.

به این معنی که می توان آنها را با یک مخزن اسیدی و واحد بیوراکتور جداگانه پیکربندی کرد.

انواع متداول سیستم های تصفیه فاضلاب بی هوازی شامل موارد زیر است:

تالاب های بی هوازی

تالاب‌های بی‌هوازی حوضچه‌های بزرگی هستند که توسط انسان ساخته شده‌اند که معمولاً بین ۱ تا ۲ هکتار وسعت و تا ۲۰ فوت عمق دارند.

آنها به طور گسترده ای برای تصفیه فاضلاب کشاورزی حاصل از تولید گوشت و همچنین تصفیه سایر جریان های فاضلاب صنعتی و نیز به عنوان مرحله تصفیه اولیه در تصفیه فاضلاب شهری استفاده می شوند.

فاضلاب به طور معمول به پایین تالاب هدایت می شود، جایی که ته نشین می شود و یک لایه مایع بالایی و یک لایه لجن نیمه جامد تشکیل می دهد.

به طور متوسط، این فرآیند ممکن است مدت چند هفته تا شش ماه طول بکشد تا سطوح BOD/COD را به محدوده هدف برساند.

باکتری های بی هوازی شرایط محیطی خاصی مانند دمای آب گرم (85-95 درجه فارنهایت) و pH تقریباً خنثی را ترجیح می دهند.

بنابراین، حفظ شرایط بهینه، سرعت فعالیت میکروارگانیسم های بی هوازی را افزایش می دهد و در نتیجه زمان نگهداری فاضلاب کوتاه تر می شود.

سرعت تنفس بی هوازی نیز می تواند توسط تعدادی از عوامل محدود شود.

از جمله نوسانات در غلظت BOD/COD و وجود موادی مانند سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم.

راکتورهای لجن بی هوازی

راکتورهای لجن آکنده دار نوعی تصفیه بی هوازی هستند که در آن فاضلاب از طریق یک “ماتریس پلاستیکی” شناور آزاد از ذرات لجن معلق عبور می کند.

همانطور که بی‌هوازی‌های موجود در لجن، مواد آلی موجود در فاضلاب را هضم می‌کنند، تکثیر می‌شوند.

به دانه‌های بزرگ‌تری جمع می‌شوند که در ته مخزن راکتور می‌نشینند و می‌توانند برای چرخه‌های آینده بازیافت شوند.

بیوگازهای حاصل از فرآیند تخریب توسط هودهای جمع آوری در طول چرخه تصفیه جمع آوری می شوند.

راکتورهای بی هوازی لجن در چند شکل مختلف موجود هستند، از جمله:

لجن بی هوازی بالارونده (UASB): در تصفیه UASB، فاضلاب با جریان رو به بالا به ته یک بیوراکتور UASB پمپ می شود.

این امر باعث می شود که پتوی لجن شناور شود، زیرا فاضلاب از آن عبور می کند.

این سیستم با جریانی روبه بالا نوعی سیستم تصفیه بی‌هوازی فاضلاب یا راکتور بی‌هوازی است.

قادر است با راندمان نزدیک به 80% فاضلاب‌های صنعتی با آلودگی شیمیایی بسیار بالا فلزات سنگین و مواد سمی را کاهش و فاضلابی جهت ورود به سیستم‌های هوازی را مهیا سازد.