لجن فعال در تصفیه فاضلاب چگونه عمل میکند؟

فرآیند لجن فعال چیست؟

به نقل از سایت به آبی؛ لجن فعال یکی از پرکاربردترین فرآیندها در تصفیه فاضلاب می شود که در مرحله ثانویه قرار می گیرد. در این فرآیند از سیستم ها هوادهی و رشد باکتری ها(میکروارگانیسم ها) برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود. امروزه این روش بسیار پرکاربرد است زیرا علاوه کم بودن هزینه های اقتصادی، بازده بیشتری در انواع تصفیه آب صنعتی و تصفیه فاضلاب دارد. روش لجن فعال یکی از روش های هوادهی می باشد که نسبت به روش های دیگر (بی هوازی) مزایا و معایب خاص خود را دارد.

سیستم لجن فعال شامل یک مخزن هوادهی و clarifier ثانویه است. فاضلاب پس از عبور از مراحل تصفیه اولیه وارد مخزن هوادهی می شود. سپس هوا توسط دیفیوزرها(حباب ریز و حباب درشت) در مخزن پخش می شود، در چنین شرایطی محیطی ایده آل برای رشد میکروارگانیسم ها فراهم می گردد که لجن فعال نیز نامیده می شوند. میکروارگانیسم ها مواد آلی و مغذی که در فاضلاب وجود دارد مصرف و آن را به انرژی تبدیل می کنند، در نتیجه فاضلاب تصفیه شده و باعث کاهش BOD می شود.

سپس پس از هوادهی و از بین رفتن مواد آلی موجود در پساب، فاضلاب وارد تصفیه ثانویه می شود جاییی که میکروارگانیسم ها و مواد جامد معلق باقی مانده در پساب ته نشین شده و سپس پساب وارد حوضچه کلر زنی شده و گندزدایی شده و تخلیه می گردد. ( در بعضی از تصفیه خانه ها از فیلتراسیون برای تصفیه بهتر نیز استفاده می شود.) در قسمت ته نیشنی، پمپ های ایرلیفتی طراحی می شود که 30 درصد یا بیشتر از مواد ته نشین شده را به مخزن هوادهی باز گرداند، جایی که پساب دوباره هوادهی می شود. این چرخه بازگشتی یکی از ویژگی های اصلی فرآیند لجن فعال است. پس از تصفیه، 70 درصد از باقی مانده لجن ثانویه باید به شیوه ای قابل قبول و مطابق با استانداردهای محیط زیست تخلیه گردد. فرآیند لجن فعال در بسیاری از هتل ها، رستوران ها، کارخانه ها، مجتمع های مسکونی و… مورد استفاده قرار میگیرد. این روش بصورت تصفیه خانه و یا پکیج های پیش ساخته ارائه می شوند.

تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به روش لجن فعال

تصفیه بیولوژیکی فاضلاب با لجن فعال نیز نوعی تصفیه بیولوژیکی تصفیه فاضلاب  است . در این روش از توده های بیولوژیک که به صورت ذرات معلق که دائما در محیط تصفیه فاضلاب در گردش هستند استفاده می شود . تصفیه فاضلاب با لجن فعال قادر است فاضلاب یا پسای تصفیه شده ای در حد آب آشامیدنی تولید نماید .

فرآیند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال

روش تصفیه  بیولوژیکی فاضلاب با لجن فعال روشی است کاملا هوازی زیرا توده های بیولوژیکی که با فاضلاب مخلوط می شوند در حوض هوادهی  فاضلاب در تماس دائم با اکسیژن قرار می گیرند .

در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب با لجن فعال  چون مواد آلی فاضلاب در واحد تصفیه زیستی فاضلاب  در تماس با اکسیژن هستند لذا حتی در حوضچه های ته نشینی بعد از تصفیه اکسیژن محلول وجود دارد و احتمال گندیدگی و فساد و در نتیجه پیدایش توده های نامطبوع وجود نخواهد داشت .

فرآیند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال باعث حذف کارآمد BOD، COD و مواد مغذی می‌شود و دارای انعطاف پذیری بالایی است و می‌توان از آن متناسب با نیازهای خاص استفاده کرد (به عنوان مثال برای حذف نیتروژن). لجن فعال شده ترکیب پیچیده ای از میکروب شناسی و بیوشیمی است که انواع مختلفی از میکروب ها را درگیر می‌کند.

باکتری های موجود در لجن فعال شده یک سری مواد چسبنده ترشح می کنند. این ذرات به یکدیگر می چسبند و شاخه هایی ژله ای شکل تشکیل می دهند. باکتری های هوازی موجود در لجن فعال برای رشد کردن و تکثیر شدن به اکسیژن نیاز دارند تا بتوانند مواد آلی موجود در فاضلاب را از بین ببرند.

اکسیژن محلول در آب به باکتری ها اجازه می‌دهد تا عمل تصفیه فاضلاب را انجام بدهند و آمونیاک را به نیترات تغییر دهند. در نظر داشته باشید که مخزن تصفیه باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند بین فاضلاب و لجن فعال تماس ایجاد کند و زمان کافی را فراهم نماید تا تمام تغییرات شیمیایی رخ دهد.

لجن فعال برگشتی (RAS)

در فرآیند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال وقتی لجن فعال به پایان فرآیند می‌رسد، هنوز یک زیست توده بسیار فعال است که با پساب تصفیه شده مخلوط می‌شود. این زیست توده فعال به مخازن تصفیه کننده ثانویه منتقل می‌شود تا برای تخلیه در طبیعت و محیط زیست تصفیه شده و سالم باشد.

زیست توده ته نشین شده که لجن فعال برگشتی (RAS) نامیده می‌شود، دوباره به ابتدای فرآیند هوادهی برگردانده شده و در آنجا فاضلاب جدید را جذب می‌کند تا فرآیند تصفیه دوباره آغاز شود. لجن فعال برگشتی (RAS) فرآیند تصفیه را به گونه ای پیش می‌برد که به صورت یک چرخه مداوم عمل کند.

لجن فعال اضافی (SAS)

از آنجا که ترکیب لجن فعال برگشتی (RAS) با فاضلاب تازه باعث رشد تدریجی لجن فعال می‌شود، لازم است هر روز مقدار مشخصی مصرف شود. این لجن فعال مازاد (SAS) با برداشت مداوم مقداری از لجن فعال برگشتی باعث تصفیه و گندزدایی فاضلاب می شود.

تاثیر اختلاط لجن فعال با فاضلاب

اگر فاضلاب شهری اکسیژن تزریق شود تجزیه مواد آلی انجام خواهد شد . در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب با لجن فعال اگر اکسیداسیون مواد آلی فاضلاب بخواهد فقط از طریق تزریق اکسیژن عملی شود به 20 روز وقت نیاز خواهد داشت  و در حالیکه در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب با لجن فعال اگر در فاضلاب هوادهی شده توده های بیولوژیکی موجود باشد ، این عمل در عرض چند ساعت صورت خواهد گرفت .

در حقیقت اختلاط لجن فعال با فاضلاب و هوادهی فاضلاب  ، منجر به دو عمل مهم زیر می گردد :

• اکسیداسیون سریع مواد آلی فاضلاب
• انعقاد مواد معلق ریز و کلوئیدی به صورتیکه که به سرعت قابل ته نشین شدن هستند .

در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب با لجن فعال ، وقتی فاضلابی که اعمال فوق در آن انجام شده مدتی به حال خود رها شود مواد منعقد کننده آن که چیزی جز توده های باکتری نیستند از آن جدا شده  و برای ادامه تصفیه لازم است قسمتی یا حتی تمامی آنرا به عنوان لجن فعال برگشتی به حوض هوادهی فاضلاب انتقال دهیم .

مراحل تصفیه بیولوزیکی با لجن فعال

• فاضلاب ته نشین شده د رحوض اولیه را که قسمتی از مواد معلق خود را از دست داده به واحد تصفیه زیستی فاضلاب انتقال دهیم .
• قسمت و یا تمامی لجن فعال یا توده های باکتری ته نشین شده در حوض هوادهی فاضلاب برگشت دهیم .
• مخلوط فاضلاب و لجن فعال برگشتی را در حوض هوادهی فاضلاب به طور دائم به هم زده تا توده های باکتری در آن ته نشین شود .
• مخلوط فاضلاب و لجن فعال حوض هوادهی فاضلاب را به حوض ته نشینی نهای انتقال می دهیم تا توده های باکتری در آن ته نشین شود .
• فاضلاب ته نشین شده در حوض نهایی را پس از گندزدایی فاضلاب دفع نموده یا در مصارف مختلف بکار می بریم .
• قسمت و یا تمامی لجن فعال ته نشین شده در حوض نهایی را به حوض هوادهی فاضلاب برمی گردانیم .

روش های هوادهی

هوادهی پراکنده

چربی ها و روغن های موجود در فاضلاب به کف مخازن تصفیه کننده برخورد می کنند و به سیستم های هوادهی شبکه پخش کننده متصل می شوند. هوا از طریق بلوک ها پمپاژ می‌شود و حباب هایی تشکیل می شود. حباب های تشکیل شده، هم اکسیژن تولید می کنند و هم عمل اختلاط را انجام می دهند.

در مواردی که ظرفیت محدود است، فاضلاب به طور غیر معمولی قوی می باشد و یا تصفیه فاضلاب سخت و مشکل است، به جای هوا از اکسیژن خالص استفاده می گردد. در روش هوادهی پراکنده در فرآیند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال، هوا توسط نوعی دمنده یا کمپرسور تولید می‌شود.

هوادهی سطحی

در روش هوادهی سطحی، از لوله هایی عمودی با قطر 1 متر استفاده می شود که از بالای پایه مخزن بتونی تا زیر سطح فاضلاب قرار می گیرند. هر یک از این لوله ها می توانند تا 10 متر ارتفاع داشته باشند. در انتهای سطح هر لوله، پره های مارپیچ مخروطی شکلی قرار دارد که به سطح داخلی متصل شده اند.

هنگامی که لوله چرخانده می شود، پره ها چربی و روغن موجود را به سمت بالا و خارج از مخروط ها هدایت می کنند و آنها را به پایه مخزن می رسانند. هر لوله، در یک سلول جداگانه قرار دارد و در صورت نیاز برای نگهداری، می تواند از سلول های دیگر جدا شود. لوله های موجود می توانند دارای 2 یا 4 پره باشند.

روش لجن فعال برای تصفیه فاضلاب از رایج ترین و پر استفاده ترین روش های تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی است که بر پایه تصفیه بیولوژیکی کار می کند. برای استفاده از این روش باید مشخصات فاضلاب، کیفیت و کمیت فاضلاب ورودی، شرایط محیطی از جمله دما، الزامات انتقال اکسیژن، میزان مواد سمی و دیگر مواد بازدارنده موجود، سینتیک واکنش و نیازهای تصفیه لجن بررسی شود.

منبع : hillwater