طراحی واحدهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

طراحی واحدهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

طراحی واحدهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

فرمت: pdf  تعداد صفحات: 104

طراحی واحدهای ثانویه تصفیه بیولوژیکی، فرآیند رشد معلق

• واحدهای رشد معلق در تصفیه بیولوژیکی
  • فرآیند لجن فعال
    • مفاهیم
    • مکانیسم حذف
    • انواع فرآیندهای لجن فعال
    • بررسی طراحی
    • مراحل طراحی
    • طراحی معیار برای ASP
  • تانک ته نشینی ثانویه
    • نظریه
    • معیارهای طراحی برای تانک ته نشینی ثانویه (SST)
  •  مثال های طراحی
  • سیستم هوادهی گسترده
    • تانک هوادهی
    • لاگون هوادهی
    • مثال های طراحی
  • برکه های تثبیت
    • مکانیزم حذف
    • طبقه بندی تانک ها
    • ملاحظات طراحی
    • معیارهای طراحی
    • نمونه های مربوط به طراحی

طراحی واحدهای تصفیه بیولوژیکی هوازی، فرآیندهای رشد (چسبیده)

• مقدمه
• صافی های چکنده
  • مفاهیم
  • طبقه بندی
  • معیارهای طراحی
  • معادلات مربوط به طراحی
  • نمونه های مربوط به طراحی
• برج های بیولوژیکی (BIO-TOWERS)
• دیسک های دوار بیولوژیکی
  • مفاهیم
  • مکانیزم حذف
  • طبقه بندی
  • ملاحظات مربوط به طراحی
  • معیار های طراحی
  • مثال طراحی

 واحدهای رشد معلق در تصفیه بیولوژیکی

مهم ترین واحدهای رشد معلق در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، عموما برای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب خانگی به صورت زیر به کار می روند.

• فرآیند لجن فعال
• لجن فعال از نوع هوادهی گسترده یا ممتد
• لاگون های هوادهی
• برکه های تثبیت

این سیستم های فرآیندی به صورت خلاصه با مثال های طراحی مختلف در بخش های زیر مورد بحث قرار می گیرند.

 فرآیند لجن فعال

– مفاهیم

فرآیندهای لجن فعال (Activated sludge process -ASP) در فرآیند بیولوژیکی به طور متعارف در دسترس طراحان برای تصفیه انواع مختلف فاضلاب به کار می رود. اساسا این یک نوع رشد هوازی در فرآیند بیولوژیکی است که از میکروارگانیسم های فعال به صورت معلق در رآکتور برای باز مخلوط و تثبیت مواد آلی محلول و ذره ای (کلوئیدی و معلق) موجود در فاضلاب استفاده می کند. بایومس فعال معلق که لجن فعال نامیده می شود به صورت مواد جامد معلق فرار در فاضلاب (MLSS) است. این فرآیند اساسا دو عملکرد مجزا دارد که سنتز سلول های جدید و تثبیت هوادهی) مواد آلی است. در عملکرد این فرآیند به صورت متداوم، مواد جامد بایومس در یک تانک هوادهی تولید می شوند و سپس در واحد ته نشینی ثانویه ته نشین شده و غلظت آنها افزایش می یابد. بخش عمده ای از توده بیولوژیکی با لجن تولید شده از طریق خط برگشت به تانک هوادهی برگشت داده می شود تا سیستم را به صورت فعال نگه دارد و لجن مازاد از واحد ته نشینی ثانویه تخلیه می شود. پساب حاصل از تصفیه به صورت بار سرریزی از تصفیه خانه خارج می شود. پساب خروجی از تصفیه خانه برای مصارف گوناگون مورد استفاده قرار گیرد؛ بنابراین سیستم تصفیه به صورت نرمال شامل موارد زیر است:

• یک رآکتور یا تانک هوادهی که در آن میکروارگانیسم ها به صورت معلق و با اختلاط در فاضلاب یا تانک هوادهی و با هوا دادن نگهداری می شود.
• تانک ته نشینی ثانویه که در آن مواد جامد معلق یا توده های بیولوژیکی تولید شده در رآکتور هوادهی جدا شده و به صورت ثقلی ته نشین می شوند.
• خط برگشت بخشی از لجن فعال از کف واحد ته نشینی ثانویه به تانک هوادهی جهت فعال نگه داشتن سیستم تصفیه.

مکانیسم حذف

جهت حذف مواد جامد کلوئیدی معلق با جذب سطحی فیزیکی شیمیایی در توده بیولوژیکی فعال و نیز به دام انداختن در تجمع بیولوژیکی صورت می گیرد؛ بنابراین مخلوط مناسب فاضلاب با بایومس در رآکتور بسیار ضروری است. مواد جامد آلی محلول، توسط توده های بیولوژیکی جذب شده و سپس توسط میکروارگانیسم ها تجزیه و تثبیت می شوند. در خلال تجزیه بیولوژیکی در اثر هوادهی مواد جامد آلی، بخشی از مواد آلی در اثر واکنش زیستی به سلول های جدید باکتری تبدیل می شوند و باقی مانده آنها به صورت لجن تثبیت می شود. بخشی از سلول های باکتری در اثر کاهش مواد آلی و منبع انرژی توسط باکتری های دیگر اکسید می شوند؛ که این فرآیند خود خوری یا تنفس درون سلولی در فاز رشد میکروبی نامیده میشود. اکسیژن جهت انجام فاز هوادهی، فاز تولید سلول جدید باکتری و همچنین فاز خود خوری باکتری ها ضروری می باشد. معمولا اکسیژن مورد نیاز با هوا دادن فاضلاب توسط هواده های سطحی یا پخش هوا توسط هوا پخش کن ها در کف واحد هوادهی تأمین می شود. سیستم هوادهی به گونه ای طراحی می شود که ضمن ایجاد اختلاط کامل فاضلاب در رآکتور هوادهی توده های بیولوژیکی مناسب در آن ایجاد می شود.

فرآیندهای جانبی مربوط به حذف مواد آلی محلول و کلوئیدی به شرح زیر میباشد:

• فرآیندهای حل شدن اکسیژن در مایع یا فاضلاب با هوا دادن فاضلاب
• اختلاط متلاطم فاضلاب و بایومس در رآکتور هوادهی
• میکروارگانیسم ها (سنتز سلولی)
• بایومس حاصل از تولید مواد پلیمری سلولی در مراحل هوادهی خودکار
• هوادهی خودکار سلول ها (تنفس درون سلولی)
• آزادسازی دی اکسید کربن CO₂ از توده سلولی فعال
• تجزیه یا اختلاط سلول های مرده

– انواع فرآیندهای لجن فعال

تعداد حالت های طراحی فرآیندهای لجن که امروزه برای تصفیه فاضلاب های صنعتی و خانگی وجود دارد به هدف اصلی در تصفیه فاضلاب بستگی دارد. مثلا اینکه آیا فقط باید محتوای مواد آلی یا نیتروژن و یا فسفر در محتوای مواد آلی تجزیه شود اگرچه دو نوع مهم فرآیند لجن فعال که اغلب در این زمینه استفاده می شوند، به صورت زیر توصیف می شوند:

فرآیند لجن فعال متعارف:

این سیستم شامل یک تانک هوادهی و یک زلال ساز می باشد که در شکل ۸-۱ نشان داده شده است. پساب خروجی از PST که پساب زلال شده هم نامیده می شود، وارد تانک هوادهی شده و با لجن برگشتی از زلال ساز مخلوط می شود. بنابراین میزان نیاز میکروارگانیسم ها به اکسیژن در بخش اولیه تانک هوادهی بیشتر است. این میزان نیاز به علت شوک بارگذاری نزدیک پایانه ورودی بیشتر افزایش می یابد. بنابراین بایومس سنتز شده هم نزدیک پایانه ورودی بیشتر است اما در طول تانک هوادهی به طرف پایانه خروجی کمتر می شود. جمعیت میکروبی و سیستم بندرت به شرایط متعادل ثابت شبیه به سیستم اختلاط کامل می رسد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.