تصفیه ثانویه فاضلاب شامل چیست؟

تصفیه ثانویه (تصفیه بیولوژیکی) چیست و چگونه انجام می شود؟

عبارت تصفیه ثانویه به تمامی فرایندهای سیستم تصفیه آب صنعتی انجام شده در تصفیه خانه اعم از هوازی و غیرهوازی اطلاق می شود. روشهای رایج در تصفیه ثانویه فاضلاب عبارتند از:

1- روش لجن فعال،

2- هوادهی ممتد،

3- لاگونهای هوادهی،

4- استخرهای متعادلسازی،

5-  دستگاه تصفیه آب صنعتی 5 متر مکعب

6- تصفیه بی هوازی،

روش لجن فعال بصورت یک فرایند پیوسته و با بازگشت مجدد لجن بیولوژیک شناخته می شود. سیستم لجن فعال از سه بخش اصلی تشکیل یافته است.

1- یک راکتور که در آن میکروارگانیسم های موجود در فاضلاب بصورت معلق و در معرض هوادهی قرار دارند.

2- جداسازی فاز جامد از مایع که معمولا در یک تانک جداسازی انجام می شود.

3- یک سیستم برگشتی برای بازگرداندن مواد جامد جدا شده از فاز مایع در تانک جداسازی به راکتور. ویژگی مهم روش لجن فعال شکل گیری مواد جامد لخته شده و قابل ته نشینی است که این مواد در تانکهای ته نشینی از فاضلاب جدا می شوند. هوادهی ممتد (Extended) شبیه روش لجن فعال متعارف بوده اما از جهاتی با آن متفاوت است. ایده اصلی در این روش که آنرا از روش لجن فعال متعارف متمایز می کند، به حداقل رساندن میزان لجن اضافی تولید شده می باشد. این امر از طریق افزایش زمان ماند تامین می شود. بنابراین حجم راکتورها در این روش از حجم راکتورهای لازم برای روش لجن فعال بزرگتر است.

لاگونهای هوادهی حوضهایی با عمق 1.5 تا 4.5 متر هستند که در آنها اکسیژن دهی به کمک واحدهای هوادهی انجام می شود. جریان در لاگنهای هوادهی بصورت یکطرفه بوده و لجن دوباره به آن بازنمی گردد. استخرهای متعادلسازی از هیچ تجهیزی جهت هوادهی استفاده نمی کنند. اکسیژن مورد نیاز این استخرها از طریق هوای عبوری از سطح فاضلاب و نیز جلبکها که با انجام عمل سنتز اکسیژن تولید می کنند، تامین می شود. استفاده از این روش زمانی امکان پذیر است که مساحت زیاد زمین با قیمت پایین در دسترس بوده و کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده چندان بالا نباشد. تصفیه بی هوازی علاوه بر تصفیه فاضلاب در هضم لجن نیز بکار می رود. این فرایند شامل دومرحله است:

1- تخمیر اسید،

2- تخمیر متان. در مرحله تخمیر اسید، مواد آلی به اسیدهای آلی و عمدتا اسید استیک می شکنند. در مرحله تخمیر متان، میکروارگانیسمهای متان اسیدهای آلی را به متان، دی اکسیدکربن و یک اسید با زنجیره کربن کوتاهتر تبدیل می کنند.

روش تصفیه بی هوازی به دلیل اینکه از هیچ تجهیزی استفاده نمی کند، روشی ارزان است. از طرف دیگر زمان ماند مورد نیاز آن در مقایسه روشهای هوازی بسیار بیشتر است. بوی بد حاصل از فرایند بی هوازی، که عمدتا ناشی از تولید H2S می باشد، سبب شده تا استفاده از این روش بخصوص در مناطق شهری با محدودیت مواجه شود .

تصفیه بیولوژیکی :

تصفیه بیولوژیکی ،موثرترین روش برای کاهش مواد آلی موجود در آب ها و پساب ها است. این نوع تصفیه بر اساس نوع میکروارگانیزم های فعال در آن به دو دسته زیر تقسیم بندی می شوند :
1) تصفیه بیولوژیکی هوازی
2) تصفیه بیولوژیکی غیر هوازی

تصفیه بیولوژیکی هوازی :

سیستم های تصفیه بیولوژیکی هوازی شامل هوادهی ، لجن فعال و صافی های بیولوژیکی استخرهای اکسیداسیون و سیستم های چرخان می باشند. در این روش میکروارگانیسم ها عامل اصلی واکنش های تجزیه مواد آلی هستند و انرژی حاصل از این سوخت و ساز برای ادامه حیات اعمال زیستی آنها بکار می رود. و محصولات حاصل از این سوخت و ساز مواد پایداری نظیر CO2 ، آب و آمونیاک می باشند. قسمتی از مواد آلی نیز برای ساخت و سنتز سلول های جدید مورد استفاده قرار میگیرند.
سلولهای جدید پروتوپلاسم سنتز
® آنزیم حاصل از میکرو ارگانیزم ها ¾ + ماده آلی
مواد حاصل از واکنش® انرژی

هوادهی و تولید لجن فعال : 

پسابی که وارد مخزن می شود ، دارای مواد آلی است که منبع تغذیه باکتری ها می باشد. باکتریها ، مواد آلی و اکسیژن موجود در پساب را مصرف کرده و CO2 تولید می کنند . سایر میکروارگانیزم ها نیز از باکتری ها تغذیه می کنند. بنابراین بعد از مرگ باکتری ها مقداری از مواد مصرف شده به سیستم برگردانده می شود ولی میکروب ها برای سنتز از مواد آلی استفاده می کنند و به رشد خود ادامه میدهند. بنابراین وارد کردن مقدار زیادی از میکروارگانیزم ها به یک مخزن پساب و دمیدن هوا در آن برای چند ساعت مواد آلی موجود در آب به مصرف میکروارگانیزم ها می رسد.

سپس همین موجودات ذره بینی به صورت لخته هایی ته نشین می شوند و آب خروجی که مواد آلی خود را از دست داده به صورت شفاف از مخزن خارج می شود ، لخته های ته نشین شده به مخزن هوادهی بازگشت داده می شوند تا فرایند تکرار شود. باکتری ها و ذرات معلق را که قابلیت ته نشینی دارند به مخزن هوادهی وارد می سازند که به آن لجن فعال گفته میشود. هوای دمیده شده به داخل مخزن هوادهی دو کار انجام میدهد :
1) تامین اکسیژن کافی برای میکروارگانیزم ها
2) همزدن و مخلوط کردن پساب با لجن فعال و ایجاد سطح تماس بیشتر

تصفیه بیولوژیکی غیر هوازی :

سیستم های تصفیه بیولوژیکی هوازی ، سیستم های بسیار مناسبی برای حذف آلودگی های مواد آلی موجود در پساب هستند ولی مشکلاتی را نیز در بر دارند که یکی از آنها موضوع دفع لجن تولید شده می باشد که در حد بالایی از هزینه ها و فضای تصفیه خانه را به خود اختصاص می دهد. در تصفیه بیولوژیکی غیر هوازی پساب با تعداد زیادی از میکروارگانیزم ها مخلوط می شود که در این روش هوا دخالتی ندارد در این روش باکتری ها رشد می کنند و مواد آلی موجود در پساب را به دی اکسید کربن و گاز متان تبدیل می کنند.

بر خلاف روش هوازی تصفیه پساب ، تصفیه غیر هوازی چنان است که انرژی مورد نیاز میکروارگانیزم ها بسیار کمتر است و در نتیجه رشد این باکتری ها از آهنگ کمتری برخورداری است و قسمت کوچکتری از پساب به سلول های جدید تبدیل می شوند و قسمت بیشتری از پساب ، قابل تجزیه به گاز متان و دی اکسید کربن می باشد . تغییر و تبدیل به گاز متان نشانگر تثبیت پساب می باشد و از آنجا که گاز متان غیر محلول و فرار است می توان آن را جمع آوری کرده و به عنوان منبع انرژی گرمایی مورد استفاده قرار داد.

امتیازات تصفیه به روش غیر هوازی :

1) تولید کم سلول های بیولوژیکی به عنوان لجن
2) احتیاج کم به مواد غذایی معدنی
3) عدم احتیاج به اکسیژن و وسایل هوادهی
4) تولید گاز متان به عنوان محصول نهایی

معایب تصفیه به روش غیر هوازی :

در این روش نسبت به روش تصفیه هوازی به دمای بالاتری نیاز است و دمای مورد قبول حدود 95-85 درجه فارنهایت می باشد. عیب دیگر این روش ، رشد نسبتا کند باکتری های تولید کننده گاز متان است لذا مدت زمان طولانی تری جهت شروع و بکار اندازی واحدهای تصفیه احتیاج است.

هدف از تصفیه ثانویه

هدف از تصفیه ثانویه، تصفیه بیشتر پساب حاصل از تصفیه اولیه برای از بین بردن موادآلی باقی مانده و مواد جامد معلق است.

در بیشتر موارد ، درمان ثانویه از تصفیه اولیه پیروی می کند و مستلزم حذف مواد آلی محلول و کلوئیدی قابل تخریب با استفاده از فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی هوازی است. تصفیه بیولوژیکی هوازی  با حضور اکسیژن توسط میکروارگانیسم های هوازی (به طور عمده باکتری ها) انجام می شود که مواد آلی موجود در فاضلاب را متابولیزه می کند، در نتیجه میکروارگانیسم های بیشتری و محصولات نهایی معدنی (بطور عمده CO2 ، NH3 و H2O) تولید می شود.

چندین فرآیند بیولوژیکی هوازی برای تصفیه ثانویه مورد استفاده قرار می گیرد که در درجه اول با نحوه تأمین اکسیژن به میکروارگانیسم ها و میزان سرعت ارگانیسم ها مواد آلی متفاوت است. فرآیندهای بیولوژیکی پر سرعت با حجم نسبت کم رآکتور و غلظت بالای میکروارگانیسم ها در مقایسه با فرآیندهای سرعت پایین مشخص می شوند. در نتیجه، سرعت رشد ارگانیسم های جدید به دلیل داشتن محیطی که به خوبی کنترل می شود، در سیستم های پر سرعت بسیار بیشتر است. میکروارگانیسم ها بایداز فاضلاب تصفیه شده جدا شوند تا پساب ثانویه شفاف تولید شود. مخازن رسوبگذاری مورد استفاده در تصفیه ثانویه، که اغلب به عنوان شفاف کننده ثانویه از آنها یاد می شود، به همان روش اساسی همانند شفاف کننده های اصلی که قبلاً شرح داده شده اند، عمل می کنند.

فرآیندهای پر سرعت رایج شامل فرآیندهای لجن فعال، فیلترها یا بیوفیلترها،اکسیداسیون و کنتاکتورهای بیولوژیکی دوار (RBC) است. ترکیبی از دو مورد از این فرایندها به صورت سری (به عنوان مثال ، بیوفیلتر به همراه لجن فعال) گاهی اوقات برای تصفیه فاضلاب شهری که حاوی غلظت بالایی از مواد آلی از منابع صنعتی است، استفاده می شود.

منبع : ameriwater