فرآیند لجن فعال چیست؟
31 خرداد 1395
فرآیند لجن فعال
فرآیند لجن فعال غالباً برای تصفیه فاضلاب شهری به کار می رود و کارامدترین و مؤثرترین فرآیند تصفیه فاضلاب است. تصفیه فاضلاب به صورت بیولوژیکی فرآیندی است که در آن ارگانیسم های میکروسکوپی برای تجزیه یا حذف مواد زائد استفاده می شود. ساده ترین شکل این فرآیند شامل یک حوضچه ته نشینی و یک حوض زلال ساز می باشد.
در فرآیند لجن فعال از یک یا چند تانک (تانک هوادهی) به شکل سری برای تجزیه یا اکسید نمودن فاضلاب استفاده می شود و به عنوان یک راکتور بیولوژیکی یا تقویت کننده است. در این راکتور تعداد نسبتاً زیادی از باکتریها به همراه اکسیژن محلول و پساب حاوی مواد زائد نیتروژن دار و کربن دار وجود دارند. در حضور اکسیژن محلول، باکتریها مواد زائد کربن دار و نیتروژن دار را تجزیه می کنند.
اکسیداسیون فاضلاب به واسطه اختلاط فاضلاب با هوا و حضور غلظتهای بالای باکتری در زمان ماند مناسب انجام می گیرد. اکسید شدن فاضلاب سبب تولید بیشتر باکتریها می شود. این باکتریها به شکل ذرات فلوک از حوض هوادهی وارد زلال ساز می شوند و در کف حوض زلال ساز ته نشین شده و برای تجزیه بیشتر به حوض هوادهی و یا برای حذف از فرآیند ، برگشت داده می شوند.
به دلیل هوادهی لجن و فعال شدن باکتریها در طول هوادهی اصطلاح لجن فعال برای شرح فرآیند به کار می رود. یعنی فرآیندی که باکتریها در پالایش فاضلاب در راخل تانک هوادهی فعال هستند.
یونهای آمونیوم تولید شده در سیستم فاضلابرو و تانک هوادهی جزو مواد غذایی مورد نیاز باکتریها می باشد که طی هیدرولیز یا آمین زدایی، نیتروژن را به فرم یون آمونیوم اکسید می کنند. اکسیداسیون یونهای آمونیوم به وسیله باکتریها، نیتریفیکاسیون نامیده می شود. باکتریها با اکسید کردن یونهای آمونیوم در تانک هوادهی سبب آزاد شدن یونهای نیتریت می شوند.
وجود ترکیبات نیتروژن دار یا مواد زائد حاوی نیتروژن در پساب خروجی از فرآیند لجن فعال می تواند اثر نامطلوبی بر کیفیت آبهای پذیرفته داشته باشد. مهمترین ترکیبات نیتروژن دار که سبب آلودگی آبهای پذیرنده می شوند ترکیباتی با بارهای مثبت و منفی شامل یونهای آمونیوم، نیتریت و نیترات می باشند. از مهمترین اثرات نامطلوب گزارش شده از حضور مواد زائد نیتروژن دار، کاهش اکسیژن محلول، سمیت، اوتریفیکاسیون و بیماری مت همو گلوبینمیا می باشد.
نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون
برای کاهش اثرات زیان آور مواد زائد نیتروژن دار روی آب پذیرنده، نیاز به وضع مقررات منطقه ای جهت پایین آوردن مقادیر مواد زائد نیتروژن دار در پساب های خروجی و همچنین استفاده از فرآیندهای نیترات سازی و نیترات زدایی در فرآیند تصفیه لجن فعال می باشد.
لازمه انجام نیتریفیکاسیون محدود کردن تخلیه آمونیوم انتشار یافته و لازمه انجام دنیتریفیکاسیون محدود کردن تخلیه کل نیتروژن یا کل نیتروژن کجلدال می باشد.
نیتریفیکاسیون بیولوژیکی تبدیل یا اکسیداسیون یونهای آمونیوم به یونهای نیتریت و سپس یونهای نیترات می باشد. در طی اکسیداسیون یونهای آمونیوم و نیتریت، به واسطه گروهی از ارگانیسم های منحصر به فرد (باکتریهای ازته) اکسیژن به یونها اضافه می شود.
وقوع پدیده نیتریفیکاسیون در طبیعت و به خصوص خاک اهمیت زیادی دارد زیرا نیتروژن به عنوان یک ماده مغذی در گیاهان به شکل یونهای نیترات جذب می شود. وقوع این پدیده در آب و تصفیه فاضلاب برای دستیابی به اهداف خاص و پیشگیری از مشکلات ایجاد شده در بهره برداری نیز دارای اهمیت می باشد. یونهای آمونیوم در طی فرآیند نیتریفیکاسیون اکسید می شوند اما آمونیاک اکسید نمی گردد. مقادیر آمونیاک و یونهای آمونیوم در یک تانک هوادهی بستگی به pH و درجه حرارت لجن فعال دارد.
دنیتریفیکاسیون فاضلاب توصیفی توصیفی است که استفاده از یونهای نیتریت یا نیترات به وسیله باکتریهای اختیاری بیهوازی (باکتریهای نیتراته)، جهت تجزیه cBOD را بیان می کند. دنیتریفیکاسیون اغلب به دنبال نیتریفیکاسیون هوازی می باشد. شکلهای مختلف از ترکیبات نیتروژنه را از فاضلاب جدا می کند. دنیتریفیکاسیون در شرایط آنوکسیک رخ می دهد. بنابراین دنیتریفیکاسیون می تواند شرایط مناسب بهره برداری را بهبود بخشد و یا می تواند به مشکلات بهره برداری کمک کند.
نیتریفیکاسیون نیتروژن را از فاضلاب حذف نمی کند بلکه آن را از فرم یون آمونیوم به یون نیترات انتقال می دهد. ولی دنیتریفیکاسیون نیتروژن را با تبدیل به گاز نامحلول و خروج به اتمسفر از فاضلاب حذف می کند. در طی فرآیند دنیتریفیکاسیون در کنار مولکول نیتروژن، اکسید نیتروس N2O تولید می شود. این گاز نیتروژنه در فاضلاب به صورت نامحلول بوده و به اتمسفر وارد می گردد.
