بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
روش های جدید تصفیه فاضلاب:
همواره توسعه جوامع بشری ورشد صنعت وفناوری مشکلات زیست محیطی به همراه داشته است. آلودگی حاصل ازفعالیتهای اجتماعی وصنعتی انسان موجب به مخاطره افتادن منابع آب هوا وخاک گردیده است.
امروزه بیشتر کشورهای دنیا در حال صنعتی شدن هستند. کشورما نیز از این مقوله عقب نمانده وصنایع با فناوری های نوین رو به گسترش هستند.این صنایع به دنبال خود آلاینده هایی رابه محیط دفع می کنند که چنانچه چاره ای برای دفع بهداشتی آن اندیشیده نشود در کوتاه مدت و دراز مدت موجب بحرانهای آلودگی خواهند شد.
صنایعی که فرایند تولیدشان نیاز به مصرف آب فراوان دارد موجب ایجاد پساب با حجم وغلظت آلودگی بالا می گرددوبه این ترتیب برای محیط زیست وبه
خصوص برای آبهای زیرزمینی خطرات فراوان دارند. از جمله این
صنایع می توان فاضلاب کشتارگاهها وفاضلاب صنعت نوشابه سازی
را نام برد.
فرایندهای بی هوازی از جمله روشهای تصفیه این فاضلابها
محسوب می شود.
این سیستم برای بارهای الی COD = 5000 _15000 میلی گرم
بر لیتر به کار میرود زمان ماند هیدرولیکی 4 _12 ساعت
قادر به کاهش 75 _85 درصد از COD میباشد
اسلاید 2 :
واحد UASB
یکی از پیشرفت های قابل توجه در تکنولوژی مربوط به سیستمهای تصفیه بی هوازی راکتور UASB می باشد که در اواخر دهه 70 میلادی در هلند شکل گرفت. در این فرایند، فاضلاب از انتهای راکتور UASB وارد آن شده و از میان واحد روکش لجن به سمت بالا جریان پیدا می کند. اجزای اصلی راکتور UASB سیستم توزیع فاضلاب ورودی، جداکننده فازگاز از جامد و طرح خروج پساب تصفیه شده می باشد. ویژگی اصلی سیستمهای UASB که به آن این امکان را می دهد تا در مقایسه با سایر فرایندهای بی هوازی از فاضلاب با بار COD بسیاربالاتری استفاده کند، تولید لجن به صورت گرانوله می باشد. تولید لجن بصورت دانه دانه در سیستمهای UASB به چندماه زمان احتیاج دارد که این زمان را با برخی افزودنی ها به آن، می توان کاهش داد
اجزای سیستم UASB عبارتند از:
۱- حوض یکنواختی
۲- راکتور UASB
حوض یکنواختی :
یکی از اجزای مهم UASB است که به منظورارتقاء سطح کمی وکیفی فاضلاب ارسالی به راکتور مورد استفاده قرار میگیرد. در این حوض در صورت لزوم PHفاضلاب به حدی که مورد نیاز UASB است اصلاح خواهد شد.
تنظیم PH باعث یکنواختی حوض در فاضلاب ورودی می گردد.وبرای تنظیم PH از محلول 50/. _ 25/.
درصد سود (NaOH ) پتاس KOH ) ) ویا هیدروکسید منیزیم Mg(OH)2 استفاده می کنند.
اسلاید 3 :
راکتور UASB:
تانکی است که از لجن بی هوازی با خواص ته نشینی خوب پر شده است . در این تانک هیچ گونه مواد نگهدارنده وجود ندارد. مبنای طراحی راکتور UASB می تواند بار هیدرولیکی یا زمان توقف فاضلاب در راکتور یا بار حجمی معادل کیلو COD یا BOD بارگذاری برهر متر مکعب حجم راکتورباشد. توصیه
شده است طراحی را بابار حجمی انجام ومحاسبات را با بار هیدرولیکی کنترل نمود
راکتورUASB از سه ناحیه مجزا تشکیل شده است که عبارتند از:
۱- ناحیه بستر لجن
۲- ناحیه پوشش لجن
۳- ناحیه ته نشین سازی وجداسازی گاز
فاضلاب بطور یکنواخت در سطح مقطع راکتوراز کف توزیع میشود
وابتدا ازناحیه بستر که از یک لجن متراکم با رسوب دهی بالا تشکیل
شده است عبور میکند غلظت جامدات در این بستر بیش
از۷٠ - ۴٠ گرم vss در لیتر گزارش شده است. قسمت بعدی راکتور
که فاضلاب آن می گذرد ناحیه پوشش لجن است که حدود 70٪
حجم کل راکتور رااشغال می کند.این ناحیه از دانه های ریزتر لخته ها
وحبابهای گاز تشکیل شده است که با رفتن به بالای راکتوراز جرم
حجمی وسرعت ته نشینی ذرات کاسته میشود غلظت لجن در
ناحیه پوشش در محدوده ۳٠–۱٠ گرم VSS در لیتر است . در بالای
راکتور دستگاه جدا کننده گاز- جامد ( GSS ) وجود دارد که مانع از
خروج لجن گرانولی می شود . زمان راه اندازی راکتور طولانی است
و راه اندازی سریع زمانی صورت می گیرد که ماده تلقیحی از راکتور
بی هوازی دیگر که فاضلاب مشابهی را تصفیه می کند به دست آید .
اسلاید 4 :
متداولترین مواد تلقیحی به کار گرفته شده : لجن هضم شده فاضلاب شهری – کود حیوانی هضم شده – لجن فعال – کود گاوی ولجن چسبیده در فاضلاب روها می باشد . در راه اندازی راکتور مقدار مواد مغذی به اندازه کافی باید وجود داشته باشد.
مسئله مهم در طراحی UASB پخش یکنواخت فاضلاب از کف که در تماس مداومش با لجن های گرانول است .چنانچه کار بخوبی انجام نگیرد COD فاضلاب کم نخواهد شد . کیفیت گرانول طوری است که فاضلاب تمایل دارد از لابلای آن بصورت تونلی عبور کند . از تعداد معینی پخش کننده در سطح راکتور استفاده کنند وباید طوری نصب گردد که:
توزیع یکنواخت فاضلاب ورودی انجام شود .
محل نصب پخش کننده ها قابل دسترسی وباز دید باشد.
رفع اشکال از پخش کننده ها معیوب براحتی امکان پذیر باشد .
اسلاید 5 :
فاضلاب ورودی از کف راکتور ضمن عبور از بستر لجن گرانول مواد آلی را به متان و گاز کربنیک و لجن
های جدید تبدیل می گردد . گاز آب و ذرات لجن بالا دست با راکتور حرکت نموده تا به جدا کننده فاز ها
برسند . گرانولها به قسمت ته نشینی رفته و گاز لجن از یکدبگرجدا وگاز از طریق مجاری خاص به سمت محل جمع آوری هدایت و لجن های گرانول مجددا" به سمت پایین راکتوریا بستر لجن خواهند رفت .
سیستم بیوگاز:
گازهای تولیدی راکتوردرمحل جمع آوری کننده و در محل جدا کننده سه فا زدر بالای راکتور جمع آوری
می شوند.میزان گاز متان تولیدی به COD فاضلاب مربوط است هر کیلو COD حدود 035 متر مکعب
متان تولید می کند .
در تصیه فاضلاب به وسیله راکتورUASB و هضم مواد پروتئنی .کربوهیدراتها و چربی ها مجموعا"
اسلاید 6 :
چهار مرحله قابل پیش بینی است که عبارتند از :
هیدرولیز
تجزیه اسیدی
پیدایش اسید استیک
تولید متان
فعل و انفعالات تجزیه بی هوازی در راکتورهای UASB :
اسلاید 7 :
در هیدرولیز مولکولهای درشت و پیچیده به ترکیبات محلول یا مولکولهای سبک تبدیل می شوند . در این
مرحله آنزیمهایی که توسط باکتریهای فرمانتاسیون بوجود آمده دخالت فعال دارند. پروتئین و
کربوهیدراتها به ترتیب به اسید های آمینه و قند محلول و چربیها به اسید چرب با مولکولهای دراز و
گلیسیرین تبدیل مگردند. عملا" میزان هیدرولیز مواد درراکتور UASB محدود ودر حرارت زیر 20
درجه سانتیگراد بسیار ناچیز است. مواد حاصل در مرحله هیدرولیز در مرحله اسیدی به ترکیبات آلی نظیر اسید های چرب فرار. الکل. اسید لاکتیک و موادی چون گاز کربنیک قابل جذب به وسیله باکتریها جهت ساخت سسلولهای جدید تبدیل میشوند . این مرحله از تصفیه راکتور ها به وسیله باکتریهایی که الزاما" بی هوازی هستند انجام خواهد گردید .
مواد به دست آمده در مرحله اسیدی شدن به متان هیدروژون و گازکربنیک باید مرحله استاتی را نیز
بگذرانند .
مهمترین عوامل موثر در مراحل چهار گانه هضم بی هوازی عبارتند از :
- درجه حرارت
- PH
- کافی بودن مواد غذایی
- عدم حظور مواد سمی
در تصفیه فاضلاب شهری و اکثر فاضلاب های صنعتی PH مناسبی برای تصفیه فاضلاب و همچنین مواد غذایی کافی برای فعالیت باکتریها موجود است و از عدم حضور مواد سمی در این فاضلاب میتوان اطمینان حاصل نمود . هضم بی هوازی به شدت به درجه حرارت مربوط است . در درجه حرارت 35 تا 40 درجه ساتیگراد باکتریهای مزوفیلیک و در 55 درجه سانتیگراد باکتریهای ترمو فیلیک دخالت دارند و
مناسبترین حرارت برای این فعل و انفعالات 30 تا 40 درجه سانتیگراد است . در مواردی لازم است
ازمتانهای تولیدی برای گرم کردن فاضلاب ورودی به راکتور استفاده نمائیم در صورت وجود سولفات زیاد
در فاضلابها به علت پیدایش هیدروژن سولفوره امکان ترش و اسیدی شدن فاضلاب و در نتیجه کم شدن PH و کاهش فعا لیت باکتریهای موجود است . روابط زیر تاثیر درجه حرارت بر هضم بی هوازی و تعیین میزان راندان راکتور های بی هوازی را بیانگر می باشد .
اسلاید 8 :
در رابطه فوق R30 و RT نشان دهنده میزان هضم در 30 درجه سانتیگراد و T در جه سانتیگراد است
مزایای استفاده از UASB در تصفیه فاضلابها :
هزینه احداث در مقایسه با سایر روشها ناچیز است .
نیاز به زمین بسیار کمی دارد .
به ماشین آلات برقی و مکانیکی خاص نیاز ندارد.
راندمان تصفیه نسبتا" بالا است.
فاضلاب تصفیه شده ای مطابق با سایر روشهای پر خرج تصفیه تولید می نماید.
تولید متان :
در صورت افزایش حجم راکتور بیش از 1000 متر مکعب
ساخت دو واحد ضرورت دارد .شکل چهار گوش برای
راکتور UASB به علت استفاده از دیواره های مشترک بین
آنها وکاستن از هزینه های ساخت بر انواع گرد ترجیح دارد .
مناسبترین ارتفاع برای راکتورها را بین 4 تا 6 متر توصیه
کرده اند و بهتر است راکتور در محلی استقرار یابد که
انتقال آن فاضلاب به آن نیاز به پمپاژ نداشته باشد. معمولا"
یکنواخت سازی کمی و کیفی فاضلاب قبل از ورود به UASB
اثرات مثبتی در راندمان آن خواهد داشت .
سرعت صعود فاضلاب در راکتور را برای ممانعت از بهم خوردگی
محتویات و جلوگیری از تماس بین فاضلاب ورودی و لجن های
راکتور حداکثر یک متر در ساعت تعیین می نمایند . برای پخش
یکنواخت فاضلاب در راکتورحداکثرپوشش هر ورودی را
2 تا 4 متر مربع در نظر می گیرند . میزان حذف مواد آلی از
فاضلاب در راکتور UASB حدود 50 % تا 70 % است و
چنانچه لازم باشد حذف آلودگی تا 95 % ادامه می یابد.
اسلاید 9 :
سیستم بیومس ( لجن گرانولی ) :
قسمت کمی از COD تبدیل شده به باکتریهای جدید در راکتورهای بی هوازی تبدیل میگردد. در حین بهره برداری از UASB زمانی می رسد که پایه لجن زائد از سیستم تخلیه گردد.
مزایای کاربرد سیستم بیومس :
1 _ در فضای کمتر نسبت به روش هوازی با راندمان بالاتر قابل استفاده است .
2_ محصولات قابل مصرف که تا 75 % متان است .
3_ قابلیت تصفیه 15000 _ 5000 میلی گرم در لیتر .
4 _ 95 % تبدیل به گاز و 5 % آن تبدیل بهسلول جدید میشود .
5 _ مواد زائد حاصل پایدار می باشد و تولید بو جلب حشرات در حین تخلیه لجن ناچیز است .
6 _ لجن گرانولی شبیه زغال فعال و خاویار تولید می نماید که قدرت ته نشینی خوبی دارد .
7 _ باکتریهای بی هوازی را می توان برای مصارف بعدی به مدت نسبتا" طولانی در یک محل نگه داشت
اسلاید 10 :
مثال عملی طراحی :
فاضلاب شهر بوکارامانگا ( Bucaramanga ) در کلمبیا دارای مشخصات زیر است :
COD 520 _ 430 میلی گرم در لیتر
BOD 220 _ 190 میلیگرم در لیتر
کل مواد معلق 250 _200 میلیگرم در لیتر
ازت آلی 30 _ 25 میلی گرم در لیتر
PH 1/7 _ 6/6 میلی گرم در لیتر
درجه حرارت 24 _ 23 درجه سانتیگراد
کیفیت فاضالب تصفیه شده و در صد حذف آلودگی ها نیز مطابق زیر است :
