بخشی از مقاله
چکيده
با توجه به ضرورت شناخت فرآيندهاي کاربردي تصفيه ي فاضلاب شهري و اينکه فرآيند بيولاک در حال حاضر يکي از مهمترين گزينه هاي انتخاب روش تصفيه در کشور ميباشد، تصميم به مطالعه ي اين فرآيند گرفته شد.
دراين مطالعه نياز به ساخت پايلوت بيولاک احساس ميشد، که بعد از طراحي و پيش بيني تجهيزات مورد نياز اقدام به ساخت پايلوت جهت بررسي بيولوژيکي فرآيند شد. در اين مرحله بعد از فراگيري مباني بهره برداري از پايلوت ، اقدام به بهره برداري ازپايلوت مذکور در تصفيه خانه شهرک اکباتان تهران گرديد. با بررسيهاي انجام شده ، نحوه ي عملکرد اين سيستم در زمان ماند هيدروليکي و سلولي و غلظت هاي متفاوت مخلوط حوض هوادهي در حذف BOD و COD آشکارشد. همچنين از نتايج حاصل ضرايب سنيتيکي K,Kd,Y,Ks، در غلظت هاي٣٥٠٠و٤٥٠٠ميليگرم بر ليتر بدست آمد. اميد است که مطالب ارايه شده در اين مطالعه در جهت پيشبرداهداف علمي پژوهشي کشور باشد.
کلمات کليدي : ضرايب سنيتيکي، بيولاک
١- مقدمه
فرآيند بيولاک از جمله فرآيندهاي پيشرفته در تصفيه فاضلاب شهري مي باشد. با توجه به نوين بودن اين فرآيند در داخل کشور نياز به انجام مطالعات متعدد بر روي فرآيند بيولاک احساس ميشود. در اين مقاله ضمن شرح مختصري از فرآيند بيولاک به ارايه پاره اي از نتايج حاصله از بررسي بيولوژيکي اين فرآيند در مقياس پايلوت پرداخته خواهد شد.
٢- تاريخچه روش بيولاک
با افزايش جمعيت و گسترش صنعت تصفيه فاضلاب ، متخصصان اين صنعت همواره به دنبال روشهايي بوده اند که ضمن کاهش هزينه سرمايه گذاري اوليه نيازهاي کيفي در حال و آينده را مرتفع سازند. به همين دليل اين صنعت همواره با ابداع روشهاي نويني از قبيل سيستم راکتورهاي ناپيوسته ، کانالهاي اکسيداسيون و... مواجه بوده است . از جمله اين روشها ميتوان به روش بيولاک که در اواخر دهه ي ٧٠در اروپا ارايه شد،اشاره داشت . امروزه بيش از هزاران تصفيه خانه فاضلاب شهري، صنعتي از اين روش براي تصفيه فاضلاب استفاده مي کنند. در ايران براي اولين بار در اروميه از روش بيولاک براي تصفيه فاضلاب شهري استفاده شد.
٣- شرح فرآيند بيولاک
فرايند بيولاک ويرايش هاي متعددي ميتواند داشته باشد، از جمله ي اين ويرايشها ميتوان به بيولاک مجهز به حذف فسفر و يا حذف نيتروژن اشاره کرد. دراين قسمت جهت آشنايي کامل به شرح قسمتهاي مختلف يک فرآيند کامل بيولاک در تصفيه فاضلاب شهري پرداخته خواهد شد. در اين سامانه فاضلاب پس از جمع آوري بوسيله ي شبکه جمع آوري وارد تأسيسات تصفيه خانه ميشود. يک سامانه کامل بيولاک شامل قسمت هاي اصلي زير مي باشد[٣]:
١-آشغالگيري درشت
٢- حوض دانه گيري
٣- ايستگاه پمپاژ(در صورت نياز)
٤-آشغال گير ريز
٥- فرآيند يکپارچه لجن فعال
٦-گندزدايي
شرح دقيق و کامل مراحل مختلف سيستم بيولاک خارج از حوصله اين مقال مي باشد. باتوجه به موضوع اين تحقيق در ادامه به شرح فرآيند يکپارچه لجن فعال در سيستم بيولاک پرداخته خواهد شد.
١-٣- فرآيند يکپارچه لجن فعال بيولاک
فرآيند يکپارچه ي لجن فعال بيولاک شامل يک حوض که توسط جداکننده ها به چهار حوض ، حذف فسفر، هوادهي، ته نشيني و زلال سازي تقسيم مي شود.
١-١-٣-حوض بيهوازي بيولاک (جهت فسفر)
فسفر در فاضلاب به شکل ارتو فسفات ، پلي فسفات و ترکيبات آلي فسفر ديده مي شود. اين دو ترکيب تا ٧٠% فسفر ورودي را تشکيل مي دهند. ميکروارگانيزم ها در حين سنتز سلولي و انتقال انرژي، فسفر را مصرف مي کنند. در نتيجه ،١٠تا ٣٠درصد فسفر ورودي در حين تصفيه زيستي ثانويه جدا مي شود. براي دستيابي به غلظت پايين فسفر در پساب خروجي،لازم است بيش از حد لازم براي حيات و سنتز سلولي فسفر مصرف شود. در شرايط خاص هوازي، ممکن است ميکروارگانيزم ها بيش از حد نياز خود فسفر جذب کنند. تحت شرايط بياکسيژن ميتوان فسفر را از سلولها آزاد کرد. جداسازي زيست شناختي فسفر با کارکردن به شيوه ي متوالي و ايجاد شرايط محيطي مناسب در راکتور ممکن مي شود. آسينتوباکتر يکي از ارگانيسم هاي مهمي است که جداسازي فسفر را انجام ميدهد. اين ارگانيسم تحت شرايط بيهوازي در مقابل اسيدهاي چرب فرار(VFA)موجود در فاضلاب ،با آزادسازي فسفر ذخيره خود از خود عکس العمل نشان مي دهد.اسيدهاي چرب فرار مواد بنيادي مهمي براي آسينتوباکتر، در هنگام رقابت با دگرپرورها هستند. اگر بعد از يک ناحيه ي بي هوازي،يک ناحيه ي هوازي (اکسيژني) قرار گيرد، جذب فسفر ميکروارگانيسم ها در حد طبيعي خواهد بود. فسفر نه تنها به مصرف حفظ حيات ،سنتز و انتقال انرژي سلولي ميرسد بلکه براي استفاده ي ميکروارگانيسمها بعدي نيز ذخيره ميشودبدين ترتيب جداسازي فسفر مستلزم استفاده از راکتورهاي هوازي، بيهوازي يا ناحيه ي هوازي بيهوازي درون يک راکتور است . که سامانه بيولاک نيز از همين ايده و قرار دادن يک ناحيه بيهوازي وسيستم اکسيداسيون موجي که در ادامه شرح داده خواهد شد، جهت حذف فسفر استفاده مي کند.[٤]
٢-١-٣-حوض هوادهي
حوض هوادهي بيولاک براي سيستم هوادهي گسترده با بارآلي کم طراحي مي شود. معمولانسبت (F.M)بين ٠.٠٤-٠.٠٧و غلظت مايع (MLSS)در باز ه اي بين mg.l٢٥٠٠-٤٥٠٠ميباشد.[٢]در واقع بيولاک در زمره ي فرآيندهاي هوادهي گسترده لجن فعال مي باشد. در اين نوع از سيستم ها تصفيه بيولوژيکي فاضلاب در مرحله ي درون زا منحني رشد کار ميکند کارکردن در اين مرحله مستلزم بارگذاري اندک مواد آلي و هوادهي طولاني ميباشد ساختمان خاکي حوض به ما اين امکان را ميدهد که سيستم را براي سن طولاني تري از لجن (٥٠-٣٠روز) طراحي کنيم . پارامترهاي طراحي سيستم بيولاک اين سيستم را قادر به جذب قسمت قابل توجهي از بارگذاري معلق ورودي بدون اثر بر کيفيت خروجي مي کند. عمده ي حذف کربن در حوض هوادهي انجام ميشود. با تغييري در نحوه ي هوادهي بيولاک اين سامانه قادر به حذف نيتروژن خواهد شد. همچنين با تغيير مختصري در نحوه ي هوادهي حوض بيولاک ميتوان بيولاک را مجهز به فرآيند حذف نيتروژن نيز کرد. اين کار از طريق فرآيند اکسيداسيون موجي حاصل مي شود.[٨]١-٢-١-٣-اکسيداسيون موجي
در صورتي که در فرآيند بيولاک بخواهيم حذف نيتروژن داشته باشيم اين عمل را ميتوان از طريق فرآيند اکسيداسيون موجي حاصل نمود. اين عمل در واقع با عبور فاضلاب از مناطق اکسيژني و بي اکسيژني در سرتاسر سيستم تصفيه با استفاده از تنظيم سيکل هوادهي، انجام ميشود. در اين فرآيندها کربن درون فاضلاب و کربن باقيمانده در تکه هاي بافت سلولي باکتريايي پس از فساد درونزاد ارگانيسم ها براي شوره زدايي (دنيتريفيکاسيون ، آزاد شدن گاز نيتروزن ) شوره (نيترات NO٣) توليد شده در فرآيند شوره سازي (نيتريفيکاسيون ) (که در طي هوادهي فاضلاب ايجاد مي شود) بکار ميرود. نحوه ي عملکرد اين سيستم بسيار ساده ميباشد.تصوير شماتيک اکسيداسيون موجي گوياي اين مطلب مي باشد.[١]
