منوی سایت
فرآیندتلفیقی لجن فعال با رشد چسبیده (Integrated Fixed Activated Sludge IFAS)
1393/06/23

فرآیندهای رشد چسبیده در تصفیه فاضلاب

فرآیندتلفیقی لجن فعال با رشد چسبیده :(Integrated Fixed Activated Sludge: IFAS)

فرآیندIFASبه منظور افزایش غلظت بیومس در تاسیسات تصفیه فاضلاب برای رسیدن به استانداردهای سخت‌گیرانه‌تر پساب و یا به منظور افزایش ظرفیت تصفیه‌خانه بدون اضافه کردن حجم مخازن تصفیه‌خانه موجود گسترش یافته است. در صورتی‌که اگر از این فرآیند استفاده نگردد ناگزیر هستیم احجام مخازن موجود تصفیه‌خانه را افزایش دهیم تا بتوانیم ظرفیت هیدرولیکی یا آلی تصفیه‌خانه را افزایش دهیم. برای دسترسی به جمعیت باکتریایی مورد نیاز در حالی‌که در فرآیند لجن فعال با محدودیت بارگذاری جامدات در حوض ته‌نشینی مواجه هستیم و غلظتMLSSاز حد معین فراتر نمی‌رود، ولی فرآیندIFASاجازه حضور مقدار زیادی از جمعیت باکتریایی را به صورت چسبیده به سطح مدیا می‌دهد که خود نیاز به وجود لجن با غلظت بالا به صورت شناور در حوض هوادهی را کاهش می‌دهد. به عبارت دیگر فرآیندIFASمزیت‌های رشد چسبیده را با فرآیند لجن فعال با رشد معلق تلفیق می‌نماید. لجن فعال دارای انعطاف فرآیندی زیادی است و راندمان تصفیه بهتری دارد. در عین حال فرآیندهای رشد چسبیده در مقابل شوک‌های هیدرولیکی (افزایش جریان) و بار آلی بسیار پایدار و مقاوم هستند. بدین صورت ترکیب این‌دو فرآیند یعنی گذاشتن مدیای رشد چسبیده در حوض هوادهی لجن فعال، مزیت‌های این دو سیستم را ترکیب خواهد کرد.

با توجه به مزیت‌های اشاره شده فرآیندIFAS از 60 سال پیش وارد صنعت تصفیه آب و فاضلاب شده است ولی از سال 1980 به دلیل سخت‌گیرانه‌تر شدن استاندارد پساب تصفیه شده، هزینه بالای افزایش حجم مخازن تصفیه و نیاز روزافزون به بهینه‌سازی و افزایش ظرفیت تصفیه‌خانه‌های موجود، این فرآیند بسیار مورد استقبال قرار گرفته است؛ به طوری‌که این فرآیند امروزه به منظور حذف مواد مغذی (فسفر  وازت) در تصفیه‌خانه‌ها نیز کاربرد فراوان دارد.

فرآیند IFASدر تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری و صنعتی جدید و همچنین جهت بهینه‌سازی تصفیه‌خانه‌های موجود کاربرد دارد. در طراحی تصفیه‌خانه‌های جدید می‌توان حجم لازم جهت مخازن تصفیه را با این فرآیند کاهش داد و در تصفیه‌خانه‌های احداث شده و قدیمی جهت افزایش ظرفیت و کارآیی تصفیه‌خانه مورد استفاده قرار می‌گیرد ولی باید توجه کرد که سایر تاسیسات و تجهیزات از جمله سیستم هوادهی موجود نیز جوابگوی افزایش ظرفیت و بارگذاری تصفیه‌خانه باشد و باید شرایط موجود تصفیه‌خانه بررسی گردد تا نوع مدیا از نظر ثابت و معلق بودن تعیین گردد.

مزیت‌هایفرآیندتلفیقی لجن فعال با رشد چسبیده(IFAS)

1.       افزودن غلظت لجن حوض هوادهی (MLSS) بدون افزایش بارگذاری جامدات در حوض ته‌نشینی

2.       افزایش نیتریفیکاسیون

3.       مقاومت بالا در برابر شوک‌های آلی و هیدرولیکی

4.       افزایش پایداری فرآیند تصفیه

5.       بهبود شاخص حجمی لجن (SVI)

6.       کاهش تولید لجن مازاد به دلیل افزایش نرخ خودخوری

انواع مختلف استفاده از این فرآیند در اشکال مختلف در تصفیه فاضلاب استفاده می‌گردد ولی به طور کلی در دو شاخه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند که عبارتند از

(1)    مدیای رشد چسبیده ثابت ( شکل 1-سمت چپ).

(2)    مدیای رشد چسبیده معلق (شکل 1-سمت راست)

http://asicoeng.com/fa/images/stories/wwt/42.jpg

شکل (1)

سیستمIFAS با رشد چسبیده ثابت

در این سیستم، پکینگ (مدیا) به صورت بلوک‌های پلاستیکی از جنس PP یا PVC در قسمت بالای دیفیوزر هوادهی از طریق گذاشتن ساپورت‌هایی از جنس کامپوزیتی یا استنلس استیل و گاها پلی‌اتیلنی یا سازه بتونی مهار شده و کار گذاشته می‌شوند. لازم به ذکر است این بلوک‌ها به دلیل داشتن وزن (دانسیته) کمتر از آب و همچنین به دلیل هوادهی، در حوض هوادهی معلق شده و به سطح فاضلاب می‌آیند؛ لذا مهار این بلوک‌های مدیا در قسمت بالای حوض نیز اجباری می‌باشد. لازم به ذکر است که این سیستم در مقایسه با رشد چسبیده معلق ارزان‌تر بوده و راهبری آسان‌تری دارد و به دلیل ثابت بودن مدیا در این سیستم، آسیب ندیده و نیاز به جایگزینی دوره‌ای مدیا وجود ندارد. شکل (3)نحوه چرخش فاضلاب روی مدیای ثابت در سیستم رشد چسبیده را نشان می‌دهد.

شکل (2)

در جدول زیر مشخصات فنی مدیای ثابت ساخت شرکت آسیکو قابل استفاده در سیستم رشد چسبیده ارائه شده است.

Chanel Opening

Material

Specific Surface m2/m3

Dimension

Model

H

W

L

12 mm

PVC

240

300/600mm

300 mm

1200 mm

ASI CF 12

19 mm

PVC

150

300/600mm

300 mm

1200 mm

ASI CF 19

27 mm

PVC

125

300/600 mm

300 mm

1200 mm

ASI CF 27

سیستمIFAS با رشد چسبیده معلق

در این سیستم از مدیای کوچک (رندوم مدیا) با سطح ویژه بالا استفاده می‌گردد. این سیستم به دلیل اختلاط بهتر و سطح ویژه بالاتر، راندمان خوبی دارد ولی باید تجهیزات ویژه‌ای را برای جلوگیری از خروج مدیا از حوض هوادهی پیش‌بینی نمود. همچنین این نوع مدیاها به دلیل حرکت دائم در حوض هوادهی احتمال فرسایش داشته و قیمت بالاتری دارند؛ لذا توصیه می‌گردد از جنس مناسب مدیاهای معلق ساخته شوند و اشکال هندسی مناسبی داشته باشند.

ملاحظات سیستم IFAS

-     پیش تصفیه مورد نیاز: تقریبا تمامی فرآیندهای تصفیه به روش IFASچه به صورت رشد چسبیده ثابت باشند و یا معلق نیاز به پیش تصفیه مناسب دارند. ته‌نشینی اولیه یا آشغالگیر ریز دو مورد پیش تصفیه قبل از IFASهستند که از گرفتگی مدیاهای ثابت و معلق جلوگیری می‌کنند و همچنین در سیستم رشد چسبیده به روش مدیای معلق از آسیب دیدن و گرفتگی توری خروجی حوض هوادهی به ته‌نشینی ثانویه به طور موثری جلوگیری می‌کند.

-     تامین هوادهی مورد نیاز: اکسیژن کافی جهت مصرف بیوفیلم مازاد به منظور حذف مواد آلی فاضلاب و آمونیاک امری ضروری است. بر این اساس در تصفیه‌خانه موجود به منظور بهینه‌سازی و تجهیز تصفیه‌خانه سیستم IFASباید ظرفیت دستگاه هوادهی بررسی و احتمالا افزایش داده شود. البته در اکثر تصفیه‌خانه‌ها، اکسیژن و هوای مورد نیاز با سیستم هوادهی موجود قابل تامین است و نیاز به تغییرات یا اصلاحات زیادی نخواهد بود. نکته جالب توجه آن است که مطالعات نشان داده‌اند قرار دادن مدیای ثابت در حوض هوادهی لجن فعال موجب افزایش زمان ماند حباب‌های هوا در فاضلاب شده و در نتیجه راندمان انتقال اکسیژن به فاضلاب افزایش می‌یابد. اختلاط مناسب توسط سیستم هوادهی به منظور معلق نگه داشتن جامدات و انتقال مواد آلی به بیوفیلم و پخش مناسب اکسیژن در مخازن هوادهی لجن فعال نیز امری ضروری می‌باشد.

سایر ملاحظات در سیستم IFAS با مدیای معلق

-     قابلیت حرکت مدیای معلق یکی از پارامترهای مهم طراحی و بهره‌برداری سیستم IFASبا مدیای معلق می‌باشد. توری نگهدارنده مدیای معلق در حوض هوادهی ممکن است به وسیله رشد بیوفیلم گرفته شود و از خروج جریان به حوض ته‌نشینی ممانعت کند و در نتیجه باید به صورت دوره‌ای با برس‌زنی تمیز گردد، لذا انتخاب جنس مناسب توری اهمیت زیادی دارد. نکته بعدی احتمال تجمع مدیای معلق در انتهای حوض هوادهی و نزدیک به توری خروجی است که بر عملکرد حوض هوادهی تاثیر نامطلوبی دارد، پس باید سیستم هوادهی به گونه‌ای طراحی گردد که این مدیاها را به ابتدای هوادهی برگردانده و در کل فضای حوض هوادهی پخشنماید.

-     مدیاهای معلق با شکل هندسی نامناسب می‌توانند باعث تجمع جامدات به حدی گردند که علیرغم هوادهی، بتوانند در کف حوض هوادهی ته‌نشین شده و تجمع یابند، فضای مفید حوض را اشکال نموده و فضای بی‌هوازی را ایجاد نمایند؛ لذا انتخاب مدیای معلق مناسب اهمیت فراوانی در عملکرد سیستم دارد.

-     مدیاهای معلق نامرغوب و با شکل هندسی نامناسب به مرور زمان به دلیل برخورد مداوم به همدیگر و دیواره حوض هوادهی دچار فرسایش و شکستگی می‌شوند و باید به صورت مداوم جایگزین گردند. مطالعات نشان داده‌اند سالانه باید 2-1 درصد و در بعضی مواقع تا 10 درصد مدیای استفاده شده با مدیای جدید جایگزین گردند.

پروفیل هیدرولیکی و تغییر حجم در سیستم‌های IFAS

در فرآیندIFASبا استفاده از مدیای معلق، حجم اشغال شده توسط مدیای معلق می‌تواند زمان ماند هیدرولیکی(HRT) را کاهش دهد، لذا باید در محاسبات حجم هوادهی لحاظ گردد. همچنین توری مورد استفاده در سیستم IFAS با مدیای معلق به منظور جلوگیری از خروج مدیای معلق به حوض ته‌نشینی، باعث افزایش افت فشار می‌گردد که باید در محاسبات پروفیل هیدرولیکی تصفیه‌خانه لحاظ گردد. اما برای سیستم‌های IFASبا مدیای ثابت، در صورتی‌که نسبت فضای خالی به کل حجم مدیا بیشتر از 95 درصد باشد نه تنها تغییر چندانی در زمان ماند هیدرولیکی مخزن ایجاد نمی‌کند بلکه افت فشاری نیز نخواهد داشت و پروفیل هیدرولیکی تصفیه‌خانه را تغییر نمی‌دهد.

ملاحظات اقتصادی فرآیند IFAS

اگرچه مقایسه اقتصادی مستقیم بین فرآیندهای مختلف تصفیه فاضلاب تنها از طریق مقایسه مورد با مورد مشابه مقدور است، اما به طور کلی و قطعی شرایط زیر حاکم خواهد بود:

-        برای احداث یک تصفیه‌خانه جدید، یقینا فضای مورد نیاز سیستم IFASبسته به حجم مدیای استفاده شده بسیار کمتر از فرآیند لجن فعال متعارف خواهد شد که خود هزینه‌های احداث تصفیه‌خانه و زمین مورد نیاز را کاهش می‌دهد.

-        برای بهینه‌سازی و یا افزایش ظرفیت تصفیه‌خانه لجن فعال و با ایجاد شرایط برای حذف ترکیبات مغذی (ترکیباته ازته و فسفره) در تصفیه‌خانه لجن فعال موجود، در صورتی‌که از فرآیند IFAS استفاده گردد درمقایسه با احداث مخازن هوادهی جدید و یا افزایش حجم مخازن موجود، هزینه کمتری خواهد داشت و عملی‌تر است.

-        سیستم IFAS علیرغم کارآیی بیشتر تصفیه، هزینه راهبری بیشتری نسبت به فرآیند لجن فعال متعارف نخواهد داشت.

 

 

اکبر نصیری: کارشناس ارشد مهندسی بهداشت محیط شرکت مهندسی آسیکو (Email: A.nasiri@AsicoEng.com)

فائزه فلسفی: کارشناس ارشد هیدروژئولوژی

ارسال نظر و پیام
مشخصات نام و نام خانوادگی ایمیل یا شماره تماس
متن پیام
کد امنیتی
کلیه حقوق این سایت برای نشریه مهندسی اب محفوظ است - استفاده از مطالب با ذکر منبع مجاز است
www.mohandesiab.com - Powerd By samin.co