دانلود تحقیق روش های تصفیه آب

- روشهای تصفیه فیزیکی شامل آشغالگیری (Screening) ، دانه گیری (Grit Chamber) ، یکنواخت سازی (Equalization)، جذب فیزیکی سطح جامد (Adsorption) و نهایتا" ته نشینی ساده (Sedimentation) میباشد.

2- روشهای تصفیه شیمیائی مشتمل بر خنثی سازی (Neutralization)، انعقاد و لخته سازی تبادل یونی و جذب شیمیایی.

3- روشهای تصفیه بیولوژیکی شامل تصفیه هوازی و بی هوازی.

تقسیم بندی روشهای تصفیه فاضلاب بر اساس درجه فعالیت و بازدهی 1- تصفیه مقدماتی یا اولیه (Primary Treatment) که در بر گیرنده اکثر روشهای تصفیه فیزیکی میباشد.

2- تصفیه متداول و یا ثانویه (Secondery Treatment) که دربرگیرنده اکثر روشهای تصفیه شیمیایی و بیولوژیکی میباشد.

3- تصفیه پیشرفته و یا مرحله سوم (Teritary Treatment) که ترکیبی از فرآیندهای تصفیه شیمیایی و بیولوژیکی است.(3) روشهای متداول تصفیه فاضلاب صنعتی با توجه به ویژگیها و مشخصات فاضلابهای صنعتی و وجود پارامترهای گسترده تری نسبت به فاضلاب شهری، انتخاب فرآیندهای تصفیه فاضلاب از ویژگی خاصی برخوردار است.از پارامترهای مهم در فاضلابهای صنعتی وجود ترکیبات رنگی، مواد سنگین و پچیده ، باز آلی بالا و آلاینده‌های خطرناک و سمی است که نیز به استفاده از فرآیندهای مختلف به خصوص استفاده از فرآیندهای شیمیایی را در برخی موارد اجتناب ناپذیر می‌نماید.

لذا انتخاب نوع فرآیند با توجه به ویژگیهای هر صنعت متفاوت است که به اختصار برخی از این فرآیندها توضیح داده می‌شود.

1- تصفیه فیزیکی – شیمیایی یکی از مشکلات عمده فاضلابهای صنعتی وجود ترکیبات پیچیده و آلاینده‌های متفاوت است که در مدت زمان کوتاه قابل تجزیه بوسیله طبیعت نبوده و خطرات فراوانی را برای محیط زیست و محیط‌های آبی پذیر بوجود می‌آورند.

این مواد حتی برای میکروارگانیسم‌ها و موجودات تجزیه کننده مضر بوده و گاها" باعث از بین رفتن و کاهش قدرت تکثیر و رشد آنها نیز می‌شوند.

لذا برای تصفیه مطلوب ازاین پسآب‌ها بایستی شرایطی بوجود آید تا فرآیندهای بیولوژیکی به راحتی بتوانند عمل نمایند.

به همین منظور استفاده ازفرآیندهای فیزیکی – شیمیایی به عنوان پیش تصفیه بیولوژیکی در اکثر فاضلابهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فرآیندهای فیزیکی – شیمیایی که به طور معمول کاربرد دارند عبارتند از: - ته نشینی ثقلی - شناور سازی - فیلتراسیون یا صافی - جذب سطحی - انعقاد و لخته سازی - اکسیداسیون و احیا - تبادل یونی و ...

استفاده از فرآیندهای فیزیکی-شیمیایی یکی از روشهای مهم در تصفیه فاضلاب صنایع سلولزی است که در اغلب کشورها با توجه به راحتی این فرآیندهای بیولوژیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

1-1- فرآیند انعقاد و لخته سازی: هدف اصلی از انعقاد ، ته نشینی مواد معلق سبک شامل مواد کلوئیدی و مواد نیمه محلول است که با استفاده از برخی مواد شیمیایی و تبدیل آنها به لخته‌های بزرگتر صورت می‌گیرد، تا این لخته‌ها دراثر وزن خود ته نشین شوند.

از مهم ترین مواد منعقد کننده می‌توان به پلیمرهای طبیعی و مصنوعی ( کیتوزان ،PAM ، HE و...

) سولفات آلومینوم ، سولفات آهن و ، خاک رس و آهک را اشاره کرد.

ذرات کلوئیدی عموما" به جامدات غیر محلول در محیط مایع اطلاق میشود که دارای بار الکتریکی بوده و به سختی قابل رؤیت هستند.

این ذرات عموما" دارای بار الکتریکی منفی بوده و قطری معادل (0.1-0.001 ) دارند.

با توجه به ریز بودن و داشتن بار الکتریکی به راحتی از صافی‌ها عبور کرده و به سختی نیز ته نشین می‌شوند، لذا با توجه به زمان ماند بالا برایته نشینی این ذرات بایستی در ابتدا این مواد را بی بار کرد تا با جذب این ذرات به همدیگر ( ایجاد لخته ) قابلیت ته نشینی آنها بالا برده شود.

1-2- مکانیسم انعقاد امروزه از مواد مختلف شیمیایی ، طبیعی و پلیمری برای فرآیند انعقاد استفاده می‌شود.

از جمله مواد مصرفی به عنوان منعقد کننده آلوم به فرمول AL2(SO4)3 .

14H2O میباشد که با قلیائیت موجود در آب ترکیب شده و ایجاد یون AL3+ مینماید.

یونهای َAL3+ بار منفی ذرات کلوئیدی را خنثی کرده و باعث انعقاد ذرات میشوند.

به طور کلی به علت پیچیدگی واکنشهای شیمیایی، شناخت چندانی در خصوص مکانیسم فرآیند انعقاد وجود ندارد و این فرآیند به طور کامل شناخته شده نیست ، ولی با توجه به پیشرفتهای اخیر در این مکانیسم می‌توان آن را در چهار مرحله به صورت زیر خلاصه نمود: الف- متراکم شدن لایه دوبل الکتریکی ب- جذب سطحی و خنثی سازی بار ج- به دام افتادن ذرات در یک رسوب د- جدب سطحی و ایجاد پل شیمیایی بین ذرات به علت پیچیدگی واکنشها، پژوهشها و تجربیات مختلفی در این زمینه انجام شده است.

دو روش برای تعیین PH و میزان منعقد کننده بهینه مورد توجه قرار گرفته است که عبارتند از: 1- کنترل پتانسیل زتا که توسط Riddick پیشنهاد شد.

و در آن از منعقد کننده جهت صفر کردن پتانسیل زتا (1) استفاده میشود.

2- آزمایش جار که در آن PH و مقدار مصرف منعقد کننده برای ایجاد شرایط بهینه مختلف است.

با توجه به کاربرد آزمایش جار در اکثر موارد آزمایشگاهی این روش توضیح داده می‌شود: - آزمایش جار (2): با توجه به پیشرفتهای اخیر در خصوص مکانیسم فرآیند انعقاد، هنوز هم بهترین و ساده ترین روش آزمایشگاهی برای تعیین نوع و مقدار مصرف بهترین منعقد کننده استفاده از آزمایش جار می‌باشد.

در آزمایش جار با استفاده از یک سری میله‌های همزن ، محتوای یک سری ظروف شیشه ای هم شکل و هم اندازه که کیفیت آنها از قبل اندازه گیری شده هم زده میشود، در هر آزمایش یک ظرف نیز به عنوان شاهد در نظر گرفته میشود.

بعد از اضافه کردن مواد شیمیایی ، پساب به سرعت ، به مدت یک دقیقه برای اطمینان از پخش کامل مواد شیمیایی مخلوط میشود ، این مرحله را انعقاد می‌نامند.

پس از آن عمل اختلاط کامل به مدت 15 تا 30 دقیقه دیگر جهت تولید ذرات درشت تر و با قابلیت ته نشینی بالا به آرامی ادامه پیدا میکند که این مرحله را لخته سازی می‌نامند.

در طی این مرحله تشکیل لخته را میتوان مشاهده نمود.

بعد از این دو مرحله، محلول به مدت 30 دقیقه به منظور به نشینی لخته‌ها و شفافیت به حال خود گذاشته میشود تا قدرت ته نشینی و مقدار لجن و شفافیت زلال آب پساب مورد نظر ، تحت آزمایش قرار گیرد.

این عمل را چندین بار در PH‌های مختلف و غلظت‌های مختلف انجام داده تا در نهایت بهترین شرایط عملکرد تعیین شود.

از جمله عوامل مؤثر در آزمایش جار شرایط مخلوط شدن ، ویسکوزیته ، PH ، دما ، کدورت پساب ، نوع و مقدار منعقد کننده و دور همزن میباشند که می‌توانند در نوع عمل انعقاد و ذره سازی مؤثر باشند.

1-3- مواد منعقد کننده: مواد منعقد کننده مورد استفاده در آب و فاضلاب علاوه بر دارا بودن قدرت انعقاد بایستی از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشند و مشکلاتی از نظر مسمومیت ، ایجاد ترکیبات مضر ، افزایش املاح ناخواسته و ...

برای آبهای پذیرنده را نداشته باشند.

رایج ترین این مواد در جدول 1 نشان داده شده است.

جدول 1 : مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه فاضلاب توجه : kg/m3=16.085 Lb/ft3 علاوه بر مواد منعقد کننده برخی مواد به عنوان کمک منعقد کننده وجود دارند که در غلظت‌های بسیار کم در مرحله انعقاد یا لخته سازی اضافه شده و باعث تسریع در عمل انعقاد و کارایی این فرآیند می‌شوند.

این مواد را میتوان به صورت زیر دسته بندی نمود: - اکسید کننده‌ها نظیر ازن - مواد سنگین کننده مثل خاک رس و بنتونیت - سیلیس فعال - پلی الکترولیتها ( آنیونی-کاتیونی-غیر یونی ) لازم به ذکر است هر منعقد کننده در PH خاصی عملکرد بهتری را از خود نشان میدهد که در جدول 2 برخی از این منعقد کننده‌ها و PH مؤثر آنها آمده است.

جدول 2: محدوده PH مؤثر برخی از منعقد کننده‌های شیمیایی 2- تصفیه بیولوژیکی به طور کلی در اکثر موارد میتوان انواع فاضلاب را به روش بیولوژیکی تصفیه نمود.

هدف عمده از تصفیه بیولوژیکی فاضلاب جدا کردن مواد جامد کلوئیدی می‌باشد.

و تغییر در ترکیبات آلی موجود در فاضلاب به طوری که قابلیت ته نشینی آن افزوده میشود و به راحتی ته نشین می‌شوند.

در ضمن تثبیت مواد آلی نیز از اهداف دیگر تصفیه بیولوژیکی می‌باشد تا در محیط ، مشکلی به وجود نیاید.

به طور عمده در فاضلابهای صنعتی هدف جداسازی یا کاهش غلظت ترکیبات آلی و غیر آلی می‌باشد.لذل برای حصول این امر ، در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب از انواع اورگانیسم‌ها استفاده می‌شود،که توده عظیم آن را باکتریها تشکیل می‌دهند.

اهمیت باکتریها آنقدر زیاد است که می‌توان آنها را قلب یک تصفیه خانه بیولوژیکی دانست.

حذف BOD کربن دار، لخته سازی مواد جامد کلوئیدی غیر قابل ته نشینی و تثبیت مواد آلی به روش بیولوژیکی و با استفاده از انواع میکرواورگانیسم‌ها صورت می‌پذیرد.

نکته اساسی در طراحی فرآیند تصفیه بیولوژیکی یا انتخاب نوع فرآیند مورد استفاده ، درک فعالیت بیوشیمیایی میکرواورگانیسم‌ها می‌باشد.

هر میکروارگانیسم برای رشد ، تکثیر و فعالیت مناسب خود باید این عوامل را در اختیار داشته باشد: 1- منبع انرژی: انرژی مورد نیازبرای سنتز سلول ممکن است از نور یا واکنش اکسیداسیون-احیای شیمیایی بدست آید.

2-کربن (برای سنتز مواد سلولی جدید): منبع کربن نیز ممکن است از دو طریق برای سنتز مواد سلولی جدید میکروارگانیسم‌ها بدست آید .

یکی از طریق کربن موجود در مواد آلی و دیگر از دی اکسید کربن.

3- عناصر معدنی ( مواد مغذی ): نظیر نیتروژن ، فسفر ، گوگرد ، کلسیم ، منیزیوم و پتاسیم در ضمن شرایط محیطی از دما و PH اثر مهمی در بقا و رشد باکتریها دارد.

به طور کلی رشد بهینه در گستره محدودی از دما و PH رخ می‌دهد.

به طوری که طبق مطالعات انجام شده بهترین PH برای رشد و تکثیر باکتریها عموما" 6.5 تا 8 است.

2-1- طبقه بندی فرآیندهای بیولوژیکی : فرآیندهای بیولوژیکی را میتوان به دو روش تقسیم بندی نمود.

1) طبقه بندی بر اساس محیط بیوشیمیایی الف – فرآیند هوازی ( Aerobic ) در این فرآیند فعالیت میکروارگانیسم‌ها در حضور اکسیژن محلول انجام می‌گیرد، لذا میکروارگانیسم‌های دیگر فعالیت چندانی ندارند.

ب – فرآیند بی اکسیژن ( َAnoxic ) در این حالت فعالیت بیولوژیکی بدون حضور اکسیژن محلول انجام می‌گیرد و باکتریها اکسیژن خود را از ترکیبات موادی مانند سولفاتها ، نیتراتها و کربناتها بدست می‌آورند.

ج- فرآیند بی هوازی ( َAnaerobic ) در این حالت هیچگونه اکسیژن به صورت محلول و ترکیبی وجود ندارد و ازهیدرولیز مواد آلی فعالیت بیولوژیکی صورت می‌گیرد.

در ضمن مقدار لجن کمتری نسبت به دو حالت قبل تولید می‌شود و با تولید گاز متان به عنوان منبع انرژی می‌توان از آن استفاده نمود.

2) طبقه بندی بر اساس محیط رشد میکروارگانیسم‌ها الف- رشد چسبیده ( Attached Growth ) در این حالت عوامل بیولوژیکی بر روی بستری از مواد همانند سنگ ، سرامیک ، پلاستیک و سرباره رشد می‌کند و فیلم باکتری بر روی این محیط تشکیل و فاضلاب با عبور از این محیط تصفیه می‌شود.

ب- رشد معلق در این حالت جمعیت بیولوژیکی به صورت ذرات معلق و به حالت سوسپانسیونی در مایع رشد می‌کند.

معلولا" روش رشد تعلیقی برای تصفیه ثانویه فاضلاب استفاده میگردد.

جدول 3 لازم به ذکر است برخی از فرآیندهای ترکیبی از نوع باکتریها و نوع محیط رشد میباشند که با توجه به تحقیقات اخیر در زمینه تصفیه فاضلاب این گونه فرآیندها برای رفع برخی از مشکلات بوجود آمده است که ترکیبی از رشد معلق و چسبیده هوازی-بی هوازی میباشند که باعث بالا رفتن راندمان و رفع برخی از مشکلات در امر تصفیه می‌گردد.

2-1 تصفیه بی هوازی فرآیند تصفیه بی هوازی در بسیاری از جاها مانند معده نشخوارکنندگان ، مردابها و رسوبات برکه‌ها و دریاچه‌ها ، مراکز دفن زباله یا لجن و لوله‌های فاضلاب که حاوی مواد آلی و فاقد اکسیژن محلول ملکولی باشند رخ می‌دهد.

با استفاده از فرآیند بی هوازی در تصفیه فاضلاب می‌توان بدون استفاده از تکنولوژی پیچیده و تنها با روش‌های معمول ، تصفیه فاضلاب را با هزینه‌های بسیار کمتر اعم از سرمایه ای و جاری به نحو مطلوب انجام داد.

از دهه هفتاد در جهت حفظ انرژی و کاهش زمین مورد نیاز، تصفیه بی هوازی به عنوان روش پیشرفته بیوتکنولوژی مورد توجه واقع شده است.

راکتورهای با سرعت بالا ساخته شده که در بسیاری موارد با موفقیت همراه بوده است.

این راکتورها دارای توده میکروبی فعال با غلظت زیاد هستند.

در تصفیه فاضلاب صنایع با بار آلودگی بالا ، می‌توان ابتدا فاضلاب را به روش بی هوازی تصفیه نمود و سپس عمل تصفیه را به روش بی هوازی کامل کرد.

در تصفیه فاضلاب به روش بی هوازی-هوازی از آنجا که قسمت عمده ای از بار به روش بی هوازی و با هزینه کمتری حذف می‌شود ، هزینه کلی فرآیند به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

لذا شناخت فرآیند تصفیه بی هوازی و کنترل آن از اهمیت خاصی برخوردار است که در زیر به طور مختصر توضیح داده می‌شود.

الف- میکروبیولوژی و مکانیسم فرآیند بی هوازی تصفیه بی هوازی در واقع شامل فرآیندهای بیولوژیکی است که طی آن مواد آلی تجزیه شده و دو گاز عمده متان و اکسید کربن تولیدمی شود که از متان به عنوان منبع سوختی و انرژی می‌توان استفاده نمود.

این مراحل را به طور کلی می‌توان در چهار مرحله تقسیم بندی نمود که عبارتند از: 1) هیدرولیز ( Hydrolysis ) پروتئینها ، چربیها وپلیمرها به کمک آنزیمهای خارجی میکروارگانیسمها به واحدهای ساختمانی ساده تجزیه می‌شوند.

در اکثر موارد در این مرحله از فاضلاب به عنوان منبع غذایی استفاده می‌شود.

سرعت کل فرآیند محدود و حساسیت زیادی به درجه حرارت وجود دارد.

2) اسیدی شدن ( Acidification ) مواد محلول تولید شده در مرحله هیدرولیز توسط باکتریهای مخمر، جذب و به صورت ترکیبات ساده آلی و معدنی دفع می‌شوند.

به این مرحله که در آن اسیدهای آلی ، الکل و مقدار کمی ترکیبات معدنی تولید می‌شوند ، به اصطلاح اسیدی شدن گفته میشود.

عمل اسیدی شدن را گونه‌های مختلف باکتریها که اکثر آنها بی هوازی اجباری و برخی از آنها بی هوازی اختیاری می‌باشند انجام میدهند.

اگر در فرآیند اسیدی شدن فقط باکتریهای بی هوازی اجباری نقش داشتند ممکن بود اکسیژن محلول همراه با فاضلاب ورودی ، تمام باکتریهای بی هوازی اجباری را از بین برده و این مرحله متوقف شود.

3) مرحله استات سازی ( Acetogensis ) دراین مرحله تمامی ترکیبات آلی تولید شده در مرحله اسیدی شدن به استات ، هیدروژن و دی اکسید کربن تبدیل می‌شوند.

مواد آلی در این مرحله می‌توانند با توجه به نوع ترکیب آلی به دو صورت تولید شوند که عبارتند از : 1) CxHyOz+H2OCH3COOH+CO2 2) CxHyOz+H2OCH3COOH+H2 به طور کلی در این مرحله تشکیل اسیداستیک ، گاز هیدروژن و دی اکسید کربن صورت می‌گیرد.

4) مرحله متان زایی ( Methanogenesis ) در این مرحله دی اکسید کربن ، هیدروژن و اسیداستیک تولید شده در مرحله قبل به متان ، آب ، دی اکسید کربن و ترکیباتی نظیر آمونیاک تبدیل می‌شود.

این عمل توسط باکتریهایی انجام می‌شود که بی هوازی اجباری می‌باشند.

عمده باکتریهایی که تاکنون شناسایی شده‌اند عبارتند از : میله ای‌ها ( متانو باکتریوم ، متانوباسیلوس ) و کروی ( متانوکوکوس ، متانوسارسینا ) تولید متان می‌تواند از دو راه صورت پذیرد که دو مسیر اصلیتشکیل متان در هضم بی هوازی عبارتند از (1) تبدیلهیدروژن و دی اکسید کربن به متان و آب و (2) تبدیل استات به متان و دی اکسید کربن.

1) CH3COOHCH4+CO2 2) 4H2+CO2CH4+2H2O متان زاها و اسیدزاها رابطه ای متقابلا" مفید دارند که در آن متان زاها ، به سبب هیدروژن خوار بودن ، می‌توانند فشار نسبی H2 فوق العاده پایینی را حفظ کنند.

با توجه به آنچه گفته شد در تجزیه بی هوازی مواد آلی به شکل متان از مواد غذایی جدا می‌شوند، لذا در مقایسه با باکتریهای هوازی رشد باکتریهای بی هوازی نسبتا" کندتر است.

ب- عوامل مؤثر محیطی در فرآیند بی هوازی یکی از مشکلات عمده سیستم‌های بی هوازی ، کنترل و راهبری این سیستم‌ها است.

تأمین شرایط محیطی مناسب برای رشد میکروارگانیسم‌های بی هوازی از مهم ترین مسائل در تحقیقات می‌باشد.

لذا برخی از عوامل محیطی که در روند فعالیت باکتریهای بی هوازی نقش مهمی دارند، عبارتند از: 1) درجه حرارت درجه حرارت یکی از عوامل مؤثر در رشد و فعالیت باکتریهای بی هوازی است که با توجه به نوع باکتریها از لحاظ تقسیم بندی حرارتی ( ترموفیلیک، مزوفیلیک و ساکروفیلیک ) متفاوت می‌باشد.

سیستم‌های تصفیه بی هوازی فاضلاب صنایع سلولزی معمولا" در درجه حرارت 25-45 درجه سلسیوس بهره برداری می‌شود.

در برخی از موارد، این صنایع ممکن است فاضلابهای با درجه حرارت بین 40 تا 80 درجه سانتیگراد تولید نموده که در این صورت از فرآیندهای بی هوازی ترموفیلیک استفاده می‌شود.

کنترل درجهحرارت برای هر کدام از فرآیندهای مزوفیلیک ضروری است زیرا کاهش و یا افزایش دما در هر حالتی بر رشد بهینه باکتریها تأثیر گذار بوده و باعث از بین رفتن باکتریهای متان زا شده و در نتیجه فرآیند بی هوازی از بین می‌رود.

2) مواد غذایی برای رشد میکروارگانیسم‌ها و تولید سلول جدید ، در فرآیندهای بی هوازی علاوه بر مواد آلی نیاز به ترکیبات نیتروژن ، فسفر و برخی دیگر از عناصر نظیر گوگرد، کلسیم و منیزیم ضروری است.

3) PH یکی از فاکتورهای مهم در سیستم‌های بی هوازی کنترل PH سیستم به خصوص در هنگام راه اندازی سیستم است .

PH بهینه در سیستم بی هوازی در گستره 6.5-7.5 می‌باشد.

زیرا شرایط اسیدی برای گونه‌های متان زا بسیار مضر است و درPH حدود 6.5 شروع به تولید متان و درPH ج- راه اندازی راکتورهای بی هوازی راه اندازی سیستم‌های بی هوازی، نسبت به راکتورهای هوازی از اهمیت و توجه خاصی برخوردار است .

به طوری که مدت زمان نسبتا" طولانی به طول می‌انجامد تا طی آن لجن مورد استفاده در راکتور با فاضلاب مورد نظر تطبیق کامل پیدا نماید.

به همین دلیل و با توجه به رشد پایین این گونه از باکتریها، وجود مواد سمی و بازدارنده خیلی حساستر برای سیستم‌های بی هوازی می‌باشند.

لذا برای تصفیه فاضلاب صنایع سلولزی به روش بی هوازی که دارای مواد سنگین و دیر تجزیه ناپذیر نظیر لیگنین ، تانین‌ها و رزین‌های چوبی ، می‌باشند، بایستی فاضلاب رقیق و بازمان طولانی افزوده شود و در راهبری و کنترل آنها دقت خاصی صورت گیرد.

لازم به ذکر است چنانچه فعالیت راکتور راه اندازی شده برای مدت طولانی تعطیل شود را اندازی مجدد آن به سادگی در کوتاه مدت انجام پذیر بوده و در خلال مدت تعطیلی ، سیستم به مراقبت خاص نیاز ندارد.

از این رو فرآیند تصفیه بی هوازی برای پساب صنایعی که به صورت فصلی کارمی کنند و دوران تعطیلی طولانی دارند ایده آل است.

د- راکتورهای بی هوازی با توجه به اهمیت یافتن تصفیه بی هوازی در چند دهه اخیر، راکتورهای مختلف و پیشرفته ای در این زمینه تهیه شده است که چند نوع مهم از آنها عبارتند از: 1) لاگون‌های بی هوازی 2) تماس بی هوازی 3) فیلتر بی هوازی 4) بستر سیال بی هوازی 5) بستر لجن بی هوازی با جریان پایین به بالا ( UASB) 6) ایمهاف تانک 7) سپتیک تانک 2-2 تصفیه هوازی پس از تصفیه بی هوازی معمولا تصفیه هوازی مورد استفاده قرار میگیرد .

تصفیه هوازی در حذف ترکیبات رزین چوب که سمیت بالایی دارند ودر سیستمهای بی هوازی مقاوم می‌باشند بسیار مؤثر میباشند .

فرایندهای تصفیه هوازی معمولی مورد استفاده عبارتند از : 1) فرآیند لجن فعال 2) استخرهای هوادهی شده یا لاگونهای هوادهی 3) رآکتور نا پیوسته متوالی (SBR) 4) هضم هوازی 5) صافی چکنده 6) دیسکهای چرخان چسبنده 2-3-1-روش لجن فعال تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال یکی از انواع تصفیه بیولوژیکی هوازی است که در سال 1914 توسط آردن و لاکت در انگلستان ابداع گردید.

در این فرآیند توده ای فعال از میکروارگانیسم‌ها تولید می‌شوند که قادر به تثبیت هوازی مواد آلی هستند ، لذا این فرآیند، لجن فعال نام گرفته است.

در این روش فاضلاب خروجی از حوض ته نشینی اولیه ، با لجن برگشتی حوض ته نشینی ثانویه در صورت وجود، در هم آمیخته و در راکتور وارد می‌شود و تحت عمل هوادهی قرار می‌گیرد.

فرآیند لجن فعال ، یک فرآیند محیط کشت معلق می‌باشد که لجن ته نشین شده آن محتوی میکروارگانیسم‌های زنده و فعال است و دارای بازگشت لجن نیز می‌باشد.

به طور کلی سیستم لجن فعال دارای تجهیزات زیر می‌باشد: 1) مخزن هوادهی 2) مخزن به نشینی یا واحد زلال سازی 3) سیستم برگشت لجن 4) سیستم دفع لجن به طور کلی سیستم لجن فعال یک محیط بیولوژیکی مختلفی را شامل می‌شود که به طور عمده از باکتری پرتوزوآ، روتیفر و قارچ تشکیل یافته است.

گونه‌های مختلی از باکتریهای فرآیند لجن فعال که تاکنون شناخته شده‌اند عبارتند از : پسودوموناس، زوئوگنا، فلاوباکتریم، نیتروزوموناس، نیتروباکتر و ...

که با توجه به نوع فاضلاب ورودی ، رشد هرگونه از باکتری‌ها متفاوت است.

الف- انواع سیستم‌های لجن فعال: گرچه سیستم لجن فعال دارای اصول ثابتی است لکن به مرور زمان تغییرات و اصلاحاتی بر روی سیستم متداول انجام یافته است که هر یک دارای محاسن و معایب خاصی است که نحوه اکسیژن رسانی ( هوادهی ) ، تغذیه، لجن برگشتی، نوع رژیم هیدرولیکی و زمان ماند در آنها متفاوت است.

از انواع روشهای لجن فعال می‌توان هوادهی مرحله ای، اختلاط کامل، تثبیت و تماس، اکسیژن خالص و کانال اکسیداسیون را نام برد.

ب- فاکتورهای مؤثر در بهره برداری در بهره برداری و کنترل لجن فعال یک سری پارامترها می‌باشند که در راهبری سیستم لجن فعال مؤثر است .

این پارامترها عبارتند از: 1) شدت آلودگی 2) مواد مغذی 3) اکسیژن محلول 4) زمان ماند 5)PH 6) سمیت 7) دما 8) اختلاط 9) هیدرولیک جریان این پارامترها در طی بهره برداری و راهبری سیستم مورد کنترل و آزمایش قرار می‌گیرند.

ج- کنترل فرآیند: به طور کلی برای کنترل دقیق یک تصفیه خانه و کنترل فاکتورهای مؤثر در امر تصفیه به شیوه لجن فعال باید ازشاخص‌های مهم استفاده کرد تا پارامترهای ذکر شده مورد بررسی قرار گیرد.

برخی از این آزمایش‌ها و اندازه گیری‌ها که باید به طور روزانه در سیستم لجن فعال مورد مطالعه قرار گیرند عبارتند از: - مقدار جریان ورودی فاضلاب - درجه حرارت هوا و فاضلاب - اندیس حجمی لجن (SVI) - جریان برگشتی لجن و لجن مازاد - وضعیت حوض هوادهی و ته نشینی از لحاظ شاخصهای بصری ( رنگ ، شفافیت ، پساب ، کف ، تلاطم ، بو و ...) - اندازه گیری BOD و COD ورودی ، خروجی و حوض هوادهی -PH ورودی و خروجی و حوض هوادهی - MLSS و MLVSS - DO (اکسیژن محلول) - آزمایش ته نشینی سی دقیقه ای - ترکیبات نیتروژن و فسفر - عمق پوشش لجن - SS وVSS - آزمایشات میکروسکوپی - مصرف آب ، برق و سوخت د- مشکلات و نواقص لجن فعال : برخی از مشکلات وسائل که به طور عمده در سیستم لجن فعال ممکن است به وجود آید عبارتند از : حجیم شدن لجن ، تشکیل کف در حوض هوادهی ، تولید بو و صدا ، بالا آمدن لجن ، حذف کم BOD که هر کدام از آنها به عواملی مانند : PH ، درجه حرارت ،F/M ، ، و ...

بستگی دارد.(2) ماده شیمیاییفرمولوزن مولکولیچگالی (lb/ft3) خشک ترچگالی (lb/ft3) خشک ترزاج – آلومAl2(SO4)3.14H2O Al2(SO4)3.18H2O594.3 666.760-75 60-7583-85 78-80کلرید آهنFeCl3162.1-------84-93سولفات آهن (II)Fe2(SO4)3 Fe2(SO4)3.3H2O400 454------- 70-72------- -------سولفات آهن (III)FeSO4.7H2O27861-62-------آهکCa(OH)256 به شکلCaO35-50------- منعقد کنندهمحدوده PH مؤثرآهکدر اکثر PH مؤثر ولی در PH قلیایی مؤثرترآلوم5.5-8.5کلرید آهن4-11سولفات آهن( II )بالای 9.5سولفات آهن ( III )(4-6) & (8.8-9.2) نوع باکترینوع محیط رشدبرخی از فرآیندهای مورد استفادههوازیرشد معلقفرآیندهای لجن فعال ( اختلال کامل، هوادهی گسترده، SBR و ...

) ، هضم هوازی، نیتریفیکاسیونهوازیرشد چسبیدهصافی چکنده ، دسکتهای بیولوژیکی چرخان (RBC) و ...بی هوازیرشد معلقهضم بی هوازی ، فرآیند UASBبی هوازیرشد چسبیدهفیلتر بی هوازی و ...بی اکسیژنرشد معلقدنیتریفیکاسیون با بستر معلقبی اکسیژنرشد چسبیدهدنیتریفیکاسیون با بستر ثابت