لجن فعال چیست؟
لجن فعال در واقع تودهای از میکروارگانیسمهای زنده (عمدتاً باکتریها، قارچها و پروتوزوآها) است که در حضور اکسیژن محلول قادر به تجزیه و مصرف مواد آلی موجود در فاضلاب هستند. این میکروارگانیسمها در مخلوطی به نام پنجاب (Mixed Liquor) شامل فاضلاب و لجن معلق رشد میکنند.
تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال چیست؟
فرآیند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال (Activated Sludge) یک روش بیولوژیکی رایج برای تصفیه فاضلاب است. اساس کار این روش بر پایه استفاده از میکروارگانیسم ها بنا شده است. این میکروارگانیسم ها، که عمدتاً باکتری های هوازی هستند (همچنین قارچ ها و پروتوزوآها)، از مواد آلی مضر موجود در فاضلاب به عنوان منبع غذایی خود استفاده کرده و آن ها را تجزیه و مصرف می کنند.
برای فعالیت و رشد این باکتری های هوازی، نیاز به اکسیژن است. در این فرآیند، هوا به صورت مصنوعی وارد مخزن حاوی فاضلاب می شود تا اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم ها تأمین گردد و شرایط هوازی فراهم شود.
هنگامی که میکروارگانیسم ها مواد آلی را مصرف می کنند و با هوادهی مخلوط می شوند، به هم چسبیده و توده هایی (لخته هایی) به نام لجن فعال را تشکیل می دهند. این توده ها سنگین تر از وزن فاضلاب هستند. پس از مرحله هوادهی و تجزیه مواد آلی، مخلوط وارد مخزن ته نشینی می شود. در این مخزن، لخته های لجن فعال ته نشین شده و در کف جمع می شوند، در حالی که آب تصفیه شده و زلال در بالای آن ها قرار می گیرد.
برای حفظ جمعیت کافی میکروارگانیسم ها در مخزن هوادهی و افزایش بازده فرآیند، بخشی از لجن فعال ته نشین شده از مخزن ته نشینی به ابتدای مخزن هوادهی بازگردانده می شود. این عمل برگشت لجن فعال نامیده می شود و وجه تسمیه این روش تصفیه است. مازاد لجن تولیدی نیز از سیستم خارج و دفع می گردد.
هدف اصلی این فرآیند حذف مواد آلی و کاهش میزان اکسیژن خواهی بیوشیمیایی (BOD) فاضلاب است. این روش در سال 1914 توسط آردن و لاکت در انگلستان ابداع شد.
اجزای اصلی سیستم تصفیه به روش لجن فعال
- حوضچه یا مخزن هوادهی: این بخش به عنوان بیوراکتور عمل می کند.
- مخزن یا حوضچه ته نشینی (زلال ساز نهایی): در این مرحله جامدات از آب تصفیه شده جدا می شوند.
- سیستم یا تجهیزات برگشت لجن فعال: این سیستم بخشی از لجن ته نشین شده را به مخزن هوادهی بازمی گرداند.
- حوضچه یکسان سازی: برای جمع آوری فاضلاب.
- آشغالگیر: برای تصفیه فیزیکی و حذف ذرات جامد بزرگ.
شرح فرایند روش تصفیه فاضلاب لجن فعال AS
در فرایند تصفیه فاضلاب به شیوه لجن فعال که یکی از روش های تصفیه فاضلاب است؛ ابتدا فاضلاب وارد مخزن ته نشینی اولیه گردیده و ذرات خارجی و درشت طی پروسه ی ته نشینی در کف مخزن ته نشین گردیده و از جریان فاضلاب جدا می شود. معمولا دراین مرحله 30-25 درصد از بارآلودگی که ناشی از مواد آلی معلق و ذرات درشت می باشد حذف میشود(TSS). آنگاه پساب وارد مخزن هوادهی گردیده و با توده میکروارگانیسم های موجود در آن تماس پیدا می کند.
میکروارگانیسم ها به کمک اکسیژن موجود در هوای تزریقی به مخزن هوادهی موادآلی (آلاینده) موجود در پساب را جذب و در نهایت تجزیه می کنند.
از کل مواد آلی که جذب میکروارگانیسم ها میشود بخشی بصورت انرژی، بخشی بصورت گاز و بخشی بصورت سلول های تازه در میآیند. بدین ترتیب در مخزن هوادهی همواره ترکیبی از میکروارگانیسم ها، مواد آلی (آلاینده)، مواد معدنی بی اثر و آب وجود دارد که به آن مایع مخلوط یا MLSS میگویند.
بعداز گذشت زمان ماندی نزدیک به 12-6 ساعت این مایع مخلوط وارد مخزن ته نشینی ثانویه میشود. دراین مخزن لجن یا به عبارتی توده بیولوژیکی به دلیل وزن بیشتر در کف مخزن ته نشین شده و پساب بدون مواد آلی (آلاینده) از مخزن خارج میشود.
البته مجموع لجن ته نشین شده از سیستم دفع نمیگردد چراکه این کار سبب کاهش تعداد میکروارگانیسم های مخزن هوادهی شده و سبب میشود که بخشی از مواد آلی به دلیل جمعیت کم میکروارگانیسم ها جذب آنها نشوند.
بدین ترتیب بخشی از لجن ته نشین شده مجدد به مخزن هوادهی بازگردانده میشود که به آن لجن فعال (Activated Sludge) میگویند. در واقع انگیزه نامگذاری این روش نیز همین بازگشت لجن (توده میکروارگانیسم ها) از مخزن ته نشینی به مخزن هوادهی می باشد. بخش مازاد لجن فعال از سیستم دفع شده و در فرایند فراوری لجن هضم و تصفیه می گردد.
ویژگی ها و مزایای کلی روش تصفیه فاضلاب لجن فعال AS شرکت پیچ آب شرق
- بازده 95-85% در حذف BOD و COD
- توان پذیرش فاضلابهای با BOD کمتر از 2000 میلی گرم در لیتر
- نیاز به هوادهی مصنوعی به صورت عمقی یا سطحی
- حساسیت کمتر نسبت به تغییرات دما و pH در مقایسه با شیوه های بی هوازی
- نیاز به تأسیسات هضم لجن
- صرفه اقتصادی این شیوه برای تصفیه فاضلاب هایی با دبی بالا
معایب تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال
- مصرف انرژی بالا
- نیاز مداوم به هوادهی (بزرگترین هزینه عملیاتی سیستم).
- تولید حجم زیاد لجن مازاد
- مدیریت، آبگیری و دفع لجن یکی از چالشهای اصلی است.
- حساسیت به تغییرات ناگهانی
- شوک بار آلی یا ورود مواد سمی میتواند میکروارگانیسمها را دچار مشکل کند.
- نیاز به بهرهبرداری تخصصی
- اپراتورها باید آموزشدیده باشند و پارامترهایی مثل DO، MLSS و F/M را بهطور مرتب کنترل کنند.
- هزینه سرمایهگذاری اولیه بالا
- تجهیزات هوادهی، حوضچههای بزرگ و واحدهای جانبی هزینهبر هستند.
انواع فرآیندهای لجن فعال
۱. فرآیند متعارف (Conventional Activated Sludge)
- سادهترین و پرکاربردترین نوع.
- زمان ماند حوض هوادهی: ۴ تا ۸ ساعت.
- مناسب برای تصفیهخانههای شهری.
۲. هوادهی گسترده (Extended Aeration)
- زمان ماند طولانیتر (۲۰ تا ۳۰ ساعت).
- تولید لجن مازاد کمتر.
- بسیار مناسب برای شهرهای کوچک و جوامع روستایی.
۳. راکتور نوبتی متوالی (SBR – Sequencing Batch Reactor)
- همه مراحل (پر شدن، هوادهی، تهنشینی و تخلیه) در یک مخزن واحد و به صورت نوبتی انجام میشوند.
- انعطافپذیری بالا و نیاز به فضای کمتر.
- کنترل بهرهبرداری پیچیدهتر.
۴. تماس تثبیت (Contact Stabilization)
- مرحله تماس کوتاهمدت بین فاضلاب و لجن فعال.
- سپس لجن جدا شده در مخزن تثبیت به طور کامل تجزیه میشود.
- مناسب برای فاضلابهایی با بار آلی متغیر.
۵. هوادهی مرحلهای (Step Aeration)
- فاضلاب ورودی به جای ورود یکجا، به صورت تدریجی وارد مخزن هوادهی میشود.
- توزیع یکنواختتر بار آلی.
- راندمان بهتر در شرایط تغییر بار ورودی.
۶. لجن فعال با بارگذاری زیاد (High-Rate Activated Sludge)
- زمان ماند کوتاه و بارگذاری آلی بالا.
- راندمان پایینتر در حذف BOD نسبت به دیگر روشها.
- بیشتر برای پیشتصفیه یا شرایط اضطراری.
۷. هوادهی متناوب (Intermittent Aeration)
- هوادهی بهطور دورهای قطع و وصل میشود.
- علاوه بر حذف مواد آلی، قابلیت حذف نیتروژن هم دارد.
در انتخاب نوع فرآیند باید به مواردی مثل کیفیت و کمیت فاضلاب ورودی، فضای موجود، هزینه انرژی و هدف نهایی تصفیه (فقط حذف BOD یا حذف همزمان نیتروژن و فسفر) توجه کرد.
برای اطلاع دقیق از قیمت پکیج تصفیه فاضلاب با کارشناسان ما در گروه مهندسی پیچ آب شرق تماس بگیرید.
