021-22650134-5
info@nbap.co.ir

مشخصات فنی سیستم تصفیه فاضلاب پیشنهادی

مشخصات فنی سیستم تصفیه فاضلاب پیشنهادی

مشخصات فنی سیستم تصفیه فاضلاب پیشنهادی

جزئیات

اصول این تکنولوژی در سال‌های 1920 بناگذاری شد؛ ولی در سال‌های 1960 با پیشرفت تکنولوژی و تولید قطعات الکترومکانیکال مدرن‌تر مانند دمنده‌های پربازده و پمپ‌های کارآمد‌تر و ...، این تکنولوژی جانی تازه گرفت و سر زبان‌ها افتاد. قابلیت انطباق بالا و کنترل بسیار خوب بر روند تصفیه فاضلاب ورودی، از مزیت‌های این سیستم به شمار می‌آید. همچنین فضای اشغال‌شده کم و سرمایه‌گذاری اولیه پایین‌تر به نسبت دیگر تکنولوژی‌ها برای تصفیه مقادیر برابر فاضلاب تولیدی، از دیگر مزایای این سیستم و از دلایل رویکرد و اقبال بیشتر در سال‌های اخیر به این تکنولوژی است. همچنین در سال‌های 2008 کشورهای پیشرو در تکنولوژی‌های تصفیه فاضلاب مانند آمریکا، آلمان و کانادا به توسعه دوباره تکنولوژی SBR پرداختند. در این میان تکنولوژی‌هایی که در کشور آلمان توسعه پیدا کردند نیز بسیار پیشرو و کارآمد هستند. در مقالات و مراجع مختلف، ازجمله معایب سیستم‌هایی غیر از SBR که در تصفیه بیولوژیک فاضلاب استفاده می‌شوند به تولید لجن مازاد زیاد اشاره‌شده است. این مورد در سیستم‌های SBR تا حدود مناسبی تقلیل یافته اما با توسعه و اختراع تکنولوژی SSB® توسط شرکت AQUATO®، تولید لجن مازاد در سیستم‌های تصفیه به شدت کاهش پیدا کرد. به‌طوری‌که مقدار تولید لجن سالانه به مقدار یک به بیست‌وچهار کاهش می‌یابد. این مسئله عدم تولید بوی نامطبوع را هم به همراه دارد زیرا در تمامی ‌مراحل تصفیه در تکنولوژی SSB® لجن مازاد در حالت هوازی باقی می‌ماند. علاوه بر خلاقیت‌های تکنولوژیکی در بهینه‌سازی مقادیر هوادهی و تولید سناریوهای گوناگون برای توسعه میکرواورگانیسم‌ها، در طراحی هیدرولیکی تکنولوژی SSB® نیز خلاقیت‌ها و نوآوری‌هایی انجام پذیرفته که توانایی سیستم را در پذیرش شوک‌های آلی و هیدرولیکی به‌شدت افزایش می‌دهد. مجموعه این پیشرفت‌ها تکنولوژی SSB® را برای کارفرمایان و صاحبان صنایع و مجموعه‌ها و اصولاً هر سیستم غیرمتمرکزی که نیاز به تصفیه فاضلاب تولیدی دارد، به‌شدت جذاب و سودمند می‌سازد.

24 اسفند 1399
3-1 مقدمه
اصول این تکنولوژی در سال‌های 1920 بناگذاری شد؛ ولی در سال‌های 1960 با پیشرفت تکنولوژی و تولید قطعات الکترومکانیکال مدرن‌تر مانند دمنده‌های پربازده و پمپ‌های کارآمد‌تر و ...، این تکنولوژی جانی تازه گرفت و سر زبان‌ها افتاد. قابلیت انطباق بالا و کنترل بسیار خوب بر روند تصفیه فاضلاب ورودی، از مزیت‌های این سیستم به شمار می‌آید. همچنین فضای اشغال‌شده کم و سرمایه‌گذاری اولیه پایین‌تر به نسبت دیگر تکنولوژی‌ها برای تصفیه مقادیر برابر فاضلاب تولیدی، از دیگر مزایای این سیستم و از دلایل رویکرد و اقبال بیشتر در سال‌های اخیر به این تکنولوژی است. همچنین در سال‌های 2008 کشورهای پیشرو در تکنولوژی‌های تصفیه فاضلاب مانند آمریکا، آلمان و کانادا به توسعه دوباره تکنولوژی SBR پرداختند. در این میان تکنولوژی‌هایی که در کشور آلمان توسعه پیدا کردند نیز بسیار پیشرو و کارآمد هستند. در مقالات و مراجع مختلف، ازجمله معایب سیستم‌هایی غیر از SBR که در تصفیه بیولوژیک فاضلاب استفاده می‌شوند به تولید لجن مازاد زیاد اشاره‌شده است. این مورد در سیستم‌های SBR تا حدود مناسبی تقلیل یافته اما با توسعه و اختراع تکنولوژی SSB® توسط شرکت AQUATO®، تولید لجن مازاد در سیستم‌های تصفیه به شدت کاهش پیدا کرد. به‌طوری‌که مقدار تولید لجن سالانه به مقدار یک به بیست‌وچهار کاهش می‌یابد. این مسئله عدم تولید بوی نامطبوع را هم به همراه دارد زیرا در تمامی ‌مراحل تصفیه در تکنولوژی SSB® لجن مازاد در حالت هوازی باقی می‌ماند. علاوه بر خلاقیت‌های تکنولوژیکی در بهینه‌سازی مقادیر هوادهی و تولید سناریوهای گوناگون برای توسعه میکرواورگانیسم‌ها، در طراحی هیدرولیکی تکنولوژی SSB® نیز خلاقیت‌ها و نوآوری‌هایی انجام پذیرفته که توانایی سیستم را در پذیرش شوک‌های آلی و هیدرولیکی به‌شدت افزایش می‌دهد. مجموعه این پیشرفت‌ها تکنولوژی SSB® را برای کارفرمایان و صاحبان صنایع و مجموعه‌ها و اصولاً هر سیستم غیرمتمرکزی که نیاز به تصفیه فاضلاب تولیدی دارد، به‌شدت جذاب و سودمند می‌سازد.
 
3-2 چرا سیستم SBR امروزه موردتوجه و اقبال واقع‌شده است؟
با استناد به مقالات آژانس حفاظت از محیط‌زیست ایالات‌متحده امریکا که به‌اختصار EPA خوانده می‌شود
(
Unites States Environmental Protection Agency) و برای نمونه با ارجاع به مقاله EPA 932-F-99-073 از همین آژانس، هم با تاریخچه مختصری از سیستم‌های SBR آشنا می‌شویم و هم به دلایل موردتوجه قرار گرفتن این تکنولوژی سال‌های اخیر پی می‌بریم. با مراجعه بیشتر به EPA ازاین‌دست مقالات به‌وفور یافت می‌شود که در دفاع از این تکنولوژی برآمده‌اند و ارجاعات بسیاری را دراین‌باره و نیز درباره پیشبرد، توسعه و بهینه‌سازی این تکنولوژی، و دلایل برتری و مزیت‌های آن می‌توان یافت. همچنین در مراجع معتبر دیگری مانند International Publishing Springer© مقالات متعدد و ارجاعات بسیار مفصلی دراین‌باره وجود دارد. ازجمله با ارجاع به مقاله سودمند Dutta and Sarkar (2015)، بررسی مفصل و ارجاعات بسیاری را درباره به‌کارگیری تکنولوژی SBR در تصفیه بیولوژیک فاضلاب خواهیم یافت. در پیوست مقالات فوق‌الذکر برای مطالعه بیشتر آورده شده است. بدیهی است در هردوی این مقالات و همچنین با ارجاع به منابع معتبری همچون EPA مطالب بسیاری برای مطالعه بیشتر وجود دارد. شایان‌ذکر است که امروزه در بسیاری از کشورهای پیشرفته مانند آلمان، ایتالیا، سوئد، اسپانیا، فرانسه، بلژیک، هلند، نروژ، کانادا و آمریکا از تکنولوژی SBR و تکنولوژی‌های توسعه یافته بر مبنای SBR مانند تکنولوژی SSB® استفاده می‌شود.
 
3-3 اصول فرایندی و عملیاتی در سیستم‌های ®SSB
در این بخش شرح مختصری از فرایند لجن فعال مورداستفاده در سیستم‌های ®SSB و همچنین بخش‌ها و مراحل مختلف تصفیه‌خانه ارائه می‌گردد.
 
3-3-1 فرایند لجن فعال مورداستفاده در سیستم‌های ®  SSB 
در ترکیب فاضلاب‌ها انواع مختلفی از میکروارگانیسم­­­­­­ها وجود دارند که حضور آن‌ها برای تصفیه فاضلاب مفید است. بدین معنا که این میکروارگانیسم‌ها برای تکثیر طبیعی خود به دو عامل انرژی و تنفس نیازمندند. بنابراین از طریق اکسیژن محلول در فاضلاب تنفس کرده و از فضولات موجود در آن تغذیه نموده و به‌مرور فاضلاب را تصفیه می‌کنند ولی در این واکنش اکسیژن نقش محدودکننده داشته و باعث می‌شود فرایند تصفیه طبیعی فاضلاب به‌شدت کند عمل کند.
 
فرایند لجن فعال روشی برای تصفیه زیستی فاضلاب است که در آن از این ویژگی میکروارگانیسمها استفاده‌شده و اکسیژن موردنیاز آن‌ها تأمین می‌گردد تا تکثیرشده و فاضلاب را به‌سرعت تصفیه کنند. این فرایند به دو شکل رشد معلق و رشد چسبیده قابل‌اجراست. فرایند لجن فعال با رشد چسبیده به دلایلی چون نیاز به تخلیه در کوتاه‌مدت و احیای مدیاها و... از کارایی کمتری برخوردار است ولی در فرایند لجن فعال با رشد معلق، میکروارگانیسم‌ها طی اجرای فرایندهای هوازی، فضولات را تجزیه کرده و زیست‌توده‌های عاری از هرگونه مواد مضر تولید می‌کنند. این زیست‌توده‌ها در دسته‌هایی گرانولی شکل به هم متصل شده و ته‌نشین می‌گردند.
 
در سیستم‌های ®SSB علاوه بر حجم موردنیاز راکتورها برای واکنش، حجمی نیز درون راکتور به‌عنوان انبار لجن در نظر گرفته می‌شود که موجب باقی ماندن لجن فعال بیش از 25 روز در سیستم شده و لجن به مرحله تثبیت می‎‌رسد. این موضوع موجب می‌شود تا لجن حتی پس از قطع هوادهی و تخلیه از مخازن نیز بدون بو بوده و از بهترین کودها برای کشاورزی محسوب ‌شود. این در حالی است که اگر زمان‌ماند هیدرولیکی لجن در سیستم کمتر از این مدت باشد، لجن پس از تخلیه از مخازن دوباره شروع به انجام فرایند بی‌هوازی کرده و بو تولید خواهد کرد.
 
در سیستم SBR مرسوم زمان‌ماند لجن بسیار اندک بوده و قبل از آنکه لجن به مرحله تثبیت برسد از راکتورها خارج‌شده و پس از ته‌نشینی به مخزن ذخیره لجن مازاد منتقل می‌گردد و در معرض فرایندهای بی‌هوازی ایجاد بو می‌کند. علاوه بر این ضرورت تخلیه و دفع این لجن در دوره‌های کوتاه‌مدت از دیگر ضعف‌های این نوع سیستم‌ها به شمار می‌رود. همچنین این سیستم‌ها به علت عملکرد ناپیوسته، نیازمند مخزن متعادل‌ساز خواهند بود و این خود ضعف دیگری به حساب می‌آید. ولی در سیستم ®SSB پیشرفته با توجه به استفاده آن از فرایند لجن فعال با رشد معلق و نیز تغییراتی که نسبت به سیستم SBR در آن ایجاد گردیده، زمان ماند لجن در سیستم افزایش یافته و لجن‌ها تا مرحله تثبیت لجن پیش‌ می‌روند و سیستم در تمام مراحل تصفیه عاری از هرگونه بوی نامطبوع است. به علاوه این سیستم نیازی به مخزن متعادل‌ساز نداشته و آشغال‌گیر این سیستم همین نقش را نیز بر عهده دارد. همچنین بنا بر دلایل ذکر شده سیستم‌های ®SSB حداقل تا دو سال نیازی به تخلیه لجن مخازن ندارند.
 
 3-3-2 مراحل و بخش‌های مختلف فرایند تصفیه‌ فاضلاب ®  SSB
به طور کلی تصفیه‌خانه‌های طراحی شده به روش ®SSB از دو بخش جداسازی فیزیکی و تصفیه بیولوژیکی تشکیل می‌شوند. فاضلاب ورودی به سیستم در ابتدا وارد تانک آشغال‌گیر شده و با عبور از توری‌هایی که با توجه به نوع فاضلاب در مش‌ها و سایزهای مختلفی نصب‌شده‌اند، تمامی اجزا و اجسام بزرگ و غیر قابل تصفیه‌ موجود در درون فاضلاب گرفته شده و فاضلاب خام عاری از هرگونه آشغال وارد بخش تصفیه بیولوژیکی می‌شود. در طراحی آشغال‌گیر، آرایش توری‌ها به گونه‌ای در نظر گرفته شده است که آشغال‌های دپو شده در این بخش موجب مسدود شدن مسیر فاضلاب نشده و در دوره‌های طولانی مدت‌تری نیاز به تخلیه داشته باشد. از مشکلاتی که این‌گونه آشغال‌گیرها معمولاً با آن‌ها روبرو هستند، نیاز به توقف فعالیت تصفیه‌خانه و بستن ورودی فاضلاب در هنگام تخلیه آشغال‌ها می‎‌باشد. برای رفع این مشکل در طراحی‌های شرکت نگین باران، بخش آشغال‌گیر از دو کانال موازی تشکیل شده است که در مواقع عادی هر دو کانال در فرایند شرکت دارند و در هنگام سرویس‌های دوره‌ای که نیاز به تخلیه آشغال‌گیرها وجود دارد، ورود جریان به یک کانال قطع شده و تمامی جریان از کانال دیگر عبور می‌کند. بدین ترتیب بدون نیاز به توقف فعالیت تصفیه‌خانه می‌توان تخلیه آشغال‌گیر را به سهولت انجام داد.
 
بخش تصفیه بیولوژیکی از سه راکتور هم حجم تشکیل شده است، راکتور اول اصلی‌ترین نقش را در تصفیه فاضلاب ورودی دارد و به همین دلیل بیشترین میزان هوادهی در این راکتور انجام می‌شود. راکتورهای دوم و سوم نیز عملکرد مشابه راکتور اول دارند با این تفاوت که با توجه به کاهش بار آلودگی فاضلاب با عبور از هر راکتور، راکتور بعدی نیاز به هوادهی کمتری نسبت به راکتور قبلی دارند. به طور متوسط زمان ماند فاضلاب در هر راکتور حدود یک و نیم روز می‌باشد. نکته قابل توجه در مورد این راکتورها این است که سه راکتور با اینکه ازنظر بیوشیمیایی با یکدیگر تفاوت زیادی دارند ولی ازنظر هیدرودینامیکی به یکدیگر متصل هستند و به همین دلیل فازهای فرایند تصفیه درون این راکتورها کاملاً یکسان است. بدین‌صورت که هنگام هوادهی هر سه سیستم هم‌زمان هوادهی می‌شوند و در فاز ته‌نشینی یا تخلیه آب تمیز، هر سه راکتور در همان فاز قرار دارند.
 
3-3-3 فازهای عملیاتی فرایند ®  SSB
 فرایند تصفیه فاضلاب در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران به‌طورکلی در 3 فاز اصلی و 2 فاز ویژه انجام می‌گیرد. راکتورها اکثر مواقع در فاز 3 که فاز مربوط به هوادهی هست، قرار دارند. در این فاز بلوئرها با دستور کنترل کننده مرکزی هوای کافی
برای فعالیت میکروارگانیسم‌ها را از طریق دیفیوزرها به درون فاضلاب تزریق می‌کنند. علاوه بر تامین اکسیژن، در این فاز وقفه‌هایی نیز برای انجام فرایندهای بی‌هوازی نیز در نظر گرفته شده است تا بار آلودگی مربوط به نیترات در فاضلاب کاهش یابد. همچنین با توجه به آرایش دیفیوزرها هوادهی به عنوان عامل اختلاط سیستم نیز محسوب می‌شود. با ورود پیوسته فاضلاب و افزایش سطح فاضلاب در مخازن، سیستم وارد فاز ته‌نشینی (فاز1) شده و پس از ته‌نشینی کامل، در فاز بعدی (فاز2) آب تمیز حاصل از تصفیه نهایی در راکتور سوم از سیستم خارج می‌شود.
 
با توجه به این که میزان هوادهی در تصفیه‌خانه متناسب با دبی اسمی آن تنظیم گردیده است. در صورت کم‌باری فاضلاب و کاهش دبی ورودی به شکل دوره‌ای، زیاد بودن هوادهی موجب افزایش فعالیت میکروارگانیسم‌ها شده و با توجه به این که مواد مغذی ورودی توسط فاضلاب کاهش یافته است، میکروارگانیسم‌ها از بین می‌روند. برای رفع این مشکل تصفیه‌خانه‌های طراحی شده توسط شرکت نگین باران دارای دو فاز ویژه ECO Mode و HOL Mode می‌باشد، که با توجه به میزان کم‌باری فاضلاب ورودی، میزان هوادهی را به طور خودکار با دستور کنترل کننده مرکزی کاهش داده و از آسیب رسیدن به میکروارگانیسم‌های موجود جلوگیری می‌کند

مقاله ها مرتبط