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

 انطباق دهی مفاهیم، فرضیات و روش‌های مورداستفاده در طراحی و اجرای تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس

 انطباق دهی مفاهیم، فرضیات و روش‌های مورداستفاده در طراحی و اجرای تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس

 انطباق دهی مفاهیم، فرضیات و روش‌های مورداستفاده در طراحی و اجرای تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس

جزئیات

انطباق دهی مفاهیم، فرضیات و روش‌های مورداستفاده در طراحی و اجرای تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس با استاندارد ATV-DVWK-A 131E آلمان و کتاب مبانی تصفیه فاضلاب Metcalf

18 اسفند 1399
انطباق دهی مفاهیم، فرضیات و روش‌های مورداستفاده در طراحی و اجرای تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس با
                                                                               استاندارد ATV-DVWK-A 131E آلمان و کتاب مبانی تصفیه فاضلاب Metcalf

۱- مقدمه
یکی از مرسوم‌ترین و پرطرفدارترین روش‌های تصفیه فاضلاب‌های بیولوژیکی استفاده از سیستمهای SBR می‌باشد. این نوع سیستم‌ها عموماً دارای پنج مرحله: 1. پر شدن 2. هوادهی 3. ته‌نشین شدن 4. تخلیه 5. سکون میباشند. همان‌طور که از نام این سیستم مشخص است فرایند آن به‌صورت Batch انجام می‌گیرد و برای اینکه بتوان از این نوع سیستم‌ها در فرایندهای پیوسته بهره برد، باید حداقل از دو تانک استفاده کرد. به‌طوری‌که در هنگام پر شدن یکی از تانک‌ها، راکتور دیگر در مرحله تصفیه فاضلاب قرار داشته باشد. در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس از نوعی راکتور SBR برای فرایند تصفیه استفاده می‌شود. با این تفاوت که برای بهره‌برداری پیوسته از سیستم، به‌جای استفاده از دو تانک موازی از سه تانک سری استفاده می‌گردد. به‌طوری‌که فاضلاب ورودی در ابتدا وارد تانک یک شده و در طی چندین سیکل به راکتور دوم و سوم منتقل‌شده و درنهایت آب تصفیه‌شده از تانک سوم خارج می‌شود. این روش علاوه بر این‌که قابلیت بهره‌برداری پیوسته را به سیستم (ازاین‌جهت که فاضلاب ورودی به تانک اول تأثیری بر روند ته‌نشینی یا هوادهی در تانک‌های دوم و سوم ندارد.) می‌دهد، موجب افزایش زمان‌ماند فاضلاب درون تصفیه‌خانه نیز می‌گردد و این امر خود موجب افزایش کیفیت تصفیه می‌شود. همچنین در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران به‌منظور کاهش تعداد دفعات تخلیه لجن مازاد، حجمی با عنوان حجم انبار لجن مازاد در نظر گرفته‌شده است.
 
در طراحی این سیستم‌ها از منابع معتبری همچون استاندارد ATV-DVWK-A 131E و  همچنین کتاب تصفیه فاضلاب Metcalf استفاده‌شده است، که در ادامه به بررسی موارد مختلف و همچنین رفرنس دهی آن‌ها پرداخته خواهد شد (که ازاین‌پس در متن این گزارش، استاندارد ATV-DVWK-A 131E  بانام "استاندارد" و کتاب تصفیه فاضلاب Metcalf نیز بانام "کتاب" یاد می‌شود).
 
۲- فرضیات اساسی طراحی
  • در سیستم‌های موردنظر علاوه بر فرایند حذف کربن، فرایندهایی نظیر نیتریفیکیشن، دی‌نیتریفیکیشن و همچنین تثبیت لجن نیز انجام می‌پذیرد. لذا با توجه به اینکه فرایند تصفیه تا مرحله تثبیت لجن پیش می‌رود با استناد به جدول 2 استاندارد، عمر لجن برای سیستم از رابطه 5-5 استاندارد به دست می‌آید:
همان‌طور که از رابطه بالا مشخص است با کاهش دما زمان موردنیاز برای تثبیت لجن تولیدی افزایش می‌یابد. پس در مناطق سردسیر باید عمر لجن را برای طراحی سیستم، که مستقیماً بر روی حجم راکتور بیولوژیکی تأثیرگذار است، افزایش داد. ازآنجایی‌که دمای متوسط برای اکثر مناطق کشور در طول فصل‌های مختلف سال در حدود 12 درجه سانتی‌گراد است، برای طراحی سیستم‌ها باید از عمر لجن برابر با  25 روز استفاده نمود.
  • فاکتور ایمنی SF برای سیستم‌هایی که بار BOD ورودی آن‌ها در یک روز کمتر از 1200 کیلوگرم می‌باشد، برابر با 1.8 است. (پاراگراف آخر صفحه 23 استاندارد) اما ازآنجایی‌که طراحی‌های شرکت نگین باران بر مبنای پیش رفتن تا مرحله تثبیت لجن است، این فاکتور اساساً کاربردی ندارد و خود را در محاسبات عمر لجن برای مراحل نیتریفیکیشن و دی‌نیتریفیکیشن نشان می‌دهد.
  • بر مبنای اطلاعات موجود در جدول 6 استاندارد، شاخص حجم لجن (SVI) برای سیستم‌های دارای مرحله تثبیت لجن در محدوده 75 تا 120 می‌باشد که در این دستورالعمل از مقدار SVI برابر 100 استفاده می‌گردد.
  • ‌بر طبق استاندارد و همچنین کتاب، مقدار DO در محاسبات طراحی برابر با 2 در نظر گرفته می‌شود.
  • سایر فرضیات مربوط به ضرایب مختلف دیفیوزر، سیستم هوادهی و ... می‌باشد، که مقادیر آنها از مثال 2-8 کتاب استخراج‌شده است.
 
زمان موردنیاز برای تصفیه مقدماتی که در سیستم‌های شرکت نگین باران درون آشغال‌گیر رخ می‌دهد، با توجه به اطلاعات موجود در جدول 1 استاندارد برابر 1.5 ساعت در نظر گرفته می‌شود.
 
۳- اصول طراحی در مورد فرایندها (حذف کربن، نیتروژن و مشتقات فسفر) و مدیریت لجن
با توجه به‌ضرورت طراحی صحیح سیستم جهت حذف کامل مواد آلاینده موجود در فاضلاب انسانی و شهری ازجمله مشتقات کربن، نیترات و نیتریت، مشتقات گوگرد و فسفر و همچنین مدیریت لجن تولیدی درون تصفیه‌خانه، شرکت نگین باران آرای پارس تمامی طراحی‌های خود درباره این موارد را بر اساس استاندارد ATV-DVWK-A 131E و کتاب تصفیه فاضلاب Metcalf انجام داده است که در ادامه به بررسی هرکدام پرداخته می‌شود.
 
۳-۱- مدیریت لجن در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس
به‌طورکلی در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس برای کاهش عملیات اپراتوری و سهولت بهره‌برداری از سیستم، و همچنین حذف کامل آلودگی‌های موجود درون لجن تولیدی تصفیه‌خانه و رساندن آن به مرحله تثبیت لجن
(Sludge Stabilization)، لجن تولیدی در دوره‌های طولانی‌مدت درون راکتورها باقی می‌ماند و از سیستم خارج نمی‌شود. باقی ماندن این حجم از لجن درون سیستم، علاوه بر مزیت‌های عملیاتی مذکور، توان سیستم را در برابر شوک‌های حاصل از آلودگی‌های شیمیایی و شوک‌های دمایی که موجب مرگ میکروارگانیسم‌ها می‌شوند نیز بالا میبرد. محاسبه حجم انبار لجن با استفاده از منابع معتبر یادشده به‌صورت زیر انجام میگیرد.
 
طبق استاندارد، هر فرد روزانه 200 لیتر فاضلاب تولید میکند و در شرایطی که TSS تولیدی به ازای یک کیلوگرم BOD برابر با 0.625 کیلوگرم باشد، میزان لجن تولیدی توسط هر فرد برابر 1 لیتر می‌باشد. پس میتوان مقدار 0.625 را به‌عنوان یک معیار قرارداد و برای شرایط مختلف و فاضلابهای ورودی با نسبت TSS به BOD مختلف، میزان لجن تولیدی روزانه هر فرد را محاسبه کرد. حال درصورتی‌که میزان لجن تولیدی روزانه کل (که حاصل‌ضرب تعداد نفرات در میزان لجن تولیدی هر فرد است) در تعداد روزهای مدنظر (تعداد روزهای یک دوره تخلیه لجن، به‌عنوان‌مثال هر 365 روز یک‌بار) برای تخلیه لجن مازاد ضرب شود، حجم مخزن ذخیره لجن مازاد به دست می‌آید.
 

۳-۲فرایندهای حذف مواد آلاینده در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس
به‌طورکلی مواد آلاینده موجود در فاضلاب با ترکیبی از فرایندهای هوازی و بی‌هوازی حذف می‌شوند. مشتقات مربوط به کربن که بار آلودگی آن‌ها با معیارهای BOD و COD سنجیده می‌شود. به‌طور کامل به‌وسیله فرایندهای هوازی حذف می‌شوند. این در حالی است که تمامی مشتقات نیتروژن در ابتدا به‌وسیله فرایندهای هوازی به نیترات تبدیل‌شده و سپس برای فرایند دی‌نیتریفیکیشن و حذف نیترات از پساب، نیازمند شرایط بی‌هوازی هستند. در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران آرای پارس تمامی این فرایندها در یک محیط و فقط در زمان‌های متفاوت انجام می‌گیرد. کنترل و اجرای این زمان‌بندی‌ها را نیز سیستم کنترل تصفیه‌خانه بر عهده دارد. به‌طورکلی فرایندهای بی‌هوازی موردنیاز با 2 روش در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران اتفاق می‌افتند:
  1. اجرای یک‌فاز بی‌هوازی و همچنین چندین وقفه بی‌هوازی کوتاه در مدت‌زمان هوادهی راکتورها درون سیستم کنترل گنجانده‌شده است، که هوادهی علاوه بر تأمین اکسیژن برای فرایندهای هوازی، نقش اختلاط پیش از فرایندهای بی‌هوازی را نیز بر عهده دارد.
  2. با توجه به اینکه لجن‌های تشکیل‌شده در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران، از کیفیت مطلوبی برخوردارند و بر طبق فصل 8 کتاب از ویژگی‌های لجن‌های فعال، می‌توان به تمایل آن‌ها برای اتصال به هم و آب‌گریزی اشاره کرد. پس لجن‌های فعال به شکل گرانولی تشکیل می‌شوند که حتی در هنگام هوادهی نیز، در مرکز این گرانول‌ها فرایندهای بی‌هوازی انجام می‌شوند.
 
فرایندهای حذف فسفر در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران، با استناد به اطلاعات موجود در صفحات 26 تا 27 استاندارد و همچنین بخش 4-6 کتاب، ترکیبی از فرایندهای بی‌هوازی و انعقاد با استفاده از مواد منعقد کننده می‌باشد. همانطور که گفته‌شده فرایندهای بی‌هوازی که به دو طریق در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران اجرا می‌شوند، علاوه بر فرایند دی‌نیتریفیکیشن شرایط لازم برای حذف بخشی از مشتقات فسفر را نیز فراهم می‌نماید. از طرفی در تصفیه‌خانه‌های شرکت نگین باران پس از مرحله آشغال‌گیر و در بدو ورود فاضلاب به راکتور اول، مقادیر مناسبی از ماده FeCl3 به جریان فاضلاب افزوده می‌شود (این مقدار بر اساس اطلاعات صفحه 27 استاندارد و همچنین مثال 6-2 کتاب محاسبه می‌گردد.)، تا مشتقات فسفر غیرقابل تجزیه توسط فرایندهای بیولوژیکی را منعقد کرده و در فازهای ته‌نشینی موجب ته‌نشینی آن‌ها شود. تزریق ماده منعقد کننده در این مرحله از تصفیه‌خانه، که در صفحه 505 کتاب با عنوان Coprecipitation شرح داده‌شده است، نه‌تنها مشکلی برای سیستم ایجاد نمی‌کند، بلکه مزایایی چون، تشکیل بهتر گرانول‌های لجن و همچنین گیر افتادن مشتقات منعقدشده فسفر درون بافت لجن را به همراه داشته و بازده و سرعت ته‌نشینی این مواد را نیز افزایش می‌دهد.

مقاله ها مرتبط