تصفیه فاضلاب با روش EAAS
فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده یا EAAS (Extended Aeration Activated Sludge) نوعی فرآیند اصلاح شده از روش لجن فعال متعارف می باشد. در این فرآیند مخزن ته نشینی اولیه (زلال ساز اولیه) حذف شده است. در این روش تحت شرایط هوازی، مواد آلی زیستی تخریب پذیر توسط میکروارگانیسم ها تجزیه می شوند که برای تامین اکسیژن و هوای مورد نیاز از بلوئرها و دیفیوزر ها استفاده می شود. همانطور که گفته شد هوادهی گسترده روش اصلاح شده از لجن فعال متعارف است. متداول ترین فرآیند رشد معلق برای تصفیه فاضلاب شهری، فرآیند لجن فعال می باشد که در سال 1913 در ایستگاه تحقیقاتی لاورنس در ماسا چوست به وسیله کلارک وگک ایجاد و توسعه یافت. سیستم های هوادهی گسترده به عنوان یک تکنولوژی کاملا توسعه یافته از لجن فعال در نظر گرفته می شوند که از دهه 1950 در حال استفاده بوده اند. یک سیستم هوادهی غالبا شامل آشغالگیر، دانه گیر، مخزن پمپاژ، متعادلساز، تانک هوادهی و اختلاط، ته نشینی ثانویه، برگشت لجن فعال و کلرزنی است.
مراحل یا واحدهای هوادهی گسترده (EAAS)
1. آشغالگیر و دانه گیر: استفاده از آشغالگیر و دانه گیر مانع از ورود اجسام و ذرات بزرگتر به دیگر واحدهای تصفیه، آسیب زدن و ایجاد اختلال در عملکرد تجهیزات تصفیه فاضلاب می شود. حذف این مواد به سایز و ویژگی های آنها بستگی دارد. در بعضی موارد سیستم تصفیه دارای ظرفیت پایین تر بوده و استفاده از دانه گیر در آن توجیه اقتصادی ندارد. در این موارد امکان حذف دانه گیر نیز می باشد.
2. مخزن متعادلساز: در صورت نیاز به تنظیم جریان ورودی به حوض هوادهی، بعد از حذف جامد معلق و دانه گیری، فاضلاب وارد مخزن متعادلساز می شود. در مخزن متعادلسازی مواد جامد به وسیله حباب های هوای خروجی از دیفیوزر معلق می مانند و از حوض متعادلساز با نرخ یکنواختی به تانک هوادهی پمپ می شوند.
3. مخزن هوادهی: در این روش، هوادهی به صورت عمقی بوده و فاضلاب به وسیله بلوئرهای هوادهی (دمنده های هوادهی) هوادهی می شوند. هوای تولید شده توسط بلوئرها از طریق لوله ها به کف استخر هوادهی منتقل می شوند، سپس به وسیله دیفیوزرها، این هوا به فاضلاب منتقل می شود.
4. ته نشینی ثانویه: بعد از انجام هوادهی فاضلاب از حوضچه هوادهی وارد تانک ته نشینی ثانویه یا SST (Secondary Settling Tank) می شود. تا رسوب و جداسازی لجن از پساب تصفیه انجام گیرد. با تجزیه فاضلاب، لجن تولیدی بخش هوادهی در این قسمت ته نشین شده و بخشی از لجن ته نشین شده (چیزی در حدود 50 الی 150 درصد از جریان فاضلاب) به قسمت تانک هوادهی پمپ می شود و مابقی آن به تانک لجن منتقل می شود. سپس پساب تصفیه شده در این بخش از روی وی ناچ ها (V-notches) جاری شده و برای تصفیه بهتر و بیشتر به واحد ضد عفونی می روند.
5. کلر زنی: در مرحله آخر برای تصفیه بیشتر و استفاده از پساب تصفیه شده در کاربری های مختلف آن را به واحد ضدعفونی برده و کلرزنی می کنیم.
در سیستم EAAS تصفیه فاضلاب و هضم و تثبیت لجن همزمان در حوضچه های هوادهی است. از آنجایی که SRT و HRT در این روش تصفیه بالاست به ازای باکتری های موجود در حوض هوادهی مواد مغذی در دسترس آنها کمتر خواهد بود، بنابراین میزان مواد آلی در حوض هوادهی کمتر خواهد بود و باکتری ها ناگزیر به مصرف مواد آلی موجود در ساختار خود هستند و شاهد تثبیت و هضم لجن هستیم.
حجم مخزن هوادهی باید بر اساس بارگذاری BOD باشد و معمولا در محدوده 0.3 - 0.25 Kg BOD/m3.day قرار داشته باشد.
پارامترهای طراحی معمول برای فرایند لجن فعال هوادهی گسترده به صورت زیر است:
|
Range
|
Parameter
|
|
2000-6000
|
MLSS(mg/L)
|
|
0.05-0.15
|
F/M(g BOD5/d per g MLSS)
|
|
20-30
|
Aeration detention time (hr)
|
|
20-30
|
Solids Retention Time (day)
|
|
0.5-1.5
|
Recycle Ratio(R)
|
مزایا
1. ارائه خروجی فاضلاب مناسب و امکان دستیابی به راندمان بالا
2. دارای ابعاد کوچک و فضای کم مورد نیاز
3. تولید لجن کم و تثبیت شده به علت بالا بودن سن لجن و نسبت F/M پایین آن
4. راحتی در بهره برداری و طراحی از سیستم
5. در صورت بهره برداری درست و اصولی دارای کمترین میزان تولید بو و قابل استفاده در تمامی نواحی
6. سازگاری با شرایط آب و هوایی اغلب مناطق کشور
7. امکان ساخت بر اساس شرایط و محدودیت های پروژه
8. مناسب برای فاضلاب های با ظرفیت پایین و متوسط
9. به دلیل حجم بالای مخزن هوادهی سیستم دارای مقاومت بیشتر در برابر شوک های آلی و هیدرولیکی است
10. عدم نیاز به تاسیسات اضافی برای هضم جداگانه لجن
11. عدم نیاز به واحد ته نشینی اولیه
12. عدم رشد و نمو حشرات مزاحم
13. امکان ساخت به صورت پکیج و امکان انتقال پکیج بعد از نصب
معایب
1. مصرف انرژی بالا به دلیل هوادهی بیشتر در سیستم های تصفیه فاضلاب به روش EAAS
2. افزایش حجم مخزن هوادهی و نیاز به اختلاط و هوادهی بیشتر
3. به دلیل نسبت F/M پایین امکان حجیم شدن لجن است
4. وجود تجهیزاتی چون بلوئرها نیاز به نگهداری دارند و احتمال خرابی آنها هست
5. برای شهرهای کوچک و کم جمعیت مناسب است اما برای شهرهای بزرگ مناسب نمی باشد
6. برای حذف ازت و فسفر نیازمند تصفیه پیشرفته و تکمیلی است
7. انعطاف پذیری سیستم محدودتر است
پارامتر های مهم جهت طراحی تصفیه فاضلاب به روش EAAS
1. زمان هوادهی
2. زمان ماند سلولی (SRT)
3. زمان ماند هیدرولیکی (HRT)
4. نسبت غذا به میکروارگانیسم ها F/M
5. میزان جامدات مایع مخلوط MLSS
در سال های اخیر تمایل به استفاده از پکیج های تصفیه فاضلاب پیش ساخته و قابل حمل به ویژه برای اجتماعات کوچک رو به افزایش است چرا که ساخت تصفیه خانه های متعارف باعث افزایش هزینه ها و مشکلات ساخت و بهره برداری از سیستم می گردد. با ساخت تصفیه خانه های پیش ساخته به صورت واحدهای آماده، علاوه بر کاهش قابل ملاحظه در هزینه ها و زمان مورد نیاز، امکان جا به جایی آنها به شکل کانتینرهای استاندارد فراهم می شود. این پکیج های پیش ساخته به عنوان راه حلی مقرون به صرفه و مطمئن در تصفیه فاضلاب اجتماعات کوچک و رفع معضلات زیست محیطی و واحدهای آلاینده شهری و صنعتی توصیه می گردد. روش تصفیه فاضلاب های بهداشتی، فرآیند لجن فعال از طریق هوادهی عمقی با کشت معلق و یا رشد ثابت توسط باکتری های هوازی می باشد. راندمان تصفیه فاضلاب در حدود 95 درصد حذف آلاینده های شاخص از قبیل BOD ،COD ،TSS می باشد که در صورت لزوم اضافه نمودن راکتورهای بی هوازی و آنوکسیک به منظور تصفیه تکمیلی امکان پذیر است.
در ظرفیت های بسیار کوچک از مخازن آماده پلی اتیلن و فایبرگلاس به عنوان راکتور تصفیه فاضلاب استفاده می شود. ساخت تصفیه خانه های متعارف باعث افزایش هزینه ها و مشکلات ساخت و بهره برداری از سیستم می گردد.