هاضم بی هوازی لجن یا تصفیه بی هوازی فاضلاب ازمتداول ترین کاربردها برای حذف مواد جامد اصلی در پساب های صنعتی و بهداشتی می باشد.
با توجه به محدودیت هایی که در روش های هوازی وجود دارد، در اکثر تصفیه خانه ها از تصفیه بی هوازی فاضلاب استفاده می کنند. مواد اصلی معلق، چربی ها، کربوهیدرات ها و پروتئین ها بعد از هیدورلیز شدن به اسیدهای چرب، قندها و آمینو اسیدها تبدیل می شوند. این مواد در مرحله اسیدی شدن و استات به سرکه و جوهرنمک تبدیل شده و در آخر موجب تولید بیوگاز متان می شود. که در سایر صنایع به عنوان سوخت قابل استفاده می باشند.
تولید لجن کمتر، پروتئین ها، هزینه کم و پروتئین ها از جمله رایج ترین ویژگی ها و دلایلی است که باعث شده که تصفیه فاضلاب به شیوه های بی هوازی با استقبال بیشتری نسبت به روش های لجن فعال و هوازی مواجه شود،
تفاوت تصفیه بی هوازی و هوازی
- حاصل فرآیند بی هوازی تصفیه فاضلاب لجن، گاز متان و فاضلاب زلال می باشد. در هوازی گاز متان تولید نمی شود و هدر رفتن حرارت در آن زیاد می باشد.
- استفاده کردن، نگهداری و تعمیر پکیج تصفیه فاضلاب بی هوازی نسبت به شیوه های هوازی نیاز به هزینه ناچیزی دارد.
- لجن تولید شده در شیوه های بی هوازی کمتر از هوازی می باشد.
- مراحل مختلف لجن فعال و هوازی نسبت به بی هوازی تغییر پذیری بالاتری در مقابل دمای محیط دارد.
انواع روش های هوازی تصفیه فاضلاب
- لجن فعال رایج با جریان پیستونی CPF
- لجن فعال اختلاط کامل CMAS
- تثبیت تماسی CSAS
- هوادهی گسترده EAAS
مراحل تجزیه مواد آلی
-
هیدرولیز Hydrolysis
در اولین مرحله تفکیک، مواد معلق فاضلاب به مواد محلول تبدیل می‌شوند. مرحله هیدرولیز که از مهم‌ترین و متداول ترین مراحل تصفیه بی‌هوازی است 5 تا 15 روز زمان می برد و اصولاً خیلی آهسته و آرام ادامه خواهد داشت. در این مرحله ، مواد سخت اصلی شکسته شده و به مواد اصلی محلول تبدیل می‌شوند که شامل هیدرولیز بیوپلیمرها نظیر کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، روغن و چربی می‌باشد.
-
اسیدی شدن و تولید استات
مرحلهAcidification شامل فرمانتاسیون اسیدهای آمینه،تولید هیدروژن، استات، قند واسیدهای چرب فرار با زنجیره کوتاه و الکل. در این مرحله از تجزیه بی‌هوازی امکان دارد اسیدهای چرب با زنجیر طویل نیز به وجود آید. همچنین استات سازی Acetogenesis نیز صورت می‌پذیرد که در آن تمامی محصولات حاصل از دو مرحله 1 و همین مرحله به استات تبدیل می‌شود.
-
تولید متان
سومین وهله‌ی تولید گاز به صورت زنجیره ی کربنی از نوع متان به کربنات و اکسیژن محصور می گردد. در این قسمت باید باتوجه به نوع گاز و زنجیره‌ی کربنی آن و با توجه به ظرفیت های کربن و رادیکال بودن این عنصر موادی مانند S Ar Ge و… و ترکیباتی چنین حتی عناصر قلیایی و قلیایی خاکی در برخورد با متان (زنجیره کربنی خاص ) می شود به تولید چنین عنصری دامن زد. همگن بودن گاز متان و به نوعی هم جنس بودن گاز متان با فرمول منحصرز به فرد خود این امکان را فراهم می سازد که تولید متان را جذاب می گرداند.
مزایای استفاده از سیستم تصفیه فاضلاب بی هوازی
- عدم نیاز به قطعات الکترومکانیکال
- نیاز نداشتن به تعمیرات پیشگیرانه و سیستم نگهداری
- تطبیق کامل با لزومات و ضوابط محیط زیست .
- حذف عملیات گسترده ساختمانی و تأسیساتی.
- امکان ایجاد فضای سبز در قسمت بالای سیستم تصفیه فاضلاب بی‌هوازی که در زیرزمین قرارگرفته است.
- اقتصادی بودن این سیستم نسبت به سایر سیستم تصفیه فاضلاب
کاربرد فرآیند بی هوازی فاضلاب
در فرآیند های بی هوازی با توجه به اجتماع باکتری و فارق از نوع، جنس و اکتیویته آن می توان باکتری را در حد per particle beillion حذف کرد.
با توجه به فرآیندهای هوازی نمی توان باکتری را در اشل های کوچک و بزرگ به طور حدس از بین برد. زیرا مواد هوازی مکانیزم عملکرد شیمیایی دارند به معنای حذف و یا تکثیردار فرآیند بی هوازی نمی توانند هویت تصفیه ی آب پساب در (فاضلاب) را کنترل و نابود کنند.
تصفیه بی هوازی با روش UASB
پکیج تصفیه فاضلاب UASB بر پایه بهره گیری از میکروارگانیسم ها و میکروب ها در شرایط بی هوازی عمل می کنند و در داروسازی و صنایع غذایی کاربرد بیشتری دارند. در این پکیج فاضلاب، لایه های لجن در انتهای مخزن باعث واکنش مواد اصلی در فاضلاب با میکروارگانیسم های لایه لجن می گردد. در آخراین واکنش موجب تولید دی اکسید کربن و گاز متان خواهد شد.
این پکیج دربرگیرنده چند لایه اثربخش می باشد مثلا غشائ ورود فاضلاب به داخل دستگاه، لایه لجن با قدرت چسبندگی بالا و خاصیت گرانولی ، لایه توده های انباشته از میکروارگانیسم ها که به پتوی لجن معروف است. لایه جداسازی گاز،مایع و جامد و دودکش های تخلیه گاز متان و شیرهای تخلیه فاضلاب.
رآکتور بافل دار بی هوازی ABR
به نوع بخصوصی از شیوه های تصفیه فاضلاب گفته می شود که فاضلاب ورودی به مخزن از اتاقک های مختلف حرکت پایین رونده و بالا رونده دارند. این روش انتقال و حرکت فاضلاب باعث می شود در مقابل شوک اصلی و هیدرولیکی مقاوم افزایش پیدا کند.
عرض اتاقک های بالا رونده در این رآکتورها حدودا سه برابر عرض اتاقک های پایین رونده بوده و درآخرموجب می شوند دو فازتولید متان واسید شدن از هم جدا شوند. این شیوه تصفیه فاضلاب در تصفیه خانه های فاضلاب شهری با ظرفیت پایین و پیش تصفیه واحدهای بزرگ و صنعت مورد بهره گیری قرار می گیرد و بازده بالایی برای فاضلاب های صنعتی دارند.
رآکتور تصفیه بی هوازی UAFB
تصفیه فاضلاب UAFB به رآکتور تصفیه بی هوازی با رشد چسبیده نیز معروف است. این عامل های واکنش بی هوازی بیشتر مواقع از پلاستیک ساخته می شوند و به علت تولید لجن کمتر و بازده 90 تا 80 %برای حذف BOD، CODدر بیشتر مواقع به عنوان پیش تصفیه فاضلاب های صنعتی مورد بهره گیری قرار می گیرند. از مهم ترین کاربردهای این روش می توان به مقاومت بالا در برابر شوک های اصلی وهیدرولیکی اشاره کرد.
