فرآیند لجن فعال

فرآیند لجن فعال

این فرایند را در سال 1914 در انگلستان، آردن و لاکت(Ardern & Lockett) ابداع کردند و چون در این فرایند توده ای فعال از میکرو ارگانیسم ها تولید میشود که قادربه تثبیت هوازی مواد زاید است، آن را فرایند لجن فعال می نامند.
امروزه گونه های بسیاری از فرایند اولیه مورد استفاده قرار می گیرد، اما همه آنها در اساس مشابهند.

تعریف فرایند لجن فعال

این روش فرایندی است بیولوژیکی و هوازی که از فعل انفعالات میکروارگانسیم های موجود در فاضلاب استفاده نموده و آلودگی را تا حد معینی تنزل می دهد.
در این روش فاضلاب پس از خروج از واحد های تصفیه مقدماتی وارد حوضچه ی هوادهی می گردد.
در حوضچه ی هوا دهی بر اثر هوادهی مصنوعی به فاضلاب باکتری های هوازی در مایع مخلوط به صورت محلول تکثیر پیدا نموده ومواد آلی فاضلاب را به مصرف می رسانند.در حوضچه هوا دهی میکروارگانیسم با دریافت اکسیژن به مقدار کافی، مواد آلی و ناپایدار فاضلاب را تجزیه نموده و تشکیل لجن فعال می دهد.

مقداری از این لجن برای تسریع در عمل تجزیه مواد  مواد آلی و بالا بردن راندمان تصفیه مجدداً به حوضچه هوادهی برگشت داده شده و بخش دیگری که مازاد بر نیاز می باشد تحت عنوان لجن اضافی مستقیماً یا تؤام با لجن حوضچه ی ته نشینی اولیه برای تصفیه از مدار خارج گشته و به مخازن تغلیظ و هضم لجن فرستاده می شود. پساب  تصفیه شده از حوضچه ته نشین ثانویه خارج شده و در حوضچه دیگری برای حصول اطمینان از حذف کامل باکتری های بیماری زا، کلرزنی می گردد.

مراحل فرآیند لجن فعال

در حوضچه هوادهی میکروارگانیسم با دریافت اکسیژن کافی مواد آلی و ناپایدار فاضلاب را تجزیه نموده و تشکیل لجن فعال می‌دهد. مقداری از این لجن برای تسریع در عمل تجزیه مواد آلی و بالا بردن راندمان تصفیه مجدداً به حوض هوادهی برگشت داده شده و بخش دیگری که مازاد بر نیاز می‌باشد تحت عنوان لجن اضافی مستقلاً یا توأم با لجن حوض ته نشینی اولیه برای تصفیه از مدار خارج گشته و به مخازن تغلیظ و هضم لجن فرستاده می‌شود. پساب تصفیه شده از حوض ته نشینی ثانویه خارج شده و در حوضچه دیگری برای حصول و اطمینان از این که حاوی هیچ گونه باکتری بیماری زا نباشد کلرزنی می‌گردد.

معایب و محاسن تصفیه به روش لجن فعال به شرح زیر می‌باشد:

– سطح لازم برای ساختمان آن از سایر روش‌های تصفیه زیستی کمتر است.
بنابراین در مناطقی که ارزش زمین بالاتر است و یا زمین کافی در اختیار نیست این روش از اولویت خاصی برخوردار است.

-راهبری ساده.
-طراحی آسان.
-عدم رشد و نمو حشرات مزاحم، در صورت راهبری صحیح فرایند لجن فعال بسیار کمتر از سایر روش های تصفیه زیستی است.
-حساسیت کمتر در برابر تغییرات درجه حرارت در فصول تابستان و زمستان
-عمل تصفیه به روش لجن بدون ایجاد بوی بد انجام می‌گیرد. این روش برای تصفیه خانه هایی که به اجبار در نزدیکی شهرها ساخته می شوند بسیار حائز اهمیت می‌باشد.
-هزینه های ساختمانی آن در مقایسه با بعضی از روش‌های دیگر تصفیه کمتر است.
-راندمان تصفیه در این روش بالاتر از سایر روش‌هاست.

و معایب آن به شرح زیر می‌باشد:

-نیاز به کادر فنی و کار آزموده در سطح بالا دارد.
-هزینه احداث و راهبری آن بیشتر از سایر روش‌ها است.
به خصوص مصرف انرژی در این سیستم به مراتب بیشتر از سایر سیستم‌های ساده می‌باشد.
-نیاز به تجهیزات پیشرفته مکانیکی و الکتریکی دارد.
-مشکلات بهره برداری از قبیل تولید کف، حجیم شدن لجن(Bulking)، بالا آمدن لجن، حساسیت به مواد سمی، بالا بودن هزینه تعمیرات و نگهداری، محدودیت پذیرش فاضلاب های دار بار آلی بالا، پر آب بودن لجن و لزوم احداث واحدهای هضم، تغلیظ و لجن خشک کن و ….

تئوری فرایند لجن فعال

فاضلاب ورودی به تصفیه خانه، پس از گذراندن مراحل اولیه تصفیه، بیشتر جامدات معلق و مقداری از BOD(اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی) خود را از دست می دهد.
واحدهایی که معمولاً قبل از واحد لجن فعال قرار دارند، شامل دانه گیری و ته نشینی اولیه می باشد.
واحد ته نشینی اولیه قادر است 40-25 % از BOD و 70-50 % از کل جامدات ورودی را حذف نماید.

فرآیندهای لجن فعال

بعد از گذراندن مراحل اولیه تصفیه، فاضلاب وارد حوض هوادهی لجن فعال می گردد .
مایع مخلوط حوض هوادهی، شامل مخلوطی از انواع میکروارگانیسم های مختلف است.
اغلب این میکروارگانیسم ها را باکتری های هتروتروفیک تشکیل می دهد.
با رساندن مواد غذایی و اکسیژن کافی به داخل حوض هوادهی، جمعیت این باکتری ها در حوض هوادهی غالب می گردد.  بطور کلی باکتری های فرایند لجن فعال شاما اعضای گونه های پسودوموناس، زوئوگلئا، آکروموباکتر، فلاووباکتریوم، نوکاردیا، دلوویبریو، مایکوباکتریوم و دو باکتری شوره ساز نیتروزموناس و نیتروباکتراست. علاوه بر آن اشکال مختلف باکتری های رشته ای مانند اسفروتیلوس، بگیاتوآ، تیوتریکس، لسیکوتریکس و ژئوتریکوم نیز ممکن است وجود داشته باشد.
باکتری ها از مواد آلی و ترکیبات مغّذی موجود در فاضلاب برای رشد و تکثیر استفاده می کنند.
بدین ترتیب، از غلظت مواد آلی موجود در فاضلاب کاسته شده و بر غلظت توده جرم سلولی فعال(زیست توده میکروبی) افزوده می گردد.

فرمولاسیون تبدیل مواد آلی

بعد از حوض هوادهی، فاضلاب وارد حوض ته نشینی شده و با ایجاد شرایط سکون مناسب، بیشتر به واحدهای بعدی انتقال می یابد. مقداری از لجن ته نشین شده، برای حفظ غلظت مناسب از توده میکروبی به داخل حوض هوادهی برگشت داده می شود و بخش باقیمانده آن حذف می گردد. حذف لجن بر اساس ایجاد سن مناسب لجن در فرایند انجام می گیرد.در فرایند لجن فعال، تبدیل مواد آلی به جرم سلولی طبق رابطه زیر می باشد:

فرایند لجن فعال از دو مرحله تشکیل شده که لازم و ملزوم یکدیگرند. این دو مرحله عبارتند از: مرحله هوادهی و مرحله ته نشینی و برگشت لجن فعال. در مرحله هوادهی عمل اکسیداسیون فاضلاب خام که با لجن برگشتی مخلوط شده است صورت می گیرد. در مرحله ته نشینی لجن از مخلوط فاضلاب و لجن جداشده و فاضلاب تصفیه شده از سرریز حوضچه ته نشینی خارج می گردد. روش لجن فعال بر حسب بار هیدرولیکی، بار آلودگی به واحد حجم حوضچه ی هوادهی، زمان ماند هیدرولیکی، زمان ماند میکرواورگانیسم ها در سیستم(سن لجن)، نحوه ی هوادهی و نوع جریان خود به انواع مختلف تقسیم می شود که هر یک کاربرد خاصی دارد.

انواع راکتورهای لجن فعال

راکتورهای لجن فعال بر اساس نوع رژیم هیدرولیکی به سه دسته تقسیم می شوند:

راکتورهای لجن فعال با جریان دینامیکی
راکتورهای لجن فعال با جریان اختلاط کامل
راکتورهای لجن فعال با جریان ترکیبی

در راکتورهای دارای جریان دینامیکی، فاضلاب پس از ورود به راکتور در جهت طولی هیچ اختلاطی نمی یابد و تنها در جهت طولی اختلاط یافته و بنابر این غلظت مواد آلی در طول راکتور متفاوت است. در راکتورهای اختلاط کامل، فاضلاب پس از ورود به راکتور با تمام محتویات آن ترکیب شده و مخلوط نسبتاً همگنی ایجاد می شود. بنابر این غلظت مواد آلی در جریان خروجی از راکتور، مشابه غلظت مواد آلی موجود در داخل راکتور می باشد .

انواع فرایندهای لجن فعال

مهمترین فرایندهای اصلاح شده لجن فعال، شامل موارد زیر می باشد:

فرایند لجن فعال متعارف
فرایند لجن فعال با هوادهی کاهشی
فرایند لجن فعال با هوادهی با خوراند مرحله ای
فرایند لجن فعال از نوع اختلاط کامل
فرایند لجن فعال با هوادهی اصلاح شده
فرایند لجن فعال با هوادهی پربار(High Rate Aeration)
فرایند لجن فعال با هوادهی گسترده
فرایند لجن فعال با نیترات زدایی تک مرحله ای
فرایند لجن فعال از نوع نیترات زدایی در مرحله مجزّا
فرایند لجن فعال از نوع شفت عمیق
فرایند لجن فعال از نوع ناپیوسته متوالی منقطع(SBR)
فرایند لجن فعال از نوع تثبیت تماسی
فرایند لجن فعال کراس

فرایند لجن فعال بوسیله هوادهی با اکسیژن خالص. محدوده بارگذاری انواع سیستم های لجن فعال که در تصفیه فاضلاب کاربرد دارند در جدول نشان داده شده است.

بیشتر بخوانیم :
تصفیه و دفع لجن
تصفیه شیمیایی فاضلاب صنعتی
تصفیه پساب کشتارگاه های دام و طیور
تصفیه پساب شیرابه کارخانجات کمپوست
بهره برداری و نگهداری از تصفیه خانه های آب و فاضلاب

Please follow and like us: