فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده | شرکت شاران صنعت
فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده در تصفیه فاضلاب به دلیل اندازه کوچکتر راکتورها، بهره برداری ساده، نیاز کمتر به جداسازی مواد جامد و کاربرد خاص از توده بیولوژیکی رشد چسبیده، از قابلیت کاربردی فراوانی برخوردار است. در فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده بیوفیلم تشکیل شده بر روی مواد بستر چسبیده و سطح آن را پر می کند. سوبسترا در درون این بیوفیلم به مصرف می رسد. بر اساس شرایط فرآیند و هیدرودینامیک سیستم، ضخامت بیوفیلم می توان بین μm 100 تا mm 10 متغیر باشد. لایه ای راکد (لایه انتشار) بیوفیلم را از فاضلابی که بر سطح بیوفیلم جریان دارد و یا بیرون از فیلم در حال مخلوط شدن است، جدا می کند. سوبسترا، اکسیژن و مواد مغذی با انتشار در عرض این لایه به بیوفیلم رسیده و محصولات حاصل از فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده نیز در جهت مخالف وارد فاضلاب می شوند. غلظت سوبسترا و اکسیژن در بیوفیلم کمتر از فاضلاب است و نسبت به عمق بیوفیلم و نرخ مصرف سوبسترا تغییر می کند.
انواع فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده
فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده غیر مستغرق: مجموعه ای از روش ها هستند که به عنوان فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده هوازی در حذف BOD، فرآیند ترکیبی حذف BOD همراه با نیتریفیکاسیون و نیتریفیکاسیون پس از تصفیه ثانویه استفاده می شود. برخی از مزایای فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده هوازی بر فرآیند لجن فعال عبارتند از: مصرف انرژی کمتر، بهره برداری ساده و بدون نیاز به کنترل مایع مخلوط موجود و دفع لجن، عدم ظهور بالازدگی لجن در ته نشینی ثانویه، خواص تراکمی بهتر لجن تولیدی، نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری تجهیزات و بازیابی مناسبتر در شوک های سمی وارده. اصلی ترین محدودیت های این نوع از فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده دستیابی دشوار به حذف بیولوژیک نیتروژن و فسفر و کدورت بالای پساب آن ها در مقایسه با روش های رشد معلق است.
فرآیند بیولوژیکی رشد معلق حاوی بستر فیلم ثابت: قرار دادن مدیا درون حوضچه فرآیند لجن فعال دارای سابقه طولانی است. امروزه از طراحی های مهندسی مانند مدیا معلق در حوضچه هوادهی، مدیا ثابت در بخشی از حوضچه هوادهی و RBC مستغرق استفاده می شود. اصطلاح روش لجن فعال توسط فرآیند بیولوژیک رشد چسبنده دارای مزایایی است که می توان به مواردی نظیر: افزایش توان تصفیه، پایداری بیشتر فرآیند، کاهش لجن تولیدی، بهبود خواص ته نشینی لجن، کاهش بار مواد جامد در ته نشینی ثانویه و عدم تاثیرگذاری بر هزینه بهره برداری و نگهداری اشاره کرد.
فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده مستغرق: در اوایل دهه ۷۰ میلادی راکتورهای بستر شبکه ای و راکتورهای بستر سیال با جریان روبه بالا یا پایین بدون استفاده از ته نشینی ثانویه معرفی شدند. بزرگترین مزیت این روش ها، کوچکتر بودن زمین مورد نیاز برای احداث آن ها است. با این حال، هزینه سرمایه گذاری این روش ها از لجن فعال بالاتر است. فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده مستغرق علاوه بر حذف BOD، در نیتریفیکاسیون و دی نیتریفیکاسیون نیز کاربرد دارند.
راکتورهای مورد استفاده در فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده
فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده صافی چکنده: بیش از ۱۰۰ سال است که از فرآیند رشد چسبنده صافی چکنده به منظور تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی استفاده می شود. در مقایسه با سیستم لجن فعال، فرآیند بیولوژیک رشد چسبنده صافی چکنده دارای بهره برداری ساده تر، مقاوم بیشتر در برابر شوک ها و مصرف انرژی کمتری است. صافی چکنده فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده با بستر فیلم ثابت است که از بسترهای سنگی یا پلاستیکی استفاده کرده و فاضلاب بطور پیوسته بر سطح آن توزیع می شود. در عمل بخشی از پساب خروجی صافی چکنده ویا پساب حوضچه ته نشینی به جریان ورودی فرآیند بیولویک رشد چسبنده صافی چکنده بازگردانده می شود.
فرآیند رشد چسبیده دیسک دوار بیولوژیکی RBC: فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده RBC مجموعه ای از دیسک های دایره ای از جنس پلی استایرن یا پلی وینیل کلرید هستند. در حدود ۴۰% از واحد RBC درون حوضچه حاوی فاضلاب قرار گرفته و دیسک ها درون آن می چرخند. فاضلاب از قسمت پایینی دیسکها عبور کرده و جذب بیوفیلم روی آن ها می شود. با چرخیدن دیسک ها و قرار گرفتن بیوفیلم در معرض هوا، عمل هوادهی انجام می شود. فرآیند بیولوژیک رشد چسبنده RBC به پیش تصفیه و ته نشینی ثانویه نیازمند است. فرآیند رشد چسبنده RBC معمولاً به صورت مجموعه ای از واحدها بکار می رود. این مراحل را می توان به کمک بافل هایی درون یک حوضچه و یا در حوضچه هایی مجزا ایجاد کرد. این واحدها از قابلیت ایجاد شرایط متنوع فرآیندی برخوردار هستند.
فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده ترکیبی صافی چکنده و رشد معلق: چندین ترکیب از فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده صافی چکنده و فرآیندهای لجن فعال ارائه شده است: (۱) فرآیند صافی چکنده/ تماس جامدات (TF/SC)، (۲) فرآیند صافی چکنده/ لجن فعال (TF/AS) و (۳) فرآیند سری صافی چکنده و لجن فعال سه روش اصلی فرآیندهای ترکیبی است. هدف از این ترکیب ها استفاده از فوائد هر دو فرآیند رشد چسبنده و رشد معلق از نظر صرفه جویی در مصرف انرژی و کیفیت پساب است. فوائد ترکیب فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده و رشد معلق عبارتند از: (۱) پایداری و مقاومت در برابر شوک بارگذاری فرآیند بیولوژیک رشد چسبنده، (۲) راندمان حجمی و میزان کم انرژی مورد نیاز فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده جهت حذف بخشی از BOD (3)نقش پیش تصفیه فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده جهت بهبود مشخصات ته نشینی لجن فعال، (۴) کیفیت بالاتر پساب خروجی تصفیه رشد معلق پایین دستی.
فرآیند تلفیقی لجن فعال با بستر ثابت IFAS: فرآیند IFAS شامل سیستم لجن فعالی است که علاوه بر رشد توده بیولوژیکی معلق در راکتور، موادی نیز جهت تامین فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده به آن اضافه شده است. انواع متفاوتی از مواد مصنوعی معلق و ثابت جهت ایجاد فرآیند رشد چسبنده در فرآیند لجن فعال معرفی شده اند. اضافه شدن فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده در راکتور لجن فعال می تواند به غلظت MLSS بالاتر راکتور منجر شود. این امر به نوبه خود باعث افزایش SRT موثر و تامین شرایط نیتریفیکاسیون و همچنین افزایش توان تصفیه سیستم می شود. بستر فرآیند بیولوژیک رشد چسبنده در IFAS می توانند ثابت و یا متحرک باشند.
راکتور رشد چسبنده با بستر متحرک MBBR: فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده MBBR کاملا مشابه فرآیند IFAS است با این اختلاف که در آن بازگشت لجن رخ نمی دهد و حجم بستر موجود در راکتور بیشتر است. فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده MBBR مستلزم پیش تصفیه است. ممکن است جهت حذف BOD و فرآیند نیتریفیکاسیون از راکتور مرحله ای استفاده شود. همچنین می توان از ترکیباتی مشابه لجن فعال جهت حذف نیتروژن و فرآیندهای نیتریفیکاسیون و دی نیتریفیکاسیون در فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده MBBR بهره برد.
فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده هوازی مستغرق: فرآیند بیولوژیک رشد چسبیده هوازی دیگری نیز علاوه بر MBBR ارائه شده است. فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی متراکم که بزرگترین اختلاف آن با فرآیند MBBR عدم استفاده از ته نشینی ثانویه است. فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده فیلترهای بیولوژیکی هوازی BAF با جریان روبه پایین، BAT با جریان رو به بالا، راکتور بیولوژیک با بستر سیال FBBR معمولترین این فرآیندها را تشکیل می دهند. فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده هوازی BAF در تصفیه ثانویه و نیتریفیکاسیون ثالثیه کاربرد دارد. حذف فسفر نیز با اضافه کردن مواد شیمایی به فاضلاب ورودی قابل دستیابی است. این در حالی است که فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده FBBR در دی نیتریفیکاسیون ثالثیه، نیتریفیکاسیون و رفع آلودگی آب های زیرزمینی کاربرد دارد. عوامل تفکیک فرآیند بیولوژیک رشد چسبنده هوازی عبارتند از: مسیر جریان، جنس، اندازه و چگالی بستر، عمق بستر، سرعت عبور سیال و روش مورد استفاده برای حذف مواد جامد فرآیند بیولوژیکی رشد چسبنده هوازی از ته نشینی اولیه استفاده نکرده و مازاد جامدات معلق محبوس در حوضچه باید بصورت دوره ای از آن خارج شود.
