لجن فعال چیست؟ مزایا و مشکلات تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال

تصفیه فاضلاب یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی در دنیای امروز است. رشد جمعیت شهری، توسعه صنایع و افزایش مصرف آب باعث شده تا حجم فاضلاب های تولیدشده به شکل چشمگیری بالا برود. اگر این فاضلاب ها بدون تصفیه وارد محیط زیست شوند، پیامدهای جبران ناپذیری برای سلامت انسان، آب های زیرزمینی و اکوسیستم های طبیعی به دنبال خواهند داشت.

در میان روش های مختلف تصفیه فاضلاب، فرایند لجن فعال یکی از پرکاربردترین و موثرترین روش های بیولوژیکی است که در سراسر جهان برای تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی به کار می رود. این روش بر پایه فعالیت میکروارگانیسم ها استوار است و می تواند آلودگی های آلی موجود در فاضلاب را با کارایی بالایی حذف کند.

اما لجن فعال چیست؟ چگونه کار می کند؟ چه انواعی دارد و چه مزایا و معایبی در فرایند تصفیه فاضلاب به همراه دارد؟ در این مقاله به صورت جامع به این پرسش ها پاسخ می دهیم.

لجن فعال چیست؟

لجن فعال توده ای از میکروارگانیسم های زنده است که عمدتا از باکتری ها، قارچ ها، پروتوزوآها و سایر موجودات ریز تشکیل شده است. این توده زیستی در بستر مایع فاضلاب معلق بوده و با مصرف مواد آلی موجود در آن، به عنوان عامل اصلی تجزیه و حذف آلاینده ها عمل می کند.

واژه «فعال» در اینجا به این معناست که لجن تولیدشده زنده و فعال است؛ یعنی حاوی جمعیت انبوهی از میکروارگانیسم های فعال است که می توانند مواد آلی را مصرف و تجزیه کنند. این ویژگی آن را از لجن های بی جان یا غیرفعال متمایز می کند.

در فرایند تصفیه فاضلاب، لجن فعال در مخزن هوادهی با فاضلاب خام مخلوط می شود. میکروارگانیسم ها با استفاده از اکسیژن تزریقی، مواد آلی موجود در فاضلاب را به عنوان منبع غذایی مصرف می کنند و در این فرایند آلاینده ها تجزیه می شوند. پس از طی این مرحله، مخلوط لجن و آب تصفیه شده وارد مخزن ته نشینی می شود. در آنجا لجن از آب جدا شده و بخشی از آن دوباره به مخزن هوادهی بازگردانده می شود تا جمعیت میکروبی پایدار بماند.

ترکیب اصلی لجن فعال شامل موارد زیر است:

پارامترهای کلیدی در توصیف لجن فعال عبارتند از:

• MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): غلظت جامدات معلق در مخلوط مایع، معمولا بین 2000 تا 5000 میلی گرم بر لیتر
• SVI (Sludge Volume Index): شاخص حجم لجن، معیاری برای ارزیابی قابلیت ته نشینی
• F/M (Food to Microorganism Ratio): نسبت بار آلی به جمعیت میکروارگانیسم ها
• SRT (Sludge Retention Time): زمان ماند لجن در سیستم

طرز کار سیستم تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال

فرایند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال از چند مرحله اصلی تشکیل می شود که هر یک نقش مشخصی در حذف آلاینده ها ایفا می کنند:

مرحله اول: ورود فاضلاب و پیش تصفیه

فاضلاب خام ابتدا از صافی های اولیه و آشغالگیرها عبور می کند تا مواد جامد درشت مانند پارچه، کاغذ و مواد جامد بزرگ حذف شوند. سپس وارد مخزن ته نشینی اولیه می شود تا ذرات سنگین تر ته نشین شوند. این مرحله بار آلی ورودی به مخزن هوادهی را کاهش می دهد.

مرحله دوم: مخزن هوادهی

قلب فرایند لجن فعال در مخزن هوادهی اتفاق می افتد. فاضلاب پیش تصفیه شده همراه با لجن برگشتی یا RAS وارد این مخزن می شود. دستگاه های هوادهی، هوا یا اکسیژن خالص را به مخلوط تزریق می کنند.

در این محیط غنی از اکسیژن، میکروارگانیسم ها با سرعت بالایی مواد آلی را مصرف می کنند. این فرایند را اکسیداسیون بیوشیمیایی می نامند. در طول این مرحله:

• BOD (تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی) به شدت کاهش می یابد
• باکتری ها تکثیر شده و توده لجن افزایش می یابد
• نیتریفیکاسیون (تبدیل آمونیاک به نیترات) اتفاق می افتد
• فسفر توسط برخی میکروارگانیسم ها جذب می شود

مرحله سوم: مخزن ته نشینی ثانویه

مخلوط مایع پس از خروج از مخزن هوادهی وارد مخزن ته نشینی می شود. در اینجا لجن زیستی به آرامی ته نشین شده و از آب تصفیه شده جدا می گردد. آب شفاف از بالای مخزن خارج می شود و به عنوان پساب تصفیه شده وارد مرحله گندزدایی می گردد.

مرحله چهارم: بازگشت لجن

برای حفظ غلظت مناسب میکروارگانیسم ها در مخزن هوادهی، بخشی از لجن ته نشین شده دوباره به ابتدای فرایند بازگردانده می شود. این لجن برگشتی حاوی جمعیت انبوهی از میکروارگانیسم های فعال است.

مرحله پنجم: دفع لجن مازاد

از آنجا که میکروارگانیسم ها تکثیر می شوند، مقدار لجن کل سیستم به تدریج افزایش می یابد. برای حفظ تعادل جمعیت میکروبی، بخشی از لجن (لجن مازاد یا WAS) از سیستم خارج می شود. این لجن مازاد باید تغلیظ، هضم و دفع مناسب شود.

مرحله ششم: گندزدایی پساب

پساب خروجی پس از جداسازی لجن، وارد مرحله گندزدایی می شود. روش های رایج شامل کلرزنی، UV و ازون زنی هستند. پساب نهایی باید با استانداردهای زیست محیطی مطابقت داشته باشد تا قابل تخلیه به منابع آبی یا استفاده مجدد باشد.

انواع روش های تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال

فرایند لجن فعال در طول دهه های متمادی توسعه یافته و امروزه در قالب چندین روش مختلف اجرا می شود. هر روش ویژگی ها، مزایا و محدودیت های خاص خود را دارد.

تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال با هوادهی گسترده

در روش هوادهی گسترده، زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و زمان ماند لجن (SRT) نسبت به روش متعارف بسیار طولانی تر است. HRT معمولا بین 18 تا 36 ساعت و SRT بین 20 تا 30 روز در نظر گرفته می شود.

ویژگی های اصلی این روش:

در این فرایند، میکروارگانیسم ها مدت طولانی تری در معرض مواد آلی قرار می گیرند. به همین دلیل هضم هوازی لجن در خود مخزن هوادهی اتفاق می افتد و تولید لجن مازاد به حداقل می رسد. این روش برای تصفیه خانه های کوچک، تاسیسات بسته بندی شده و نواحی با امکانات محدود بسیار مناسب است.

مزایا:

• تولید لجن بسیار کمتر نسبت به روش متعارف
• کیفیت پساب خروجی بالا
• نیاز کمتر به تجهیزات پیچیده پردازش لجن
• مناسب برای راه اندازی و بهره برداری آسان
• مقاومت بیشتر در برابر نوسانات بار آلی ورودی

معایب:

• مصرف انرژی بالا به دلیل هوادهی طولانی مدت
• نیاز به مخازن بزرگ تر
• احتمال بروز مشکل تورم لجن یا بالکینگ در برخی شرایط

این روش در ایران به ویژه برای تصفیه خانه های شهرک های مسکونی، بیمارستان ها و مجتمع های صنعتی کوچک کاربرد دارد.

فرآیند رآکتور بیولوژیکی غشایی (MBR – Membrane Bioreactor)

رآکتور بیولوژیکی غشایی یکی از پیشرفته ترین روش های تصفیه فاضلاب است که ترکیبی از فرایند لجن فعال و فناوری غشا را به کار می برد. در این روش به جای مخزن ته نشینی ثانویه، از ماژول های غشایی با حفره های بسیار ریز (معمولا در محدوده میکروفیلتراسیون یا اولترافیلتراسیون) برای جداسازی لجن از پساب استفاده می شود.

طرز کار MBR:

فاضلاب وارد مخزن هوادهی می شود و لجن فعال مواد آلی را تجزیه می کند. سپس مخلوط مایع از درون غشاها عبور داده می شود. غشاها ذرات جامد، باکتری ها و حتی برخی ویروس ها را حبس می کنند و پساب با کیفیت بسیار بالا تولید می کنند.

مزایا:

• کیفیت پساب بسیار بالا (کدورت بسیار پایین، فاقد باکتری های پاتوژن)
• امکان نگهداری غلظت بالاتر MLSS (تا 10000 تا 15000 میلی گرم بر لیتر) و در نتیجه حجم کمتر مخزن
• حذف موثر کلیفرم ها و برخی پاتوژن ها بدون نیاز به گندزدایی جداگانه
• فضای کمتری نسبت به روش متعارف نیاز دارد
• مناسب برای مناطق با محدودیت فضا

معایب:

• هزینه سرمایه گذاری اولیه بالا
• نیاز به شستشوی منظم غشاها
• مصرف انرژی بیشتر
• احتمال گرفتگی و فولینگ غشا
• نیاز به اپراتور ماهر و تخصصی

فرایند MBR به ویژه در صنایع غذایی، دارویی، بیمارستانی و پروژه هایی که نیاز به تولید پساب قابل استفاده مجدد (Reuse) دارند، بسیار محبوب است.

لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS – Completely Mixed Activated Sludge)

در سیستم CMAS، فاضلاب ورودی و لجن برگشتی به گونه ای با محتویات مخزن هوادهی مخلوط می شوند که غلظت مواد آلی، اکسیژن محلول و جمعیت میکروبی در سرتاسر مخزن یکنواخت باشد. این یکنواختی از طریق هوادهی شدید یا همزن های مکانیکی حاصل می شود.

ویژگی های کلیدی CMAS:

چون غلظت مواد آلی در تمام نقاط مخزن یکسان است، اثرات ناشی از شوک های آلی یا هیدرولیکی ورودی در کل حجم مخزن پخش می شود. این ویژگی باعث می شود که سیستم در برابر نوسانات بار ورودی مقاوم تر باشد.

مزایا:

• مقاومت بالا در برابر نوسانات ناگهانی بار آلی (Shock Loads)
• مناسب برای فاضلاب های صنعتی با غلظت متغیر
• عملکرد یکنواخت و پایدار
• طراحی و بهره برداری نسبتا ساده

معایب:

• کیفیت پساب نسبت به سیستم های جریان قالبی پایین تر است
• احتمال بیشتر خروج باکتری های پاتوژن از سیستم
• در نسبت F/M پایین، کیفیت ته نشینی لجن ممکن است کاهش یابد
• احتمال بروز رشد بیش از حد باکتری های رشته ای

این روش به طور گسترده در تصفیه خانه های فاضلاب صنایع کاغذسازی، نساجی، شیمیایی و مجتمع های پتروشیمی به کار می رود که در آن ها نوسانات بار آلی قابل توجه است.

فرآیند رآکتور ناپیوسته متوالی (SBR – Sequencing Batch Reactor)

رآکتور ناپیوسته متوالی یا تصفیه فاضلاب به روش SBR یکی از انعطاف پذیرترین و جالب ترین روش های لجن فعال است. برخلاف روش های پیوسته که در آن ها فاضلاب به طور مداوم وارد و خارج می شود، SBR یک فرایند غیرپیوسته است که تمام مراحل تصفیه در یک مخزن واحد و در دوره های زمانی متوالی انجام می شود.

مراحل عملیاتی SBR:

یک سیکل کامل SBR شامل پنج مرحله است:

مزایا:

• نیاز به مخزن ته نشینی جداگانه نیست
• کنترل دقیق تر فرایند و امکان تنظیم هر سیکل
• حذف نیتروژن و فسفر بیولوژیکی در شرایط مناسب
• مناسب برای دبی های کوچک و متوسط
• فضای کمتری نسبت به سیستم های پیوسته نیاز دارد
• انعطاف پذیری بالا در پاسخ به تغییرات بار ورودی

معایب:

• نیاز به اتوماسیون و کنترل دقیق (PLC، تایمرها، شیرهای خودکار)
• مناسب برای دبی های بزرگ نیست
• هزینه سرمایه گذاری تجهیزات الکتریکی و اتوماسیون
• نیاز به اپراتور آشنا با کنترل فرایند

فرایند SBR در ایران برای تصفیه خانه های کوچک تا متوسط شهری، مجتمع های مسکونی بزرگ، بیمارستان ها و صنایع کوچک بسیار محبوب شده است.

لجن فعال متعارفی با جریان قالبی (CPFAS – Conventional Plug Flow Activated Sludge)

لجن فعال با جریان قالبی یا جریان پیستونی قدیمی ترین و متداول ترین شکل فرایند لجن فعال است. در این روش، فاضلاب از یک انتهای مخزن هوادهی طولانی و کانالی شکل وارد شده و به صورت تدریجی در امتداد مخزن پیشروی می کند تا از انتهای دیگر خارج شود.

طرز کار جریان قالبی:

در سیستم جریان قالبی، غلظت مواد آلی و فعالیت میکروبی در طول مسیر مخزن تغییر می کند. در ابتدای مخزن که فاضلاب تازه وارد شده، غلظت BOD بالا و اکسیژن مصرفی زیاد است. به تدریج که در امتداد مخزن پیش می رویم، غلظت مواد آلی کاهش و کیفیت آب بهتر می شود. این الگوی طبیعی برای رشد میکروارگانیسم ها مناسب است.

مزایا:

• کیفیت پساب خروجی نسبتا بالا به دلیل الگوی جریان قالبی
• رقابت طبیعی میکروارگانیسم ها در طول مخزن
• کاهش خطر خروج میکروارگانیسم های پاتوژن
• مناسب برای تصفیه خانه های شهری بزرگ
• تجربه بهره برداری طولانی و شناخته شده

معایب:

• حساسیت بیشتر نسبت به شوک های هیدرولیکی و آلی در ابتدای مسیر
• توزیع اکسیژن غیریکنواخت در طول مخزن
• ممکن است در بخش های ابتدایی مخزن نیاز به هوادهی بیشتری باشد
• طراحی و ساخت مخازن طولانی در برخی پروژه ها دشوار است

مزایای تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال

فرایند لجن فعال به دلیل مجموعه ای از مزایای برجسته، جایگاه خود را به عنوان روش اصلی تصفیه بیولوژیکی در دنیا حفظ کرده است.

کارایی بالا در حذف BOD و COD

یکی از مهم ترین مزایای روش لجن فعال، راندمان بسیار بالای آن در حذف آلودگی های آلی است. این فرایند می تواند BOD ورودی را تا بیش از 95 درصد و COD را تا بیش از 85 درصد کاهش دهد. این عملکرد چشمگیر، آن را برای دستیابی به استانداردهای زیست محیطی سختگیرانه مناسب می سازد.

بیشتر بخوانید: تفاوت bod و sod

انعطاف پذیری در طراحی

روش لجن فعال در قالب های متنوعی (SBR، MBR، CMAS، هوادهی گسترده و …) قابل اجراست. این انعطاف پذیری امکان انطباق با شرایط مختلف از جمله دبی های کم و زیاد، انواع فاضلاب صنعتی و شهری و محدودیت های فضایی را فراهم می کند.

قابلیت حذف نیتروژن و فسفر

با طراحی مناسب، فرایند لجن فعال می تواند علاوه بر آلودگی های آلی، نیتروژن (از طریق نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون) و فسفر (از طریق حذف بیولوژیکی) را نیز به طور قابل توجهی کاهش دهد. این ویژگی برای جلوگیری از اوتریفیکاسیون منابع آبی بسیار اهمیت دارد.

دوام و پایداری عملکرد

در شرایط بهره برداری مناسب، جمعیت میکروبی لجن فعال به تعادل بیولوژیکی می رسد و فرایند از پایداری خوبی برخوردار می شود. این ثبات باعث می شود که کیفیت پساب خروجی در طول زمان نسبتا یکنواخت باشد.

مقیاس پذیری

فرایند لجن فعال از مقیاس های کوچک (Package Plants برای ساختمان های کوچک) تا مقیاس های بسیار بزرگ (تصفیه خانه های شهری با ظرفیت میلیون ها مترمکعب در روز) قابل طراحی و اجراست. این مقیاس پذیری آن را برای طیف گسترده ای از پروژه ها مناسب می سازد.

تجربه و دانش فنی گسترده

از آنجا که این روش بیش از یک قرن است که در سراسر جهان به کار می رود، پایگاه دانش فنی، داده های طراحی و تجربه بهره برداری بسیار غنی و گسترده ای برای آن وجود دارد. این موضوع طراحی، بهره برداری و عیب یابی را آسان تر می کند.

هزینه نسبتا مناسب

در مقایسه با روش های پیشرفته تری مانند MBR یا فرایندهای فیزیکی-شیمیایی، سیستم های متعارف لجن فعال هزینه سرمایه گذاری اولیه کمتری دارند و به تجهیزات تصفیه فاضلاب پیچیده و گران تری نیاز ندارند.

معایب و مشکلات تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال

علی رغم مزایای فراوان، روش لجن فعال با چالش ها و محدودیت هایی نیز روبرو است که باید در طراحی و بهره برداری مدنظر قرار گیرند.

تولید لجن مازاد زیاد

یکی از اصلی ترین چالش های روش لجن فعال، تولید حجم قابل توجهی از لجن مازاد است. این لجن باید تغلیظ، هضم (هوازی یا بی هوازی)، آبگیری و دفع مناسب شود که هزینه و پیچیدگی قابل توجهی به سیستم اضافه می کند. مدیریت لجن می تواند تا 50 درصد هزینه های بهره برداری یک تصفیه خانه را به خود اختصاص دهد.

مصرف انرژی بالا

هوادهی مداوم مخزن هوادهی نیازمند توان الکتریکی قابل توجهی است. هزینه برق یکی از اقلام اصلی هزینه های عملیاتی تصفیه خانه های لجن فعال است. در پروژه های بزرگ، این موضوع می تواند از نظر اقتصادی و زیست محیطی چالش برانگیز باشد.

نیاز به پرسنل متخصص

بهره برداری موثر از سیستم لجن فعال نیازمند دانش فنی کافی در زمینه میکروبیولوژی، شیمی آب و تجهیزات مکانیکی است. کنترل پارامترهایی مانند DO (اکسیژن محلول)، MLSS، SRT و pH نیازمند اپراتورهای آموزش دیده است.

حساسیت به تغییرات ناگهانی

جمعیت میکروبی لجن فعال نسبت به تغییرات ناگهانی دما، pH، غلظت مواد سمی و بار آلی حساس است. ورود مواد سمی یا شوک های شدید می تواند جمعیت میکروبی را از بین ببرد و زمان قابل توجهی برای بازیابی سیستم لازم باشد.

مشکل تورم لجن

در شرایط خاص، باکتری های رشته ای می توانند غالب شوند و باعث بروز پدیده تورم لجن شوند. در این حالت لجن به درستی ته نشین نمی شود و مقدار زیادی لجن همراه پساب خروجی از سیستم خارج می شود که کیفیت پساب را به شدت کاهش می دهد.

نیاز به زمین و فضای کافی

مخازن هوادهی، ته نشینی ثانویه و واحدهای پردازش لجن فضای قابل توجهی را اشغال می کنند. در مناطق شهری پرتراکم که زمین گران و کمیاب است، این موضوع می تواند محدودیت جدی ایجاد کند.

کارایی محدود در حذف برخی آلاینده ها

روش لجن فعال در حذف برخی آلاینده های نوظهور مانند داروها، مواد شبه هورمونی (EDCs)، برخی فلزات سنگین و آلاینده های مقاوم به تجزیه بیولوژیکی (Recalcitrant Compounds) کارایی محدودی دارد. برای حذف این مواد نیاز به فرایندهای تکمیلی مانند ازن زنی یا کربن فعال است.

پارامترهای طراحی فرایندهای لجن فعال

در طول بهره برداری از سیستم های لجن فعال، مشکلاتی ممکن است بروز کنند که شناخت و کنترل آن ها برای حفظ کیفیت پساب و عملکرد سیستم ضروری است.

بو

ایجاد بوهای نامطبوع یکی از شایع ترین شکایات در تصفیه خانه های لجن فعال است. بوهای ناشی از سولفید هیدروژن (H2S)، آمونیاک و ترکیبات آلی فرار (VOCs) می توانند از مخازن هوادهی، ته نشینی یا واحدهای پردازش لجن منتشر شوند.

علل اصلی:

• شرایط بی هوازی در مخزن هوادهی به دلیل هوادهی ناکافی
• زمان ماند بیش از حد فاضلاب در مجاری آبرسانی
• مشکلات در خطوط انتقال لجن

راه حل ها:

• افزایش ظرفیت هوادهی
• شستشوی منظم مجاری و مخازن
• نصب سیستم های کنترل بو (Biofilter، اسکرابر شیمیایی)
• پوشاندن مخازن حساس و هدایت هوای آلوده به سیستم تصفیه بو

کف

تشکیل کف در سطح مخزن هوادهی یکی از نشانه های وجود مشکل در سیستم است. کف ممکن است به شکل کف سفید و حباب دار یا کف قهوه ای رنگ و چرب ظاهر شود.

کف سفید: معمولا ناشی از افزایش ناگهانی بار آلی، غلظت پایین MLSS یا وجود مواد فعال سطحی (دترجنت ها) در فاضلاب است.

کف قهوه ای: ناشی از رشد بیش از حد باکتری های نوکاردیا و باکتری های رشته ای چربی دوست است که در شرایط SRT بالا رایج تر است.

راه حل ها:

• کنترل SRT
• پاشیدن آب روی سطح مخزن برای شکستن کف
• در موارد شدید، استفاده محدود از ضد کف های تایید شده
• بررسی منابع آلاینده مواد فعال سطحی

رنگ

رنگ پساب خروجی یا محتوای مخزن هوادهی می تواند اطلاعات مفیدی درباره وضعیت فرایند ارائه دهد.

1. رنگ قهوه ای روشن تا خاکستری: طبیعی و نشانه عملکرد سالم
2. رنگ سیاه: نشانه شرایط بی هوازی و کمبود اکسیژن
3. رنگ روشن یا آبکی: نشانه MLSS خیلی پایین یا شوک هیدرولیکی
4. رنگ های غیرمعمول: ممکن است ناشی از ورود رنگ های صنعتی یا مواد شیمیایی باشد

کنترل منظم رنگ پساب یکی از ساده ترین اما مفیدترین ابزارهای پایش بصری سیستم است.

رشد جلبک

رشد جلبک در مخازن ته نشینی ثانویه، کانال های هوادهی و مخازن پساب یک مشکل رایج است که می تواند کیفیت پساب را تحت تاثیر قرار دهد.

علل:

• نور خورشید کافی روی سطح مخازن
• غلظت بالای نیتروژن و فسفر در پساب (تغذیه جلبک)
• زمان ماند طولانی آب در مخازن

مشکلاتی که ایجاد می کند:

• افزایش کدورت و رنگ پساب در اثر مرگ و ته نشینی جلبک ها
• نوسانات pH به دلیل فتوسنتز
• مسدود کردن صافی ها و تجهیزات

راه حل ها:

• پوشاندن مخازن یا ایجاد سایه
• کاهش نیتروژن و فسفر در پساب قبل از ورود به مخازن پساب
• استفاده از گندزدایی مناسب

شناور شدن لجن

یکی از مشکلات جدی عملیاتی در سیستم های لجن فعال، شناور شدن توده های لجن در سطح مخزن ته نشینی است. لجن به جای ته نشین شدن، به سطح مخزن می آید و همراه پساب از سیستم خارج می شود.

علل اصلی:

• دنیتریفیکاسیون در مخزن ته نشینی: باکتری ها نیترات را تجزیه کرده و گاز نیتروژن تولید می کنند که به صورت حباب به لجن چسبیده و آن را به بالا می آورد.
• رشد بیش از حد باکتری های رشته ای: باعث ایجاد ساختار لجن اسفنجی با چگالی پایین می شود.
• شرایط بی هوازی: تولید گاز متان یا CO2 که به لجن می چسبد.

راه حل ها:

• افزایش دبی لجن برگشتی (RAS)
• کاهش SRT
• کنترل دنیتریفیکاسیون با مدیریت منطقه های بی هوازی
• تنظیم نسبت F/M

توزیع هوا

یکنواختی توزیع هوا در مخزن هوادهی یکی از پارامترهای حیاتی برای عملکرد صحیح سیستم است. توزیع نامناسب هوا باعث ایجاد نقاط بی هوازی، تجمع لجن در کف مخزن و کاهش راندمان تصفیه می شود.

مشکلات رایج:

• گرفتگی یا آسیب دیفیوزرهای هوا
• خرابی کمپرسورها یا بلوورها
• طراحی نامناسب شبکه توزیع هوا

پارامترهای کنترلی:

• اکسیژن محلول (DO) باید معمولا بین 1.5 تا 3 میلی گرم بر لیتر حفظ شود
• بررسی منظم و تمیز کردن دیفیوزرها
• استفاده از کنترلرهای خودکار DO برای تنظیم دبی هوا

شفافیت پساب در مخزن زلال ساز

کدورت پساب خروجی از مخزن زلال ساز شاخص مستقیمی از کیفیت تصفیه است. افزایش کدورت می تواند نشانه مشکلات جدی در فرایند باشد.

علل کدورت بالا:

• شوک هیدرولیکی (افزایش ناگهانی دبی ورودی)
• جداسازی ضعیف لجن به دلیل تورم یا شناور شدن
• طراحی نامناسب زلال ساز (Overflow Rate بیش از حد)
• وجود ذرات کلوئیدی که به سختی ته نشین می شوند

راه حل ها:

• کنترل دبی ورودی و هموارسازی نوسانات هیدرولیکی
• بهبود عملکرد لجن از طریق کنترل SRT و MLSS
• افزودن مواد منعقدکننده در موارد ضروری
• بررسی و بهینه سازی هیدرولیک زلال ساز

تشکیل حباب در مخزن ته نشین

تشکیل حباب های گاز در مخزن ته نشینی ثانویه یکی از مشکلات عملیاتی است که می تواند کیفیت پساب و عملکرد ته نشینی را تحت تاثیر قرار دهد.

علل اصلی:

• دنیتریفیکاسیون بیولوژیکی در بستر لجن (تبدیل نیترات به گاز N2)
• تولید CO2 در فرایندهای بیولوژیکی
• کاهش فشار هیدروستاتیکی در برخی نقاط مخزن

اثرات منفی:

• اختلال در توزیع یکنواخت جریان در مخزن
• کاهش راندمان ته نشینی
• شناور شدن توده های لجن

راه حل ها:

• کنترل بار نیتراتی ورودی به زلال ساز
• افزایش سرعت دفع لجن از کف مخزن
• طراحی مناسب سیستم اسکرابر کف

مواد شناور

ظهور مواد شناور در سطح مخزن هوادهی یا زلال ساز مشکل آشنایی است که اغلب ناشی از ورود مواد ورودی غیرمعمول به فاضلاب است.

انواع مواد شناور:

• چربی، روغن و گریس (FOG – Fats, Oils and Grease): از فاضلاب آشپزخانه ها، رستوران ها و صنایع غذایی وارد می شود
• ذرات پلاستیکی و الیاف: از پساب های صنعتی و بهداشتی
• کف ناشی از دترجنت ها
• لجن شناور: ناشی از دنیتریفیکاسیون

راه حل ها:

• نصب حوض چربی گیر فاضلاب در بالادست برای فاضلاب های دارای FOG بالا
• آشغالگیرهای ریزتر در ورودی تصفیه خانه
• اسکیمرهای مکانیکی برای جمع آوری مواد شناور از سطح مخازن
• آموزش و کنترل تخلیه مواد نامناسب به شبکه فاضلاب

جمع بندی

روش لجن فعال با بیش از یک قرن سابقه، همچنان یکی از پرکاربردترین و قابل اعتمادترین روش های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب در جهان است. این فرایند در قالب های مختلف از هوادهی گسترده و CMAS تا SBR و MBR پیشرفته، برای طیف گسترده ای از کاربردها از تصفیه خانه های شهری بزرگ تا واحدهای صنعتی کوچک قابل اجراست.

انتخاب روش مناسب لجن فعال به عوامل متعددی از جمله دبی و ترکیب فاضلاب، استاندارد کیفیت پساب مورد نیاز، محدودیت های فضایی، بودجه سرمایه گذاری و توانمندی اپراتوری بستگی دارد. هر کدام از روش های بررسی شده مزایا و محدودیت های خاص خود را دارند و انتخاب هوشمندانه در گرو شناخت دقیق این تفاوت هاست.

شناخت پارامترهای عملیاتی و مشکلات رایج مانند کف، بو، شناور شدن لجن و توزیع نامناسب هوا، پایه و اساس بهره برداری موفق از این سیستم هاست. پایش منظم پارامترها، واکنش سریع به انحرافات و تعمیر و نگهداری مستمر تجهیزات از جمله اقداماتی هستند که عمر مفید سیستم را افزایش داده و کیفیت پساب خروجی را در حد مطلوب نگه می دارند.

اگر به دنبال مشاوره در زمینه انتخاب سیستم تصفیه فاضلاب مناسب برای پروژه خود هستید یا نیاز به تجهیزات تصفیه دارید، کارشناسان آسان پالایش آماده راهنمایی شما هستند.