تصفیه پیشرفته فاضلاب
تصفیه پیشرفته فاضلاب
تصفیه پیشرفته فاضلاب
فهرست:
- حذف نوترینت ها (عناصر تغذیه ای)
- کنترل و حذف نیتروژن
- حذف فسفر
- فرایند A/O (جذب فسفر از جریان اصلی)
- فرآیند فوستریپ (حذف فسفر از جریان جانبی)
- فرایند SBR
- روش های قیزیکی و شیمیایی حذف نیتروژن
- کلرزنی در نقطه شکست
- تبادل یونی انتخابی
- حذف فسفر از طریق افزودن ترکیبات شیمیایی
- حذف جامدات معلق و محلول
- دفع فاضلاب و استفاده مجدد از آن
کیفیت پساب خروجی از تصفیه ثانویه ممکن است همیشه منطبق با استانداردهای پساب نباشد. این شرایط معمولا در هنگام تخلیه مقادیر زیاد پساب به نهرهای کوچک و یا هنگامی که اکوسیستم های ظریف دریافت کننده پساب هستند، ایجاد می شوند. در این مواقع تصفیه تکمیلی به منظور پالایش پساب سیستم های ثانویه مورد نیاز خواهد بود، در غیر این صورت باید روش دیگری برای دفع فاضلاب يافت.
تصفیه تکمیلی که معمولا به نام تصفیه مرحله سوم (سومین) نامیده می شود شامل حذف ترکیبات نیتروژن و فسفر (مواد مغذی رشد گیاهی) می باشد. برای حذف جامدات معلق اضافی، نمکهای معدنی محلول و مواد آلی مقاوم، ممکن است تصفیه بیشتر مورد نیاز باشد. تلفیقی از فرآیندهای مذکور با هزینه قابل ملاحظه برای بازسازی آب تا حد کیفیت مطلوب آشامیدنی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این تصفیه کامل فاضلاب که به نام احیاء آب (reclametion) نامیده می شود به غیر از مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند، در سایر موارد توجیه ناپذیر است.
عبارت تصفیه پیشرفته بطور معمول در برگیرنده هر یک از تکنیک های تصفیه مذکور است و چنین به نظر می رسد که این عملیات به دنبال تصفیه ثانویه متعارف صورت می گیرند. اما این نکته همیشه درست نیست، زیرا برخی از عملیات یا فرآیندهای واحد در تصفیه ثانویه و یا حتی اولیه می توانند جای خود را به سیستم های تصفیه پیشرفته بدهند.
حذف نوترینت ها (عناصر تغذیه ای)
مقادير اضافی نوترینت ها در منابع آب می تواند زمینه ساز بروز پدیده آتروفیکاسیون (Eutrophication) یا مرگ منبع آب پذیرنده باشد که در نهایت کاهش کیفیت منبع آب را به دنبال دارد. از طرفی بطور معمول پساب تصفیه خانه های فاضلاب حاوی مقادیر زیادی نوترینت (N و P) است. بنابراین واحدهای تصفیه فاضلاب که پساب خود را در منابع آب طبیعی، که در مقابل مواد غذایی دارای توازن ظریف و خاصی هستند، تخليه می کنند، ناگزیر از اعمال محدودیت هایی در مقدار مواد مغذی پسابها می باشند. روش های تصفیه متعددی اعم از فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی به منظور کنترل نوترینت های خروجی از تصفیه خانه های فاضلاب وجود دارد. عمده ترین فرآیندهای مورد استفاده برای این منظور نیتریفیکاسیون بیولوژیکی برای اکسیداسیون آمونیاک، دنیتریفیکاسیون بیولوژیکی با استفاده از متانول برای حذف نیتروژن و ترسیب شیمیایی برای حذف فسفر هستند. حد مجاز فسفر و نیتروژن در پساب خروجی به ترتیب برابر او ۱۰mg/l است.
کنترل و حذف نیتروژن
نیتروژن در فاضلاب تصفیه نشده اساسا در شکل نیتروژن آمونیاکی یا ای وجود دارد (هم محلول و هم ذره ای). نیتروژن آلی محلول عمدتا به شکل اوره و اسیدهای آمینو است. فاضلاب تصفیه شده معمولا فاقد نیتریت و نیترات با مقادیر بسیار ناچیز از آنها است. بخشی از مواد آلی ذرهای در طی تصفیه اولیه حذف می شود. در طی تصفیه بیولوژیکی، عمده نیتروژن آلى ذره ای به آمونیوم و دیگر اشکال غیرآلی تبدیل می شود. بخشی از آمونیوم جذب مواد سلولی بیومس می شود. عمده نیتروژن در پساب ثانویه تصفیه شده به شکل آمونیوم است. کمتر از ۳۰ درصد نیتروژن کل توسط سیستم های ثانویه متعارف حذف می شود.
واحدهای عملیاتی و فرآیندی مورد استفاده برای تبدیل و حذف نیتروژن از فاضلاب در جدول ۱ نمایش داده شده است.
حذف نیتروژن با روش بیولوژیکی نیتریفیکاسیون – دنیتریفیکاسیون
نیتروژن آمونیاکی را می توان به وسیله فرایندهای بیولوژیکی، تبدیل به نیتروژن گازی (N2) کرد. تبدیل بیولوژیکی آمونیاک به گاز نیتروژن بطور مستقیم انجام نمی پذیرد، بلکه از دو مرحله مجزا تشکیل شده است. ابتدا آمونیاک به نیترات اکسید شده و سپس به مولکول نیتروژن احياء می شود. این واکنش ها نیازمند شرایط محیطی متفاوتی بوده و باید در راکتورهای جداگانه انجام شوند. از نقطه نظر تئوریکی به ازاء هر ۱mg/l کاهش نیتروژن نیترات، mg/l ۳.۴ کاهش BOD صورت می پذیرد و از طرفی برای نیتریفیکاسیون کامل هر 1mg ازت آمونیاکی،mg/l ۴.۶ اکسیژن مورد نیاز می باشد.
در راکتورهای رشد میکروبی متصل و رشد میکروبی معلق، نیتریفیکاسیون انجام پذیر است. تحت شرایط مناسب تر در سیستم های تصفیه ثانویه نیتریفیکاسیون همراه با حذف BOD کربنه می تواند صورت پذیرد. مهم ترین پارمترهای عملیاتی عبارتند از: pH، اکسیژن محلول، دوره زمانی هوادهی، متوسط زمان ماند سلولی و نسبت C / N. دما یک عامل مؤثر برای تمام متغیرهای مذکور است. در دماهای بالاتر اکسیداسیون کرین همراه با عملیات نیتریفیکاسیون توأم با یکدیگر امکان پذیر است؛ اما برای فاضلاب های سردتر، در اغلب موارد، سیستمهای تصفیه مجزا مورد نیاز است.
در فرآیند دنیتریفیکاسیون، نیترات توسط باکتری های اختیاری هتروتروفیک که در اکسیداسیون مواد کربنی دخالت دارند، تبدیل به گاز نیتروژن می شود. برای انجام احياء، مقدار اکسیژن بایستی در حدود صفر و مقداری کربن آلی برای مصرف باکتری ها در دسترس باشد. از آنجا که برای مرحله قبلی نیتریفیکاسیون مقدار اندکی کربن مورد نیاز است، پیش از ادامه دنیتریفیکاسیون باید کربن اضافه شود. مقدار کمی از جریان خروجی اولیه که در اطراف راکتورهای ثانویه و نیتریفیکاسیون به صورت کنارگذر عبور می کند، برای تأمین کربن می تواند مورد استفاده قرار گیرد. لیکن ترکیبات نیتریفای نشده در این آب بدون تأثير از فرآیند دنیتریفیکاسیون عبور کرده و در جریان خروجی مشاهده خواهند شد. در صورتی که جداسازی کامل نیتروژن لازم باشد، یک منبع خارجی کربن که فاقد نیتروژن است، مورد نیاز خواهد بود. رایج ترین منبع کربن خارجی متانول است. از لحاظ تئوریکی هر میلی گرم نیترات به ۱.mg ۹ متانول احتیاج دارد. با این وجود تحت شرایط عملی برای هر میلی گرم نیترات به حدود ۳ mg متانول نیاز است.
حذف فسفر
فسفر بخش جدایی ناپذیر فاضلاب شهری است که غالبا بطور متوسط در حدود ۱۰mg/l است. سرانه فسفر در فاضلاب های ۱/۱ است. ترکیبات آلی فسفر به محض تجزیه بیولوژیکی به صورت ارتوفسفات ها آزاد می شوند. در شوینده های مصنوعی پلی فسفات ها به شکل گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا نیمی از فسفر فاضلاب ناشی از این ترکیبات است. پلی فسفات ها در اثر هیدرولیز می توانند به ارتوفسفات ها تبدیل شوند.
اگرچه هر دو شکل ترکیبات فسفر ممکن است در کنار یکدیگر وجود داشته باشند، اما غالبا فرض می شود که فسفر موجود در فاضلاب به صورت ارتوفسفات است. ارتوفسفات ها شامل بنیانهای منفی H2Po4–,HPo4-2,Po4-3 بوده و با کاتیونها یا بنیانهای مثبت می توانند ترکسیب شیمیایی داشته باشند.
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.