تصفیه فاضلاب صنعتی به روش راکتور بیولوژیکی غشایی MBR

تصفیه فاضلاب صنعتی به روش راکتور بیولوژیکی غشایی MBR

امروزه یکی از روشهای پیشرفته تصفیه فاضلاب روش غشایی(MBR) است که در این روش جداسازی میکروب ها توسط غشا انجام می شود. با نصب این غشا ها در درون رآکتور بیولوژیکی دیگر نیازی به بخش های ته نشینی و فیلتراسیون نیست و همین غشاها وظیفه جداسازی فاضلاب تصفیه شده از لجن را انجام می دهند. استفاده از غشا باعث می شود در فضای کم، تصفیه فاضلاب با راندمان بالا انجام شود به طوری که کیفیت فاضلاب تصفیه شده از استانداردهای فاضلاب برای تخلیه  به آب های سطحی نیز  بهتر است.

تصفیه فاضلاب صنعتی به روش اکسیداسیون شیمیایی

اکسیداسیون شیمیایی

اکسیداسیون شیمیایی، واکنش هایی هستند که در طی آنها یک یا چند الکترون از ماده شیمیایی مورد نظر به ماده دیگر که اکسید کننده نامیده می شود منتقل می گردد. به عبارتی وقتی که الکترونها از یک یون، اتم یا مولکول حذف شوند، ماده اکسید شده و هنگامی که الکترونها به یک یون، اتم یا مولکول افزوده شوند ماده احیا می شود . واکنش های اکسیداسیون و احیا نقش مهمی در مهندسی محیط زیست دارند. جدول  زیر قدرت اکسیدکنندگی بعضی از عوامل اکسید کننده، که اکثرا مورد استفاده قرار می گیرند را نشان می دهد .

قدرت اکسیدکنندگی بعضی از عوامل اکسید کننده

عامل اکسیدکننده

پتانسیل اکسیداسیون(ولت)

فلوئور

۰۳/۳

رادیکال هیدروکسیل

۸۰/۲

اکسیژن اتمی

۴۲/۲

ازون

۰۷/۲

پراکسیدهیدروژن

۷۷/۱

پرمنگنات

۶۷/۱

اسید هیپوبرمو

۵۹/۱

دی اکسید کلر

۵۰/۱

اسیدهیپوکلرو

۴۹/۱

اسیدهیپویدو

۴۵/۱

گازکلر

۳۶/۱

ید

۵۴/۰

 

وقتی که اکسیداسیون شیمیایی انجام می گیرد، اکسیداسیون کامل ترکیب مورد نظر یا گروهی از ترکیبات ممکن است ضروری نباشد.در بیشتر موارد، اکسیداسیون جزیی برای ترکیبات ساده تر و قابل تجزیه تر برای تصفیه بیولوژیکی بعدی یا کاهش سمیت آن کافی می باشد. فرایندهای اکسیداسیون شیمیایی به دو گروه تقسیم می گردند:
– فرآیندهای اکسیداسیون شیمیایی کلاسیک
–  فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته(AOP)

اکسیداسیون شیمیایی کلاسیک
معمولا تصفیه های شیمیایی کلاسیک شامل افزودن عامل اکسیدکننده به آب حاوی آلودگی برای اکسید کردن آن می باشد.اکسیداسیون شیمیایی به طور  گسترده در تصفیه مواد آلی خطرناک مورد استفاده قرار گرفته است.امروزه با کاربرد تکنولوژی می توان با پایش پارامترهای فرآیند به طور موثر و بی خطر فرآیند اکسیداسیون را در مقیاس پروژه های بزرگ به کار گرفت.این امر  عمدتا به دلیل سهولت دسترسی و مسائل اقتصادی است.لذا بطور مختصر به شرح عملکرد عوامل اکسیدکننده مورد استفاده در تصفیه آب و فاضلاب اشاره می گردد.

اکسیداسیون با کلر
کلر یک اکسید کننده شیمیایی خوبی است و باعث نابودی میکروارگانیسم ها می شود. کلر به صورت عنصر و یا به صورت هیپوکلریت عامل اکسیدکننده قوی می باشد و می توان آن را به طور کارآمد در اکسیداسیون سیانید به کار برد.

اکسیداسیون با پرمنگنات پتاسیم
پرمنگنات پتاسیم به صورت کریستال ها و یا گرانول های بنفش تیره با جلای فلزی می باشد و در صورتی که بصورت خشک در تماس با اسید سولفوریک غلیظ یا پراکسید هیدروژن قرار گیرد، سبب انفجار می گردد.از این اکسید کننده جهت حذف برخی از ترکیبات آلی استفاده می شود.عمدتا در حذف آلدئید ها، مرکاپتان ها، فنل و اسیدهای غیر اشباع به کار برده می شود .در بحث مواد زائد خطرناک عمده ترین کاربرد آن مربوط به حذف ترکیبات فنلی است .
در طی واکنش، حلقه آروماتیک شکسته شده و مولکول با وضیعت خطی ایجاد می گردد.ترکیبات آلیفاتیک بیشتر اکسید شده و آب و دی اکسید کربن بوجود می آید.پیشرفت واکنش سریع بوده و بستگی زیادی به pH محیط دارند. pH های بالاتر از ۵/۹ مناسب هستند. کاربرد پرمنگنات به دلیل هزینه زیاد مواد مورد نیاز و سمیت آن برای آبزیان در مقیاس بزرگ توسعه نیافته است. یک عیب دیگر کاربرد پرمنگنات پتاسیم به عنوان اکسید کننده تشکیل دی اکسید منگنز می باشدکه رسوب نموده و بایستی با زلال سازی یا فیلتراسیون از سیستم خارج شود .

اکسیداسیون با پراکسید هیدروژن
پراکسید هیدروژن یک ترکیب اکسید کننده بسیار قوی است که به نحو موثر و در مقیاس وسیع جهت اکسیداسیون ترکیباتی چون فنل ها، سیانیدها، ترکیبات گوگردی و یونهای فلزی به کار گرفته شده است. ترکیب تجاری آن در آب محلول، بی رنگ و با درصد خلوص۷۰-۳۰ درصد می باشد.این ترکیب اکسیدکننده قوی در طی تجزیه، اکسیژن و گرمای زیادی ایجاد می کند.مقادیر اندکی از برخی فلزات می تواند نقش مهمی به عنوان کاتالیزور در فرآیندهای اکسیداسیون با پراکسید هیدروژن ایفا نمایند.این اکسید کننده یک ماده به نسبت بی خطر بوده و در تصفیه بسیاری از مواد آلی و معدنی به کار رفته است .به علاوه افزایش پراکسید هیدروژن قادر است به نحو موثر حلقه بنزنی را در طیف وسیعی از درجه حرارت و غلظت اکسید نماید.این فرآیند بسیار به pH حساس بوده و دامنه pH بهینه در حدود۴-۳ متغییر است.پراکسید هیدروژن در حضور یک کاتالیست مثل آهن، ایجاد رادیکال هیدروکسیل نموده که با مواد آلی ترکیب شده و ساختار آن ها را در هم می شکند.مزیت اصلی آن شامل ارزان بودن، قدرت اکسیدکنندگی بالا، سهولت جابجایی، حلالیت در آب و عدم تولید محصولات جانبی سمی و رنگی می باشد .

اکسیداسیون با ازن
ازن در اکثر کاربردهایش مانند حذف رنگ، ضدعفونی کردن، حذف بو و طعم، حذف منیزیم و ترکیبات آلی موثر می باشد و یک محلول ناپایدار، دارای خاصیت اکسیدکنندگی بسیار قوی می باشد.درشرایط دما و فشار استاندارد، دارای حلالیت کم در آب بوده و ناپایدار است. میزان حلالیت آن در آب بر حسب وزنی تقریبا ۱۰ برابر بیشتر از حلالیت اکسیژن در آب می باشد.ازن در تصفیه پساب های صنعتی به منظور  اکسیدکردن ترکیبات آلی به مواد با سمیت کمتر ، بکار گرفته می شود .قدرت ازن در اکسیدکنندگی دو برابر قدرت پراکسید هیدروژن می باشد.هدف در تصفیه پساب های محتوی ترکیبات فنلی، اکسیدکردن این ترکیبات به مواد آلی واسطه است.اگرچه سمی هستند ولی کاملا از نظر زیستی قابل تجزیه می باشند.

فرآیندهای اكسیداسیون پیشرفته(AOP)
معمولاً فرآیندهای اكسیداسیون پیشرفته شامل تولید و كاربرد رادیكال آزاد هیدروكسیل ۲۸ به عنوان یك اكسید كننده قوی به منظور تخریب تركیباتی است كه با اكسید كننده های متداول نظیر اكسیژن، ازن و كلر بطور كامل اكسید نمی شوند. رادیكال هیدروكسیل با تركیبات محلول واكنش می دهد و باعث شروع واكنشهای اكسیداسیون می گردد تا اینكه تركیب مورد نظر به طور كامل حذف شوند این فرآیندهای تصفیه به عنوان روش های مناسب برای حذف آلاینده های منابع آب زیرزمینی، سطحی و فاضلابهای صنعتی حاوی آلاینده های آلی غیر قابل تجزیه بیولوژیكی در نظر گرفته می شوند. رادیكال های هیدروكسیل به طور فوق العاده ای واكنش پذیر هستند كه به اكثر تركیبات آلی حمله می كنند. معمولاً  سینتیك واكنش با توجه به غلظت رادیكال های هیدروكسیل و غلظت آلاینده از درجه اول تبعیت می كند و ثابت های سرعت معمولاً در محدوده ۱۰۸ تا ۱۰۱۱ لیتر بر مول بر ثانیه می باشند. چنانچه غلظت رادیكال ۱۰- ۱۰ مول بر لیتر باشد، ثابت سرعت واكنش شبه درجه اول بین یك تا ۴ – ۱۰ تا ۱۲ – هیدروكسیل بر ثانیه بدست می آید. در حال حاضر، فن آوری های مختلفی در فرآیندهای اكسیداسیون پیشرفته برای تولید رادیكال هیدروکسیل وجود دارد . این فرآیندها را بر اساس فرآیندهایی بر پایه پرتو فرابنفش، فرآیندهای بر پایه پراكسیدهیدروژن و یا  فرآیندهایی بر پایه ازن در منابع و متون مختلف تقسیم بندی شده است .

تلفیقی بی هوازی-هوازی

تلفیقی بی هوازی – هوازی

فاضلاب صنایع ( منظور صنایعی است که در فرایند های آنها مواد شیمیایی و سمی وجود دارد و یا به هر نحوی این مواد وارد فاضلاب شوند) را اغلب به دلیل داشتن مواد شیمیایی و سمی نمی توان به تنهایی با کمک روش های هوازی ( لجن فعال و غیره) تصفیه نمود. از این رو استفاده از روش بی هوازی به تنهایی نیز نمی تواند کیفیت بالایی از تصفیه را به ما ارائه دهد و به اصطلاح تصفیه ناقص انجام می دهد. اما با تلفیق سیستم های بی هوازی و هوازی می توان این فاضلاب ها را به خوبی تصفیه نمود.
دلیل تلفیق این دو روش آن است که باکتری های بی هوازی در برابر مواد سمی و شیمیایی ( البته مقدار مواد سمی و شیمیایی دارای حد مجاز باید باشد) مقاومت بالاتری نسبت به باکتری های هوازی داشته و می توانند مواد شیمیایی و سمی را تجزیه کنند. در حالی که باکتری های هوازی در صورت وجود مواد سمی و شیمیایی دچار شوک شده و چنانچه مقدار آنها زیاد باشد و مدت زیادی در معرض آنها قرار گیرند از بین خواهند رفت. پس از اینکه مواد شیمیایی و سمی فاضلاب توسط باکتری های بی هوازی کاهش یافت و یا حذف گردید به سیستم های هوازی رفته و تصفیه بیولوژیکی کاملی روی آن انجام گرفته و آماده دفع به محیط زیست می شود.

روش بستر لجن بی هوازی با جریان روبه بالا UASB

UASB

روش بستر لجن بی هوازی با جریان روبه بالا

این روش جزء مهمترین روشهای بیولوژیکی و بی هوازی تصفیه فاضلاب است. در این روش راکتور مورد استفاده یک نوع راکتور با جریان رو به بالا است که در آن بستری از دانه هایی که به شکل بیولوژیکی تشکیل یافته اند، نقش پرکننده را دارند. هنگامی که فاضلاب به شکل یکنواخت از کف مخزن وارد می شود، مایع از میان ناحیه هضم، که ناحیه جداسازی جامد و مایع است، عبور می کند.
جامداتی که در ناحیه ته نشینی جداشده اند به ناحیه بستر فعال بازگردانده می شوند درحالیکه مایع به شکل پساب از سرریز خارج می گردد. موادآلی توسط توده زیستی تثبیت می شود و گاز حاصل از تثبیت مواد زاید در محفظه گاز جمع آوری می گردد.
نکات قابل توجه
۱-    راندمان این روش ۸۵-۷۵ % می باشد. بنابراین استفاده ازآن در بارهای آلودگی بالا اقتصادی است. چراکه با استفاده از آن می توان بار وارده به واحدهای بعدی مانند واحدهای هوازی را تاحد زیادی و با هزینه ای بسیارکم، کاهش داد.
۲-    لجن تولیدی این روش بسیار کمتر از روشهای هوازی است.
۳-    به سبب بی هوازی بودن سیستم و عدم نیاز به هوادهی، انرژی مصرفی در این سیستم بسیار کم است.
۴-    راندمان این روش به دمای محیط راکتور بستگی زیادی دارد.

فرآیند UABR

UABR

این فرایند به صورت رشد چسبیده یا رشد معلق دسته بندی می شود. یکی ازانواع سیستم هایی که در آنها از مدیا یا بستر به عنوان پایه ای برای استقرار یا رشد میکرواورگانیسم استفاده می شود راکتور بافل دار بی هوازی است. در این راکتور فاضلاب پس از گذشتن از بافل ها به علت انجام واکنش های بیولوژیکی بی هوازی دارای بار آلودگی کمتری می شود.
از مزایای این فرایند عبارتند از:
۱-    بالا بودن زمان ماند جامدات
۲-    تولید لجن کمتر
۳-    ایجاد بخش ته نشین سازی برای جامدات

روش بیولوژیکی بی هوازی تصفیه فاضلاب صنعتی

روش بیولوژیکی بی هوازی تصفیه فاضلاب صنعتی

به فرآیندهایی که در غیاب اکسیژن محلول توسط میکروارگانیسم ها اتفاق می افتد، فرآیندهای بی هوازی می گویند. در روشهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب از این فرآیندها استفاده می شود. روش UASB، FBR،ASBR   نمونه هایی از روش های بی هوازی تصفیه فاضلاب هستند. لازم به ذکر است که در سپتیک تانک ها به سبب عدم وجود اکسیژن محلول کافی فرآیند های بی هوازی بیولوژیکی غالب هستند.

روش بیولوژیکی هوازی

روش بیولوژیکی هوازی تصفیه فاضلاب صنعتی

برخی از فرآیندهای بیولوژیکی در حضور اکسیژن محلول صورت می پذیرد که به آنها فرآیندهای هوازی و به روش هایی که از فرآیندهای هوازی در آنها استفاده می شود، روش های بیولوژیکی هوازی گفته می شود. روش لجن فعال، لجن فعال به هوادهی گسترده، MBR، SBR و RBC نمونه هایی از روش های بیولوژیکی هوازی می باشند.

تصفیه فاضلاب به روش فیزیکوشیمیایی

تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب به روش فیزیکوشیمیایی

به منظور حذف برخی آلاینده ها مانند فلزات سنگین نیاز به استفاده از روش های شیمیایی وجود دارد. در چنین مواردی عموماً یک ماده شیمیایی با غلظت مشخص به فاضلاب تزریق می گردد. در نتیجه واکنش های شیمیایی، رسوباتی تشکیل می گردد، آنگاه این رسوبات توسط روش های فیزیکی مانند ته نشینی و فیلتراسیون از جریان فاضلاب جدا می گردند. به دلیل استفاده توام از روش های فیزیکی و شیمیایی به این روش ها، روش های فیزیکوشیمیایی گفته می شود. صنایع نساجی و صنایع فرآورده های فلزی از جمله صنایعی هستند که از این روش جهت تصفیه فاضلاب آنها استفاده می شود.

تابلو كنترل و توزيع قدرت

تابلو كنترل و توزيع قدرت

توزيع برق تصفیه خانه های آب یا فاضلاب توسط تابلو برق انجام می شود.کنترل کلیه تجهيزات تصفیه خانه های آب یا فاضلاب در يك تابلوي مركزي مقاوم در برابر گرد وغبار و رطوبت انجام می گردد. این تجهیزات را می توان به صورت دستی ویا اتوماتیک راه اندازی کرد. طراحی تابلو کنترل وتوزیع قدرت توسط کارشناسان برق شرکت مهندسی آردازیست در دفترمرکزی وعملیات ساخت در کارخانه این شرکت انجام می گردد.