بازدیدها: 6
هوادهی گسترده متناوب دو فاز IDEA (Intermittently Decanted Extended Aeration) یکی از روش های توسعه یافته و زیر مجموعه SBR می باشد که با انجام فعالیت های بیولوژیکی و با کمک لجن فعال مواد آلی را تجزیه می کند. این روش در سال 1998 معرفی و در حال حاضر یکی از بهترین انتخاب ها برای تصفیه با راندمان بالا انواع پساب بهداشتی و صنعتی به شمار می رود. فرآب تدبیر؛ تولیدکننده محصولات تصفیه فاضلاب در ادامه گام ها و بخش های تصفیه با روش IDEA را معرفی و ویژگی های آن را بررسی خواهد نمود.
هوادهی گسترده متناوب دو فاز چیست؟
در سال ۱۹۷۰، استفان جونز در استرالیا سیستم پیشرفته‌ای از SBR را معرفی کرد که با نام فرآیند IDEA (Intermittently Decanted Extended Aeration) مشهور شد. اولین واحد IDEA ساخته شده در انگلستان به‌نام (Bathurst-Box) معروف شده بود. استفاده از این روش باعث میشود که جریان بتواند به‌صورت مستمر وارد سیستم شده و نیاز به هیچ بخش مکانیکی خاصی برای تغییر جریان به حوضچه‌های متعدد نمی‌باشد.
در سیستم IDEA پس از عبور فاضلاب از واحد اشغالگیری، جریان از طریق بخش‌های مشخص‌شده‌ای مستقیماً وارد حوضچه راکتور می‌گردد که تصفیه بیولوژیکی و جداسازی جامدات در آن به‌صورت متناوب انجام میگیرد. در این حالت احتیاجی به یکنواخت‌سازی جریان و حوضچه‌های متعدد نمی‌باشد. در روش هوادهی گسترده متناوب دو فاز، هر چرخه عملیات تصفیه در هر روز ۴ تا ۶ بار اتفاق می‌افتد. هر کدام از این چرخه‌ها شامل سه فاز می‌باشد:
- هوادهی
- ته‌نشینی
- جداسازی
این چرخه‌ها ممکن است برای حصول درجه بالاتری از حذف نیتروژن و فسفر تغییراتی داشته باشند.
بهبود SBR در روش هوادهی گسترده متناوب دو فاز
روش متعارف تصفیه فاضلاب شامل انواع مختلفی از فرآیندهای لجن فعال بود که به دلیل کارایی بالا کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. در بیشتر نقاط دنیا، نیاز برای ساختن واحدهای کوچک تصفیه بسیار بیشتر از واحدهای بزرگ می‌باشد. در این میان سیستم هوادهی گسترده می‌تواند گزینه مناسبی باشد. یک زنجیره معمولی تصفیه برای سیستم هوادهی گسترده شامل پیش ته‌نشینی مکانیکی؛ هوادهی، ته‌نشینی و کلززنی می‌باشد.
از دیگر سیستم‌های مورد استفاده در تصفیه خانه های کوچک، فرآیند راکتورهای ناپیوسته متوالی (SBR) می‌باشد. این فرآیند یکی از روش‌های اصلاح شده لجن فعال است. در بعضی از نقاط دنیا مطالعات زیادی در تبدیل راکتورهای ناپیوسته متوالی به واحدهای هوادهی گسترده انجام شده است (به‌خصوص استرالیا). در فرآیند SBR تنها از یک حوضچه استفاده می‌گردد و فاضلاب بعد از ورود به حوضچه هوادهی شده، با ایجاد شرایط مسکون (در همان حوضچه) پساب جدا می‌گردد. روش هوادهی گسترده متناوب دو فاز نوع توسعه یافته این روش می باشد که توسط محققان استرالیا معرفی و در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرد.
مراحل تصفیه فاضلاب با روش هوادهی گسترده متناوب دو فاز IDEA
▪ تصفیه مقدماتی IDEA
مانند هر یک از روش های تصفیه، سیستم IDEA وقتی خوب کار می‌کند که جامدات غیرآلی از فاضلاب جداسازی شده باشند. در بیشتر سیستم‌های تصفیه IDEA کوچک از واحد آشغالگیر میله‌ای استفاده می‌کنند معمولاً در واحدهای بزرگتر از واحدهایی مانند سپتیک تانک استفاده میشود که قادر به جداسازی جامدات معلق و شناور می‌باشد.
▪ کالکتر یکنواخت‌کننده سرعت جریان ورودی (IVE) این بخش سرعت جریان ورودی را تنظیم و از تلاطم‌های ایجاد شده جلوگیری می‌کند. علاوه بر این کالکتر IVE سرع‌های هیدرولیکی جریان رو به پائین را که به واسطه جریان ورودی ایجاد می‌گردد، تغییر می‌دهد، بنابراین از اغتشاش بیومس در تمام الگوهای جریان در طی فاز ته‌نشینی و جداسازی جلوگیری می‌کند.
▪ بخش Omni-Flow
بخش Omni-Flow (ناحیه پیش‌واکنش) شکل مکعبی یا استوانه‌ای دارد و جریان از کف حوضچه به طرف بالا قرار داده میشود. این حالت باعث می‌گردد که تا ۳۶۰ درجه فضای باز بین کنار قسمت انتهائی بخش Omni-Flow و کف حوضچه وجود داشته باشد. این نوع طراحی باعث ایجاد نسبت پائینی از جریان هیدرولیکی به سطح مقطع حوضچه می‌گردد (عموماً کمتر از ۳:۱). آهنگ انتقال پائین بین ناحیه پیش‌واکنش و راکتور باعث می‌گردد که جریان به آرامی از میان زیست توده عبور کند و در هنگام فاز ته‌نشینی و جداسازی، شستشوی جامدات اتفاق نیافتند.
ناحیه پیش‌واکنش ایجاد شده در درون بخش Omni-Flow مجزا در روش هوادهی گسترده متناوب دو فاز، با نسبت F:M بالا، بر مشکلات ناشی از بارگذاری هیدرولیکی و آلی پیک زودگذر غلبه می‌کند. جذب BOD۵ اولیه حدود ۷۰ الی ۸۰ درصد توسط بیومس‌ها به‌دست آمده است. به واسطه نسبت F:M بالا، رشد ارگانیسم‌های رشته‌ای کند می‌گردد و در نتیجه احتمال باکینگ لجن کمتر خواهد شد.
▪ سیستم هوادهی IDEA
سیستم هوادهی IDEA بسته به خصوصیات حوضچه، حجم فاضلاب و میزان آلودگی شامل چهار سیستم هوادهی است. از هر چهار نوع سیستم هوادهی دیفیوزری (حباب ریز، حباب درشت و …) می‌توان در این سیستم استفاده نمود. ولی پرکاربردترین آنها، دیفیوزرهای با حباب ریز می‌باشد.
مزایای هوادهی گسترده متناوب دو فاز نسبت به SBR
مزیت عمده این سیستم‌ها نسبت به سیستم‌های تصفیه متداول مانند SBR به‌صورت زیر است:
- ساخت ساده
- هزینه سرمایه‌گذاری و راهبری پائین‌تر
- همه واکنش‌ها در یک راکتور رخ می‌دهد
- راهبری ساده به لحاظ تخصصی
- حداقل نیاز به حمایت‌های تکنیکی
- حذف BOD و جامدات معلق
- حذف مواد مغذی کمکی در طی فرآیند
- وجود چرخه خشک و مرطوب در راکتور
خصوصیات فرآیندی سیستم IDEA
- فاضلاب پیش تصفیه شده (آشغالگیر و شن‌گیر) مستقیماً وارد راکتور می‌گردد که در آن تصفیه بیولوژیکی و حذف جامدات به‌صورت همزمان انجام شده و جامدات در یک تانک منفرد ته‌نشین می‌گردند؛ بنابراین نیازی برای تانک‌های ته‌نشینی مجزا نمی‌باشد.
- هوادهی دوره‌ای فاضلاب در این روش رشد باکتری‌ها را تسریع می‌کند و باعث تجربه مواد آلی به آب و سازمان‌های جدید و محصولات فرعی مانند دی‌اکسیدکربن و نمک‌های نیترات میشود. هوادهی به‌صورت منظم قطع می‌گردد، در نتیجه لجن و میکروارگانیسم‌ها ته‌نشین می‌شوند.
- در این حالت مایع زلال در سطوح بالاتر پساب ها از آن خارج می‌گردد. یکی از مزایای قطع هوادهی، ایجاد شرایط مناسب برای رشد باکتری‌های بی‌هوازی و تبدیل نیترات به گاز نیتروژن و حذف آن از پساب ها میشود.
- برای کنترل نسبت F:M مقداری از لجن به‌صورت مرتب حذف میشود.
- جریان خروجی از تانک باید گندزدائی شود تا در پساب از نظر میکروبی شرایط مناسب را پیدا کند.
- در یک واحد بزرگ ساخته شده در انگلستان که از هواده دیفیوزی استفاده میشد، بیش از ۹۰% جامدات و مواد آلی از فاضلاب حذف گردید. همچنین مقداری از مواد مغذی کمکی مانند ازت و فسفر نیز حذف شدند.
- حوضچه‌های راکتور IDEA، جمعیت MLSS از Img/I تا ۱۰،۰۰۰mg/I را در خود گسترش می‌دهند.
- غلظت DO در آنها بین (۳-۰) می‌باشد. بنابراین شوک بارگذاری‌های آلی در آن کمتر اثر داشته و حذف فسفر و نیتروژن در سیستم به‌خوبی انجام میگیرد.
- از آنجا که فرآیند IDEA مشابه با هوادهی گسترده در زمان مانند سلولی بالا راهبری میشود، بنابراین لجن کمتری تولید می‌گردد.
- در فرآیند IDEA، مانند همه فرآیندهای تصفیه هوازی، آلودگی توسط باکتری‌های هوازی با مصرف اکسیژن کاهش می‌یابد.
- در طی فاز هوادهی فرآیند IDEA، باکتری‌ها به‌صورت طبیعی رشد می‌کنند و از مواد آلی و اکسیژن استفاده می‌کنند. محصولات جانبی این فرآیند دی‌اکسیدکربن و آب می‌باشد.
