مقدمه ای بر مراحل تصفیه بی هوازی پسابها

[P O U R I A]

مقدمه ای بر مراحل تصفیه بی هوازی پسابها

• مرحله هیدرولیز (Hydrolysis)

شامل هیدرولیز بیوپلیمرها نظیر پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی و روغن.
در اولین مرحله تصفیه که مرحله هیدرولیز است (Hydrolysis) مواد پیچیده آلی شکسته شده و به مواد آلی محلول تبدیل می شوند. در همین مرحله است که مواد معلق فاضلاب نیز به مواد محلول تبدیل می گردد. مرحله هیدرولیز که مهمترین مرحله تصفیه بی هوازیست 5 تا 15 روز طول می کشد و اصولا خیلی کند ادامه خواهد یافت.

• مرحله دوم اسیدی شدن و تولید استات

مرحله اسیدی شدن (Acidification) شامل فرمانتاسیون اسیدهای آمینه و قند و تولید هیدروژن، استات، اسیدهای چرب فرار با زنجیره کوتاه و الکل. در این مرحله از تجزیه بی هوازی ممکن است اسیدهای چرب با زنجیر طویل نیز بوجود آید. در این مرحله نیز استات سازی (Acetogenesis) نیز صورت میپذیرد که در آن کلیه محصولات حاصل از دو مرحله 1 و همین مرحله به استات تبدیل می شود
دراین مرحله هضم یا تصفیه بی هوازی اعمال توام اسیدی شدن و تولید استات است که در اثر آن مواد آلی ساده حاصل از مرحله هیدرولیز به اسیدی های چرب فرار و احتمالا اسید استیک و سرکه تبدیل خواهند شد. این مرحله تصفیه بی هوازی گاهی به ترش شدن تعبیر شده و اسیدهای آلی حاصل از آن نوع ،خود COD هستند که باکتری های مولد متان آن ها را مورد استفاده قرار می دهند و حاصل این عمل تولید متان است. در مجموع مصرف این اسیدها باعث کاهش اکسیژن مورد نیاز خواهد شد. در حالی که در محیط مقادیر قابل توجهی گاز کربنیک وجود دارد میزان اکسیژن مورد نیاز کاملا حذف نخواهد گردید.
با پیدایش اسیدهای چرب فرار قطعا PH محیط پائین آمده و زمان مربوط به انجام مرحله دوم تصفیه بی هوازی به کیفیت فاضلاب مربوط است. اگر در فاضلاب قندهای ساده موجود باشد این مرحله به سرعت انجام خواهد گردید و اگر محتوی پروتئین و مواد آلی پیچیده باشد انجام دومین مرحله تصفیه بی هوازی به زمان نیاز خواهد داشت.

• مرحله سوم تولید متان

سومین مرحله تولید متان (Methanogenesis) که در آن از استات و ترکیب (H2 , Co2) متان تولید می گردد و مواد مولد COD به متان تبدیل می شوند. در این مرحله بهره بردار باید نظارت دائم بر PH ، حرارت، مواد سمی موجود در سیستم و مواد مغذی داشته باشد. در اکثر راکتورهای بی هوازی این مرحله حدود 5 ساعت به طول خواهد انجامید.در صورت بالا بودن غلظت سولفات در فاضلاب در تصفیه بی هوازی امکان احیای سولفات بهS H2 نیز وجود خواهد داشت.

عوامل مهم در سیستم تصفیه بی هوازی
در مرحله سه گانه تصفیه بی هوازی عواملی چون :

• درجه حرارت
• PH محیط
• درصد پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی های فاضلاب
• اندازه ذرات معلق
• غلظت آمونیاک اثرات زیادی دارند

معایب سیستم تصفیه بی هوازی
دوعیب بزرگ برای تصفیه بی هوازی قابل ذکر است.

• این روش ها حالت پیش تصفیه دارد و خروجی آن به استانداردهای محیط زیست نمیرسد.
• این روش ها برای تصفیه فاضلاب های با مواد معلق خیلی بالا فعال نیست. در این روش ها بایستی حد اکثر مواد معلق فاضلاب 10 تا 20 درصدCOD باشد. مواد معلق چون زمان زیادتری در راکتورهای بی هوازی توقف می نماید از این رو امکان تجریه آن وجود ندارد و لازم است قسمت مهمی از آنها را به صورت لجن زائد به بسترهای لجن فرستاده شود.

مهمترین مزایای کاربرد UASB در تصفیه پساب و تولید انرژی
مهمترین مزایای تصفیه فاضلابها با راکتور UASB به قرار زیر هستند:

• در فضاهای کمی با راندمان بالا کار می کند چون بارگذاری آن 10 برابر روش هوازی است. لذا 10/1 آن زمین نیاز خواهد داشت.
• روش UASB مولد انرژی قابل مصرف به صورت 75 درصد متان است که می تواند در صنایع یا گرم کردن فاضلاب یا هر دو بکار رود.
• UASB در تصفیه فاضلابهای با COD حدود 1500 تا 50000 میلی گرم در لیتر بکار می رود.
• 95 درصد COD تبدیل به گاز قابل مصرف و 5 درصد آن تبدیل به سلولهای جدید خواهد شد. کمی لجن های تولیدی هزینه های زیاد دفع زائد را تقلیل می دهد.
• UASB مولد لجن زائد پایدار است از این رو تولید بو و جلب حشرات در حین تخلیه لجن ناچیز است.
• UASB لجن های گرانول شبیه ذغال فعال و خاویار تولید می نماید که قدرت ته نشینی خوبی دارند. قدرت ته نشینی این لجن ها 20 تا 80 متر در ساعت است.
• باکتری های بی هوازی را برای مصارف بعدی مدت نسبتا طولانی می توان در یک محل نگه داشت، مثلا در صنایع قند سازی که فقط 3 تا 4 ماه مشغول کار هستند لجن ها را 8 تا 9 ماه برای بهره برداری بعدی می توان نگهداری نمود.
• روش بی هوازی نیاز به انرژی ندارد مخصوصا نیاز به تزریق هوا که تولید آن هزینه زیادی در بر دارد خواهد داشت، ممکن است تنها انرژی مصرفی آن پمپاژ فاضلاب به داخل راکتور بوده یا انرژی مصرفی برای ثابت نگه داشتن حرارت بین 30 تا 38 درجه سانتی گراد باشد.

عوامل موثر در عملکرد مناسب راکتور UASB

• PH

PH سیستم بی هوازی خود یکی از مهم ترین عوامل خوب کار کردن آن است. روش بی هوازی در محدوده PH بین 8/6 تا 8/7 قابل انجام است ولی مناسب ترینPH برای آن 8/6 تا 2/7 می باشد. اگر PH به کمتر از 2/6 برسد به علت پیدایش شرایط اسیدی فعالیت باکتری های مولد متان و اغلب باکتری های موجود در سیستم بی هوازی مختل خواهد شد. باید .
PH های قلیائی بالا تر از 9 علاوه بر کاهش راندمان سیستم های بی هوازی باعث کشته شدن بعضی انواع باکتری ها نیز خواهد گردید.

• مواد مغذیNutrient
• بار مواد آلی COD
• مواد جامد نامحلول TSS
• دما