هضم هوازی

فراوری لجن به‌منظور حذف پتانسیل گندیدن (فساد بی‌هوازی)، کاهش یا پیشگیری از تولید بو ،کاهش عوامل بیماری‌زا و درنهایت تبدیل ان به محصول پایدار برای استفاده یا دفع ، را تثبیت لجن میگویند.هضم هوازی:

فراوری لجن به‌منظور حذف پتانسیل گندیدن (فساد بی‌هوازی)، کاهش یا پیشگیری از تولید بو ،کاهش عوامل بیماری‌زا و درنهایت تبدیل ان به محصول پایدار برای استفاده یا دفع ، را تثبیت لجن میگویند.

تثبیت لجن به یکی از روش‌های زیر انجام می‌گردد:

1-هضم هوازی

2-هضم بی‌هوازی

3-تثبیت قلیایی

4-کمپوست ها

6-خشک‌کردن از طریق حرارت

در این مقاله به تشریح روش هضم هوازی لجن پرداخته‌شده است

 مقدمه:

این روش از گسترده‌ترین روش‌های مورداستفاده در فرایند تثبیت لجن تصفیه‌خانه‌های فاضلاب است که قادر به تصفیه حداکثر 20000 مترمکعب در شبانه‌روز می‌باشد

هضم هوازی فرایند اکسیداسیون و تجزیه بخش آلی لجن از طریق میکروارگانیسم‌های هوازی می‌باشد که در مخازن مخصوص باز یا بسته انجام می‌گیرد.

این روش یک فرایند بیولوژیکی رشد معلق بوده که شبیه فرایند توسعه‌یافته‌ی لجن فعال می‌باشد. این فرایند محصولی پایدار تولید می‌کند و جرم و حجم را کاهش داده و عوامل بیماری‌زا را تقلیل می‌دهد.

 

تئوری فرایند:

درواقع فرایند هضم هوازی لجن را می‌توان ادامه‌ی فرایند لجن فعال در نظر گرفت. وقتی‌که سو بستره محلول به‌طور کامل توسط جمعیت میکروبی اکسید می‌شود میکروارگانیسم‌ها برای کسب انرژی موردنیاز بقای خود شروع به مصرف پروتوپلاسم خود می‌کنند.

درواقع فرایند هضم هوازی لجن را می‌توان ادامه‌ی فرایند لجن فعال در نظر گرفت. وقتی‌که سو بستره محلول به‌طور کامل توسط جمعیت میکروبی اکسید می‌شود میکروارگانیسم‌ها برای کسب انرژی موردنیاز بقای خود شروع به مصرف پروتوپلاسم خود می‌کنند.

  •      پروتوپلاسم:

به بخش زنده سلول گفته می‌شود که توسط غشای سلولی احاطه‌شده است. همچنین پروتوپلاسم یک اصطلاح عمومی برای سیتوپلاسم است.

این پدیده یعنی کسب انرژی از بافت سلولی که خودخوری نام دارد، یک واکنش عمده در هضم هوازی است.

پس از کامل شدن فرایند هضم، مواد باقی‌مانده اجزای خنثی و مواد آلی هستند که قابلیت تجزیه بیولوژیکی را ندارند. این مواد سطح انرژی پایینی دارد و ازنظر بیولوژیکی لزوماً پایدارند.

به بخش زنده سلول گفته می‌شود که توسط غشای سلولی احاطه‌شده است. همچنین پروتوپلاسم یک اصطلاح عمومی برای سیتوپلاسم است.  این پدیده یعنی کسب انرژی از بافت سلولی که خودخوری نام دارد، یک واکنش عمده در هضم هوازی است.

مراحل هضم:

اولین مرحله از فرایند؛ اکسیداسیون می‌باشد که منجر به اکسیداسیون مستقیم مواد تجزیه‌پذیر می‌باشد و

معادله‌ی این واکنش به شکل زیر است:

 

 در مرحله دوم باکتری‌ها وارد فاز خودخوری می‌شوند:

در تخریب بیوماس برای اکسیداسیون جرم سلولی، دی‌اکسید کربن، آب و اکسیژن استفاده می‌شود که این واکنش بیکربنات آمونیوم تولید می‌کند.

شایان‌ذکر است که آمونیاک پس از آزاد شدن بادی اکسید کربن تولیدی ترکیب‌شده و بی‌کربنات آمونیوم تولید می‌کند.

وقتی فقط لجن مازاد به‌طور هوازی هضم می‌شود، فاز غالب فاز خودخوری است؛ اما اگر فرایند شامل لجن اولیه نیز باشد، واکنش در مدت‌زمان زیادتری انجام می‌گیرد.

نحوه رشد باکتری‌ها معمولاً از یک نمودار پیروی می‌کند که شامل چهار فاز می‌باشد که آخرین مرحله مربوط به فاز خودخوری می‌باشد و در این مرحله با توجه به نبود سوبسترای کافی، باکتری‌ها شروع به تغذیه از بدن سایر باکتری‌ها می‌کنند.

حال اگر از لجن اولیه استفاده شود به دلیل زیاد بودن منبع غذایی خارجی، رخداد فاز خودخوری درزمان طولانی‌تری اتفاق می‌افتد به‌عبارت‌دیگر در این حالت زمان‌ماند زیادی نیاز است.

 

این فرایند، فرایندی پیوسته مشابه فرایند لجن فعال است. شکل زیر چند حالت شما تیک این روش را نشان می‌دهد.

این فرایند، فرایندی پیوسته مشابه فرایند لجن فعال است. شکل زیر چند حالت شما تیک این روش را نشان می‌دهد.

این فرایند، فرایندی پیوسته مشابه فرایند لجن فعال است. شکل زیر چند حالت شما تیک این روش را نشان می‌دهد.

قبلاً هاضم‌های هوازی به‌صورت فرایندهای نیمه‌پیوسته طراحی می‌شدند. این مورد هنوز هم در بسیاری از تصفیه‌خانه‌های کوچک‌تر به کار می‌رود.

لجن بلافاصله پس از زلال‌ساز یا پس از تغلیظ وارد هاضم هوازی می‌رود.

در حین عملیات پر کردن مخزن محتویات هاضم به‌طور پیوسته هوادهی می‌رود. پس از پر شدن مخزن عملیات هوادهی تا زمان‌ماند ادامه پیدا می‌کند.

سپس هوادهی قطع‌شده و مواد جامد پایدارشونده ته‌نشین می‌شوند.

 

نکات بهره‌برداری:

  •     غلظت مواد جامد در لجن ورودی به هاضم؛ اهمیت خاصی در طراحی و عملیات آن دارد.
  •      دمای مایع در هاضم‌هایی که مخازن روباز دارند، به شرایط آب و هوایی بستگی دارد. در طراحی هاضم‌ها به کمینه‌سازی اتلاف گرما بایستی توجه داشت. ازجمله استفاده از بتن به‌جای فولاد قرار دادن تانک پایین‌تر از سطح و استفاده از هوادهی زیرسطحی به‌جای هوادهی سطحی می‌تواند در این زمینه مؤثر باشد.
  •    اکسیژن موردنیاز: برای اکسید شدن یک کیلوگرم از جرم سلولی بدون نیتریفیکاسیون به 1.45 کیلوگرم اکسیژن نیاز است.

مخازن مربوط به هضم بی‌هوازی لجن معمولاً به‌صورت مستطیلی، مدور یا حلقوی طراحی می‌شود. در هاضم‌هایی که از نازل هوا برای اختلاط و اکسیژن استفاده می‌شود، کف مخزن در حالت کلی مسطح است.

مخازن مربوط به هضم بی‌هوازی لجن معمولاً به‌صورت مستطیلی، مدور یا حلقوی طراحی می‌شود. در هاضم‌هایی که از نازل هوا برای اختلاط و اکسیژن استفاده می‌شود، کف مخزن در حالت کلی مسطح است.

مخازن کوچک با شیب بسیار کمی طراحی می‌شود تا زدودن لجن یا تخلیه مخزن در صورت لزوم صورت گیرد.

  • انواع فرایندهای هضم:

چندین نوع هضم هوازی متعارف وجود دارد که عبارت‌اند از:

1-هضم با خلوص بالای اکسیژن

در این فرایند به‌جای هوا از اکسیژن خلوص بالا به‌عنوان منبع اکسیژن استفاده می‌شود. این فرایند با استفاده از اکسیژن خالص اغلب در مخزن بسته مشابه فرایند لجن فعال برای تصفیه فاضلاب، انجام می‌گیرد.

2-هضم هوازی در دمای کم

در این نوع هاضم‌ها با کاهش دمای بهره‌برداری،SRT افزایش داده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که مقدار تخریب مواد جامد فرار قابل‌قبول است.

3-هضم دوگانه

این فرایند یک هضم دومرحله‌ای است که مرحله‌ی اول آن هضم ترموفیلیک هوازی و مرحله‌ی دوم ان هضم بی‌هوازی مزوفیلیک است. این سیستم به‌طور گسترده در اروپا استفاده می‌شود.

زمان‌ماند در بخش هوازی 18 الی 24 ساعت است و در بخش بی‌هوازی حدوداً 10 روز می‌باشد.

4-هضم هوازی مزوفیلیک

هضم هوازی مزوفیلیک فرایند هضم خود گرم شامل تغلیظ لجن و پس‌ازآن دو یا سه مرحله تصفیه در راکتورهای هوازی است.

برای توازن گرما در فرایند لجن باید 4 تا 5 درصد مواد جامد پیش تغلیظ شود.

هضم هوازی مزوفیلیک را می‌توان در رده‌ی فرایندهایی که به‌طور چشم‌گیری پاتوژن ها را کاهش می‌دهند قرارداد؛ اما در مقایسه با هضم هوازی متعارف به علت هزینه سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری زیاد استفاده از این فرایند محدودشده است.

5-هضم هوازی ترموفیلیک

هضم هوازی ترموفیلیک فرایند هضم لجن است که قادر است به درجه‌ی بالایی از تثبیت و کاهش پاتوژن دست یابد. مشخصه‌ی این فرایند نرخ بالای واکنش در دمای ترموفیلیک 40 تا 70 درجه‌ی سانتی‌گراد است.

با استفاده از گرمای آزادشده از طریق قرایند اکسیداسیون میکروبی، این دما حاصل می‌شود.

از مزایای این فرایند:

  • کاهش چشم‌گیر SRT
  • امکان کاهش ویروس‌های بیماری‌زا
  • نابودی به زر علف‌های هرز
  • تقریباً 25 درصد کاهش اکسیژن خواهی

منبع:کتاب فرایندهای پردازش لجن فاظلاب

نویسنده:ایزریل اس ترووسکی

همچنین شما میتوانید جهت کسب  اطلاعات بیشتر ومشاوره ، با کارشناسان شرکت تماس حاصل فرمایید.

tel: 55256411,09124057623

fax: 55256412

لطفا مقاله را از لینک زیر دانلود کنید.

Download this file (هضم هوازی_نهایی.pdf)دانلود479 کیلوبایت || دفعات دانلود:455 مرتبه

اضافه کردن نظر


کد امنیتی
تغییر کد امنیتی

حتما نگاهی به این مقالات بیندازید

تبلیغات

مخازن سختی گیر
نازل سختی گیر
سختی گیر
سختیگیر رزینی
پکیج های تصفیه فاضلاب خانگی
پکیج های تصفیه فاضلاب صنعتی
پکیج تصفیه فاضلاب
تصفیه فاضلاب
چربی گیر فاضلاب
چربی گیر پساب
چربی گیر پساب فاصلاب
چربی گیر
رزین کاتیونی