هضم بی هوازی فاضلاب
در قسمت اول این مقاله توضیحاتی در مورد فرایندها و واکنش‌هایی که در طی فرایند بی هوازی اتفاق می‌افتد، داده شد و حال در ادامه مقاله هضم بی هوازی در مورد فرایندها و روش‌های اجرایی هاضم های لجن توضیحات داده می‌شود. آزمایش‌ها در سال‌های متمادی پنج نوع فرایند اصلی هضم بی هوازی لجن را نتیجه داده است:
- هضم با نرخ پایین
- هضم با نرخ بالا
- هضم ترموفیلیک
- هضم دومرحله‌ای
- هضم دو فازی
هضم با نرخ پایین
ساده‌ترین و قدیمی‌ترین نوع فرایند اصلی هضم بی هوازی لجن هضم با نرخ پایین است. شکل شما تیک این روش در شکل زیر قابل‌مشاهده می‌باشد.
طراحی این واحد بدین ترتیب است که این هاضم ها به شکل مخازن استوانه‌ای می‌باشد که قسمت پایینی آن شیب‌دار بوده و قسمت بالایی نیز پوشانده می‌شود.
در این سیستم هیچ اختلاطی صورت نمی‌گیرد اگرچه بالا رفتن گازهای تولیدی باعث ایجاد مقداری همزنی در سیستم می‌شود. به دلیل عدم همزنی در این سیستم لایه‌بندی به وجود می آید.
هضم لایه‌بندی در شکل زیر مشخص‌شده است.
در نهایت لجن‌های ته‌نشین شده در کف از سیستم جدا می‌شود و خروجی لایه شناور (این لایه در لایه‌بندی به وجود می آید) به ورودی تصفیه‌خانه انتقال داده می‌شود.
هضم با نرخ بالا
در دهه‌ی 1950 پیشرفت‌هایی در هضم با نرخ پایین صورت گرفت که منتج به سیستم هضم بی هوازی با نرخ بالا شد.
گرمایش؛ اختلاط تکمیلی؛ تغلیظ لجن خام و خوراک دهی یکنواخت به عنوان ملزومات سیستم هضم بی هوازی با نرخ بالا با اثر توأمان برای ایجاد محیط یکنواخت عمل می‌کنند. در نتیجه حجم مخزن کاهش و پایداری کارایی فرایند بهبود می‌یابد.
شکل زیر طراحی شماتیک را نشان می‌دهد.
از ویژگی‌های مهم این روش استفاده از مبدل‌های حرارتی است که نقش بسیار مهمی در راهبری هاضم ها دارند.
به علت انعطاف‌پذیری و سهولت نگهداری استفاده از مبدل‌های حرارتی خارجی معمول‌ترین روش‌های گرمایشی است.
استفاده از اختلاط کمکی مزایای زیر را دارد
- کاهش لایه‌بندی حرارتی
- پراکنش لجن خام به منظور تماس بهتر با بیوماس
- کاهش تولید کف
- رقیق‌سازی مواد بازدارنده
- افزایش حجم مؤثر راکتور
- معلق نگه‌داشتن مواد معدنی
هضم ترموفیلیک
اکثر هاضم های نرخ بالا در دمای 30 تا 38 درجه‌ی سانتی گراد کار می‌کنند. باکتری‌هایی که در این حدود دمایی رشد می‌کنند مزوفیلیک هستند.
گروه دیگری از میکرو ارگانیسم‌ها که در حدود دمایی 50 تا 57 درجه سانتی گراد رشد می‌کنند ترموفیلیک نامیده می‌شود.
مزایای روش هضم ترموفیلیک
- افزایش نابودی پاتوژن ها
- نرخ سریع‌تر واکنش و در نتیجه تخریب سریع مواد جامد فرار
معایب روش هضم ترموفیلیک
- افزایش انرژی موردنیاز برای گرمایش
- قابلیت زیاد ایجاد بو
- قابلیت آبگیری اندک
این واحد از لحاظ عملکرد مشابه روش قبلی است ولی به دلایل وجود معایب مزبور امروزه کاربرد زیادی ندارند.
هضم دومرحله‌ای لجن فاضلاب
با توجه به شکل زیر هضم دومرحله‌ای در یک مخزن هضم با نرخ بالا که به مخزن دوم (هاضم ثانویه) متصل است، انجام می‌گیرد.
مخزن دوم نه گرم می‌شود و نه هم زده می‌شود.
وظیفه اصلی آن تراکم ثقلی مواد جامد هضم شده و سرریز کردن لجن آب است.
سرریز کردن، حجم لجن هضم شده که به فراوری بیشتر نیاز دارد،را کاهش می‌دهد. هاضم ثانویه با درپوش شناور می‌تواند لجن هضم شده و گاز هاضم را ذخیره کند. در مخزن ثانویه گاز بسیار کمی تولید می‌شود و همچنین مقدار بسیار کمی از مواد جامد کاهش می‌یابد.
مکانیسم این روش بدین ترتیب است که در تانک اول عمل مداوم اختلاط و گرم کردن لجن انجام می‌گیرد و در مرحله‌ی دوم نیز لجن لایه‌بندی می‌شود و لجن تغلیظ شده و دران ذخیره می‌شود.
هضم دوفازی لجن
با توجه به مطالب ارائه‌شده در قسمت اول مقاله‌ی هاضم بی هوازی در خصوص واکنش‌هایی که در این هاضم رخ می‌دهد در صورتی که دو فاز اصلی فرایند تخمیر را از هم جدا کنیم و شرایط را طوری به وجود بیاوریم که دو واکنش در دو مخزن به صورت جداگانه انجام بگیرد در آن صورت ما مخازن هاضم های لجن را به صورت دو فازی طراحی کرده‌ایم.
درواقع اساس کار در این روش این است که در مخزن اول مرحله‌ی اسیدسازی تخمیر انجام می‌گیرد و در مخزن دوم عمل متان سازی انجام می‌گیرد.
در مخزن اول زمان ماند 1 تا 2 روز در نظر گرفته می‌شود. اسیدیته این مرحله 5.5 تا 6.5 می‌باشد؛ اما در راکتور دوم زمان ماند 10 روز را در نظر می‌گیرد.
مزایای روش دوفازی لجن
- مواد جامد فرار؛ بیشتر کاهش می‌یابد
- افزایش تولید متان
- افزایش نابودی پاتوژن ها
- کاهش مشکلات کف
- پایداری بهتر فرایند هضم
مخازن هاضم های بی هوازی
عمدتاً این مخازن به شکل مستطیلی، استوانه‌ای یا به شکل تخم‌مرغی می‌باشد. مخازن تخم‌مرغی که پنجاه سال پیش در المان به کار گرفته شد و در این سیستم شن به راحتی با توجه به شیب زیاد قسمت پایینی ته‌نشین می‌شود. همچنین جمع‌آوری کف در این سیستم راحت‌تر است.
منابع: میکرو بیولوژی هاضم های بی هوازی ، نویسنده : مایکل اچ.جاردی
منابع:تصفیه لجن فاضلاب ، نویسنده: ایزریل استرووسکی,پی کی ماتای
شرکت زادآب به عنوان تولیدکننده تجهیزات تفصفیه آب و فاضلاب آماده ارائه مشاوره رایگان به شما عزیزان می باشد. در صورت نیاز به مشاوره با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
021-55256411-12
0912-4349929