فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده

    فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده نوعي اصلاح شده از فرآیند لجن فعال متعارفي است. در اين فرآیند مخزن ته نشینی اولیه حذف شده و با افزايش زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و سن لجن(SRT)و كاستن از مقدار بارگذاري آلي سيستم، مقدار لجن توليدي به صورت قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد. اين تغيير باعث مي شود كه حجم مخزن هوادهي حدود 2 تا 4 برابر بيشتر از فرآیند لجن فعال متعارفي باشد كه بدين سبب مقاومت سيستم نسبت به تغييرات كيفي و كمي فاضلاب ورودي افزایش مي يابد. همچنین زمان ماند بالا در این فرآیند باعث می شود که حجم لجن تولیدی به مقدار قابل ملاحظه ای از فرآیند لجن فعال متعارفی کمتر باشد. 

 

    از آنجا که در این فرآیند مخزن ته نشینی اولیه حذف می شود، به منظور جلوگیری از ورود ذرات معلق درشت و آشغال ها به واحدهای بعدی لازم است که قبل از مخزن هوادهی از آشغالگیر و دانه گیر استفاده شود. البته در برخی موارد که ساخت دانه گیر به دلیل ظرفیت پایین سیستم تصفیه توجیه اقتصادی ندارد ممکن است تنها از یک آشغالگیر استفاده شود. 

    چون از فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS) بیشتر برای جوامع کوچک استفاده می شود و از طرفی در این موارد نوسانات حجم فاضلاب ورودی نسبتاً زیاد است، لذا مخزن ته نشینی ثانویه با بارگذاری کمتری طراحی می گردد. به عبارت دیگر مخزن ته نشینی ثانویه در این فرآیند مقداری بزرگتر از دیگر فرآیندهای لجن فعال است. 

مزایای فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده نسبت به لجن فعال متعارفی عبارتند از:

1- امکان دستیابی راندمان بسیار بالا در تصفیه فاضلاب

2- به علت بالا بودن سن لجن و نسبت  F/M  پایین، لجن بسیار کمتری تولید می شود.

3- چون در این فرآیند حجم مخزن هوادهی بزرگتر می شود، تغییرات و نوسانات کیفیت فاضلاب ورودی تأثیر کمتری بر روی سیستم داشته و مقاومت سیستم نسبت به این تغییرات بیشتر خواهد بود.

4- به دلیل مقاومت بیشتر در برابر تغییرات ناگهانی در کیفیت و مقدار فاضلاب ورودی برای استفاده از جوامع و ظرفیتهای کوچک به خصوص پکیج های تصفیه بسیار مناسب است.

5- در این فرآیند عملیات هضم لجن نیز به انجام رسیده و مانند فرآیند لجن فعال متعارفی نیازی به تأسیسات اضافی برای هضم جداگانه لجن وجود ندارد. 

6- طراحی و بهره برداری از آن نسبتاً ساده است.

 در مقابل مهمترین محدودیت ها و معایب فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده عبارتند از:

1- انرژی مصرفی برای هوادهی بالاتر از فرآیندهای اختلاط کامل و متعارفی است.

2- حجم مخزن هوادهی نسبت به فرآیندهای لجن فعال متعارفی و اختلاط کامل بیشتر بوده و این مسئله باعث افزایش هزینه اجرای سیستم تصفیه می شود.

3- استفاده از این فرآیند برای تصفیه خانه های با ظرفیت بالا اقتصادی نیست.

4- به سبب نسبت کم F/M در مخزن هوادهی امکان حجیم شدن لجن در این فرآیند وجود دارد. 

     استفاده از فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS) برای تصفیه فاضلاب در شرایط زیر می تواند بهترین کارایی را در استفاده از این فرآیند به دنبال داشته باشد. این شرایط عبارتند از:

1- نسبت BOD5 به COD فاضلاب بیشتر از 5/0 باشد.

2- مقدار COD فاضلاب کمتر از 1000 میلیگرم در لیتر باشد.

3- حجم فاضلاب روزانه 500- 10 مترمکعب در شبانه روز باشد.

4- تهیه و نصب تجهیزات هضم و پردازش لجن در برابر افزایش ماند هوادهی مقرون به صرفه نباشد. 

5- امکان بروز نوسان در دبی و کیفیت فاضلاب ورودی وجود داشته باشد. 

6- چنانچه در نظر باشد که لجن مازاد سیستم بصورت کاملا تثبیت شده بوده و نیاز به تجهیزات هضم و پردازش لجن وجود نداشته باشد. 

    با توجه به شرایط گفته شده از فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS) برای تصفیه انواع فاضلابهای بهداشتی با ظرفیت کمتر از 500 مترمکعب در شبانه روز استفاده می شود. به ویژه این فرآیند بهترین گزینه برای استفاده در پکیج های پرتابل تصفیه فاضلاب های بهداشتی است. 

    برخی از مزایای استفاده از این فرآیند در پکیج های پرتابل تصفیه فاضلاب بهداشتی عبارتند از:
1- راندمان بسیار بالا در تصفیه فاضلاب (بیش از 90 درصد)
2- مقاومت بسیار خوب این فرآیند در برابر نوسانات در کیفیت و دبی فاضلاب ورودی
3- تولید لجن مازاد بسیار کم نسبت به سایر فرآیندهای هوازی
4- حساسیت کمتر نسبت به بهره برداری و در نتیجه سهولت بیشتر در بهره برداری از سیستم
5- عدم تولید بوهای نامطبوع در زمان بهره برداری
6- عدم نیاز به تجهیزات خاص و انحصاری

    به علت آنکه در این فرآیند مقدار F/M کمتر از 1/0 است، لذا این فرآیند مستعد برخورد با مشکل رشد میکروارگانیسم های رشته ای و پدیده حجیم شدن لجن است. چون سن لجن در این فرآیند بالاست، بنابراین فرآیند نیتریفیکاسیون تا حد زیادی کامل می شود. البته درصد پیشرفت نیتریفیکاسیون در این فرآیند به دمای محیط بستگی دارد و با افزایش دما افزایش می یابد.
زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و زمان ماند لجن (SRT) در این فرآیند به اندازه ای است که باکتریها و میکروارگانیسم ها نه تنها فرصت کافی برای جذب مواد را دارند بلکه بخش عمده ای از عملیات هضم نیز در مخزن هوادهی به انجام می رسد. همین مسئله باعث می شود که حجم لجن تولید شده طی این فرآیند به نسبت سایر انواع لجن فعال بسیار کمتر باشد.

1- لجن فعال با اختلاط کامل

2- لجن فعال متعارفی

3- SBR

4- تثبیت تماسی

5- MBR

6- IFAS

7- UASB

8- RBC