روش های افزایش غلظت مواد آلی در فاضلاب شهری برای بازیابی انرژی
انواع روش های افزایش غلظت مواد آلی در فاضلاب
در سال های اخیر فرآیند دو مرحله ای جذب- اکسیداسیون زیستی به منظور تغلیظ فاضلاب شهری و افزایش غلظت مواد آلی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این فرآیند که به طور خاص برای بازیابی انرژی از فاضلاب شهری طراحی شده است، شامل دو مرحله A و B به ترتیب با نرخ بارگذاری آلی زیاد و نرخ بارگذاری آلی کم می باشد. در مرحله A تغلیظ فاضلاب شهری و جذب COD بر لجن و در مرحله B حذف مواد مغذی رخ می دهد. انرژی تولیدی در مرحله A بیشتر از انرژی مصرفی مرحله B است و به همین سبب بازیابی انرژی قابل توجهی خواهد داشت. در مرحله A از فرآیندهای مختلفی نظیر DAF، فیلتراسیون، CEPT و HRAS جهت تغلیظ مواد آلی می توان استفاده کرد.
1) فرآیند معلق‌سازی به کمک هوای محلول
2) فرآیند فیلتراسیون غشایی
3) فرآیند پیش تصفیه انعقاد شیمیایی
فرآیند CEPT شامل اضافه کردن منعقدکننده ها و مواد شیمیایی برای تبدیل ذرات معلق و کلوییدی به فلوک های بزرگ تر می باشد. این فرآیند مقدار انرژی کمی نیاز دارد، بعلاوه بازده حذف بالایی داشته و عملیات راه اندازی و نگهداری ساده ای نیز دارد و منجر به بازیابی حدود 60% از COD ورودی فاضلاب توسط منعقدکننده ها می شود. در مقایسه با ته نشینی اولیه معمولی، مقدار لجن تولید شده توسط این فرآیند تقریبا 45% افزایش می یابد، که 33% آن ناشی از جذب مواد جامد است. علاوه بر این، لجن حاصل، غنی از مواد آلی برای تولید بیوگاز از طریق هضم بی هوازی است. با این‌حال این فرآیند در از بین بردن COD محلول از فاضلاب شهری بسیار ضعیف است، یعنی تقریباً تمام COD محلول که حداقل 30% کل COD در فاضلاب شهری است، ممکن است همراه پساب تصفیه شده، خارج شود. حداکثر انرژی تولیدی در این روش برابر 2.09 kj/g COD است. همچنین گزارش شده است که افزودن منعقد کننده شیمیایی تأثیر منفی بر راندمان هضم لجن پسماند خواهد داشت. لازم به ذکر است که اضافه کردن منعقد کننده ها به CEPT منجر به افزایش کلی هزینه عملکردی نیز می شود.
4) فرآیند تصفیه بی هوازی
فرآیندهای بی هوازی در مقایسه با فرآیند CAS، به سبب مزایایی همچون عدم نیاز به هوادهی، تولید پسماند لجن کمتر و تولید گاز زیستی متان، همواره توجه زیادی را به عنوان یک فرآیند اقتصادی، به خود جلب کرده است. امروزه فرآیندهای بی هوازی مختلفی همچون راکتور بستر ثابت بی هوازی با جریان رو به بالا (UASB) ، بیوراکتور بی هوازی فیلم ثابت، راکتورهای بفلدار بی هوازی برای تصفیه فاضلاب شهری مورد استفاده قرار می گیرند. هیدرولیز آرام مواد جامد معلق باعث تجمع مواد جامد به خصوص در راکتور UASB شده و اثر منفی بر فعالیت زیستتوده های بی هوازی مولد متان دارد. با وجود استفاده های بسیار از این فرآیند در مقیاس صنعتی و آزمایشگاهی، این سیستم همواره با معایبی همچون دوره راه اندازی طولانی، حساسیت به تغییر دمای فصلی، سرعت رشد آرام به دلیل غلظت کم مواد آلی در فاضلاب شهری و باقی ماندن متان محلول در خروجی مواجه است.
5) فرآیند لجن فعال با نرخ بالا
فرآیند لجن فعال با نرخ بالا (HRAS) یک فرآیند مناسب برای تصفیه فاضلاب در مقایسه با روش CAS از جهت بازیابی و جذب انرژی می باشد. در این فرآیند حدود %55-65% (میانگین %66) از مواد آلی جذب شوند. تفاوت اصلی این فرآیند با فرآیند CAS در پارامترهای عملیاتی مانند نرخ بارگذاری مواد آلی، HRT خوراک و زمان ماند لجن (SRT) است. این فرآیند با SRT کمتر از 2 روز و HRT بین 2-4 ساعت مشخص می شود. SRT پایین منجر به حداقل شدن معدنی‌سازی مواد آلی فاضلاب و HRT کوتاه منجر به افزایش غلظت مواد آلی در جریان پسماند لجن می شود. تحت این شرایط کسر کوچکی از مواد آلی محلول فاضلاب برای تولید مواد پلیمری خارج سلولی (EPS) توسط زیستتوده ها مصرف می شود. نیاز به هوادهی کم برای حذف بخش قابل توجهی از ترکیبات آلی در فاضلاب یکی دیگر از ویژگی های مهم این سیستم است. مصرف انرژی کم برای هوادهی، جذب مواد آلی از طریق جذب زیستی و تولید پسماند لجن غنی ازمواد آلی از مهم ترین مزایای این سیستم می باشد.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.