عوامل موثر بر فرآیند تصفیه لجن فعال

فرآیند تصفیه لجن فعال یک سیستم بیوشیمیایی پیچیده است که به طور موثر آلاینده های آلی را از فاضلاب از طریق جذب، متابولیسم و ​​جداسازی رسوب میکروارگانیسم ها حذف می کند. این فرآیند تحت تأثیر عوامل بسیاری از جمله مواد مغذی، محتوای اکسیژن محلول، مقدار pH، دما و مواد سمی است. در ادامه به تفصیل تأثیر این عوامل بر فرآیند تصفیه لجن فعال را تحلیل می‌کند:

1. اهمیت تعادل مواد مغذی: مقدار و نسبت مواد مغذی تأثیر زیادی بر رشد و تولید مثل میکروارگانیسم ها و راندمان حذف آلاینده های نهایی دارد.

2. عناصر مغذی اصلی و فرعی: عناصر اصلی (مانند C، O، H، S، N، P و غیره) و عناصر فرعی (مانند روی، منگنز، سدیم، کلر و غیره) باید شرایط لازم را داشته باشند و نسبت مناسب داشته باشد.

3. نسبت مواد مغذی: نسبت مواد مغذی روش لجن فعال هوازی را می توان بر اساس BOD5 پیکربندی کرد: N: P=100: 5: 1.

4. میکروارگانیسم های مختلفی که از لجن فعال برای تصفیه فاضلاب استفاده می کنند، اساساً عناصر مشابهی در بدن خود دارند و مواد مغذی مورد نیاز را دارند. کربن ماده مهمی است که سلول های میکروبی را تشکیل می دهد. فاضلاب خانگی یا فاضلاب شهری دارای منابع کربن کافی است. برخی از پساب‌های صنعتی ممکن است محتوای کربن پایینی داشته باشند و باید با منابع کربن تکمیل شوند. فاضلاب خانگی به طور کلی اضافه می شود. نیتروژن یک عنصر مهم پروتئین و اسید نوکلئیک در سلول های میکروبی است. به طور کلی از ترکیباتی مانند N2، NH3 و NO بدست می آید. فاضلاب خانگی سرشار از نیتروژن است و نیازی به افزودن ندارد. در صورت ناکافی بودن نیتروژن برخی از فاضلاب های صنعتی می توان اوره، سولفات آمونیوم و ... را اضافه کرد. فسفر یک عنصر مهم برای سنتز نوکلئوپروتئین و لسیتین است و نقش مهمی در متابولیسم و ​​تبدیل مواد میکروارگانیسم ها ایفا می کند. بنابراین، در فرآیند تجزیه میکروبی مواد آلی، BOD::N:P=100:5:1 باید تضمین شود. اگر BOD فاضلاب تصفیه شده نتواند نسبت فوق را با نیتروژن و فسفر تشکیل دهد، عناصر از دست رفته باید برای تنظیم تعادل تغذیه ای میکروارگانیسم ها اضافه شوند.

1. نقش اکسیژن محلول: حفظ نیازهای متابولیکی میکروارگانیسم های هوازی و اطمینان از اینکه غلظت اکسیژن محلول در مایع مخلوط مخزن هوادهی کمتر از 2mg/L نباشد.

2. اثر غلظت اکسیژن محلول بر فعالیت میکروبی: در صورت ناکافی بودن، فعالیت میکروارگانیسم های هوازی تحت تأثیر قرار می گیرد، ظرفیت متابولیک ضعیف می شود و راندمان تصفیه راکتور کاهش می یابد.

3. مقدار عرضه: اکسیژن محلول از خارج تامین می شود، به طور کلی 2-4 میلی گرم در لیتر برای اطمینان از اثرات ته نشینی و لخته سازی مناسب است.

4. میکروارگانیسم های مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال عمدتاً باکتری های هوازی هستند. بنابراین، باید اکسیژن محلول کافی در مخزن هوادهی وجود داشته باشد و خروجی مخزن هوادهی به طور کلی کنترل می شود که کمتر از 2 میلی گرم در لیتر نباشد. اکسیژن محلول از دستگاه هوادهی بیوراکتور می آید. در سر مخزن هوادهی، محتوای مواد آلی بالا و سرعت مصرف اکسیژن سریع است. محتوای اکسیژن محلول ممکن است کمتر از 2 میلی گرم در لیتر باشد، اما کمتر از 1 میلی گرم در لیتر نباشد. اکسیژن محلول بسیار زیاد می تواند تجزیه مواد آلی را تسریع کند و باعث سوء تغذیه میکروبی شود و لجن فعال مستعد پیری، چگالی کاهش می یابد و ساختار سست می شود.

1. اثر مقدار pH بر رشد میکروبی: تغییر در مقدار pH ممکن است باعث تغییر در شارژ غشای سلولی شود و بر جذب مواد مغذی و فعالیت آنزیم توسط میکروارگانیسم ها تأثیر بگذارد.

2. تأثیر مقدار pH بر سمیت: شرایط نامطلوب pH نه تنها بر رشد میکروارگانیسم ها تأثیر می گذارد، بلکه مورفولوژی آنها را نیز تحت تأثیر قرار می دهد.

3. محدوده pH: محدوده pH طراحی شده معمولاً 6.{2}}.5 برای اطمینان از متابولیسم طبیعی میکروارگانیسم ها است.

4. در مخزن هوادهی سیستم تصفیه لجن فعال محدوده PH بین 5/6 تا 5/8 می باشد. PH خیلی زیاد یا خیلی پایین بر فعالیت میکروارگانیسم ها تأثیر می گذارد و حتی باعث مرگ میکروارگانیسم ها می شود. بنابراین، برای دستیابی به نتایج خوب درمان، باید مقدار pH بیوراکتور کنترل شود. اگر مقدار pH فاضلاب به شدت تغییر کند، باید یک مخزن تنظیم کننده تنظیم شود تا مقدار pH فاضلاب را قبل از ورود به مخزن هوادهی در محدوده بهینه تنظیم کند.

1. تأثیر دما بر واکنش های بیوشیمیایی: تغییرات دمای آب بر بسیاری از واکنش های بیوشیمیایی موجودات تأثیر می گذارد و در نتیجه فعالیت های متابولیکی موجودات را تحت تأثیر قرار می دهد.

2. تأثیر دما بر فعالیت های میکروبی: تغییرات دما می تواند باعث تغییر در سایر عوامل محیطی و در نتیجه بر فعالیت های زندگی میکروارگانیسم ها شود.

3. محدوده دمایی مناسب: محدوده دمایی روش لجن فعال معمولاً به صورت 10-30 درجه برای رفع نیاز باکتری های مزوفیل طراحی می شود.

4. دمای فاضلاب تصفیه شده توسط بیولوژی هوازی باید در محدوده 15 تا 25 درجه برای بهترین نتایج حفظ شود. دمای مناسب می تواند فعالیت های فیزیولوژیکی میکروارگانیسم ها را تقویت کند. برعکس، می تواند فعالیت های فیزیولوژیکی میکروارگانیسم ها را از بین ببرد. دمای خیلی زیاد یا خیلی پایین ممکن است باعث تغییراتی در مورفولوژی فیزیولوژیکی و خصوصیات فیزیولوژیکی میکروارگانیسم ها شود یا حتی باعث مرگ میکروارگانیسم ها شود. بنابراین در مناطق سردسیر باید مخازن هوادهی در داخل ساختمان ساخته شود. اگر در فضای باز ساخته می شوند، باید اقدامات عایق و گرمایش مناسب در نظر گرفته شود.

1. اثرات مواد سمی بر میکروارگانیسم ها: بسیاری از مواد سمی اثرات سمی بر میکروارگانیسم های لجن فعال دارند، مانند یون های فلزات سنگین که می توانند به پروتئین ها متصل شوند تا آنها را دناتوره یا رسوب دهند و مواد آلی سمی که می توانند متابولیسم طبیعی سلول ها را از بین ببرند.

2. کنترل مواد سمی: غلظت مواد سمی باید به طور منطقی کنترل شود تا تاثیر منفی بر سیستم لجن فعال کاهش یابد.

3. مواد سمی به مواد خاصی اطلاق می شود که اثر بازدارندگی بر فعالیت های فیزیولوژیکی میکروارگانیسم ها دارند. سموم اصلی عبارتند از یون های فلزات سنگین (مانند روی، مس، نیکل، سرب، کادمیوم، گلوتین و غیره) و برخی ترکیبات غیرفلزی (مانند فنل، آلدئید، سیانید، سولفید و غیره). یون های فلزات سنگین می توانند به پروتئین های سلول های میکروبی متصل شوند تا آنها را دناتوره یا رسوب دهند. آلدئیدها می توانند انعقاد پروتئین ها را در میکروارگانیسم ها تقویت کنند. آلدئیدها می توانند به گروه های آمینه پروتئین ها متصل شوند تا پروتئین ها را دناتوره کنند. بنابراین، فاضلاب تصفیه شده حاوی مواد سمی است و غلظت مواد سمی در راکتور باید به تدریج افزایش یابد تا میکروارگانیسم ها جهش یافته و اهلی شوند.

1. کلوئیدها و جامدات معلق: مرحله جذب و حذف اولیه عمدتاً روی کلوئیدها و جامدات معلق است. میزان حذف مواد آلی در این مرحله می تواند به 70 درصد برسد.

2. ظرفیت جذب میکروارگانیسم ها: میکروارگانیسم های لجن فعال در دوره تنفس درون زا دارای ظرفیت جذب قوی هستند که منجر به مرحله جذب و حذف اولیه می شود.

VII. شرایط هیدرولیک

1. درجه انتشار هیدرولیک: سرعت جذب اولیه به فعالیت میکروارگانیسم ها و درجه انتشار هیدرولیکی و دینامیک هیدرولیکی در راکتور بستگی دارد.

2. راندمان جداسازی جامد-مایع: کیفیت جداسازی جامد-مایع مستقیماً بر کیفیت پساب تأثیر می‌گذارد و طراحی و کارایی مخزن ته نشینی ثانویه بسیار مهم است.

1. چرخه رشد میکروبی: سیستم های میکروبی با سن لجن طولانی می توانند مواد آلی را که به سختی تجزیه می شوند به طور موثرتری تجزیه کنند.

2. تخلیه لجن باقیمانده: پایان مرحله پایداری متابولیک باعث تشکیل مواد سلولی جدید می شود و به صورت لجن باقی مانده تخلیه می شود.

1. کنترل نسبت مواد مغذی: با افزودن یا تنظیم نسبت مواد مغذی ورودی به فاضلاب، تعادل تغذیه ای مورد نیاز برای رشد میکروبی را تضمین کنید.

2. تنظیم محتوای اکسیژن محلول: از طریق طراحی و مدیریت سیستم هوادهی معقول، سطح اکسیژن محلول مناسب را در راکتور حفظ کنید.

3. مقدار pH را کنترل و تنظیم کنید: به طور مرتب مقدار pH فاضلاب را آزمایش کنید و تنظیمات مناسب را از طریق دستگاه تنظیم کننده برای حفظ یک محیط pH مناسب انجام دهید.

4. کنترل دما: در مناطق یا فصول سرد، اقدامات عایق بندی را انجام دهید تا مطمئن شوید که دمای فاضلاب در محدوده مناسبی قرار دارد.

5. پیش تصفیه مواد سمی: پساب صنعتی حاوی مواد سمی را پیش تصفیه کنید تا اثرات سمی آن بر روی سیستم لجن فعال کاهش یابد.