آب ورودی به محیط های صنعتی و مسکونی، پس از افزودن مواد آلی مختلف از طریق شوینده ها و فرآیندهای شیمیایی در دستگاه ها و تجهیزات مختلف صنعتی، در نهایت به پساب های حاوی مواد آلی مضر تبدیل می شود. ورود این مواد آلی به محیط زیست نه تنها باعث آلودگی محیط زیست و به خطر افتادن سلامت انسان می شود، بلکه آسیب جدی به سفره های آب زیرزمینی وارد می کند.

برای این منظور روش های مختلفی برای تصفیه آب و فاضلاب معرفی شده است که به دو گروه کلی تصفیه فاضلاب بی هوازی و هوازی تقسیم می شوند. تصفیه فاضلاب هوازی یک فرآیند بیولوژیکی است که باعث می شود باکتری ها و میکروارگانیسم های هوازی با مواد آلی واکنش داده و به اصطلاح آن را هضم کنند. یکی از شناخته شده ترین روش ها در این زمینه تصفیه فاضلاب با لجن فعال است.

در واقع تصفیه هوازی فاضلاب عبارت است از تهیه بستر ذخیره سازی لجن فعال در کف استخر یا تصفیه خانه که با تزریق هوا به فاضلاب، در نهایت آب، غذا و اکسیژن مورد نیاز برای تغذیه باکتری ها را آماده می کند. با مصرف مواد آلی توسط باکتری های هوازی، توده های باکتری جمع شده و با سنگین شدن آنها در کف استخر ته نشین شده و فاضلاب شفاف به خروجی منتقل می شود.

مراحل مهم تصفیه هوازی فاضلاب

در ساختار کلی در نظر گرفته شده برای سیستم ها و پکیج های تصفیه فاضلاب هوازی چندین مرحله و مرحله مهم در نظر گرفته شده است که هر کدام وظایف خاصی دارند. پساب ها قبل از ورود به تصفیه خانه بیولوژیکی با کمک غبارگیرهای دستی و مکانیکی ذرات جامد درشت و معلق تمیز می شوند.

انجام این کار از آسیب دیدن تجهیزات در مراحل بعدی جلوگیری می کند و نظافت را آسانتر و سریعتر می کند. پس از این مرحله، فرآیند تصفیه فاضلاب بی هوازی شامل موارد زیر است:

هوادهی فاضلاب

همانطور که از نام آن پیداست، این روش تصفیه فاضلاب برای انجام صحیح فرآیند نیاز به تزریق هوا به پساب دارد. برای این منظور می توان از تجهیزات مختلفی مانند هواکش سطحی شناور، هواکش سطحی ثابت و هواکش عمیق یا دیفیوزر استفاده کرد.

ورود این تجهیزات به تصفیه خانه باعث می شود تا مقدار زیادی هوا به پساب تزریق شود و شرایط واکنش بیولوژیکی مواد آلی و باکتری ها را فراهم کند. با انجام این فرآیند باکتری ها رشد کرده و تکثیر می شوند و مانند یک توده بزرگ به هم متصل می شوند و در فاضلاب معلق می شوند.

استخر رسوب
پس از هوادهی و مصرف مواد آلی توسط باکتری ها، لازم است زمانی برای رسوب توده های به هم پیوسته میکروارگانیسم ها اختصاص داده شود.

برای این منظور پساب ها وارد حوضچه های ته نشینی می شوند. بر روی این استخرها بسته به شکل ظاهری آنها حوضچه های گلی (پل های ته نشینی)، پل های لجنی دوار و رفت و برگشتی و یا پل های نیمه رسوبی نصب می شوند.

با اتصال این تجهیزات، پس از نشستن لایه های لجن در کف استخر، مقداری از آنها جمع آوری و تخلیه می شود و تعدادی به مرحله قبل منتقل می شود تا برای تصفیه فاضلاب ورودی مورد استفاده قرار گیرد.

انواع روش های هوازی تصفیه فاضلاب
تصفیه فاضلاب هوازی یکی از بهترین گزینه ها برای تصفیه خانه های بزرگ فاضلاب شهری با راندمان حذف BOD و مواد آلی بالا است.

بسته به نوع فاضلاب و شرایط تصفیه خانه و ظرفیت و میزان پساب ورودی هر کدام می توان از گزینه ها و روش های مختلفی برای تصفیه هوازی فاضلاب استفاده کرد. رایج ترین روش های تصفیه هوازی فاضلاب عبارتند از:

لجن فعال معمولی با جریان پیستون CPF
یکی از رایج‌ترین روش‌های تصفیه هوازی فاضلاب، استفاده از فرآیند لجن فعال معمولی با جریان پیستونی است که به نام CPF نیز شناخته می‌شود.

در این روش قسمت زیادی از لجن ته نشین شده در استخر وارد حوضچه هوادهی می شود. حدود 25 تا 50 درصد ورودی این حوضچه از پس لجن تشکیل شده است. از دیگر ویژگی های این روش هوادهی بیشتر برای ورودی حوض و کاهش مقدار آن برای قسمت های انتهایی است. در این روش از تجهیزات هوادهی سطحی برای تامین هوای مورد نیاز برای تغذیه باکتری ها استفاده می شود.

لجن فعال مخلوط CMAS کامل
اختلاط کامل لجن فعال یا CMAS نوع خاصی از فرآیند تصفیه هوازی فاضلاب است که در آن ذرات جامد معلق در پساب ابتدا قبل از ورود به مخزن هوادهی رسوب می‌کنند. با این کار فشار کمتری به تجهیزات هوادهی وارد می شود. یکی دیگر از ویژگی های بسیار مهم این روش استفاده از همزن های بزرگ و قدرتمند برای هوادهی بهتر و بیشتر است.

ادغام تماس CSAS
یکی از بهترین روش های تصفیه هوازی فاضلاب برای محیط های بیمارستانی و درمانی، تثبیت تماسی CSAS است. در ساختار کلی این روش تصفیه، دو مخزن وجود دارد که برای تماس و تثبیت استفاده می شود. پساب ها حدود 60 دقیقه در مخزن تماس قرار می گیرند و در این مدت مواد آلی توسط باکتری ها تغذیه می شود. مواد معلق و کلوئیدها برای تجزیه مخزن تثبیت می شوند.

هوادهی گسترده EAAS
در تصفیه خانه های کوچک با اجرای روش هوادهی هوازی گسترده EAAS می توان راندمان حذف مواد آلی را تا حد زیادی افزایش داد. در این روش ابتدا مواد معلق را با کمک آلاینده ها از پساب ها خارج می کنند و در نهایت حجم زیادی از هوا به کمک هواکش عمیق یا دیفیوزر و هواده های شناور به سیال تزریق می شود. لجن مورد استفاده در این روش حدود 20 تا 30 روز عمر دارد و زمان نگهداری هیدرولیک آن حدود 24 ساعت خواهد بود.

سایر روش های رایج مورد استفاده برای فرآیندهای تصفیه فاضلاب هوازی شامل کانال اکسیداسیون، راکتور SBR پیوسته، فرآیند Orbal، راکتور بیولوژیکی غشایی MBR می باشد.