فرآیند لجنفعال (Activated Sludge) یک تکنیک بیولوژیک برای تصفیهی فاضلاب است که در سال 1900 میلادی توسط دانشمندان انگلیسی ابداع و سپس تکمیل گردید. این فرآیند تصفیهی فاضلاب شامل زندگی میکرو ارگانیسمها همراه مادهی آلی در یک محیط غنی از اکسیژن (هوازی) است. مکانیسم اصلی فرآیند لجنفعال توسط واکنش بیولوژیکی زیر نشان داده شده است:
انرژی + H2O+CO2 + میکروارگانیسم → میکروارگانیسم + مادهی آلی
آلایندهها توسط میکروارگانیسمهایی حذف میشوند که بعدا در فاضلاب تهنشین و خارج میشوند.
فرایند حذف آلایندهها شامل مراحل زیر است:
استفاده میکروارگانیسمها از مواد آلی پیچیده به عنوان منبع غذایی برای تولید میکروارگانیسمهای بیشتر که نهایتا تهنشین و خارج میشوند ، گاز انیدرید کربنیک که در جو پراکنده میگردد، آب که بهمراه پساب خارج میشود، و انرژی که میکروارگانیسمها برای ادامه زندگی خود مصرف میکنند. به عبارت ساده مواد آلی موجود در فاضلاب به میکروارگانیسم تبدیل شده و پس از تهنشینی از فاضلاب خارج میشوند.
فرایندی که توسط آن میکروارگانیسمها مواد آلی پیچیده را میشکنند فرایندی مرکب است. فاضلاب دارای مواد آلی در حضور اکسیژن محلول و مدت زمان کافی با میکروارگانیسمها مخلوط میشود و بدین ترتیب میکروارگانیسمها قادر خواهند بود که مواد آلی پیچیده را بشکنند. در ابتدا یک نوع میکروارگانیسم خاص به یک بخشی از مادهی آلی دارای ساختار پیچیده حمله میکند و میکروارگانیسمهای دیگر به سایر بخشهای آن. میکروارگانیسمها با جذب و هضم مواد آلی از اکسیژن محلول در فاضلاب نیز استفاده میکنند.
تشکیل لجنفعال
جمعیت بیولوژیکی میکروارگانیسمها در فرآیند لجنفعال نقش عمدهای دارند. این میکروارگانیسمها برای شکستن مواد آلی نیاز به آنزیمهای ویژهای دارند تا بتوانند آنها را به میکروارگانیسمهای بیشتر، CO2 و H2O تبدیل نماید. در سیستم تصفیهی فاضلاب لجن فعال، میکروارگانیسمها باید به محیط مایع خو گیرند تا بتوانند آنزیمهایی لازم را ترشح کنند سپس لختهسازی انجام میگردد، به این صورت که میکروارگانیسمها در حوضچهی هوادهی به هم برخورد میکنند و ذرات بزرگی بنام لخته تشکیل میشود و سپس این لختهها به سهولت تهنشین خواهند شد. همچنانکه اختلاط این سلولها در حوضچهی هوادهی ادامه مییابد، با مواد معلق و کلوییدی نیز برخورد و اتصال پیدا میکنند. این اتصال سبب بزرگ شدن لخته شده و در نتیجه تهنشینی بهتر رخ میدهد.
لجنفعال در سه مرحلهی مشخص تشکیل میگردد:
1- مرحلهی انتقال
2- مرحلهی تبدیل
3- مرحلهی لختهسازی
تمام این مراحل بطور همزمان و مداوم در حوضچهی هوادهی و تا حدودی در حوضچهی تهنشینی رخ میدهند.
در مرحلهی انتقال، مواد آلی محلول از دیوارهی سلولی جذب میکروارگانیسم گردیده و در آنجا شکسته میشوند. ذرات غیر محلول در دیوارهی سلول جذب سطحی و نهایتا شکسته شده و سپس از دیوارهی سلولی جذب میشوند.
جذب سطحی مواد نسبتا سریع انجام میگیرد و معمولا 15 تا 30 دقیقه طول میکشد. انتقال مواد محلول از دیوارهی سلولی و فرآیند هضم و جذب به زمان طولانی تری نیازمند است. هنگامی که مواد جامد جذب سطحی دیوارهی سلولی شد، میکروارگانیسمها مواد شیمیایی ترشح میکنند که مواد جامد غیر محلول را به شکل محلول درمی آورد و این مواد به همان روش آلایندههای محلول به درون سلول جذب میگردند.
پس از انتقال مواد به درون سلول، عمل هضم انجام میشود. مرحلهی تبدیل دومین گام بسوی تشکیل لجنفعال است. پس از آنکه میکروارگانیسم مواد آلی را در خود تحلیل برد، فرآیند تبدیل شروع میشود، فرآیند تبدیل شامل سنتز و اکسایش است. سنتز به سادگی به تکثیر سلولهای بیشتر اشاره میکند و اکسایش با تشکیل گاز دی اکسید کربن، آب و انرژی ارتباط دارد. این دو واکنش فرآیند متابولیک میکروارگانیسم را ایجاد میکنند.
میکروارگانیسمها برای شکستن مواد آلی ماده شیمیایی به نام آنزیم (کاتالیستهای بیولوژیکی) تولید میکنند، آنزیمها در درون میکروارگانیسم و در آب پیرامون آنها حضور دارند. برای شکستن مواد آلی مختلف نیاز به آنزیمهای مخصوصی هست بطوریکه جمعیت بیولوژیکی بتوانند آنها را به میکروارگانیسمهای بیشتر، CO2 و H2O تبدیل نماید. به این دلیل است که در یک سیستم تصفیهی فاضلاب میباید میکروارگانیسمها قبلا به محیط مایع خو گیرند تا بتوانند آنزیمهای لازم را ترشح کنند. در حین راه افتادن تصفیهخانه میکروارگانیسمها هم یاد میگیرند که آنزیم مورد نیاز برای شکستن مادهی آلی خاص موجود در فاضلاب را به وجود آورند، میکروارگانیسمها باید کاملا به فاضلاب خو بگیرند تا بتوانند میزان آنزیم مورد نیاز را تولید کنند. نهایتا میکروارگانیسمها به همدیگر پیوسته و یک لخته را تشکیل میدهند.
سومین مرحله از تشکیل لجنفعال مرحلهی لختهسازی است. در حالی که میکروارگانیسمها در حوضچهی هوادهی مخلوط میشوند و با سایر میکروارگانیسمها برخورد میکنند، ذرات بزرگی به نام لخته را تشکیل میدهند که به آسانی تهنشین خواهند شد، چون اختلاط این سلولها در حوضچهی هوادهی ادامه مییابد، با مواد معلق و کلوییدی (آلایندههای غیر محلول) نیز برخورد و اتصال پیدا میکنند. این اتصال سبب بزرگتر شدن لخته میشود. سرانجام تمام جوانب سلول با این مواد پوشیده شده و دیگر ذرات بیشتری نمیتوانند بدان بچسبد، لیکن از آنجا که میکروارگانیسمها همواره سطح تازهای در اختیار این مواد میگذارند، سلول جدید برای چسبیدن ذرات آماده میشود تا لخته جدیدی شکل بگیرد.
انواع راکتورهاي لجن فعال
راکتورهاي لجن فعال بر اساس نوع رژيم هيدروليکي به ۳ دسته تقسيم مي شوند:
۱- راکتورهاي لجن فعال با جريان ديناميکي
٢- راکتورهاي لجن فعال با جريان اختلاط کامل
٣- راکتورهاي لجن فعال با جريان ترکيبي
در راکتورهاي داراي جريان ديناميکي، فاضلاب پس از ورود به راکتور در جهت طولي هيچ اختلاطي
نمي يابد و تنها در جهتي عرضي اختلاط مي يابد و غلظت مواد آلي در طول راکتور متفاوت است. در
راکتورهاي اختلاط کامل ، فاضلاب پس از ورود به راکتور با تمام محتويات آن ترکيب شده و مخلوط نسبتًا همگني بدست مي آيد ، بنابر اين غلظت مواد آلي در جريان خروجي از راکتور مشابه غلظت
مواد آلي موجود در داخل راکتور مي باشد.
انواع فرايندهاي لجن فعال
مهمترين فرايندهاي اصلاح شده لجن فعال شامل موارد زير مي باشد:
(۱) فرايند لجن فعال متعارف
(۲) فرايند لجن فعال از نوع هوادهي کاهشي
(۳) فرايند لجن فعال از نوع هوادهي با خوراند مرحله اي
(۴ (فرايند لجن فعال از نوع اختلاط کامل
(۵) فرايند لجن فعال از نوع هوادهي اصلاح شده
(۶) فرايند لجن فعال از نوع هوادهي پر بار
(۷) فرايند لجن فعال از نوع هوا دهي گسترده
(۸) فرايند لجن فعال از نوع نيترات زايي تک مرحله اي
(۹) فرايند لجن فعال از نوع نيترات زايي در مرحله اي مجزا
(۱۰) فرايند لجن فعال از نوع شفت عميق
(11) فرايند لجن فعال از نوع ناپيوسته متوالي منقطع
(۱۲) فرايند لجن فعال از نوع تثبيت تماسي
(۱۳) فرايند لجن فعال از نوع کراس
(۱۴) فرايند لجن فعال از نوع هوا دهي با اکسيژن خالص
(۱۵) فرايند لجن فعال از نوعIDEA
(16) فرآیند لجن فعال از نوع ABJ-ICEAS (SBR پیشرفته با ورودی پیوسته)
(۱۷) فرايند لجن فعال از نوع UNIFED
طراحی، ساخت، نصب و نگهداری دستگاه های تصفیه فاضلاب با فرآیند لجن فعال در ظرفیتهای مختلف برای اقصی نقاط کشور توسط کارشناسان شرکت پالاب صنعت محیط انجام میپذیرد. در طراحی و ساخت این تصفیه خانه ها از مجربترین و با سابقهترین کارشناسان کشور استفاده میشود.
کارشناسان این شرکت با توجه به نیاز مطرح شده توسط مشتری و همچنین ویژگیهای فاضلاب ورودی، بهترین راهحل با کمترین هزینه را به کارفرمایان محترم ارائه مینمایند.
جهت مشاوره رایگان و اطلاع از آخرین پروژههای انجام پذیرفته در زمینهی دستگاههای تصفیه آب صنعتی با کارشناسان شرکت تماس حاصل فرمایید.
