هضم هوازی یک فرآیند بیولوژیکی است که در تصفیه فاضلاب برای تثبیت لجن فاضلاب با تجزیه مواد آلی در حضور اکسیژن مورد استفاده قرار میگیرد. هضم هوازی به ویژه برای تصفیه لجن فعال زائد موثر است و اغلب در تأسیساتی که پردازش سریع و هزینههای سرمایهای کمتر در اولویت هستند، به ویژه برای عملیات در مقیاس کوچک، مورد توجه قرار میگیرد. در این بررسی از وبسایت رسوب آب به طور کامل در مورد هضم هوازی لجن حاصل از تصفیه فاضلاب صحبت میکنیم.
هضم هوازی چیست؟
هضم هوازی یک فرآیند بیولوژیکی است که در تصفیه فاضلاب برای تجزیه زبالههای آلی در حضور اکسیژن استفاده میشود. در این فرآیند، میکروارگانیسمهای هوازی مواد آلی را مصرف کرده و آن را به دی اکسید کربن، آب و زیست توده تبدیل میکنند. این فرآیند معمولاً در مخازن هوادهی رخ میدهد که در آن هوا برای حفظ سطح اکسیژن پمپ میشود و فعالیت این میکروارگانیسمها را تسهیل میکند.
با کاهش مواد آلی موجود، میکروارگانیسمها وارد مرحلهای به نام تنفس درون زا میشوند که در آن مواد سلولی خود را مصرف میکنند و منجر به کاهش بیشتر حجم لجن میشوند. هضم هوازی به دلیل زمان پردازش سریعتر در مقایسه با روشهای بی هوازی و توانایی آن در تولید لجن تثبیت شده با بوی کمتر، مورد توجه قرار میگیرد و آن را برای کاربردهایی که تصفیه سریع و کنترل بو مهم است، مناسب میسازد.
اهمیت هضم هوازی لجن حاصل از تصفیه فاضلاب
هضم هوازی با استفاده از اکسیژن و میکروارگانیسمها برای تجزیه مواد آلی، نقش مهمی در تصفیه لجن فاضلاب ایفا میکند و منجر به کاهش قابل توجه حجم لجن و سطح عوامل بیماری زا میشود. هضم هوازی لجن حاصل از تصفیه فاضلاب نه تنها لجن را تثبیت میکند و آن را برای دفع یا استفاده مجدد ایمنتر میسازد، بلکه بوها را نیز به حداقل میرساند و کیفیت کلی زیست محیطی تاسیسات تصفیه فاضلاب را افزایش میدهد.
در مقایسه با هضم بی هوازی، هضم هوازی به ویژه در تصفیه خانههای کوچک تا متوسط، سادهتر برای اجرا و کنترل است و متان تولید نمی کند و در نتیجه انتشار گازهای گلخانهای را کاهش میدهد. با این حال، به دلیل نیاز به هوادهی مداوم، انرژی برتر است که میتواند هزینههای عملیاتی را افزایش دهد. با وجود این، مزایای بهبود کیفیت لجن و کاهش اثرات زیست محیطی، هضم هوازی را به یک جزء ارزشمند از استراتژیهای مدرن مدیریت فاضلاب تبدیل میکند.
انواع سیستم هضم هوازی لجن حاصل از تصفیه فاضلاب
پیکربندیهای مختلفی از سیستمهای هضم هوازی وجود دارد که هر کدام برای نیازهای عملیاتی خاص مناسب هستند:
- هضم هوازی متعارف: این سیستم در دمای محیط کار میکند و از هوادهی مکانیکی یا پخشی برای تامین اکسیژن استفاده میکند. این روش ساده است اما شاید به زمان ماند طولانی تری نیاز داشته باشد.
- هوادهی گسترده: نوعی از سیستم مرسوم، هوادهی گسترده شامل زمان ماند طولانی تر، افزایش تجزیه مواد آلی و کاهش تولید لجن است.
- هضم هوازی گرمادوست خودگرمایی (ATAD): این سیستم پیشرفته در دماهای بالا (50-65 درجه سانتیگراد) عمل میکند که از طریق گرمای متابولیکی میکروبی حاصل میشود. ATAD تثبیت سریع و کاهش قابل توجه پاتوژن را ارائه میدهد و جامدات زیستی مناسب برای کاربرد در زمین تولید میکند.
مزایا و معایب هضم هوازی لجن حاصل از تصفیه فاضلاب
مزایا:
- کاهش پاتوژن: هضم هوازی به طور موثر ارگانیسمهای بیماریزا را کاهش میدهد و لجن تصفیه شده را برای دفع یا استفاده مجدد ایمنتر میکند.
- کنترل بو: این فرآیند مشکلات بو مرتبط با جابجایی لجن را به حداقل میرساند.
- سادگی عملیاتی: سیستمهای هوازی معمولاً در مقایسه با هاضمهای بی هوازی، عملکرد و نگهداری آسان تری دارند.
معایب:
- مصرف انرژی: هوادهی مداوم نیاز به انرژی ورودی قابل توجهی دارد که منجر به هزینههای عملیاتی بالاتر میشود.
- از دست دادن مواد مغذی: این فرآیند میتواند منجر به از دست دادن مواد مغذی ارزشمندی مانند نیتروژن و فسفر شود که ممکن است در برخی کاربردها نامطلوب باشند.
- بازیابی محدود انرژی: برخلاف هضم بی هوازی، فرآیندهای هوازی بیوگاز تولید نمی کنند و فرصتهای بازیابی انرژی را محدود میکنند.
کاربرد هضم هوازی لجن حاصل از تصفیه فاضلاب
هضم هوازی به طور گسترده در تصفیه خانههای فاضلاب شهری، به ویژه آنهایی که ظرفیت کمتری دارند یا در جایی که تثبیت سریع لجن مورد نیاز است، استفاده میشود. همچنین در محیطهای صنعتی که استانداردهای نظارتی خاصی برای کاهش عوامل بیماری زا باید رعایت شود، استفاده میشود.
هنگام اجرای هضم هوازی، ملاحظاتی شامل در دسترس بودن منابع انرژی، کیفیت لجن مطلوب و رعایت مقررات زیست محیطی وجود دارد. طراحی و بهره برداری مناسب سیستم برای دستیابی به عملکرد بهینه و اطمینان از مطابقت لجن تصفیه شده با استانداردهای لازم برای دفع یا استفاده مجدد بسیار مهم است.
مراحل هضم هوازی لجن حاصل از تصفیه فاضلاب
فرآیند هضم هوازی شامل چندین مرحله است:
- تغلیظ: مرحله اولیه شامل تغلیظ لجن برای کاهش حجم آن است که معمولاً با استفاده از تغلیظ ثقلی یا سانتریفیوژ انجام میشود.
- هوادهی: لجن تغلیظ شده سپس به مخزن هوادهی وارد میشود که در آن اکسیژن تأمین میشود و فعالیت میکروبی را که مواد آلی را تجزیه میکند، افزایش میدهد.
- تنفس درون زا: با کاهش مواد آلی قابل تجزیه، میکروارگانیسمها شروع به مصرف مواد سلولی خود میکنند و حجم لجن را بیشتر کاهش میدهند.
- تثبیت: این فرآیند تا زمانی که لجن به حالت تثبیت شده با کاهش سطح پاتوژن و پتانسیل بو برسد، ادامه مییابد.