فرایند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال
تصفیه فاضلاب یکی از اصلی‌ترین فرآیندهای زیست‌محیطی در هر جامعه‌ای است که با هدف حذف آلاینده‌های آلی، معدنی، میکروبی و مغذی از پساب شهری و صنعتی انجام می‌شود. در میان روش‌های موجود، تصفیه بیولوژیکی فاضلاب با استفاده از فرآیند لجن فعال یکی از شناخته‌شده‌ترین و مؤثرترین شیوه‌ها برای دستیابی به کیفیت بالای پساب خروجی است.
در این مقاله، به‌صورت کامل و تخصصی به معرفی لجن فعال، اجزای آن، عملکرد زیستی، انواع لجن فعال و همچنین مدیریت و اهمیت لجن مازاد پرداخته می‌شود.
لجن فعال چیست؟
لجن فعال به توده‌ای از میکروارگانیسم‌های هوازی گفته می‌شود که در فرآیند هوادهی با فاضلاب مخلوط می‌شوند و با مصرف اکسیژن محلول، مواد آلی قابل تجزیه موجود در فاضلاب را جذب، تجزیه و به ترکیبات بی‌ضرر یا کم‌خطرتر تبدیل می‌کنند.
در این سیستم‌ها، ترکیبی از باکتری‌ها، پروتوزوئرها، قارچ‌ها و متازوآ به‌صورت معلق یا فلوک (توده‌های بیولوژیکی) در مخزن هوادهی فعال هستند. این فلوک‌ها پس از فرآیند تجزیه، در حوض ته‌نشینی ثانویه ته‌نشین شده و بخشی از آن به فرآیند بازمی‌گردد و بخشی نیز به‌عنوان لجن مازاد دفع می‌شود.
سازوکار عملکرد لجن فعال در تصفیه فاضلاب
وقتی فاضلاب خام وارد واحد هوادهی می‌شود، مواد آلی محلول و ذرات ریز معلق، منبع تغذیه‌ای برای میکروارگانیسم‌های موجود در لجن فعال می‌شوند. این میکروارگانیسم‌ها، در حضور اکسیژن، این مواد را تجزیه کرده و به ترکیبات ساده‌تری مانند آب، CO₂، نیترات، فسفات و توده سلولی (سلول جدید) تبدیل می‌کنند.
این فرآیند شامل مراحل زیر است:
- جذب سطحی ترکیبات آلی به فلوک‌ها
- تجزیه بیوشیمیایی در داخل فلوک یا روی سطح آن
- رشد میکروارگانیسم‌ها و تولید سلول جدید
- تشکیل و ته‌نشینی فلوک‌ها در زلال‌ساز ثانویه
اجزای زیستی لجن فعال
لجن فعال تنها یک توده سلولی نیست، بلکه یک اکوسیستم پویا است که از انواع میکروارگانیسم‌های وابسته به شرایط زیستی، بار آلی، اکسیژن محلول، دما و pH تشکیل شده است:
- حتماً، در ادامه یک متن علمی، سئو شده و مناسب برای درج در وب‌سایت تخصصی حوزه تصفیه فاضلاب در مورد باکتری‌ها و نقش آن‌ها در واحد هوازی فرآیند لجن فعال ارائه می‌دهم:
1- باکتری ها:
نقش باکتری‌ها و انواع آن‌ها در واحد هوازی تصفیه فاضلاب
باکتری‌ها یکی از اصلی‌ترین و حیاتی‌ترین میکروارگانیسم‌هایی هستند که در فرآیند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، به‌ویژه در واحدهای هوازی لجن فعال نقش تعیین‌کننده‌ای دارند. این میکروارگانیسم‌های تک‌سلولی، با استفاده از اکسیژن محلول در آب، ترکیبات آلی موجود در فاضلاب را تجزیه کرده و آن‌ها را به ترکیبات ساده‌تر و بی‌خطر تبدیل می‌کنند.
در واقع، باکتری‌ها قلب تپنده‌ی فرآیند تصفیه فاضلاب با روش لجن فعال هستند و بدون فعالیت آن‌ها، حذف مؤثر BOD و COD از فاضلاب ممکن نخواهد بود.
چرا باکتری‌ها برای تصفیه فاضلاب حیاتی هستند؟
فاضلاب خام حاوی مقادیر زیادی مواد آلی محلول و معلق، نیتروژن، فسفر و مواد مغذی دیگر است که در صورت ورود به محیط زیست، منجر به آلودگی شدید منابع آبی، بوی نامطبوع و رشد بیش‌ازحد جلبک‌ها می‌شود. باکتری‌ها این مواد را تجزیه می‌کنند، بخشی از آن را برای رشد خود مصرف کرده و بخشی را به دی‌اکسیدکربن، آب و سایر ترکیبات معدنی تبدیل می‌کنند.
انواع باکتری‌ها در سیستم هوازی تصفیه فاضلاب
در واحدهای هوازی تصفیه فاضلاب (مانند حوض هوادهی در سیستم لجن فعال)، چندین نوع باکتری فعال هستند که هر کدام در بخش خاصی از فرآیند تصفیه نقش دارند:
- باکتری‌های هتروتروف هوازی (Aerobic Heterotrophic Bacteria)
این گروه از باکتری‌ها، عمدتاً مسئول حذف BOD و COD فاضلاب هستند. آن‌ها با مصرف اکسیژن محلول، مواد آلی قابل تجزیه را به انرژی، سلول جدید و محصولات نهایی مانند CO₂ و آب تبدیل می‌کنند.
- نقش اصلی: تجزیه مواد آلی محلول و معلق
- شرایط بهینه رشد: DO بیشتر از ۲ mg/L، دمای ۲۰ تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد، pH خنثی تا کمی قلیایی
گونه‌های رایج: Pseudomonas, Bacillus, Acinetobacter
- باکتری‌های نیتریفایر (Nitrifying Bacteria)
این باکتری‌ها در فرآیند نیتریفیکاسیون نقش دارند؛ یعنی تبدیل آمونیاک به نیترات در دو مرحله:
- Nitrosomonas: تبدیل آمونیاک (NH₃) به نیتریت (NO₂⁻)
- Nitrobacter: تبدیل نیتریت به نیترات (NO₃⁻)
این باکتری‌ها از انرژی اکسیداسیون نیتروژن استفاده می‌کنند (نه مواد آلی) و نسبت به تغییرات محیطی بسیار حساس‌اند.
- نقش اصلی: حذف نیتروژن آمونیاکی از فاضلاب
- ویژگی‌ها: رشد کند، حساس به تغییرات pH، دما و سموم
- نیاز به زمان ماند سلولی بالا (SRT): حداقل 10 تا 15 روز
- باکتری‌های جذب‌کننده فسفر (PAOs – Phosphorus Accumulating Organisms)
این باکتری‌ها در حذف بیولوژیکی فسفر نقش دارند. آن‌ها قادرند در شرایط بی‌هوازی، فسفر را از فاضلاب جذب کرده و آن را به‌صورت پلی‌فسفات درون سلولی ذخیره کنند. سپس در شرایط هوازی، این فسفر را تثبیت می‌کنند.
- نقش اصلی: حذف فسفر از فاضلاب بدون نیاز به مواد شیمیایی
- ویژگی‌ها: کارآمد در سیستم‌های با چرخه بی‌هوازی–هوازی مانند A2O یا UCT
- باکتری‌های تجزیه‌کننده ترکیبات خاص (Specialized Degraders)
در بسیاری از فاضلاب‌های صنعتی، ترکیبات خاصی مانند فنول، ترکیبات آروماتیک، روغن و چربی و مواد شوینده (مانند اتوکسیلات‌ها) وجود دارد. برخی باکتری‌ها تخصصی برای تجزیه این ترکیبات هستند.
- مثال: Sphingomonas, Rhodococcus, Comamonas
این باکتری‌ها معمولاً در شرایط خاص رشد می‌کنند و ممکن است نیاز به تغذیه انتخابی (Bioaugmentation) داشته باشند.
عوامل مؤثر بر رشد و فعالیت باکتری‌ها در سیستم لجن فعال
برای اطمینان از عملکرد بهینه باکتری‌ها در تصفیه فاضلاب، باید شرایط محیطی کنترل‌شده‌ای فراهم شود:
- اکسیژن محلول کافی (DO): پایین آمدن DO باعث مرگ باکتری‌های هوازی می‌شود
- pH مناسب: باکتری‌ها در pH بین ۶.۵ تا ۸ بهترین عملکرد را دارند
- دما: دمای بهینه برای اکثر باکتری‌های هوازی بین ۲۵ تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد است
- زمان ماند سلولی (SRT): باکتری‌های کند رشد مانند نیتریفایرها به زمان ماند بیشتری نیاز دارند
نسبت مناسب BOD:N:P: به‌طور معمول 100:5:1 برای حفظ تعادل رشد باکتری‌ها
- پروتوزوئرها
پروتوزوئرها و نقش آن‌ها در واحد هوازی تصفیه فاضلاب
پروتوزوئرها (Protozoa) یکی از مهم‌ترین گروه‌های میکروارگانیسمی در سیستم‌های لجن فعال هستند که در بخش هوازی فرآیند تصفیه فاضلاب بیولوژیکی فعالیت می‌کنند. این موجودات تک‌سلولی یوکاریوتی برخلاف باکتری‌ها فاقد دیواره سلولی سخت هستند و با روش‌های مختلفی مانند مژک، تاژک یا حرکت آمیبی حرکت می‌کنند.
پروتوزوئرها اگرچه نسبت به باکتری‌ها جمعیت کمتری دارند، اما نقش بسیار مؤثری در تثبیت و تصفیه بیولوژیکی پساب ایفا می‌کنند. حضور آن‌ها نشان‌دهنده پایداری زیستی سیستم لجن فعال و عملکرد صحیح فرآیند هوازی است.
چرا پروتوزوئرها برای تصفیه فاضلاب مهم‌اند؟
برخلاف باکتری‌ها که وظیفه اصلی تجزیه آلاینده‌های آلی را بر عهده دارند، پروتوزوئرها وظیفه کنترل جمعیت باکتری‌ها، جذب ذرات معلق ریز و بهبود کیفیت زلال‌سازی فاضلاب را دارند. آن‌ها با تغذیه از باکتری‌های معلق و ذرات آلی کوچک، باعث شفاف‌تر شدن پساب و ته‌نشینی بهتر لجن در حوض ثانویه می‌شوند.
انواع پروتوزوئرها در لجن فعال
در فرآیند لجن فعال، پروتوزوئرها در اشکال مختلفی یافت می‌شوند که هر یک بسته به شرایط فاضلاب، بار آلی و سن لجن، غالب می‌شوند:
- پروتوزوئرهای مژک‌دار (Ciliates)
مژک‌دارها از رایج‌ترین انواع پروتوزوئرها در سیستم‌های پایدار هستند. آن‌ها به کمک مژک‌های ریز اطراف بدن خود حرکت می‌کنند و باکتری‌ها و ذرات معلق را می‌بلعند.
- نقش: کنترل جمعیت باکتری‌ها، بهبود کیفیت پساب
- انواع:
- مژک‌دار آزاد شناور (Free-swimming Ciliates)
- مژک‌دار متصل‌شونده (Attached Ciliates – مانند Vorticella)
- مژک‌دار خزنده (Crawling Ciliates)
- نشانه: حضور فراوان آن‌ها بیانگر وضعیت پایدار و عملکرد بهینه سیستم تصفیه فاضلاب است.
- پروتوزوئرهای تاژک‌دار (Flagellates)
این گروه دارای تاژک هستند که برای حرکت استفاده می‌شود. تاژک‌دارها اغلب در سیستم‌هایی با بار آلی بالا یا در مراحل ابتدایی راه‌اندازی تصفیه‌خانه مشاهده می‌شوند.
- نقش: تغذیه از باکتری‌ها و مواد آلی محلول
- نشانه: حضور زیاد آن‌ها معمولاً نشان‌دهنده عدم تعادل سیستم، DO پایین یا بارگذاری بیش‌ازحد است.
- آمیب‌ها (Amoebae)
آمیب‌ها حرکت خزنده دارند و با تغییر شکل مداوم خود حرکت می‌کنند. آن‌ها در شرایطی که DO کاهش یافته یا شوک سمی وارد شده، به‌صورت غالب دیده می‌شوند.
- نقش: معمولاً نقش قابل‌توجهی در پاکسازی پساب ندارند، ولی نشانه‌ای از استرس سیستم هستند.
- نشانه: افزایش ناگهانی آمیب‌ها می‌تواند هشدار وجود سموم یا کاهش اکسیژن باشد.
نقش کلیدی پروتوزوئرها در فرآیند تصفیه فاضلاب
1- بهبود ته‌نشینی لجن فعال
پروتوزوئرها با حذف باکتری‌های معلق و سبک، به تجمیع توده‌های زیستی کمک می‌کنند و باعث ته‌نشینی بهتر فلوک‌ها در حوض ته‌نشینی ثانویه می‌شوند.
2-کنترل تعادل بیولوژیکی
با تنظیم جمعیت باکتری‌ها، از بروز مشکلاتی مانند بالکینگ (پف کردن لجن) جلوگیری می‌کنند.
3-شاخص عملکرد سیستم
نوع و تعداد پروتوزوئرهای مشاهده‌شده در لجن فعال، اطلاعات ارزشمندی درباره وضعیت زیستی و کارایی سیستم ارائه می‌دهد. به‌همین دلیل بررسی میکروسکوپی لجن به‌صورت منظم توصیه می‌شود.
شرایط بهینه برای رشد پروتوزوئرها
برای رشد و فعالیت مؤثر پروتوزوئرها در سیستم‌های تصفیه فاضلاب، باید شرایط زیر فراهم باشد:
- DO کافی (بیش از ۲ mg/L): کمبود اکسیژن فعالیت آن‌ها را مختل میکند
- pH مناسب: بین ۶.۵ تا ۸ بهترین عملکرد را دارند
- دما: دمای بهینه برای آن‌ها بین ۲۰ تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد است
- عدم وجود مواد سمی: ورود شوینده‌ها، فلزات سنگین یا سموم می‌تواند باعث مرگ پروتوزوئرها شود.
- قارچ‌ها
قارچ‌ها و نقش آن‌ها در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب
در سیستم‌های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، انواع مختلفی از میکروارگانیسم‌ها مشارکت دارن تا بتونن آلاینده‌های موجود در فاضلاب رو تجزیه کنن. قارچ‌ها (Fungi) یکی از این گروه‌ها هستن که نقش مکملی در کنار باکتری‌ها و پروتوزوئرها ایفا می‌کنن.
برخلاف تصور رایج که بیشتر تمرکز روی باکتری‌هاست، قارچ‌ها مخصوصاً در شرایط خاصی از اهمیت زیادی برخوردار می‌شن. شرایطی مثل بار آلی بالا، pH پایین یا وجود ترکیبات خاص آلی که توسط باکتری‌ها قابل تجزیه نیستن.
چرا قارچ‌ها در تصفیه فاضلاب مهم هستن؟
قارچ‌ها به ویژه در محیط‌هایی که اسیدی هستن یا مواد آلی پیچیده‌ای مثل فنول‌ها، لیگنین، مواد رنگ‌زا، مواد شوینده و اتوکسیلات‌ها وجود داره، فعال‌تر می‌شن.
برخلاف باکتری‌ها که رشد سریع تری دارن، قارچ‌ها اغلب رشد آهسته تری دارن ولی می‌تونن ترکیباتی رو تجزیه کنن که باکتری‌ها از پسش برنمیان.
ویژگی‌های زیستی قارچ‌ها
- یوکاریوتی هستن؛ یعنی ساختار سلولی پیشرفته‌تری نسبت به باکتری‌ها دارن.
- بی‌هوازی اجباری نیستن؛ ولی بیشتر گونه‌های مورد استفاده در تصفیه، هوازی هستن.
- می‌تونن در pH پایین‌تر از ۶ هم به‌خوبی زنده بمونن، در حالی که باکتری‌ها توی این شرایط دچار استرس یا مرگ می‌شن.
- ساختار رشته‌ای (هیف) دارن و به صورت کلنی های بزرگ یا توده‌ای در راکتور رشد می‌کنن.
شرایطی که قارچ‌ها غالب می‌شن
- pH پایین (زیر ۶)
- بار آلی زیاد (COD بالا)
- وجود مواد آلی خاص که تجزیه‌ناپذیر هستن برای باکتری‌ها
- شوکه شدن یا افت عملکرد جمعیت باکتری‌ها
مثلاً در فاضلاب‌های صنایع غذایی، صنایع نساجی، شوینده‌سازی و چرم‌سازی، قارچ‌ها اغلب عملکرد بسیار خوبی دارن.
انواع قارچ‌های رایج در تصفیه فاضلاب
در تصفیه خانه های فاضلاب، برخی از قارچ های شناخته شده که فعالیت آنزیمی بالایی دارن عبارتند از:
- Aspergillus spp.
- تحمل بالا به pH اسیدی
- توانایی تجزیه ترکیبات آروماتیک
- رایج در فاضلاب‌های صنعتی با آلودگی بالا
- Penicillium spp.
- عملکرد مناسب در حذف رنگ‌ها و ترکیبات سمی
- رشد خوب در شرایط ناپایدار زیستی
- بهینه در دماهای متوسط
- Trichoderma spp.
- فعالیت آنزیمی قوی برای شکستن چربی‌ها و روغن‌ها
- حضور مؤثر در تصفیه فاضلاب‌های صنایع غذایی و روغن‌کشی
نقش قارچ‌ها در فرآیند تصفیه فاضلاب
- تجزیه مواد آلی پیچیده
قارچ‌ها با تولید آنزیم‌هایی مثل لیگنیناز، پراکسیداز و سلولاز، توانایی تجزیه ترکیبات پیچیده‌ای رو دارن که برای باکتری‌ها قابل مصرف نیست.
- تحمل شرایط سخت محیطی
در شرایطی که اکسیژن کم یا pH نامناسب باشه، قارچ‌ها نسبت به باکتری‌ها مقاوم‌تر هستن و سیستم رو پایدار نگه می‌دارن.
- کاهش BOD و COD
اگرچه قارچ‌ها معمولاً کمتر از باکتری‌ها در کاهش BOD و COD نقش دارن، ولی در سیستم‌هایی که آلودگی خاص وجود داره (مثل ترکیبات آلی آروماتیک)، حضور قارچ‌ها می‌تونه بسیار مؤثر باشه.
چالش‌ها و ملاحظات حضور قارچ‌ها
- تشکیل کف و لخته‌های حجیم: رشد زیاد قارچ ها ممکنه باعث شناور شدن توده‌های زیستی یا بالکینگ قارچی بشه که در ته نشینی مشکل ایجاد می‌کنه.
- عدم پایداری بلندمدت: چون نرخ رشدشون پایینه، سیستم‌هایی که فقط به قارچ‌ها وابسته هستن معمولاً ناپایدار می‌شن.
- مشارکت محدود در فلور عادی: قارچ‌ها اغلب در شرایط بحرانی یا فاضلاب خاص حضور پیدا می‌کنن و در فلور میکروبی متعادل، نقش ثانویه دارن.
راهکار برای مدیریت حضور قارچ‌ها در سیستم لجن فعال
- کنترل pH در محدوده مناسب برای رشد باکتری‌ها (بین ۶.۵ تا ۸)
- حفظ اکسیژن محلول بالا برای رقابت با باکتری‌ها
- استفاده از فیلترهای بیولوژیکی یا سیستم‌های ترکیبی (قارچ + باکتری) در صورت وجود ترکیبات مقاوم
- مانیتورینگ میکروسکوپی منظم برای تشخیص رشد بیش از حد قارچ‌ها
متازوآها و نقش آن‌ها در سیستم‌های هوازی تصفیه فاضلاب
در فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، مخصوصاً در سیستم‌های لجن فعال، علاوه‌بر باکتری‌ها، پروتوزوئرها و قارچ‌ها، گروه مهم و اغلب نادیده گرفته شده‌ای از موجودات زنده به نام متازوآها (Metazoa) نیز وجود دارن. متازوآها، موجودات پرسلولی هستن که با چشم غیرمسلح قابل دیدن نیستن، ولی نقش مهمی در تثبیت و کنترل زیستی سیستم تصفیه فاضلاب دارن.
متازوآها چه هستن؟
متازوآها یا جانوران پرسلولی میکروسکوپی، دسته‌ای از موجودات زنده هستن که در مراحل پایدار و بلوغ یافته سیستم‌های لجن فعال حضور پیدا می‌کنن. این موجودات، نسبت به باکتری‌ها و پروتوزوئرها پیچیده‌تر هستن و نیاز به محیطی با ثبات زیستی و زمان ماند بالاتر دارن.
چرا حضور متازوآها اهمیت داره؟
متازوآها نشون دهنده‌ی بلوغ و ثبات زیستی سیستم هوازی تصفیه فاضلاب هستن. اون‌ها عمدتاً از پروتوزوئرها، باکتری‌ها، ذرات معلق و مواد آلی باقی‌مونده تغذیه می‌کنن و به این ترتیب:
- کیفیت پساب رو بالا می‌برن
- لجن رو متراکم‌تر می‌کنن
- باعث ته‌نشینی بهتر فلوک‌های زیستی می‌شن
انواع متازوآها در لجن فعال
در محیط‌های هوازی تصفیه فاضلاب، متازوآهای متعددی دیده می‌شن که بسته به شرایط سیستم، یک یا چند نوع از اون‌ها ممکنه غالب بشن:
- چرخ‌داران (Rotifers)
- یکی از رایج‌ترین انواع متازوآها در سیستم‌های لجن فعال هستن
- ساختار حلقوی دارن و با استفاده از مژک‌های حرکتی، ذرات غذایی رو به دهان هدایت می‌کنن
- تغذیه از پروتوزوئرها و باکتری‌های معلق
- حضورشون معمولاً نشونه‌ی پایداری، DO کافی و راندمان مناسب در سیستمه
- نماتودها (Nematodes)
- کرم‌های رشته‌ای بسیار ریزی هستن
- از باکتری‌ها و مواد آلی باقی‌مونده تغذیه می‌کنن
- معمولاً در سیستم‌هایی با SRT بالا یا در نقاط ته‌نشینی و مناطق کم‌اکسیژن دیده می‌شن
- وجود زیادشون ممکنه نشون‌دهنده‌ی کاهش اکسیژن یا عدم برداشت کافی لجن مازاد باشه
- تاردیگرادها (Tardigrades) یا خرس‌های آبی
- جانوران بسیار مقاومی هستن که می‌تونن در شرایط سخت زنده بمونن
- اغلب در سیستم‌های MBR یا تصفیه‌خانه‌هایی با نوسان زیاد دیده می‌شن
- مقاومت بالا به شوک‌های زیستی و شیمیایی
- لارو حشرات و جلبک‌خوارهای کوچک
- به‌ندرت دیده می‌شن، ولی ممکنه در حوضچه هایی که زمان ماند بالا باشه یا DO بیش‌ازحد فراهم باشه، ظاهر شن
- این موجودات نشون‌دهنده‌ی روند طبیعی‌سازی و بلوغ کامل سیستم بیولوژیکی هستن
نقش متازوآها در فرآیند تصفیه فاضلاب
- پایدارسازی زیستی سیستم
متازوآها با حذف پروتوزوئرها و باکتری‌های آزاد، تعادل جمعیت میکروبی رو حفظ می‌کنن و جلوی رشد بی‌رویه رو می‌گیرن.
- شفاف‌سازی پساب خروجی
این موجودات با مصرف ذرات معلق و ترکیبات آلی ریز، باعث بهبود زلالیت و کاهش کدورت فاضلاب تصفیه‌شده می‌شن.
- نشانه‌ی سلامت سیستم
حضور متازوآها معمولاً به‌معنای اینه که سیستم از نظر DO، بار آلی، pH و زمان ماند سلولی در محدوده‌ی مناسبی قرار داره.
- ته‌نشینی بهتر لجن فعال
لجن‌هایی که متازوآ دارن معمولاً ساختار بهتری برای ته‌نشینی دارن و راندمان زلال‌سازی در زلال‌ساز ثانویه بالاتره.
شرایط رشد و پایداری متازوآها
برای اینکه جمعیت متازوآها در سیستم لجن فعال حفظ بشه، شرایط زیر باید فراهم باشه:
- DO مناسب: معمولاً بالای ۲ میلی‌گرم بر لیتر
- pH بین ۶.۵ تا ۸.۵
- بار آلی ثابت: نوسانات زیاد باعث نابودی جمعیت می‌شن
- مدیریت صحیح لجن مازاد: برداشت نامنظم باعث رشد بی‌رویه نماتودها می‌شه
- دمای بین ۲۰ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد برای رشد بهینه
انواع لجن فعال
طراحی سیستم‌های تصفیه فاضلاب به کمک انواع لجن فعال انجام می‌شود که هر کدام کاربرد و شرایط عملیاتی خاص خود را دارند. در ادامه، پرکاربردترین روش‌های لجن فعال معرفی می‌شوند:
- لجن فعال معمولی (Conventional Activated Sludge)
- زمان ماند متوسط (۶–۸ ساعت)
- راندمان مطلوب در تصفیه BOD و COD
- مناسب برای فاضلاب‌های شهری
- هوادهی گسترده (Extended Aeration)
- زمان ماند بالا (۱۸–۲۴ ساعت)
- لجن مازاد کمتر
- مناسب برای مناطق کوچک یا شرایط خاص (کمبود نگهدارنده انسانی)
- تماس و تثبیت (Contact Stabilization)
- مرحله تماس فاضلاب با لجن فعال + مرحله جداگانه تثبیت زیستی
- مناسب برای تصفیه فاضلاب صنعتی با نوسانات بار آلی
- لجن فعال با بار آلی بالا (High Rate Activated Sludge)
- زمان ماند کوتاه، بار آلی زیاد
- نیاز به ته‌نشینی قوی‌تر
- مناسب برای بارگذاری‌های شدید
- MBR – لجن فعال با غشا (Membrane Bioreactor)
- بالاترین کیفیت تصفیه
- حذف BOD، COD، نیتروژن، فسفر و ذرات معلق با راندمان بالا
- هزینه بهره‌برداری بالا اما بسیار پیشرفته
لجن مازاد چیست و چرا مهم است؟
لجن مازاد بخشی از لجن فعال است که در نتیجه رشد سلولی میکروارگانیسم‌ها تولید می‌شود و باید از سیستم تصفیه خارج شود تا تعادل زیستی حفظ شود. اگر برداشت لجن مازاد به‌درستی انجام نشود، با افزایش توده زیستی، کیفیت تصفیه کاهش پیدا میکند، پدیده بالکینگ (شناور شدن لجن) رخ می‌دهد و ته‌نشینی دچار مشکل می‌شود.
مدیریت لجن مازاد در تصفیه فاضلاب
مدیریت صحیح لجن مازاد شامل مراحل زیر است:
- تعیین نرخ تولید لجن با توجه به بار آلی و زمان ماند سلولی
- تغلیظ لجن مازاد برای کاهش حجم
- تثبیت بیولوژیکی یا شیمیایی لجن جهت کاهش بوی نامطبوع و عوامل بیماری زا
- آب‌گیری و نهایتاً دفع نهایی لجن (سوزاندن، دفن، استفاده در کشاورزی در صورت احراز شرایط بهداشتی)
عوامل موثر بر عملکرد سیستم لجن فعال
برای عملکرد مؤثر سیستم لجن فعال، باید مجموعه‌ای از پارامتر های فنی به‌درستی تنظیم و کنترل شوند:
- اکسیژن محلول (DO): سطح بهینه ۲ میلی‌گرم بر لیتر
- pH: بین ۶.۵ تا ۸.۵
- دما: ۲۰ تا ۳۵ درجه برای باکتری‌های هوازی
- زمان ماند سلولی (SRT): باید متناسب با بارگذاری و نوع فرآیند باشد
- نسبت BOD:N:P: معمولاً 100:5:1
جمع‌بندی
در هر سیستم تصفیه فاضلاب بیولوژیکی، لجن فعال نقش محوری دارد و به‌عنوان عنصر زنده سیستم باید با دقت طراحی، کنترل و نگهداری شود. شناخت دقیق انواع لجن فعال و شرایط بهره‌برداری از آن‌ها به شرکت‌های تصفیه فاضلاب این امکان را می‌دهد تا متناسب با نیازهای پروژه، بهترین بازده ممکن را از سیستم‌های تصفیه دریافت کنند. همچنین، مدیریت لجن مازاد به‌عنوان بخش نهایی فرآیند، از نظر زیست محیطی و اقتصادی بسیار حائز اهمیت است و نباید مورد غفلت قرار گیرد.
