فرایند بی هوازی
فرایند بی هوازی
نوع فاضلاب و مشخصات آن در ارزيابي و طراحي فرایند بی هوازی مهـم مـي باشـد. مشخـصات ارائـه شده براي فرآيندهاي رشد معلق، لايه لجن، رشد چسبيده و فرآيند بي هـوازي بـا جداسـازي غشايي كاربرد دارد. مشخصات فاضلاب و عوامل مهمي كـه در ارزيـابي فرآينـدهاي بـي هـوازي بـراي تصفيه فاضلاب نياز به توجه دارد. فاضلاب صنایع که در زیر ذکر شده است را می توان توسط فرایند بی هوازی تصفیه مورد بهره برداری قرار داد.
- تقطير الكل
- شيرابه زمين دفن
- آبجوسازي
- كاغذ و خمير كاغذ
- داروسازي
- كارخانجات مواد شيميايي
- كشتارگاه و بسته بندي گوشت
- پروسه كردن پنير و شير
- فاضلاب شهري
- نوشيدنيهاي غير الكلي
- پردازش مواد غذايي دريايي و ماهي
- پروسه كردن شكر
در فرآينـدهاي بـي هوازي تصفيه مي شود. فرآيندهاي بي هوازي گزينه اي مناسب بويژه براي فاضلابهايي با قدرت زيـاد و درجه حرارت هاي بالا مي باشد؛ زيرا
- نياز به هوادهي ندارد و در نتيجه در هزينه انرژي صـرفه جـويي مي شود
- حجم كمي از جامدات توليد مي شود. براي مثال، فاضلابهاي حاصل از تقطيـر و پـردازش مواد غذايي داراي غلظت CODحدود 3000-30000 mg/L مي باشد. ساير ملاحظاتي كـه ممكـن است در ارتباط با منابع مختلف فاضلاب بكار برده شود، جريانهاي بالقوه سمي ، تغييرات جريان، غلظت هاي مواد غير آلي و تغيير بارهاي فصلي مي باشد. فرآينـدهاي بـي هـوازي توانـايي پاسـخ سـريع بـه فاضلاب ورودي بعد از دوره هاي طولاني مدت بدون اضافه كردن سوبسترا را دارد. در بعضي از موارد با شرايط آب و هوايي گرمتر، تصفيه بي هوازي نيز براي تصفيه فاضلاب شهري مورد توجـه قـرار گرفتـه است.
تغييرات زياد بارهاي آلي و جريان ورودي مي تواند تعادل بين تخميركننده هاي اسيدي و متانوژن ها را در فرآيندهاي بي هوازي مختل كند. براي سوبستراي محلول قابل تجزيه بيولوژيكي سريع مانند مواد قندي و نشاسته، واكنش هاي اسيدي مي تواند در بارهاي زياد، خيلي سريع انجام شود و اسيدهاي چرب فرار VFA و غلظت هيدروژن افزايش و pHكاهش يابد. غلظت هاي بيشتر هيدروژن مي تواند مانع از تبديل اسيد پروپيونيك و بوتيريك شود. pH پايين تر از فعاليت متانوژن ها جلوگيري مي كند. متعادل سازي جريان يـا ظرفيت اضافي براي مقابله با شرايط بارگذاري و جريان پيك بايد فراهم شود.
دما و غلظت فاضلاب بطور زيادي بر اقتصادي بودن و امكان انجام تصفيه بي هوازي اثر مي گذارد. درجه حرارت هاي راكتور 25-35 °C معمولاً براي انجام سرعت هاي بهينه واكنش بيولوژيكي و فراهم نمودن تصفيه با ثبات بيـشتر تـرجيح داده مي شود. بطور معمول غلظتهاي CODبيشتراز 1500-2000 mg/L براي توليد مقدار كافي متان مورد نياز است و فاضلاب بدون منبع خارجي سوخت گرم مي شود. در مقدار CODبرابر 1300 mg/Lيا كمتر ممكن است تصفيه هوازي بعنوان يك گزينه تـرجيح داده شـود. تـصفيه بي هوازي ممكن است در دماهاي كمتر بكار گرفته شود و در دماي 10-20 °C در راكتورهاي رشد معلق و چسبيده نگهداري شود.
در درجه حرارت هاي پايين تر، واكنش با سـرعت كمتري انجام مي شود و زمان ماند جامدات طولاني تر، حجم هاي بيشتر راكتور و بارگذاري COD آلي كمتر مورد نياز مي باشد. بعلاوه، تجزيه اسيدهاي چرب فرار بـا زنجيره طولاني در دماي حدود ، 10-20 °C اغلب از لحاظ سرعت محدود مي شود. در صورتي كـه اسيدهاي چرب با زنجيره طولاني تجمع پيدا كند ممكن است در راكتور كف ايجاد شود. هنگامي كه زمـان مانـد جامدات بيشتري در سيستم مورد نياز باشد، افت جامدات در راكتور بي هوازي مي تواند يك عمل محدودكننده مهم باشد. معمولاً راكتورهاي بي هوازي، جامدات لخته شـده كمتـر و جامدات پراكنده شده بيشتري نسبت به سيستم هاي هوازي توليد مي كنند كه غلظـت هـاي TSS خروجي براي فرآيندهاي رشد معلق در محدوده 100-200 mg/L مي باشد.
امكان زمـان مانـد جامـدات و پتانـسيل تصفيه در فاضلابهاي رقيق بوسيله غلظت TSS خروجي محدود شده و باعث ايجـاد عملكـرد ضـعيف تصفيه مي شود و يا بهره برداري راكتور در دماهـاي بـالاتر ضـروري مـي باشـد. بنـابراين روش مـورد استفاده براي حفظ جامدات در راكتور بي هوازي در عملكرد و طراحي كلي فرآيند اهميت دارد.
تركيب فاضلاب بر حسب نسبتهاي محلول و ذره اي آن بر نوع راكتـور بي هوازي انتخاب شده و طراحي آن اثر مي گذارد. فاضلابهايي با غلظت زياد جامـدات در راكتورهـاي رشد معلق بطور مناسب تري نسبت به راكتورهاي رشد ثابت با جريان روبه بالا يا رو به پـايين تـصفيه شده است. در مواردي كه كه تجزيه بيشتر مواد آلي ذره اي مدنظر باشد و ماننـد تعـادل بـين تخميـر
اسيدي و متانوژنز در تصفيه بي هوازي، هيدروليز جامدات در مرحله محـدود كننـده از لحـاظ سـرعت باشد، مقادير SRTطولاني تري مورد نياز است.
