فرآیند لجن فعال: پارامترهای عملیاتی کلیدی، حالت های خرابی و تجهیزات

یک ظرف شیشه ای مشروب مخلوط را از یک حوض هوادهی سالم بیرون بکشید و پاسخ در عرض چند دقیقه قابل مشاهده است: لخته های قهوه ای و کرکی که در عرض نیم ساعت در یک لایه شفاف می نشینند. این لخته زنده، لجن فعال است، نیروی کار بیولوژیکی در پشت اکثر کارخانه های فاضلاب صنعتی و شهری، و به طور معمول بیش از 90 درصد از BOD ورودی را زمانی که به خوبی مدیریت می شود، حذف می کند.

وقتی حرکت می کند، علائم هشدار دهنده در عرض چند روز می رسد: پساب ابری، یک پتوی لجنی که به سمت سرریزها می خزد، و برنامه دمنده که دیگر منطقی نیست. این راهنما نحوه عملکرد فرآیند لجن فعال، چهار عدد عملیاتی که عملکرد آن را تعیین می‌کنند، حالت‌های خرابی که اغلب در خدمات صنعتی ظاهر می‌شوند و انتخاب‌های تجهیزاتی که زیست‌شناسی را پایدار نگه می‌دارند، توضیح می‌دهد.

لجن فعال چیست و چرا لخته اهمیت دارد؟

لجن فعال کشت لخته ای از باکتری ها، تک یاخته ها و سایر میکروارگانیسم ها است که تحت هوادهی کنترل شده رشد می کند و برای مصرف آلاینده های آلی در فاضلاب و فاضلاب صنعتی استفاده می شود.

این نام به سال 1914 برمی گردد، زمانی که ادوارد آردرن و ویلیام لاکت در منچستر نشان دادند که فاضلاب هوادهی می تواند مجدداً برای بذردهی دسته بعدی استفاده شود و بازیافت این زیست توده زمان تصفیه را از روز به ساعت کاهش می دهد. یک قرن بعد، همان اصل هنوز هم اکثر تصفیه خانه های بیولوژیکی در جهان را اداره می کند.

لخته یک اکوسیستم فعال است تا یک ماده شیمیایی. باکتری های هتروتروف بار کربنی اندازه گیری شده به عنوان BOD را از بین می برند، باکتری های نیتریفیک کننده آمونیاک را به نیترات تبدیل می کنند و تک یاخته ها سلول های شنای آزاد را می چرند، که همان چیزی است که پساب را صیقل می دهد. سازندگان لخته، پلیمرهای چسبنده خارج سلولی را ترشح می کنند که به ذرات اجازه تجمع، ته نشینی و فشرده شدن می دهند، بنابراین هر تصمیمی که یک اپراتور می گیرد در واقع تصمیمی در مورد آن اکوسیستم است.

نحوه عملکرد فرآیند لجن فعال مرحله به مرحله

این فرآیند به عنوان یک حلقه پیوسته عمل می کند: جریان را پیش تصفیه کنید، آن را هوادهی کنید، ته نشین کنید، سپس بیشتر زیست توده را برمی گرداند و مازاد را هدر می دهد.

1. پیش درمان و یکسان سازی صفحه نمایش و حذف شن از پمپ ها و دیفیوزرها محافظت می کند و یک مخزن یکسان سازی تخلیه های دسته ای از شیفت های کارخانه را صاف می کند. جریان‌های صنعتی روغنی یا چرب معمولاً ابتدا از یک واحد شناور هوای محلول عبور می‌کنند، زیرا پوشش‌های روغنی از ته نشین شدن لخته‌ها جلوگیری می‌کنند.
2. هوادهی بیولوژیکی حباب های ریز یا هواده های سطحی اکسیژن را به حوضچه تغذیه می کنند در حالی که تلاطم لخته را معلق نگه می دارد. اکسیژن محلول برای حذف کربن باید بالای 1.5 میلی گرم در لیتر باشد و در مواردی که نیتریفیکاسیون مورد نیاز است، نزدیک به 2 میلی گرم در لیتر باشد.
3. شفاف سازی ثانویه مشروب مخلوط به یک زلال‌کننده آرام جریان می‌یابد که در آن لخته‌ها فرو می‌روند و آب شفاف روی سرریزها می‌ریزد. بارگذاری سطحی معمولاً کمتر از 1.2 متر در ساعت نگه داشته می شود تا از حمل جامدات جلوگیری شود.
4. بازگشت و هدر دادن. یک پمپ لجن فعال برگشتی (RAS) زیست توده ته نشین شده را معمولاً در 30 تا 80 درصد جریان ورودی به سمت ورودی حوضه بالا می برد، در حالی که یک جریان لجن فعال زباله کنترل شده (WAS) سن لجن را تعیین می کند که معمولاً در کارخانه های معمولی 5 تا 15 روز است.

در جایی که زلال‌کننده گلوگاه است، ماژول‌های لوله‌ای شیب‌دار منطقه ته‌نشینی مؤثری را در داخل ردپای مخزن موجود اضافه می‌کنند که آنها را به یکی از کم‌معمول‌ترین به‌روزرسانی‌های موجود برای یک کارخانه در حال اجرا تبدیل می‌کند.

مخزن رسوب لوله شیبدار برای ارتقاء زلال ساز ماژول های لوله شیبدار باعث افزایش سطح ته نشینی موثر در ردپای مخزن موجود می شوند و به ذرات اجازه می دهند سریعتر از سرعت جریان رو به بالا ته نشین شوند. برای کارخانه هایی که زلال ساز ظرفیت را محدود می کند، این یک ارتقاء کم اختلال است. مشاهده محصول →

چهار عدد عملیاتی که عملکرد لجن فعال را تعیین می کنند

چهار عدد، MLSS، اکسیژن محلول، نسبت F/M و SVI، تقریباً همه چیزهایی را که در یک سیستم لجن فعال اتفاق می‌افتد، توصیف می‌کنند و هر چهار عدد را می‌توان با نمونه‌برداری معمول روزانه ردیابی کرد.

جامدات معلق مشروب مخلوط (MLSS) مقدار زیست توده ای است که کار را انجام می دهد. نسبت غذا به جرم (F/M) BOD ورودی را با آن زیست توده مقایسه می‌کند: آن را به بالای 0.5 فشار دهید و لخته‌ها شل و پراکنده می‌شوند، آن را زیر 0.1 گرسنگی می‌دهند و لخته پین ​​با تلفات زلال‌کننده به دنبال دارد. اکسیژن محلول کمتر از حدود 0.5 میلی گرم در لیتر در هر منطقه، موجودات رشته ای مانند Sphaerotilus را دعوت می کند، در حالی که اکسیژن بسیار بالاتر از 4 میلی گرم در لیتر به سادگی قدرت دمنده را می سوزاند.

همان زیست شناسی، پیکربندی های مختلف

همین حلقه در بسیاری از انواع گیاهان ظاهر می‌شود، و پیکربندی عمدتاً میزان زیست توده حوضه را تغییر می‌دهد. راکتورهای دسته ای توالی (SBR) کل چرخه را در یک مخزن واحد اجرا می کنند، نیروگاه های هوادهی توسعه یافته لجن بیشتری را برای مدت طولانی تری نگه می دارند و بیوراکتور غشایی (MBR) زلال ساز را با فیلتراسیون غشایی جایگزین می کند تا بتواند چندین برابر MLSS معمولی را حمل کند.

پیکربندی را با نمایه بار و واقعیت پرسنل خود مطابقت دهید تا با بیشترین تعداد موجود در یک دیتاشیت. از آنجایی که دمنده ها بر هزینه برق غالب هستند، انتقال اکسیژن معمولاً سریع ترین بازپرداخت در کارخانه است: جایگزینی شبکه های حباب درشت فرسوده یا هواکش های سطحی قدیمی با پخش کننده های حباب ریز به طور معمول سهم دو رقمی انرژی هوادهی را در حالی که نقطه تنظیم DO یکسان حفظ می کند، کاهش می دهد.

هواکش دیسکی میکرو متخلخل برای مخازن هوادهی هواده های ریز متخلخل از نوع دیافراگمی حباب های ریز را با سطح مشترک گاز-مایع بزرگ آزاد می کنند و راندمان انتقال اکسیژن را بهبود می بخشند. جایگزینی هواکش‌های درشت حباب یا سطحی فرسوده با اینها می‌تواند انرژی هوادهی را در حالی که نقطه تنظیم DO یکسان حفظ می‌کند، کاهش دهد. مشاهده محصول →

هنگامی که لجن فعال اشتباه می شود: حجیم شدن، کف کردن و بالا آمدن لجن

بیشتر اختلالات لجن فعال، خرابی‌های ته‌نشینی هستند تا خرابی‌های زیست‌شناسی، و به فهرست کوتاهی از علل بازمی‌گردند: رشته‌ها، عدم تعادل مواد مغذی، کاهش اکسیژن و نوسانات بار.

شایع ترین علل ریشه ای

• افت اکسیژن محلول زیر 0.5 میلی گرم در لیتر در بخشی از حوضه، اغلب در انتهای ورودی
• کمبود مواد مغذی، زیرا بسیاری از ضایعات صنعتی نیتروژن یا فسفر بسیار کمتری نسبت به نسبت کلاسیک 100:5:1 BOD به نیتروژن به فسفر دارند.
• پساب سپتیک حامل سولفیدها از مسیرهای طولانی و بی هوازی فاضلاب
• نوسانات گسترده در بار، pH یا دما ناشی از تولید دسته ای
• کم باری مزمن در حوضه های بزرگ، که لخته سازان را گرسنگی می کشد

لجن در حال افزایش در این لیست فریبنده است: لجن به خوبی ته نشین می شود، سپس در زلال ساز نیترات زدایی می شود و بر روی حباب های نیتروژن شناور می شود. درمان عملیاتی است، اتلاف بیشتر، نرخ بازگشت بالاتر یا اقامت حوضه کوتاهتر است، نه شیمیایی.

مدیریت لجن فعال ضایعات قبل از اینکه بودجه را بگیرد

لجن فعال زباله رقیق، ناپایدار و پرهزینه برای حمل است، بنابراین غلیظ کردن و آبگیری آن در محل تقریباً همیشه ارزانتر از حمل و نقل خیس است.

آبگیری لجن ثانویه نیز سخت تر از لجن اولیه است، زیرا لخته های بیولوژیکی آب را در مویرگ های ریز نگه می دارند. پس از تهویه پلیمری، انتظار می‌رود تقریباً 16 تا 22 درصد جامد از پرس پیچی یا فیلتر پرس تسمه‌ای روی لجن فعال ضایعاتی، در مقابل ارقام بالاتر روی مواد اولیه، بنابراین حجم کیک را برای جریان بیولوژیکی اندازه بگیرید، نه متوسط.

انتخاب تجهیزات به اندازه شیمی اهمیت دارد. مقایسه دقیق طرح‌های پرس پیچی در مقابل فیلتر پرس تسمه‌ای، تفاوت‌هایی را در میزان جذب، تقاضای آب شستشو و توجه اپراتور نشان می‌دهد: پرس‌های پیچ به طور مداوم با حداقل شستشو کار می‌کنند، در حالی که پرس‌های تسمه می‌توانند کیک خشک‌تری را روی برخی از لجن‌ها ارائه دهند، اما نیاز به تمیز کردن مداوم تسمه دارند.

خرید هر دو مرحله از یک تامین کننده نیز تضمین عملکرد را ساده می کند. Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd.، تولیدکننده تجهیزات فاضلاب صنعتی که در سال 2015 تأسیس شد، دستگاه‌های پرس پیچ، پرس تسمه فیلتر و دستگاه‌های آب‌گیری سانتریفیوژ کانتر را در کنار هواده‌ها، تجهیزات زلال‌کننده و سیستم‌های غربالگری می‌سازد و ISO 9001، مدیریت بهداشت محیطی و طراحی ایمنی آن را در اختیار دارد.

دستگاه آبگیری لجن پرس پیچ این دستگاه با استفاده از حلقه های ثابت و متحرک با مکانیزم پیچ خود تمیز شونده، لجن را از 2000 تا 50000 میلی گرم در لیتر بدون گرفتگی پارچه فیلتر آبگیری می کند. یک انتخاب عملی برای رسیدگی به حجم لجن تولید شده توسط مراحل تصفیه بیولوژیکی. مشاهده محصول →

سوالات متداول درباره لجن فعال

لجن فعال چه تفاوتی با فرآیند بیوفیلم مانند MBBR دارد؟

لجن فعال میکروارگانیسم ها را به صورت لخته معلق نگه می دارد و آنها را از زلال ساز پمپ می کند. یک راکتور بیوفیلم بستر متحرک (MBBR) آنها را روی حامل‌های پلاستیکی که در حوضه می‌مانند رشد می‌دهد، که نوسانات بار را بهتر تحمل می‌کند و نیازی به پمپاژ برگشتی ندارد، در حالی که لجن فعال معلق معمولاً با کنترل فرآیند دقیق‌تر به BOD پساب پایین‌تر می‌رسد.

چه مقدار SVI لجن فعال سالم را نشان می دهد؟

70 تا 150 میلی لیتر در گرم را به عنوان نوار سالم درمان کنید. بین 150 و 200 لجن در حال حرکت است و زلال ساز باید ساعتی تماشا شود. بیش از 200 میلی لیتر در گرم شما در منطقه حجیم هستید و احتمال تلفات مواد جامد در عرض چند روز وجود دارد.

راه اندازی سیستم لجن فعال چقدر طول می کشد؟

بذر دهی با 10 تا 20 درصد MLSS طرح از یک گیاه همسایه معمولاً راه اندازی را به دو تا سه هفته کوتاه می کند. بدون لجن بذر، چهار تا شش هفته قبل از برداشتن پایدار و مدت زمان بیشتری در آب سرد انتظار داشته باشید.

آیا لجن فعال می تواند فاضلاب صنعتی با مقاومت بالا را تصفیه کند؟

بله، به شرطی که جریان یکسان باشد، مواد مغذی تقریباً با نسبت 100:5:1 BOD به نیتروژن به فسفر متعادل می شوند و بارهای شوک سمی در بالادست غربال می شوند. کارخانه های شیمیایی، نساجی، چرم و کاغذ، لجن فعال را دقیقا بر همین اساس با موفقیت اجرا می کنند.