درمان بیولوژیکی بی هوازی

مقدمه

تصفیه بیولوژیکی بی هوازی یک فرآیند تصفیه فاضلاب است که آلاینده های آلی را در غیاب اکسیژن تجزیه می کند. برای تبدیل ترکیبات آلی پیچیده به مواد ساده تر، در درجه اول متان (CH4) و دی اکسید کربن (CO2) به میکروارگانیسم های بی هوازی متکی است. این روش به دلیل بهره وری انرژی و تولید لجن کم، به طور گسترده برای تثبیت فاضلاب صنعتی و لجن با قدرت بالا استفاده می شود.

مزایای درمان بی هوازی نسبت به درمان هوازی

1. ظرفیت بارگیری آلی بالاتر

• بارگذاری لجن معمولی (F/M) برای تصفیه بی هوازی فاضلاب صنعتی می باشد0.5-1.0 کیلوگرم BOD5/(kg MLVSS·d)، بیش از دو برابر فرآیندهای هوازی (0.1-0.5 کیلوگرم BOD5/(kg MLVSS·d)).
• به دلیل عدم وجود محدودیت های انتقال اکسیژن،MLVSS (جامدات معلق فرار مخلوط مشروب)در سیستم های بی هوازی می تواند برسد5-10 بارسیستم های هوازی
• نرخ بارگذاری حجمی آلی برای تصفیه بی هوازی است5-10 کیلوگرم BOD5/(m3·d)، در مقایسه با تنها0.5-1.0 کیلوگرم BOD5/(m³·d)برای درمان هوازی-الفاختلاف 10 برابری.

2. تولید لجن کمتر و کیفیت لجن بهتر

• درمان بی هوازی فقط تولید می کند5%–20%زیست توده تولید شده در فرآیندهای هوازی
• روش های هوازی تولید می کنند0.25-0.6 کیلوگرم لجن به ازای هر کیلوگرم COD حذف شده، در حالی که روش های بی هوازی فقط نتیجه می دهند0.02-0.18 کیلوگرم، با آبگیری بهتر
• هضم بی هوازی نیزتخم های انگل را از بین می برددر لجن، بهبود پایداری بهداشتی و شیمیایی آن، کاهش هزینه های دفع لجن.

3. نیازهای کمتر مواد مغذی و انعطاف پذیری عملیاتی

• میکروب های بی هوازی نیاز دارندفقط 5٪ - 20٪از مواد مغذی (N, P) مورد نیاز فرآیندهای هوازی است که آنها را برای فاضلاب با کمبود مواد مغذی مناسب می کند.
• میکروارگانیسم های بی هوازی فعال باقی می مانندماه ها یا حتی سال هابدون کاهش قابل توجه و می تواند به سرعت پس از خاموش شدن راه اندازی مجدد، اجازه می دهدعملیات متناوب(ایده آل برای فاضلاب فصلی).

4. صرفه جویی در انرژی و تولید متان

• درمان هوازی مصرف می کند0.5-1.0 کیلووات ساعتالکتریسیته به ازای هر کیلوگرم COD برای هوادهی حذف می شود، در حالی که سیستم های بی هوازیحذف هزینه های هوادهی.
• هضم بی هوازیمتان تولید می کند، بازده oنسخه 12000 کیلوژول انرژی به ازای هر کیلوگرم COD حذف شده است.
• بدون مشکل کف (برخلاف تصفیه هوازی سورفکتانت-حاوی فاضلاب).

5. کاهش آلودگی هوا و قابلیت تخریب گسترده تر

• هوادهی هوازی می تواندفرار ترکیبات آلی، باعث آلودگی هوا می شود، در حالی که سیستم های بی هوازی از این موضوع جلوگیری می کنند.
• میکروب های بی هوازی می توانندبرخی از ترکیبات مقاوم را تجزیه می کند(مثلاً هیدروکربن های کلردار) که باکتری های هوازی نمی توانند.

6. هم افزایی میکروبی پیچیده برای تخریب بیشتر

• هضم بی هوازی شامل جوامع مختلف میکروبی است که به صورت هم افزایی کار می کنند و تجزیه مواد آلی سخت-- را که درمان هوازی نمی تواند به طور کامل پردازش کند، ممکن می سازد.

معایب درمان بی هوازی

1. رشد آهسته میکروبی و زمان راه اندازی طولانی تر

• میکروب های بی هوازی به آهستگی رشد می کنند، نیاز بهدوره های راه اندازی طولانی تر و زمان های نگهداری هیدرولیک (HRT)نسبت به سیستم های هوازی

2. پساب نیاز به تصفیه بیشتر دارد

• پساب بی هوازی اغلباستانداردهای تخلیه را برآورده نمی کندو باید باشدجلا داده شده با درمان هوازی.

3. مکمل قلیاییت مورد نیاز برای فاضلاب کم{1}}C/N

• فاضلاب با غلظت کم یا پایین{1}C/N ممکن است فاقد قلیایی بودنافزودن قلیاییت خارجی.

4. گرمایش مورد نیاز برای فاضلاب کم{1}

• اگر تولید متان برای حفظ دمای بهینه کافی نباشد(30-38 درجه)، گرمایش خارجیضروری است.

5. خطر انفجار از متان

• بیوگاز (CH4 + CO2 + H2S) استقابل اشتعال و منفجره، نیاز داردطرح‌های راکتور ضد انفجار-.

6. حساسیت به ترکیبات سمی

• آلیفاتیک کلردار و سایر سموممتانوژن ها را مهار می کندشدیدتر از هتروتروف های هوازی؛ عملکرد نامناسب می تواند سیستم را بی ثبات کند.

7. کنترل دقیق دما مورد نیاز است

• دمای پایینبه طور قابل توجهی کارایی را کاهش می دهد، و مدیریت عملیاتی استپیچیده ترنسبت به سیستم های هوازی

8. مسائل مربوط به بو و خوردگی H2S

• سولفات (SO42-) در فاضلاب تولید می کندH₂S، باعث می شودبوهاوخوردگی در لوله ها، موتورها و بویلرها.
• کاهش سولفات نیزمواد آلی مصرف می کند،کاهش بازده متان

9. بدون نیتریفیکاسیون

• سیستم های بی هوازینمی تواند آمونیاک را نیتریت کند; فعالیت میکروبی بهینه نیاز داردسطوح NH3- 40-70 میلی گرم در لیتر.