بررسي كارآيي راكتورهاي بيهوازي- هوازي در حذف بيولوژيكي فسفر از فاضلاب شهري

نويسنده: علي اصغر نجف پور
استاد راهنما: محمود شريعت
استاد مشاور: عليرضا مصداقي نيا، سيمين ناصري
تاريخ دفاع: 1377/11/10
مدرك: Ph.D مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، دانشكده بهداشت، گروه مهندسي بهداشت محيط
چكيده: حذف تركيبات مغذي از فاضلاب و كاهش غلظت آنها در پساب خروجي سيستم هاي تصفيه يكي از روش هاي مهم در كنترل رشد بيولوژيك در محيط و بخصوص جلبكها در آب هاي پذيرنده محسوب مي گردد. البته تاثير حذف و كاهش غلظت عوامل مغذي نه تنها موثر در كنترل جلبكها، ممانعت از پديده اوتريفيكاسيون و كاهش رنگ و بو و طعم ناشي از رشد آنها مي باشد، بلكه متعاقب استفاده از آبهاي پذيرنده چنين پسباب هايي مشكلات مربوط به انسداد صافي ها و كنترل كدورت و رنگ حاصل از جلبك ها و استفاده از عوامل شيميايي لازمه به مقدار زيادي كاهش يافته و علاوه بر آن از رشد باكتري ها در داخل شبكه توزيع نيز پيشگيري خواهد شد.
در اين تحقيق، حذف فسفر با استفاده از روش بيولوژيكي مورد مطالعه قرار گرفت. در حذف بيولوژيكي فسفر سه مرحله وجود دارد كه عبارتند از :
1- تخمير مواد آلي محلول و تبديل آن به اسيدهاي چرب فرار توسط باكتريهاي اختياري و متعاقب آن انتقال اين تركيبات به داخل سلول به شكل PHB و PHV و آزاد شدن ارتوفسفات ها، اين تغييرات در مرحله بيهوازي انجام مي شود.
2- در مرحله هوازي تركيبات ذخيره اي نظير PHB اكسيد شده، انرژي حاصله در پيوندهاي پلي فسفات ذخيره ميشود. در نتيجه ارتوفسفات هاي محلول حذف مي شوند و در نهايت سلول جديد ايجاد مي شود.
3- با دفع لجن اضافي حاصله، فسفر موجود در سلولها نيز دفع شده در نتيجه فسفر كل پساب خروجي كاهش مي يابد.
با استفاده از اطلاعات و تجربيات بدست آمده از مراحل مختلف طرح، پايلوتي به روش A/O با مراحل بيهوازي و هوازي مستقل از يكديگر طراحي گرديد كه با استفاده از فاضلاب خام ورودي به تصفيه خانه بعد از دانه گير تغذيه مي گرديد. مهمترين نتايج حاصل از اين بررسيها را ميتوان بصورت زير بيان نمود :
1- در روش هاي معمول لجن فعال حتي در بهترين شرايط راهبري غلظت فسفر در جامدات خشك ميكروبي به بيش از 5/2 افزايش نخواهد يافت و در نتيجه كارآيي حذف فسفر كمتر از 50 درصد خواهد بود.
2- ايجاد شرايط بيهوازي در ابتداي حوض هوادهي باعث بوجود آمدن محيط مناسبي جهت رشد باكتريهايي چون آسينتوباكتر، آئروموناس و سودوموناس بدليل ايجاد شرايط رقابتي و موفقيت آنها در مصرف تركيبات آلي محلول ميگردد.
3- با افزايش زمان ماند در مرحله بيهوازي به حدود 6 ساعت بهترين شرايط رقابتي براي باكتري هاي موثر ايجاد شده و افزايش رشد آنها در مورد سودوموناس به تعداد 106×4/4، آئروموناس به تعداد 106×4/3 و اسينتوباكتر به تعداد 106×8/3 در ميلي ليتر لجن حذف فسفر كل و محلول نيز به حدود 68 و 64 درصد افزايش يافت.
4- با طراحي پايلوتي به روش A/O با مرحله بيهوازي و هوازي مستقل از يكديگر و در نظر گرفتن مخزني جهت تخمير لجن اوليه و توليد اسيدهاي آلي در آن و ورود مقداري از اين اسيدها به ابتداي سيستم به منظور تسريع رشد و افزايش تعداد باكتري هاي موثر كارآيي حذف فسفر به حدود 89 درصد افزايش يافته و غلظت فسفر كل به حدود 5/1 ميلي گرم در ليتر كاهش داده شد.
5- مشخص گرديد كه PH فاضلاب خام ورودي در محدوده 1/7-6/7 تاثيري در رشد باكتري هاي مورد بررسي نداشته است.
6- در درجه حرارت متوسط محيط طي اين مرحله از طرح بهترين زمان ماند براي مخزن تخمير لجن اوليه 3-5 روز بوده است كه طي آن غلظت اسيدهاي آلي به حسب اسيداستيك بطور متوسط حدود 90 -110 ميلي گرم در ليتر افزايش يافته است و تزريق اين اسيدها به مرحله بيهوازي و افزايش يافته است و تزريق اين اسيدها به مرحله بيهوازي و افزايش غلظت آن در اين بخش به حدود 10 ميلي گرم در ليتر بيشترين اثر را در رشد باكتري ها داشته است.
7- استفاده از مرحله اي بعنوان مخزن زلال ساز نهايي و با هدف رشد جلبك ها و برداشت مقاديري فسفر از پساب و به خصوص به شكل محلول توسط آنها باعث كاهش غلظت فسفر كل و محلول در خروجي مخزن به حدود 3/1 و 35/0 ميلي گرم در ليتر گرديد.
بنابراين استفاده از روش بيولوژيكي در حذف فسفر در فاضلاب هم از نظر اقتصادي به دليل عدم استفاده از تركيبات شيميائي در طولاني مدت و كاهش هزينه هاي مربوط به آن و هم از نقطه نظر بهداشتي به علت عدم وجود باقيمانده بعضي از تركيبات شيميائي مورد استفاده در حذف فسفر در پساب و ورود آنها به آبهاي پذيرنده مورد استفاده انسان و علاوه بر آن از نظر زيست محيطي بدليل پيگشيري از اثر تركيبات شيميائي باقيمانده در پساب دفعي روي سيستم هاي بيولوژيكي آب و خاك مناسب بوده و نسبت به روشهاي شيميايي مزاياي زيادي دارد.
كلمات كليدي: