مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

این مبحث مرور کلی در زمینه طراحی و بهره برداری از تاسیسات حذف بیولوژیکی نیتروژن است.در این مبحث کاربرد سیستم های تک مرحله ای اکسیداسیون کربن / نیترات سازی / نیترات زدایی ، به دلیل هزینه های مربوطه و سهولت استفاده مورد تاکید قرار می گیرد.به هر حال کاربرد تاسیسات نیترات زدایی به عنوان مرحله ای مجزا به صورت گزینه مناسب مورد بحث قرار می گیرد .

تجارب بدست آمده در تاسیسات واقعی ، حذف فیزیکی – شیمیایی نیتروژن ، معایبی را در مقایسه با تاسیسات حذف بیولوژیکی نیتروژن نشان می دهد. معمولا سیستم های فیزیکی –شیمیایی پر هزینه بوده و نگهداری از آنها بسیار مشکل است . همچنین ممکن است اثرات زیست محیطی ثانویه قابل توجهی را در بر داشته باشند . (نظیر رها سازی نیتروژن آمونیاکی به اتمسفر در طی هوادهی ).

بنابر این در اغلب موارد حذف بیولوژیکی نیتروژن ، سیستم انتخابی می باشد .بطور معمول ، تکنولوژی های فیزیکی شیمیایی تنها برای پالایش پساب خروجی سیستم حذف بیولوژیکی نیتروژن بکار می روند. به عنوان مثال ، هنگامیکه اختلالات بهره برداری سبب نیترات سازی ناقص می شود، کلرزنی تا نقطه شکست می تواند بجای سیستم حذف بیولوژیکی بکار برده شود.

گزینه های فرایند

حذف بیولوژیکی ترکیبات نیتروژنه از فاضلاب شهری ، شامل سه فرایند اصلی می باشد:

سنتز : ورود نیتروژن به داخل ساختار جرم میکروارگانیسم که در طی رشد سلول صورت می گیرد .

نیترات سازی : تبدیل آمونیاک و نیتروژن آلی ( به طور معمول در فاضلاب شهری یافت میشود ) به نیترات ،این عمل از طریق اکسیداسیون توسط میکروارگانیسم های نیترات ساز انجام میگیرد .

نیترات زدایی : تبدیل نیترات به گاز نیتروژن بوسیله میکروارگانیسم های نیترات زدا ، سپس نیتروژن از فاضلاب به اتمسفر رها میشود .

همه سیستم های موجود حذف بیولوژیکی فسفر ، این فرایند ها را مورد استفاده قرار می دهند . با توجه به تلفیق این فرایند ها با فرایند های تصفیه فاضلاب شهری ، بر اساس نیترات زدایی ، دو روش کاربرد دارد .:

1) نیترات زدایی در یک واحد فرایند مجزا که به عنوان " نیترات زدایی مجزا " اطلاق می گردد.

2) واحد " لجن تک مرحله ای " که شامل ترکیب اکسیداسیون کربن ، نیترات سازی و نیترات زدایی می باشد.

روش های حذف نیتروژن ممکن است بر اساس روش بکار رفته برای انجام فرایند نیترات سازی نیز تقسیم بندی گردند.

در زیر هر یک از این روش ها با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار می گیرد.

گزینه های نیترات زائی

همان گونه که شرح داده شد ، نیترات سازی ( تبدیل بیولوژیکی آمونیاک و نیتروژن آلی به نیترات ) جزء لاینفک و ضروری هر واحد بیولوژیکی  حذف  نیتروژن است . برای انجام عمل نیترات سازی فاضلاب شهری دو روش وجود دارد :

1) نیترات سازی مرحله مجزا

2) فرایند ترکیبی اکسیداسیون کربن ، نیترات سازی .

                     مواد  BOD  نیترات سازی مرحله مجزا شامل دو فرایند بیولوژیکی سری است . در مرحله اول   

 پائینی ( ناشی از مرحله اول )BODبا  کربنه حذف می شود و در دومین مرحله نیترات سازی  پساب

  و نیترات سازی در یک       BOD انجام میشود . در سیستم ترکیبی اکسیداسیون کربن و نیترات سازی ، حذف

برایند بیولوژیکی واحد انجام می گیرد.  هر دو روش نیترات سازی بطور موفقیت آمیزی در تصفیه فاضلاب های شهری بکار گرفته شده اند . انتخاب روش مناسب به عوامل اقتصادی بستگی دارد.

گزینه های نیترات زدایی

نیترات زدایی مرحله مجزا

نیترات زدایی مرحله مجزا شامل استفاده ازیک فرایند بیولوژیکی مجزا برای حذف نیترات است . این فرایند بر روی  پساب خروجی نیترات سازی بالادست ممکن است سیستم نیترات سازی مجزا یا ترکیبی باشد .

وقتی از نیترات سازی مرحله مجزا همراه با نیترات زدایی مرحله مجزا  استفاده میشود، کل سیستم حذف بیولوژیکی نیتروژن شامل سه فرایند بیولوژیکی می گردد که به حالت سری مورد استفاده قرار می گیرند. این BOD  فرایند تحت عنوان " فرایند مرحله ای " یا " فرایند لجن سه مرحله ای " نامیده میشود.در مرحله اول

  حذف میگردد، در مرحله دوم فرایند نیترات سازی بر روی پساب مرحله اول صورت گرفته و در مرحله سوم نیترات موجود در پساب مرحله دوم حذف میشود . وقتی که سیستم ترکیبی اکسیداسیون کربن و نیترات سازی  همراه با نیترات زدایی مرحله مجزا مورد استفاده قرار می گیرد ، کل سیستم حذف بیولوژیکی نیتروژن شامل دو فرایند بیولوژیکی است . این دو فرایند که به صورت سری بکار میروند ، تحت عنوان " فرایند دو مرحله ای " یا    و نیترات سازی انجام میشود و در BOD"فرایند دو مرحله ای لجن " نامیده می شوند . در مرحله اول حذف

مرحله دوم نیترات موجود در پساب مرحله اول ، نیترات زدایی می شود . بنابراین چه در سیستم ترکیبی اکسیداسیون کربن و نیترات سازی و چه در سیستم نیترات سازی مرحله مجزا؛ فرایند نیترات زدایی در یک واحد مجزا انجام میشود.

مواد کربن و نیترات سازی ، به میزان زیادی مواد آلی کربنه موجود در فاضلاب را مصرف BODچون حذف می نماید لذا افزودن یک منبع خارجی کربن به فاضلاب فاقد این ترکیبات برای انجام فرایند نیترات زدایی ، وجود فاضلاب  ضروری است .معمولا برای این منظور از متانول استفاده می شود . ولی برای جلوگیری از

بالا در پساب خروجی تصفیه خانه ، افزایش متانول به فاضلاب بایستی با دقت کنترل شود .BOD

بطور معمول برای نیترات زدایی مرحله مجزا ، دو گزینه فرایند متفاوت بکار می رود :

 1)رشد معلق

2) رشد چسبیده

مرجع تخصصی آب و فاضلاب