سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
فرآیند لجن‌فعال (Activated Sludge)
۱۳۸۹/۱۲/۱۸
17:39
|
فرآیند لجن‌فعال (Activated Sludge) یک تکنیک بیولوژیک برای تصفیه‌ی فاضلاب است که در سال 1900 میلادی توسط دو نفر انگلیسی تکمیل گردید. این فرآیند تصفیه‌ی فاضلاب شامل زندگی میکرو ارگانیسم‌ها همراه ماده‌ی آلی در یک محیط غنی از اکسیژن (هوازی) است. این فرآیند مشابه فرآیند بیولوژیکی است که در لایه‌های رویی خاک رخ می‌دهد و حاوی تعداد زیادی میکروارگانیسم است، با این تفاوت که میکروارگانیسم‌ها در فرآیند لجن‌فعال در یک محیط‌زیست مایع و کنترل شده نگهداری می‌شوند. مکانیسم اصلی فرآیند لجن‌فعال توسط واکنش بیولوژیکی زیر نشان داده شده است:
انرژی + H2O+CO2 + میکروارگانیسم → میکروارگانیسم + ماده‌ی آلی
آلاینده‌ها توسط میکروارگانیسم‌هایی حذف می‌شوند که بعدا در فاضلاب ته‌نشین و خارج می‌شوند.
فرایند حذف آلاینده‌ها شامل مراحل زیر است:
استفاده میکروارگانیسم‌ها از مواد آلی پیچیده به عنوان منبع غذایی برای تولید میکروارگانیسم‌های بیشتر که نهایتا ته‌نشین و خارج می‌شوند ; گاز انیدرید کربنیک که در جو پراکنده می‌گردد، آب که بهمراه پساب خارج می‌شود، و انرژی که میکروارگانیسم‌ها برای ادامه زندگی خود مصرف می‌کنند. به عبارت ساده مواد آلی موجود در فاضلاب به میکروارگانیسم تبدیل شده و پس از ته‌نشینی از فاضلاب خارج می‌شوند.
فرایندی که توسط آن میکروارگانیسم‌ها مواد آلی پیچیده را می‌شکنند فرایندی مرکب است. فاضلاب دارای مواد آلی در حضور اکسیژن محلول و مدت زمان کافی با میکروارگانیسم‌ها مخلوط می‌شود و بدین ترتیب میکروارگانیسم‌ها قادر خواهند بود که مواد آلی پیچیده را بشکنند. در ابتدا یک نوع میکروارگانیسم خاص به یک بخشی از ماده‌ی آلی دارای ساختار پیچیده حمله می‌کند و میکروارگانیسم‌های دیگر به سایر بخشهای آن. میکروارگانیسم‌ها با جذب و هضم مواد آلی از اکسیژن محلول در فاضلاب نیز استفاده می‌کنند.
تشکیل لجن‌فعال
جمعیت بیولوژیکی میکروارگانیسم‌ها در فرآیند لجن‌فعال نقش عمده‌ای دارند. این میکروارگانیسم‌ها برای شکستن مواد آلی نیاز به آنزیم‌های ویژه‌ای دارند تا بتوانند آنها را به میکروارگانیسم‌های بیشتر، CO2 و H2O تبدیل نماید به این دلیل در سیستم تصفیه‌ی فاضلاب میکروارگانیسم‌ها قبلا باید به محیط مایع خو گیرند تا بتوانند آنزیمهایی لازم را ترشح کنند. در مرحله بعد لخته‌سازی انجام می‌شود. به این صورت که میکروارگانیسم‌ها در حوضچه‌ی هوادهی به هم برخورد می‌کنند و ذرات بزرگی بنام لخته تشکیل می‌شود. این لخته‌ها به سهولت تنشین خواهند شد. همچنانکه اختلاط این سلولها در حوضچه‌ی هوادهی ادامه می‌یابد، با مواد معلق و کلوییدی نیز برخورد و اتصال پیدا می‌کنند. این اتصال سبب بزرگ شدن لخته می‌شود در نتیجه ته‌نشینی بهتر رخ می‌دهد.
لجن‌فعال در سه مرحلهی مشخص تشکیل می‌گردد:
1- مرحلهی انتقال
2- مرحلهی تبدیل
3- مرحلهی لخته‌سازی (هماوردی)
تمام این مراحل بطور همزمان و مداوم در حوضچه‌ی هوادهی و تا حدودی در حوضچه‌ی ته‌نشینی رخ می‌دهند. ماده در ابتدا به درون سلول منتقل می‌شود.
در مرحلهی انتقال، مواد آلی محلول از دیواره‌ی سلولی جذب میکروارگانیسم گردیده و در آنجا شکسته می‌شوند. ذرات غیر محلول در دیواره‌ی سلول جذب سطحی و نهایتا شکسته شده و سپس از دیواره‌ی سلولی جذب می‌شوند.
جذب سطحی مواد نسبتا سریع انجام می‌گیرد و معمولا 15 تا 30 دقیقه طول می‌کشد. انتقال مواد محلول از دیواره‌ی سلولی و فرآیند هضم و جذب به زمان طولانی تری نیازمند است. هنگامی که مواد جامد جذب سطحی دیواره‌ی سلولی شد، میکروارگانیسم‌ها مواد شیمیایی ترشح می‌کنند که مواد جامد غیر محلول را به شکل محلول درمی آورد و این مواد به همان روش آلاینده‌های محلول به درون سلول جذب می‌گردند.
پس از انتقال مواد به درون سلول، عمل هضم انجام می‌شود. مرحلهی تبدیل دومین گام بسوی تشکیل لجن‌فعال است. پس از آنکه میکروارگانیسم مواد آلی را در خود تحلیل برد، فرآیند تبدیل شروع می‌شود، فرآیند تبدیل شامل سنتز و اکسایش است. سنتز به سادگی به تکثیر سلولهای بیشتر اشاره می‌کند و اکسایش با تشکیل گاز دی اکسید کربن، آب و انرژی ارتباط دارد. این دو واکنش فرآیند متابولیک میکروارگانیسم را ایجاد می‌کنند.
بهتر است در سیستم تصفیه، جمعیت بیولوژیکی کثیری وجود داشته باشد، بطوریکه وقتی شماری از میکروارگانیسم‌ها آنچه را که قبلا گرفته‌اند هضم می‌کنند، دیگران مواد آلی فاضلاب را کاهش دهند.
میکروارگانیسم‌ها برای شکستن مواد آلی ماده شیمیایی به نام آنزیم (کاتالیستهای بیولوژیکی) تولید می‌کنند، آنزیم‌ها در درون میکروارگانیسم و در آب پیرامون آنها حضور دارند. برای شکستن مواد آلی مختلف نیاز به آنزیم‌های مخصوص هست بطوریکه جمعیت بیولوژیکی بتوانند آنها را به میکروارگانیسم‌های بیشتر، CO2 و H2O تبدیل نماید. به این دلیل است که در یک سیستم تصفیه‌ی فاضلاب می‌باید میکروارگانیسم‌ها قبلا به محیط مایع خو گیرند تا بتوانند آنزیم‌های لازم را ترشح کنند. در حین راه افتادن تصفیه‌خانه میکروارگانیسم‌ها هم یاد می‌گیرند که آنزیم مورد نیاز برای شکستن ماده‌ی آلی خاص موجود در فاضلاب را به وجود آورند، میکروارگانیسم‌ها باید کاملا به فاضلاب خو بگیرند تا بتوانند میزان آنزیم مورد نیاز را تولید کنند. نهایتا میکروارگانیسم‌ها به همدیگر پیوسته و یک لخته را تشکیل می‌دهند.
انرژی + H2O+CO2 + میکروارگانیسم → میکروارگانیسم + ماده‌ی آلی
آلاینده‌ها توسط میکروارگانیسم‌هایی حذف می‌شوند که بعدا در فاضلاب ته‌نشین و خارج می‌شوند.
فرایند حذف آلاینده‌ها شامل مراحل زیر است:
استفاده میکروارگانیسم‌ها از مواد آلی پیچیده به عنوان منبع غذایی برای تولید میکروارگانیسم‌های بیشتر که نهایتا ته‌نشین و خارج می‌شوند ; گاز انیدرید کربنیک که در جو پراکنده می‌گردد، آب که بهمراه پساب خارج می‌شود، و انرژی که میکروارگانیسم‌ها برای ادامه زندگی خود مصرف می‌کنند. به عبارت ساده مواد آلی موجود در فاضلاب به میکروارگانیسم تبدیل شده و پس از ته‌نشینی از فاضلاب خارج می‌شوند.
فرایندی که توسط آن میکروارگانیسم‌ها مواد آلی پیچیده را می‌شکنند فرایندی مرکب است. فاضلاب دارای مواد آلی در حضور اکسیژن محلول و مدت زمان کافی با میکروارگانیسم‌ها مخلوط می‌شود و بدین ترتیب میکروارگانیسم‌ها قادر خواهند بود که مواد آلی پیچیده را بشکنند. در ابتدا یک نوع میکروارگانیسم خاص به یک بخشی از ماده‌ی آلی دارای ساختار پیچیده حمله می‌کند و میکروارگانیسم‌های دیگر به سایر بخشهای آن. میکروارگانیسم‌ها با جذب و هضم مواد آلی از اکسیژن محلول در فاضلاب نیز استفاده می‌کنند.
تشکیل لجن‌فعال
جمعیت بیولوژیکی میکروارگانیسم‌ها در فرآیند لجن‌فعال نقش عمده‌ای دارند. این میکروارگانیسم‌ها برای شکستن مواد آلی نیاز به آنزیم‌های ویژه‌ای دارند تا بتوانند آنها را به میکروارگانیسم‌های بیشتر، CO2 و H2O تبدیل نماید به این دلیل در سیستم تصفیه‌ی فاضلاب میکروارگانیسم‌ها قبلا باید به محیط مایع خو گیرند تا بتوانند آنزیمهایی لازم را ترشح کنند. در مرحله بعد لخته‌سازی انجام می‌شود. به این صورت که میکروارگانیسم‌ها در حوضچه‌ی هوادهی به هم برخورد می‌کنند و ذرات بزرگی بنام لخته تشکیل می‌شود. این لخته‌ها به سهولت تنشین خواهند شد. همچنانکه اختلاط این سلولها در حوضچه‌ی هوادهی ادامه می‌یابد، با مواد معلق و کلوییدی نیز برخورد و اتصال پیدا می‌کنند. این اتصال سبب بزرگ شدن لخته می‌شود در نتیجه ته‌نشینی بهتر رخ می‌دهد.
لجن‌فعال در سه مرحلهی مشخص تشکیل می‌گردد:
1- مرحلهی انتقال
2- مرحلهی تبدیل
3- مرحلهی لخته‌سازی (هماوردی)
تمام این مراحل بطور همزمان و مداوم در حوضچه‌ی هوادهی و تا حدودی در حوضچه‌ی ته‌نشینی رخ می‌دهند. ماده در ابتدا به درون سلول منتقل می‌شود.
در مرحلهی انتقال، مواد آلی محلول از دیواره‌ی سلولی جذب میکروارگانیسم گردیده و در آنجا شکسته می‌شوند. ذرات غیر محلول در دیواره‌ی سلول جذب سطحی و نهایتا شکسته شده و سپس از دیواره‌ی سلولی جذب می‌شوند.
جذب سطحی مواد نسبتا سریع انجام می‌گیرد و معمولا 15 تا 30 دقیقه طول می‌کشد. انتقال مواد محلول از دیواره‌ی سلولی و فرآیند هضم و جذب به زمان طولانی تری نیازمند است. هنگامی که مواد جامد جذب سطحی دیواره‌ی سلولی شد، میکروارگانیسم‌ها مواد شیمیایی ترشح می‌کنند که مواد جامد غیر محلول را به شکل محلول درمی آورد و این مواد به همان روش آلاینده‌های محلول به درون سلول جذب می‌گردند.
پس از انتقال مواد به درون سلول، عمل هضم انجام می‌شود. مرحلهی تبدیل دومین گام بسوی تشکیل لجن‌فعال است. پس از آنکه میکروارگانیسم مواد آلی را در خود تحلیل برد، فرآیند تبدیل شروع می‌شود، فرآیند تبدیل شامل سنتز و اکسایش است. سنتز به سادگی به تکثیر سلولهای بیشتر اشاره می‌کند و اکسایش با تشکیل گاز دی اکسید کربن، آب و انرژی ارتباط دارد. این دو واکنش فرآیند متابولیک میکروارگانیسم را ایجاد می‌کنند.
بهتر است در سیستم تصفیه، جمعیت بیولوژیکی کثیری وجود داشته باشد، بطوریکه وقتی شماری از میکروارگانیسم‌ها آنچه را که قبلا گرفته‌اند هضم می‌کنند، دیگران مواد آلی فاضلاب را کاهش دهند.
میکروارگانیسم‌ها برای شکستن مواد آلی ماده شیمیایی به نام آنزیم (کاتالیستهای بیولوژیکی) تولید می‌کنند، آنزیم‌ها در درون میکروارگانیسم و در آب پیرامون آنها حضور دارند. برای شکستن مواد آلی مختلف نیاز به آنزیم‌های مخصوص هست بطوریکه جمعیت بیولوژیکی بتوانند آنها را به میکروارگانیسم‌های بیشتر، CO2 و H2O تبدیل نماید. به این دلیل است که در یک سیستم تصفیه‌ی فاضلاب می‌باید میکروارگانیسم‌ها قبلا به محیط مایع خو گیرند تا بتوانند آنزیم‌های لازم را ترشح کنند. در حین راه افتادن تصفیه‌خانه میکروارگانیسم‌ها هم یاد می‌گیرند که آنزیم مورد نیاز برای شکستن ماده‌ی آلی خاص موجود در فاضلاب را به وجود آورند، میکروارگانیسم‌ها باید کاملا به فاضلاب خو بگیرند تا بتوانند میزان آنزیم مورد نیاز را تولید کنند. نهایتا میکروارگانیسم‌ها به همدیگر پیوسته و یک لخته را تشکیل می‌دهند.
سومین مرحله از تشکیل لجن‌فعال مرحلهی لخته‌سازی است. در حالی که میکروارگانیسم‌ها در حوضچه‌ی هوادهی مخلوط می‌شوند و با سایر میکروارگانیسم‌ها برخورد می‌کنند، ذرات بزرگی به نام لخته را تشکیل می‌دهند که به آسانی ته‌نشین خواهند شد، چون اختلاط این سلولها در حوضچه‌ی هوادهی ادامه می‌یابد، با مواد معلق و کلوییدی (آلاینده‌های غیر محلول) نیز برخورد و اتصال پیدا می‌کنند. این اتصال سبب بزرگتر شدن لخته می‌شود. سرانجام تمام جوانب سلول با این مواد پوشیده شده و دیگر ذرات بیشتری نمی‌توانند بدان بچسبد، لیکن از آنجا که میکروارگانیسم‌ها همواره سطح تازه‌ای در اختیار این مواد می‌گذارند، سلول جدید برای چسبیدن ذرات آماده می‌شود تا لخته جدیدی شکل بگیرد.
ایزوترم لانگمیر(Langmuir isotherm) - شنبه بیستم فروردین 1390
نیکل و تاثیرات آن بر انسان - شنبه بیستم فروردین 1390
كلریناسیون - جمعه نوزدهم فروردین 1390
آلودگي هاي زيست محيطي - جمعه نوزدهم فروردین 1390
نیترات چیست و چگونه وارد آب می‌شود؟ - جمعه نوزدهم فروردین 1390
آلاینده های آب - جمعه نوزدهم فروردین 1390
انواع و کاربرد حوضچه های ته نشینی و انواع و کاربرد الکها و صافی ها - جمعه نوزدهم فروردین 1390
آب معدنی مزایای بیشتری دارد یا آب لوله کشی؟! - جمعه نوزدهم فروردین 1390
کاربرد ازن در تصفیه آب آشامیدنی - جمعه نوزدهم فروردین 1390
آب رسانی برای دیگ بخار - جمعه نوزدهم فروردین 1390
در خرید آب معدنی دقت کنید - جمعه نوزدهم فروردین 1390
درباره " وبا " یا "CHOLERA" بیشتر بدانیم - جمعه نوزدهم فروردین 1390
چند نکته درباره پارچهای فیلتردار - جمعه نوزدهم فروردین 1390
تاثیر آبیاری با پسباب بر برخی ویژگی های چمن ژاپنی دربافت های مختلف خاک - جمعه نوزدهم فروردین 1390
تولید بتنی با توانایی تصفیه آب وهوا در ایران جلوه دیگری از فناوری نانو - جمعه نوزدهم فروردین 1390
آب، خشکسالی و تعیین قیمت - جمعه نوزدهم فروردین 1390
محاسبه سایز لوله های آبسرد و گرم مصرفی - جمعه نوزدهم فروردین 1390
تعیین دبی آب حامل بار گرمایی و سرمایی - جمعه نوزدهم فروردین 1390
بوستر پمپ - جمعه نوزدهم فروردین 1390
مزایای سیستم لوله كشی كلكتوری - جمعه نوزدهم فروردین 1390
شبكه آب رسانی - جمعه نوزدهم فروردین 1390
جدول استاندارد خروجي فاضلاب ها - جمعه نوزدهم فروردین 1390
شبکه های فاضلاب - جمعه نوزدهم فروردین 1390
تصفيه پساب هاي صنعت آبكاري - جمعه نوزدهم فروردین 1390
فلزات سنگین در فاضلاب - جمعه نوزدهم فروردین 1390
وبا - سه شنبه شانزدهم فروردین 1390
سالمونلازیس - سه شنبه شانزدهم فروردین 1390
شيگلا - سه شنبه شانزدهم فروردین 1390
يرسينيا انتروكوليتيكا - سه شنبه شانزدهم فروردین 1390
طرح و محاسبه سپتیک تانک - یکشنبه چهاردهم فروردین 1390
لوله های مورد استفاده در شبکه جمع آوری فاضلاب - یکشنبه چهاردهم فروردین 1390
خوردگی میکروبیولوژی و نحوه کنترل آن - یکشنبه چهاردهم فروردین 1390
سیستم های بالابری در چاه - یکشنبه چهاردهم فروردین 1390
پرآب ترین جلگه ایران کلافه از پیامد های سدسازی - یکشنبه چهاردهم فروردین 1390
کمبود آب یک میلیارد نفر از ساکنان زمین را تهدید می کند - یکشنبه چهاردهم فروردین 1390
سدسازی تنها راهکار تأمین آب نیست - یکشنبه چهاردهم فروردین 1390
روشهای آبرسانی - شنبه سیزدهم فروردین 1390
دانلود متون آموزشی در زمینه آب و فاضلاب - شنبه سیزدهم فروردین 1390
کنترل کیفیت آب های آشامیدنی - شنبه سیزدهم فروردین 1390
شاخص های آب آشامیدنی - شنبه سیزدهم فروردین 1390
کاربرد سیستم HACCP راهبردی نوین در کنترل کیفیت آب آشامیدنی - شنبه سیزدهم فروردین 1390
تامین آب و مدیریت مصرف در عصر جدید - شنبه سیزدهم فروردین 1390
آب، فقر و توسعه - شنبه سیزدهم فروردین 1390
تهیه آب برای صنعت - جمعه دوازدهم فروردین 1390
املاح آب و ارزش تغذیه‌ای آنها - جمعه دوازدهم فروردین 1390
شبكه فاضلاب شهري در پيشگيري از اسهال كودكان نقش محوري دارد - جمعه دوازدهم فروردین 1390
بررسی روش های خالص سازی آب با به کارگیری فناوری نانو - جمعه دوازدهم فروردین 1390
ايمني وبهداشت ساختمان واحد كلرزني در تصفيه خانه ها - جمعه دوازدهم فروردین 1390
46 راه براي صرفه جويي و مصرف بهينه آب - جمعه دوازدهم فروردین 1390
مديريت كلرزني آب آشاميدني - جمعه دوازدهم فروردین 1390
موج شکن – Break water - جمعه بیست و نهم مرداد 1389
زهکشی - پنجشنبه بیست و هشتم مرداد 1389
پکیج های تصفیه فاضلابهای صنعتی - پنجشنبه بیست و هشتم مرداد 1389
فیلتر شنی و کربنی - چهارشنبه بیست و هفتم مرداد 1389
آشنایی با نرم افزار ArcGIS - چهارشنبه بیست و هفتم مرداد 1389
گندزدايي آب در مناطق روستايي - سه شنبه بیست و ششم مرداد 1389
سختي گير رزيني - سه شنبه بیست و ششم مرداد 1389
ازن ژنراتور - دوشنبه بیست و پنجم مرداد 1389
عمق نصب فاضلابروها - دوشنبه بیست و پنجم مرداد 1389
مهندسي آب بطري شده - یکشنبه بیست و چهارم مرداد 1389
اشعه ماوراء بنفش - یکشنبه بیست و چهارم مرداد 1389
دستگاه‌هاي كلرزني آب - شنبه بیست و سوم مرداد 1389