مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فرآیند تصفیه بی هوازی
تصفيه بی هوازی فاضلاب ، روش تصفيه بيولوژيکی فاضلاب بدون استفاده از هوا يا اکسيژن است و بيشترين کاربرد آن در حذف مواد آلی داخل فاضلاب و لجن می باشد . هضم بیهوازی (AD) یک فرایند بیوشیمیایی است که مواد آلی متعددی را با بکارگیری میکروارگانیسم های طبیعی تحت شرایط بدون اکسیژن تبدیل به تولید مخلوطی گازی با ترکیب اصلی متان ودی اکسید کربن می کند.
کل فرایند AD ترکیبی از چند واکنش شیمیایی یا فیزیکوشیمیایی است.این واکنش ها را اساسا می توان به صورت تجزیه،هیدرولیز ،تخمیر(اسید سازی)،استات سازی و متان سازی طبقه بندی کرد.
تفاوتهای تصفیه هوازی وبی هوازی


هیدرولیز
از این میان هیدرولیز مرحله ای است که در آن به واسطه آنزیم (شیمیایی یا بیو شیمیایی) مواد آلی پلیمری با زنجیره بلند مانند لیپیدها،پلی ساکاریدها،پروتئین ها،اسید نوکلئیک و چربی ها به مولکولهای کوچک قابل تجزیه که در مرحله تخمیر توسط میکروارگانیسمها مصرف می شوند، تبدیل می شوند.این ترکیبات قابل حل شامل اسیدهای چرب،مونوساکاریدها،آمینواسیدها،آروماتیک های ساده ودیگر ترکیبات کوتاه زنجیر می باشند.

تاثیر برخی عوامل بر فاز هیدرولیز
اکسیژن میتواند هیدرولیز وحتی مرحله اسیدسازی فرایند  AD را تسهیل کند.هوادهی منتج به اکسیداسیون برخی سوبستره های موجود توسط تنفس هوازی،باعث حذف متان ذخیره شده می گردد.
گفته می شود که در سیستم های هاضم با فازهای مجزا،هوادهی جزئی می تواند با مرحله آغازین هیدرولیز به صورت بسیار مناسب تجمیع گردد.این آرایش باعث تسهیل هیدرولیز به همراه کمترین تاثیر منفی ناشی از هوادهی می گردد.
کیفیت بهبود یافته جریان خروجی می تواند در فرایند AD  به وسیله هوادهی محدود به دست آید . هوادهی جزئی به همراه هضم بی هوازی می تواند یک ابزار بسیار مفید برای تصفیه گستره متنوعی از فاضلابهای آلی با تصفیه مشکل وپایدار وسمی که هم با فرایند هوازی تنها وهم با فرایند بی هوازی تنها تصفیه آنها مشکل است،باشد.هوادهی محدود همچنین می تواند به جلوگیری از تشکیل ماده سمی H2S در هاضم های غنی از سوبستره های S  کمک کند که این امر کیفیت بهتر جریان خروجی وبیوگاز تولیدی را در پی دارد.
سرعت هیدرولیز تابعی از عواملی نظیر PH ، دما ،ترکیب واندازه ذرات سوبستره وغلظت بالای محصولات میانی است.
سرعت هیدرولیز فاضلاب وابسته به مقادیر PH است.اما در PH بین 5 تا 7 وغلظتCOD تا g/lit30   ، سرعت هیدرولیز به VFA(اسید چرب فرار) بستگی ندارد.لذا می توان نتیجه گرفت که متغیر PH، اولین کنترل کننده فرایند است نه غلظت VFA.هرچند غلظت VFA از طریق تعادل شیمیایی PH فاضلاب را افزایش می دهد.
هیدرولیز کربوهیدراتها هم به PH و هم به استات وابسته است که PH نقش بسیار مهمتری دارد.درحالیکه برای هیدرولیز پروتئین تاثیر استات بسیاربیشتر از PH است.لذا اثر ممانعت کنندگی استات برای کربوهیدراتها به خاطر رابطه آن با کاهش PH است،نه وجود گونه های استات.در حالیکه در هیدرولیز پروتئین فاکتور کاملا مهم استات است.
مجموعه آنزیمهای مورد نیاز در فاز هیدرولیز به مقدار زیادی به ترکیب جریان فاضلاب ورودی وابسته است.به علاوه فعالیت این آنزیمها ممکن است بسته به میزان وجود واسطه های متابولیک در فاضلاب تغییر کند.به عنوان مثال فعالیت لیپاز در هاضم بی هوازی استاندارد در حضور سولفید وسولفیت بهبود یافته ودر حضور سولفات کند می شود.همچنین میزان سوبستره ومحصولات تولید شده نیز اهمیت دارند.
طراحی فرایندهای تاسیسات تصفیه فاضلاب وابسته به دو گونه دمایی است : مزوفیل ها و ترموفیل ها
مزوفیل ها در 20 تا 40 درجه سانتی گراد و ترموفیل ها در 45 تا 65 درجه سانتی گراد فعالیت می کنند.دما در تعیین سرعت واکنش ها،هیدرولیز مواد خاص وتولید متان موثر است.تغییر 10 درجه ای در دما تقریبا می تواند سرعت واکنش را نصف یا دو برابر کند یا کاملا واکنش را متوقف نماید.
هیدرولیز بیشتر توسط دما تحت تاثیر قرار می گیرد تا زمان ماند.دمای زیاد باعث تولید بیشتر COD محلول می شود ، درحالیکه افزودن زمان ماند تاثیری در افزایش تولید COD  ندارد.
تهیه کننده:مهدی حسن وند جمادی