فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS)

     فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS) یکی از انواع فرآیند لجن فعال است که جریان فاضلاب در آن بصورت پیوسته می­ باشد. در این فرآیند به منظور حذف مواد درشت قابل ته­ نشینی و جلوگیری از اعمال باراضافه به سیستم تصفیه قبل از مخزن هوادهی از یک مخزن ته­ نشینی استفاده می­ شود که به آن مخزن ته­ نشینی اولیه می­ گویند. در فاضلاب های بهداشتی مخزن ته­ نشینی اولیه قادر به حذف بار آلودگی تا 35% است اما در فاضلاب های صنعتی راندمان تصفیه این مخزن بستگی به مقدار مواد قابل ته­ نشینی موجود در فاضلاب دارد.

در شکل مقابل فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل نشان داده شده است.

      به علاوه در فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل، یک سیستم اختلاط در مخزن هوادهی وجود دارد که غلطت مواد را در نقاط مختلف کل مخزن همواره ثابت نگه می­ دارد. از همین رو یکی از مزایای این فرآیند آن است که در صورت ورود هرگونه شوک ناشی از ورود مواد آلاینده با غلظت بالا، این مواد به سرعت در کل مخزن هوادهی توزیع شده و رقیق می­ شوند و به این صورت اثرات نامطلوب اعمال شوک بسیار کم می­ شود. به همین سبب در تصفیه برخی از فاضلاب های صنعتی که امکان ورود چنین شوکی وجود دارد، استفاده از فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل می­ تواند مورد توجه قرار بگیرد.

عمده­ ترین ویژگی­ ها و مزایای فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS) عبارتند از:

    1- استفاده از آن در تصفیه انواع فاضلاب­ ها بسیار معمول است.

    2- فرآیند پایه بسیاری از انواع فرآیندهای لجن فعال است.

    3- قابلیت تبدیل به بسیاری از انواع فرآیندهای لجن فعال را دارد.

    4- به دلیل رژیم اختلاط کامل و قابلیت رقیق سازی ناشی از آن، توان بالایی برای تحمل مواد سمی و شوک­ های آلودگی دارد.

    5- به علت رژیم اختلاط کامل در تمامی نقاط مخزن هوادهی نیاز به اکسیژن ثابت و یکنواخت است.

    6- طراحی این فرآیند نسبتاً ساده است.

    7- برای هوادهی با تمامی شیوه­ های هوادهی از قبیل سطحی و عمقی مناسب است.

    8- بهره­ برداری از این فرآیند نسبت به انواع دیگر ساده­ تر است.

     اصلی­ ترین عیب فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS) آن است که در این فرآیند به سبب نسبت کم و یکنواخت F/M در مخزن هوادهی، احتمال رشد میکروارگانیسم­ های رشته­ ای و بروز مشکلات ناشی از حجیم شدن لجن وجود دارد. این میکروارگانیسم­ ها در زمان وجود غذای کم امکان رشد یافته و باعث حجیم شده لجن و مشکلات ناشی از صعود لجن به سطح فاضلاب می شوند.

استفاده از فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل(CMAS) برای تصفیه فاضلاب در شرایط زیر می­ تواند بهترین کارایی را در استفاده از این فرآیند به دنبال داشته باشد. این شرایط عبارتند از:

    1- نسبت BOD5 به COD فاضلاب بیشتر از 0/5 باشد.

جدول1 : موارد کاربرد فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS)

ردیف موارد کاربرد

علت کاربرد

1 - شهرها

- هزینه کمتر برای ساخت مخازن هوادهی به علت زمان ماند کمتر نسبت به هوادهی گسترده

- صرفه اقتصادی جهت تهیه و نصب تجهیزات پردازش لجن

- رقیق شدن مواد آلاینده ورودی در زمان کم به سبب اختلاط کامل در مخزن هوادهی

2 - شهرک ها و مجتمع های بزرگ مسکونی با جمعیت بیش از 1000 نفر
3 - شهرک های صنعتی
4 - صنایع بزرگ غذایی و لبنی با ظرفیت بیش از 1000 متر مکعب در شبانه روز

    2- مقدار COD فاضلاب کمتر از 1000 میلیگرم در لیتر باشد.

    3- حجم فاضلاب روزانه به اندازه­ ای زیاد باشد که تهیه تجهیزات هضم و پردازش لجن مقرون به صرفه باشد.

    4- مقدار مواد معلق قابل ته­ نشینی در فاضلاب حداقل 20 درصد از کل بارآلودگی را تشکیل دهد.

با توجه به شرایط گفته شده از فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS)بیشتر در تصفیه فاضلاب بهداشتی شهرها و جوامع انسانی بزرگ استفاده می­ شود. چراکه در این شرایط از نظر اقتصادی بهتر است که لجن تولیدی توسط یک واحد هضم و پردازش لجن مورد تصفیه قرارگیرد. درحالی که در تصفیه­ خانه­ های کوچک تأمین تأسیسات هضم لجن به نسبت حجم فاضلاب بسیار گران خواهد بود.

جدول2 : پارامترهای طراحی فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (ُCMAS)

نوع رئاکتور

سن لجن(روز)

SRT (day)

F/M

Kg BOD
--------------
Kg MLVSS.d

بارگذاری حجمی
Kg BOD

--------------
m3.d

MLSS

mg
------
lit

زمان ماند هیدرولیکی
HRT (hr)

اختلاط کامل

3-15 0.2-0.6 0.3-1.6 1500-4000 3-6

در جدول 1 موارد کاربرد فرآیند CMAS به همراه علت کاربرد آن آمده است.

در جدول 2 مهمترین پارامترهای طراحی فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS)آمده است.

به علت آنکه در این فرآیند مقدار F/M بیش از 0/1 است، لذا معمولاً این فرآیند با مشکل رشد میکروارگانیسم­ های رشته ­ای و پدیده حجیم شدن لجن مواجه نمی­ شود. چون سن لجن در این فرآیند کم است، بنابراین فرآیند نیتریفیکاسیون بصورت ناقص رخ می­ دهد. البته درصد پیشرفت نیتریفیکاسیون در این فرآیند به دمای محیط بستگی دارد.

زمان ماند هیدرولیکی (HRT) در این فرآیند به­ اندازه­ ای است که باکتری ها و میکروارگانیسم­ ها تنها فرصت کافی برای جذب مواد را داشته باشند. از این رو در فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS) درمخزن هوادهی شرایط به گونه­ ای است که فرصت کافی برای هضم لجن وجود نداشته وحجم لجن تولیدی نسبت به فرآیندهایی نظیر هوادهی گسترده بالا می­ باشد. 

برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص انواع فرآیندهای لجن فعال می توانید به لینک های زیر مراجعه فرمایید.

 

1- فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS)

2- فرآیند لجن فعال متعارفی با جریان قالبی (CPFAS)

3- فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS)

4- فرآیند لجن فعال با تثبیت تماسی (CSAS)

5- فرآیند رئاکتور ناپیوسته متوالی (SBR)

6- فرآیند رئاکتور بیولوژیکی غشایی (MBR)

 

محدوده