پکیج فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی به روش IFAS

   اگر به علت کمبود فضای در دسترس امکان استفاده از دیگر انواع پکیج های تصفیه فاضلاب مانند لجن فعال با هوادهی گسترده وجود نداشته باشد، می توان از پکیج IFAS استفاده نمود. در این نوع پکیج به علت استفاده از بسترهای شناور (مدیا) حجم مخزن هوادهی بسیار کاهش یافته بدین ترتیب ابعاد کلی پکیج بطور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا خواهد کرد.      

    در شرایطی که فاضلاب تولید ناشی از جمعیت نسبتا کمی باشد، پکیج های تصفیه فاضلاب با ظرفیتهای کم مورد استفاده قرار می گیرند، چرا که احداث تصفیه خانه های متعارف مسلتزم صرف هزینه های هنگفت و ساخت و بهره برداری پیچیده می باشند. همچنین با ساخت پکیج ها در کارگاه های مجهز، پکیج به سهولت در محل پروژه نصب شده و بدین ترتیب ضمن ارتقای کیفیت ساخت، عملیات لازم در محل حداقل می شود. 

    پکیج های فلزی یکی از مهمترین انواع پکیج های تصفیه فاضلاب بهداشتی هستند که از آنها بطور گسترده در تصفیه فاضلاب بهداشتی اماکنی نظیر مجتمع های مسکونی و تجاری، ساختمان های اداری، کارگاه ها و کارخانجات استفاده می شود. گستردگی کاربرد این پکیج ها به سبب ویژگی های قابل توجه آنها می باشد.

موارد کاربرد پکیج های فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی

     با توجه به ملاحظات فنی و اقتصادی، پکیج های فلزی معمولاً بهترین گزینه برای تصفیه فاضلاب با ظرفیتهای کمتر از 150-100 مترمکعب در شبانه روز محسوب می شوند. از طرفی در اغلب موارد ظرفیت مورد نیاز برای پکیج تصفیه نیز در همین محدوده قرار دارد. این موارد همراه با سایر مزایا باعث شده از پکیج های فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی بطور گسترده ای در سراسر کشور استفاده شود. 

مهمترین موارد کاربرد  پکیج های فلزی تصفیه فاضلاب بهداشتی عبارتند از:

     1- کارگاه ها و کارخانجات تولیدی و صنعتی

     2- ساختمان های اداری

     3- کارگاه های ساختمانی و کمپ کارگر

     4- مجتمع های مسکونی و ویلایی

     5- رستوران ها و سالن های غذاخوری

     6- هتل ها و مراکز اقامتی

     7- سرویس های بهداشتی عمومی

     8- مراکز تفریحی و گردشگری

ویژگی های پکیج فلزی تصفیه فاضلاب

     1- کارایی بسیار بالا در تصفیه فاضلاب مطابق استاندارد حفاظت محیط زیست

     2- برخورداری از کلیه تجهیزات و سیستم های مورد نیاز تصفیه و عدم نیاز به هیچ گونه لوازم و تجهیزات جانبی دیگر

     3- سرعت بالا در ساخت، نصب و راه اندازی

     4- پرتابل بودن و امکان جابجایی پکیج حتی پس از نصب و راه اندازی

     5- امکان بهره برداری ساده و کم هزینه از پکیج

     6- قیمت پایین تر در ظرفیت های 50 تا 60 متر مکعب در شبانه روز نسبت به سیستم های بتنی

     7- سهولت ارتقاء ظرفیت پکیج و اعمال هر گونه تغییر حتی در زمان بهره برداری 

     8- عدم تولید بوی نامطبوع به سبب کارکرد مداوم سیستم های هوادهی 

     9- امکان ساخت در تمامی ابعاد دلخواه با توجه به فضای در دسترس

     10- در دسترس بودن کلیه لوازم یدکی پکیج و هزینه کم تعمیر و نگهداری 

     11- سازگاری با آب و هوای اغلب مناطق کشور

     12- عدم نیاز به انجام عملیات ساختمانی سنگین در محل اجرای پروژه 

فرآیند تصفیه 

   نوعی فرآیند لجن فعال است که در آن علاوه بر رشد معلق، باکتریها میتوانند با چسبیدن بر روی یک سطح (مدیا) رشد چسبیده نیز داشته باشند. به همین دلیل به فرآیند IFAS فرآیند دوگانه نیز گفته می شود چراکه در این سیستم هم رشد معلق و هم رشد چسبیده صورت می پذیرد.
   مدیاها معمولاً از قطعات اسفنجی یا مواد پلاستیکی ساخته می شوند که دارای چگالی نزدیک به آب هستند که به آنها ((مدیا)) یا ((حامل بیوفیلم )) یا ((آکنه)) گفته می شود. چگالی آنها در محدوده 98/0 – 95/0 گرم بر سانتیمترمکعب بوده بطوریکه به راحتی امکان غوطه ور شدن در فاضلاب را دارند. نیروی لازم جهت اختلاط و غوطه وری این مدیا ها توسط سیستم هوادهی عمقی یا همزن های مکانیکی تأمین می شود. البته برخی از مدیاها در ابعاد بزرگ ساخته می شوند بطوریکه این قطعات را می توان در مخزن هوادهی بصورت ثابت نصب کرد که به آنها مدیاهای ثابت گفته می شود. 

   در عمل بیشتر از مدیا های پلاستیکی غوطه ور استفاده می شود. این مدیا ها در شکل ها و ابعاد مختلفی ساخته می شوند اما معمولاً ابعاد آنها 50 – 5 میلیمتر است. در شکل 4-14 انواع مختلفی از این مدیاها نشان داده شده است.
غلظت توده بیولوژیکی (MLSS)در فرآیند لجن فعال معمولا 5000-1000 گرم برمترمکعب است. این درحالی است که مقدار توده بیولوژیکی در مدیاها 20000-10000 گرم در مترمکعب می باشد. بنابراین چنانچه بخشی از مخزن هوادهی با مدیاها پرشود، غلظت توده بیولوژیکی در واحد حجم مخزن هوادهی قابل افزایش بوده و بدین ترتیب می توان حجم مخزن هوادهی را کوچکتر کرد.
از همین رو از فرآیند IFAS بیشتر در مواردی استفاده می شود که به سبب کمبود فضا امکان ساخت مخازن هوادهی بزرگ وجود نداشته باشد. همچنین در مواردی که بخواهیم ظرفیت واحد هوادهی یک سیستم تصفیه موجود را افزایش داد می توان از این فرآیند استفاده نمود. در این حالت متناسب با مقدار افزایش ظرفیت مورد نظر، بخشی از مخزن هوادهی با مدیا پرشده و بدین ترتیب بدون نیاز به افزایش حجم مخزن هوادهی، ظرفیت تصفیه سیستم افزایش خواهد یافت. در فرآیند IFAS معمولا 60-20 درصد از مخزن هوادهی با مدیا پرمی شود که با افزایش غلظت MLSS، حجم مخزن هوادهی تا 40 درصد حجم اولیه قابل کاهش است.
همزمان با رشد باکتریها بر روی سطح مدیا، ضخامت لایه بیولوژیکی افزایش می یابد به گونه ای که به تدریج اکسیژن کافی با باکتریهای واقع در لایه های زیرین نمی رسد. همین مسئله باعث ایجاد شرایط آنوکسیک شده و امکان حذف بیولوژیکی ازت را فراهم می سازد که یکی از مزایای فرآیند IFAS است. این درحالی است که در فرآیند لجن فعال به سبب وجود اکسیژن کافی در تمام مخزن هوادهی به علت عدم ایجاد شرایط آنوکسیک امکان حذف ازت وجود ندارد.
همچنین می توان با اضافه کردن یک واحدا آنوکسیک مستقل در قبل یا بعد از مخزن هوادهی، راندمان حذف نیتروژن را بصورت قابل ملاحظه ای افزایش داد. در شکل 4-15 فرآیند IFAS همراه با یک واحد آنوکسیک در قبل از واحد هوادهی نشان داده شده است.

بر این اساس مهمترین مزایای فرآیند IFAS عبارتند از:

1- کاهش حجم مخزن هوادهی و در نتیجه کاهش فضای مورد نیاز سیستم تصفیه
2- امکان افزایش ظرفیت و ارتقای سیستم های تصفیه فاضلاب موجود بدون افزایش حجم مخزن هوادهی
3- مقاومت بالای سیستم در برابر شوکهای وارده به علت غلظت بالای لجن در مخزن هوادهی
4- امکان حذف ازت در مخزن هوادهی بدون نیاز به تهیه و ساخت واحدهای اضافی دیگر
5- امکان افزایش غلظت لجن در مخزن هوادهی (MLSS) بدون افزایش بار بر واحد ته نشینی ثانویه
6- امکان کنترل نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون با تنظیم مقدار اکسیژن محلول (DO)

در مقابل مهمترین معایب فرآیند IFAS عبارتند از:

1- نیاز به خرید مدیا
2- افزایش مصرف انرژی به منظور بالا نگه داشتن مقدار اکسیژن محلول
3- لزوم آشغالگیری و دانه گیری بهتر به منظور جلوگیری از گرفتگی مدیاها
4- افزایش افت فشار هیدرولیکی در واحد هوادهی به علت نصب صفحات سوراخدار جهت جلوگیری از خروج مدیا

پارامترهای اساسی در طراحی فرآیند IFAS درجدول 4-2 آمده است.

واحدهای پکیج

     این نوع پکیج دارای 6 واحد اصلی زیر است:

     1- آشغالگیری
     2- هوادهی
     3- ته نشینی ثانویه 
     4- کلرزنی (گندزدایی)
     5- هاضم لجن
     6- تابلو قدرت و فرمان
     

اصلی ترین واحد این پکیج ها واحد هوادهی بوده که تقریبا 60 درصد از حجم کل پکیج را به خود اختصاص می دهد.