با توجه به ترکیبات متنوع فاضلاب صنعتی، سیستم های تصفیه اغلب به ترکیبی از چندین روش برای دستیابی به استانداردهای تخلیه مورد نیاز نیاز دارند. روشهای تصفیه فاضلاب بر اساس تکنیکهای مورد استفاده به چهار دسته تقسیم میشوند: فیزیکی، شیمیایی، فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی. تصفیه بیولوژیکی از فرآیندهای متابولیکی میکروارگانیسم ها در فاضلاب برای تجزیه مواد آلی زیست تخریب پذیر استفاده می کند. این روش که به دلیل ظرفیت بالای تصفیه، کارایی{3}}هزینه و قابلیت اطمینان اقتصادی آن شناخته شده است، رایج ترین روش تصفیه آب در سراسر جهان است.
کاربرد هواده ها در تصفیه فاضلاب
روش های تصفیه بیولوژیکی بر اساس نیاز اکسیژن میکروارگانیسم های درگیر به دو دسته عمده هوازی و بی هوازی تقسیم می شوند. به طور کلی، روشهای هوازی برای فاضلابهایی با غلظت پایینتر، مانند پساب کارخانههای اتیلن، مناسبتر هستند، در حالی که روشهای بیهوازی برای فاضلابهای لجنی و غلظتهای بالاتر مناسبتر هستند. تصفیه بیولوژیکی هوازی را می توان بیشتر به فرآیندهای لجن فعال و فرآیندهای بیوفیلم طبقه بندی کرد.
فرآیند لجن فعال یک تقویت مصنوعی در تصفیه طبیعی آب است که با تکیه بر لجن فعال به عنوان عامل اصلی حذف آلاینده های آلی است. میکروارگانیسم های هوازی موجود در لجن فعال برای عملکرد مؤثر به حضور اکسیژن نیاز دارند. در مخزن هوادهی یک سیستم تصفیه فاضلاب بیولوژیکی، راندمان انتقال اکسیژن با سرعت رشد میکروارگانیسمهای هوازی همبستگی مثبت دارد. تامین اکسیژن باید به طور جامع بر اساس کمیت و ویژگی های فیزیولوژیکی میکروارگانیسم های هوازی و همچنین ماهیت و غلظت بستر تعیین شود. این تضمین می کند که لجن فعال در حالت بهینه خود برای تجزیه مواد آلی عمل می کند. نتایج تجربی نشان می دهد که اکسیژن محلول (DO) در مخزن هوادهی باید در 3-4 میلی گرم در لیتر حفظ شود. تامین ناکافی اکسیژن منجر به عملکرد ضعیف لجن فعال و کاهش راندمان تصفیه می شود. برای اطمینان از تامین اکسیژن کافی، تجهیزات تخصصی مانند هواکش ضروری است.
اصل هوادهی
هوادهی وسیله ای برای دستیابی به تماس شدید بین هوا و آب است. هدف آن حل کردن اکسیژن هوا در آب یا حذف گازهای ناخواسته و مواد فرار از آب به هوا است. به عبارت دیگر، انتقال جرم بین فازهای گاز و مایع را افزایش می دهد. هوادهی همچنین سایر عملکردهای حیاتی مانند اختلاط و هم زدن را انجام می دهد.
انتقال اکسیژن از هوا به آب شامل انتقال جرم از فاز گاز به فاز مایع است. یک نظریه به طور گسترده ای که این فرآیند انتشار را توصیف می کند، نظریه دو فیلم است که توسط لوئیس و ویتمن ارائه شده است. این نظریه بیان می کند که یک لایه گاز و یک فیلم مایع در فصل مشترک آب گاز- وجود دارد. مناطق خارج از این فیلم ها به ترتیب جریان متلاطم هوا و آب را تجربه می کنند. بین فیلمهای گاز و مایع، یک ناحیه جریان آرام قرار دارد که در آن جابجایی وجود ندارد و در شرایط خاص، گرادیانهای فشار و غلظت ایجاد میکند. اگر غلظت اکسیژن در فیلم مایع کمتر از سطح اشباع در آب باشد، اکسیژن هوا همچنان از طریق لایهها به داخل بدنه آب پخش میشود. بنابراین، لایه های مایع و گاز مقاومت اولیه در برابر انتقال اکسیژن را تشکیل می دهند. واضح است که موثرترین راه برای غلبه بر مقاومت لایه مایع، تجدید سریع رابط مایع- گاز است.
هوادهی دقیقاً از طریق موارد زیر به این مهم دست می یابد:
1.کاهش اندازه حباب
2. افزایش مقدار حباب
3. افزایش تلاطم مایع
4.افزایش عمق نصب هواکش
5. طولانی شدن زمان تماس حباب-مایع
تجهیزات هوادهی به طور گسترده ای در تصفیه فاضلاب بر اساس این اصول پذیرفته شده است.