بنام خدا

عنوان مقاله : مشکالت بهره برداری در تصفیه خانه های فاضالب کوچک-یک مطالعه موردی

نویسندگان :S. Meriç - D. Kaptan - S. Övez - H. E. Okten

چاپ شده در مجله:Fresenius Environmental Bulletin, Volume 11 – No 10b. 2002

مربوط به درس تصفیه فاضالب

استاد: دکتر حسینی

ترجمه: محمد دیانتی953150073شماره دانشجویی:

1399 بهار

خالصه:

این مطالعه به منظور ارزیابی وض<<عیت فعلی ی<<ک تص<<فیه خان<<ه فاض<<الب کوچک در ش<<هر س<<یلیوری ترکی<<ه جهت بررس<<ی وض<<عیت کیفیت پس<<اب خروجی تصفیه خانه به منظور برآورده نمودن استاندارد آب های پذیرنده انجام شد. با توجه به اینک<<ه وض<<عیت دینامی<<ک میکروبیول<<وژیکی سیس<<تم تصفیه ، باعث ایجاد مشکالت اساسی عملیاتی است، لذا تمرک<<ز اص<<لی کار بر بهبود این وضعیت در تص<فیه خان<ه ب<ود. دو ک<ار روی تص<فیه خان<ه انجام شد. افزایش غلظت اکسیژن محلول در ح<<وض ه<<وادهی ، م<<وجب

SVI درص<د و همچ<<نین ک<<اهش 89 ب<ه 81 از CODافزایش کارآئی ح<ذف ت<<اCODشد. افزایش نسبت برگشت لجن موجب افزایش ک<<ارآئی ح<<ذف

گردی<<د. ه<<ر دو روشSVI و MLVSS درصد و همچنین بهب<<ود وض<<عیت 92 موجب حذف باکتری های رشته ای تا سطح قابل قب<<ول گردی<<د. وض<<عیت

نش<<ان دهن<<ده وض<<عیت لجن1( در ح<<وض OURنرخ مص<<رف اکس<<یژن )سالم بوده که تائید کننده افزایش کارآئی سیستم می باشد.

فاضالب خانگی ، آنالیز میکروبیول<<وژیکی، ب<<اکتری ه<<ایکلمات کلیدی: (، تص<<فیه خان<<هOURرش<<ته ای ، ان<<دازه گ<<یری ن<<رخ مص<<رف اکس<<یژن )

فاضالب کوچک ، خصوصیات فاضالب

:مقدمه تصفیه خانه فاضالب کوچک تصفیه خانه ای است که برای تص<<فیه فاض<<الب جمعیت

نفر مورد اس<<تفاده ق<<رار می گ<<یرد. مش<<کالت اص<<لی این تص<<فیه10000 تا 1000 خانه ها شامل ایجاد ب<و ، ک<ارآئی پ<ائین ، حجیم ش<دن لجن و تجم<ع ک<ف ب<ه دلی<ل تغی<<یرات م<<یزان حجم فاض<<الب ورودی و همچ<<نین خصوص<<یات فاض<<الب می باش<<د.

65تصفیه خانه فاضالبی که این مطالعه روی آن انج<<ام ش<<د در ش<<هر س<<یلیوری در نف<<ر7000کیلومتری جنوب غربی استانبول واقع ش<<ده ک<<ه ب<<رای تص<<فیه فاض<<الب

افراد س<<اکن در آپارتمانه<<ا م<<ورد اس<<تفاده ق<<رار می گ<<رفت. در حقیقت فاض<<الب مرکز شهر از طریق یک خط لوله وارد قسمت عمیق دری<<ا می ش<<د. ام<<ا ظ<<رفیت

به دلیل مهاجرت های پیش بینی نشده ب<ه این ش<<هر جوابگ<<و2020این کار تا سال نخواه<<د ب<<ود. ل<<ذا م<<ردم س<<اکن در این آپارتم<<ان ه<<ا بای<<د مش<<کل فاض<<الب خ<<ود را

( انج<<ام ش<<دهEIAبصورت محلی حل می کردند. گزارش ارزی<<ابی زیس<<ت محیطی ) برای ساخت این منطقه ، به<<ترین گزین<<ه را اح<<داث تص<<فیه خان<<ه فاض<<الب و تخلی<<ه پساب تصفیه شده به رودخانه مجاور بدون لطمه به استاندارد ه<<ای آبه<<ای پذیرن<<ده

(. 1پیشنهاد داده بود)

روزه و زم<<ان مان<<د10تصفیه خانه فاضالب سیستم لجن فعال با زم<<ان مان<<د لجن میلی گرم240 فاضالب ورودی BOD5 ساعته طراحی و ساخته شد. 8هیدرولیکی

براب<<رBOD5بر لیتر و کیفیت پساب تصفیه شده خروجی بصورت زیر تعیین گردی<<د: میلی15 براب<<ر TSS میلی گ<<رم ب<<ر لی<<تر ، 100 براب<<ر COD میلی گرم بر لیتر ، 50

میلی گرم بر لیتر . 10 برابر TKNگرم بر لیتر و 2001 ت<<ا 1997در طی چهار سال بهره برداری از این تصفیه خانه طی سال ها ی

مشکالتی مانند ایجاد بو ، حجیم شدن لجن و کاهش ظرفیت ه<<وادهی بخص<<وص در فصول تابستان مشاهده می شد که موجب کاهش فعالیت لجن و در نتیج<<ه ک<<اهش

کارآئی تصفیه خانه می گردید. این مطالعه روی وضعیت فعلی تصفیه خانه فاضالب شهر سیلیوری ترکیه ط<<راحی شد تا مشخص نماید که پساب خروجی تصفیه خان<ه در تط<ابق ب<ا اس<تاندارد آبه<ای پذیرنده ترکیه قرار دارد یا خ<یر. تمرک<ز اص<لی این مطالع<ه ب<ر بهب<ود ش<رایط ک<ار تصفیه خانه از نظر دینامیک میکروبیولوژی است ک<<ه عام<<ل اص<<لی مش<<کالت به<<ره

برداری می باشد.

مواد و روش ها نمونه گیری:

، مطالع<ه خصوص<یات فاض<الب ب<ا2001بین م<اه ه<ای اپری<ل ت<ا ج<والی در س<<ال نمون<<ه استفاده از هشت نمونه گرفته شده از نقاط مختلف تصفیه خانه انجام ش<<د.

( که به طور موازی بودند گرفته شد.II و Iلجن فعال از هر دو حوضه هوادهی )

آزمایشات:

نمونه ها حداکثر ظرف دو ساعت به آزمایشگاه تحویل داده شدند و همه آزمایشات [ و بدون افزودن مواد شیمیایی2شیمیایی بالفاصله طبق روشهای استاندارد ]

اندازه گیریGFC / 40 محلول با استفاده از کاغذ فیلتر واتمن CODانجام شد. شد.

- مشخصات شیمیایی نمونه های فاضالب مربوط به تصفیه خانه مورد بررسی.1جدول

دقيقه تعيين شد.30( پس از SVIشاخص حجم لجن ) آزمایش ها تکرار شدند. لجن فعال از هر دو حوض هوادهی گرفته شد و با استفاده از میکروسکوپ

، ژاپن( متصل بهIkegami پشتیبانی شده با دوربین Olympus BX-50پیشرفته )مدل یک کامپیوتر ،تجزیه و تحلیل میکروسکوپی شد.تصویر برداری میکروسکوپی به

منظور شناسایی جمعیت میکروبی قبل و بعد از بهینه سازی سیستم تصفیه انجام wtw330(لجن فعال با استفاده از اکسیژن متر مدل ourشد.نرخ مصرف اکسیژن )

انجام شد. همچنین آزمایشات شیمیایی وISO 8192-1986بر اساس متد [ 3میکروسکوپی روی نمونه های لجن های فعال صورت گرفت.]

نحوه بهینه سازی سیستم:برای بهینه سازی دو روش مورد استفاده قرار گرفت:

1الف:افزایش میزان هوادهی در حوض هوادهی شماره 2ب:افزایش نسبت برگشت لجن در حوض شماره

این دو روش بهینه سازی به منظور بهبود کیفیت پساب و حذف باکتری های رشته ای که به طور گسترده ای در دو حوض لجن فعال باعث ایجاد شده بود ، مورد

[4,5استفاده قرار گرفت.]

یافته هاآنالیز های شیمیایی:

نمونه که در روز های مختلف هفته و در8نتایج آنالیز های شیمیایی مربوط به آورده شده است.بر1شرایط مختلف آب و هوایی گرفته شده است ، در جدول

، COD،BOD5 ،ss خصوصیات شیمیایی فاضالب خانگی بر حسب 1اساس جدول TKM.و فسفر کل به ترتیب به صورت زیر گزارش شده است COD ،500 700 تا

mg/lit ، BOD5 250 400 تا mg/lit ، SS 190 220 تا mg/lit ،TKN 75 80 تا mg/litو T-P

0.6 تا 0.5 بین BOD5/COD اندازه گیری شدند.نسبت mg/lit 15 تا 9در محدوده 0.8 تا 0.6اندازه گیری شد. با توجه به اینکه این نسبت برای فاضالب های خانگی

میباشد ، کم بودن این نسبت در این فاضالب به این دلیل است که فاضالب یک بیمارستان خصوصی و فاضالب دو مدرسه فنی که در این منطقه واقع شده اند ،

% آن به10 ورودی به فرم محلول و اگر COD% 20وارد این تصفیه خانه میشود. قابلCOD[، باقی مانده 7فرم مواد محلول خنثی فرض شود بر اساس متون]

هیدرولیز بوده که نشان میدهد این فاضالب به وسیله سیستم بیولوژیکی قابل ،1 روز برای سن لجن نیاز دارد.بر اساس جدول 10 تا 5تصفیه بوده و به زمان

درصد92 تا 81کارایی سیستم برای حذف سوبسترای کربن دار زیاد و در محدوده میباشد.

در این جدول حدود مجاز آالینده ها بخصوص نیتروزن و فسفر برای آب های 30 تا 10پذیرنده آورده نشده است. برای حذف نیتروژن و فسفر در محدوده

mg/lit 3 تا 0.5 نیتروژن و mg/litفسفر کل ، الزم است از روش های تصفیه های [8پیشرفته شامل روش های بیولوژیکی ، شیمیایی یا هر دو استفاده شود. ]

16/5/2001 مربوط به تاریخ 4-آنالیز شیمیایی نمونه شماره 2جدول

31/5/2001 مربوط به تاریخ 5-آنالیز شیمیایی نمونه شماره 3جدول

مربوط به قبل از بهینه سازی سیستم و داده های جدول2داده های جدول شماره 2 مربوط به بعد از بهینه سازی میباشد.همانگونه که در جدول شماره 3شماره

% بود اما پس از بهینه81 قبل از بهینه سازی CODدیده میشود ، راندمان حذف CODسازی با افزایش غلظت اکسیژن محلول در حوض هوادهی ، راندمان حذف

نشان5 و 4%( افزایش یافت که این موضوع در جداول 92به میزان بیشتری )داده شده است.

5/7/2001 مربوط به تاریخ 7- آنالیز شیمیایی نمونه شماره 4جدول

5/7/2001 مربوط به تاریخ 7-آنالیز نمونه شماره 5جدول

در جدول7و4،5،6داده های خصوصیات لجن فعال مربوط به نمونه های شماره به طور خالصه نشان داده شده است.همانگونه که مالحظه میشود ،6شماره

نمیشود. در حالی که موجب بهبودMLVSSافزایش هوادهی موجب افزایش غلظت SVIمیشود. با این وجود افزایش نسبت برگشت لجن موجب بهبود قابل مالحظه در

MLVSS و SVI و3 میشود که در تطابق با آنالیز شیمیایی ارائه شده در جدول های میباشد.5

2 و حوض 1-نتیجه آنالیز لجن فعال ،حوض 6جدول

( :1شکل )

aتصویر میکروسکوپی لجن فعال قبل از بهینه سازی )افزایش هوادهی در حوض : 1)bتصویر میکروسکوپی لجن فعال بعد از بهینه سازی )افزایش هوادهی در حوض : 1)

تصویر میکروسکوپی لجن.2 بعد از افزایش نسبت برگشت لجن در حوض b قبل و شکل a- شکل 2شکل

1 در حوض هوادهی شماره OUR- میزان 3شکل

آنالیز های میکروسکوپی: آزمایشات میکروبیولوژی نشان دادکه باکتری های رشته ای با دانسیته باال به میزان

زیاد در نمونه ها وجود داشتند که علت ایجاد کف و حجیم شدن لجن و همچنین[9 میباشد.]MLVSS/MLSS و کم بودن نسبت SIVعلت کم یا زیاد بودن

هنگامی که با انجام بهینه سازی، غلظت اکسیژن محلول در هر حوض هوادهی به میزان1افزایش یافت ، جمعیت باکتری های رشته ای در حوض هوادهی شماره

(1قابل مالحظه ای کاهش یافت.)شکل با افزایش نسبت برگشت لجن اتفاق افتاد.2مشابه این وضعیت در حوض شماره

(1)شکل

:OURاندازه گیری در نمونه های لجن فعالOUR داده های مربوط به اندازه گیری 3در شکل شماره

نشان داده شده7 مربوط به جدول نمونه شماره 1گرفته شده از حوض درF/M مشابه فاضالب خانگی که با نسبت صحیحی از OURاست.نحوه تغییرات

[10تصفیه بیولوژیکی لجن فعال میباشد]

بحث و نتیجه گیری:

نتایج اصلی این مطالعه به صورت زیر خالصه شده است: -خصوصیات فاضالب ورودی به منظور تصفیه بیولوژیکی بدون نقص مهم است

همچنین این امر موجب مبشود که اطالعات ساختار میکروبیولوژیکی سیستمبدست آید.

-مشاهدات میکروسکوپی نمونه های لجن فعال بسیار مهم است زیر موجب میشود که شرایط بهره برداری بهینه بخصوص کاهش تعداد میکروارگانیسم های

رشته ای به سطح قابل قبول صورت گیرد.میکروارگانیسم های رشته ای نظیرmicrothrix parvicella و nocardiaعامل ایجاد کف و مشکل حجیم شدن لجن می

باشند. نیز همچنین کمک کننده است زیرا این داده ها موجب میشود کهOUR-اندازه گیری

با خصوصیات فاضالب ورودی وOURبتوان پایداری سیستم را حفظ نمود ، زیرا در سیستم در حال کار مرتبط است.F/Mنسبت

منابع : [1] Official Gazetta (1995). Turkish Legislation for The Protection of Aquatic Products, 22223, 1-9.

[2] APHA, AWWA and WPRC (1989). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17th Edition, Washington DC .

[3] ISO8192 (1986). Water Quality – Oxygen Demand Inhibition Assay by Activated Sludge.

[4] Eikelboom, D. H. (1975). Filamentous organisms observed in bulking activated sludge. Wat. Res., 9, 365.

[5] Jenkins, D., M. G. Richard, and G. T. Daigger. (1993). Manual on the Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foaming, Second Edition, Lewis Publishers, Chelsea, Michigan, 193 p.

[6] Tchobanoglous, G. and Burton, F.L. (1991). Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, Reuse, Metcalf & Eddy Inc., 3rd edition, McGraw-Hill , New York (1991).

[7] Orhon, D., Ates, E., Sozen, S., Cokgor, E.U. (1997). Characterization and COD fractionation of domestic wastewaters. Environ. Poll., 95(2), 191-204.