تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون که گونه ی دیگری از فرآیند لجن فعال می باشد، فرآیندی شامل هوادهی طولانی و اختلاط کامل است. طراحی بسیاری از سیستم ها به گونه ای می باشد که به صورت سیستم های هوادهی گسترده عمل نمایند. سیستم های معمول تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون شامل پیکره بندی ای تک یا چند کاناله با حوضچه های حلقوی، بیضوی یا نعل اسبی شکل می باشند. هواده هایی که به صورت افقی یا عمودی در سیستم نصب می شوند، هوادهی، گردش و تبادل اکسیژن در حوضچه را فراهم می نمایند.
پکیج تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون معمولاً در ابعادی ساخته می شود که توانایی تصفیه فاضلاب با دبی 37 تا 1900 مترمکعب در روز را داشته باشد.
همانطور که در شکل بالا نیز مشاهده می کنید، فاضلاب خام پیش از ورود به برکه اکسیداسیون از آشغال گیر عبور می کند. بسته به اندازه ی سیستم و نوع طراحی آن، ممکن است نیاز به استفاده از دانه گیر نیز وجود داشته باشد. فاضلاب درون برکه توسط هواده های مستغرق یا ادوات مکانیکی هوادهی می شود (بسته به نوع طراحی) که این کار موجب چرخش مایع مخلوط حول کانال با سرعت بالایی شده و از ته نشینی ذرات جامد جلوگیری می کند. استفاده از هواده‌ها به دلیل حصول اطمینان از کافی بودن میزان اکسیژن موجود در فاضلاب برای میکروب ها و همینطور اختلاط مناسب و تماس مداوم میکروارگانیسم ها با منابع غذایی می باشد.
در برکه اکسیداسیون تمایل به عملکرد در شرایط هوادهی گسترده می باشد که در آن مدت زمان ماند هیدرولیکی و مواد جامد طولانی باشد، که این امر باعث تجزیه مواد آلی بیشتری می‌گردد. فاضلاب تصفیه شده برای جداسازی آب و جامدات بیولوژیکی به مخزن ته نشینی یا زلال ساز نهایی منتقل می گردد. سپس همزمان با جداسازی لجن، فاضلاب وارد فرآیندهای تصفیه دیگر می شود. بخشی از این لجن به عنوان لجن فعال برگشتی (RAS) به برکه بازگردانده شده و مابقی (WAS) برای انجام دیگر فرآیندها از سیستم خارج می شوند. لجن فعال مازادی که به صورت پیوسته یا روزانه از سیستم خارج می شود نیز پیش از دفع یا استفاده ی مجدد باید تثبیت شده باشد.
کاربردهای تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون
برکه اکسیداسیون برای مواردی کاربردی می باشد که در آن ها نیاز به حذف مواد مغذی، محدودیت بسته به ماهیت محل یا تمایل به کارگیری سیستم های بیولوژیکی با کمترین میزان مصرف انرژی و حداقل استفاده از مواد شیمیایی، مگر برای تصفیه تکمیلی وجود دارد. فرایند برکه اکسیداسیون می تواند برای تصفیه هر نوع فاضلابی که قابل تجزیه بیولوژیکی است، مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر آن این سیستم می تواند به گونه ای طراحی شود که دی‌نیتریفیکاسیون و حذف فسفر را نیز انجام دهد.
صنایعی که می توانند از برکه اکسیداسیون استفاده نمایند شامل صنایع غذایی، بسته‌بندی گوشت و مرغ، داروسازی، کارخانه های لبنیات، پتروشیمیایی و .. هستند. همچنین از برکه اکسیداسیون می توان در صنایع کوچک، مدارس و جوامع کوچک نیز استفاده نمود. در نهایت این روش بیشتر برای مواردی مناسب می باشد که فضای خالی بزرگی را در اختیار دارند.
مزایا و معایب برکه اکسیداسیون
مزایا
- مناسب بودن برکه اکسیداسیون برای تصفیه فاضلاب های خانگی معمول، متناسب بودن میزان نیاز به انرژی و عملکرد مناسب در تمام شرایط آب و هوایی.
- به دلیل پایین بودن هزینه های بهره برداری، تعمیر و نگهداری و عملکرد سیستم، برکه‌های اکسیداسیون بسیار مقرون به صرفه می باشند.
- از برکه اکسیداسیون می توان با یا بدون زلال ساز استفاده نمود که این عامل بر روی انعطاف‌پذیری و هزینه های سیستم بسیار تاثیرگذار است.
- این سیستم ها همواره جریان خروجی با کیفتی از لحاظ TSS، BOD و مقدار آمونیاک تولید می کند.
- برکه اکسیداسیون نیاز به مهارت های تخصصی برای بهره برداری نداشته و در مقابل شوک‌های موجود در جریان فاضلاب بارگذاری های هیدرولیکی مقاوم است.
معایب
- برکه های اکسیداسیون به دلیل استفاده از تجهیزاتی مانند میکسرها و سیستم های هوادهی دارای سر و صدا بوده و در صورت عملکرد نامناسب تولید بو می کنند.
- تصفیه بیولوژیکی قادر به تصفیه فاضلاب هایی با میزان سمیت بالا نمی باشد.
- برکه اکسیداسیون نیاز به فضای نسبتاً زیادی دارد.
- در صورت تغییر استانداردهای مربوط به تصفیه، این سیستم ها انعطاف پذیری کمی دارند.
ویژگی های ساختاری و طراحی برکه اکسیداسیون
اجزای کلیدی یک برکه اکسیداسیون معمول شامل تجهیزات آشغال گیری، توزیع کننده جریان (به همراه چند سیستم)، یک حوضچه یا کانال، تجهیزات هوادهی (بسته به نوع طراحی هواده‌های مکانیکی، جت میکسرها یا دیفیوزرها)، یک مخزن ته نشینی یا زلال ساز نهایی(به همراه چند سیستم) و یک سیستم RAS (به همراه چند سیستم) می باشد. در اکثر مواقع اندازه حوضچه و زلال ساز منحصر به فرد بوده به طور مختص برای برآورده نمودن نیازهای آن سیستم طراحی می شود. برای کاهش هزینه ها و فضای اشغال شده، این تجهیزات معمولاً دارای دیواره ی مشترک می باشند.
غالباً در پکیج های با فرایند برکه اکسیداسیون، مخازن از جنس بتن می باشند. این کار موجب کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری می گردد چرا که مخازن بتنی نیازی به رنگ آمیزی مجدد دوره ای و سند بلاست ندارند. بسته به شرایط از مخازن فلزی یا ترکیبی از بتن و فلز نیز می‌توان استفاده نمود.
حجم برکه اکسیداسیون تابع عواملی مانند خصوصیات فاضلاب ورودی، استانداردهای جریان خروجی، HRT، SRT، دما، ذرات جامد معلق مایع مخلوط (MLSS) و pH می باشد. در برخی موارد ممکن است نیاز به در نظرگرفتن سایر پارامترهای به خصوص مجموعه برای طراحی برکه اکسیداسیون باشد.
برخی برکه های اکسیداسیون در ابتدا نیازی به زلال ساز نداشته و با مرور زمان می توان اقدام به ارتقا سیستم، افزودن زلال ساز و تغییر نوع فرآیند مورد استفاده یا اضافه نمودن برکه های دیگر، نمود.
کارایی برکه اکسیداسیون
با وجود تفاوت در طراحی های متفاوت این سیستم، اکثر این سیستم ها قابلیت تامین استانداردهای زیر را دارا می باشند.
با اعمال برخی تغییرات، این سیستم ها قادر به حذف TN تا mg/L 5 و حذف TP توسط فرایندهای بیولوژیکی خواهند بود.
تعمیر و نگهداری
بسته به نوع طراحی سازنده، اقدامات معمول شامل بررسی میزان DO، pH، MLSS و دیگر نمونه گیری ها و آنالیزها می باشد.
تعمیر و نگهداری برکه های اکسیداسیون شامل بازرسی دوره ای هواده ها، روغن کاری منظم روتورها و سرویس و بازرسی پمپ ها می باشد. انجام تمام مراحل و نکات ذکر شده توسط سازنده برای اپراتورها بسیار ضروری می باشد.
منبع : link.springer
