دسته: راه اندازی

یکی از اهداف اصلی تصفیه فاضلاب حذف ذرات جامد است. مدیریت لجن می تواند به یکی از زمان بر ترین و پرخرج ترین فرآیندها در تصفیه خانه های فاضلاب تبدیل شود. راه اندازی صحیح تجهیزات آمایش و مدیریت لجن می تواند کمک شایانی به تصفیه و دفع لجن کند.

در این بخش به بررسی ملاحظات مربوط به راه اندازی فرآیندهای بهسازی شیمیایی متداول، واحدهای آبگیری لجن و تکنیک های راه اندازی یک هاضم بی هوازی خواهیم پرداخت. نکات ذکر شده در این دستورالعمل به صورت کلی بوده و برای هر نوع یا اندازه ای از این واحدها یا هر هاضم بی هوازی با هر اندازه ای قابل استفاده می باشد. همانطور که گفته شد نکات و راهنمایی های ذکر شده ی مربوط به واحدها، کلی بوده و نباید جایگزین دستورالعمل های سازنده یا تامین کننده تجهیزات شود. همیشه برای انجام کارهایی مانند نصب، بازرسی، تست اولیه، روانکاری و تعمیر تجهیزات، باید به پیشنهادات و دستورالعمل های ارائه شده از طرف سازنده یا تامین کننده ی آن مراجعه نمود. مطالب عنوان شده در این بخش با فرض مطالعه و استفاده از مطالب گفته شده در بخش های گذشته (آماده سازی برای راه اندازی؛ راه اندازی پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی؛ راه اندازی تجهیزات تصفیه ثانویه)، ارائه می شود. 

هاضم بی هوازی

در یک هاضم بی هوازی، باکتری ها مواد جامد آلی را در غیاب اکسیژن محلول تجزیه می کنند. ارگانیسم ها با شکستن ساختارهای مولکولی پیچیده مواد جامد و آزاد کردن آب محبوس (آبی که از جامدات لجن جدا نمی شود)، غذا و اکسیژن مورد نیاز برای رشد خود را تامین می کنند. هضم بی هوازی با کاهش ذرات جامد فاضلاب، آن را به مخلوطی نسبتا بی بو، آماده برای آبگیری و دفع بدون مشکل، تبدیل می کند.

در طی فرآیند هضم، با واکنش های متوالی صورت گرفته توسط دو گروه مختلف از باکتری ها که در یک محیط زندگی می کنند، مواد جامد آلی به مایع تبدیل می شوند، حجم مواد جامد کاهش می یابد و گاز متان نیز تولید می گردد. یک گروه از باکتری ها شامل ارگانیسم های ساپروفیتی (saprophytic) می باشند که معمولا به تشکیل دهنده های اسید (acid formers) معروف هستند. در مرحله ی مایع سازی،  باکتری های ساپروفیتی با چسبیدن به ذرات لجن آنزیم های خارج سلولی ای ترشح می کنند که موجب مایع سازی و هیدرولیز کردن مولکول های پیچیده جامدات به ترکیبات ساده تر و تولید محصول نهایی که معمولا اسیدهای آلی است، می گردد.

دسته ی دوم ارگانیسم ها که اسیدهای آلی تولید شده توسط باکتری های ساپروفیتی را مصرف می کنند، تولید کنندگان گاز متان (methane formers) هستند. اسیدهای آلی ای که (معمولا اسید استیک، اسید پروپیونیک و اسید بوتیریک) در مرحله ی اول تولید شدند، با ترشح آنزیم‌های خارج سلولی بوسیله تولید کنندگان گاز متان وارد واکنش می شوند که منجر به شکسته شدن (تجزیه) اسیدهای آلی و تولید گاز متان و کربن دی اکسید که از شاخصه های فرآیند هضم بی هوازی می باشد، می شود. ارگانیسم های تولید کننده متان در فاضلاب خام به فراوانی ارگانسیم های تولید کننده اسید نمی باشند و نیاز به pH بهینه ای در بازه ی 7/5– 6/5دارند.

دسته بندی هاضم های بی هوازی بر اساس میزان بارگذاری آن ها (نه بر اساس میزان واکنش آن ها) می باشد، چرا که میزان فعالیت های بیولوژیکی ثابت می باشد و معمولا در بازه ی دمایی 36 – 32 درجه سانتیگراد عملکرد مناسبی دارند. این گستره ی دمایی بعضاً بوسیله حرارت حاصل از سیم های تعبیه شده در دیواره ی مخزن هاضم یا مبدل های حرارتی خارجی تامین می‌گردد. میزان بارگذاری در هاضم های جریان پایین و جریان استاندارد (معمول) در حدود حجم هاضم ft³ /روز/جامدات فرار 0/07 – 0/04 و متوسط زمان ماند 39 روز می باشد. هاضم‌های جریان پایین از یک مخزن استفاده می کنند که این مخزن دارای منطقه ای فعال می‌باشد که تجزیه هوازی در آن رخ می دهد و هم چنین منطقه ای ساکن در بالای آن وجود دارد که جداسازی جامدات در آنجا اتفاق می افتد.

پرکاربردترین نوع این تجهیز هاضم های دو مرحله ای می باشند که شامل دو مخزن مجزا هستند. هضم در مخزن اول اتفاق می افتد و لجن (که معمولا گرم نمی شود) به مخزن دوم، که در آنجا ذرات جامد لجن جدا و لجن فشرده می شود، ریخته می شود. هم چنین مخزن دوم برای موارد احتمالی ای که مخزن اول دچار اختلال یا مشکل در عملکرد می شود، لجن تغدیه (seed sludge) فراهم می کند. فرآیندهای هضم با جریان بالا مانند فرآیند هاضم های دو مرحله ای می باشد با این تفاوت که میزان بارگذاری در آن ها بالاتر، حجم هاضم ft³ /روز/جامدات فرار 0/4 – 0/15، است و متوسط زمان ماند نیز 15 روز می باشد. در این هاضم ها اختلاط و هضم در مخزن اولیه اتفاق می افتد و سپس لجن برای جداسازی جامدات و تغلیظ در شرایط سکون به مخزن دوم ریخته می شود.

هدف از راه اندازی هر فرآیند هضم بی هوازی فراهم نمودن محیطی مناسب برای باکتری ها با کنترل نمودن منابع غذایی، غلظت اسیدهای فرار، غلظت قلیاییت کل، اختلاط، دما و pH می باشد. در خلال راه اندازی یک هاضم بی هوازی، بدون استفاده از لجن تغذیه یا مواد شیمیایی، فرآیند هضم باید مانند نمودار شکل 3 انجام گیرد(خلاصه ای از موارد مطالعه شده در خصوص دسته‌ای از هاضم ها).

شکل 3 نشان می هد که میزان تولید اسیدهای فرار، تولید متان و قلیاییت در چند روز ابتدایی پس از راه اندازی، پایدار نمی باشد. استفاده از بذر لجن تغذیه در زمان راه اندازی موجب قرار گرفتن راه اندازی اولیه در سمت راست نمودار، جایی که پارامترهای بالا پایدارترند، می گردد. بنابراین بهترین وسیله برای راه اندازی هاضم استفاده از لجن تغذیه ای پایدار و به خوبی هضم شده می باشد.

بازرسی و تست های اولیه

بازرسی و تست اولیه هاضم لجن کمی پیچیده و مشکل می باشد. این روند شامل پمپاژ لجن، اختلاط لجن، تخلیه لجن و تخلیه گاز و سیال می باشد. از آنجا که هضم بی هوازی شامل توده های فعال بیولوژیکی و گازهای اشتعال پذیر می باشند، در زمان راه اندازی هیچ کدام از بخش های حساس و حیاتی مانند سیستم تخلیه گاز، مبدل حرارتی، پمپ لجن یا میکسر، به واسطه ی بازرسی و تست دقیق تجهیزات، نباید دارای کوچکترین نقصی باشند.

در حالت کلی مواردی که بایستی توسط سرپرست تصفیه خانه مورد بررسی قرار گیرند شامل موارد زیر می باشد:

1. اطمینان از نبود هیچ گونه آشغال و زباله ای در مخزن یا سیستم لوله کشی
2. اطمینان از عملکرد روان و مناسب شیرها و نصب صحیح آن ها
3. اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات ایمنی و سوپاپ های فشار
4. نبود آشغال در پمپ های لجن، روانکاری صحیح آن ها، عدم وجود لرزه و سر و صدای غیر عادی و تنظیم بودن اجزای چرخان
5. اطمینان از عدم وجود نشتی در اتصالات حرارتی، آب و فاضلاب در مبدل های حرارتی (در صورت وجود داشتن در تصفیه خانه)
6. بررسی و تنظیم تمام وسایل اندازه گیری و نشانگرها
7. اطمینان از نصب، روانکاری و عملکرد صحیح میکسرها

همچنین دستگاهی برای مخلوط نمودن آب آهک و اضافه نمودن آن به محتویال هاضم نیز باید وجود داشته باشد. این تجهیز نیز باید اطمینان از عملکرد مناسب مورد بررسی قرار گرفته و مواد شیمیایی مورد نیاز نیز قبل از راه اندازی، تهیه و در دسترس قرار گیرند.

راه اندازی

راه اندازی فرآیند هضم بی هوازی را می توان با استفاده از لجن تغذیه یا فاضلاب خام برای برای آغاز تجزیه بیولوژیکی لجن، انجام داد:

1. اولین گام برای راه اندازی هر فرآیند هضم بی هوازی، استفاده از لجن تغدیه و محاسبه مقدار آن بر اساس بارگذاری اولیه ی هاضم می باشد. در صورت محدود بودن میزان لجن تغذیه، بایستی میزان بارگذاری هاضم را بر اساس میزان لجن تغذیه ی در دسترس برآورد نمود. مثال 5 نمونه ای از نحوه ی انجام محاسبات برای تخمین حجم لجن تغذیه بر اساس بارگذاری اولیه را نشان می دهد. در صورت بیش از حد بودن میزان لجن تغذیه‌ی محاسبه شده، برای تخمین میزان بارگذاری هاضم برای حجم مشخصی از لجن تغذیه، می‌توان مراحل محاسبه را به صورت برعکس (از آخر به اول) انجام داد.

این کار به لجن تغذیه ی موجود اجازه می دهد تا تنها از بخشی از هاضم برای انجام فرآیند و تامین مقدار لجن هضم شده ی مورد نیاز برای استفاده از تمام حجم هاضم،استفاده نماید. در مواقعی که هاضم برای استفاده از بخشی از حجم خود راه اندازی می شود، تمهیداتی برای دفع مازاد لجن ورودی به سیستم باید در نظر گرفته شود.

مثال 5: محاسبه لجن تغدیه (لجن اولیه به عنوان ورودی)

       فرض کنید خصوصیات زیر در زمان راه اندازی در زلال ساز اولیه وجود دارد:

              جامدات معلق ورودی: mg/l 250

              جامدات معلق خروجی: mg/l 150

              جریان ورودی: MGD 10 (تقریبا برابر با جریان خروجی)

       1)محاسبه میزان لجن جمع آوری شده در زلال ساز (ها) بر حسب lbs:

       lbs/MG/mg/l  8/34 × mg/l 250 × MGD 10 = مقدار لجن ورودی

lbs 20800 =

       lbs/MG/mg/l  8/34× mg/l 150 × MGD 10 = مقدار لجن خروجی

lbs 12500 =

lbs 20800 – 12500 = میزان لجن انباشت شده در یک روز

لجن برای پمپاژ به هاضم    lbs 8300 =

       2)فرض کنید مقادیر زیر حاصل از بررسی و آنالیز زلال ساز اولیه و لجن تغدیه می باشد:

              لجن زلال ساز اولیه : 5 درصد جامدات کلی (TS) و 70 درصد جامدات فرار (VS)

              لجن تغذیه: 10 درصد جامدات کلی (TS) و 60 درصد جامدات فرار (VS) در

             lbs/gal 9 

       برآورد میزان لجنی که باید روزانه به هاضم پمپ شود:

       ( 1 درصد جامدات = mg/l 10000)

مدت زمان پمپاژ نیز بر اساس میزان توانایی پمپ های تصفیه خانه قابل محاسبه می باشد.

برای مثال اگر تصفیه خانه دارای توانایی پمپ نمودن GPM 100 برای حذف لجن را داشته باشد، مدت زمان پمپاژ برابر خواهد بود با:

این مدت زمان باید به گونه ای تقسیم شود که تغذیه لجن به هاضم به صورت مداوم انجام شود، در این مثال 1 ساعت و 6 دقیقه برای نوبت مناسب می باشد.

       3)محاسبه میزان جامدات فرار پمپ شده به هاضم بر حسب lbs/day:

       جامدات فرار (lbs/day) = (میزان یا نرخ لجن، GPD) × (% جامدات لجن به صورت اعشاری) × (% جامدات فرار به صورت اعشاری) × (lbs/gal 34/8)

(lbs/gal 8/34) × (0/7) × (0/05) × (GPD 19900) =

lbs/day 5808 =

       4)برای کمک به انتخاب میزان مناسب بارگذاری ذرات جامد فرار باید از مهندس طراح سیستم کمک گرفت.

میزان بارگذاری نرمال تحت شرایط هضم فعال lbs. VS/day 0/03 – 0/1 می باشد. این مقادیر بر اساس میزان بارگذاری طراحی شده در هاضم می باشد و مهندس طراح در انتخاب میزان بارگذاری جامدات فرار نقش ویژه ای دارد.

       5)محاسبه میزان لجن تغدیه مورد نیاز برای تصفیه بارگذاری lbs/day 5808 از زلال ساز

بنابراین:

هاضم را با حجم محاسبه شده یا در دسترس لجن تغذیه پر نموده و مابقی حجم باقی مانده را بوسیله فاضلاب خام پر کنید، این عمل را تا زمانی که سیال از بیشترین مقدار سریز عبور نماید ادامه دهید. محتویات موجود را تا دمای 35 – 32 درجه سانتیگراد گرم نمایید. از آنجایی که باکتری های متان نسبت به تغییرات سریع دما حساس می باشند، دما باید بالای 32 درجه سانتیگراد نگه داشته شود و هرگرنه تغییری در دمای هضم باید به صورت تدریجی صورت پذیرد. پس از ثابت شدن دما، افزودن لجن خام به هاضم را با مقداری که محاسبه شده است، آغاز نموده و محتویات موجود را مخلوط کرده و به گردش در آورید.

در صورتی که تجهیزی برای مخلوط نمودن گاز در نظر گرفته شده است، استفاده از این دستگاه تا زمانی که گاز تولید شود، امکان پذیر نخواهد بود و برای اختلاط محتویات باید از سیستم چرخش موجود بر روی مبدل حرارتی استفاده نمود. مقوله ی اختلاط به دلیل فراهم نمودن تماس کامل و بین ارگانیسم ها و لجن خام و توزیع یکنواخت گرما در توده ی لجن از اهمیت بالایی برخودار است. تغذیه از زلال ساز یا ضخیم کننده باید برای تهیه لجنی با حداقل میزان 4درصد از مواد جامد و تغدیه منظم و متداوم، به خوبی کنترل شود. این کار در بیشتر مواقع باعث راه اندازی سریع فرآیند هضم می‌شود. ممکن است برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد لجن تغذیه، نیاز به کاهش مقدار تغذیه باشد. (مانند مثال 5)

در روز دوم راه اندازی، اندازه گیری پارامترهای کنترلی، مانند تست اسیدهای فرار(با مدت زمان تقریبی دو تا سه ساعت) ، قلیاییت(با مدت زمان تقریبی 15 دقیقه)، pH(با مدت زمان تقریبی 5 دقیقه)، آنالیز گازها(با مدت زمان تقریبی 30 دقیقه) و جامدات فرار(با مدت زمان تقریبی یک ساعت) را آغاز نمایید. تست های اسیدهای فرار، قلیاییت، pH و آنالیز گازها باید روزانه 3 مرتبه و تست جامدات فرار روزی یکبار صورت پذیرد. مقادیر اندازه گیری شده ممکن است در مدت زمان 8 ساعت تغییر محسوسی نداشته باشند اما ابزار مناسبی برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم و ارزیابی شیفت های مختلف کاری می باشند.

در ابتدا ممکن است مقادیر pH و قلیاییت کاهش داشته باشند اما پس از 4 یا 5 روز و با شروع تکثیر ارگانیسم های تولید کننده متان، ثابت خواهند شد. این ارگانیسم ها نسبت به ارگانیسم‌های تولید کننده ی اسیدها سرعت تکثیر کمتری دارند و بالا بودن بیش از حد میزان تغذیه نیز موجب بروز اختلال در این روند می گردد، چرا که وجود بیش از حد جامدات فرار مانع تکثیر ارگانیسم های تولید کننده متان می شود. در صورتی که مقدار اسیدهای فرار بیش از دو برابر میانگین ظرفیت قلیایی هاضم شود، تولید گاز و pH در هاضم کاهش یافته و باید از هاضمی دیگر یا هاضم مرحله دوم (هاضم ثانویه) لجن تغدیه اضافه نموده و میزان ورود لجن به سیستم را کاهش دهیم.

در صورت در دسترس نبودن موارد کنترلی فوق از مواد شیمیایی برای نگه داشتن میزان قلیاییت در محدوده دلخواه استفاده نمایید. محیط مناسب برای ارگانیسم‌های تولید کننده متان در هاضم ها دارای ویژگی های زیر است: pH در بازه ی 7 الی 7/5، میزان قلیاییت تقریبا 2 برابر میزان اسیدهای فرار و بازه ی دمایی 35 – 32 درجه سانتیگراد. فراهم نمودن چنین محیطی بسیار مهم و ضروری می باشد. میزان مواد قلیایی که باید به هاضم اضافه شود را می توان با نمونه گیری از هاضم محاسبه نمود و تا زمانی که pH لجن به عدد خنثی (7) برسد، باید این مواد را به هاضم اضافه نماییم و پس از آن بایستی تناسب را برای حفظ این شرایط در هاضم رعایت کنیم. فراهم نمودن مقدار اختلاط مناسب در زمان افزودن مواد شیمیایی  به هاضم از نکات قابل توجه است. افزودن مواد قلیایی ممکن است موجب تغلیظ بیش از حد کاتیون های موجود و سمی یا کشنده شدن آن گردد.

با استفاده از لجن تغذیه برای راه اندازی، آنالیزهای مربوط به گازها و تست جامدات فرار ابزار مناسبی برای کنترل فرآیند هضم خواهند بود.

1. در صورتی که بذر لجن تغذیه در دسترس نباشد، هاضم را با فاضلاب خام پر نموده و محتویات آن را تا دمای 35 – 32 درجه سانتیگراد گرم کرده و سپس لجن خامی که با دوغابی قلیایی مخلوط شده است را به هاضم اضافه می کنیم.

در صورتی که از لجن تغذیه برای راه اندازی استفاده نمی شود، توصیه می گردد برای کنترل pH و قلیاییت هاضم از مواد شیمیایی استفاده نمایید. همانطور که در قسمت قبل توضیح داده شد از دومین روز شروع به اندازه گیری پارامترهای کنترل کننده نمایید. با اندازه گیری مقادیر مربوط به اسیدهای فرار و میزان قلیاییت، مقدار مواد قلیایی مورد نیاز که باید به هاضم اضافه شود را می توان با استفاده از نسبت اسیدهای فرار به میزان قلیاییت که 0/5 می باشد، محاسبه نمود.

در زمان عملکرد عادی سیستم این نسبت باید در بازه ی 0/4 – 0/3 باشد، اما در زمان راه اندازی و برای جلوگیری از سمی شدن کاتیون های موجود در هاضم، از نسبت 0/5 استفاده می کنیم. از آنجا که روند تغییرات در مقادیر اسیدهای فرار و قلیاییت بسیار سریع می باشد، لذا میزان مواد قلیایی مورد نیاز برای اضافه نمودن به هاضم در هر شیفت یا پس از انجام تست های مربوطه، دوباره باید تعیین و تنظیم گردد.

مثال 6: اضافه نمودن مواد شیمیایی برای کنترل هاضم

       فرض کنید شرایط زیر در سومین روز راه اندازی در هاضم برقرار است:

              VA (اسیدهای فرار) : mg/l 1000

              ALK (قلیاییت) : mg/l 500

میزان قلیاییت مورد نیاز برای اطمینان از فراهم آمدن بستری مناسب برای باکتری های متان:

میزان قلیاییت مورد نیاز که بوسیله افزودن مواد شیمیایی باید تامین شود:

1500 = 2000-500

در صورت مشخص بودن حجم لجن در هاضم، می توان وزن مواد شیمیایی که باید اضافه نمود را محاسبه نمود:

فرض کنید حجم لجن در هاضم برابر است با: MG 0/224

 = وزن مواد شیمیایی که باید اضافه شود (بر جسب  lbs)

  =8.34 lb/MG/mg/l× میزان مواد قلیایی مورد نیاز (mg/l) × حجم لجن در هاضم (MG)

 lbs 0.224 × 1500 mg/l × 8.34 lb/MG/mg/l = 2800 lbs

مقدار مواد شیمیایی که از محاسبات بالا به دست آمد، حجم بسیار زیادی برای اضافه نمودن به لجن داشته و هزینه ی فراوانی در پی خواهد داشت. در این مثال در سومین روز راه اندازی مقدار اسیدهای فرار mg/l 1000 و مقدار قلیاییت mg/l 500 می باشد، در صورتی که اگر نظارت دقیقی بر نحوه ی عملکرد فرآیند هضم وجود داشت این حجم از مواد شیمیایی مورد نیاز نبود و مقدار بسیار کمتری باید به هاضم اضافه می شد، چرا که مقدار قلیاییت باید مساوی یا بزرگتر از مقدار اسیدهای فرار باشد. (طبق شکل 3)

زمانی که غلظت اسیدهای فرار شروع به کاهش ( تقریبا بعد از 7 روز) و تولید متان شروع به افزایش زیادی می کند، افزودن مواد شیمیایی را باید کاهش داد. در این زمان ارگانیسم های تولیدکننده ی متان شروع به تغدیه و تکثیر نموده و در نتیجه باعث کاهش موجب کاهش اسیدهای فرار و تولید گاز متان می باشد. اگر بعد از گذشت 10 تا 14 روز، فرآیند هضم نشانه‌های کمی از پایداری داشت، میزان تغذیه را باید کاهش داده و افزودن مواد شیمیایی را متوقف نماییم، برای اطمینان از سمی نبودن کاتیون های موجود، لجن هاضم و تغذیه (ورودی) را بررسی نموده و با بازرسی مداوم پارامترهای کنترلی روند رو به بهبود هاضم را زیر نظر بگیرید.

در صورت امکان و سمی نبودن، لجن مرحله دوم را به هاضم اولیه، برای فراهم نمودن میزان کافی ای از ارگانیسم های تولید کننده متان، بازگردانید. از سوی دیگر در زمانی که لجن خام به سیستم اضافه می شود، اگر مقدار اسیدهای فرار افزایش یا کاهش چمشگیری نداشت، قلیاییت افزایش یافت، pH افت چندانی ننمود و کاهش جامدات فعال افرایش یافت، بهبود در سیستم حاصل شده است. میزان تولید گاز نیز باید بررسی شده و همراه با افزایش میزان متان باشد.

این فرآیند بدون استفاده از بذر لجن، به طور معمول 30 الی 40 روز به طول خواهد انجامید و %70 – 60 از حجم گازهای موجود در هاضم نیز از متان خواهد بود. در صورت ایجاد کف، میزان لجن تغدیه را کاهش داده و یا از هاضمی دیگر، لجن به خوبی هضم شده اضافه نمایید، در صورت استفاده از میکسرهای مکانیکی نیز جهت چرخش آن را معکوس کنید تا کف با توده ی لجن مخلوط شود.

چک لسیت مربوط به هاضم بی هوازی

چک لیستی که در ادامه مشاهده خواهید نمود در راستای تکمیل توصیه های قبل برای راه اندازی هر نوع فرآیند هضم بی هوازی می باشد:

1) مطالعه ی کافی برای آشنایی مناسب با فرآیند هضم بی هوازی

الف – اسناد و دفترچه های ارائه شده توسط سازنده ی تجهیزات فرآیند هضم

ب – دفترچه های تعمیر و نگهداری تجهیزات

ج – هرگونه راهنما یا دستورالعمل مرتبط که توسط ارگان هایی مانند محیط زیست یا دستگاه‌های نظارتی ارائه می شود

2) آماده سازی برای راه اندازی

الف – ملاقات با مهندسان مشاور و متخصصان راه اندازی

     i.دریافت مقادیر پارامترهای طراحی

          -حجم هاضم (ها)

          -مقدار بارگذاری جامدات فرار در هاضم (ها)

          -غلظت جامدات لجن که به هاضم (ها) پمپاژ می شود

ب – برآورد شرایط واقعی راه اندازی

     i.برآورد مقدار بارگذاری جامدات فرار و جامدات کلی در هاضم (ها)

3) روند راه اندازی

الف – بذر لجن

• برآورد درصد جامدات کلی و جامدات فرار و تراکم بذر لجن
• محاسبه مقدار بذر لجنی که باید اضافه شود (بر حسب برآورد بارگذاری راه اندازی)
• اضافه نمودن بذر لجن به هاضم (ها) و پر کردن مابقی حجم باقی مانده با لجن خام
• محتویات هاضم (های) اولیه را تا دمای 35 – 32 درجه سانتیگراد گرم نموده و در همان مقدار نگه دارید.
• مخلوط کردن کامل و مداوم محتویات هاضم (های) اولیه
• لجن خام را، به مقدار برآورده شده برای بارگذاری جامدات، به هاضم (ها) پمپاژ کنید
• پارامترهای کنترلی را اندازه گیری نمایید

-اسیدهای فرار، تقریبا سه بار در روز

-قلیاییت کلی، سه بار در روز

-pH، سه بار در روز

-آنالیز گاز برای متان و کربن دی اکسید، تقریبا سه بار در روز

-جامدات فرار، تقریبا یک بار در روز

-محاسبه VA/ALK

•  تنظیم فرآیند

          -در صورت کم بودن میزان جامدات فرار، تغذیه را افزایش دهید و بالعکس

ب – بدون بذر لجن

• هاضم (ها) را با لجن خام پر کنید
• محتویات هاضم (های) اولیه را تا دمای 35 – 32 درجه سانتیگراد گرم نموده و در همان مقدار نگه دارید.
• محتویات را کاملا مخلوط کنید
• به اندازه 10 درصد میزان بارگذاری طراحی شده لجن خام به هاضم پمپاژ کنید
• پارامترهای کنترلی را اندازه گیری نمایید

-اسیدهای فرار (VA)، سه بار در روز

-قلیاییت کلی (ALK)، سه بار در روز

-pH، سه بار در روز

– آنالیز گاز برای متان و کربن دی اکسید، یک بار در روز

-جامدات فرار (VS)، یک بار در روز

-محاسبه VA/ALK

•     تنظیم فرآیند

          -محاسبه مقدار مواد شیمیایی مورد نیاز برای افزودن به محتویات هاضم

          -افزودن مواد شیمیایی به صورت دوغاب به هاضم برای تامین pH و VA/ALK مطلوب برای ارگانیسم های متان

          -کاهش مواد شیمیایی با پایدار شدن فرآیند هضم

          -افزایش 10 درصدی بارگذاری

4)بهره برداری عادی

الف – نظارت بر پارامترهای کنترلی pH، VA/ALK، آنالیزهای گاز و جامدات فرار.

ب – میزان تغذیه را تا زمانی که لجن موجود در هاضم متعادل شود، مرتبا تنظیم کنید.

تغلیظ لجن

الف) تغلیظ فرآیند حذف آب از لجن مخزن ته نشینی اولیه یا ثانویه می باشد. هدف از تغلیظ لجن، کاهش حجم لجن مایع با افزایش غلظت مواد جامد می باشد. این کار موجب افزایش ظرفیت نگهداری مواد جامد در هاضم، کاهش نیاز به گرم کردن و راندمان کلی بهتر هاضم می شود. افزایش مقدار مواد جامد به واسطه ی تغلیظ در برخی موارد به 100 درصد نیز می رسد. در حالت کلی دو روش برای تغلیظ لجن وجود دارد: ثقلی و شناوری.

تغلیظ کننده های ثقلی با ته نشینی مجدد که بسیار مشابه مخازن ته نشینی می باشد اما بدون شیارهای مکانیکی، لجن را تغلیظ می کنند. معمولا لجنی که از مخزن ته نشینی ثانویه خارج می‌شود، تنها با استفاده از تغلیظ کننده ثقلی به مقدار کافی تغلیظ نمی شود.  

استفاده از تغلیظ کننده های ثقلی با شیارهای مکانیکی موجب افزایش بازدهی واحد آبگیری می‌شود. تراکم نتیجه ای از فشرده سازی به سبب وزن خود ذرات جامد و شکست فلاک ها توسط شیارها می باشد، این امر موجب فرار آب می شود. از این ترفند غالبا برای مدیریت لجن مخزن ته نشینی ثانویه استفاده می گردد، چرا که این کار موجب افزایش غلظت جامدات می گردد.

روش دیگر تغلیظ لجن از طریق شناورسازی می باشد. این روند غالبا شبیه به مطالب بیان شده در راه اندازی واحدهای شناورسازی می باشد (برای مطالعه کامل به مبحث مربوط به راه اندازی پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی مراجعه نمایید). این فرآیند دربرگیرنده ی جداسازی ذرات جامد از لجن به واسطه با عبور هوای فشرده شده از توده ی لجن می باشد. لجن لخته شده بر روی سطح سیال هوادهی شده قرار می گیرد و توسط تجهیزات جمع آوری کننده از فرآیند خارج می شود.

بازرسی و تست های و اولیه

مخزن و سیستم لوله کشی باید عاری از هرگونه آشغال باشد. در صورت استفاده از موتورهای چرخان بایستی چرخش صحیح، تنظیم بودن قسمت های چرخان، فواصل، سر وصدا، لرزش و روانکاری مورد بررسی قرار گیرد. سطوح آب ریزها و سرریزها نیز باید بررسی و تنظیم شود. در صورت استفاده از تغلیظ کننده توسط شناوری، بایستی بلوئرها و خطوط هوا به دقت بررسی شده و از عدم وجود نشتی در آن ها اطمینان حاصل نمود. دیفیوزرها نیز بایستی برای رفع نواقص و گرفتگی های احتمالی مورد بررسی قرار گیرند. نکته ی مهم استفاده از اصول و دفترچه های راهنمای ارائه شده توسط سازنده و تامین کننده تجهیزات می باشد.

راه اندازی

پس از آنکه لجن موجود در تغلیظ کننده شروع به تشکیل پتوی لجن نمود، جامدات معلق (SS) و شاخص حجم لجن (SVI) باید اندازه گیری شود. اندازه گیری جامدات معلق ابزاری برای اندازه گیری راندمان تغلیظ کننده و SVI نیز در تشخیص پدیده بالکینگ لجن کمک فراوانی می نماید. زمانی که لجن رقیق، پمپاژ لجن باید متوقف شود. مشکلات مشابهی که در مخازن ته نشینی رخ می دهد ممکن است در تغلیظ کننده ها نیز اتفاق می افتد (مشکلاتی از قبیل بالکینگ لجن، بالا آمدن و سپتیک شدن لجن).

برای کمک به گندزدایی لجن در تغلیظ کننده ها می توان از منعقد کننده های شیمیایی استفاده نمود. زمانی که مقدار جامدات خشک از طریق آزمایش های جامدات معلق یا کلی یا حتی مشاهدات بصری %8 – 4 تشخیص داده شده، باید اقدام به تخلیه لجن نمود. انجام آزمایش برای تایید نظر اپراتور و ثبت اطلاعات و داده های تصفیه خانه، ضروری است.

ب) بخش تغذیه، واحدی دو منظوره برای تهویه و تغلیظ لجن می باشد. این واحد، نوعی فرآیند شستشو می باشد که در آن قلیاییت از لجن هضم شده حذف می گردد، که در نتیجه موجب کاهش نیاز به منعقد کننده های شیمیایی برای تهویه لجن و آبگیری می گردد.

عمل اختلاط لجن با آب بوسیله هواده های مکانیکی یا دیفیوزرهای هوادهی در بازه ی زمانی 2 – 1 دقیقه انجام می شود. پس از آن مخلوط آب و لجن ته نشین شده و لجن برای انجام سایر فرآیندهای آبگیری خارج می شود. سیال موجود بر روی سطح نیز به واحد دیگری از تصفیه خانه، که معمولا مخزن ته نشینی اولیه می باشد، برگردانده می شود. به دلیل آنکه این امر موجب افزایش احتمالی غلظت جامدات در لجن می گردد، این فرآیند عملکردی مشابه واحد تغلیظ لجن نیز دارد.

این فرآیند موجب حذف تا 80 درصد قلیاییت و کاهش 80 – 65 درصدی کلرید آهن مورد نیاز برای تهویه لجن می شود.

بازرسی و تست اولیه

مخزن و سیستم لوله کشی باید برای اطمینان از عاری بودن از آشغال و موتورهای چرخان برای اطمینان از نصب صحیح، گردش مناسب، تنظیم بودن فواصل، لرزش و صدا و روانکاری مناسب مورد بررسی قرار گیرند. در صورت استفاده از بلوئرهای هوادهی، نشتی در خطوط هوا و نصب صحیح و عملکرد مناسب دیفیوزرها نیز باید بررسی شود. استفاده از دفترچه های راهنما و دستورالعمل های ارائه شده توسط سازنده در تمام مراحل بازرسی و تست اولیه باید در دستور کار قرار گیرد.

راه اندازی

میزان قلیاییت لجن قبل و بعد از انجام فرآیند تغذیه باید اندازه گیری شود. اندازه گیری قلیاییت ابزاری برای تخمین راندمان فرآیند با نشان دادن میزان قلیاییت حذف شده، است.

ج) تهویه شیمیایی معمولا در سیستم های فیلتراسیون خلا یا سانتریفیوژ به عنوان عامل کمک کننده برای افزایش میزان جامدات لجن مورد استفاده قرار می گیرد. زمانی که مواد شیمیایی مخصوصی، به تنهایی یا به صورت مخلوط، به فاضلاب خام اضافه می شود، موجب رهایی آب محبوس، تشکیل لخته های نسبتا نامحلول، که باعث جمع آوری و انباشت ذرات معلق و کلوئیدی می شود، می گردد. مواد شیمیایی مورد استفاده شامل اسید سولفوریک، آلوم، مس ترکیب شده با کلر، سولفات آهن، پلیمرها و بیشتر از همه کلرید آهن (با یا بدون آهک) می باشند.

استفاده از کلرید آهن همراه با آهک برای کاهش قلیاییت لجن می باشد، البته در صورتی که از سایر روش ها مانند تغذیه استفاده نشود. آهک موجب کاهش قلیاییت و درنتیجه کاهش میزان کلرید آهن برای تهویه لجن می گردد. مقدار مورد نظر از مواد شیمیایی که توسط اندازه گیری های آزمایشگاهی حاصل می شود، توسط وسایل مکانیکی برای 1 تا 2 دقیقه با لجن و قبل از آبگیری، مخلوط می گردد.

بازرسی و تست های اولیه

حوض اختلاط و سیستم لوله کشی باید تمیز و بدون آشغال باشد. موتورها باید برای اطمینان از نصب صحیح، گردش صحیح، درست بودن فواصل، روانکاری مناسب و نبود لرزش و صدا به طور کامل بررسی شوند. عمل اختلاط نیز برای اطمینان از یکنواخت و مناسب بودن نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. تنظیم بودن سیستم اندازه گیری مواد شیمیایی نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. ادوات ثبت کننده هم برای صحت عملکرد باید بررسی شوند.

راه اندازی

میکسرها و ادوات ثبت کننده در حین راه اندازی باید به طور منظم و پیوسته، برای اطمینان از عملکرد صحیح، مورد بررسی قرار گیرند.

آبگیری لجن

متداول ترین روش های آبگیری فاضلاب خام یا هضم شده استفاده از بسترهای خشک کننده، فیلترهای خلا یا سانتریفیوژها می باشد.

الف) بستر خشک کننده لجن، فاضلاب هضم شده را توسط تبخیر و نفوذ آبگیری می کند. بستر شامل یک سیستم زهکشی تحتانی، یک لایه سنگ و سنگریزه و لایه ای از ماسه به قطر 23 تا 30 سانتیمتر می باشد. برخی بسترها دارای محافظی شیشه ای می باشند که موجب کاهش تاثیر پارامترهای محیطی ای که در تضاد با عملکرد بستر هستند شده و همچنین موجب کاهش فضای مورد نیاز برای بسترها با کم کردن زمان خشک کردن می گردند.

بازرسی و تست های اولیه

سیستم زهکشی باید کاملا تمیز باشد. لایه ی شنی باید یکنواخت و صاف باشد. برای اطمینان از هدر نرفتن ماسه ها، بافل ها باید به درستی قرار بگیرند.

راه اندازی

پیش از استفاده از لجن هضم شده، بستر ماسه برای نرم کردن ماسه های فشرده شده باید زیر و رو شود. بستر باید مسطح شده و لجن به عمق تقریبی 30 سانتیمتر برسد.

لجن نباید با سرعت زیادی از هاضم تخلیه شود، زیرا این کار ممکن است باعث آسیب رسیدن به هاضم یا بستر ماسه شود.

لجن زمانی خشک شده است که ترک های بزرگی بر روی سطح ظاهر شده و تا بستر ماسه ادامه یابد. لجن خشک شده را می توان به صورت دستی و به کمک یک چنگک، بیل یا هر وسیله ی مناسب دیگری خارج کرد. با حذف لجن از سیستم بخشی از ماسه نیز به هدر می رود که هر از گاهی نیاز به تامین مجدد آن می باشد. استفاده از تجهیزات مکانیکی یا هر وسیله ی دیگری که ممکن است به بستر آسیب برساند، ممنوع می باشد مگر در مواردی که سیستم برای این منظور طراحی شده باشد.

ب) فیلتراسیون خلا واحد عملیاتی می باشد که معمولا برای آبگیری فاضلاب خام یا هضم شده نیاز به افزودنی های شیمیایی دارد. پس از اضافه و مخلوط کردن مواد شیمیایی (برای کمک به انعقاد با آزاد نمودن آب مبحوس)، لجن برای تخلیه به فیلتر خلا آماده می باشد.

با وجود آنکه انواع مختلفی از این فیلترها وجود دارد، اما متداول ترین آن نوع درام استوانه‌ای به همراه مقداری مدیای فیلتر، برای پوشاندن سطح خارجی، می باشد. داخل آن به محفظه های زهکشی ای تقسیم شده است که به سیستم فیلتر متصل است. به طور تقریبی 20 تا 40 درصد درام، به صورت مستغرق در کف فیلتر می باشد که لجن نیز در آن می باشد. تشک لجن بر روی سطح فیلتر در نتیجه ی اعمال خلا روی محفظه زهکشی که در بخش مستغرق می باشد، تشکیل می شود. همزمان با چرخش تشک از کف، خلا و آبگیری ادامه دارد. حذف کیک لجن با توقف خلا و اعمال هوایی کم فشار به درون فیلتر، که باعث جدا شدن کیک از فیلتر می شود،  و به کمک اسکرابر انجام می شود. سپس به هاپر با یک تسمه نقاله تخلیه می گردد.

برخی از فیلترها با استفاده از چشمه های مارپیچ به عنوان مدیای فیلتر، اقدام به حذف اسکرابر و air backblow می کنند. کیک به واسطه ی حرکت مارپیچ ها در هنگام ترک درام حرکت به سمت غلتک تخلیه، جدا و تخلیه می شود. کیک با حرکت مارپیچ ها در اطراف غلتک برگشتی به هاپر با تسمه نقاله تخلیه می شود.

در صورت عملکرد و نگهداری صحیح، فیلتر خلا باید lbs/ft²/hr 5 – 4 کیک با 20 الی 40 درصد از جامدات را برای لجن اولیه تولید نماید.

بازرسی و تست اولیه

سرپرست تصفیه خانه پس از نصب واحد برای بررسی منطبق بودن آن با دستورالعمل های سازنده و مشاهده مشکلات احتمالی ناشی از نصب، باید در محل حضور داشته باشد. خطوط هوا و یا آب باید مورد بررسی قرار گرفته و عملکرد روان و نصب صحیح تمام شیرها نیز چک شود. موتورها نیز باید مانند مراحل قبل بازرسی شوند. بررسی اسکرابرها و سیستم های تخلیه ی آب و لجن هم نکات بسیار مهم می باشد. مدیای فیلتر قبل و بعد از نصب و در زمانی که واحد در مدار قرار می گیرد، برای اطمینان از چرخش صحیح، باید بررسی شود.

راه اندازی

با آغاز ورود لجن به مخزن، واحد برای عملکرد باید کاملا آماده باشد. زمانی که عمق لجن به مقدار مناسبی رسید، واحد باید در مدار قرار داده شود و به صورت پیوسته مورد بررسی قرار گیرد. عملکرد کلی، رطوبت، جامدات کلی و جامدات فرار لجن فیلتر شده باید به صورت روزانه اندازه گیری شود. سایر تست های که معمولا انجام می شوند شامل جامدات کلی، جامدات فرار، قلیاییت و pH می باشد که پیش از فیلتر شدن لجن انجام می شود.

ج) سانتریفیوژ، جامدات لجن را از بخش مایع لجن توسط ته نشینی و نیروی گریز از مرکز جدا می کند. گاهی اوقات در راستای افزایش بازدهی فرآیندهای آبگیری لجن از افزودن و مخلوط کردن مواد شیمیایی استفاده می شود. سانتریفیوژها استوانه هایی با اندازه های مختلف می‌باشند که با سرعت بالایی می چرخند. لجن به مرکز ظرف، جایی که نیروی گریز از مرکز ایجاد شده، پمپاژ می شود و با چرخش درام مایع سبکتر از جامدات سنگین تر جدا می شوند. یک تسمه نقاله پیچی در درون درام، بخش جامد را از سیستم حذف می کند. قسمت مایع سیستم نیز از جهت مخالف و از طریق سرریزهای قابل تنظیم، حذف شده و غالبا به تغلیظ کننده یا زلال ساز اولیه برگردانده می شود. در صورت بهره برداری و نگه داری صحیح از سیستم، سانتریفیوژ کیکی با 30 تا 35 درصد جامدات تولید خواهد نمود.

بازرسی و تست اولیه

برای اطمینان از اجرای صحیح دستورالعمل ها و شرایط ارائه شده توسط سازنده، نصب سانتریفیوژ باید کاملا مورد بررسی قرار گیرد. تراز و تنظیم بودن درام واحد و تسمه نقاله و همچنین رعایت فواصل مورد نیاز از دیگر نکات مهم است. موتور چرخان و کوپلینگ های مربوطه نیز کاملا تنظیم و تراز باشند. از دیگر موارد مهم می توان به بررسی مناسب بودن روانکاری واحد و عدم وجود لرزه و سر و صدا اشاره نمود.

مکانیزم را یک دور چرخانده و وجود هرگونه لرزه یا سر و صدای غیرعادی را چک کنید (فواصل، تراز بودن بخش های چرخان و چرخش را به دقت بررسی کنید).

راه اندازی

با آغاز شدن ورود فاضلاب به ظرف، مکانیسم را یکبار دیگر برای اطمینان از عملکرد مناسب مورد بررسی قرار دهید. برای بررسی و تخمین بازدهی سانتریفیوژ باید آزمایش های مربوط به رطوبت و درصد جامدات را قبل و بعد از سانتریفیوژ انجام دهیم.

دفع لجن

روش های اصلی دفع لجن عبارتند از: سوزاندن، که در آن کیک لجن به خاکستر تبدیل شده و خاکستر در زمین پراکنده می شود؛ لاگون کردن، که در آن به لجن اجازه داده می شود تا به صورت طبیعی توسط نفوذ و تبخیر آبگیری شود، که به دنبال آن نیز پسماندهای باقی مانده نیز بوسیله بولدزر یا سایر وسایل مناسب حذف می شوند؛ دفن، که در آن لجن حاوی ترکیباتی می‌باشد که روش های دیگر غیرعملی است؛ landfill، که در آن لجن – چه خیس و چه خشک – در محل دفن بهداشتی قرار داده می شود و به سرعت با خاک پوشانده می شود؛ تهویه خاک، که در آن لجن بر روی سطح و برای مصارف کشاورزی پراکنده می شود؛ حمل به اقیانوس، که در آن لجن رقیق شده به اقیانوس یا سایر بدنه های آبی وسیع فرستاده می شود.

 

فرآیندهای مربوط به تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی (تصفیه ثانویه) غالبا در تصفیه خانه های فاضلاب شهری و برای کمک به انجام تصفیه ای با کیفیت و محافظت از منابع آبی صورت می گیرد. فرآیندهای تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی دربرگیرنده ی سیستم های بیولوژیکی پیچیده ای می باشند که نیازمند توازن دقیقی میان غذا (مواد مغذی) و محیط (فضا) می باشند.

به دلیل آن که در خلال راه اندازی، برای تصفیه کارآمد نیاز به انبوه مناسبی از جمعیت میکروارگانیسم ها می باشد؛ لذا راه اندازی فرآیندهای تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی نسبت به عملکرد آن ها در حالت عادی به دلیل نیاز به کنترل بیشتر فرآیندها، بسیار حساس‌تر و حیاتی تر می باشد. راه اندازی مناسب فرآیندهای تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی موجب تضمین حداکثر بازدهی تصفیه در روزهای آغازین شروع به کار تصفیه خانه می گردد.

این بخش به بررسی ملاحظات و روش های راه اندازی فرآیندهای تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی اختصاص یافته است. نکات و راهنمایی های ذکر شده در این بخش کلی بوده و برای هر نوع یا هراندازه از فرآیندهای تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی قابل استفاده و تعمیم می باشد. مطالب مطرح شده در این بخش با فرض رعایت مسائل و نکات ذکر شده در مباحث “آماده سازی برای راه اندازی تصفیه خانه های فاضلاب ” و ” راه اندازی فرآیندهای پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی ” عنوان خواهد شد.

لجن فعال در تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی

لجن فعال یک فرآیند بیولوژیکی تصفیه فاضلاب می باشد. لجن فعال عمدتا از باکتری ها، پروتوزوآ ها(protozoa) و روتیفرهایی (rotifers) تشکیل شده است که در لجن و در حضور اکسیژن محلول زندگی می کنند. فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی به روش لجن فعال مواد آلی را از فرم های تقسیم شده بسیار ریز، کلوئیدی و محلول به محصولات اکسید شده و لخته های ته نشین شونده تبدیل می کند. با خروج این لخته ها از فاضلاب (به عنوان لجن فعال) بوسیله ته نشینی، پساب باقی مانده کیفیت بسیار بالایی خواهد داشت.

فعالیت بیولوژیکی در مخازن هوادهی صورت می گیرد که در آن ها ارگانسیم ها با وارد شدن اکسیژن به مخلوطی از لجن فعال و فاضلاب در یک محیط هوازی نگهداری می شوند. ته نشینی لخته ها نیز در مخازن ته نشینی ثانویه صورت می گیرد.

فاضلاب خام شامل مقادیر کافی ای از ارگانیسم ها برای انجام فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی بر روی مواد آلی موجود در فاضلاب نمی باشد؛ از این رو برای دست یابی به اهداف تعیین شده برای تصفیه فاضلاب (با فرآیند بیولوژیکی)، تامین مقدار کافی توده های میکروبی (لجن فعال) و توزیع و نگهداری آن در سراسر فاضلاب ضروری می باشد. با تغذیه میکروارگانیسم ها از مواد آلی و افزایش تعداد آن ها، از حوض هوادهی خارج می شوند و در زلال ساز ته نشین می شوند؛ همواره مقدار کافی از این میکروارگانیسم ها که برای تصفیه کارآمد مورد نیاز می باشد به حوضچه هوادهی بازگردانده خواهد شد.

اولین هدف در زمان راه اندازی، فراهم نمودن مقدار کافی از فلوک های میکروبی (لجن فعال) در کوتاه ترین زمان ممکن می باشد. این امر موجب کاهش میزان اکسیژن بیوشیمیایی مورد نیاز (BOD₅) و کاهش بار در آب های پذیرنده به واسطه ته نشینی و حذف لخته های لجن فعال در مخزن ته نشینی می گردد.

بخشی از این لخته های ته نشین شده (لجن فعال) تا زمان رسیدن غلظت میکروارگانیسم ها به مقدار دلخواه، که از آن به عنوان جامدات معلق مایع مخلوط (MLSS) نیز یاد می کنند، به مخازن هوادهی بازگردانده می شود. با رسیدن به غلظت دلخواه، مازاد لخته‌های ته نشین شده (لجن فعال) به منظور تامین غلظت مناسب MLSS در فرآیند از سیستم حذف می شود.

فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی لجن فعال را می توان از جنبه های متنوعی مورد اصلاح و تغییر قرار داد که با توجه به ویژگی های فاضلاب مورد نظر می توان این تغییرات و اصلاحات را اعمال نمود و با رویکرد متناسب با این ویژگی اقدام به تصفیه فاضلاب کرد. جدول شماره یک برخی از این اصلاحات را نشان می دهد. (به تفاوت در غلظت های MLSS توجه کنید)

استفاده از آنالیزهای آزمایشگاهی و جداول زمانی برای کنترل فرآیند در طول راه اندازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. فرد یا افراد مسئول برای راه اندازی باید اطلاعات مربوط به طراحی فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی مانند مقدار جریان ورودی، مقدار BOD₅، سن لجن، مدت زمان سکون، دما و غلظت جامدات معلق مایع مخلوط (MLSS) را در اختیار داشته باشد. مشاوره در مورد نحوه ی استفاده از این پارامترهای کنترلی و اعمال تغییرات احتمالی مورد نیاز باید با مهندس طراح سیستم انجام شود. با اعمال اصلاحات احتمالی مورد نیاز می توان غلظت MLSS مورد نیاز برای راه اندازی را محاسبه کرد. با استفاده از اعداد در نظر گرفته شده در طراحی برای جریان و غلظت MLSS و اندازه مقدار واقعی جریان و محاسبه میزان بار BOD₅ ورودی به حوض، مقدار غلظت MLSS مورد نیاز برای راه اندازی یک حوض هوادهی قابل محاسبه خواهد بود.

معادله بالا برای یک حوض هوادهی می باشد. اگر بیش از یک حوض هوادهی در تصفیه خانه وجود داشته باشد، مقدار MLSS طراحی باید بر اساس آن تغییر یابد تا حداقل غلظت MLSS مورد نیاز برای راه اندازی هر حوض تامین شود. وجود این تناسب در جهت تامین غذای کافی برای میکروارگانیسم ها (F/M) و مناسب ماندن سن لجن، ضروری می باشد. با راه اندازی یک یا دو حوض می توان سایر حوض ها را با استفاده از لجن فعال موجود در این حوض ها (به عنوان لجن فعال تغذیه)، با سرعت و راندمان بیشتری راه اندازی نمود. (مثال 1 و 2)

کمترین غلظت MLSS مورد نیاز برای راه اندازی، غلظتی می باشد که برای جلوگیری از هدر رفتن لجن فعال در طول فرآیند راه اندازی مورد نیاز می باشد (اگر جریان ورودی به تصفیه خانه در طول فرآیند راه اندازی بیشتر از مقدار پیش بینی شده افزایش یابد، غلظت MLSS راه اندازی نیز بایستی متناسب با آن افزایش یابد)، اما نیازی به تغییر غلظت MLSS به دلیل وجود نوسانات دمایی یا تغییرات جزئی در جریان نیست و با تامین  %10± از کمترین غلظت MLSS مورد نیاز می توان به راندمانی مناسب برای راه اندازی دست یافت.

مقدار بهینه برای غلظت MLSS را می‌توان با تنظیم مناسب میزان لجن برگشتی و دفعی (که موجب تغییر غلظت MLSS در حوض هوادهی می شود) و هم چنین با مقایسه میزان حذف BOD₅ در فرآیندهای تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی، تعیین نمود. مقدار بهینه ی غلظت MLSS زمانی حاصل می شود که BOD₅ در پساب خروجی از زلال ساز نهایی کمترین مقدار ممکن را دارا باشد.

کلرید آهن یا پلیمرها می توانند با متمرکز نمودن (تغلیظ) جامدات مورد استفاده برای گردش مجدد، به تامین غلظت MLSS  مورد نیاز و هم چنین کاهش بار BOD₅ در آب های پذیرنده کمک شایانی نمایند. میزان مواد شیمیایی یا پلیمر مورد نیاز برای افزودن به مخازن ته نشینی را می‌توان در آزمایشگاه ها و به کمک آزمایش “جار” (jar test) تعیین نمود.

در زمان اضافه نمودن این مواد شیمیایی باید بسیار دقیق و محتاط عمل نماییم، چراکه ممکن است این کار موجب افزایش مقدار کاتیون های سمی گردد. در برخی موارد افزایش مواد شیمیایی به عنوان منعقد کننده موجب تغییر غلظت MLSS می شود و دلیل آن لخته شدن بخشی از مواد جامد به صورت لخته های شیمیایی (به جای لخته های بیوژیکی) می باشد. انجام آزمایش برای اندازه گیری غلظت مواد جامد معلق فرار (MLVSS) از دو جهت مهم و ضروری می باشد : اندازه گیری مواد جامد معلق بیولوژیکی، پیشگیری یا برطرف نمودن مسئله ی لخته های شیمیایی.

بازرسی و تست های اولیه

پیش از به کار بستن اطلاعات ارائه شده در پاراگراف های قبلی، شخصی باتجربه و مسئولیت‌پذیر باید به دلایل زیر اقدام به بازرسی و انجام تست های اولیه بر روی تجهیزات فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی (لجن فعال) نماید :

1. اطمینان از تمیز بودن مخازن و سیستم های لوله کشی
2. باز و بسته نمودن تمامی شیرها و دریچه ها (متناسب با وظیفه شان) و بررسی عملکرد روان و بدون مشکل آن ها و قرارگیریشان در حالت بسته
3. بررسی سطوح سرریزهای پساب های خروجی
4. اطمینان از باز بودن سر تمام نازل های سیستم کنترل کف
5. بررسی سیستم هوا:

• بررسی فیلترهای هوا و قطره گیر ها

• بررسی عدم وجود نشتی در خطوط هوا
• بررسی شیرها برای عملکرد مناسب و روان
• بررسی مناسب بودن فواصل، روانکاری و حفاظ های ایمنی در بلوئرها
• بررسی تنظیم بودن سیستم های کوپلینگ موتورها
• بررسی نصب محکم و دقیق موتورها و بلوئرها
• بررسی سنسورها و نمایشگرهای هوا برای عملکرد درست و تنظیم بودن

6. بالا و پایین نمودن درپوش های هوا و بررسی عملکرد مناسب آن ها
7. بررسی دیفیوزرها و اطمینان از عبور راحت هوا از آن ها

در صورت استفاده از هواده های مکانیکی باید با چرخاندن آن ها به صورت دستی از تنظیم بودن و عملکرد روان آن ها اطمینان حاصل نمود.

پس از بررسی نصب، عملکرد و تنظیم بودن سیستم طبق دفترچه های راهنمای موجود و ارائه شده از طرف سازنده و تامین کننده تجهیزات، تجهیزات آماده برای تست اولیه می باشند. در صورت امکان باید از آب خانگی برای تست تر تجهیزات استفاده نمود و

1. سیستم های لوله کشی برای عدم وجود نشتی آب یا هوا مورد بررسی قرار گیرند.

2. نحوه ی استقرار شیرها و دریچه ها نیز باید دوباره بررسی شود.
3. سیستم کنترل کف برای بررسی نحوه ی صحیح پاشش نازل ها و ناحیه تحت پوشش باید بررسی شود.
4. سیستم هوادهی و تجهیزات ایمنی آن برای عملکرد مناسب باید بررسی شوند (فشار هوا و آمپر مصرفی باید ثبت و بایگانی گردد).
5. میزان لرزش، سروصدا و گرم شدن موتورها نیز باید بررسی شود و آمپر مصرفی آن ها نیز ثبت شود.

پس از بررسی عملکرد مناسب سیستم هوادهی، سیستم را برای 3 الی 4 ساعت در مدار قرار داده و برای جلوگیری از بروز مشکل به صورت منظم بازرسی نمایید.

بازرسی و تست اولیه مخازن ته نشینی نهایی به صورت کامل در بخش مربوط به راه اندازی سیستم های پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

روند راه اندازی

پیش از راه اندازی سیستم تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی، باید نمونه ای از فاضلاب خام مورد نظر را تهیه کرده و آزمایشات مربوط به مواد جامد قابل ته نشینی را روی آن انجام دهیم. برای انجام این آزمایش فاضلاب فیلتر شده را به دقت از مجموعه خارج نموده و مقادیر BOD₅ واکسیژن شیمیایی مورد نیاز (COD ) را اندازه گیری نمایید. استفاده از فیلتراسیون به منظور ایجاد تقریبی ویژگی های پساب خروجی از زلال ساز اولیه صورت می گیرد. برای به دست آوردن رابطه ی میان BOD₅ با COD آزمایش های BOD₅ و COD باید بر روی چندین نمونه صورت گیرد.

این رابطه این امکان را برای ما فراهم می کند تا برای کنترل فرآیند در طول راه اندازی به جای تست BOD₅ که مدت زمان بیشتری را نیاز دارد، از تست COD استفاده نماییم. این آزمایش باعث اندازه گیری سریع راندمان از طریق فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی (لجن فعال) شده و ابزاری سریع برای برآورد نسبت مواد آلی (BOD₅) به جمعیت میکروبی (MLSS) که غالبا با عنوان نسبت غذا به میکروارگانسیم ها (F/M) نیز نامیده می شود، می باشد. یک تصفیه خانه ی عادی و معمول در اغلب مواقع نسبت F/M ای در بازه ی 0/2 تا 0/5 را دارا می باشد، به جز در مواردی که از هوادهی گسترده استفاده می شود و در این موارد این نسبت 0/1 یا کمتر می باشد.

رابطه ی بین BOD₅ و COD بایستی به صورت اختیاری استفاده شود چرا که ممکن است به دلایل متفاوتی مانند افزایش مواد آلی غیرقابل تجزیه و یا انتقال مواد جامد این نسبت تغییر کند، که این امر موجب نادرستی و غیرقابل اتکا شدن این رابطه می گردد. برای کاهش خطا در محاسبه نسبت COD/BOD₅، می توان از محاسبه این نسبت بوسیله انجام آزمایش بر روی بخش مایع یک آزمایش جامدات معلق برای اندازه گیری BOD₅ و COD، استفاده نمود (که با عنوان BOD₅ و COD محلول شناخته می شود).

رابطه ی COD/BOD₅ محلول در مقایسه با نسبت COD/BOD₅ دیگر قابل اعتمادتر (ثابت تر)  خواهد بود، اما به زمان بیشتری نیاز دارد. به خاطر داشته باشید که نسبت COD/BOD₅ محلول ممکن است در تمام نقاط تصفیه خانه یا پکیج تصفیه فاضلاب یکسان نباشد؛ لذا بسته به شرایط راه اندازی، ممکن است برای کنترل دقیق راه اندازی نیاز به اندازه گیری نسبت COD/BOD₅ در نقاط مختلفی از تصفیه خانه باشد (برای اطمینان از درستی رابطه ی COD/BOD₅، انجام هر دو آزمایش COD و BOD₅ در طول راه اندازی نیز باید ادامه داشته باشد).

هنگامی که راه اندازی سیستم تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی خاتمه یافت و فرآیند بهره برداری به روال عادی خود وارد شد، آزمایش COD باید به عنوان ابزاری مناسب برای کنترل فرآیند مورد استفاده قرار گیرد (با اینکه آزمایش BOD₅ پارامتری استاندارد برای کنترل فرآیند بوده و نتایج مربوط به آن نیز از طرف بیشتر سازمان های نظارتی درخواست می شود).  

در روزهای دوم و سوم بعد از ورود پساب زلال ساز اولیه به حوض هوادهی، مقادیر BOD₅، COD، MLSS و شاخص حجم لجن (SVI) باید از نمونه های گرفته شده از حوض هوادهی و زلال ساز نهایی، اندازه گیری شود (ممکن است مقادیر عددی رابطه بین COD و BOD₅ جریان ورودی و جریان خروجی یکسان نباشند، بنابراین آزمایش BOD₅ باید به صورت روزانه انجام شود).

SVI نشان دهنده ی ویژگی های ته نشینی لخته ها در زلال ساز نهایی می باشد و احتمال وقوع پدیده بالکینگ شدن لجن را نیز نشان خواهد داد. در حالت کلی اگر SVI در بازه ی 150 – 50 باشد، یعنی ته نشینی لجن به خوبی صورت گرفته است. نظارت بصری بر روی آزمایشات مربوط به جامدات قابل ته نشینی برای به دست آوردن اطلاعات در خصوص ویژگی های ته نشینی لجن فعال در زلال ساز نهایی، بسیار مفید خواهد بود.

مثال های زیر در رابطه با روش های ذکر شده در بالا می باشد :

مثال 1 : تعیین MLSS : یک حوض

     تصفیه متداول

          یک حوض هوادهی

     شرایط طراحی

          جریان = 1 MGD

          بار BOD₅  به مقدار37lb. BOD/DAY/1000 ft ³   در یک مخزن

          دما = 70F 

        MLSS = mg/l 1500

        غلظت BOD به مقدار 150 میلی گرم در لیتر

     شرایط واقعی

          جریان = MGD 0/75

          بار BOD₅ به مقدار 28lb. BOD/DAY/1000 ft ³ در یک مخزن

          دما = 65F

        ^*غلظت BOD به مقدار 150 میلی گرم در لیتر

^* توسط آنالیز فاضلاب خام، آنالیز خروجی زلال ساز یا توسط رابطه BOD₅/COD به دست آمده است.

     کمترین غلظت MLSS مورد نیاز :

مثال 2 : تعیین MLSS : چندین حوض

     تصفیه متداول

          10 حوض هوادهی با ظرفیت 1500    حوض/ft³

                          (3 حوض راه اندازی می شود)

     شرایط طراحی

          جریان =MGD  16

          بار BOD₅ به مقدار 37lb. BOD/DAY/1000 ft ³ در یک مخزن

          دما = 70F

        MLSS = mg/l 1500

          حجم کلی حوض ها =   ft³ 540000  = 10  × ft³ 54000

        غلظت BOD به مقدار 150 میلی گرم در لیتر

     شرایط واقعی

          جریان = MGD 4

بار BOD₅ به مقدار 31lb. BOD/DAY/1000 ft ³ در یک مخزن

          دما = 65F

        ^{*غلظت BOD به مقدار 150 میلی گرم در لیتر}

     کمترین غلظت MLSS مورد نیاز :

تعداد حوض های مورد نیاز برای راه اندازی تحت شرایط موجود، توسط جریان تعیین می شود. جریان طراحی شده در مثال شماره دو برای 10 حوض MGD 16 می باشد (یا 1/6 برای هر حوض به شرط مساوی بودن حجم آن ها). بنابراین MGD 4 نیاز به2/5 حوض دارد (MGD 4 تقسیم بر 1/6). از آنجا که این عدد رند نیست پس عدد بزرگتر بعدی (یعنی 3 حوض) را مد نظر قرار می دهیم. در نتیجه راه اندازی 3 حوض در ابتدا، نسبت غذا به میکروارگانیسم (F/M) بهتری را در مقایسه با راه اندازی هر 10 حوض یا تنها یک حوض بوجود خواهد آورد و راه اندازی با راندمان بهتری صورت خواهد گرفت.

راه اندازی فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی به روش لجن فعال می تواند با استفاده از فاضلاب خام یا لجن تغذیه برای فراهم نمودن حجم مناسبی از میکروارگانیسم ها که جامدات معلق مایع مخلوط (MLSS) نیز شناخته می‌شوند، صورت گیرد.

1. استفاده از بذر لجن فعال یکی از مطمئن ترین روش های راه اندازی می باشد. در صورت امکان باید به میزان کافی بذر لجن را درون حوض هوادهی قرار داد تا مقدار MLSS حداقل به 500 میلی گرم در لیتر رسیده و بتوان جریان موجود در تصفیه خانه را تحت کنترل داشت. در زمان راه اندازی برای تامین حداقل میزان اکسیژن محلول (2 میلی گرم در لیتر) و کمک به مخلوط نمودن، باید از حداکثر توان هوادهی استفاده نمود. با وجود بذر لجن هوادهی شده، در صورت امکان جریان ورودی به حوض هوادهی باید تقریبا چیزی در حدود 10 درصد جریان تصفیه خانه باشد و در صورت نبود مشکل در سیستم و فرآیند، روزانه به مقدار 10 درصد افزایش یابد. این امر موجب افزایش کیفیت خروجی فرآیند تصفیه همزمان با افزایش غلظت MLSS می شود.

2. در صورت استفاده از فاضلاب خام، راه اندازی فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی (لجن فعال) را با پر کردن حوض هوادهی از فاضلاب خامی که وارد زلال ساز اولیه نشده است، آغاز نمایید. این کار موجب فراهم نمودن بیشترین مقدار بذر ارگانیسم های بدون نیاز به بذر لجن می شود. قبل از ورود فاضلاب خام به حوض برای جلوگیری از گرفتگی دیفیوزرها و فراهم نمودن شرایط مناسب اختلاط، تجهیزات هوادهی باید کار خود را آغاز کنند و کارکرد آن ها باید به گونه ای باشد که حداقل مقدار اکسیژن محلول برای سیستم (2 میلی گرم در لیتر) را فراهم کنند. پس از این کار در صورت امکان حوض های هوادهی باید به مدت تقریبی 8 ساعت بای پس شوند که در همین مدت فاضلاب خام نیز هوادهی می شود. بعد از گذشت زمانی در حدود 7 ساعت هواده ها خاموش می شوند و مایع مخلوط درون حوض برای مدت 30 تا 60 دقیقه ته نشین خواهد شد، بعد از گذشت این زمان فاضلاب خام جدید وارد حوض خواهد شد. مخلوط مایع جدید دوباره هوادهی خواهد شد و به شکل قبل ته نشینی صورت خواهد گرفت. این عمل تا زمانی که MLSS به حداقل مقدار خود، یعنی  500 میلی گرم در لیتر برسد ادامه خواهد داشت. پس از حصول این شرایط بایستی حوض ها را در معرض جریان پیوسته فاضلاب قرار دهیم و MLSS موجود اجازه خواهد داشت تا به حداقل غلظت MLSS محاسبه شده برسد. با بالا رفتن MLSS، در صورتی که مقدار DO بیش از  2 میلی گرم در لیتر باشد، میزان هوادهی باید کاهش یابد. آزمایش DO معمولا در زمان راه اندازی به صورت مرتب و هر 2 ساعت یکبار، برای اطمینان از وجود اکسیژن برای میکروارگانیسم‌ها صورت می گیرد.

با صرف نظر از اینکه کدام یک از روش های فوق مورد استفاده قرار می گیرد، هیچ فاضلاب برگشتی ای در طول زمان راه اندازی نباید هدر برود (دور ریخته شود)؛ پمپ های برگشت لجن باید به گونه ای عمل کنند که از تشکیل هر گونه پتوی لجن در مخازن ته نشینی جلوگیری شود. این روند موجب اطمینان از وجود حداکثر تعداد میکروارگانیسم های موجود در زمان برگشت لجن فعال به حوض هوادهی می شود.

زمانی که برای جریان کامل فاضلاب به مقدار غلظت مناسب MLSS دست یافتیم، بایستی اقدام به تنظیم نرخ پمپاژ لجن فعال برگشتی نماییم. میزان پمپاژ لجن برگشتی را می توان با آنالیز مواد جامد قابل ته نشینی محاسبه نمود :

درصد MLSS در آزمایش 60 دقیقه ای جامدات قابل ته نشینی که به صورت اعشاری بیان می‌شود × (مجموع جریان ورودی و جریان لجن برگشتی) = میزان پمپاژ لجن فعال برگشتی

مثال 3 : محاسبه میزان پمپاژ لجن برگشتی

          جریان ورودی به حوض هوادهی : MGD 4

          جریان برگشت لجن : MGD 2

          حجم MLSS در یک آزمایش ته نشینی 60 دقیقه ای : ml 400 در 2 لیتر : 20% : 0/2

بنابراین

MGD 1/2 = MGD (2+4) × 0/2= میزان فاضلاب برگشتی

گالن بر دقیقه 835 = GPM/MGD 695 × MGD 1/2 = میزان فاضلاب برگشتی

   بنابراین مقدار پمپاژ لجن فعال برگشتی باید از MGD 2 به MGD 1/2 یا 835 گالن در روز کاهش یابد. تنظیم این مقدار برای تامین MLSS مناسب در حوض هوادهی ضروری می باشد.

پس از تعیین مقدار پمپاژ لجن فعال برگشتی، لجن بایستی شروع به تشکیل لایه ای (پتویی) در مخزن ته نشینی نماید. پس از آنکه قطر لایه (پتو) لجن به اندازه تقریبی 30 سانتی متر رسید، می توان میزان پمپاژ لجن فعال مازاد را محاسبه نمود. میزان پمپاژ لجن فعال مازاد نیز باعث تغییر میزان پمپاژ لجن برگشتی می شود.

مثال 4 : محاسبه میزان پمپاژ لجن فعال مازاد

     این کار به یکی از دو روش زیر انجام می شود:

1. تصفیه بوسیله لجن فعال در حالی که تمام حوض ها در مدار می باشند.

فرض کنید مقادیر زیر بوسیله آنالیزهای آزمایشگاهی به دست آمده است:

MLSS: mg/l 2800 (استفاده در مرحله 1)

جامدات معلق، لجن برگشتی: mg/l 5600 (استفاده در مرحله 6)

جامدات معلق، فاضلاب ورودی: mg/l 60 (استفاده در مرحله 2)

میانگین جریان روزانه: MGD 4 (استفاده در مرحله 2)

حجم حوض هوادهی: MG 0/55 (استفاده در مرحله 1)

سن طراحی شده برای لجن: میانگین زمان اقامت سلولی: 5 روز (استفاده در مرحله 4)

میزان پمپاژ لجن برگشتی: GPM 835

محاسبه:

           مرحله 1: مقدار جامدات موجود در حوض هوادهی بر حسب lbs :

 =  lbs/MG/mg/l 8/34 × MG حجم حوض هوادهی × mg/l MLSS

حجم جامدات موجود در حوض هوادهی lbs 12700 = 8/34 × 0/55 × 2800

 مرحله 2: جامدات اضافه شده توسط جریان خروجی از زلال ساز اولیه بر حسب lbs/day :

: lbs/MG/mg/l 8/34 × (MGD) میانگین جریان در روز × (mg/l) جامدات معلق جریان ورودی

=  lbs/MG/mg/l 8.34 × MGD 4 × mg/l 60

جامدات اضافه شده توسط پساب زلال ساز اولیه lbs/day  2000

مرحله 3 : عمر لجن (روز) :

مرحله 4: اگر سن محاسبه شده برای لجن کمتر از مقدار در نظرگرفته شده (5 روز) در طراحی باشد، نیاز به هیچ گونه دفعی (تخلیه ای) نمی باشد. در شرایط معمولی، سن لجن نشان دهنده‌ی زمان کم یا زیاد کردن نرخ دفع (تخلیه) می باشد.

سن طراحی شده برای لجن: 5 روز؛ بنابراین نیاز به اصلاح مرحله 3 می باشد:

  = MLSS مورد نیاز بر حسب lbs

 = جامدات اضافه شده توسط جریان خروجی از زلال ساز × سن لجن

lbs 10000 = lbs/day 2000 × day 5

مرحله 5 : در نتیجه مقدار MLSS مورد نیاز برای دفع (تخلیه) برابر است با :

lbs 2700 = lbs 1000 – lbs 12700

مرحله 6 : میزان (نرخ) پمپاژ لجن فعال مازاد :

بنابراین این میزان (نرخ) پمپاژ لجن فعال مازاد (دفعی)، میزان (نرخ) پمپاژ لجن برگشتی را از GPM 835 به GPM 794/5 خواهد رساند. (GPM 40/5 – 835)

دلیل انتخاب بازه ی 24 ساعته برای میزان (نرخ) پمپاژ لجن فعال مازاد (دفعی)، حذف نمودن تغییرات ناگهانی برای فرآیندهای بیولوژیکی حساس می باشد.

1. روش دیگری که برای محاسبه میزان (نرخ) دفع (تخلیه) مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از غلظت دلخواه MLSS می باشد که از قبل و در زمان اقدامات مربوط به راه اندازی به دست آمده است.

فرض کنید مقادیر زیر توسط آزمایشات انجام گرفته در آزمایشگاه به دست آمده است:

          MLSS: mg/l 2800

          جامدات معلق، فاضلاب برگشتی : mg/l 5600

          جامدات معلق، پساب اولیه: mg/l 60

          میانگین جریان روزانه : MGD 4

          حجم حوض هوادهی : MG 0.55

          میزان MLSS دلخواه : mg/l 2720

مرحله 1: میزان جامداتی که باید دفع (تخلیه) شوند بر حسب lbs/day :

= 8/34 × میانگین جریان روزانه × (MLSS دلخواه – MLSS آزمایشگاهی)

lbs/day 2670 = 8/34 × MGD 4 × ( mg/l 2720 – 2800)

مرحله 2: نرخ (میزان) پمپاژ لجن فعال مازاد (دفعی):

بنابراین نرخ (میزان) پمپاژ لجن برگشتی GPM 795.4 خواهد بود (GPM 39/6 – 835).

در صورت تغییر خصوصیات فاضلاب و به دنبال آن تغییر غلظت MLSS دلخواه، ممکن است نیاز به تنظیم مجدد نرخ (میزان) پمپاژ لجن فعال مازاد (دفعی) و نرخ (میزان) پمپاژ لجن برگشتی باشد. لذا برای ایجاد بهترین شرایط تصفیه فاضلاب و تامین بهینه ترین مقدار ممکن برای MLSS در حوض هوادهی، میزان (نرخ) پمپاژ لجن فعال مازاد (دفعی) بسته به شرایط ایجاد شده باید افزایش یا کاهش یابد.

زمانی که تصفیه خانه به حالت پایدار رسید، لجن فعالی با کیفیت مناسب به سرعت ته نشین خواهد شد و مایعی تمیز، بی بو و پایدار را بر روی سطح باقی خواهد گذاشت. هم چنین لخته‌هایی دانه شکل نیز ظاهر خواهند شد که دارای لبه هایی کاملا مشخص، رنگی متمایل به قهوه ای طلایی و دارای بویی نامطبوع خواهد بود. با این حال ممکن است شرایطی در طول راه اندازی بوجود بیاید که نشان دهنده ی عملکرد ضعیف سیستم و فرآیندها باشد و اپراتور نیز نباید توقع نتیجه گیری سریع از روندهای کنترلی بیان شده داشته باشد. ارزشمندترین عنصر موجود در تصفیه خانه هنگام بروز مشکلات این چنینی در فرآیندهای تصفیه (فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی)، وجود اپراتوری متخصص و باتجربه می باشد.

وجود پساب ناپایدار در طول فرآیند راه اندازی غالبا به دلیل تصفیه بیولوژیکی ناکافی روی می‌دهد. معمولا برای کاهش خطرات بهداشتی بر روی آب های پذیرنده از کلرزنی استفاده می‌شود. برای اطمینان از صدمه ندیدن حیات وحش و جانداران آبی موجود در آب های پذیرنده به دلیل کلرزنی بیش از حد پساب خروجی تصفیه خانه، باید هماهنگی های لازم را با سازمان محیط زیست و سایر ارگان های مربوطه انجام داد.

استفاده از آلوم، کلرید آهن (کلروفریک) و پلیمرها برای کمک به روند ته نشینی در مخازن ته نشینی نهایی موجب کاهش بار BOD₅ روی آب های پذیرنده می شود. قبل از تخلیه محتویات حوض های هوادهی به مخازن ته نشینی نهایی، باید آن ها را به طور کامل با لخته سازها (coagulants) مخلوط نمود.

در طول راه اندازی، زمانی که مقدار MLSS پایین است، ممکن است کف زیادی در حوض های هوادهی تشکیل شود. تشکیل کف به خاطر وجود شوینده های مصنوعی و سایر سورفاکتانت ها در شرایطی که هوادهی زیاد و MLSS پایین است، اتفاق می افتد. این کف حاوی ذرات جامد لجن، چربی و باکتری است که در اسرع وقت باید تحت کنترل قرار گیرد. یکی از روش های موثر برای کنترل این پدیده به کارگیری نازل های آب و استفاده از فاضلاب آشغال گیری شده یا آب شرب در آن ها می باشد.

روش دیگر برای کنترل کف در فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی، استفاده از عوامل کف زدا (ضد عفونی کننده) به صورت مستقل یا همراه با نازل های آب است. هم چنین اپراتور می تواند برای تسریع روند کنترل کف و تامین MLSS مورد نیاز برای این امر، میزان هوادهی را کاهش دهد. با ادامه‌ی روند صعودی تشکیل MLSS در حوض های هوادهی، میزان کف کاهش خواهد یافت و فرآیند به سمت پایدار شدن حرکت خواهد کرد.

اتفاق دیگری که در طول فرآیند راه اندازی سیستم تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی ممکن است رخ دهد، وقوع پدیده بالکینگ لجن به دلیل بارگذاری بیش از حد حوض می باشد. از نشانه های وقوع این پدیده می توان به ته نشینی لجن و تراکم بسیار پایین لجن اشاره نمود. با وقوع این پدیده، لایه (پتوی) لجن در زلال ساز نهایی عمیق تر (ضخیم تر) شده و با بالا آمدن بیش از حد سریز خواهد شد. در این حالت میزان ته نشینی لجن به شدت کاهش می یابد و مقدار SVI به شدت افزایش یافته و لجن سبک و کرکی شکل خواهد شد.

پدیده بالکینگ لجن، همراه با رشد ارگانیسم های رشته ای می باشد که با چسبیدن به یکدیگر از لخته ای به لخته ی دیگر موجب جلوگیری از تراکم ذرات لجن و ته‌نشینی ضعیف می گردد. علت دیگر وقوع پدیده بالکینگ لجن وجود آب محبوس است که در این حالت به دلیل زیاد شدن مقدار آب و کاهش چگالی، باکتری هایی که لخته ها را تشکیل می‌دهند متراکم می شوند.

معمولا به دنبال پدیده بالینگ لجن مواردی از قبیل pH پایین، DO پایین، کاهش غلظت نیتروژن، افزایش F/M و سپتیک شدن فاضلاب رخ می دهد. اولین هدف برای کنترل این پدیده افزایش سن لجن یا کاهش نرخ (میزان) F/M می باشد.

پایین بودن DO – یکی از ابتدایی ترین مواردی که باید مورد بررسی قرار گیرد مقدار DO می‌باشد. این مقدار بایستی حداقل  2 میلی گرم در لیتر باشد و در صورت کمتر بودن آن از این مقدار باید اقدام به بررسی تجهیزات هوادهی و اطمینان از عملکرد صحیح آن ها و افرایش میزان هوادهی نمود. در صورتی که هواده ها و بلوئرها در حداکثر ظرفیت خود قرار دارند، نیاز به اضافه نمودن هواده ها، دیفیوزرها و بلوئرهای جدید به سیستم می باشد که طراحی صحیح و اصولی ای برای انجام دادن این کار لازم است.

پایین بودن pH – معمولا در زمان انجام اقدامات اصلاحی در سیستم، برای کنترل پدیده بالکینگ لجن و افزایش pH از طریق تقویت ویژگی های ته نشینی لجن از آهک استفاده می شود. (غالبا همراه با عوامل کمک کننده به لخته سازی)

بالا بودن F/M (پایین بودن سن لجن) – معمولا برای کاهش مقدار F/M، بار آلی (F) موجود در حوض را با کم کردن جریان ورودی به آن کاهش می دهند و یا مقدار M را با افزایش مقدار لجن برگشتی یا کاهش میزان دفع، افزایش می دهند. هر دوی این موارد منجر به افزایش سن لجن خواهد شد.

اهمیت بازبینی و بررسی اطلاعات بایگانی شده ی تصفیه، زمانی مشخص می شود که می توان بوسیله آن ها علل بوجود آمدن چنین مشکلاتی را ریشه یابی نموده و از بروز مجدد آن ها جلوگیری نمود.

یکی از مواردی مهمی که باید به آن دقت کرد، اشتباه نگرفتن پدیده بالکینگ لجن با بالا آمدن لجن می باشد. در پدیده بالا آمدن لجن خصوصیات مربوط به ته نشینی و تراکم به مقدار کافی می باشد. بالا آمدن لجن نتیجه ی طولانی شدن بیش از حد مدت زمان ماندن لجن در زلال ساز می باشد. در این حالت لجن با رشد بیش از حد لجن (از اندازه ای در حدود یک نخود تا بزرگی یک توپ بسکتبال) که غالبا همراه با تشکیل کفی قهوه ای رنگ بر روی سطح مخزن ته نشینی است، مواجه می شویم.

لجن با وارد شدن به فرآیند دینیتریفیکاسیون باعث آزاد سازی گاز نیتروژن می شود که این گاز با افتادن در لجن موجب بالا آمدن لجن بر روی سطح می شود. برای رفع این مشکل می توان از افزایش میزان (نرخ) پمپاژ لجن فعال برگشتی یا افزایش میزان (نرخ) دفع لجن مازاد و کاهش سن لجن استفاده نمود.

راه اندازی فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی با استفاده از روش لجن فعال در زمستان، به زمان بیشتری برای شکل گیری ذرات جامد معلق در مایع مخلوط نیاز دارد که این امر ممکن است بر روی عملکرد سایر قسمت های تصفیه خانه نیز تاثیر نامطلوبی داشته باشد. در زمستان میزان بارگذاری و نرخ هوادهی دست خوش تغییرات زیادی می شود. فاضلاب برای رسیدن به تصفیه ای با بازدهی مناسب نیاز به هوای کمتر و ذرات جامد بیشتری دارد. معمولا تغییرات دمایی در محیط از اهمیت چندانی برخوردار نمی باشد مگر در مواردی که موجب تغییرات دمایی زیادی در سیال گردد. (12± درجه سانتیگراد)

چک لیست فرآیند لجن فعال

چک لیست زیر در راستای تکمیل نکات ذکر شده برای راه اندازی فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی (لجن فعال) می باشد:

1. بررسی دستورالعمل های ارائه شده توسط سازنده و تامین کننده قطعات
2. آماده سازی برای راه اندازی

              الف) ملاقات با مهندسین مشاور و متخصصان راه اندازی.

                        -دریافت مقادیر مربوط به پارامترهای طراحی

                                     . جریان ورودی به حوض هوادهی

                                    . بارگذاری و غلظت BOD₅

                                    . دما

                                   . حجم مخازن (کلی و جزئی)

                                   . MLSS

                                   . ظرفیت پمپ های لجن (برگشت و دفع لجن)

                     -محاسبه رابطه میان COD و BOD₅

                                        . انجام آزمایش های مربوط به BOD₅ و COD حداقل یک هفته پیش از راه اندازی

                                 . محاسبه میزان COD به BOD₅

           ب) برآورد شرایط واقعی راه اندازی

                   -جریان ورودی به حوض (ها) در زمان شروع

                  -میزان بارگذاری و غلظت BOD₅

                  -دما

                  -حجم حوض (ها) در زمان شروع

         ج) محاسبه حداقل غلظت مقدار مورد نیاز MLSS برای راه اندازی

3. روند راه اندازی

          الف) با بذر لجن

                -هواده ها را روشن نموده و حداقل مقدار DO (mg/l 2) را تامین کنید

                -حوض(های) هوادهی را با فاضلاب خام با پر نمایید

               -با اضافه نمودن بذر لجن به حوض (های) هوادهی مقدار MLSS را برای راه اندازی به حداقل مقدار mg/l 500 برسانید.

              -جریان ورودی به حوض (های) هوادهی را به مقدار تقریبی 10 درصد طراحی تنظیم نموده و روزانه به اندازه 10 درصد                           افزایش دهید.

              -تمام لجن فعال موجود در مخزن ته نشینی نهایی را برگردانید.

     ب) بدون بذر لجن

             – هواده ها را روشن نموده و حداقل مقدار DO ( دو میلی گرم در لیتر) را تامین کنید

             – حوض (ها) را با فاضلاب خام پر کنید.

             – جریان را وارد حوض هوادهی نمایید

             – جریان را برای مدت 8 ساعت بای پس نموده و مایع مخلوط درون حوض را به مدت 7 ساعت هوادهی کنید

             -هواده ها را خاموش کرده و به مایع مخلوط زمانی بین 30 تا 60 برای ته نشینی بدهید

             – دوباره جریان را وارد حوض هوادهی کرده، جریان را برای 8 ساعت بای پس نموده، مایع  مخلوط را دوباره هوادهی کرده و                      به  آن اجازه ته نشینی بدهید؛ این روند را تا زمانی که  MLSS به حداقل مقدار خود یعنی mg/l 500 برسد، ادامه دهید.

             -جریان را به صورت پیوسته وارد حوض نمایید

            – تمام لجن فعال موجود در مخزن ته نشینی نهایی را برگردانید

4. کنترل فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی در خلال راه اندازی

          الف) تمامی مقادیر کنترل عملکرد و پارامترهای استاندارد پساب را که شامل موارد زیر می‌باشند، اندازه گیری کنید :

            -MLSS در حوض های هوادهی

            -DO در حوض های هوادهی

            -COD و BOD₅ جریان ورودی و خروجی

            -SS در زلال ساز ثانویه

           -SVI در زلال ساز ثانویه

           -محاسبه F/M

        ب) محاسبه نرخ (میزان) پمپاژ لجن فعال برگشتی زمانی که غلظت MLSS در حوض هوادهی به کمترین مقدار غلظت مورد نیاز                 می رسد.

        ج) اجازه تشکیل پتو (لایه) لجن در در مخزن ته نشینی نهایی زمانی به عمق تقریبی 30 سانت

        د) محاسبه نرخ (میزان) دفع  (تخلیه) لجن فعال و آغاز دفع لجن فعال.

5. عملکرد عادی

       الف) نظارت بر عملکرد فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی را با اندازه گیری پارامترهای کنترل کننده ی عملکرد و                                    استاندارد پساب را که شامل موارد زیر است ادامه دهید:

          -غلظت BOD₅ جریان ورودی و خروجی

          -MLSS در حوض هوادهی

          -SS در زلال ساز ثانویه

         -SVI در زلال ساز ثانویه

         -DO در حوض هوادهی

        -محاسبه F/M

      ب) تنظیم فرآیند

        -نرخ (میزان) لجن برگشتی

       -نرخ (میزان) دفع (تخلیه)

       -تامین هوا

فیلترهای چکنده در تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی

فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی موجود در صافی چکنده کاملا مشابه با فرآیند موجود در لجن فعال می باشد. در حالت کلی، صافی چکنده مواد جامد آلی محلول و رقیق شده را از فاضلاب حذف می کند و مواد جامد را به صورت بیولوژیکی به مواد پایدارتر دیگری اکسید می کند. مدیای فیلترهایی که شامل سنگ، تکه های چوب یا مواد مصنوعی هستند، فضای مورد نیاز برای رشد لجن یا توده‌های زئوگلایی را که حاوی باکتری، پروتوزوئید، جلبک، قارچ، کرم ها و لاروهای حشرات هستند، را فراهم می کند.

با عبور پساب زلال ساز اولیه از فیلتر، رشد ژله ای بیشتر مواد معلق، کلوئیدی و محلول در فاضلاب را حفظ می کند. این مواد به عنوان غذا توسط ارگانیسم ها مصرف می شود و در نتیجه موجب کاهش غلظت مواد آلی در فاضلاب می شود. لایه (فیلم) اضافی تشکیل شده به خاطر رشد ارگانیسم های جدید، به صورت دوره ای یا مداوم از فیلتر خارج شده و در مخازن ته نشینی نهایی جدا می گردد. به این ترتیب حجم زیادی از بار BOD₅ از فاضلاب خارج خواهد شد.

هدف اصلی در طول فرآیند راه اندازی تشکیل مناسب فرآیند رشد لجن به منظور دستیابی هرچه سریع تر به بازدهی پیش بینی شده می باشد.

فیلترهای چکنده به دو دسته ی با جریان استاندارد (پایین) و با جریان بالا تقسیم می شوند. میزان بارگذاری مناسب برای فیلترهای جریان استاندارد gpd/ft² 25 – 100 واحد سطح و lbs BOD₅/day/1000ft³ 5 – 25 ازمدیا می باشد. فیلترهای جریان استاندارد معمولا عمقی در حدود 1/8 الی 2/4 متر داشته و دایراه ای یا مستطیلی شکل می باشند. جریان از درون تانک های دوزینگ پمپ های اتوماتیک یا متناوب به فیلترها تزریق می شود. میزان این تزریق به گونه ای است که از خشک شدن مدیای فیلتر جلوگیری کند.

مواد خارج یا شسته شده از مدیا فیلتر پایدار بوده و به سادگی ته نشین می گردد. این مواد غالبا شامل کرم ها، حلزون ها و لاروهای حشرات می باشند. پساب خروجی از مخزن ته نشینی نهایی معمولا دارای BOD₅ ای در محدوده ی mg/l 20 – 25 می باشد.

میزان بارگذاری مناسب برای فیلترهای جریان بالا gpd/ft² 100 – 1000 واحد سطح و lbs BOD₅/day/1000ft³ 25 – 300 ازمدیا می باشد. فیلترهای جریان بالا معمولا عمقی در حدود 0/9 الی 2/4 متر داشته و دایراه ای یا مستطیلی شکل می باشند. این نوع فیلترها به دلیل گردش خروجی (پساب) فیلتر غالبا دارای بارگذاری پیوسته می باشند. به علت بارگذاری بیشتر خروج مواد از این فیلترها نیز بیشتر صورت می گیرد؛ بنابراین مواد خارج شده از این فیلترها در مقایسه با فیلترهای جریان استاندارد سبکتر و از پایداری کمتری  برخوردار بوده و ته نشینی آن ها نیز مشکل تر می باشد. پساب خروجی از مخزن ته نشینی نهایی معمولا دارای BOD₅ ای در محدوده ی mg/l 20 – 25 می باشد.

در صورتی که فیلتری با جریان بالا بارگذاری ای بیش از BOD₅/day/1000ft³ 25 – 300 از مدیا را داشته باشد، نیاز به استفاده از فیلترهای میانی و فیلترهای ریزشی به دلیل کاهش راندمان حذف BOD₅  می باشد. استفاده از این روش تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی بیشتر در مواقعی مرسوم می‌باشد که انتظار می رود میزان بار مواد آلی بالا باشد و تصفیه ای مختصر در این مرحله کافی باشد.

بازرسی و تست اولیه

فردی مسئولیت پذیر و معتمد می بایست از موارد زیر اطمینان حاصل نماید:

• تمیز بودن حوض ها و سیستم های زهکشی از هر گونه آشغال
• باز و بسته نمودن تمام شیرها و دریچه ها و اطمینان از عملکرد و استقرار مناسب آن ها
• مناسب بودن دهانه اوریفیس
• روانکاری مکفی سیستم و بایگانی اطلاعات مربوط برای استفاده های آتی
• محافظت شدن از تمام بخش های فلزی در دسترس سیستم

پس از اطمینان از موارد بالا، برای بررسی لرزش یا استحکام محور فیلتر (در صورت وجود درام فیلتر) باید آن را با دست چرخاند. سپس در صورت امکان بهتر است فیلتر را زیر بار هیدرولیکی قرار داده و نحوه ی گردش و دهانه های اریفیس و جریان نیز چک شوند.

اگر فیلتر دارای نازل های ثابت می باشد، پس از بازرسی های بالا، فیلتر را برای بررسی گرفتگی نازل ها بوسیله آشغال های باقی مانده از فرآیند ساخت و نحوه ی اسپری نمودن آب برای کامل خیس نمودن مدیاها، باید زیر بار هیدرولیکی قرار داد.

بازرسی و تست های اولیه ی مربوط به مخزن زلال ساز نهایی مشابه بازرسی و تست های اولیه مخزن زلال ساز می باشد که در بخش های گذشته (راه اندازی پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی) توضیح داده شده است.

روند (فرآیند) راه اندازی

پس از انجام تست های اولیه بر روی فیلتر، جریان فاضلاب را وارد بازوهای توزیع کننده نموده و نحوه ی گردش آن را برای اطمینان از کارکرد روان و بدون مشکل و توزیع یکسان فاضلاب بر روی مدیای فیلتر تحت نظر بگیرید و تعداد دور بر دقیقه ی آن ثبت شود. اگر فیلتر از نوع نازل ثابت باشد، پس از بازرسی، جریان فاضلاب را وارد نازل ها نمایید. نحوه ی توزیع جریان بر روی مدیا را بررسی نموده و هرگونه گرفتگی را در سریع ترین زمان ممکن برطرف نمایید.

در فیلترهای جریان بالا، گردش جریان خروجی از زلال ساز نهایی با عبور دادن پرفشار آب از مدیای فیلتر به جلوگیری از تولید بو و گرفتگی فیلتر کمک شایانی می کند. هم چنین این کار موجب کاهش زمان ماند و قرار گرفتن بار ثابت بر روی فیلتر می گردد. در راه اندازی فیلترهای با جریان استاندارد، خیس ماندن مدیای فیلتر یکی از مهم ترین نکات می باشد.

با وجود آنکه در فیلترهای استاندارد برای تنظیم جریان از یک سیفون (لوله گلویی شکل) استفاده می شود، در طول فرآیند راه اندازی، جریان ورودی به تصفیه خانه ممکن است به قدری باشد که فواصل زمانی مورد استفاده در سیفون خودکار به قدری طولانی باشد که موجب خشک شدن فیلتر شود. استفاده از برخی ابزارهای گردش جریان مانند پمپ های قابل حمل برای اطمینان از خیس ماندن فیلتر و اضافه نمودن پساب زلال ساز نهایی به فیلتر بسیار ضروری می باشد. استفاده از سیستم گردش جریان در فیلترهای جریان استاندارد (در صورت امکان) و جریان بالا موجب کاهش زمان مورد نیاز برای رشد بر روی مدیای فیلتر می شود.  

بسته به زمان سال، وضعیت جوی، خصوصیات و میزان آلودگی فاضلاب، رشد و گسترش بر روی مدیا ممکن است چندین روز به طول بیانجامد که در طول این مدت ممکن است کیفیت پساب خروجی افت کند. معمولا برای کاهش خطرات سلامتی و بهداشتی و کاهش بار آلودگی بر روی آب‌های پذیرنده از کلرزنی و منعقد کننده ها استفاده می شود.

آزمایشات کنترلی ای که معمولا بر روی جریان ورودی و خروجی این روش تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی صورت می گیرد شامل COD یا BOD₅، جامدات معلق و جامدات کلی می باشد. این آزمایش ها نشان دهنده ی بازدهی حذف توسط فیلتر و مخزن ته نشینی می باشد؛ برای کمک به اطلاع دقیق تر از وضعیت فیلتر می توان از آزمایشات DO و pH استفاده نمود.

یکی از بی دردسرترین و راحترین بخش های تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی برای راه اندازی و راهبری، فیلتر چکنده می باشد. در طول راه اندازی اغلب مشکلاتی که ممکن است برای فیلترهای چکنده مشکل ساز باشند، مانند گرفتگی، بو و تجمع حشرات، رخ نخواهد داد. سرد بودن آب تا حدی موجب ایجاد اختلال در رشد بیولوژیکی شده و بنابراین ممکن است زمان بیشتری برای رشد بیولوژیکی بر روی فیلتر نیاز باشد.

بیشتر اوقات سردی هوا مشکل ساز نخواهد بود، اما گاها موجب یخ زدگی فیلتر می شود، به خصوص در فیلترهای جریان استاندارد که عملکردی متناوب دارند. بهتر است در صورت امکان فیلترهای جریان بالا را به صورت موازی و بدون گردش یا مقدار ناچیز راهبری نمود. فیلترهای جریان استاندارد را نیز در صورت امکان باید با بارگذاری مداوم بهره برداری نمود. این کار موجب کاهش زمان ماند فاضلاب در فیلتر در دماهای پایین می شود. نصب صفحه های باد نیز کمک شایانی به کاهش مشکلات مربوط به یخ زدگی در این دسته از فرآیندهای تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی می کند.

فیلتر به هیچ وجه نباید از مدار خارج شود مگر در مواقعی که خطری تجهیزات مکانیکی را تهدید کند. مخزن دوزینگ نیز برای کاهش اثرات یخ زدگی باید خوب پوشانده شود. اگر تکیه گاه های (ساپورت های) نازل های چرخان در هوای گرم تنظیم شده اند، به دلیل تاثیر دما بر روی انبساط و انقباض میله های آن، نیاز به تنظیم مجدد آن ها می باشد.

حوض تثبیت و لاگون هوادهی در تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی

حوض تثبیت یا حوض اکسیداسیون در حالت کلی آبی کم عمق می باشد که در حوضچه ای زمینی قرار دارد که برای تصفیه فاضلاب طراحی شده است. از موارد استفاده حوض های تثبیت می‌توان به فرآیند تصفیه کامل، تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی برای فاضلاب ته نشین شده یا تصفیه پساب فرآیندهای ثانویه اشاره نمود. از این حوض بیشتر برای تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی استفاده می شود و به 3 گروه تقسیم می شوند : هوازی، بی هوازی و ترکیبی (هوازی و بی هوازی).

1.تصفیه ثفاضلاب با فرآیند بیولوژیکی با استفاده از حوض تثبیت هوازی : یک حوض هوادهی عمدتا حاوی جلبک و باکتری به صورت معلق می باشد و شرایط هوازی در تمام طول (عمق) آن برقرار است. نوعی از حوض های هوازی برای تامین اکسیژن کافی برای بار BOD₅ موجود در حوض، متکی به جلبک ها می باشد. این حوض ها برای مهیا نمودن شرایط مناسب برای رشد جلبک ها معمولا عمقی در بازه ی 15 تا 45 سانتی متر دارند. به دلیل فضای مورد نیاز در این حوض های هوازی، بیشتر در مقیاس های کوچک مورداستفاده قرار می گیرند. 

نوع دیگری از حوض های هوازی برای تامین بیشتر هوای مورد نیاز خود از تجهیزات مکانیکی یا دیفیوزرهای هوادهی استفاده می کنند. عمق این حوض ها غالبا 8 تا 15سانتی متر است. هر دوی این حوض های هوازی از طریق هوادهی سطحی اکسیژن بیشتری به سیال وارد می کنند.

تثبیت مواد آلی در حوض های هوازی طی دو مرحله اتفاق می افتد. مرحله ی اول، مواد کربنی موجود در فاضلاب با تشکیل کربن دی اکسید، بوسیله ارگانیسم های هوازی موجود شکسته (تجزیه) می شوند. کربن دی اکسید تولید شده، طی فرآیند فتوسنتز با آزاد نمودن اکسیژن، بوسیله جلبک مصرف می شود. در نتیجه بخشی از کربن آلی موجود در فاضلاب به سلول های جلبکی ای تبدیل می شود که برای تجزیه هوازی بیشتر فاضلاب، اکسیژن تامین می کند. جدا نمودن لخته های میکروبی و جلبکی از پساب حوض برای کاهش بار آلودگی در آب های پذیرنده بسیار مهم می باشد. حذف این لخته ها معمولا در مخزن ته نشینی ثانویه انجام می شود.

لاگون های هوادهی نیز مشابه حوض های هوازی می باشند، به جز آنکه به جای رشد جلبکی از هواده های مکانیکی یا دیفیوزرها استفاده می شود و عمق لاگون ها نیز غالبا 15 تا 30 سانتی متر می باشد. با وجود آنکه اختلاط بوسیله هوادهی بیشتر محتویات لاگون را در حالت معلق نگه می دارد، معمولا بخشی از مواد جامد موجود ته نشین می شوند و تجزیه بی هوازی رخ می دهد. بنابراین لاگون های هوادهی را باید در دسته ی حوض های ترکیبی (هوازی و بی هوازی) قرار داد که با استفاده از هواده های مکانیکی یا دیفیوزرهای هوادهی به جای رشد جلبکی، اکسیژن مورد نیاز باکتری ها را فراهم می کنند.

2.تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی با استفاده از حوض تثبیت بی هوازی : حوض های تثبیت بی هوازی تا حدی بارگذاری می شوند که شرایط بی هوازی در بیشتر حجم سیال ایجاد گردد. برای این نوع از حوض ها تا عمق 6 متری نیز مورد استفاده قرار می گیرد. تثبیت بوسیله تجزیه بی هوازی مواد جامد آلی به اسیدهای آلی، بافت های سلولی، کربن دی اکسید، متان و سایر محصولات گازی شبیه به هاضم های بی هوازی بدون حرارت خارجی، اتفاق می افتد.

3.تصفیه فاضلاب با استفاده از فرآیند بیولوژیکی با حوض تثبیت ترکیبی : حوض های ترکیبی، مخلوطی از دو حوض تثبیت ذکر شده در بالا می باشد. این حوض ها از مرسوم ترین و پرکاربردترین حوض های تثبیت می باشند که عمق آن ها نیز در بازه ی 0/6 تا 1/8 متر می باشد. حوض دارای لایه ای هوازی در بالا و لایه ای بی هوازی در پایین می باشد. تثبیت نیز به واسطه ی تجزیه هوازی لایه بالایی و تجزیه بی هوازی لایه زیرین اتفاق می افتد. لایه ی بالایی که لایه ی هوازی نیز نامیده می شود، نیاز به منبعی از اکسیژن مانند هواده های مکانیکی سطحی یا رشد جلبکی دارد. نگهداری صحیح از لایه ی هوازی بالایی مشکلات مرتبط با بوی ناخوشایند را که در حوض های بی هوازی وجود دارد، به حداقل می رساند.

بازرسی و تست های اولیه

خاکریزهای زمین که به عنوان حوض در این روش تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی استفاده می شوند، باید در مواردی مانند میزان نفوذپذیری، فرسایش، میزان آلودگی و سم های گیاهی مورد بررسی دقیق قرار گیرند. پوشش گیاهی و نوع گیاه های محل نیز بایستی برای تطابق با نیازهای تصفیه خانه مورد مطالعه قرار گیرد. در صورت استفاده از هواده های مکانیکی، سرپرست باید از نصب، روانکاری و عملکرد آن ها مطابق با دستورالعمل های سازنده اطمینان حاصل کند.

سیستم های دیفیوزرهای هوادهی نیز برای اطمینان از توزیع یکسان اکسیژن در سراسر سیستم تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی (لاگون) باید بازدید شوند، که این به صورت بصری یا بوسیله آزمایش های DO قابل انجام است. بلوئرهای هوادهی و همه ی موتورهای بکار رفته در سیستم نیز از این قاعده مستثنا نبوده و باید برای اطمینان از نصب و روانکاری مناسب، نبود لرزش و صداهای غیرعادی و تنظیم بودن فواصل مورد بررسی قرار گیرند.

راه اندازی

از آنجا که حوض های ترکیبی پرکاربردترین نوع حوض های تثبیت در فرآیند تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی می باشند، در این بخش به فرآیند راه اندازی این نوع از حوض ها که از جلبک به عنوان منبع اصلی اکسیژن استفاده می‌کنند، می پردازیم.

در صورت امکان راه اندازی حوض تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی را به بخش های گرم سال موکول کنید. در حالت کلی هرچه محتویات داخل گرم تر باشند فرآیند تصفیه ثانویه (تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی) بازدهی بالاتری خواهد داشت. برای جلوگیری از تولید بوی ناخوشایند و رشد علف های هرز در ابتدای بهره برداری از سیستم، قبل از ورود فاضلاب باید 30 الی 60 متر آب درون حوض قرار داشته باشد.

رشد جلبک ها معمولا 7 تا 12 روز بعد از ورود فاضلاب آغاز خواهد شد. سبز رنگ شدن محوطه‌ی حوض نشانه ی رشد جمعیت جلبک ها می باشد. تجزیه بی هوازی لجن های موجود در کف حوض موجب بالا آمدن حباب هایی در نزدیکی ورودی حوض می شود.

برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد بر روی حوض در زمان راه اندازی اولیه، فاضلاب باید به صورت متناوب وارد حوض شود. pH حوض باید به طور مستمر بررسی شود و در صورت امکان بالای 7/5 نگه داشته شود. وجود pH بالا برای حفظ توازن تجزیه بی هوازی لجن های کف استخر ضروری می باشد. این امر هم چنین نشان دهنده ی فعالیت مناسب جلبک ها می باشد، چرا که جلبک با حذف کربن دی اکسید موجود در سیال در حین سوخت و ساز، تمایل به بالا نگه داشتن pH دارد.

آزمایش های مربوط به اکسیژن محلول (DO) نیز بر روی محتویات حوض انجام خواهد گرفت. برای کمک به ارزیابی وضعیت حوض مقادیر pH و DO بایستی ثبت و بایگانی شود. اپراتور باید باید با کمک گرفتن از نتایج این آزمایشات به دنبال بهبود تشخیص بصری خود از وضعیت حوض باشد تا اقدامات مورد نیاز برای راهبری و نگهداری بهتر از سیستم را در کوتاهترین زمان ممکن انجام دهد.

مشکلات معمول در حوض ها (تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی)نصب و راه اندازی سیستم های تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی مانند تولید کف و بوی نامطبوع نباید در زمان راه اندازی رخ دهد. رشد علف های هرز در مدت فرآیند راه اندازی از مشکلات محتمل می باشد که باید در اسرع وقت مرتفع گردد. علف های هرز مانع گردش سیال در سیستم می شوند و بسترهای مناسبی برای رشد و پرورش حشراتی مانند پشه ها می باشند و در صورت حذف نشدن در اسرع وقت، به سرعت تکثیر خواهند کرد. در صورت جلوگیری از رشد علف های هرز و سایر گیاهان و حذف به موقع آن ها مشکلات مربوط به حشرات به طرز چشمگیری کاهش خواهد یافت.

برای رفع مشکلات مربوط به سایر حیوانات که باعث بروز اختلال در عملکرد حوض می شوند، می توان از حشره کش ها یا سایر مواد شیمیایی استفاده نمود. استفاده از مواد شیمیایی در اطراف حوض، همیشه باید با احتیاط خاصی صورت بگیرد چرا که ممکن است برای عملکرد سیستم تصفیه فاضلاب با فرآیند بیولوژیکی مضر باشند. مشکل دیگری که ممکن است در زمان راه اندازی رخ دهد یخ زدگی می باشد. استفاده از بادبزن‌ها و مخلوط نمودن محتویات درون حوض، یکی از روش های کاهش مشکلات مربوط به یخ زدگی می باشد.

مقدمه

یکی از اصلی ترین اهداف طراحی و استفاده از سیستم های اسمز معکوس (RO)، فراهم آوردن سیستم تصفیه ای مطمئن، کارآمد و اقتصادی برای تامین آب مورد نیاز کاربران صنعتی و تجاری می باشد. اغلب پکیج های RO دارای مخازن تحت فشار استیل، قاب ها و سازه های استیل، کنترل کننده های حالت و سطح جامدات، سوپاپ های تنظیم فشار، شیرهای تنظیم جریان و فشار، پیش فیلترهای دو مرحله ای، کنترلرهای قطع کننده ی مکش در فشار پایین، حلقه های چرخش جریان و … هستند که تمام یا بخشی از این اجزا برای عملکرد مطلوب و بازیابی مناسب جریان ضروری می باشند.

در اغلب مواقع طراحی سیستم های اسمز معکوس (RO) به گونه ای انجام می شود که این سیستم ها توانایی کار با دو منبع تغذیه رایج (چاه ها و منابع آب شهری) را داشته باشند. تکنولوژی های غشایی رایج مورد استفاده در اکثر این سیستم ها توانایی حذف 97 درصدی مواد جامد محلول در آب را دارا می باشند.

سیستم های اسمز معکوس از عناصر غشایی به صورت نوارهای بسیار نازک کامپوزیتی حلزونی شکل استفاده می کنند تا راندمان تصفیه در بالاترین حد ممکن قرار گیرد. شرح ساده و مختصر فرآیند موجود در این واحد ها بدین گونه است: پمپ های فشار بالا، آب تغذیه مورد نیاز برای ممبران های اسمز معکوس را تامین می کنند، این ممبران ها (که از جنس مخصوصی هستند) تنها به آبی با کیفیت بسیار بالا اجازه ی نفوذ (عبور) می دهند و در عوض آلاینده هایی نظیر فلزات، نمک ها، یون ها، ناخالصی های آلی و … را از آب حذف می کنند. بخش عمده ای از جامدات معلق توسط سیستم های پیش فیلتراسیون حذف می گردد که در اکثر سیستم های RO موجود می باشد.

برخی اصطلاحات کلیدی مورد استفاده در این سیستم ها:

آب تغذیه (Source Water): آب ورودی به سیستم RO.

آب خروجی یا محصول نهایی (Permeate/Product Water): آب قابل مصرف تولید شده توسط سیستم RO.

آب تغلیظ شده یا پساب (Concentrate/Reject Water/Waste Water): آب حاوی فلزات، نمک‌ها و سایر آلاینده ها که توسط ممبران ها برگشت داده شده است.

کیفیت آب (Water Quality): در اغلب مواقع کیفیت آب خروجی از سیستم های RO توسط میزان رسانایی تعیین می شود که برای انجام این کار، جامدات محلول کل موجود در آب را اندازه‌گیری می کنند.

درصد بازیابی (Percent Recovery): این پارامتر به میزان آب تصفیه شده برای استفاده اطلاق می گردد و به صورت درصدی از آب ورودی به سیستم بیان می گردد. برای محاسبه ی درصد بازیابی نسبت آب تصفیه شده به آب ورودی به سیستم را در 100 ضرب کنید.

درصد برگشت یا دفع (Percent Rejection): ممبران های سیستم های RO توسط میزان دفع جامدات محلول از آب تغذیه ارزیابی می گردند. به عنوان مثال اگر آب تغذیه ppm 100 و آب خروجی از سیستم ppm 10 جامد محلول داشته باشد، درصد دفع یا برگشت سیستم 90 درصد خواهد بود.

TDS: میزان جامدات محلول کل.

SDI: شاخص تراکم لجن (Silt Density Index); این پارامتر نشان دهنده ی میزان مواد کلوئیدی موجود در آب است.

دمای آب

کیفیت آب خروجی و میزان کارآیی سیستم های RO وابستگی زیادی به فشار و دما دارد. شرایط استاندارد برای عملکرد مناسب این سیستم ها، دمای 25 درجه سانتیگراد، فشار ورودی 4/2 بار و آبی با TDS ورودی 1000 می باشد. کاهش دما موجب کاهش عبور آب از ممبران ها و در نتیجه کاهش تولید محصول نهایی می گردد.

فشار آب

حداقل فشار ورودی مورد نیاز برای عملکرد مناسب سیستم های اسمز معکوس 2/8 بار می‌باشد. حداکثر این مقدار نیز 6/3 بار است که برای افزایش فشار بیش از مقدار یاد شده نیاز به انجام برخی تنظیمات می باشد.

اطلاعات کلی

در صورت استفاده ی اصولی (در شرایط کاری تعیین شده) و نگهداری مناسب، سیستم های اسمز معکوس برای مدت طولانی (چندین سال) بدون بروز مشکل و خطا به عملکرد خود و تولید آب با کیفیت ادامه خواهند داد. جدول زیر نشان دهنده ی برخی خصوصیات مورد نیاز برای عملکرد مناسب سیستم می باشد:

در بسیاری از موارد شرایط ذکر شده در بالا برای آب ورودی به سیستم مهیا نمی باشد که در صورت لزوم می بایست از سیستم های پیش تصفیه برای تامین کیفیت مورد نیاز برای آب ورودی استفاده نمود، چرا که در غیر این صورت امکان گرفتگی ممبران ها یا کاهش کیفیت و کمیت آب خروجی بسیار محتمل خواهد بود.

اجزای کلی

در شکل زیر نمونه ای از یک سیستم اسمز معکوس (RO) کوچک و ساده برای آشنایی با اجزای مختلف آن نشان داده شده است:

1-فیلترهای پیش تصفیه

2-کلید قدرت

3-پمپ فشار بالا

4-شیر سلونیدی (شیر ورودی پمپ)

5-شیر سلونیدی (شیر تخلیه خودکار)

6-شیر تنظیم فشار

7-کنترلر الکتریکی

8-نشانگر فشار ورودی

9-نشانگر فشار مواد دفعی

10-فلومتر خط برگشت

11-فلومتر آب تصفیه شده

12-هوزینگ ممبران

13-ممبران (نشان داده نشده)

14-محفظه موتور استارتر

 15-کلید فشار پایین

16-کلید تعیین سطح برای مخزن ذخیره

دیاگرام کلی فرآیند اسمز معکوس (RO)

شکل زیر نشان دهنده ی شماتیک کلی مراحل موجود در یک سیستم اسمز معکوس می باشد:

نصب

موقعیت سیستم

سیستم اسمز معکوس باید در محلی مسطح قرار گرفته و از آن در مقابل آفتاب، باد و باران محافظت گردد. دمای این سیستم، باید به طور مرتب کنترل شود (محدوده ی مجاز برای محیط پیرامون سیستم های اسمز در بازه ی 35 – 5/1 درجه سانتیگراد است). کار کردن سیستم RO خارج از محدوده ی دمایی مجاز موجب آسیب رسیدن به اجزای مختلف آن و خارج شدن سیستم از گارانتی می گردد. در نظر گرفتن فضای مناسب برای سهولت در انجام برخی تعمیرات و بازرسی های دوره ای از دیگر نکات مهم در این رابطه می باشد.

لوله کشی

یکی از نیازهای اساسی پمپ های فشار بالا و ممبران های مورد استفاده در این سیستم ها، تامین جریانی (آب) پیوسته و آرام برای عملکرد مناسب آنها می باشد. با توجه به این مورد و محدوده ی فشار مناسب که در قسمت های قبل به آن اشاره شد، استفاده از سیستم لوله کشی مناسب گامی بزرگی در تامین این نیازهای سیستم اسمز معکوس می باشد.

آب ورودی

سیستم لوله کشی آب ورودی (تغذیه) به واحد اسمز معکوس (RO) می بایست از جنس مس یا پلاستیک باشد. استفاده از لوله های فلزی و کربن استیل در خط جریان ورودی موجب افزایش غلظت آهن موجود در آب شده که این امر می تواند تاثیر نامطلوبی در عملکرد سیستم داشته باشد. همانطور که گفته شد برای عملکرد بهتر سیستم، دمای آب ورودی نباید بیشتر از 35 درجه سانتیگراد باشد. نکته ی مهم دیگر استفاده، از فشارسنج در خط آب تغذیه برای تخمین نسبی زمان تعویض کارتریج های سیستم پیش تصفیه (با استفاده از پارامتر تغییر فشار) می باشد.

اتصالات خط آب تصفیه شده (خروجی سیستم)

بهتر است در این خط از کمترین تعداد شیر استفاده نموده و تا جای ممکن آن را به طور مستقیم به مخازن ذخیره متصل نماییم. بهتر است برای خط خروجی سیستم (آب تصفیه شده) از لوله‌های پلاستیکی یا استیل استفاده شود (از لوله های مسی استفاده نکنید).

نکته: در مواردی که ممبران های سیستم اسمز معکوس تعویض شده اند یا سیستم در حال راه اندازی (برای اولین بار) می باشد، بهتر است خط خروجی را برای مدت زمان 1 ساعت به سیستم تخلیه وصل نمایید تا سیستم به طور کامل شسته شده و آلودگی ای در خروجی وجود نداشته باشد (بعد از یک ساعت سیستم را به حالت عادی بازگردانید).

اتصالات خط زائدات

سیستم لوله کشی مورد استفاده برای خط زائدات و مواد دفعی از سیستم باید کاملا باز و بدون هیچ گونه گرفتگی باشد چرا که وجود هرگونه گرفتگی یا محدودیت در این خط باعث ایجاد فشار برگشتی، بالا رفتن فشار کاری سیستم و در نتیجه آسیب رسیدن به بخش های مختلف سیستم می گردد.

بخش الکتریکی سیستم اسمز معکوس

مهم ترین نکته ی مربوط به این قسمت استفاده از موتورها و منابع تغذیه متناسب با تجهیزات به کار رفته در سیستم می باشد. این کار موجب جلوگیری از آسیب رسیدن به سیستم اسمز معکوس و بارگذاری بیش از حد بر روی قطعات مختلف می گردد.

کنترل کننده های سطح

استفاده از کنترل کننده های سطح یا همان لول سوئیچ ها برای خاموش یا روشن کردن سیستم RO با توجه به سطح مایع موجود در مخزن ذخیره، امری رایج و حتی ضروری می باشد.

پمپ ها

پمپ های مورد استفاده در سیستم های RO معمولا از نوع سانتریفوژ بوده و غالبا خودمکش نیستند. نکته ی مهم در مورد تمام پمپ ها، جلوگیری از خشک کار کردن آنها است. در بسیاری از موارد کار کردن پمپ ها در شرایط غیرمطلوب (دبی کمتر از مقدار مجاز) نیز موجب آسیب رسیدن به آنها می گردد.

پیش فیلتراسیون

یکی از سیستم های معمول مورد استفاده در سیستم های RO، به کارگیری سیستم های پیش فیلتراسیون برای حذف ذرات معلق بسیار کوچک (تا 5 میکرون) است. بهتر است کارتریج های این فیلترها را به صورت ماهانه یا زمانی که فشارسنج ها چیزی که در حدود 10 درصد اختلاف فشار را نسبت زمانی که کارتریج ها تمیز بوده اند (راه اندازی سیستم) نشان دادند، تعویض نماییم. بسته به خصوصیات آب ورودی، ممکن است نیاز به استفاده از سیستم های پیش تصفیه‌ی دیگری نیز باشد. در صورتی که این فیلترها دچار گرفتگی شوند و آب ورودی به پمپ‌ها کاهش یابد، پدیده ی کاویتاسیون اتفاق خواهد افتاد و پمپ ها آسیب می بینند.

بازرسی

پیش از راه اندازی، سیستم را به طور کامل و دقیق بازرسی نمایید، به خصوص اتصالات الکتریکی و خطوط لوله کشی، چرا که ممکن است در خلال فرآیند انتقال سیستم به محل مورد نظر، برخی از این اتصالات شل شده باشند.

نصب ممبران

در اغلب مواقع برای جلوگیری از آسیب رسیدن به ممبران ها و حمل و نقل آسانتر آنها، این قطعات به صورت خشک و شل حمل و نقل و انبار می گردند. نکته ی مهم در زمان نصب ممبران‌ها اطمینان از صحیح بودن جهت سیل (عایق) و هم چنین دقت به قرار گرفتن مناسب اورینگ ها در زمان ورود به هوزینگ ها می باشد. می توان برای اطمینان بیشتر از یک پیچ گوشتی برای ثابت نگه داشتن آنها و جلوگیری از چرخیدن در زمان نصب استفاده نمود. برای جلوگیری از اشتباه قرار ندادن ممبران ها در داخل هوزینگ ها و تشخیص جهت جریان، می توان از فلش‌های راهنمای موجود بر روی ممبران و لوله های خروجی از پمپ ها کمک گرفت.

حتما پیش از نصب سیل و اورینگ های ممبران را توسط روانکارهای مناسب روانکاری نمایید (در صورت در دسترس نبودن این روانکارها می توان از گلیسیرین یا محلول آب و کف استفاده نمود). ممبران طوری درون هوزینگ مربوطه قرار دهید که سیل در بخش بالایی آن قرار گیرد. آب خروجی از سیستم را برای مدت زمان یک ساعت (شستشوی کامل سیستم) به تخلیه متصل نمایید.

باز کردن و تعویض ممبران ها

تامین TDS ثابت، شاخص مناسبی برای ارزیابی عملکرد مناسب سیستم RO می باشد. پیشنهاد می گردد در صورتی که مقدار TDS افزایش یافت یا دبی جریان خروجی کاهش محسوسی داشت، اقدام به تعویض ممبران ها نمایید. به همین دلیل اندازه گیری مرتب TDS امری مهم و ضروری می باشد. بازه ی زمانی مناسب برای تعویض ممبران ها به پارامترهای متعددی از جمله کیفیت آب ورودی وابسته است. در ادامه به بررسی نکات و روش هایی برای افزایش عمر مفید ممبران خواهیم پرداخت.

پیش راه اندازی

پس از نصب سیستم به بررسی موارد زیر بپردازید:

• اطمینان از عدم وجود گرفتگی و آشغال در خطوط لوله کشی (به خصوص خطوط دفع و تغذیه)
• اطمینان از اتصال و عملکرد صحیح کنترل کننده های سطح (در صورت وجود)
• اطمینان از چرخش پمپ در جهت صحیح (همسو بودن آن با پیکان ترسیم شده بر روی بدنه ی پمپ)
• اطمینان از نصب و عملکرد مناسب بخش های مختلف سیستم پیش تصفیه
• اطمینان از محکم بودن تمام اتصالات لوله کشی

فرآیند راه اندازی سیستم

برخی از مراحلی که در ادامه به ذکر آنها خواهیم پرداخت ممکن است در تمام سیستم ها وجود نداشته باشد.

1. شیر تنظیم فشاری که بر روی پنل قرار دارد را باز نمایید.

2. سیستم لوله کشی آب تصفیه شده را جدا نموده و آن را در قسمت تخلیه قرار دهید. (برای 1 ساعت ابتدایی راه اندازی)
3. هوا را از هوزینگ های سیستم پیش فیلتراسیون با استفاده از کلید یا شیر (اهرم) مربوطه خارج نمایید.
4. کلید روشن/خاموش سیستم را در حالت روشن قرار دهید.
5. بررسی کنید که شیر سلونیدی بعد از پمپ باز شده باشد و آب شروع به وارد شدن به درون سیستم کرده باشد.
6. پس از فعال شدن پمپ فشار بالای RO (به منظور پر شدن سیستم با آب، با کمی تاخیر روشن می شوند) شروع به بستن شیر نتظیم فشار نموده (دو سوم آن باز باشد) تا سیستم در حالت تعادل قرار بگیرد.
7. اجازه دهید تا فشارسنج قسمت زائدات، عدد 100 را نشان دهد.
8. در مواردی که سیستم دارای خطوط برگشت جریان می باشد، بعد از راه اندازی اولیه شروع به باز نمودن شیر جریان برگشتی نمایید تا زمانی که فلومتر نصف جریان طراحی شده برای خروجی سیستم را نشان دهد.
9. جریان خروجی را برای مدت زمان یک ساعت به قسمت تخلیه متصل کنید.
10. سیستم را خاموش نموده و جریان خروجی را مجددا به مخزن ذخیره وصل کنید و سیستم را مجددا روشن نمایید.
11. اجازه دهید مخزن ذخیره کاملا پر شود.
12. رسانایی جریان خروجی را بررسی نمایید تا از کاهش 97 درصدی TDS مطمئن شوید.

13. از خاموش و روشن شدن خودکار سیستم توسط کنترل کننده های سطح اطمینان حاصل نمایید.

بهره برداری و نگهداری

پس از تکمیل فرآیند راه اندازی و آغاز به کار، سیستم به صورت خودکار به کار خود ادامه می‌دهد. به عبارت دیگر سیستم به صورت اتوماتیک و بسته به سطح آب موجود در مخزن ذخیره، روشن و خاموش می شود. در مواردی که سیستم RO قرار است برای مدت زمان 72 ساعت یا بیشتر مورد استفاده قرار نگیرد، ممبران ها را در داخل محلول 2/0 درصدی هیدروژن پراکسید نگهداری کنید. سیستم را به صورت روزانه مورد بررسی قرار دهید و پارامترهای مهم مربوط به بهره برداری را ثبت نمایید. انجام برخی تنظیمات و تغییرات در سیستم مانند افزایش یا کاهش فشار با توجه به کیفیت و کمیت خروجی سیستم از مهم ترین وظایف بهره برداران این سیستم ها می باشد.

از دیگر نکات بسیار مهم در بهره برداری این سیستم ها نظارت دقیق و منظم بر فشارسنج های پیش فیلترها می باشد. بهتر است هر سه ماه یکبار پیش فیلترهای کربن فعال را بررسی و تعویض نمایید.

رفع معایب سیستم

جدول زیر نشان دهنده ی برخی از رایج ترین ایرادات احتمالی سیستم های RO می باشد.

تمیز نمودن ممبران ها

شستشو و تمیز نمودن دوره ای ممبران ها موجب بهبود عملکرد سیستم می گردد. در اغلب موارد، مواد معدنی، مواد بیولوژیکی، ذرات کلوییدی و مواد آلی موجب گرفتگی ممبران های می‌گردند.

شوینده های مواد غیرآلی برای رفع گرفتگی

برای شستشو و حذف نمک های غیرآلی مانند CaCO₃، CaSO₄، BaSO₄ و اکسید فلزاتی مانند آهن از ممبران های سیستم اسمز معکوس می توان از محلول های شوینده ی اسیدی استفاده نمود. از سولفوریک اسید استفاده نکنید چرا که این کار موجب رسوب گذاری کلسیم سولفات بر روی ممبران ها می گردد. برخی از محلول های شوینده مناسب برای شستشوی مواد غیرآلی عبارتند از:

• محلول 0/2 درصدی هیدروکلریک اسید (HCL)
• محلول 0/5 درصدی فسفریک اسید (H₃PO₄)
• محلول 0/2 درصدی سولفامیک اسید
• محلول 1 درصدی سدیم هیدروسولفید

شوینده های مواد آلی برای رفع گرفتگی

برای حذف و شستشوی سیلیس، بیوفیلم ها و مواد آلی از ممبران ها می توان از محلول های شستشوی قلیایی استفاده نمود. رایج ترین محلول های شستشو دهنده ی مواد آلی شامل موارد زیر می باشند :

• محلول 0/1 درصدی سدیم هیدروکسید (NaOH)
• محلول 0/1 درصدی سدیم هیدروکسید (NaOH) و 1/0 درصدی نمک تتراسدیم حاصل از اتیلن دیامین تترا استیک اسید (Na-EDTA)
• محلول 0/1 درصدی سدیم هیدروکسید (NaOH) و 05/0 درصدی نمک سدیم حاصل از دودسیل سولفات (NaDDS)
• محلول 1 درصدی سدیم تری فسفات (STP)، 1 درصدی تری سدیم فسفات (TSP) و 1 درصدی Na-EDTA.

pH محلول های بالا می بایست در حدود 12 و دمای آنها کمتر از 30 درجه سانتیگراد باشد.

 

تجهیزات و فرآیندهای مربوط به پیش تصفیه و تصفیه اولیه و راه اندازی صحیح آنها عاملی کلیدی برای عملکرد مناسب فرآیندهای معمول تصفیه ثانویه و تجهیزات مربوط به مدیریت لجن تولیدی می باشد. یکی از کارکردهای اصلی این تجهیزات جدا نمودن آشغال ها و حذف دانه ها (شن و ماسه)، چربی ها، مواد جامد حل شده و سایر موارد مضر برای فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی و آسیب رسان به تجهیزات تصفیه خانه می باشد.

با وجود آن که راه اندازی اغلب این تجهیزات تنها توسط یک دکمه صورت می گیرد، انجام تست های اولیه و بازرسی های دقیق و مناسب این واحد ها موجب پیشگیری از بروز مشکلات متعدد در زمان راه اندازی تصفیه خانه فاضلاب می شود. راه اندازی مناسب و مطلوب سیستم های پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی کمک شایانی به اطمینان از بالا رفتن راندمان راه اندازی و کلی سیستم خواهد کرد.

در اینجا راه اندازی این تجهیزات را با توجه به اهداف کلی تعیین شده برای تصفیه خانه را مورد بررسی قرار می دهیم. اصول ذکر شده در این دفترچه راهنما به صورت کلی بوده و فارغ از ویژگی ها و خصوصیات منحصر به فرد موجود در هر تصفیه خانه، برای تمامی این واحدها قابل استفاده می باشد. برای درک بهتر مطالب و حصول نتیجه بهتر، مطالعه و فراهم نمودن شرایط ذکر شده در دفترچه راهنمای” آماده سازی برای راه اندازی یک تصفیه خانه فاضلاب ” ضروری می باشد.

آشغال گیرها

هدف اصلی استفاده از آشغال گیرها حذف و خارج نمودن ضایعات بزرگ موجود در فاضلاب که باعث ایجاد اختلال در عملکرد پمپ ها و سایر تجهیزات مکانیکی می گردند، می باشد.

آشغال گیرها به دو صورت دستی و مکانیکی تمیز می شوند که در هر دو مورد آشغال های جمع‌آوری شده در نهایت به روش های مختلفی مانند دفن یا سوزاندن از سیستم دفع می شوند. در برخی موارد آشغال جمع آوری شده پس از قرار گرفتن در دستگاه های خردکن به جریان ورودی فاضلاب بازگردانده می شوند. زباله های ریخته شده در اطراف آشغال گیرها باید به صورت منظم و دوره ای برای جلوگیری از بروز حوادث و کاهش مشکلات مربوط به حشرات موذی و بوی نامطبوع، جمع آوری شوند.

بازرسی و تست های اولیه

دو عمل بسیار مهم در رابطه با آشغال گیرهای میله ای که به صورت دستی تمیز می شوند عبارتند از انجام بازرسی های دقیق و اطمینان از نصب صحیح آن و تعیین جدول زمان بندی دوره ای و منظم برای تمیز نمودن آن.

بازرسی آشغال گیرهای میله ای که به صورت مکانیکی تمیز می شوند نیز برای حصول اطمینان از نصب صحیح و عملکرد مناسب، مناسب بودن بازه زمانی عملکرد آن با توجه به دفترچه راهبری ارائه شده از سوی تامین کننده تجهیز و روانکاری مناسب بخش های دوار لازم می باشد.

زمانی که سیستم آشغال گیر آماده ی انجام تست های اولیه شد، باید بوسیله دست یا در صورت امکان توسط نیروی الکتریکی یک سیکل کامل را طی کند تا نحوه عملکرد کلی و تمیز نمودن آن به طور کامل بررسی گردد. هم چنین چک نمودن کلید اضافه بار (Overload Switch) آشغال‌گیر برای جلوگیری از صدمه رسیدن به سیستم در زمان های بحرانی، بسیار مهم می باشد. سپس تجهیز باید برای مدت 3 تا 4 ساعت در مدار قرار گیرد تا نحوه ی عملکرد و آمپر مصرفی آن به صورت کامل مشاهده و ثبت شود.

راه اندازی

در هنگام راه اندازی تصفیه خانه، آشغال گیرهایی که به صورت دستی تمیز می شوند نیاز به مراقبت و بررسی بیشتری دارند، چرا که ممکن است در این زمان حجم بسیار زیادی از آشغال در سیستم جمع آوری انباشته شود. گرفتگی در آشغال گیرها موجب انباشته شدن و در نتیجه  بی هوازی شدن فاضلاب در سیستم جمع آوری می گردد. با رفع گرفتگی به دلیل ورود ناگهانی این بار آلودگی به سیستم، شوک بزرگی به تصفیه خانه وارد خواهد شد. در صورتی که پیش‌بینی می شود در زمان های خاصی میزان این آشغال ها از حد معمول بیشتر باشد، برای جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی نیاز به افراد بیشتری برای تمیز نمودن آشغال گیرها خواهد بود.

آشغال گیرهایی که به صورت مکانیکی تمیز می شوند کمتر دچار گرفتگی می شوند. اما ممکن است در برخی مواقع آشغال هایی به همراه فاضلاب وارد سیستم شود که این آشغال گیرها نیز قادر به دفع آن ها نباشند، لذا انجام بازرسی های دوره ای و مدون برای رفع این قبیل مشکلات باید به صورت از پیش تعیین شده در دستور کار اپراتورها یا سایر اشخاص مربوطه قرار گیرد. بسته به جهت چرخش مکانیسم تمیزکننده آشغال گیر، شیارهای موجود در آشغال گیر ممکن است به دلیل جمع شدن آشغال ها در کف آشغال گیر دچار گرفتگی شوند.

با وجود آن که احتمال رخ دادن این اتفاق بسیار پایین می باشد اما انجام بازرسی های پیشگیرانه، به خصوص در زمان راه اندازی لازم است. بررسی عملکرد صحیح اسکرابر که وظیفه جمع آوری آشغال ها از شیارها را بر عهده دارد نیز از دیگر نکات کلیدی مربوط به راه اندازی آشغال گیرهای مکانیکی می باشد. اگر اسکرابر وظیفه خود را به درستی انجام ندهد آشغال ها مجددا به فاضلاب برگردانده خواهند شد. در طول زمان راه اندازی برای اطمینان از تمیز شدن صحیح آشغال گیر، هماهنگی مناسب بین اجزا، سفت بودن تمام اتصالات و پیچ ها و نبود لرزش در سیستم، آشغال گیر باید به صورت مرتب مورد بازرسی قرار گیرد.

 تجهیزات خردکن

آشغال های بزرگ باقی مانده در آَشغال گیر تا زمانی که برای عبور از دهانه ی آشغال گیر و ورود به تصفیه خانه به اندازه کافی کوچک نشده باشند، توسط این تجهیزات خرد می شوند. خردکن‌ها آشغال های موجود را به قدری ریز می کنند که مشکلی را برای پمپ ها و سایر تجهیزات مکانیکی به وجود نیاورند. از دیگر مزایای خردکن ها می توان به کاهش بو در آشغال گیرها و کاهش کف ناشی از برگشت مواد جامد در هاضم های بی هوازی اشاره نمود.

بازرسی و تست های اولیه

خردکن ها نیز همانند آشغال گیرها بایستی مطابق با دستورالعمل های ارائه شده توسط تامین کننده ی تجهیز نصب شوند. روانکاری صحیح، تنظیم و تراز نمودن مناسب و تمیزکاری کافی از موارد مهمی می باشند که برای یک خردکن باید مورد بررسی قرار بگیرند. قبل از راه اندازی باید از کافی بودن میزان روان کننده ها و سالم بودن آژیرهای هشدار خطر و اضافه بار سیستم اطمینان حاصل نماییم.

پس از بازرسی و اطمینان از مناسب بودن نحوه ی نصب سیستم، برای بررسی تنظیم بودن و تمیز شدن کامل، تجهیز باید یک سیکل کامل را توسط چرخانده شدن به وسیله دست یا نیروی الکتریکی طی کند. در انتها، خردکن به مدت 3 تا 4 ساعت و برای انجام بررسی های دیگری از قبیل میزان لرزش، گرم شدن، سر و صدا و اندازه گیری آمپر مصرفی و ثبت آن ها، در مدار قرار خواهد گرفت.

راه اندازی

در حین راه اندازی بازرسی مداوم تجهیزات خردکن کمک شایانی به محافظت از تیغه های آن‌ها می نماید. برای این منظور اکثر واحدها دارای بخش هایی برای جدا کردن سنگ ها، فلزات و سایر مواد سخت می باشند. این واحدها نیز باید به صورت منظم و در فواصل زمانی مناسب تمیز و تخلیه شوند. برای کاهش حوادث و خطرات احتمالی منطقه قرارگیری خردکن ها باید همواره تمیز نگه داشته شود.

مخازن دانه گیری

هدف اصلی استفاده از مخازن دانه گیری حذف شن و ماسه، سنگریزه ها و مواد غیرآلی سنگین می باشد. مخازن دانه گیری موجب حذف سریع این مواد شده و در نتیجه از تجهیزات مکانیکی در مقابل سایش محافظت می کند، از ایجاد رسوب در لوله ها، کانال ها و مجاری آب جلوگیری می‌کند و باعث کاهش میزان ورود مواد غیرآلی به واحدهای فرآیندهای بیولوژیکی می شوند.

دانه گیرهای ثقلی غالبا مستطیلی شکل هستند و برای حذف دانه ها متکی به سرعت فاضلاب عبوری از مخزن می باشند. سرعت این جریان معمولا با استفاده از آبراه های مناسب، اوریفیس‌ها و ناودانی در 01/0 متر بر ثانیه نگه داشته می شود. این سرعت به مواد غیرآلی سنگین تر اجازه ته نشینی و خروج از سیستم به صورت دستی یا مکانیکی را می دهد و حجم مواد آلی معلق نیز کاهش می یابد.

اکثر دانه گیرهای معمول از دیفیوزرها یا پروانه ها برای ایجاد جریانی چرخشی با سرعت کنترل شده ای در سیال استفاده می کنند که این کار باعث می شود تا مواد غیرآلی سنگین تر پایین این جریان چرخشی ته نشین شده و مواد آلی به صورت معلق باقی بمانند. سرعت این جریان چرخشی توسط دبی و سرعت انتشار هوای دیفیوزرها، پروانه ها یا شکل مخزن دانه گیری کنترل می شود. برخی از دانه گیرها به جای سرعت کنترل شده، وابسته به ابزار مکانیکی حذف کننده می باشند.

برخی از آن ها از یک چنگک شیب دار مستغرق برای جداسازی و  معلق نمودن مجدد مواد آلی سبک تر از مواد غیرآلی استفاده می کنند. نوع دیگر آن ها با بهره گیری از اصول مربوط به نیروی گریز از مرکز اقدام به جداسازی مواد می کنند. هر دوی این مخازن دانه گیری، عمل جداسازی و دسته بندی مواد ته نشین شده را با راندمان بهتری نسبت به دانه گیرهای کنترل کننده سرعت انجام می دهند.

بازرسی و تست های اولیه

بازرسی و انجام تست های اولیه برای مخازن دانه گیری با توجه به تجهیزات مکانیکی به کار رفته در آن ها، متفاوت می باشد.

بازرسی دانه گیرهای ثقلی شامل بررسی نوع و کیفیت ساخت مخزن و چک نمودن تجهیزات اندازه گیری جریان و نصب صحیح آن ها می باشد.

دانه گیرهای دارای جریان چرخشی باید از حیث نوع و کیفیت ساخت و باقی نماندن آشغال و زباله در مخزن پس از ساخت، مورد بررسی قرار گیرند. تجهیزات چرخان نیز مانند بلوئرها (دمنده ها) و موتورها نیز از لحاظ نصب صحیح، استقرار درست و محکم و روانکاری به اندازه کافی مورد بررسی قرار بگیرند.

دانه گیرهای مکانیکی بایستی کاملا مطابق با دستورالعمل های سازنده یا تامین کننده آن نصب شوند. دستورالعمل ارائه شده از سازنده یا تامین کننده نیز باید دارای چک لیستی برای بررسی تجهیزات باشد. در حالت کلی بررسی مناسب بودن میزان و نوع روانکار بسیار حائز اهمیت می‌باشد. تمامی فواصل و ترازهای سیستم باید به دقت بررسی شده و دستگاه بوسیله دست یا نیروی الکتریکی چرخانده شود تا یک سیکل کامل را چک کند. سپس واحد باید برای مدت زمان 3 الی 4 ساعت در مدار قرار گرفته شود تا مواردی همچون داغ شدن بیش از حد موتور، تجهیزات ایمنی، نصب صحیح حفاظ ها، میزان لرزش و صدای سیستم و نصب مورد بررسی قرار گیرد.

بخش دیگر دانه گیر که نیاز به بازرسی و تست اولیه دارد، مکانیزم حذف دانه ها می باشد. این مکانیزم نیاز به بررسی در بخش های نحوه ی استقرار و نصب، نوع روانکار و نحوه ی روانکاری، رعایت فواصل و ترازها دارد. قبل از بهره برداری از این بخش باید تست اولیه ای از موتور الکتریکی آن (روانکاری صحیح، سالم بودن خود موتور و آمپر مصرفی) صورت گیرد.

راه اندازی

در طول مرحله راه اندازی دانه گیر باید به صورت منظم برای اطمینان از عملکرد صحیح حذف کننده دانه ها، مورد بازرسی قرار بگیرد. ممکن است نیاز باشد تا در زمان راه اندازی تناوب عملیات حذف دانه ها به دلیل انباشتگی بیش از حد آن ها در سیستم جمع آوری، در حالتی بیشتر از حد معمول قرار داده شود.

واحد شناوری

شناوری واحدی می باشد که در آن ذرات معلق و محلول بر روی سطح آب شناور می شوند و سپس به صورت دستی یا مکانیکی از سیستم حذف می شوند. ذرات  موجود در آب بوسیله حباب های آب شناور می شوند و سپس با چسبیدن به ذرات معلق و محلول دیگر باعث شناور شدن آن ها در سطح آب می شوند. از واحدهای شناوری برای تغلیظ لجن نیز استفاده می شود.

مخازن شناورسازی به سه دسته ی شناور سازی با هوا، شناور سازی با هوای محلول و شناورسازی با خلا طبقه بندی می شوند. نتیجه نهایی در هر سه سیستم یکسان می باشد و شامل وارد کردن حباب های هوا به درون سیال، برای تشکیل لایه ی شناوری از کف می باشد. در تانک‌های شناورسازی با هوا برای وارد نمودن حباب های هوا به سیال و تشکیل لایه ی شناور کف، از دیفیوزرهای هوادهی یا پروانه ها استفاده می شود.

در واحدهای شناورسازی با هوای محلول، هوا زمانی به فاضلاب اضافه می شود که فاضلاب تحت فشار می باشد. در اینجا سیال بوسیله هوا فوق اشباع می شود و سپس به مخزن دیگری با فشار اتمسفریک وارد می گردد. کاهش سطح فشار موجب می شود تا حباب هایی در طول حجم مایع تولید شود و تشکیل لایه شناور کف کمک کند.

اصول مورد استفاده در واحدهای شناورسازی خلا نیز مانند واحدهای هوای محلول می باشد. اما در این واحدها هوا در یک مخزن با فشار اتمسفریک به فاضلاب اضافه می شود و بوسیله هوا فوق اشباع می گردد. سپس فاضلاب به مخزن دیگری که خلا در آن وجود دارد برده می شود و در نتیجه با کاهش فشار حباب ها تشکیل می شوند و این امر منتج به تشکیل لایه شناور کف می گردد.

بازرسی و تست های اولیه

بازرسی و تمیز نمودن مخازن شناورسازی پس از اتمام مراحل ساخت از نکات مهم در مورد این تجهیز می باشد. مواردی که بایستی مورد بررسی دقیق گیرند عبارتند از بازرسی نصب صحیح خطوط هوا، شیرها و پمپ ها در صورتی که واحد شناورسازی از نوع مخازن خلا یا تحت فشار باشد. موارد مورد بررسی در مخازن شناورسازی با هوا عبارتند از نصب صحیح پروانه و موتور یا خطوط هوا، دیفیوزرها و بلوئرها.

فارغ از نوع مخازن شناورسازی، مکانیزم های دفع لجن می بایست برای مواردی مانند مناسب بودن فواصل و تراز بودن آن ها و روانکاری مناسب و مطابق با دستورالعمل های سازنده، مورد بررسی قرار گیرد.

قبل از در مدار قرار دادن شناور ساز برای مدت زمان 3 الی 4 ساعت، واحد دفع لجن می بایست یک سیکل کامل را طی نموده و از تنظیم بودن و عملکرد صحیح آن (تنظیم بودن فواصل، تنظیم بودن بخش های دوار و مناسب بودن عمق مستغرق چنگک ها) اطمینان حاصل نمود. پمپ های فشار یا خلا نیز باید برای نصب محکم و صحیح، عملکرد روان، داغ نشدن بیش از حد، لرزه و صدای غیرطبیعی و … مورد بازرسی قرار گیرند. آمپر مصرفی و فشار پمپ ها نیز باید به دقت بررسی و ثبت شود.

راه اندازی

در خلال راه اندازی واحد، برای اطمینان از عملکرد درست مکانیزم جمع آوری (Skimming) و بیش از حد بزرگ یا قطور نشدن لایه ی کف تشکیل شده، باید به صورت منظم بازرسی صورت پذیرد.

مخازن ته نشینی

مخازن ته نشینی غالبا تنها برای تصفیه اولیه فاضلاب مورد استفاده قرار نمی گیرند و از دیگر کاربردهای آن ها می توان به فرآیندهای تصفیه ثانویه مانند لجن فعال و صافی های چکنده اشاره نمود. هدف استفاده از مخازن ته نشینی اولیه حذف ذرات جامد بزرگ معلق و مواد شناور از فاضلاب، پیش از تخلیه به واحدهای تصفیه ثانویه یا آب های سطحی می باشد. مخازن ته‌نشینی اولیه به طور موثری 65-50 درصد از ذرات جامد معلق و 40-25 درصد BOD₅ را از فاضلاب های خانگی حذف می کند.

نوع ثانویه مخازن ته نشینی، وظیفه تصفیه پساب های بیولوژیکی واحد را بر عهده دارد. عملکرد این مخازن مانند مخازن نوع اولیه می باشد با این تفاوت که بارگذاری سطحی و حجم لجن در آن ها معمولا کمتر از نوع اولیه می باشد. مخازن ته‌نشینی میانی در میان صافی چکنده و برای افزایش بازدهی مورد استفاده قرار می گیرند و عملکردی مشابه با مخازن اولیه و ثانویه دارا می باشند.

بازرسی و تست های اولیه

بازرسی و انجام تست های اولیه برای زلال سازهای اولیه بسیار مهم می باشد چرا که این تجهیز یک واحد اصلی در تصفیه خانه می باشد و دارای بخش های مکانیکی زیادی می باشد که در طول عملکرد خود به صورت مستغرق می باشند. خطوط لوله و مخزن آن باید عاری از هرگونه جسم خارجی و آشغال باشد. عملکرد روان تمام دریچه های کنترلی و شیرها، استقرار صحیح آن ها و مکانیزم جمع آوری لجن (تراز بودن، مناسب بودن فواصل و روانکاری مناسب) باید مورد بررسی قرار بگیرد. بررسی تجهیزات دوار (نصب محکم و مناسب، تنظیم بودن بخش دوار، فواصل، تجهیزات ایمنی و روانکاری) و سطح سرریزها از دیگر نکات مهم است.

 سیستم برای مدت زمانی در حدود 3 الی 4 ساعت باید در مدار قرار گیرد تا فاضلاب به طور کامل وارد آن شود. در این زمان موتورها باید از نظر داغ نشدن بیش از حد، داشتن سروصدا و لرزش های غیرعادی و اندازه گیری و ثبت آمپر مصرفی مورد بررسی قرار گیرند. عملکرد تجهیزات مربوط به جمع آوری و حذف کف موجود نیز باید به دقت بررسی شود.

 

راه اندازی

در زمان راه اندازی زلال ساز اولیه، لجن خامی که بر اساس نتایج آزمایش های مربوط به جامدات کلی یا معلق دارای 4 تا 8 درصد ذرات جامد خشک باشد، باید از زلال ساز (مخزن ته نشینی) خارج شود. معمولا نمونه برداری لجن خام از مخزن (گودال) لجن و قبل از پمپاژ صورت می‌گیرد. لجن در مخزن (گودال) مخلوط می شود و نمونه مستقیما از چاه برداشته می شود. در بعضی موارد نمونه برداری از دریچه های لوله ها در نزدیکی پمپ های لجن یا از خود پمپ صورت می‌گیرد.

در زمان انجام پمپاژ به هاضم ها، لجن باید تا جای ممکن غلیظ باشد و سرعت برداشت (پمپاژ) لجن نیز برای جلوگیری از ورود آب به لجن، تا جای ممکن باید پایین باشد. پس از حذف نمودن لجن موجود، میزان دانه های در آن نیز باید مورد بررسی قرار بگیرد. در صورتی که مقدار آن ها قابل توجه باشد، حذف بیشتر آن ها (دانه گیری بیشتر) و بررسی تجهیزات دانه‌گیری ضروری می باشد.

پرسنل بهره بردار در زمان عملکرد زلال ساز باید آموزش ببینند و با برنامه زمانی مناسبی اقدام به پمپاژ لجن در زمان راه اندازی و عملکرد عادی سیستم نمایند. زمانی که با بازرسی بصری صورت گرفته، لجن رقیق به نظر رسید (زیاد بودن مقدار آب) پمپاژ باید متوقف شود. با وجود آن که آزمایش ذرات جامد تنها ابزار دقیق برای برای اندازه گیری چگالی لجن می باشد، اما برای کنترل و نظارت بر روی عملکردهای معمول پمپاژ بسیار کند و زمان بر می باشد.

بسیاری از اپراتورها برای بررسی سریع از آزمایش گریز از مرکز استفاده می کنند در حالی که اغلب اپراتورهای با تجربه به صورت چشمی عمق لجن می توانند تشخیص بدهند که چگالی لجن برای پمپاژ مناسب است یا خیر. عمق ظاهری لجن به اپراتور برای تخمین حجم لجن و زمان مورد نیاز برای پمپاژ آن کمک می کند. نمونه برداری و انجام آزمایشات در آزمایشگاه درستی تشخیص اپراتور را نشان می دهد و هم چنین برای ثبت اطلاعات عملکرد تصفیه خانه ضروری می باشد. سایر آزمایشات مورد نیاز برای تصفیه خانه عبارت است از DO، BOD، ذرات جامد معلق و ذرات قابل ته نشینی. دفترچه راهنمای بهره برداری و تعمیر و نگه داری تصفیه خانه باید شامل لیستی از آزمایش های مورد نیاز برای زلال ساز باشد.

سه مشکل اساسی در بهره برداری که بر روی عملکرد مخازن ته نشینی تاثیر گذار است، تغلیظ بیش از حد لجن، بی هوازی شدن لجن و اتصال کوتاه (SHORT CIRCUITING) می باشند.      

1. یکی از دلایل عملکرد نامنظم تجهیزات دفع (حذف) لجن، تغلیظ بیش از حد لجن می باشد. پس از انجام بازرسی های لازم و اطمینان از نبود نقص در عملکرد سیستم‌های مکانیکی، باید شروع به انجام مراحل دفع لجن غلیظ شده نمود. برای جلوگیری از بروز و حل این مشکل باید دفع لجن و نظارت بر آن در فواصل زمانی کوتاه تری صورت گیرد. در صورت وجود امکان آسیب رسیدن به تجهیزات، خالی کردن آب مخازن و دفع لجن باید به صورت دستی انجام شود.
2. اگر لجن به صورت منظم و مناسب از سیستم دفع نشود، بی هوازی خواهد شد که از نشانه های آن بویی شبیه به تخم مرغ فاسد و رشد پتوی لجن می باشد. در چنین مواقعی یکی از راه حل ها، کلرزنی محتویات زلال ساز برای کاهش بو و به تعویق انداختن فرآیند تجزیه فاضلاب در زمان انجام اقدامات اصلاحی برای رفع مشکل می باشد. کلرزنی محتویات زلال ساز باید با دقت فراوانی صورت گیرد، چرا که ممکن است بر روی فرآیندهای بیولوژیکی پیش رو تاثیرگذار باشد. در صورت عدم وجود اشکال در تجهیزات مکانیکی باعث رفع و پیشگیری از بروز چنین مشکلاتی خواهد شد.
3. اتصال کوتاه از دیگر مشکلاتی می باشد که ممکن است در زمان راه اندازی رخ دهد. این اتفاق زمانی مشاهده می شود که ناحیه ای با سرعت زیاد در مخزن وجود داشته باشد و از نشانه های آن می توان به بالا آمدن لجن، وجود ذرات لجن در پساب خروجی و فاضلاب بی هوازی اشاره نمود. معمولا استفاده از بافل های مناسب، نوع و ارتفاع سرریز و نوع طراحی ورودی، بوسیله ایجاد تغییر در رژیم جریان زلال ساز باعث پیشگیری یا کاهش این مورد می شود.

کلرزنی

کلر گازی سنگین تر از هوا، به شدت سمی و خورنده در فضای مرطوب می باشد. این گاز باعث تحریک غشاهای مخاطی بینی، حلق، ریه ها شده و قرار گرفتن بیش از حد در معرض آن می تواند منجر به مرگ شود. تمام افرادی که به نوعی با کلر سروکار دارند باید از این نکات آگاه باشند. آموزش اپراتور باید شامل آگاه سازی آن ها از این خطرات، استفاده از تجهیزات اضطراری و کیت های تعمیر کننده، جعبه کمک های اولیه و روش ها و رویه های کار با ظروف حاوی کلر باشد.

با وجود آن که از کلر در تصفیه خانه های فاضلاب اغلب به عنوان گندزدا استفاده می شود، اما این ماده کاربردهای گسترده ی دیگری را نیز دارا می باشد. در واحدهای پیش کلرزنی، از کلر به عنوان گندزدا و عامل کنترل کننده بو استفاده می شود، اما این کار برای کاهش بار BOD تصفیه خانه، کمک به ته نشینی، کنترل کف کردن و حذف روغن نیز موثر است.

در قسمت های مختلف تصفیه خانه ممکن است از اضافه کردن کلر به فاضلاب برای اهداف دیگری همچون کنترل و جلوگیری از ایجاد بو، کنترل خورندگی، کنترل کف در هاضم ها، کمک به تغلیظ لجن، جلوگیری از پدیده بالکینگ لجن، جلوگیری از جمع شدن آب بر روی فیلتر بر اثر گرفتگی و دفع حشرات موذی و جلوگیری از ازدیاد آن ها بر روی فیلترها استفاده نمود.

گندزدایی به معنای تخریب و از بین بردن تمام ارگانیسم های بیماری زا می باشد. با از بین بردن ارگانیسم های بیماری زا و غیربیماری زا، کلر به جلوگیری از ایجاد بوهای ناخوشایند و محافظت از منابع آب شهری، سواحل و سایر مناطق تفریحی در مقابل بیماری های ناشی از آب آلوده کمک شایانی می کند.

بازرسی و تست های اولیه

همانطور که گفته شد در هنگام آموزش در محل اپراتورها، وجود فردی متخصص و با تجربه در محل (در زمینه کار و استفاده از کلر) پیش از راه اندازی برای آموزش پرسنل و انجام بازرسی و تست های اولیه ی تجهیزات کلرزنی لازم و ضروری می باشد. در حالت کلی بازرسی از تجهیزات کلرزنی شامل بررسی نصب صحیح و دقیق، تنظیم بودن آن ها و ثبت فشار نشانگرها می باشد. اتصالات باید بوسیله آب آمونیاک در حالتی که کلرزن نیمه باز می باشد، چک شود. نیمه باز گذاشتن کلرزن به دلیل کاهش خطرات و کمک به تسریع خروج کلرزن از مدار کاری در صورت نیاز، توسط اپراتور می باشد. و

ضعیت و نحوه ی استقرار تمام شیرها باید چک شود. کامل بودن و دسترسی به تجهیزات ایمنی و ابزارآلات تعمیر و نگهداری نیز باید به دقت بررسی شود. کتابچه ی راهنمای کلرزنی که توسط جورج کلیفورد وایت نوشته شده است، جزئیات کامل و شرایط مورد نیاز برای راه اندازی تجهیزات کلرزنی را به طور مفصل مورد بررسی قرار داده است.

راه اندازی

در اغلب مواقع با وجود صورت گرفتن بازرسی ها و تست های اولیه، راه اندازی منجر به ایجاد برخی مشکلات مکانیکی می گردد. اپراتور می بایست با اندازه گیری میزان کلر مصرفی سیستم و مقدار کلر باقی مانده، حالت بهینه را برای فرآیند و سیستم با توجه به استانداردهای موجود فراهم کند.

خلاصه

در بخش های قبل دستورالعمل ها و توصیه هایی را برای راه اندازی سیستم های پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی بیان نمودیم. با این حال ممکن است این اقدامات در تمام زمینه‌ها کارآمد و کاملا صحیح نباشند و در اکثر موارد باید دستورالعمل های ارائه شده توسط سازندگان و تامین کنندگان تجهیزات در کنار مشاوره های افراد با تجربه و متخصص در زمینه تصفیه فاضلاب را اولویت قرار داد.

پیش از راه اندازی هر کدام از واحدهای پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی ابتدا باید بازرسی ها و تست اولیه ی دقیق و آماده سازی مناسبی بر روی آن ها صورت گیرد. بازرسی مداوم تجهیزات برای اطمینان از عملکرد مناسب آن ها در طول پروسه راه اندازی نیز امری بسیار مهم و الزامی می باشد. روانکاری مناسب تجهیزات دوار و موتورهای الکتریکی و مشاهده و ثبت اعداد مربوط به فشار و آمپر مصرفی آن ها در هر دو حالت زیر بار و بدون بار نیز به بهره‌برداری بهتر و پیشگیری از مشکلات و خرابی های احتمالی کمک شایانی می کند. پرسنل تصفیه خانه باید احتمال بروز هر اتفاق ممکنی را بررسی نموده و اقدامات مورد نیاز برای رفع آن ها را نیز در دستور کار خود قرار دهند.