LOGO-removebg-preview
دسته‌ها
فرایندهای هوازی تصفیه فاضلاب معرفی فرایندها مقالات

تثبیت تماسی

مقدمه

فرآیند تثبیت تماسی اولین بار در سال 1951 توسط اولریچ و اسمیت معرفی گردید. ایده ی اصلی این فرآیند از مطالعه بر روی فرآیند لجن فعال و مشاهده حذف بخش عمده ای از مواد آلی محلول موجود در فاضلاب با اعمال هوادهی مجدد برای مدت زمان کوتاه، ایجاد گشت. در فرآیند تثبیت تماسی، فاضلاب ورودی به سیستم با فاضلاب برگشتی که برای مدت کوتاهی (30 دقیقه تا 2 ساعت) مجددا هوادهی شده است، مخلوط می شود.

سپس مواد جامد موجود در لجن از بخش مایع جدا شده و لجن تغلیظ شده پیش از اختلاط با فاضلاب ورودی مجددا هوادهی می‌گردد. مدت زمان هوادهی در بخش تماس باید به قدری باشد که غلظت مواد آلی محلول موجود به مقدار از پیش تعیین شده برای جریان خروجی کاهش یابد. با این حال در بخش تماس، مواد کلوئیدی نامحلول و مواد مغذی نیز در لخته های لجن فعال وجود دارند که توسط زلال ساز نهایی از سیستم حذف می شوند.

لجن برای مدت زمان 2 تا 4 ساعت در مخزن هوادهی مجدد یا تثبیت، هوادهی می شود. در بسیاری از تصفیه خانه ها، قسمت های تماس و تثبیت به صورت فیزیکی از یکدیگر مجزا نشده اند لذا محاسبه زمان دقیق برای تثبیت و تماس در این موارد بسیار دشوار است.

فرآیند تثبیت تماسی

 

هدف اصلی استفاده از این روش، بهره گیری از خواص جذبی موجود در فرآیندهای لجن فعال می باشد. حذف BOD در فرآیندهای لجن فعال (ASP) در دو فاز اتفاق می افتد، فاز اول جذب و فاز دوم اکسیداسیون است. فاز جذب معمولا چیزی بین 30 تا 40 دقیقه زمان می برد و در طول آن بخش عمده ای از جامدات معلق کلوئیدی کوچک و مواد آلی محلول توسط لجن فعال جذب می شوند. بعد از این مرحله، اکسیداسیون مواد آلی انجام می شود. در روش تثبیت تماسی این دو فاز از یکدیگر جدا شده و در دو مخزن مجزا انجام می شوند.

فاضلاب ته نشین شده با لجن فعالی که مجددا هوادهی شده است مخلوط گشته و در مخزن تماس برای مدت 30 تا 90 دقیقه هوادهی می گردد. در طول این مدت مواد آلی، جذب لخته های لجن خواهند شد. این لجن که مواد آلی را به خود جذب نموده است در مخزن ته نشینی (SST) از فاضلاب جدا می‌شود. بخشی از لجن به منظور تامین غلظت مورد نیاز برای جامدات معلق فرار مایع مخلوط (MLVSS) در مخزن هوادهی از سیستم دفع می گردند. لجن برگشتی پیش از وارد شدن به مخزن هوادهی، برای مدت 3 تا 6 ساعت در داخل مخزن هوادهی لجن برای اکسید نمودن مواد آلی جذب شده و تولید انرژی و سلول های جدید، هوادهی می شوند.

حجم هوادهی مورد نیاز در این فرآیند تقریبا در حدود 50 درصد مقدار مورد نیاز در فرآیندهای معمول لجن فعال است، بنابراین می توان ظرفیت سیستم های لجن فعال را با تبدیل نمودن آنها به واحدهای تثبیت تماسی افزایش داد. برای انجام این نیاز به اعمال برخی تغییرات جزئی در سیستم لوله کشی و هوادهی سیستم قدیمی می باشد. روش تثبیت تماسی یکی از فرآیندهای مناسب و پربازده برای تصفیه فاضلاب های شهری می باشد، با این حال استفاده از این روش برای تصفیه فاضلاب های صنعتی به خصوص در مواردی که بخش عمده ی مواد آلی موجود در فاضلاب به صورت محلول باشند، دارای محدودیت هایی است.

اغلب تصفیه خانه های در حال کار را می توان با اعمال برخی تغییرات در سیستم لوله کشی و جداسازی مخزن هوادهی (بخش بخش نمودن آن) به سیستم های تثبیت تماسی تبدیل نمود، این کار موجب افزایش ظرفیت تصفیه خانه می گردد. همانطور که گفته شد عمده ترین کاربرد این روش برای تصفیه فاضلاب شهری (بهداشتی انسانی) می باشد، چرا که مواد آلی موجود در این دسته از فاضلاب ها غالبا به صورت کلوئیدی هستند. این روش کارآیی چندانی برای تصفیه فاضلاب هایی با مواد آلی کاملا محلول ندارد.   

اصول مورد استفاده در روش تثبیت تماسی بر مبنای کاهش حجم مخزن هوادهی با حفظ حجم لجن می باشد. برای این منظور معمولا یک مخزن هوادهی را مانند شکل زیر در مسیر جریان لجن برگشتی قرار می دهند.

شکل های 1، 2 و 3 تقریبا یکسان هستند و شکل 4 تلفیقی از روش تثبیت تماسی با یک سیستم تصفیه متداول لجن فعال می باشد. اصلی ترین تاثیر طراحی سیستم های تصفیه با استفاده از این روش، تثبیت متناظر لجن با مقداری می باشد که در مخازن بزرگتر با استفاده از فرآیند لجن فعال صورت می گیرد. مدت زمان ماند جریان اصلی فاضلاب در مخزن هوادهی در این روش 30 تا 60 دقیقه می باشد. بازدهی فرآیند تصفیه در روش تثبیت تماسی برای حذف مواد آلی، اندکی کمتر از فرآیند لجن است، با این حال بازدهی فرآیندهای نیتریفیکاسیون در این روش بسیار کمتر از فرآیند لجن فعال می باشد.

سیستم های لجن فعال فرآیندهای هوازی رشد معلقی می باشند که با استفاده از واکنش های مربوط به سوخت و ساز میکروارگانیسم ها، مواد آلی زیست تخریب پذیر موجود در فاضلاب و هم چنین بخش خاصی از مواد معدنی را به توده های سلولی جدید و محصولات جانبی تبدیل می‌کنند. این فرآیندها به دلیل بازدهی نسبتا بالا، انعطاف در عملکرد و حذف احتمالی مواد مغذی کاربرد گسترده ای در تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی داشته اند.

تثبیت تماسی به عنوان نمونه ای اصلاح شده از فرآیند لجن فعال، شامل دو راکتور هوادهی (راکتور تماس [CR] و راکتور تثبیت [SR]) می باشد که توسط یک مخزن ته نشینی جدا شده‌اند. جریان فاضلاب وارد راکتور CR می شود، این اتفاق در حالتی رخ می دهد که زیست توده های موجود در این جریان در شرایط گرسنگی بوده همین امر موجب جذب راحت مواد محلول توسط این زیست توده ها می گردد.

مایع مخلوط خروجی از راکتور CR، ته نشین شده و زیست توده ها تغلیظ می گردند. سپس زیست توده ها به راکتور SR فرستاده می شوند که در آنجا مواد کلوئیدی جدا شده از فاضلاب (در راکتور CR) تثبیت می گردند. زیست توده های تثبیت شده توسط جریان برگشتی زیست توده ها، به راکتور CR برگشت داده می شوند. شکل زیر، نمایی شماتیک از یک سیستم تثبیت تماسی را نشان می دهد.

پارامترهای اصلی برای طراحی و عملکرد سیستم های لجن فعال شامل زمان ماند هیدرولیکی (HRT)، میزان برگشت لجن (r)، زمان ماند لجن (SRT)، جامدات معلق فرار مایع مخلوط (MLVSS)، بار حجمی مواد آلی (VOL)، نسبت مواد مغذی و میکروارگانیسم (F/M)، خواص ته‌نشینی لجن (شاخص حجمی لجن [SVI])، خصوصیات لخته ها و غلظت اکسیژن محلول (DO) می باشد.

مدت زمان ماند هیدرولیکی (HRT) را می توان مهم ترین پارامتر موجود در سیستم های لجن فعال در نظر گرفت چرا که این عامل به صورت ضمنی بر روی مقدار مجاز بار آلی و حجم راکتور تاثیر گذار است. هم چنین این عامل هزینه های مربوط به پیاده سازی، بهره برداری و نگهداری از سیستم را نیز تحت تاثیر خود قرار می دهد. در راکتور تماس (CR) مدت زمان ماند هیدرولیکی (HRT) بین 30 تا 90 دقیقه بوده و در راکتور تثبیت (SR) این زمان با توجه به مقدار جریان برگشتی تعیین شده و می تواند بین 2 تا 6 ساعت باشد.

پارامترهای VOL و F/M نشان دهنده ی بار آلی اعمال شده به سیستم با توجه به حجم راکتور و زیست توده های فعال می باشند. F/M می تواند باعث بوجود آمدن شرایطی گردد که موجب افزایش میکروارگانیسم های رشته ای شده و بر روی خصوصیات ته نشینی لجن تاثیر بگذارد (موجب تشکیل کف قهوه ای در مخزن هوادهی و افت کیفیت جریان خروجی گردد).

پارامتر SRT مورد استفاده برای طراحی و عملکرد سیستم، مهم ترین عامل برای حفظ غلظت MLVSS است چرا که این پارامتر تاثیر شدیدی بر روی تکمیل فرآیندهای بیوشیمیایی داشته و با میزان سرعت رشد میکروارگانیسم ها ارتباط دارد، زیرا در این زمان تنها میکروارگانیسم‌هایی که توانایی تکثیر داشته باشند زنده مانده و سیستم را غنی نگه می دارند. هم چنین طبق تحقیقات گسترده ی صورت گرفته است، SRT می تواند بر روی ساختار لخته ها و خصوصیات ته نشینی لجن تاثیرگذار باشد.

پارامتر MLVSS نشان دهنده ی مقدار زیست توده ی موجود در سیستم می باشد. مقدار معمول این شاخص در سیستم های لجن فعال بین mg/L 5000 – 500 بوده و غلظت پیشنهادی برای سیستم های تثبیت بین mg/L 3000 – 1000 در CR و بین mg/L 10000 – 4000 در SR است.

شکست زیست توده ها در CR، توزیع کسر لجن نامیده می شود (یک پارامتر) و مقدار پیشنهادی برای آن بین 0/1 تا 0/3 می باشد. پارامتر بعدی SVI می باشد که نشان دهنده ی راندمان جداسازی زیست توده های مایع مخلوط است. تحقیقات نشان می دهد خصوصیات ته نشینی لجن تشکیل شده در طول فرآیند لجن فعال، برای زلال سازی پساب خروجی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بالا بودن بیش از حد شاخص SVI موجب بروز پدیده ی بالکینگ لجن (Sludge Bulking) و مشکلات مربوط به تشکیل کف می شود که بر روی کیفیت پساب خروجی تاثیر گذار است.

میزان غلظت مواد جامد در مخزن ته نشینی ثانویه بر روی غلظت جامدات لجن برگشتی تاثیر گذار است. در صورتی که لجن غلیظ باشد، میزان نیاز به برگشت جریان برای تضمین مقدار MLVSS در SR، کمتر می شود، که این عامل نیز توسط SRT تحت تاثیر قرار می گیرد.

غلظت اکسیژن محلول (DO) یکی از مهم ترین عوامل برای تکمیل فرآیندهای موجود در سیستم‌های لجن فعال است. نیاز اصلی به اکسیژن توسط اکسیداسیون مواد آلی و آمونیاک بوسیله میکروارگانسیم های هتروتروفیک و اتوتروفیک اندازه گیری می شود. مقدار کم DO بر روی خصوصیات لجن ته نشین شده، فعالیت و سوخت ساز میکروارگانیسم ها تاثیر گذار بوده و همین امر می تواند موجب حذف ناقص مواد و کاهش کیفیت پساب خروجی گردد.

مطالعات جدی بر روی این روش (تثبیت تماسی) از سال 1972 آغاز شد و بین سال های 1975 تا 1980 گوجر و جنکینز به همراه همکاران خود با ارائه مدل های سینتیکی برای حذف نیتروژن و نیتریفیکاسیون به این نکته پی بردند که این سیستم ها برای حذف مواد آلی بسیار مناسب هستند و راندمانی در حدود 80 درصد دارا می باشند. تاثیرگذارترین پارامترها در این سیستم ها شامل HRT، SRT و r می باشند.

دسته‌ها
فرایندهای هوازی تصفیه فاضلاب معرفی فرایندها مقالات

شناورسازی با هوای محلول (DAF) – مروری بر عملکرد فرایند

قبل از بحث درباره سیستم شناورسازی با هوای محلول ( DAF )، باید دانست که چربی گیرهای ساده، ساده ترین ابزار برای حذف روغن و چربی (O&G) و جامدات معلق ریز (SS) از فاضلاب های تجاری و صنعتی هستند. اصول ساده ی عملکرد این سیستم ها با به کارگیری مدت زمان ماند کافی و استفاده از اختلاف موجود در وزن مخصوص، موجب جداسازی آلاینده ها و تولید فاضلاب تصفیه شده ای با استانداردهای قابل قبول برای صنایع کوچک گشته است.

با این حال تاثیر و کارایی این روش در بسیاری از شرایط روزانه و با توجه به نیاز به تعمیرات دوره ای پمپ ها به شدت کاهش می یابد. به عنوان مثال:

  • طولانی شدن بازه های زمانی ای که در آن ها دبی جریان بالا می باشد، باعث کاهش زمان ماند و در نتیجه تضعیف توانایی سیستم در جداسازی آلاینده ها یا کاهش دما خواهد شد.
  • بازه های زمانی کوتاه مدتی که در آن ها جریان بیش از حد مجاز است موجب خارج شدن برخی آلاینده ها از چربی گیرهای ساده و ورود آن ها به شبکه فاضلاب یا محیط می شود.
  • هوادهی نادرست یا ناکافی فاضلاب منجر به تجزیه بی هوازی آلاینده های موجود می‌گردد و این امر باعث تولید بوی نامطبوع یا خروجی ای با خاصیت اسیدی (pH پایین) می شود.
  • چربی گیرهای ساده توانایی جداسازی روغن و چربی هایی که مخلوط با شوینده های یا عوامل قلیایی هستند را ندارند.

برخی از فعالیت های تجاری و صنعتی که چربی گیرهای ساده ابزار مناسبی برای پیش تصفیه آن‌ها نیستند، عبارتند از:

  • فعالیت های صنعتی ای مانند صنایع غذایی، صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی و ….
  • فاضلاب هایی با غلظت بالای SS و O&G
  • آشپزخانه ها و رستوران های بزرگ
  • و …

پیش تصفیه فاضلاب های تجاری و صنعتی با استفاده از سیستم هایی که دارای فرآیند شناورسازی با هوای محلول (DAF) می باشند یکی از بهترین راهکارها می باشد، به خصوص در مواردی که چربی گیرهای ساده یا سایر ابزارهای ساده ی پیش تصفیه تاثیر مورد نظر را ندارند.

قلب سیستم های شناورسازی با هوای محلول تولید حباب های بسیار ریز هوا می باشد که با آلاینده های نامحلول موجود در فاضلاب مخلوط شده و باعث بالا آمدن آن ها بر روی سطح می شوند. اسکرابرهای مکانیکی لایه ی لجن تشکیل شده بر روی سطح را جمع آوری نموده و فاضلاب تصفیه شده به شبکه فاضلاب تخلیه می شود. این روش بازدهی بیشتری نسبت به تکنولوژی های جداسازی ثقلی معمول در دبی های بیشتر و میزان بارگذاری بالاتر آلاینده ها دارا می باشد.

در برخی از نمونه های طراحی شده واحدهای شناورسازی با هوای محلول از صفحات موازی بسته بندی شده ای به نام لاملا استفاده می کنند که موجب ایجاد سطح بیشتری برای جداسازی شده و متعاقباً باعث افزایش بازدهی جداسازی واحد می گردد.

سیستم های DAF را می توان از نظر شکل به دو دسته اصلی گرد (بازدهی بیشتر) و مستطیلی (زمان ماند بیشتر) تقسیم نمود. زمان ماند مورد نیاز در سیستم های نوع اول تنها 3 دقیقه می‌باشد اما نوع مستطیلی نیاز به زمان ماندی بین 20 تا 30 دقیقه دارد. همچنین یکی دیگر از مزایای بزرگ دسته ی اول (گرد) حرکت مارپیچی آن است.

واحد شناورسازی با هوای محلول تنها یکی از اجزای یک سیستم تصفیه فاضلاب چند بخشی می باشد که وظیفه ی کنترل و پیش آماده سازی فاضلاب را برای انجام بهینه ترین فرآیند تصفیه بر عهده دارد. انتخاب نوع و اندازه ی تجهیزات و فرآیندهای مورد نیاز مستلزم داشتن دانش فنی، آشنایی کامل با سیستم ها و تجربه ی کافی می باشد تا پکیج تصفیه فاضلاب شناورسازی با هوای محلول را با توجه به نیازهای کارفرمایان و خصوصیات فاضلاب هایشان تبدیل به راه حلی مقرون به صرفه و کارآمد کند.

معمولاً در واحدهای شناورسازی با گاز محلول (DGF) که بیشتر در صنایع نفتی مورد استفاده قرار می گیرند، به دلیل خطر انفجار از هوا به عنوان عامل شناورساز استفاده نمی شود و غالباً از گازهای بی اثری مانند نیتروژن استفاده می گردد.

این مقاله به بررسی تخصصی سیستم های شناورسازی با هوای محلول نمی پردازد و هدف اصلی آن آشناسازی تولید کنندگان فاضلاب با برخی جنبه های طراحی این سیستم ها و بیان بعضی از نکات مهمی می باشد که در عملکرد سیستم تاثیر فراوانی دارند.

چه زمانی نیاز به استفاده از سیستم های شناورسازی با هوای محلول می باشد؟

فعالیت های کوچک

  • مراکز تازه تاسیس با فاضلاب های متنوع (مانند مراکز خرید، رستوران ها و آشپزخانه ها) که ظرفیت چربی گیر مورد نیاز در آن ها بیش از 12000 لیتر باشد.
  • مراکز موجود که دارای فاضلاب های متنوعی می باشند و نوع و ماهیت فعالیت ها در آن یا تعداد و حجم این فعالیت ها تغییر نموده و این تغییر موجب افزایش میزان (بیش از 12000 لیتر) و تغییر نوع فاضلاب تولیدی گشته است.
  • مراکز تجاری و صنعتی ای که دارای فاضلاب های متنوعی بوده و سیستم مورد استفاده‌ی فعلی قادر به تامین استانداردهای مورد نیاز برای تخلیه نبوده و همین امر موجب بروز مشکلاتی برای صاحب صنعت و سیستم فاضلاب پایین دست گردیده است.

فعالیت های صنعتی

از واحدهای شناورسازی با هوای محلول یا پکیج چربی گیر DAF به صورت گسترده ای برای تصفیه فاضلاب های صنعتی ای که دارای مقدار زیادی از جامدات، روغن، چربی و BOD نامحلول هستند، استفاده می شود. بیشتر فرآیندهای صنعتی (مانند صنایع غذایی و پتروشیمی) قادر به تامین استانداردهای لازم برای تخلیه فاضلاب خود توسط سیستم های چربی گیری و ته نشینی متداول نیستند. برخی از دلایل این پیشامد میزان بارگذاری، دبی و دمای نامنظم و زیاد این دسته از فاضلاب ها می باشد که طبیعتاً موجب جداسازی، حذف و تصفیه ناقص آلاینده های موجود در فاضلاب توسط چربی گیرها و مخازن ته‌نشینی می شود.

تصفیه آب

معمولاً منابع آبی که در مقابل جلبک های تک سلولی آسیب پذیر هستند و منابعی که دارای کدورت کم اما رنگ زیاد می باشند، از DAF استفاده می کنند. پس از فرآیندهای انعقاد و لخته‌سازی، آب وارد مخازن DAF شده و در آنجا دیفیوزرهای قرار گرفته در کف مخزن حباب های ریزی تولید می کنند که با چسبیدن به لخته ها، موجب شناور شدن آن ها بر روی سطح می‌گردند. لایه (پتوی) تشکیل شده بر روی سطح از سیستم خارج شده و آب زلال از پایین مخزن DAF خارج می شود.

یک سیستم متداول شناورسازی با هوای محلول

 

 

1- آشغال گیری

استفاده از آشغال گیر مناسب و انجام صحیح این فرآیند به منظور جداسازی جامدات بزرگ از جریان ورودی فاضلاب و جلوگیری از ورود آن ها به مخازن متعادل ساز و سایر مراحل تصفیه به دلایل زیر از اهمیت زیادی برخوردار است:

  • جلوگیری از گرفتگی و آسیب رسیدن به پمپ های جریان ورودی فاضلاب، پمپ های برگشتی شناورسازی با هوای محلول و پمپ های لجن.
  • کاهش تولید بوی نامطبوع حاصل از تجزیه لجن ته نشین شده در واحد شناورسازی با هوای محلول و مخزن ته‌نشینی. (و همچنین کاهش نیاز به شستشو)
  • کاهش میزان تشکیل لجن بر روی ستون های هوادهی واحد شناورسازی با هوای محلول و به دنبال آن جلوگیری از بروز اختلال برای ایجاد حباب ها.
  • کاهش استفاده از مواد شیمیایی برای انعقاد و لخته سازی (در صورت استفاده) با حذف هرچه بیشتر مواد جامد با ابزاری ساده تر در مراحل قبلی.

مکانیزم های معتددی برای فرآیند آشغال گیری وجود دارد. یکی از نکات مهم در زمان طراحی و انتخاب آشغال گیرها توجه به تطابق خصوصیات فاضلاب ورودی و اندازه ی مواد زائد موجود با ویژگی ها و اندازه ی دریچه ی آشغال گیر می باشد. امروزه استفاده از آشغال گیرهای درام چرخشی و گرد بسیار مرسوم شده است.

استفاده از سبدهای آشغال گیر در آشپزخانه ها و رستوران ها، برای جلوگیری از بروز گرفتگی‌ها بسیار مفید می باشد اما این سیستم به تنهایی برای پیش تصفیه فاضلاب ورودی به واحد شناورسازی با هوای محلول، کافی و کارآمد نمی باشد.

2- مخزن نگهداری/متعادل ساز

اطمینان از یکنواخت بودن جریان ورودی به فرآیند تصفیه (تا جای ممکن)، امری حیاتی برای تضمین عملکرد پربازده واحد شناورسازی با هوای محلول می باشد. جمع آوری فاضلاب آشغال گیری شده برای مدت زمان کافی در یک مخزن پیش از انجام سایر فرآیندهای تصفیه موجب تعدیل متغیرهای کیفی خواهد شد. از جمله مهم ترین متغیرها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

دما

بالا رفتن درجه حرارت جریان یا گرم شدن مواد شیمیایی موجود در فاضلاب می تواند موجب تحریک O&G و در نتیجه پایین آمدن راندمان و عبور آلاینده ها از سیستم شناورسازی با هوای محلول شود. همچنین این عامل می تواند مانع از تامین هوای محلول در سیستم گشته و به دنبال آن تجزیه نامطلوب بیولوژیکی مواد در واحد شناورسازی با هوای محلول اتفاق بیفتد. معمولاً دما در واحد شناورسازی با هوای محلول می بایست کمتر از 40 درجه سانتی گراد باشد.

pH

بی ثباتی pH می تواند موجب آسیب رساندن به تجهیزات تصفیه، تولید بوی نامطبوع و عدم تطابق با استانداردهای مربوط به تخلیه فاضلاب (pH در بازه 10 – 6) گردد. تنظیم pH بوسیله مخلوط نمودن جریان های خروجی قلیایی و اسیدی می تواند منتج به حذف نیاز به استفاده از مواد شیمیایی گردد. این کار موجب کاهش هزینه ها و تقلیل اثرات جانبی نامطلوبی مانند جامدات محلول کل (TDS) می گردد.

جامدات

برای دستیابی به نسبت دلخواه میان هوا و جامدات در شناورسازی با هوای محلول، تنظیمات میزان هوا و حجم مواد برگشتی به صورت دستی انجام می گیرد. به همین ترتیب، مقدار دوز منعقد کننده ها یا لخته سازها نیز برای تصفیه ی غلظت مشخصی از آلاینده ها تنظیم می شود.

در اغلب مواقع واحد شناورسازی با هوای محلول قادر به تغییر اتوماتیک تنظیمات سیستم برای تطبیق با تغییرات فراوان در کیفیت فاضلاب ورودی نیست و در صورتی که فاضلابی با غلظت جامداتی بسیار بیشتر از مقدار مورد انتظار وارد واحد شود، به احتمال فراوان بخشی از این مواد جامد از سیستم عبور خواهند و وارد مرحله بعدی یا شبکه فاضلاب خواهند شد. استفاده از متعادل سازها موجب کاهش تغییرات غلظت مواد جامد در فاضلاب ورودی شده و جایگزین مناسبی برای تغییر مداوم تنظیمات واحد شناورسازی با هوای محلول می‌باشد چرا که قابلیت مقابله با تاثیرات مخرب غلظت بالای آلاینده ها در کوتاه مدت را دارا می‌باشد.

بررسی دقیق و مداوم کیفیت فاضلاب و تغییرات جریان ورودی از مهم ترین عوامل برای تعیین بهینه ترین ظرفیت ممکن برای مخازن نگهداری/متعادل ساز است. حداقل ظرفیت مورد نیاز برای این مخازن برای فعالیت ها و فاضلاب های گوناگون، می تواند بسیار متفاوت باشد (به خصوص در صنایع). با این حال می توان گفت برای فعالیت ها و صنایع کوچک حداقل ظرفیت مورد نیاز برای مخزن متعادل ساز معادل با ظرفیت 4 ساعت از بیشترین مقدار جریان است.

سایر نکات مربوط به متعادل سازها

اختلاط مناسب محتویات درون مخزن موجب جلوگیری از جدا شدن چربی ها و مواد جامد گشته و همچنین این کار موجب انتقال هوا (هوازی شدن) به مخلوط و پیشگیری از تولید بوی نامطبوع ناشی از تجزیه فاضلاب پیش از تصفیه می گردد.

در نظر گرفتن ظرفیت بیشتر برای مخزن متعادل ساز یا داشتن مخزن کمکی نیز از موارد مورد نیاز برای مواقع اضطراری (خاموش کردن واحد برای تعمیرات، عدم دسترسی به شبکه فاضلاب) می باشد. همچنین می توان از این مورد برای ارتقاء سطح تصفیه (در صورت نیاز به فاضلاب ورودی مدت زمان ماند بیشتری داده می شود) نیز استفاده نمود.

با این نگهداری بیش از حد فاضلاب در مخازن نگهداری/متعادل ساز بنا به دلایلی همچون ظرفیت بالای این مخازن یا ایجاد وقفه و تاخیر در فرآیندهای تصفیه می تواند منجر به کاهش کیفیت فاضلاب، تولید بو و پایین آمدن pH آن شود. در دوره هایی که میزان دبی جریان کم می شود نیز تنظیمات مربوط به مخزن باید متناسب با آن تغییر کند. حجم مخازن پیش واکنش و پیش تصفیه نیز می تواند متناسب با حداقل حجم مورد نیاز برای متعادل ساز تنظیم گردد.

3- پیش تصفیه

در حالت کلی معمولاً غیر از آشغال گیری، پیش تصفیه ی دیگری برای رستوران ها، آشپزخانه و صنایع کوچک نیاز نیست.

در برخی فعالیت های صنعتی ممکن است استفاده از فرآیندها و تجهیزات مختلف پیش تصفیه قبل از واحد شناورسازی با هوای محلول برای به حداقل رساندن هزینه های بهره برداری از واحد شناورسازی با هوای محلول، تامین میزان بارگذاری ثابت در سیستم شناورسازی با هوای محلول یا حذف آلاینده های خاصی که برای ورود به این واحد مناسب نیستند، ضروری و حتی مقرون به صرفه باشد. برای مثال:

  • استفاده از واحد جداکننده آب و روغن برای جداسازی روغن آزاد (و کمی از جامدات) برای کاهش هزینه های مربوط به راهبری واحد شناورسازی با هوای محلول.
  • کاهش بارگذاری جامدات در واحد شناورسازی با هوای محلول با استفاده از مخزن ته نشینی/زلال ساز توسط جداسازی ثقلی. این مورد به طور خاص برای دانه گیری و جداسازی سایر جامداتی که به سرعت ته نشین شده و موجب ته نشینی لجن در واحد شناورسازی با هوای محلول می گردند، کاربرد دارد.

4- نتظیم pH/افزودن مواد شیمیایی

استفاده از سیستم های تنظیم pH تقریباً برای تمام واحدهای شناورسازی با هوای محلول ضروری و مورد نیاز می باشد مگر در مواردی که متخصصان با توجه به نتایج و مدارک موجود نیازی به استفاده از آن ها نبینند.

برای فعالیت ها و صنایع کوچک که متعادل سازی کافی ای در آن ها صورت می گیرد، تزریق مواد قلیایی معمولاً ضروری می باشد (برای افزایش pH). این کار به دلیل تمایل طبیعی فاضلاب به زیست تخریب پذیر بودن پیش از اتمام تمام مراحل تصفیه می باشد. طراحی نادرست سیستم تصفیه و بهره برداری غیراصولی از آن نیز می تواند موجب تسریع این روند شوند. در مقابل نیاز به استفاده از اسید برای پایین آوردن pH بسیار به ندرت مورد نیاز خواهد بود.

کنترل pH سیستم های تصفیه شناورسازی با هوای محلول بنا به دلایل زیر بسیار مهم و ضروری می باشد:

  • اطمینان از تطابق pH جریان خروجی با استانداردهای موجود.
  • اطمینان از قرار گرفتن pH در بازه ایده آل برای انعقاد و لخته سازی.
  • به حداقل رساندن امولسیون های چربی/روغن.

در مواردی که سیستم شناورسازی با هوای محلول به تنهایی قادر به حذف کامل آلاینده های مورد نظر نباشد، ممکن است نیاز به استفاده از منعقد کننده ها و یا لخته سازها باشد. این مواد می توانند به جداسازی مواد جامد/چربی از آب کمک شایانی نموده و راندمان حذف را در واحد شناورسازی با هوای محلول به طور چشمگیری افزایش دهند یا حتی توانایی سیستم را در مقابله با بار آلودگی بیشتر از میزان پیش بینی شده تقویت نمایند. مواد شیمیایی گوناگونی برای انجام این عمل وجود دارد که برای انتخاب صحیح آن و ایجاد توازن میان هزینه و بهره وری، نیاز به استفاده از متخصصین می باشد.

معمولاً استفاده از مواد شیمیایی برای صنایع خرد مورد نیاز نمی باشد، با این حال ممکن است در آینده نیاز به استفاده از این سیستم بوجود بیاید، لذا انجام پیش بینی های لازم (فضا و تجهیزات مورد نیاز) برای امکان اضافه شدن آن برای تمام سیستم های DAF توصیه می گردد.

5- مخزن پیش واکنش

استفاده از مخازن پیش واکنش برای فعالیت های کوچک مرسوم نمی باشد اما در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی کاربرد فراوانی دارند. وظیفه اصلی این مخازن کمک به اختلاط مواد شیمیایی برای تصحیح pH و اضافه نمودن منعقد کننده ها/لخته سازها می باشد. مخزن پیش واکنش وظیفه تامین مدت زمان ماند کافی برای اطمینان از تماس مناسب و کافی فاضلاب با مواد شیمیایی را پیش از هوادهی بر عهده دارد. نقش این مخازن زمانی پررنگ و حیاتی می شود که منعقد کننده/لخته ساز مورد استفاده دارای پایه ی رس یا بنتونیت بوده و برای جداسازی موثر نیاز به مدت زمان ماند بیشتری می باشد. استفاده از مخازن پیش واکنش می تواند موجب کاهش هزینه های مواد شیمیایی و کم کردن میزان افزایش غلظت نهایی TDS گردد.

با وجود آنکه اولویت اول و اصلی، وجود مخزن نگهداری/متعادل سازی با اندازه مناسب می باشد اما مخزن پیش واکنش نیز می تواند در مواردی که اندازه مخزن متعادل ساز دارای محدودیت‌های حجمی باشد، به متعادل سازی کمک کند.

6- واحد شناورسازی با هوای محلول

 

 

جریان ورودی از ناحیه ای با میزان اختلاط مناسب که در آنجا حباب های بسیار ریز هوا که در آب حل شده اند و با چسبیدن به جامدات/چربی ها آن ها را بر روی سطح می برند، وارد سیستم می شود. تیغه های گردان موجود در بالای سطح، لجن شناور را برای آبگیری و دفع از سیستم خارج می کنند. به این ترتیب میزان جامدات/چربی جریان خروجی از سیستم در پایین ترین حد ممکن قرار خواهد گرفت. بخشی از جامدات به علت ماهیت خود به سرعت ته نشنین می شوند و امکان شناورسازی آن ها وجود ندارد، این جامدات باید به صورت منظم و پیش از تشکیل لایه‌ای ضخیم از سیستم خارج شوند.

سیستم نشان داده شده در بالا از نوع شناورسازی با هوای محلول مستطیلی با جریان مخالف می باشد و انعطاف‌پذیری بالایی در انطباق با تغییرات دبی، میزان بارگذاری و … دارد.

استفاده از واحدهای شناورسازی با هوای محلول که دارای هاپر (hopper) یا بخش مخروطی شکل (قیفی) در پایین خود هستند، در مواردی که فاضلاب دارای بارگذاری زیادی از دانه ها، خاک، گل و لای و هر نوع جامد دیگری که تمایل بیشتری به ته نشینی نسبت به شناور شدن دارد، بسیار مناسب و کاربردی می باشد. این نوع طراحی موجب ساده سازی جداسازی لجن ته نشین شده می گردد.

لوله کشی ورودی و خروجی از واحد شناورسازی با هوای محلول باید به گونه ای باشد که از ایجاد هر نوع سیستم سیفون مانندی جلوگیری نموده و عملکرد سیستم را مختل نکند. در غیر این صورت افزایش سطح آب می تواند موجب انتقال آب به بخش لجن گشته و حذف جامدات شناور را با کاهش سطح تماس تیغه های اسکرابر و لجن، دچار اختلال کند.

فراهم نمودن میزان ثابتی از جریان و آلاینده ها با توجه به محدودیت های عملکردی واحد شناورسازی با هوای محلول بسیار حائز اهمیت می باشد. یکی از مهم ترین نکات دیگر انتخاب صحیح پمپ های تغذیه می‌باشد (پمپ های دیافراگمی گزینه ی مناسبی می باشند).

رها سازی هوای محلول به درون واحد شناورسازی با هوای محلول بایستی از طریق شیرهای خودکار (خود بازشو) با صافی مناسب انجام گیرد. استفاده از شیرهای دستی (مانند شیرهای توپی) برای تامین هوای محلول ورودی به سیستم توصیه نمی شود چرا که احتمال گرفتگی و ایجاد اغتشاش در این شیرها بسیار بالا می باشد و این عامل موجب کاهش بازدهی و اطمینان سیستم می گردد.

7- دفع لجن و آشغال

واحدهای شناورسازی با هوای محلول، آشغال گیرها و مکانیزم های پیش تصفیه حجم قابل توجهی از آشغال و لجن را برای دفع در خارج از مجموعه تولید می کنند. با داشتن اطلاعات دقیقی در مورد کیفیت و کمیت فاضلاب خام ورودی می توان حجم این مواد زائد دفعی را با تقریب خوبی پیش بینی نمود. همین محاسبات، تعیین کننده ی اندازه ی مخزن لجن نهایی خواهند بود.

استفاده از یک تجهیز آبگیری به منظور کاهش حجم جامدات دفعی، تقریباً برای تمام سیستم‌های شناورسازی با هوای محلول مورد نیاز است. استفاده از منعقد کننده ها/لخته سازهای مناسب می تواند گزینه های دیگری را برای دفع لجن (مانند استفاده به عنوان کمپوست) به جای دفن آن ها فراهم نماید.

8- نظارت، بازرسی و اندازه گیری

کنترل فرآیند

سنسورهای اندازه گیری و تصحیح pH که از آن ها برای اطمینان از استاندارد بودن فاضلاب تصفیه شده و عملکرد بهینه شناورسازی با هوای محلول استفاده می شود، می بایست در بالا دست واحد شناورسازی با هوای محلول و در معرض جریان فاضلاب قرار گیرد. این محل ها می توانند مخازن پیش واکنش یا مخزن متعادل‌ساز با اختلاط کافی باشند.

معمولاً سنسورهای اندازه گیری pH را در داخل مخزن اصلی واحد شناورسازی با هوای محلول قرار نمی دهند، مگر در مواردی که سنسورها بسیار قوی و دقیق باشند و با انجام تنظیمات مناسب توانایی کار در شرایط را دارا باشند. انتخاب سنسورها باید متناسب با خصوصیات فاضلاب صورت گیرد.

نظارت بر خروجی نهایی

استفاده از ابزارهای کنترلی جریان خروجی برای تمام واحدها بسیار ضروری می باشد.

نظارت الکترونیکی بر روی کیفیت جریان خروجی نهایی

در بسیاری از موارد نیاز به اندازه گیری و نظارت بر روی pH، TDS و … جریان خروجی نهایی می‌باشد. سنسورهای الکترونیکی باید در جایی قرار گیرند که به طور پیوسته در تماس با جریان فاضلاب تصفیه شده نهایی باشند. برخی از این محل ها عبارتند از:

  • بخش لوله کشی شده ای که در پایین دست واحد شناورسازی با هوای محلول قرار دارد و بلافاصله وارد مدار می شود.
  • سرریز جریان خروجی (در صورت بی وقفه بودن جریان)
  • درون شناورسازی با هوای محلول، در مقابل سرریز جریان خروجی

جمع آوری اطلاعات و هشدارها

این مورد نیز بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد.

کنترل بو و تهویه

فاضلابی که دارای مواد غذایی یا سایر مواد زیست تخریب است، در اغلب مواقع مستعد تولید بوی نامطبوع حاصل از فعالیت های میکروبیولوژیکی طبیعی می باشد. با مدیریت صحیح می توان این مشکل را به حداقل رسانده و آن را کنترل کرد. برخی از قسمت های سیستم ِشناورسازی با هوای محلول که تولید بو در آن ها می تواند رخ بدهد عبارتند از:

  • مخزن اصلی DAF. بخش اصلی واحد شناورسازی با هوای محلول در حالت معمول به صورت پوشیده یا بسته نمی باشد و به همین دلیل فرآیند هوادهی می تواند موجب تولید بو و پخش شدن آن در محیط اطراف شود. برای نصب این سیستم در ساختمان ها یا سایر مراکز سرپوشیده استفاده از فن های مکنده درست بالای مخزن اصلی و یا در نظر گرفتن تهویه مناسب بسیار ضروری می باشد.
  • مدیریت لجن. مخزن لجن معمولاً حاوی حجم بالایی از مواد آلی با غلظت زیاد می باشد که منبع اصلی مشکلات مربوط به بوی نامطبوع در سیستم های تصفیه شناورسازی با هوای محلول می باشد. این مخازن باید به میزان کافی پوشیده باشند و در محل هایی که لجن به صورت عادی پمپاژ می شود و بو در کمترین حالت خود قرار دارد به سیستم تهویه متصل شوند.
  • آشغال گیر. آشغال گیرها معمولاً مقدار زیادی از مواد جامد آلی را از سیستم حذف و وارد مخزن دیگری می کنند. این مخزن باید به صورت دوره ای تخلیه و تمیز شود تا از تولید بو جلوگیری شود.

از دیگر نکات مربوط به تهویه و تولید بوی نامطبوع می تواند به موارد زیر اشاره کرد:

  • استفاده از مواد مناسب برای طراحی و ساخت که در مقابل مقادیر pH پایین و هیدروژن سولفید بالا، مقاوم باشند. لوله/مخزن مسی یا با درصد کم استیل می تواند به سرعت خورده شود.
  • سطح مخزن متعادل ساز و مدت زمان نگهداری جریان باید به صورت پیوسته برای به حداقل رساندن بو، بررسی شود. دمای بالا (به عنوان مثال در فصل تابستان) و تغییرات شدید در حجم و دبی موجب تشدید این عامل می گردد.
  • تنظیم pH سیستم موجب به حداقل رساندن H2S و تولید بو می شود.

 

 

تعمیر و نگهداری

تعمیر و نگهداری تمام بخش ها در سیستم های شناورسازی با هوای محلول باید با مشاوره تامین کننده یا افراد با تجربه انجام شود.

  • لجن تشکیل شده در واحد شناورسازی با هوای محلول باید به صورت دوره ای تخلیه و تمیز گردد تا از اختلال در فرآیند تولید هوا جلوگیری شود.
  • سنسورهای pH باید به صورت ماهانه تنظیم و به صورت هفتگی تمیز شوند.
  • آشغال گیرها باید به طور مداوم تمیز شوند تا از ورود مواد جامد بزرگ و تیز به واحد شناورسازی با هوای محلول جلوگیری شود.

وجود قطعات یدکی مهم، انجام هماهنگی های لازم برای حضور افراد متخصص در زمان بروز خرابی تجهیزات و نقص فنی و سایر اقدامات ضروری برای به حداقل رساندن مدت زمان از مدار خارج بودن سیستم نیز بسیار ضروری و حیاتی می باشد.

منبع : sciencedirect

دسته‌ها
فرایندهای هوازی تصفیه فاضلاب معرفی فرایندها مقالات

پیش تصفیه فاضلاب برای بیوراکتورهای ممبرانی – محافظت از فرآیند تصفیه

پیش تصفیه فاضلاب یکی از مهم ترین مراحل برای فرآیند MBR می باشد و طراحان می بایست در هنگام ایجاد استراتژی های پیش تصفیه، این شرایط عملیاتی را نیز در نظر بگیرند.

در اواخر دهه 1980 پروفسور کازو یاماموتو از دانشگاه توکیو، مقاله ای را با عنوان بیوراکتورهای ممبرانی (غشایی) فیبر توخالی شناور ارائه نمود. از همان زمان و با شنیده شدن توانایی ها و احتمالات MBR ها، فعالیت های فراوانی برای تبدیل نمودن بیوراکتورهای ممبرانی به مرحله ای مهم و ضروری در تصفیه فاضلاب صورت گرفت.

در حالی که اکنون مزایای استفاده از فرآیند MBR مانند کیفیت بالای خروجی، اشغال فضای کمتر نسبت به فرآیندهای لجن فعال معمول و توانایی تصفیه زیستی بهتر برای همگان واضح و مشخص می باشد، اما مراحل پیش تصفیه فاضلاب و مزایای آن در اغلب موارد نادیده گرفته می‌شود. برای به حداکثر رساندن بهره وری MBR در امر تصفیه، استفاده از پیش تصفیه فاضلاب باید در اولویت قرار گیرد.

موردی برای پیش تصفیه فاضلاب

عبور کوچکترین ذرات جامد یا کمترین میزان آشغال می تواند موجب اختلال در عملکرد فرآیند MBR گردد. تجمع آشغال بین رشته ها یا صفحه های ممبران می تواند مشکلات و چالش‌های عدیده ای را برای اپراتورها در راهبری یک واحد MBR ایجاد نماید. هیچ چیز بهتر از آمار و ارقام، نیاز به پیش تصفیه فاضلاب را نشان نمی دهد و این که چگونه یک تکه مو می تواند به سرعت سیستم شما را از کار بیاندازد. مطالعات صورت گرفته نشان می دهد که ppm 1 آشغال می‌تواند به سرعت تبدیل به 3/78 کیلوگرم در میلیون گالن شده که این عدد می تواند به 112/95 کیلوگرم در ماه نیز برسد.

استفاده از تمام مزایای یک واحد MBR تنها زمانی امکان پذیر می باشد که پیش تصفیه ی مناسبی صورت گیرد. MBRهای محافظت نشده غالباً نیاز به سیستم های کنترلی خطا، شستشو و تعویض دارند که تمام این موارد منجر به بالا رفتن هزینه های بهره برداری می گردد. عدم استفاده از پیش تصفیه فاضلاب، تمام مزایای یک سیستم MBR را تحت الشعاع خود قرار می‌دهد. نصب آشغالگیر به عنوان سیستم پیش تصفیه تا حدود زیادی شما را از عملکرد مناسب بیوراکتور ممبرانی تان مطمئن خواهد ساخت.

آشغالگیری

استفاده از یک آشغالگیر مناسب در بالا دست یک بیوراکتور غشایی به اندازه ی استفاده از خود MBR در فرآیند تصفیه فاضلاب، تاثیرگذار می باشد. آشغالگیری از جهات مختلفی، ممبران ها را از آسیب و خرابی محافظت می کند (مانند گرفتگی ناشی از مو و الیاف عبورکرده، یا ذرات تیز و برنده). آشغالگیرها جزئی حیاتی در یک سیستم MBR می باشند.

برخی مدل های آشغالگیر مانند آشغالگیرهای چرخان (Rotary Drum Screen) و آشغالگیرهای نواری(Band Screen)، می توانند به خوبی از بیوراکتورهای ممبرانی محافظت نمایند. نکته ی کلیدی در مورد آشغالگیرها برای محافظت مناسب از MBRها، طراحی بر اساس نوع آشغال های موجود و اندازه ی آن ها می باشد.

تکامل پیش تصفیه فاضلاب در MBRها

در روزهای آغازین استفاده از پیش تصفیه فاضلاب برای MBRها، فاصله ی مناسب دریچه های آشغالگیر برای محافظت مناسب از MBR بین 3 تا 6 میلی متر بود. از آن زمان به بعد تغییراتی هم در درک نیازهای پیش تصفیه برای MBR و هم در نیاز به صورت گرفتن تغییرات در جریان فاضلاب ورودی به MBR صورت گرفت. در سال های اخیر به دلیل افزایش محبوبیت و استفاده از محصولات بهداشتی شخصی یکبار مصرف مانند دستمال کاغذی، وجود ترکیبات و مواد فیبردار در تجهیزات مختلف افزایش یافته است. بروز این تغییرات در ترکیبات فاضلاب ها، نشان داده است که آشغالگیری ریزتری در محدوده ی 2 میلی متر یا کمتر باید صورت گیرد.

معمولاً دستیابی به میزان لازم از آشغالگیری تنها در یک مرحله صورت نمی گیرد. اغلب برای حصول نتیجه ی مورد نظر (آشغالگیری به اندازه دلخواه و مورد نیاز) طی چند مرحله اتفاق می‌افتد. در مواردی که فاضلاب به صورت ترکیبی می باشد غالباً از نوعی آشغالگیری درشت (بیش از 6 میلی متر) برای حذف جامدات بزرگ استفاده می شود. جریان های خاص فاضلاب بهداشتی نیز از آشغالگیرهای 3 تا 6 میلی متری نیز به عنوان آشغالگیر اولیه و برای پیشگیری از بارگذاری بیش از حد یا گرفتگی بر روی آشغالگیرهای ریزتر استفاده می کنند.

استفاده از یک سیستم پیش تصفیه فاضلاب که به خوبی طراحی و اندازه گیری شده است (برای حذف کارآمد آشغال ها) موجب نیاز به شستشوی کمتر، میزان جذب بهتر و بهبود کلی فرآیند می گردد. استفاده از آشغالگیرهای ریز با اندازه ی 2 میلی متر یا کمتر پیشنهاد مناسبی برای پیش تصفیه MBR می باشد، اما به کارگیری آشغالگیرهای فوق ریز برای اطمینان هر چه بیشتر از بالاتر رفتن میزان جداسازی ذرات ریز می باشد. آشغالگیرهای فوق ریز با اندازه ی 1 میلی متر برای محافظت سیستم MBR از کوچکترین ذرات مو و سایر بافت ها بسیار مناسب می باشند.

حفاظت از تمام جریان ها

در زمان طراحی و ایجاد روشی برای پیش تصفیه فاضلاب، تنها جریان اصلی فرآیند، نباید ملاک قرار گرفته شود. بیشتر طراحان و اپراتورهای تصفیه خانه های فاضلاب به خوبی می دانند که در زمان انجام طراحی های مورد نیاز باید تمامی منابع احتمالی آشغال ها و سایر بافت ها را در نظر بگیرند.

آب حاصل از شستشو و بک واش فیلترها از رایج ترین منابع احتمالی آشغال ها هستند و در صورت نادیده گرفته شدن می توانند موجب از کار افتادن MBR شوند. نکته ای دیگری که طراحان باید به آن توجه کنند، احتمال روی دادن اتفاقات پیش بینی نشده ای مانند انجام تعمیرات و یا اتفاقات مربوط به سرریز می باشد که می توانند مشکلات جدی برای سیستم ایجاد نمایند. بهتر است که تمامی این منابع احتمالی آشغال و آلودگی، پیش از ورود مجدد به سیستم وارد پیش تصفیه فاضلاب (آشغالگیر) تعبیه شده شوند.

بیوراکتورهای پیشرفته نیز نیاز به سیستم های حفاظتی مناسب و به روز دارند. پیش تصفیه فاضلاب از ارکان اصلی فرآیند MBR بوده و متخصصان طراحی باید شرایط مختلف کارکرد سیستم را برای ساختن سیستم پیش تصفیه در نظر داشته باشند.

دسته‌ها
فرایندهای هوازی تصفیه فاضلاب معرفی فرایندها مقالات

تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون – Oxidation Ditch

تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون که گونه ی دیگری از فرآیند لجن فعال می باشد، فرآیندی شامل هوادهی طولانی و اختلاط کامل است. طراحی بسیاری از سیستم ها به گونه ای می باشد که به صورت سیستم های هوادهی گسترده عمل نمایند. سیستم های معمول تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون شامل پیکره بندی ای تک یا چند کاناله با حوضچه های حلقوی، بیضوی یا نعل اسبی شکل می باشند. هواده هایی که به صورت افقی یا عمودی در سیستم نصب می شوند، هوادهی، گردش و تبادل اکسیژن در حوضچه را فراهم می نمایند.

پکیج تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون معمولاً در ابعادی ساخته می شود که توانایی تصفیه فاضلاب با دبی 37 تا 1900 مترمکعب در روز را داشته باشد.

همانطور که در شکل بالا نیز مشاهده می کنید، فاضلاب خام پیش از ورود به برکه اکسیداسیون از آشغال گیر عبور می کند. بسته به اندازه ی سیستم و نوع طراحی آن، ممکن است نیاز به استفاده از دانه گیر نیز وجود داشته باشد. فاضلاب درون برکه توسط هواده های مستغرق یا ادوات مکانیکی هوادهی می شود (بسته به نوع طراحی) که این کار موجب چرخش مایع مخلوط حول کانال با سرعت بالایی شده و از ته نشینی ذرات جامد جلوگیری می کند. استفاده از هواده‌ها به دلیل حصول اطمینان از کافی بودن میزان اکسیژن موجود در فاضلاب برای میکروب ها و همینطور اختلاط مناسب و تماس مداوم میکروارگانیسم ها با منابع غذایی می باشد.

در برکه اکسیداسیون تمایل به عملکرد در شرایط هوادهی گسترده می باشد که در آن مدت زمان ماند هیدرولیکی و مواد جامد طولانی باشد، که این امر باعث تجزیه مواد آلی بیشتری می‌گردد. فاضلاب تصفیه شده برای جداسازی آب و جامدات بیولوژیکی به مخزن ته نشینی یا زلال ساز نهایی منتقل می گردد. سپس همزمان با جداسازی لجن، فاضلاب وارد فرآیندهای تصفیه دیگر می شود. بخشی از این لجن به عنوان لجن فعال برگشتی (RAS) به برکه بازگردانده شده و مابقی (WAS) برای انجام دیگر فرآیندها از سیستم خارج می شوند. لجن فعال مازادی که به صورت پیوسته یا روزانه از سیستم خارج می شود نیز پیش از دفع یا استفاده ی مجدد باید تثبیت شده باشد.

کاربردهای تصفیه فاضلاب به روش برکه اکسیداسیون

برکه اکسیداسیون برای مواردی کاربردی می باشد که در آن ها نیاز به حذف مواد مغذی، محدودیت بسته به ماهیت محل یا تمایل به کارگیری سیستم های بیولوژیکی با کمترین میزان مصرف انرژی و حداقل استفاده از مواد شیمیایی، مگر برای تصفیه تکمیلی وجود دارد. فرایند برکه اکسیداسیون می تواند برای تصفیه هر نوع فاضلابی که قابل تجزیه بیولوژیکی است، مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر آن این سیستم می تواند به گونه ای طراحی شود که دی‌نیتریفیکاسیون و حذف فسفر را نیز انجام دهد.

صنایعی که می توانند از برکه اکسیداسیون استفاده نمایند شامل صنایع غذایی، بسته‌بندی گوشت و مرغ، داروسازی، کارخانه های لبنیات، پتروشیمیایی و .. هستند. همچنین از برکه اکسیداسیون می توان در صنایع کوچک، مدارس و جوامع کوچک نیز استفاده نمود. در نهایت این روش بیشتر برای مواردی مناسب می باشد که فضای خالی بزرگی را در اختیار دارند.

مزایا و معایب برکه اکسیداسیون

مزایا

  • مناسب بودن برکه اکسیداسیون برای تصفیه فاضلاب های خانگی معمول، متناسب بودن میزان نیاز به انرژی و عملکرد مناسب در تمام شرایط آب و هوایی.
  • به دلیل پایین بودن هزینه های بهره برداری، تعمیر و نگهداری و عملکرد سیستم، برکه‌های اکسیداسیون بسیار مقرون به صرفه می باشند.
  • از برکه اکسیداسیون می توان با یا بدون زلال ساز استفاده نمود که این عامل بر روی انعطاف‌پذیری و هزینه های سیستم بسیار تاثیرگذار است.
  • این سیستم ها همواره جریان خروجی با کیفتی از لحاظ TSS، BOD و مقدار آمونیاک تولید می کند.
  • برکه اکسیداسیون نیاز به مهارت های تخصصی برای بهره برداری نداشته و در مقابل شوک‌های موجود در جریان فاضلاب بارگذاری های هیدرولیکی مقاوم است.

معایب

  • برکه های اکسیداسیون به دلیل استفاده از تجهیزاتی مانند میکسرها و سیستم های هوادهی دارای سر و صدا بوده و در صورت عملکرد نامناسب تولید بو می کنند.
  • تصفیه بیولوژیکی قادر به تصفیه فاضلاب هایی با میزان سمیت بالا نمی باشد.
  • برکه اکسیداسیون نیاز به فضای نسبتاً زیادی دارد.
  • در صورت تغییر استانداردهای مربوط به تصفیه، این سیستم ها انعطاف پذیری کمی دارند.

ویژگی های ساختاری و طراحی برکه اکسیداسیون

اجزای کلیدی یک برکه اکسیداسیون معمول شامل تجهیزات آشغال گیری، توزیع کننده جریان (به همراه چند سیستم)، یک حوضچه یا کانال، تجهیزات هوادهی (بسته به نوع طراحی هواده‌های مکانیکی، جت میکسرها یا دیفیوزرها)، یک مخزن ته نشینی یا زلال ساز نهایی(به همراه چند سیستم) و یک سیستم RAS (به همراه چند سیستم) می باشد. در اکثر مواقع اندازه حوضچه و زلال ساز منحصر به فرد بوده به طور مختص برای برآورده نمودن نیازهای آن سیستم طراحی می شود. برای کاهش هزینه ها و فضای اشغال شده، این تجهیزات معمولاً دارای دیواره ی مشترک می باشند.

غالباً در پکیج های با فرایند برکه اکسیداسیون، مخازن از جنس بتن می باشند. این کار موجب کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری می گردد چرا که مخازن بتنی نیازی به رنگ آمیزی مجدد دوره ای و سند بلاست ندارند. بسته به شرایط از مخازن فلزی یا ترکیبی از بتن و فلز نیز می‌توان استفاده نمود.

حجم برکه اکسیداسیون تابع عواملی مانند خصوصیات فاضلاب ورودی، استانداردهای جریان خروجی، HRT، SRT، دما، ذرات جامد معلق مایع مخلوط (MLSS) و pH می باشد. در برخی موارد ممکن است نیاز به در نظرگرفتن سایر پارامترهای به خصوص مجموعه برای طراحی برکه اکسیداسیون باشد.

برخی برکه های اکسیداسیون در ابتدا نیازی به زلال ساز نداشته و با مرور زمان می توان اقدام به ارتقا سیستم، افزودن زلال ساز و تغییر نوع فرآیند مورد استفاده یا اضافه نمودن برکه های دیگر، نمود.

کارایی برکه اکسیداسیون

با وجود تفاوت در طراحی های متفاوت این سیستم، اکثر این سیستم ها قابلیت تامین استانداردهای زیر را دارا می باشند.

با اعمال برخی تغییرات، این سیستم ها قادر به حذف TN تا mg/L 5 و حذف TP توسط فرایندهای بیولوژیکی خواهند بود.

تعمیر و نگهداری

بسته به نوع طراحی سازنده، اقدامات معمول شامل بررسی میزان DO، pH، MLSS و دیگر نمونه گیری ها و آنالیزها می باشد.

تعمیر و نگهداری برکه های اکسیداسیون شامل بازرسی دوره ای هواده ها، روغن کاری منظم روتورها و سرویس و بازرسی پمپ ها می باشد. انجام تمام مراحل و نکات ذکر شده توسط سازنده برای اپراتورها بسیار ضروری می باشد.

منبع : link.springer

دسته‌ها
فرایندهای هوازی تصفیه فاضلاب معرفی فرایندها مقالات

تصفیه فاضلاب به روش SBR – راکتور ناپیوسته متوالی

قلب سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR را یک راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) تشکیل می دهد. فرآیند آن نوعی فرآیند لجن فعال بوده که تمام فازهای تصفیه بیولوژیکی در یک مخزن اتفاق می افتد. تفاوت اصلی این فرآیند با سایر فرآیندهای متداول لجن فعال در عدم نیاز به مخازن جداگانه برای هوادهی و ته‌نشینی می باشد.

سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR شامل دو مخزن واکنش می باشد که به صورت موازی عمل می کنند و یا شامل یک مخزن متعادل ساز و یک مخزن واکنش است. نوع مخزن استفاده شده وابسته به خصوصیات جریان فاضلاب ورودی می باشد. تنظیمات و ویژگی های این سیستم به گونه ای می باشد که در آن امکان ورود جریان به صورت پیوسته وجود دارد اما در آن امکان گندزدایی یا نگهداری لجن هوادهی وجود ندارد.

سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR انواع مختلفی دارند که از جمله آن ها می توان به سیستم های جریان مداوم/زمانی، سیستم های جریان غیرمداوم/زمانی، سیستم های حجمی، سیستم های چرخه متناوب (SBR ای که از هوادهی جت استفاده می کند) و … که بسته به نیاز مشتری و ویژگی‌های مورد نیاز طراحی می شوند، اشاره نمود.

مهمترین نکته در طراحی و انتخاب نوع سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR ویژگی ها و خصوصیات فاضلاب ورودی، نوع نیاز واحد استفاده کننده و کیفیت مورد نیاز خروجی با توجه به قوانین و استانداردهای موجود می باشد. پکیج های تصفیه فاضلاب به روش SBR معمولاً برای دبی های 37 تا 750 مترمکعب در روز کاربرد دارند، اما می توان این اعداد را با توجه به نیاز مشتری و متناسب با آن تغییر داد.

همانطور که در شکل بالا ملاحظه می کنید، جریان ورودی فاضلاب پیش از ورود به سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR وارد آشغال گیر تعبیه شده می گردد. سپس فاضلاب درون SBR و توسط مجموعه ای از راکتورهای ناپیوسته تصفیه شده تا به غلظت مورد نیاز خروجی برسد. فاضلاب مازاد و دفعی از SBR به هاضم رفته و در نهایت وارد قسمت استفاده مجدد، دفع یا مدیریت مواد جامد می شود. سپس پساب تصفیه شده وارد واحد گندزدایی می گردد.

معمولاً در سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR برای ذخیره مقادیر بالای آب، پیش از واحد گندزدایی یک مخزن متعادل ساز قرار می گیرد. در صورتی که این کار صورت نگیرد، استفاده از یک فیلتر بزرگ برای همسان سازی جریان زیاد ورودی به سیستم گندزدایی ضروری خواهد بود. همچنین پکیج های تصفیه فاضلاب به روش SBR غالباً فاقد زلال سازهای اولیه و ثانویه برای ته نشینی می باشند.

معمولاً در یک چرخه ی تصفیه توسط SBR تعداد 5 مرحله وجود دارد: پر شدن، واکنش، ته نشینی، تخلیه و استراحت. مدت زمان هرکدام از این مراحل توسط PLC تعیین می شود (امکان کنترل مداوم و از راه دور سیستم). در مرحله ی پر شدن، فاضلاب خام وارد حوضچه ها شده و با بیومس ته نشین شده از چرخه قبل، مخلوط می گردد. در بعضی موارد در این مرحله هوادهی نیز انجام می شود. سپس در مرحله ی واکنش، حوضچه هوادهی شده و اکسیداسیون و نیتریفیکاسیون صورت می گیرد.

در طول مرحله ی ته نشینی، هوادهی و اختلاط متوقف شده و به جامدات اجازه ی ته نشینی داده می شود. سپس فاضلاب تصفیه شده از حوضچه ها وارد مرحله تخلیه می گردد. در آخرین مرحله نیز حوضچه تا شروع سیکل بعدی فرآیند استراحت خواهد نمود. در طول این زمان بخشی از مواد جامد از حوضچه خارج شده و به عنوان لجن مازاد از سیستم دفع می شود. شکل زیر ترتیب عملکرد در یک سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR را نشان می دهد.

دفع لجن یکی از مهم ترین مراحل فرآیند تصفیه فاضلاب به روش SBR می باشد و به شکل چشمگیری کارآیی سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد. این فرآیند به عنوان یک مرحله ی اصلی در نظر گرفته نمی شود چرا که لجن در بازه ی زمانی مشخصی از سیکل، از سیستم دفع نمی شود. میزان و نرخ این دفع توسط نیازهای عملکردی سیستم تعیین و اندازه گیری می گردد. از آنجا که هوادهی و ته نشینی هر دو در یک مخزن صورت می گیرند، سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR نیازی به استفاده از سیستم RAS ندارد. این امر موجب جلوگیری از هدررفت لجن در طول مرحله ی واکنش شده و نیاز به برگشت جریان از زلال ساز به مخزن هوادهی را از بین می برد.

کاربردها پکیج تصفیه فاضلاب به روش SBR – راکتورهای ناپیوسته متوالی

به طور کلی کاربرد اصلی پکیج های تصفیه فاضلاب برای مناطقی با تعداد نفرات کم و جریان های نسبتاً کم می باشد. از این پکیج ها در صنایع، کارخانجات، تولیدی ها، مناطق تفریحی، روستاها و … استفاده می گردد.

پکیج تصفیه فاضلاب SBR مناسب مناطقی با فضای کم، استانداردهای بالای (سختگیرانه) تصفیه و جریان کم فاضلاب مانند مناطق تفریحی، مناطق عمرانی، مدارس روستایی، هتل ها و … می‌باشد. این سیستم ها همچنین برای تصفیه فاضلاب صنایعی مانند دارو، آبمیوه، لبنیات، کاغذ و فاضلاب های شیمیایی کاربردی هستند.

با وجود آنکه سیکل های ثابت با مدت زمان مشخص فرآیندها برای اغلب مواقع مناسب و کارآمد می باشند، اما این موارد می بایست به صورت منحصر به فرد و مختص برای هر پکیج تصفیه فاضلاب در نظر گرفته شود. SBRها برای مناطقی که نیاز به حداقل استفاده از نیروی انسانی (کمترین میزان حضور نیروی انسانی) و بازه گسترده‌ای از میزان بارگذاری مواد آلی را دارا می باشند نیز مناسب هستند.

صنایعی که میزان بارگذاری BOD در آن ها بالا می باشد، مانند صنایع شیمیایی و غذایی، می‌توانند از پکیج تصفیه فاضلاب به روش SBR برای تصفیه فاضلاب خود استفاده کنند. این سیستم ها همچنین برای نیتریفیکاسیون، دی نیتریفیکاسیون و حذف فسفر نیز مناسب می باشند. مهمتر از همه آنکه این سیستم برای مناطقی که امکان تغییر استانداردهای زیست محیطی و سختگیرانه تر شدن آن ها وجود دارد بسیار مناسب می باشند، چرا که این سیستم انعطاف پذیر بوده و می توان از گزینه های متعددی برای تصفیه فاضلاب در آن استفاده نمود. با این حال در صورت نیاز به استفاده از تصفیه تکمیلی در پایین دست SBR، ممکن است برخی مزایای اقتصادی این سیستم کم رنگ گردد.

برخی از مزایا و معایب پکیج های تصفیه فاضلاب به روش SBR

مزایا

  • SBRها می توانند به طور پیوسته نیتریفیکاسیون، دی نیتریفیکاسیون و حذف فسفر را انجام دهند.
  • بالا بودن میزان انعطاف پذیری در عملکرد.
  • قابلیت کنترل تنش سطوح از درون سیستم امکان بهینه سازی راندمان تصفیه و کنترل میزان حذف نیتروژن، میکروارگانیسم های رشته ای و ثبات کلی سیستم را فراهم می‌کند.
  • به دلیل آنکه تمام واحدهای فرآیند در یک مخزن عمل می کنند، نیازی به تنظیم مداوم هوادهی و میزان تخلیه نمی باشد.
  • پدیده بالکینگ لجن مشکل ساز نخواهد بود.
  • با استفاده از یک چرخه ی غیر هوازی در سیستم می توان میزان نیترات و نیتروژن را به مقدار قابل توجهی کاهش داد.
  • نیاز به راهبری و تعمیر و نگهداری در این سیستم ها بسیار کم می باشد.
  • در ظرفیت مشابه، سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR نسبت به هوادهی گسترده فضای کمتری را اشغال می کنند.
  • می توان این سیستم ها را از راه دور کنترل نموده و اعمال تغییرات در نحوه ی عملکرد آن ها ساده می باشد.
  • سیستم این امکان را به شما می دهد تا از طریق لجن دفعی (مازاد) اقدام به کنترل خودکار و مثبت غلظت جامدات معلق مایع مخلوط (MLSS) و زمان ماند مواد جامد (SRT) نمایید.

معایب

  • مشکل بودن تنظیم مدت زمان سیکل ها برای جوامع کوچک.
  • در صورت نیاز به تصفیه بیشتر ممکن است نیاز به استفاده از متعادل ساز جداگانه ای باشد.
  • دفع لجن باید به صورت منظم و پرتکرار صورت گیرد.
  • بالا بودن میزان مصرف انرژی.

ویژگی های ساختاری و طراحی SBR

اجزای مهم داخلی این سیستم شامل سیستم هوادهی که خود معمولاً دربرگیرنده ی دیفیوزرها و بلوئر می باشد، میکسر شناور، دکانتر خروجی، پمپ تخلیه لجن و چندین فلوتر است. تابلو برق نیز معمولاً در نزدیکی اتاق کنترل قرار دارد.

زمانی که میزان دبی مجموعه کمتر از 190 مترمکعب در روز می باشد، می توان از یک مخزن فلزی از پیش ساخته استفاده نمود. این مخزن به یک حوضچه SBR، یک هاضم هوازی لجن و یک چاه پمپاژ جریان ورودی تقسیم می شود. در مواردی که تصفیه خانه به قدری بزرگ باشد که توانایی که تصفیه 380 تا 5700 مترمکعب فاضلاب در روز را داشته باشد، معمولاً از مخازن بتنی استفاده می گردد.

طراحی سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR می تواند تنها بر مبنای حذف BOD کربنی یا حذف توام BOD کربنی و نیتروژن باشد. می توان با به کارگیری چند مرحله فرآیند غیر هوازی در طول ته نشینی به مقدار مناسبی از نیتریفیکاسیون و حذف کربن نیز دست یافت. 

با فراهم نمودن دوره های غیر هوازی پس از سیکل های هوازی، می توان شرایط مناسب برای دی‌نیتریفیکاسیون و حذف بیولوژیکی فسفر را نیز مهیا نمود. این کار باعث از بین رفتن DO شده و به دنبال آن مصرف نیترات موجود توسط میکروارگانیسم ها، باعث حذف نیترات به صورت عنصر نیتروژن آزاد می گردد. قرار دادن یک فرآیند بی هوازی پس از فرآیند غیرهوازی موجب رشد و افزایش باکتری هایی می شود که فسفر موجود در فاضلاب را حذف می کنند.

بخش زیادی از فسفر در فاز بی هوازی آزاد می شود اما فسفر اضافی در خلال سیکل های هوازی بعدی وارد توده های سلولی می گردد. از آنجایی که فسفر به توده های سلولی رسوخ نموده است، باید برای حذف کامل آن از تخلیه ی سلولی استفاده نمود. برای تصفیه لجن نباید از شرایط و فرآیندهای بی هوازی استفاده نمود چرا که ممکن است منجر به آزاد سازی فسفر گردد.

مدت زمان عملکرد چرخه ی یک سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR با نسبت کم غذا به میکروارگانیسم (F:M) برای یک الگوی متوسط جریان شهری، چیزی در حدود 4 ساعت (6سیکل) در روز می باشد. سیستمی که دارای دو راکتور باشد 12 سیکل در روز و سیستمی که 4 راکتور داشته باشد 24 سیکل در روز خواهد داشت. میزان توزیع و تعداد سیکل های روزانه ی سیستم را می توان متناسب با استانداردهای مورد نیاز یا الگوی جریان ورودی، تغییر داد.

توالی چرخه ها توسط حجم ایجاد شده برای مدیریت جریان ورودی، کنترل می گردد. اگر جریان ورودی به طور چشمگیری کمتر از مقدار جریان طراحی شده گردد، تنها بخشی از ظرفیت راکتور مورد استفاده قرار می گیرد و در این حالت می توان با کاهش دوره های هوادهی از مصرف بیش از حد انرژی و هوادهی اضافی جلوگیری نمود.

اگر مقدار جریان ورودی بسیار بیشتر از حالت شود، سیستم کنترلی مجموعه این افزایش را تشخیص داده و سیکل را به حالت تنظیمات اوج بار جریان خواهد برد. دراین شرایط موجب کوتاه شدن هوادهی، ته نشینی و توالی تخلیه‌ها، به حداقل رساندن فرآیند غیرهوازی و ایجاد چرخه ی روزانه بیشتر می گردد. در نتیجه جریان هیدرولیکی در سیستم گنجانده شده و فاضلاب رقیق شده در زمان کوتاه تری پردازش می‌شود، که برای افزایش بازدهی فرآیندهای ذکر شده می توان از PLC استفاده نمود.

استفاده از سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR در مقیاس های کوچک می تواند موجب بروز مشکلات زیادی در عملکرد، تعمیر و نگهداری و بارگذاری گردد. بنابراین به دلیل گسترده بودن بازه ی بارهای هیدرولیکی و مواد آلی تولید شده از سوی جوامع کوچک، معیارهای طراحی در این سیستم باید به دقت و بسیار محافظه کارانه انتخاب گردد. این نوع طراحی ها معمولاً از نسبت کمتر غذا به میکروارگانیسم (F:M) و زمان ماند هدرولیکی (HRT) و SRT بیشتری استفاده می کنند.

کارایی پکیج های تصفیه فاضلاب به روش SBR

کارآیی تصفیه یک پکیج تصفیه فاضلاب SBR به طور چشمگیری تحت تاثیر عملکرد اپراتور می‌باشد که می توان با انجام آموزش های لازم اپراتورها را به نیروهای متخصصی تبدیل نمود. عملکرد SBR ها قابل اطمینان بوده و در اغلب مواقع با راندمان حذف فرآیندهای هوادهی گسترده تطابق دارند.

علاوه بر این، سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR به دلیل بهینه سازی فعالیت های میکروبی از طریق تنش غیرهوازی و استفاده بهتر از اکسیژن در سیکل ها راندمان حذف BOD کربنی بالاتری نسبت به سایر سیستم ها دارا می باشد.

تعمیر و نگهداری

برای اطمینان از عملکرد مناسب سیستم، تعمیر و نگهداری برای بخش های مختلف سیستم باید صورت گیرد. رویه های عملیاتی شامل نمونه برداری و نظارت بر مقادیر DO، pH و MLSS می‌باشد. سایر آنالیزها و نمونه گیری ها متناسب با استانداردهای موجود خواهد بود.

تعمیر و نگهداری های معمول برای سیستم های تصفیه فاضلاب به روش SBR شامل سرویس دوره ای بلوئرهای هوادهی (بررسی میزان روغن و تسمه های موجود)، بازرسی و سرویس پمپ های مستغرق، روغن کاری دکانتر و سایر موارد که بنا به نیازهای سیستم و توصیه های سازنده مورد نیاز است.

 

خروج از نسخه موبایل