مدل‌سازی راکتور لجن گرانولی هوازی برای بررسی اثر اکسیژن و بار ورودی بر حذف همزمان COD، نیتروژن و فسفر

در دهه اخیر، راکتور با گرانول‌های هوازی به‌عنوان یک فناوری جدید برای حذف آلاینده‌ها از فاضلاب، مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این پژوهش برای توصیف کارایی راکتور حاوی گرانول‌های هوازی با بچ‌های متوالی، برای حذف همزمان COD، نیتروژن و فسفر، یک مدل ریاضی ارائه و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. یک راکتور آزمایشگاهی با حجم کاری سه لیتر به‌صورت بچ‌های متوالی برای حذف آلاینده‌ها مورد بهره‌برداری قرار گرفت. همچنین یک مدل با استفاده از نرم‌افزار آکواسیم ارائه و برای بررسی ساختار میکربی و نیز کارایی سیستم، در غلظت‌های مختلف اکسیژن و بارهای ورودی مختلف COD، نیتروژن و فسفر به‌کار گرفته شد. نتایج مدل نشان داد که بخش عمده‌ای از گرانول‌ها، از میکروارگانیسم‌های ذخیره‌کننده فسفات تشکیل شده‌اند. در حالی که میزان اکسیژن، بر حذف COD و فسفر تأثیری ندارد ولی حذف نیتروژن، کاملاً به میزان اکسیژن وابسته است. حذف بیش از 98 درصد نیتروژن، در محدوده 40 تا  45 درصد غلظت اشباع اکسیژن در مدل و 35 درصد در راکتور آزمایشگاهی به‌دست آمد. نتایج مدل و آزمایش تجربی حذف نیتروژن و فسفر در بارهای مختلف ورودی آلاینده‌ها، تطابق خوبی را نشان داد. نتایج حاصل از مدل در غلظت‌های مختلف اکسیژن و بارهای مختلف ورودی COD، نیتروژن و فسفر تطابق کیفی مناسبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان داد. به‌دلیل پیچیده بودن سیستم گرانول‌های هوازی و طولانی بودن انجام آزمایش‌های تجربی، مدل پیشنهادی به‌خوبی می‌تواند برای توصیف کیفی فرایندهای پیچیده در سیستم گرانول‌های هوازی به‌کار برده شود.