اندازه گیری و بررسی قابلیت آبدهی توده های زیستی بعد از عمل هضم بیولوژیکی

در فرایندهای زیستی تصفیه فاضلاب به علت فعالیت های میکروبی، مقدار زیادی توده زیستی (لجن فعال مازاد) تولید می شود که به علت حجم زیاد و طبیعت آلوده ای که دارند مشکلات فراوانی هم برای تصفیه خانه ها و هم برای محیط زیست ایجاد نموده اند. از آنجا که این لجن ها معمولاً حاوی درصد بسیار زیادی آب هستند، برای کاهش حجم آنها آب گیری، بهترین روش محسوب می شود. اما آب گیری از لجن ها همواره کار ساده ای نیست. در واقع یکی از پیچیده ترین فرایندهای تصفیه فاضلاب که دانش کمی در مورد آن وجود دارد فرایند آب گیری از لجن ها (خصوصاً لجنهای زیستی) می باشد. تحقیقاتی که در گذشته در زمینه آب گیری از لجن ها انجام شده است عمدتاً بر عوامل فیزیکوشیمیایی تاثیرگذار بر قابلیت آب دهی آنها متمرکز بوده اند. در این تحقیق توجه اصلی به عوامل زیستی نظیر نوع و غلظت مواد پلیمری برون سلولی (eps) معطوف بوده است. اندازه گیری بخش پروتئینی و کربوهیدراتی مواد پلیمری برون سلولی (epsp و epsc) در نمونه های مختلف لجن فعال مازاد در کنار اندازه گیری های قابلیت آب دهی نشان داد که eps ها به رغم طبیعت بسیار هیدراته ای که دارند همیشه موجب مشکل شدن قابلیت آب دهی نمی گردند. در واقع برخی از آنها گاهی به عنوان منعقدکننده های زیستی عمل نموده و به آب گیری از لجن ها کمک می کنند. از طرفی مشخص شد که تغییرات غلظت بخش پروتئینی پلیمرهای برون سلولی در اثر قراردادن لجن فعال مازاد در معرض امواج اولتراسوند (با انرژی و شدت های مختلف) با قابلیت آبدهی معکوس و تقریباً خطی بوده است. در این پژوهش علاوه بر روش های سنتی اندازه گیری قابلیت آب دهی مانند اندیس حجمی لجن (svi)، زمان فیلتراسیون (ttf) و مقاومت ویژه فیلتراسیون (srf) که در گذشته به کارگرفته می شده اند، از روش نسبتاً جدیدی به نام زمان مکش موئین (cst) استفاده شده است. با مقایسه نتایج به دست آمده از داده های این روش با روش های قدیمی، نتیجه گیری شد که این روش ساده تر بوده و نتایج بهتری ارائه می کند. بر اساس این یافته، در سراسر این پژوهش برای اندازه گیری قابلیت آب دهی از روش زمان مکش موئین استفاده شده است. هدف اصلی این مطالعه، اصلاح فرایندهای تغلیظ، پیش تصفیه و تصفیه لجن های فعال مازاد بوده است به طوری که در نهایت لجنی با قابلیت آب دهی بهتر تشکیل گردد. ته نشینی گرانشی، سونیکیشن و فرایند هضم بی هوازی دما-فازی به ترتیب به عنوان نمونه هایی از فرایندهای تغلیظ، پیش تصفیه و تصفیه انتخاب شده و مورد بررسی قرار گرفتند. نشان داده شد که بهترین فاکتور تغلیظ برای غلیظ کردن لجن فعال مازاد، محدوده غلظتی 2 تا 3 درصد ts بوده است. همچنین نشان داده شد که این محدوده غلظتی برای تسهیل و بهبود راندمان فرایند سونیکیشن نیز بهترین محدوده است. بر اساس این نتایج، عمل هضم زیستی بر روی لجن سونیکیت شده با غلظت جامدات 2درصد انجام شد. اندازه گیری های قابلیت آب دهی نشان داد که انجام فرایند سونیکیشن کم انرژی و کم شدت قبل از عمل هضم زیستی می تواند موجب بهبود آب دهی لجن فعال مازاد پس از عمل هضم گرمادوست گردد.