تصفیه فاضلاب با بارآلودگی بالا با استفاده از راکتور ناپیوسته با عملیات متوالی

در این تحقیق، جهت بررسی رفتار راکتور ناپیوسته با عملیات متوالی (sbr)، در تصفیه فاضلاب با بار آلی بالا، از چهار راکتور استوانه ای از جنس پلکسی گلاس، با حجم مفید 5/5 لیتر استفاده شد. فاضلاب صنایع شیر در این تحقیقات بصورت مصنوعی با استفاده از شیر خشک شیرینی پزی ساخته شد. مطالعات در دو فاز جداگانه صورت پذیرفت که طی آن در فاز اول، رفتار سیستم در تصفیه فاضلاب با بار آلی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و در فاز دوم، اثر سن لجن بر بازدهی سیستم sbr ارزیابی شد. ارزیابی های صورت گرفته در این فازها عبارت بودند از: بازدهی حذف cod، مقدار cod، کدورت و مواد جامد معلق (tss) خروجی، ویژگیهای لجن داخل راکتورها (از قبیل غلظت کل و بخش فرار لجن (mlss، mlvss)، شاخص حجمی لجن و مقدار شاخصهای f/m و u (نرخ ویژه مصرف خوراک)). بر این اساس، در فاز نخست، فاضلابهایی با غلظت cod متفاوت (به ترتیب برابر 1000، 1500، 3000 و 6000 میلیگرم بر لیتر) ساخته شد و رفتار سیستم به مدت 35 روز در سیکلهای عملیاتی 24 ساعته مورد بررسی قرار گرفت. زمان ماند لجن و حجم فاضلاب ورودی به ترتیب برابر 10 روز و 5/3 لیتر تنظیم شد. سایر پارامترهای موثر، نظیر مقدار ph، دما و اکسیژن محلول برای تمامی راکتورها یکسان بود. در ادامه در فاز دوم، فاضلاب مصنوعی با بار آلی gcod/m3.d1400 ساخته شد و رفتار سیستم به مدت 60 روز در راکتورهایی با سن لجن 5، 10، 15 و 20 روز مطالعه شد. در این فاز نیز، سیکلهای تصفیه 24 ساعته و حجم فاضلاب ورودی برابر 5/3 لیتر بود. بر اساس نتایح حاصل از فاز نخست، راکتور با بار آلی ورودی gcod/m3.d 929 بهترین بازدهی (96 درصد) و کمترین میزان متوسط مواد جامد معلق خروجی (tss) (mg/l17) را داشت. از سوی دیگر، در تصفیه فاضلاب با بار آلی gcod/m3.d 3261، بالکینگ و کف شدید مشاهده شد، به طوریکه متوسط میزان شاخص حجمی لجن برابر ml/g361 بدست آمد. همچنین، نتایج این فاز نشان داد که تغییرات بازدهی حذف cod در مقابل بار آلی ورودی، با ضریب همبستگی (r2) 80 درصد، نزولی بود. از سوی دیگر، بر اساس نتایج حاصل از فاز دوم، زمان ماند لجن تاثیر اندک و ناچیزی در بازدهی حذف cod داشت، به طوریکه میزان بازدهی برای لجن با سنهای 5، 10، 15 و 20 روز به ترتیب برابر 95، 4/95، 9/95 و 2/96 درصد بدست آمد. با این وجود، راکتور با سن لجن 20 روز، با کمترین مقدار متوسط tss (mg/l 15) و کدورت خروجی (ntu 37/4)، بهترین کیفیت پساب خروجی را داشت. این در حالیست که رفتار لجن در تمامی راکتورها در این فاز به لحاظ ته نشینی بسیار مناسب بود (svi< 80 ml/g). همچنین، بر اساس مطالعات سینتیکی صورت گرفته در دو فاز این تحقیقات مشخص شد که تغییرات ثابت مصرف خوراک (k) با افزایش بار آلی (در فاز اول با سن لجن 10 روز) و سن لجن (در فاز دوم با بار آلی 1400 گرم cod در مترمکعب در روز) به ترتیب با ضرایب همبستگی (2r) 99 و 83 درصد، نزولی می باشد. بر همین اساس، رابطه ای تجربی با تاثیر همزمان هر دو پارامتر بار آلی ورودی و سن لجن برای تخمین ثابت مصرف خوراک پیشنهاد شد. درمجموع، نتایج حاصل از این تحقیقات نشان داد که راکتور ناپیوسته با عملیات متوالی (هوازی)، روش مناسبی برای تصفیه فاضلاب شیر با بار آلی کمتر از gcod/m3.d 1915 می باشد. همچنین، لجن با عمر 20 روز برای تصفیه فاضلاب شیر پیشنهاد می شود، زیرا علاوه بر احراز بهترین کیفیت خروجی، کمترین مقدار لجن اضافه را نیز تولید کرده است (g/d 06/1).