فرایند لجن فعال

امروزه فرایند لجن فعال در تصفیه فاضلاب کاربرد فراوانی دارد. فرایند لجن فعال یک فرآیند بیولوژیکی هوازی تصفیه فاضلاب است. فرآیند لجن فعال از حدود ۱۰۰ سال پیش بطور موثر و گسترده‌ای برای تصفیه انواع فاضلابهای شهری و صنعتی بکار گرفته شده است. با استفاده از این فرایند به راحتی می‌توان فاضلاب را تصفیه کرد. با اثبات کارایی بسیار خوب فرایند لجن فعال مطالعات و بررسی‌ها برای بهبود هر چه بیشتر فرایند لجن فعال به انجام رسید بطوریکه به تدریج انواع مختلفی از فرایند لجن فعال طراحی و به اجرا درآمد. تقریبا تمام تصفیه خانه‌های فاضلاب از این فرایند استفاده می‌کنند.

تاریخچه فرایند لجن فعال

در سال 1914 دانشمندان دریافتند که لجن بدست آمده طی هوادهی فاضلاب نقش بسیار مهمی را در تصفیه فاضلاب به عهده دارد. دانشمندان نام این فرایند را «لجن فعال» گذاشتند چرا که این نام بیانگر تولید یک توده فعال از میکروارگانیسم‌هایی بود که می‌توانستند باعث تثبیت هوازی مواد آلی موجود در فاضلاب شوند. از آن پس از فرایند لجن فعال در تصفیه فاضلاب استفاده شد.

شرح فرآیند لجن فعال

در فرآیند لجن فعال، بخش عمده‌ای از مواد آلاینده فاضلاب را مواد آلی تشکیل می‌دهند که باکتری‌ها می‌توانند با تغذیه و مصرف آنها باعث تصفیه فاضلاب شوند. اصل کلی فرایند لجن فعال به این صورت است. بنابراین اصول تصفیه در فرآیند لجن فعال بر مصرف مواد آلی توسط میکروارگانیسم‌ها و به خصوص باکتری‌ها استوار است. از این رو در فرآیند لجن فعال برای پیشبرد روند تصفیه فاضلاب، ضروری است که تمامی شرایط برای رشد و تکثیر هر چه بهتر آنها فراهم گردد. فرایند لجن فعال تاثیر بسیاری در تصفیه فاضلاب دارد.

باکتری‌های هوازی و بی هوازی برای ادامه حیات و فعالیت خود دارای سه نیاز اساسی غذا، آب و اکسیژن هستند. غذای آنها در واقع همان مواد آلی است که در فاضلاب وجود دارد و باکتری‌ها با مصرف آنها باعث تصفیه فاضلاب می‌شوند. این امر توسط لجن فعال انجام می‌شود. آب نیز به وفور در دسترس آنها قرار دارد چرا که محیط زیست آنها محیط فاضلاب بوده که یک محیط کاملا آبی است. بنابراین با تأمین اکسیژن می‌توان شرایط اساسی رشد باکتری‌ها را فراهم کرد که به راحتی می‌توان با لجن فعال این کار را انجام دارد. به منظور تأمین اکسیژن مورد نیاز باکتری‌ها نیز معمولاً هوا به درون فاضلاب به صورت عمقی یا سطحی تزریق می‌شود.

در فرآیند لجن فعال فاضلاب ابتدا وارد یک مخزن هوادهی (واکنش) می‌شود. در این مخزن فاضلاب در مجاورت و دسترس باکتری‌ها قرار می‌گیرد. فرایند لجن فعال به این صورت عمل می کند. باکتری‌ها با استفاده از اکسیژن تزریق شده و انجام فعالیتهای بیولوژیکی خود، مواد آلی موجود در فاضلاب و پساب را تجزیه کرده و به داخل بدن خود جذب می‌کنند. در فرایند لجن فعال جذب مواد آلی به داخل باکتری سبب حذف مواد آلی از جریان فاضلاب و تصفیه آن می‌گردد. باکتری‌ها بخشی از این مواد غذایی را بصورت انرژی مصرف می‌کنند و بخشی دیگر را برای تکثیر و تولید باکتری‌های جدید مورد استفاده قرار می‌دهند.

ادامه فرایند لجن فعال به این صورت است که پس از فرآیند جذب و تجربه مواد در مخزن هوادهی لجن فعال مخلوط فاضلاب و میکروارگانیسم‌ها وارد مخزن ته نشینی ثانویه می‌شوند. در این مخزن لجن فعال برخی فعالیتهای بیولوژیکی سبب چسبیدن میکروارگانیسم‌ها و باکتری‌ها به یکدیگر و ایجاد لخته می‌شود. بقیه فرایند توسط لجن فعال انجام می‌شود. این لخته‌ها به سبب وزن مخصوص بیشتر از آب به سمت پایین حرکت کرده و به تدریج در کف مخزن ته نشین شده و لجن بیولوژیکی را تشکیل می‌دهند. در این مرحله این لجن که حاوی مقادیر بسیار زیادی از میکروارگانیسم‌ها و باکتری‌های موثر در تصفیه فاضلاب و تصفیه خانه فاضلاب است، به مخزن هوادهی برای ادامه فرآیند (فرایند لجن فعال) برگشت داده می‌شود که به آن «لجن فعال برگشتی» گفته می‌شود. در واقع نام «لجن فعال» به سبب همین فعالیت دائم لجن (توده میکروارگانیسم و باکتریها) در این فرآیند می‌باشد. بخش دیگر لجن نیز که مازاد بر نیاز تصفیه است از سیستم دفع می‌گردد. این کل عملیات لجن فعال بود.

بر این اساس می‌توان گفت که هر فرآیند لجن فعال از سه جزء اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:

• مخزن هوادهی
• مخزن ته نشینی ثانویه
• سیستم برگشت لجن فعال

در سیستم لجن فعال از نظر سیستم رشد میکروارگانیسم‌ها فرآیند لجن فعال از نوع رشد معلق می‌باشد چرا که لخته‌های ناشی از توده باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها در فضای مخزن هوادهی معلق بوده و دائماً در حال حرکت هستند.

 انواع فرآیند لجن فعال

لجن فعال انواع مختلی داد. پس از اثبات کارایی بسیار خوب فرآیند لجن فعال در تصفیه انواع فاضلابها، تغییرات مختلفی بر روی فرآیند لجن فعال انجام گرفته و انواع مختلفی از فرآیند لجن فعال بکار گرفته شد. در واقع تمامی این تغییرات برای سازگار کردن فرآیند لجن فعال با نیازمندیهای مختلف از سیستم تصفیه و تصفیه خانه بود بطوریکه امروزه از فرآیند لجن فعال حتی برای تصفیه انواع فاضلابهای صنعتی که قابلیت تصفیه بیولوژیکی دارند، درون تصفیه خانه‌های فاضلاب استفاده می‌شود. لجن فعال متعارفی، هوادهی گسترده، SBR، تثبیت تماسی، اکسیژن خالص، تغذیه مرحله‌ای و نهر اکسیداسیون همگی شکلهای مختلفی از فرآیند لجن فعال هستند.

منبع: شرکت مهندسی لوتوس (zslotus.com)