تصفیه بی هوازی شامل روش هایی است که در آن نیاز به استفاده از اکسیژن نمیباشد. این روش ها زیر مجموعه تصفیه بیولوژیکی فاضلاب صنعتی هستند. همچنین در این شیوه از تصفیه برخلاف هوازی میکرو ارگانیسم های مورد استفاده به اکسیژن برای مصرف مواد آلی نیاز ندارند. از این رو تجهیزات مورد نیاز در این روش بی هوازی تصفیه فاضلاب صنعتی هزینه کمتری در مقابل دیگر روش ها دارد. در این مطلب به معرفی بیشتر در خصوص روش های بی هوازی پرداخته میشود.
معرفی روش تصفیه بی هوازی در تصفیه فاضلاب :
فرآیند تصفیه بی هوازی فاضلاب همان طور که از نامش مشخص است، به مجموعه فرآیندهای بیولوژیکی در دستگاه تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی گفته میشود که بدون حضور اکسیژن صورت می گیرد. روش های هضم بی هوازی فاضلاب مانند روش های هوازی با کمک باکتری و میکروارگانیسم ها صورت می گیرد، با این تفاوت که عمل تجزیه مواد آلی در این روش بدون استفاده از اکسیژن انجام خواهد شد.
روش عملکرد تصفیه بی هوازی فاضلاب :
عملکرد تصفیه فاضلاب در این روش مشابه شیوه هوازی از میکروارگانیسم ها برای حذف مواد آلی استفاده میشود. تصفیه بی هوازی فاضلاب یا هاضم بی هوازی لجن از رایج ترین شیوه ها برای حذف مواد جامد آلی در پساب صنعتی و بهداشتی است که با توجه به محدودیت های موجود در روش های هوازی، در اغلب تصفیه خانه ها مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش مواد آلی معلق، پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها پس از هیدورلیز شدن به اسیدهای چرب، آمینو اسیدها و قندها تبدیل می گردند. این مواد در مرحله اسیدی شدن و استات به جوهر نمک و سرکه تبدیل شده و در نهایت منجر به تولید بیوگاز متان می گردند.
اهمیت گاز متان در روش بی هوازی تصفیه فاضلاب صنعتی :
گاز متان در صنایع مختلف به عنوان سوخت قابل استفاده خواهند بود. به همین دلیل در هزینه های بسیاری صرفه جویی میشود. از مهم ترین ویژگی ها و دلایلی که باعث شده اند تصفیه فاضلاب به روش های بی هوازی با استقبال بیشتری نسبت به روش های لجن فعال و هوازی مواجه شوند، تولید لجن کمتر و مصرف انرژی و هزینه کم می باشد.
مراحل تصفیه بی هوازی فاضلاب صنعتی :
در تصفیه فاضلاب بی هوازی مراحل شباهت زیادی به شیوه های هوازی دارند. اما به دلیل عدم نیاز به اکسیژن استفاده از تجهیزات مانند پمپ ها در این سیستم استفاده نمیشود. به طور کلی روش تصفیه بی هوازی فاضلاب های صنعتی شامل سه مرحله کلی است. این مراحل عبارتند از هیدرولیز، ایجاد محلول اسیدی و تولید استات و در نهایت تولید متان از فرآیند میکروارگانیسم های موجود در این سیستم میباشد. در ادامه توضیحاتی در خصوص هر یک از این مراحل داده میشود.
بخش هیدرولیز :
این مورد طولانی ترین بخش در روش تصفیه بی هوازی فاضلاب های صنعتی میباشد. به طوری که حتی بیش از دو هفته نیز میتواند ادامه داشته باشد. در اولین مرحله تجزیه، مواد معلق فاضلاب به مواد محلول تبدیل میشود. مرحله هیدرولیز که مهم‌ترین مرحله تصفیه بی‌هوازی است 5 تا 15 روز طول می‌کشد و اصولاً خیلی کند ادامه خواهد یافت. در این مرحله تصفیه، مواد پیچیده آلی شکسته شده و به مواد آلی محلول تبدیل میشوند که شامل هیدرولیز بیوپلیمرها نظیر پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها، چربی و روغن میباشد.
بخش تولید استات :
این مورد با استفاده از میکرو ارگانیسم ها صورت میگیرد. در واقع این مرحله به صورت طبیعی طی میشود. مرحله اسیدی شدن (Acidification) شامل فرمانتاسیون اسیدهای آمینه و قند و تولید هیدروژن، استات، اسیدهای چرب فرار با زنجیره کوتاه و الکل است. در این مرحله از تجزیه بی‌هوازی ممکن است اسیدهای چرب با زنجیر طویل نیز به وجود آید. همچنین استات سازی (Acetogenesis) نیز صورت می‌پذیرد که در آن کلیه محصولات حاصل از دو مرحله 1 و همین مرحله به استات تبدیل میشود.
پس از هضم بی هوازی توسط میکروارگانیسم ها در تصفیه بی‌هوازی اعمال توأم اسیدی شدن و تولید استات است که در اثر آن مواد آلی ساده حاصل از مرحله هیدرولیز به اسیدی‌های چرب فرار و احتمالاً اسید استیک و سرکه تبدیل خواهند شد. که در ادامه باعث تولید گاز های قابل اشتعال میشوند.
بخش تولید گاز های قابل اشتعال :
معمولاً در تمامی فعالیت های بی هوازی میکرواگانیسم با تولید گاز همراه است. در تصفیه های بی هوازی نیز این باکتری ها باعث تولید گاز های قابل اشتعال و انرژی زا مانند متان میشوند.به عبارت دیگر در روش بی هوازی در تصفیه فاضلاب صنعتی تولید متان (Methanogenesis) که در آن از استات و ترکیب (H2, Co2) گاز متان تولید می‌گردد. همچنین این موارد به مواد مولد COD به متان تبدیل میشوند. در این مرحله بهره‌بردار باید نظارت دائم بر PH، حرارت، مواد سمی موجود در سیستم و مواد مغذی داشته باشد.
این بخش سرعت بیشتری نسبت به مراحل دیگر دارد. به طور کلی در اکثر راکتورهای بی‌هوازی این مرحله حدود 5 ساعت به طول خواهد انجامید. در صورت بالا بودن غلظت سولفات در فاضلاب هنگام تصفیه بی‌هوازی امکان احیای سولفات به S H2 نیز وجود خواهد داشت.
