BOD فاضلاب چیست؟

BOD فاضلاب چیست؟ بدون شک گسترده ترین و کاربردی ترین پارامتر سنجش آلودگی فاضلاب مواد آلی هم برای فاضلاب و هم آب های سطحی BOD فاضلاب پنج روزه یا BOD₅ یا اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی می باشد که عبارتست از اندازه گیری اکسیژن محلول مصرف شده در فاضلاب شهری توسط میکروارگانیسم ها در اکسیداسیون بیولوژیکی مواد آلی.

علیرغم بهره گیری گسترده از آزمایش BOD فاضلاب این آزمایش محدودیت هایی نیز دارد که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد.

سوالی که شاید به وجود آید این است که چرا با وجود محدودیت های جدی این آزمایش همچنان از نتایج آن استفاده می شود. جواب را می توان در چهار عامل زیر خلاصه نمود:

1-تعیین مقدار تقریبی اکسیژنی که در تثبیت بیولوژیکی مواد آلی مورد استفاده قرار می گیرد.

2-تعیین اندازه تاسیسات تصفیه فاضلاب

3-سنجش کارایی و راندمان بعضی فرآیندهای تصفیه و

4-تعیین میزان رعایت قوانین و استانداردهای تخلیه پساب.

اصول آزمایش BOD فاضلاب

اگر اکسیژن کافی موجود باشد تجزیه بیولوژیکی هوازی پسماندهای آلی تا زمانی که تمام آنها به مصرف برسند ادامه خواهند یافت.

در این مدت حدوداً سه فعالیت متفاوت رخ می دهد. اولین فعالیت این گونه است که پسمانها جهت کسب انرژی برای نگهداری و سنتز سلولی جدید، به محصولات نهایی اکسید می شوند.

دومین فعالیت بدین ترتیب است که همزمان با مرحله اول برخی از پسماندها با استفاده از انرژی انتشار یافته در خلال اکسیداسیون به سلول های جدیدی تبدیل می شوند.

سومین و آخرین فعالیتی که به وقوع می پیوندد زمانی است که مواد آلی مورد استفاده قرار گرفته و سلول های جدید برای کسب انرژی جهت نگهداری سلول شروع به خود تخریبی می نمایند. این فرآیند تنفس خودتخریبی نامیده می شود.استفاده از اصطلاح COHNS در واکنش های شیمیایی نشان دهنده سه فعالیت فوق است و نمایانگر پسماندهای آلی (شامل عناصر کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و گوگرد) و C₅H₇NO₂ نشان دهنده سلول جدید است که اولین بار توسط هوور و پرگز پیشنهاد گردید.اگر تنها اکسیداسیون کربن آلی که در پسماندها وجود دارد مد نظر باشد BOD فاضلاب نهایی در حقیقت اکسیژن مورد نیاز جهت انجام سه واکنش فوق است که به BOD کربنه نهایی (UBOD) شهرت داشته و قسمتی از BOD فاضلاب است که در مرحله اول آزمایش صرف اکسیداسیون مواد آلی کربنه می گردد.

اکسیژن مورد نظر بیولوژیکی کربنه

زمانی که نیتریفیکاسیون رخ می دهد مقدار BOD فاضلاب اندازه گیری شده بیشتر از مقدرا خواهد بود که در زمان اکسیداسیون مواد کربنی انجام می گیرد.

اگر حذف درصد داده شده اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی کربنه (CBOD) در تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی جهت دستیابی به محدوده های مجاز مد نظر باشد، انجام نیتریفیکاسیون می تواند باعث بروز مشکلات عدیده ای شود.

با بهره گیری از مواد شیمیایی گوناگون به منظور جلوگیری از نیتریفیکاسیون در تصفیه خانه فاضلاب یا تصفیه نمونه تا حدی که میکروارگانیسم های نیترات ساز به حد صفر کاهش یابند می توان بر تأثیرات نیتریفیکاسیون فائق آمد.

کلرزنی/ کلرزدایی و پاستوریزاسیون دو روش جهت جلوگیری از فعالیت میکروارگانیسم های نیترات ساز می باشند.

زمانی که مانع وقوع واکنش نیتریفیکاسیون شویم، BOD فاضلاب را به نام اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی کربنه (CBOD) خواهیم شناخت. بنابراین CBOD همان اکسیژن مورد نیاز مصرف شده توسط کربن قابل اکسیداسیون در نمونه است.

آزمایش CBOD را باید با جلوگیری از واکنش شیمیایی نیتریفیکاسیون که فقط در نمونه هایی که حاوی مقدار کمی کربن آلی می باشند استفاده نمود.خطاهای زیاد در سنجش مقادیر BOD (بیش از 20 درصد خطا) زمانی اتفاق می افتد که آزمایش CBOD در فاضلاب های حاوی مقادیر قابل توجهی مواد آلی مانند فاضلاب خانگی انجام شود.

پارامترهای موثر بر رشد باکتری های فاضلاب چیست؟

پارامترهای موثر بر رشد باکتری های فاضلاب

رشد باکتری های فاضلاب در تصفیه خانه های فاضلاب و نتیجتاً کارایی (راندمان) تصفیه خانه تحت تاثیر پارامترهای متعدد تغذیه ای و فیزیکی قرار دارد. پارامترهای تغذیه ای شامل در دسترس بودن سابستریت و مواد مغذی است و پارامترهای فیزیکی شاملpH ، دما و پاسخ به اکسیژن مولکولی آزاد می باشد.

pH

باکتری های موجود در فاضلاب pH  بهینه دارند که در آن از بهترین رشد برخوردارند. برای اکثر باکتری ها، pH  بهینه معمولا نزدیک به خنثی (7) است و اغلب آنها در بالا و پایین 1 واحد pH بهینه، رشد می کنند و نمی توانند pH زیر 4 یا بالاتر از 9.5 را تحمل نمایند.

اغلب واحدهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب در مقادیر pH نزدیم به خنثی (6.8 تا 7.2) کار می کنند. این واحد ممکن است در مقادیر pH کمتر یا بیشتر از pH خنثی مشکلات عملیاتی (عملی) را تجربه کنند.

مشکلات عملی که ممکن است در واحدهای تصفیه فاضلاب بهداشتی که در pH کمتر از 6.8 کار می کنند. اتفاق افتد، شامل موارد زیر است :

• کاهش فعالیت آنزیمی
• افزایش تولید سولفید هیدروژن
• بازدارندگی نیتریفیکاسیون
• توقف تشکیل لخته
• رشد ناخواسته قارچ های رشته ای و برخی نوکاردیوفرم ها

مشکلات عملی که در واحدهای تصفیه فاضلاب که در pH بالاتر از 7.2 کار می کنند، اتفاق می افتد:

• کاهش فعالیت آنزیمی
• افزایش تولید آمونیاک
• بازدار نیتریفیکاسیون
• توقف تشکیل لخته

دما پارامتر موثر بر باکتری های فاضلاب

دما دو اثر مهم بر روی جمعیت باکتریایی دارد. اولاً روی سرعت دیفوزیون سابستریت ها و مواد مغذی به سلول های باکتری فاضلاب تاثیر می گذارد. ثانیاً روش سرعت فعالیت آنزیمی تأثیر می گذارد.

با افزایش دما، سرعت دیفوزین سابستریت ها و مواد مغذی به سلول های باکتری افزایش می یابد و سرعت فعالیت آنزیمی افزایش می یابد.

سرعت دیفوزیون و فعالیت آنزیمی با کاهش دما، کاهش می یابد. بنابراین با افزایش فعالیت آنزیم ها در طی دمای فاضلاب گرم، یک اپراتور تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی می تواند جامدات (باکتری ها) را کاهش دهد و همچنان تصفیه خانه فاضلاب را به صورت قابل قبول حفظ نماید.

به هر جهت با کاهش فعالیت باکتریایی دماهای فاضلاب سرد یک اپراتور تصفیه خانه فاضلاب صنعتی ممکن اس ت به منظور حفظ تصفیه قابل قبول فاضلاب نیاز به افزایش (تعداد )جامدات داشته باشد.

اثر دما روی فعالیت باکتریایی قابل ملاحظه است. برای هر ده درجه افزایش دما، فعالیت آنزیمی تقریباً دو برابر می شود. به هر جهت هنگامی که دمای بهینه برای فعالیت آنزیمی و رشد سلولی افزایش میدهد

یابد (از حدی بیشتر می شود) آنزیم ها غیر فعال می شوند و دیگر قادر نیستند واکنش های بیوشیمیایی را کاتالیز نمایند.

محدوده دمایی رشد میکروارگانیسم های تصفیه فاضلاب به وسیله فعالیت آنزیمی قابل قبول در آن محدوده دمایی معین می شود.

محدوده دمایی شامل سه مقدار مهم (حیاتی) است. این مقادیر عبارتند از :

• دمای حداقل که اجازه تقسیم سلولی را می دهد.
• دمای حداکثر که اجازه تقسیم سلولی را می دهد.
• دمای بهینه که اجازه سریعترین تقسیم سلولی را می دهد.

پاسخ به اکسیژن مولکولی آزاد

باکتری های فاضلاب می توانند در حضور یا غیاب اکسیژن مولکولی رشد نمایند و می توان آن ها را بر طبق نیازشان برای پاسخ به اکسیژن مولکولی در سه گروه دسته بندی نمود: این گروه ها، هوازی و بی هوازی و بی هوازی های اختیاری هستند. هوازی ها برای تخریب سابستریت به اکسیژن مولکولی نیاز دارند.

باکتری های هوازی فعال در هضم کننده های بی هوازی یافت نمی شوند. باکتری های بی هوازی از اکسیژن مولکولی آزاد برای تخریب سابستریت ها استفاده نمی کنند. این ارگانیسم ها شامل باکتری های کاهش دهنده سولفات و باکتری های متان ساز هستند که به ترتیب از سولفات و دی اکسید کربن استفاده می کنند.

بین باکتری های هوازی و بی هوازی، باکتری های بی هوازی اختیاری هستند. عبارت اختیاری مبین توانایی زندگی تحت شرایط گوناگون است. این باکتری ها قادرند با استفاده از اکسیژن آزاد مولکولی یا مولکول دیگری سابستریت را تخریب نمایند.

این نوع از باکتری های تصفیه فاضلاب (باکتری های اختیاری) با توجه به تخریب سابستریت ها، پیچیده ترین سیستم آنزیمی را دارند. آنها یک سیستم آنزیمی برای اکسیژن مولکولی و یک سیستم آنزیمی دیگر برای متناوب کردن مولکولی برای تخریب سابستریت، زمانی که اکسیژن در دسترس نیست، دارند.

فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

در یک تصفیه خانه هرگاه تصفیه مکانیکی برای کاهش آلودگی کافی نباشداز فعالیت موجودات زنده بنام باکتری هوازی یا بی هوازی برای ادامه تصفیه فاضلاب یاری میگیرند کار واحد تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ایجاد محیطی مناسب برای رشد وافزایش تعداد باکترها و زمان تصفیه را به چند ساعت کاهش دهد

انواع فرآیندهای بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب

فرایند های بیولوژیکی مورد استفاده برای تصفیه ی فاضلاب را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد: رشد چسبنده یا (بیو فیلم) و رشد معلق

فرآیند رشد چسبیده در تصفیه فاضلاب چیست ؟

فرآیند رشد چسبیده مستغرق هوازی

فرآیندهای رشد چسبیده مستغرق (Submerged aerobic fixed film) از سه فاز شامل بستر، بیوفیلم و مایع مخلوط تشکیل شده اند. در این سیستم علاوه بر BOD، آمونیوم هم قابل حذف است.

هوای مورد نیاز در این سیستم هم از طریق هوادهی توسط دیفیوزر و هم از طریق پیش هوادهی در فاضلاب شهری ورودی قابل انجام است.

• راکتورهای با بستر فشرده با جریان رو به پایین
• راکتورهای با بستر فشرده با جریان رو به بالا
• راکتورهای با بستر شناور با جریان رو به بالا

اندازه و نوع بستر نگهدارنده عامل موثر مهمی در ایجاد تفاوت بین این سیستم محسوب می شود. طرح های مختلف بر اساس وضعیت بستر، وضعیت ورودی و خروجی و سیستم جمع آوری فاضلاب ارائه می شوند.

Integrated Fixed Film / Activated Sludge Systems (IFAS)

در این سیستم نیازی به حوض زلال ساز نمی باشد و مواد معلق ورودی و لخته های فرآیند بیولوژیکی در سیستم به دام می افتند و باید به طور تناوب حذف شوند.

در اکثر این سیستم ها جهت جداسازی موادی که در داخل بستر جمع شده اند، به سیستم شستشوی معکوسی مشابه با سیستم های مورد استفاده در صافی های تصفیه خانه فاضلاب و آب نیاز دارند.

مزایای عمده سیستم رشد چسبیده عبارتند از :

• به زمان ماند هیدرولیکی کمتری (کمتر از 1 تا 5/1 ساعت) نیاز دارند.
• فضای کمتری نیاز دارند.
• توانایی تصفیه فاضلاب بهداشتی رقیق را به طور موثری دارند.
• بر خلاف سیستم های لجن فعال، مشکل ته نشینی لجن ندارند.
• کیفیت فاضلاب تولیدی در اکثر طرح های مجهز به صافی بالا می باشد.
• از نظر زیبایی شناختی وضعیت بهتری دارند.

معایب این سیستم عبارتند از :

• نسبت به سیستم های تصفیه لجن فعال به خصوص در مقیاس های بزرگ هزینه اجرایی بیشتری دارند.
• از نظر کنترل و تجهیزات دارای پیچیدگی بیشتری هستند.

انواع فرآیند رشد چسبیده مستغرق هوازی

• فرآیند بیو کربن (Biocarbone process).
• فرآیند بیوفور (Biofor Process)
• فرآیند بیواستار (Biostyr Process)
• فرآیند بستر شناور (Fluidized –Bed Reactor).

تا کنون انواع زیادی از سیستم های رشد چسبیده مستغرق مورد استفاده قرار گرفته است که در این بخش، مختصری در مورد آن ها شرح داده خواهد شد.

الف-فرایندهای رشد چسبنده (بیوفیلمی)

در فرآیند رشد چسبیده، میکرو ارگانیسم های مسئول تجزیه ی مواد آلی یا مواد مغذی به مواد ثابت بستر می چسبند. مواد آلی و مغذی با عبور از جرم سلولی ثابت که به عنوان بیو فیلم نیز شناخته شده است، حذف می شوند. مواد بستر که در فرایند رشد چسبنده به کار می روند شامل سنگ، شن، فلز (سرباره)، ماسه، چوب صنوبر و انواع مختلف پلاستیک و مواد مصنوعی دیگر می باشند. همچنین فرایند های رشد ثابت می توانند به صورت هوازی یا بی هوازی بهره برداری شوند. مواد بستر می تواند در مایع به صورت کاملا مستغرق یا غیر مستغرض باشند و با هوا یا گاز در بالای لایه بیو فیلم قرار گیرند. فاضلاب ورودی از بالای بستر آکنده توزیع می شوند و به صورت یک لایه مایع غیر یکنواخت بالای فیلم بیولوژیکی ثابت جریان می یابد. جرم سلولی اضافی به صورت دورهای از لایه ثابت جدا می شوند و برای جداسازی جامدات از مایع نیاز به زلال سازی می باشد تا پساب خروجی با غلظت جامدات معلق قابل قبول ایجاد شود. جامدات در ته زلاساز جمع و برای پردازش لجن دفعی انتقال داده می شود. از فرایند های هوازی رشد چسبنده می توان به فیلتر چکنده و دیسک های بیولوژیکی دوار اشاره کرد که در قسمت های بعدی توضیح مفصلتری در مورد این روش ها خواهیم داد.

ب-فرایند های رشد معلق

در این سیستم نیازی به حوض زلال ساز نمی باشد و مواد معلق ورودی و لخته های فرآیند بیولوژیکی در سیستم به دام می افتند و باید به طور تناوب حذف شوند.

در اکثر این سیستم ها جهت جداسازی موادی که در داخل بستر جمع شده اند، به سیستم شستشوی معکوسی مشابه با سیستم های مورد استفاده در صافی های تصفیه خانه فاضلاب و آب نیاز دارند.

مزایای عمده سیستم رشد چسبیده عبارتند از :

• به زمان ماند هیدرولیکی کمتری (کمتر از 1 تا 5/1 ساعت) نیاز دارند.
• فضای کمتری نیاز دارند.
• توانایی تصفیه فاضلاب بهداشتی رقیق را به طور موثری دارند.
• بر خلاف سیستم های لجن فعال، مشکل ته نشینی لجن ندارند.
• کیفیت فاضلاب تولیدی در اکثر طرح های مجهز به صافی بالا می باشد.
• از نظر زیبایی شناختی وضعیت بهتری دارند.

معایب این سیستم عبارتند از :

• نسبت به سیستم های تصفیه لجن فعال به خصوص در مقیاس های بزرگ هزینه اجرایی بیشتری دارند.
• از نظر کنترل و تجهیزات دارای پیچیدگی بیشتری هستند.

انواع فرآیند رشد چسبیده مستغرق هوازی

• فرآیند بیو کربن (Biocarbone process).
• فرآیند بیوفور (Biofor Process)
• فرآیند بیواستار (Biostyr Process)
• فرآیند بستر شناور (Fluidized –Bed Reactor).

تا کنون انواع زیادی از سیستم های رشد چسبیده مستغرق مورد استفاده قرار گرفته است که در این بخش، مختصری در مورد آن ها شرح داده خواهد شد.

الف-فرایندهای رشد چسبنده (بیوفیلمی)

در فرآیند رشد چسبیده، میکرو ارگانیسم های مسئول تجزیه ی مواد آلی یا مواد مغذی به مواد ثابت بستر می چسبند. مواد آلی و مغذی با عبور از جرم سلولی ثابت که به عنوان بیو فیلم نیز شناخته شده است، حذف می شوند. مواد بستر که در فرایند رشد چسبنده به کار می روند شامل سنگ، شن، فلز (سرباره)، ماسه، چوب صنوبر و انواع مختلف پلاستیک و مواد مصنوعی دیگر می باشند. همچنین فرایند های رشد ثابت می توانند به صورت هوازی یا بی هوازی بهره برداری شوند. مواد بستر می تواند در مایع به صورت کاملا مستغرق یا غیر مستغرض باشند و با هوا یا گاز در بالای لایه بیو فیلم قرار گیرند. فاضلاب ورودی از بالای بستر آکنده توزیع می شوند و به صورت یک لایه مایع غیر یکنواخت بالای فیلم بیولوژیکی ثابت جریان می یابد. جرم سلولی اضافی به صورت دورهای از لایه ثابت جدا می شوند و برای جداسازی جامدات از مایع نیاز به زلال سازی می باشد تا پساب خروجی با غلظت جامدات معلق قابل قبول ایجاد شود. جامدات در ته زلاساز جمع و برای پردازش لجن دفعی انتقال داده می شود. از فرایند های هوازی رشد چسبنده می توان به فیلتر چکنده و دیسک های بیولوژیکی دوار اشاره کرد که در قسمت های بعدی توضیح مفصلتری در مورد این روش ها خواهیم داد.

ب-فرایند های رشد معلق

میکرو ارگانیسم های مسئول تصفیه در فرایند های رشد معلق با روش های اختلاط مناسب به صورت معلق در مایع نگهداری می شوند. بسیاری از فراینده ای رشد معلق مورد استفاده در تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی با غلظت اکسیژن محلول زیاد (هوازی) بهره برداری می گردد. اما راکتورهای رشد معلق بی هوازی (بدون حضور اکسیژن ) نیز در بعضی از مواقع مورد استفاده قرار می گیرند، مانند فاضلاب های صنعتی با غلظت مواد آلی زیاد یا لجن های آلی. مرسوم ترین فرایند رشد معلق مورد استفاده برای تصفیه فاضلاب شهری ، فرآیند لجن فعال می باشد. در قسمت های بعدی توضیح مفصلتری در مورد فرآیند لجن فعال و انواع آن خواهیم داد.شرکت تهویه کاران نور طراحی انواع فروش چربگیر و سپتیک تانک و فروش انواع برج خنک کننده هستش تجربه فراوان بر انواع فاضلاب بهداشتی و صنعتی هست