بررسی عملکرد راکتور بافلدار بی هوازی (abr) در تصفیه فاضلاب شهری با استفاده از پایلوت آزمایشگاهی
چکیده
در این تحقیق، عملکرد راکتور بافلدار بی هوازی (abr) بعنوان روشی نوین برای تصفیه فاضلاب شهری مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، از زمستان سال 1389 تا شهریورماه 1390، به مدت 8 ماه، پس از انجام مطالعات نظری، مطالعات آزمایشگاهی و پایلوتی در مقیاس آزمایشگاهی با حجم 20 لیتر و نیمه صنعتی با حجم 48 لیتر انجام پذیرفت. پایلوت های آزمایشگاهی و نیمه صنعتی تحت شرایط دمای محیط و با فاضلاب شهری و لجن برگشتی از واحد زلال ساز تصفیه خانه شهید محلاتی تغذیه و راهبری شدند. مطابق نتایج حاصل، در مرحله اول، راکتور چند مرحله ای بی هوازی با 6 محفظه، عملکرد مطلوبی در حذف cod به میزان 70 تا 90 درصد داشته است. در مدت زمان ماند بهینه 12 ساعت، کارآمدی حذف این سامانه در زمستان 71% می باشد که در فصل بهار به 85% افزایش می یابد. در مرحله دوم، راکتور abr با 8 اتاقک مستطیلی بطور متوسط در زمان ماند بهینه 8 تا 12 ساعت به کارآمدی حذف cod به مقدار 72% می رسد. سپس، برای بررسی جامع عملکرد سامانه و پیش بینی واکنش سامانه تحت شرایط مختلف بهره برداری و طراحی، نتایج آزمایش های انجام شده، به کمک مدل شبکه عصبی شبیه سازی گردید. بدین وسیله و با توجه به نتایج مطالعات آزمایشگاهی و پایلوتی، برای بهره برداری سامانه در شرایط پایدار برای تصفیه فاضلاب شهری و کسب کارآمدی مطلوب از این راکتور، مدت زمان ماند بهینه طراحی سامانه 10 تا 12 ساعت و تعداد اتاقک 6 تا 8 عدد پیشنهاد می شود. در این تعداد اتاقک، سامانه به خوبی در زمان ماند بهینه می تواند شوک های هیدرولیکی و دمایی را در خود مستهلک و متعادل سازد که برای فرآیند بی هوازی حیاتی می باشد. همچنین این تعداد اتاقک تکمیل مراحل سری فرآیند بی هوازی را به ترتیبی تضمین می نماید که مصرف کامل ترکیبات میانی حاصل در اتاقک های اولیه راکتور در اتاقک های چهارم تا ششم انجام پذیرد. یکی از نقاط ضعف سامانه بی هوازی در هنگام راهبری، عدم قابلیت کاهش غلظت مواد جامد محلول (tds) می باشد. بنابراین برای ارتقای راکتورهای بی هوازی و افزایش کارآمدی راهبری اینگونه سامانه ها در رابطه با احیای فرآیند بی هوازی در هنگام برقراری شرایط اسیدی، از فرآیند الکترولیز شیمیایی استفاده گردید. در این مرحله از مطالعات که در مقیاس آزمایشگاهی و در بشرهای یک لیتری بصورت ناپیوسته با فاضلاب و لجن مشابه مراحل پیشین انجام گرفت ، کارآمدی حذف tds از 6 درصد تحت شرایط متعارف به بیش از 28 درصد افزایش یافت. همچنین سامانه قادر است در مدت زمان کوتاهی (حدوداً یک ساعت)، ph فاضلاب را از فاز اسیدی به خنثی و قلیایی برگرداند. در این رابطه، همچنین تأثیر پارامترهای موثر بر این فرآیند مانند ولتاژ، زمان ماند و مشخصات فاضلاب ورودی مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت می توان چنین نتیجه گرفت که طراحی بهینه abr در سامانه های متمرکز و غیرمتمرکز تصفیه فاضلاب می تواند باعث ارتقای کارآمدی و راهبری این واحدها شده و اصلاح و ارتقای عملکردی آن میسر می شود.