تصفیه فاضلاب به روش mle

افزایش استانداردهای زیست‌محیطی و حساسیت اکوسیستم‌های آبی نسبت به ورود مواد مغذی، باعث شده تا حذف نیتروژن از فاضلاب به یکی از چالش‌های اصلی تصفیه‌خانه‌ها تبدیل شود. تخلیه فاضلاب حاوی نیتروژن می‌تواند منجر به پدیده اوتروفیکاسیون، مرگ آبزیان و کاهش کیفیت منابع آب شود. در این میان، تصفیه فاضلاب به روش MLE (لوزاک-اتینگر اصلاح شده) به عنوان یکی از کارآمدترین و اقتصادی‌ترین روش‌های بیولوژیکی برای حذف هم‌زمان مواد آلی و نیتروژن شناخته می‌شود. ما در شرکت فراب زیست با بهره‌گیری از دانش فنی روز و تجربه متخصصین خود، پیشگام در طراحی و ساخت انواع پکیج تصفیه فاضلاب مبتنی بر فرایند MLE است تا ضمن رعایت استانداردهای سازمان محیط زیست، راهکارهای پایداری را برای صنایع و جوامع مسکونی ارائه دهد.

فرایند MLE در تصفیه فاضلاب چیست؟

فرایند MLE یا Modified Ludzack-Ettinger، نسخه اصلاح شده و پیشرفته‌تر روش LE است که در سال ۱۹۶۲ معرفی شده بود. در روش قدیمی LE، ورود اکسیژن محلول از بخش ته‌نشینی به بخش آنوکسیک باعث کاهش راندمان حذف نیتروژن می‌شد. اما در روش MLE که در سال ۱۹۷۰ توسط جیمز برنارد توسعه یافت، با ایجاد یک خط برگشت داخلی از انتهای مخزن هوازی به ابتدای مخزن آنوکسیک، این مشکل برطرف شد و راندمان حذف نیتروژن به طور چشمگیری افزایش یافت. این سیستم به طور خاص برای حذف نیتروژن و کاهش BOD طراحی شده است.

مراحل تصفیه فاضلاب به روش MLE

سیستم MLE یک فرایند پیوسته است که فاضلاب در آن طی مراحل زیر تصفیه می‌شود:

۱. ورود فاضلاب به حوض آنوکسیک (Anoxic Zone)

در ابتدای فرایند، فاضلاب خام وارد حوضچه آنوکسیک می‌شود. این بخش فاقد هوادهی است و اکسیژن محلول در آن نزدیک به صفر نگه داشته می‌شود (کمتر از ۰.۲ میلی‌گرم در لیتر). در پکیج تصفیه فاضلاب انسانی، فاضلاب ورودی حاوی مقادیر زیادی مواد آلی (BOD) است که به عنوان منبع کربن برای باکتری‌ها عمل می‌کند.

۲. اختلاط با لجن برگشتی و جریان نیترات

در حوض آنوکسیک، فاضلاب ورودی با دو جریان مهم مخلوط می‌شود:

1. لجن فعال برگشت(RAS): که از ته‌نشینی ثانویه می‌آید و حاوی میکروارگانیسم‌ها است.
2. جریان برگشتی داخلی(Internal Recycle): مایع مخلوطی که از انتهای مخزن هوازی پمپاژ می‌شود و سرشار از نیترات است. در این مرحله برای جلوگیری از ته‌نشینی و ایجاد شرایط یکنواخت، از میکسرها استفاده می‌شود.

۳. دنیتریفیکاسیون (نیترا‌ت‌زدایی)

در محیط آنوکسیک، باکتری‌های هتروتروف برای تنفس به جای اکسیژن محلول، از اکسیژن موجود در مولکول نیترات استفاده می‌کنند. آنها با مصرف مواد آلی موجود در فاضلاب (به عنوان غذا) و احیای نیترات، آن را به گاز نیتروژن تبدیل می‌کنند که از فاضلاب خارج می‌شود. این مرحله کلیدی‌ترین بخش حذف نیتروژن در تصفیه فاضلاب به روش MLE است.

۴. انتقال به مخزن هوازی (Aerobic Zone)

پس از عبور از بخش آنوکسیک، فاضلاب وارد مخزن هوازی می‌شود. در این بخش با استفاده از تجهیزات هوادهی مانند دیفیوزر هوادهی عمقی، اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم‌ها تأمین می‌شود.

۵. حذف BOD و نیتریفیکاسیون

در مخزن هوازی دو اتفاق مهم رخ می‌دهد:

• حذف BOD: باکتری‌ها مواد آلی باقی‌مانده را با استفاده از اکسیژن تجزیه می‌کنند.
• نیتریفیکاسیون: باکتری‌های نیتریفایر، آمونیاک و آمونیوم موجود در فاضلاب را اکسید کرده و به نیتریت و سپس نیترات تبدیل می‌کنند. این نیترات تولید شده، توسط پمپ‌های برگشت داخلی مجدداً به ابتدای خط (ناحیه آنوکسیک) فرستاده می‌شود تا چرخه حذف نیتروژن تکمیل گردد.

۶. ته‌نشینی (Secondary Clarification)

مایع مخلوط خروجی از تانک هوازی وارد مخزن ته‌نشینی (زلال‌ساز) می‌شود. در این مرحله، توده‌های بیولوژیکی (لجن) از آب جدا شده و ته‌نشین می‌شوند تا پساب شفاف و زلال از سرریزها خارج شود.

۷. برگشت لجن فعال (RAS) و دفع لجن مازاد (WAS)

بخشی از لجن ته‌نشین شده به عنوان لجن فعال برگشتی (RAS) به ابتدای حوض آنوکسیک بازگردانده می‌شود تا جمعیت میکروبی سیستم حفظ شود. بخش دیگری از لجن که مازاد بر نیاز سیستم است، به عنوان لجن دفعی (WAS) از سیستم خارج و به واحد پردازش لجن هدایت می‌شود.

کاربردهای روش MLE در تصفیه فاضلاب

با توجه به کارایی بالای این روش در حذف نیتروژن، از آن در طیف وسیعی از پروژه‌ها استفاده می‌شود:

• پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی: برای صنایعی که فاضلاب آنها دارای ترکیبات نیتروژنی بالا است (مانند صنایع غذایی، دارویی و پتروشیمی).
• پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی: فاضلاب بیمارستان‌ها حاوی آلاینده‌های خاص و بار آلی متغیر است و روش MLE پایداری لازم برای تصفیه این نوع فاضلاب را فراهم می‌کند.
• پکیج تصفیه فاضلاب انسانی: در مجتمع‌های مسکونی، اداری و کمپ‌های کارگری که نیاز به پساب با کیفیت برای آبیاری فضای سبز دارند.

مزایای تصفیه فاضلاب به روش MLE

استفاده از روش MLE توسط شرکت فراب زیست مزایای متعددی را برای کارفرمایان به همراه دارد:

1. کاهش مصرف انرژی: از آنجا که در ناحیه آنوکسیک، باکتری‌ها از اکسیژن نیترات برای حذف BOD استفاده می‌کنند، نیاز به هوادهی و مصرف برق توسط بلوئرها و دیفیوزر هوادهی کاهش می‌یابد.
2. بهبود ته‌نشینی لجن: وجود ناحیه سلکتور آنوکسیک در ابتدای فرایند، معمولاً باعث تولید لجنی با قابلیت ته‌نشینی بهتر شده و از پدیده بالکینگ (Bulking) جلوگیری می‌کند.
3. صرفه‌جویی در مواد شیمیایی: این روش از کربن موجود در فاضلاب ورودی برای عملیات دنیتریفیکاسیون استفاده می‌کند و نیاز به خرید منبع کربن خارجی (مانند متانول) را کاهش می‌دهد.
4. بازیابی قلیائیت: فرایند دنیتریفیکاسیون باعث تولید قلیائیت می‌شود که نیمی از قلیائیت مصرف شده در مرحله نیتریفیکاسیون را جبران می‌کند.

معایب و محدودیت‌های سیستم MLE

با وجود مزایای فراوان، این روش محدودیت‌هایی نیز دارد:

• محدودیت در حذف فسفر: سیستم MLE به طور اختصاصی برای حذف نیتروژن طراحی شده و توانایی بالایی در حذف بیولوژیکی فسفر ندارد (مگر با اصلاحات اضافی).
• وابستگی به جریان برگشتی: راندمان حذف نیتروژن به نرخ جریان برگشتی داخلی وابسته است. معمولاً این روش می‌تواند نیتروژن کل را به حدود ۶ تا ۸ میلی‌گرم در لیتر برساند و برای مقادیر کمتر نیاز به مراحل تکمیلی است.
• تجهیزات پمپاژ: نیاز به پمپ‌های اضافی برای برگشت دادن جریان داخلی (معمولاً ۲۰۰ تا ۴۰۰ درصد دبی ورودی) هزینه اولیه و نگهداری را کمی افزایش می‌دهد.

مقایسه روش MLE با سایر روش‌های تصفیه فاضلاب

در مقایسه با روش‌های سنتی لجن فعال که تنها قادر به حذف BOD هستند، روش MLE قابلیت حذف نیتروژن را نیز دارد. نسبت به روش LE قدیمی، راندمان بسیار بالاتری دارد زیرا مشکل ورود اکسیژن به ناحیه آنوکسیک را حل کرده است. همچنین در مقایسه با روش‌های پیشرفته‌تری مانند A2O (که فسفر را نیز حذف می‌کند)، روش MLE راهبری ساده‌تری دارد و برای پروژه‌هایی که اولویت اصلی آنها حذف نیتروژن است (مانند پکیج‌ تصفیه فاضلاب صنعتی)، گزینه‌ای اقتصادی‌تر محسوب می‌شود.

طراحی و اجرای سیستم MLE توسط فراب زیست

ما در شرکت فراب زیست با تکیه بر دانش فنی روز و استانداردهای بین‌المللی (مانند استانداردهای EPA و MDE)، اقدام به طراحی دقیق پارامترهای فرایندی MLE کرده ایم. در طراحی پکیج تصفیه فاضلاب به روش MLE توسط متخصصین ما، موارد زیر به دقت محاسبه می‌شوند:

• زمان ماند هیدرولیکی(HRT): معمولاً ۱۲ تا ۱۶ ساعت (شامل ۲-۴ ساعت آنوکسیک و ۸-۱۲ ساعت هوازی).
• سن لجن(SRT): بین ۱۵ تا ۴۰ روز برای تضمین رشد باکتری‌های نیتریفایر.
• تجهیزات هوادهی: استفاده از دیفیوزر هوادهی حباب ریز با راندمان بالا جهت کاهش مصرف انرژی.
• نرخ برگشت داخلی: تنظیم دقیق نرخ برگشت (تا ۴ برابر دبی ورودی) برای دستیابی به حداکثر راندمان حذف نیترات.

فراب زیست آمادگی دارد تا با طراحی، ساخت و اجرای انواع پکیج‌های تصفیه فاضلاب به روش MLE، نیاز صنایع، بیمارستان‌ها و مجتمع‌های مسکونی را با بالاترین کیفیت و راندمان برطرف نماید.