در میان روشهای مختلف تصفیه فاضلاب، روش بیولاک (BIOLACK) به عنوان یک فناوری نوین و کارآمد توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این روش بر خلاف روشهای سنتی تصفیه فاضلاب که از فرآیندهای شیمیایی یا فیزیکی استفاده میکنند، از میکروارگانیسمهای زنده برای تجزیه و حذف آلایندهها از فاضلاب بهره میبرد.تصفیه فاضلاب به روش بیولاک biolock یکی از انواع فرآیندهای تصفیه فاضلاب است که از لاگون و هوادهی گسترده در کنار هم استفاده می شود. به دلیل استفاده از لجن فعال و پیاده سازی محیط های هوازی و بی هوازی بسیاری از مواد آلی، نیتروژن و فسفر موجود در فاضلاب با تولید لجن کم و مصرف انرژی پایین حذف خواهند شد. لازم به ذکر است، این فرآیند یک روش انحصاری بوده و برای اجرای آن بسیاری از تجهیزات وارداتی و متعلق به برند ثبت کننده طرح است. در ادامه جزئیات بیشتری درباره فرآیند تصفیه فاضلاب biolack، مزایا، معایب و ساختار آن ارائه خواهیم داد.
تصفیه فاضلاب به روش بیولاک چیست؟
یکی از روش های رایج برای تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی، استفاده از لاگون های هوازی و بی هوازی است. بیولاک biolack از ایده راه اندازی لاگون ها و لجن فعال برای تجزیه مواد آلی توسط باکتری ها استفاده می کند. علاوه براین، این روش را با تصفیه فاضلاب به روش هوادهی گسترده تلفیق کرده و به نتایح بهتری در حذف آلاینده های مختلف دست پیدا کرده است.
در این فرآیند ابتدا فاضلاب در لاگون های بی هوازی در حالت سکون قرار میگیرد. بعد از حذف فسفر توسط باکتری ها و ته نشین شدن لجن در کف لاگون، مرحله هوادهی گسترده آغاز می شود. در این مرحله هوادهی به کمک دیفیوزرهای آویزان به لوله های هوادهی استفاده میشوند. لوله های هوادهی در در عرض لاگون حرکت می کنند و به همین دلیل هوادهی گسترده در کنار اختلاط کامل انجام میشود. در مرحله هوادهی بسیاری از آلاینده ها از قبیل نیتروژن و سایر مواد آلی توسط باکتری ها حذف می گردد.
مکانیسم عمل بیولاک (BIOLACK)
در فرآیند بیولاک (BIOLACK)، فاضلاب از یک راکتور بیولوژیکی عبور میکند که حاوی حاملهای جامد مانند ذرات پلاستیکی یا الیاف مصنوعی است. این حاملها سطحی را برای رشد میکروارگانیسمها فراهم میکنند. میکروارگانیسمها که عمدتاً باکتریها هستند، از مواد آلی موجود در فاضلاب به عنوان منبع غذا استفاده میکنند و آنها را به دی اکسید کربن و آب تجزیه میکنند.
علاوه بر این، میکروارگانیسمها میتوانند نیتروژن و فسفر را از فاضلاب حذف کنند. نیتروژن به شکل گاز نیتروژن به جو آزاد میشود و فسفر به صورت بیومس میکروبی در حاملهای جامد ذخیره میشود.
مراحل تصفیه فاضلاب به روش بیولاک (BIOLACK)
در حالت کلی فاضلاب از لحظه ورود به لاگون تا خروج آن چند مرحله را باید طی کند که عبارتند از:
تصفیه فیزیکی فاضلاب
در ابتدای کانال ورودی فاضلاب به لاگون ها از آشغالگیر برای جمع آوری ذرات بزرگ و ریز و دانه های شن و ماسه و موارد مشابه استفاده میشود. با جلوگیری از ورود این ذرات به لاگون های تصفیه از ایجاد لایه های لجن ممانعت شده و هزینه های تخلیه لجن کاهش پیدا می کند. علاوه براین، روند تصفیه نیز بهبود خواهد یافت.
تصفیه در لاگون بی هوازی
بعد از جداسازی ذرات معلق در فاضلاب، فرآیند بی هوازی برای تصفیه آغاز می شود. در این لاگون ها اکسیژن موجود در فاضلاب بسیار کم است و پساب ها کاملا بدون حرکت هستند. باکتری ها برای تامین اکسیژن مواد آلی را تجزیه می کنند تا اکسیژن موجود در ترکیب آنها آزاد و مصرف شود. یکی از مهم ترین آلاینده هایی که در این مرحله حذف میشود، فسفر است. در این لاگون ها لجن در کف ته نشین شده و بخشی از آن منبع تغذیه باکتری ها خواهد بود. با توجه به بی هوازی بودن روند تصفیه مقدار لجن در این مرحله بسیار کم بوده و هزینه تخلیه آن اندک است.
تصفیه در لاگون هوازی
مهم ترین بخش از فرآیند تصفیه فاضلاب بیولاک، استفاده از هوادهی گسترده با تجهیزات خاص است. دیفیوزرها در این سیستم به لوله های هوادهی متصل بوده و آویز هستند. لوله های هوارسان به یک لوله پلی اتیلن که در عرض لاگون شناور است متصل میشود. دو طرف لوله پلی اتیلن با رشته های سیم فلزی به جداره لاگون متصل شده است.
حباب های بسیار ریز هوا توسط دیفیوزر تولید شده و از طریق لوله های هوارسان در بخش های مختلف لاگون پخش خواهند شد. باکتری ها از اکسیژن تولید شده در این فرآیند استفاده نموده و باعث رشد و تکثیر آنها خواهد شد. سایر مواد آلی موجود در فاضلاب نیز توسط باکتری ها تجزیه شده و تصفیه انجام میشود. نیتروژن فاضلاب در این مرحله از بین میرود. بقایای مواد آلی تجزیه شده در کف لاگون ته نشین شده و بخشی از آن به عنوان لجن فعال در روند تصفیه انجام شده و مابقی تخلیه می گردد.
گندزدایی فاضلاب
در آخرین مرحله برحسب کیفیت مورد نیاز گندزدایی با تزریق مواد شیمیایی و سایر روش ها انجام میشود. این مرحله به نوع فاضلاب بستگی داشته و در تمام تصفیه خانه ها کاربرد ندارد.
مقایسه بیولاک با سایر فناوری های نوین تصفیه فاضلاب
فرآیند بیولاک در مقایسه با سایر روش های نوین مانند غشاهای نانو، سیستم های میکروفیلتراسیون و فرآیند های فتوکاتالیستی، از مزایای قابل توجهی برخوردار است. برخلاف روش های شیمیایی که نیاز به مواد شیمیایی و انرژی بالا دارند، بیولاک از میکروارگانیسم ها به عنوان یک فرآیند طبیعی و کم هزینه استفاده می کند. همچنین، بیولاک قادر است به طور مؤثر نیتروژن و فسفر را از فاضلاب حذف کند، که در برخی دیگر از روش ها مانند تصفیه با غشاهای نانو، کارایی کمتری دارد.
ویژگی های تصفیه فاضلاب به روش (BIOLACK)
در اجرای این فرآیند چند نکته مهم وجود دارد که عبارتند از:
- نسبت F/M در لاگون ها 0.4 تا 0.7 در نظر گرفته می شود.
- غلظت مایع MLSS حدود 2500 تا 4500 میلی گرم بر لیتر است.
- فاصله دیفیوزر از کف لاگون حدود 3 سانتی متر است.
- برای اجرای این فرآیند نیاز به حوضچه های بتنی نیست و با لاگون های خاکی می توان آن را پیاده سازی کرد.
- عمق حوضچه های هوادهی 2.4 تا 4.5 متر است.
- زمان ماند برای نیتریفیکاسیون و حذف نیتروژن فاضلاب 30 تا 40 روز در نظر گرفته می شود.
- این فرآیند قادر به کاهش BOD تا کمتر از 10 میلی گرم بر لیتر است.
- غلظت آمونیاک خروجی از لاگون ها کمتر از 10 میلی گرم بر لیتر است.
- به دلیل استفاده از لاگون های خاکی، پیاده سازی این روش نیاز به هزینه کمی دارد.
- مقدار لجن تولیدی در این روش بسیار کم است و هزینه ها را کاهش می دهد.
- این روش انحصاری برندهای خارجی بوده و تجهیزات آن وارداتی هستند.
تأثیر تغییرات اقلیمی بر عملکرد بیولاک
با توجه به چالش های جدید محیط زیستی و تغییرات اقلیمی، فرآیند بیولاک می تواند در برابر شرایط سخت تر و خشک تر نیز کارایی بالایی داشته باشد. در مناطقی که با بحران کمبود آب مواجه هستند، این فناوری به دلیل استفاده بهینه از منابع آبی و به حداقل رساندن نیاز به آب برای فرآیند تصفیه، گزینه ای کارآمد محسوب می شود. به علاوه، با کاهش مصرف انرژی و نیاز به تجهیزات پیچیده، بیولاک می تواند راه حلی مناسب برای کاهش اثرات منفی تغییرات اقلیمی بر تصفیه فاضلاب باشد.
تأثیرات محیط زیستی و اقتصادی بیولاک
فناوری بیولاک با کاهش مصرف انرژی و تولید لجن کم، به طور مستقیم به حفظ محیط زیست کمک می کند. کاهش تولید لجن، نه تنها هزینه های مربوط به مدیریت و تخلیه لجن را کاهش می دهد بلکه از انتشار گازهای گلخانه ای و آلاینده ها به محیط نیز جلوگیری می کند. از نظر اقتصادی نیز این روش به دلیل استفاده کم از انرژی و مواد شیمیایی، هزینه های عملیاتی و نگهداری کمتری نسبت به سایر روش های تصفیه دارد.
مزایای تصفیه فاضلاب به روش بیولاک (BIOLACK)
- کارایی بالا: بیولاک (BIOLACK) میتواند طیف وسیعی از آلاینده ها از جمله مواد آلی، نیتروژن و فسفر را به طور مؤثر حذف کند.
- مصرف انرژی کم: بیولاک (BIOLACK) در مقایسه با برخی از روش های سنتی تصفیه فاضلاب، به انرژی کمتری نیاز دارد.
- تولید لجن کم: فرآیند بیولاک (BIOLACK) لجن کمتری نسبت به روش های شیمیایی تولید می کند.
- قابلیت انعطاف پذیری: بیولاک (BIOLACK) میتواند برای تصفیه فاضلاب های با غلظت آلاینده های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
- سازگاری با محیط زیست: بیولاک (BIOLACK) به عنوان یک روش دوستدار محیط زیست شناخته می شود، زیرا از مواد شیمیایی مضر و فرآیند های انرژی بر استفاده نمی کند.
استاندارد ها و مقررات قانونی در تصفیه فاضلاب
استفاده از فرآیند بیولاک در بسیاری از کشورها نیازمند رعایت استاندارد های خاصی است که توسط سازمان های محیط زیستی و بهداشتی تعیین شده است. این استاندارد ها معمولاً شامل محدودیت هایی برای غلظت مواد آلاینده، تولید لجن و مصرف انرژی می باشند. با توجه به اینکه بیولاک یک روش نوین است، تحقیقات بیشتر در این زمینه برای هماهنگ کردن آن با قوانین و مقررات بین المللی الزامی است.
معایب بیولاک (BIOLACK)
- هزینههای اولیه بالا: سیستم های بیولاک (BIOLACK) ممکن است در مقایسه با برخی از روش های سنتی، هزینه اولیه بالاتری داشته باشند.
- نیاز به تخصص: کار با سیستم های بیولاک (BIOLACK) نیاز به دانش و تخصص در زمینه میکروبیولوژی و فرآیند های بیولوژیکی دارد.
- حساسیت به شوینده ها: میکروارگانیسم های موجود در بیولاک (BIOLACK) به شوینده ها و مواد ضد عفونی کننده حساس هستند.
کاربرد فرآیند بیولاک BIOLACK
با توجه به ویژگی ها و مزایای متعدد این روش، از آن در محیط های گوناگونی می توان استفاده کرد. برخی از موارد کاربرد این فرآیند عبارتند از:
- تصفیه فاضلابهای شهری: بیولاک (BIOLACK) برای تصفیه فاضلاب های شهری و روستایی به طور مؤثر مورد استفاده قرار می گیرد.
- تصفیه فاضلاب صنعتی: بیولاک (BIOLACK) برای تصفیه فاضلاب های صنعتی از جمله فاضلاب صنایع غذایی، نساجی، چرم و کاغذ به کار می رود.
- تصفیه فاضلاب های کشاورزی: بیولاک (BIOLACK) می تواند برای تصفیه فاضلاب های کشاورزی ناشی از شستشوی دام و طیور و همچنین فاضلاب های ناشی از کود حیوانی مورد استفاده قرار گیرد.
- تصفیه فاضلاب دامداری
- تصفیه فاضلاب صنایع لبنی
- تصفیه فاضلاب ویلا
- تصفیه فاضلاب هتل
کاربرد های خاص بیولاک در صنایع مختلف
فرآیند بیولاک برای تصفیه فاضلاب های صنعتی مانند صنایع شیمیایی، غذایی، نساجی و صنایع کاغذی نیز بسیار مؤثر است. این فناوری به دلیل توانایی در حذف مؤثر آلاینده های آلی، نیتروژن و فسفر، در صنایع که دارای پساب های پیچیده هستند یا در پکیج های تصفیه فاضلاب کارایی بالایی دارد. به طور خاص در صنعت نساجی که مواد شیمیایی و رنگ ها در فاضلاب وجود دارند، بیولاک می تواند به تجزیه سریع تر و مؤثرتر این آلاینده ها کمک کند.
پیاده سازی تصفیه فاضلاب به روش بیولاک
با توجه به انحصاری بودن طرح این فرآیند، پیاده سازی تصفیه فاضلاب بیولاک BIOLACK با چالش های متعددی روبرو است. گروه آبسازه با حل موانع موجود قادر به راه اندازی و پیاده سازی این روش در ظرفیت های مختلف با لاگون های استاندارد و هزینه کم است. جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید با کارشناسان آبسازه تماس بگیرید.
چالش های اجرایی در مقیاس بزرگ
یکی از بزرگترین چالش های پیاده سازی بیولاک در مقیاس بزرگ، هزینه های اولیه بالای نصب تجهیزات است. علاوه بر این، برای اجرای این فرآیند در مقیاس های بزرگ، نیاز به فضاهای وسیع تری برای ساخت لاگون ها و پیاده سازی سیستم های هوادهی گسترده وجود دارد. همچنین، مدیریت لجن در مقیاس بزرگ نیز به دقت بالایی نیاز دارد تا از هر گونه مشکل زیست محیطی جلوگیری شود.
چالش های تصفیه فاضلاب بیولاک (BIOLACK)
- کنترل فرآیند: کنترل فرآیند بیولاک (BIOLACK) برای دستیابی به کارایی مطلوب و جلوگیری از مشکلات احتمالی مانند رشد بیش از حد میکروارگانیسم ها یا تولید بوی نامطبوع ضروری است.
مدیریت لجن:
بیولاک (BIOLACK) لجن کمتری نسبت به روش های شیمیایی تولید می کند، اما هنوز هم مقداری لجن تولید می شود. دفع و مدیریت این لجن باید به طور صحیح و مطابق با مقررات زیست محیطی انجام شود.
تحقیقات و نوآوری ها:
تحقیقات و نوآوری های جدید در حال انجام است تا کارایی فرآیند بیولاک (BIOLACK) را ارتقا دهد، هزینه ها را کاهش دهد و چالش های زیست محیطی را به حداقل برساند.
- توسعه حامل های جدید: حاملهای جدید با کارایی بالاتر و قیمت پایین تر می توانند به کاهش هزینه ها و افزایش کارایی فرآیند بیولاک (BIOLACK) کمک کنند.
- بهینه سازی فرآیند: روش های جدید برای بهینه سازی پارامترهای عملیاتی فرآیند بیولاک (BIOLACK) مانند دما، pH و نسبت غذا به میکروارگانیسم در حال توسعه است.
- استفاده از فناوری های نوین: استفاده از فناوری های نوین مانند مدل سازی کامپیوتری و کنترل هوشمند می تواند به بهبود کارایی و پایداری فرآیند بیولاک (BIOLACK) کمک کند.
- کاربرد در تصفیه آب: تحقیقات در حال انجام است تا از بیولاک (BIOLACK) برای تصفیه آب های سطحی و فاضلاب های رادیواکتیو استفاده شود.
آینده فناوری بیولاک و پیشرفت های احتمالی
در آینده نزدیک، به ویژه با پیشرفت های جدید در فناوری های هوشمند، انتظار می رود که فرآیند بیولاک با استفاده از مدل سازی کامپیوتری و سیستم های کنترل هوشمند بهبود یابد. این فناوری می تواند با نظارت دقیق تر بر پارامترهای عملیاتی مانند دما، pH و نسبت غذا به میکروارگانیسم ها، کارایی بیشتری داشته باشد. همچنین، پژوهش های جاری در زمینه بهینه سازی حامل های میکروبی و استفاده از فناوری های نوین می تواند هزینه ها را کاهش داده و عملکرد بیولاک را بهبود بخشد.
سخن پایانی
بیولاک (BIOLACK) یک فناوری نوین و کارآمد برای تصفیه فاضلاب است که مزایای متعددی از جمله کارایی بالا، مصرف انرژی کم، تولید لجن کم، قابلیت انعطاف پذیری و سازگاری با محیط زیست دارد. با وجود چالش هایی مانند هزینه های اولیه بالا و نیاز به تخصص، تحقیقات و نوآوری های جدید در حال انجام است تا این چالش ها را برطرف کند و بیولاک (BIOLACK) را به یک گزینه جذاب تر برای تصفیه فاضلاب در آینده تبدیل کند.
