فرایند تصفیه فاضلاب به روش A2O

روش‌های مختلفی برای تصفیه فاضلاب وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در میان این روش‌ها، فرایند A2O (بی‌هوازی-بدون اکسیژن-هوازی) به دلیل کارایی بالا و راندمان قابل توجه در حذف آلاینده‌ها، به عنوان گزینه‌ای محبوب و مؤثر شناخته می‌شود. تصفیه فاضلاب به روش A2O از روش های بسیار پیشرفته برای حذف نیتروژن و فسفر از فاضلاب است که در برخی از سیستم های تصفیه پیاده سازی می شود. در این فرآیند تصفیه فاضلاب ترکیبی از روش های هوازی، غیرهوازی و بی هوازی به صورت مرحله ای اجرا شده و تاثیر بسزایی در روند تصفیه دارد. در ادامه به بررسی جامع فرایند تصفیه فاضلاب به روش A2O بپردازیم و با واکاوی مزایا، معایب، کاربردها و اجزای این سیستم، اطلاعات کاملی را در اختیار شما قرار دهیم.

فرایند تصفیه فاضلاب به روش A2O چیست؟

فرآیند تصفیه فاضلاب A2O چند مرحله ای می تواند تنوع میکروارگانیسم ها را در سیستم افزایش دهد تا مقاومت ضربه ای سیستم را به طور موثر بهبود بخشد. فرآیند چند مرحله‌ای A2O توانایی حذف نیتروژن را در منابع کم کربن بهبود می بخشد. با توجه به مزایا و معایب کارهای فوق، فرایند A2O متناوب با مراحل مختلف با غشاهای اولترافیلتراسیون برای افزایش پایداری و حذف بیشتر آلاینده‌ها مانند نیتروژن و فسفر ترکیب می‌شوند.
فرایند A2O ارتقا یافته فرایند لجن فعال با هواهی گسترده است که در آن علاوه بر حذف مواد آلی، نیتروژن و فسفر نیز حذف می شود. این سیستم شامل واحدهای بی هوازی و آنوکسیک و هوازی است. برگشت لجن از مخزن ته نشینی به واحد بی هوازی می باشد و از واحد هوادهی نیز یک برگشت به واحد آنوکسیک وجود دارد.

مراحل فرایند A2O

فرایند A2O که مخفف Anaerobic-Anoxic-Oxic است، یک روش تصفیه فاضلاب بیولوژیکی است که از سه مرحله اصلی تشکیل شده است:

مرحله بی‌هوازی: در این مرحله، فاضلاب وارد راکتور بی‌هوازی می‌شود و در شرایط بدون اکسیژن قرار می‌گیرد. در این محیط، میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی، مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه می‌کنند و فرآیندی به نام هضم بی‌هوازی را انجام می‌دهند. این فرآیند، گاز متان و اسیدهای چرب فرار (VFAs) تولید می‌کند.
مرحله بدون اکسیژن: فاضلاب نیمه‌تصفیه شده از راکتور بی‌هوازی به راکتور یا منطقه بدون اکسیژن منتقل می‌شود. در این مرحله، شرایط بدون اکسیژن حفظ می‌شود، اما ممکن است گیرنده‌های الکترون دیگری مانند نیترات یا سولفات وجود داشته باشند. در این راکتور، فرآیند نیترات‌زدایی رخ می‌دهد. باکتری‌های نیترات‌زدایی از مواد آلی و نیترات موجود در فاضلاب به ترتیب به عنوان اهداکننده و پذیرنده الکترون استفاده می‌کنند و نیترات را به گاز نیتروژن (N2) تبدیل می‌کنند که در جو آزاد می‌شود.
مرحله هوازی: در نهایت، فاضلاب از راکتور بدون اکسیژن به راکتور هوازی یا منطقه‌ای منتقل می‌شود که در آن اکسیژن محلول به فاضلاب اضافه می‌شود. شرایط هوازی ایجاد شده، سبب رشد باکتری‌های هوازی می‌شود که وظیفه نیتریفیکاسیون و فسفرزدایی را بر عهده دارند. در فرآیند نیتریفیکاسیون، آمونیاک موجود در فاضلاب به نیترات تبدیل می‌شود. در مرحله فسفرزدایی نیز، باکتری‌ها فسفر را از فاضلاب جذب می‌کنند و آن را در ساختار سلولی خود ذخیره می‌کنند.

حذف بیولوژیکی نیتروژن به روش A2O

یکی از مزیت های اصلی فرآیند تصفیه فاضلاب به روش A2O حذف نیتروژن از فاضلاب است. نیترات (nitrate) حاصل از فرآیند نیتریفیکاسیون آمونیاک (تبدیل آمونیاک به نیترات) با واکنش بیوشیمیایی به همراه کربن آلی، می تواند به گاز نیتروژن تبدیل شود. پس از آن فرآیندی که به دنیتریفیکاسیون (denitrification) معروف است (تبدیل نیترات به نیتروژن) انجام می شود. این تنها در صورت عدم وجود اکسیژن محلول اما وجود نیترات اتفاق می افتد، شرایطی که به عنوان “آنوکسیک” توصیف می شود. در فرایند تصفیه فاضلاب A2O، نرخ حذف COD، NH4+-N، TP (کل فسفر) و TN (کل نیتروژن) به ترتیب 95.29 درصد، 89.47 درصد، 83.55 درصد و 78.58 درصد بود که به طور رضایت‌بخشی با استانداردهای تخلیه آلاینده تصفیه خانه فاضلاب شهری مطابقت دارد.

حذف بیولوژیکی فسفر (P)

کاربرد دیگر فرآیند تصفیه فاضلاب به روش A2O حذف فسفر از فاضلاب صنعتی است. اگر منبعی از اکسیژن وجود نداشته باشد که اجازه دهد هیچ واکنش بیوشیمیایی با کربن آلی رخ دهد، شرایط به عنوان “بی هوازی” توصیف می شود. در تصفیه فاضلاب شهری، شرایط بی هوازی به عنوان یک مرحله تصفیه در کمک به حذف فسفات (phosphate) استفاده می شود. از جمله این فرآیند ها می توان به فرآیند بیهوازی- هوازی (AO)، اشاره کرد.

نحوه تصفیه فاضلاب به روش A2O

مراحل تصفیه فاضلاب در فرآیند A2O در حالت کلی به 5 مورد دسته بندی میشوند که عبارتند از:

تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب به روش بیولوژیکی در محیطی بی هوازی که حدود یک ساعت طول میکشد.
از بین رفتن آلاینده هایی از قبیل آمونیاک در محیطی غیرهوازی که حدود یک ساعت زمان نیاز دارد. در این مرحله نیتراتی که در لجن برگشتی گام قبل وارد شده است را می توان کنترل کرد. در نتیجه تاثیر بسزایی در کیفیت تصفیه در گام های بعد دارد.
یکی از مهم ترین مراحل، تصفیه هوازی است. در این مرحله BOD بهبود پیدا می کند و نیتروژن موجود در فاضلاب نیز حذف میشود. این گام نسبت به دو مورد قبل طولانی تر بوده و 2 تا 4 ساعت طول می کشد.
بخشی از لجن مرحله هوازی را می توان برای تجزیه نیترات موجود در فاضلاب به گام تصفیه غیرهوازی انتقال داد.
آخرین مرحله ته نشینی لجن انجام شده و فاضلاب تصفیه شده از پکیج تصفیه فاضلاب تخلیه میشود.

مزایای فرایند A2O

فرایند A2O به دلیل مزایای متعددی که دارد، به عنوان یکی از روش‌های کارآمد تصفیه فاضلاب شناخته می‌شود. از جمله این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

راندمان بالا در حذف آلاینده‌ها: این فرایند قادر است به طور مؤثر مواد آلی، نیتروژن و فسفر را از فاضلاب حذف کند و به همین دلیل، برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی و خانگی که حاوی آلاینده‌های مختلف هستند، مناسب است.
کاهش تولید لجن: در مقایسه با برخی از روش‌های دیگر تصفیه فاضلاب، فرایند A2O لجن کمتری تولید می‌کند. این امر سبب کاهش هزینه‌های مربوط به دفع لجن می‌شود.
ثبات عملکرد: این فرایند در برابر تغییرات کیفی و کمی فاضلاب ورودی، از ثبات عملکرد بالایی برخوردار است.
قابلیت انعطاف‌پذیری: فرایند A2O را می‌توان به راحتی با توجه به نیازهای خاص تصفیه، مانند نوع و غلظت آلاینده‌ها، حجم فاضلاب و استانداردهای کیفی مورد نظر، تنظیم و بهینه‌سازی کرد.
سازگاری با محیط زیست: این فرایند به دلیل استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی طبیعی، کمترین آسیب را به محیط زیست وارد می‌کند.
نیتروژن، فسفر حذف و BOD تا حد زیادی کاهش پیدا می کند.
راندمان 95 و 90 درصد در حذف نیتروژن و فسفر
حجم کم لجن تولید شده و بدون نیاز به آبگیری
پیاده سازی و اجرای آسان
عدم نیاز به مصرف انرژی زیاد

معایب فرایند A2O

با وجود مزایای متعددی که فرایند A2O دارد، این روش معایبی نیز دارد که باید در نظر گرفته شوند:

هزینه‌های اولیه بالا: احداث و راه‌اندازی سیستم‌های A2O به دلیل نیاز به تجهیزات و فناوری‌های پیشرفته، می‌تواند پرهزینه باشد.
نیاز به تخصص و دانش فنی: برای بهره‌برداری و نگهداری از این سیستم‌ها به پرسنل متخصص و ماهر نیاز است.
حساسیت به شوک‌های سمی: فرایند A2O می‌تواند به شوک‌های سمی ناشی از ورود مواد شیمیایی سمی به فاضلاب حساس باشد.
تولید بوی نامطبوع: در برخی موارد، ممکن است در مراحل بی‌هوازی و بدون اکسیژن این فرآیند، بوی نامطبوعی تولید شود.

بیشتر بخوانید: فرآیند تصفیه فاضلاب

کاربرد فرایند A2O

با توجه به راندمان بالای این روش در حذف نیتروژن و فسفر، کاربردهای متعددی دارد :

تصفیه فاضلاب‌های شهری: این فرایند به طور گسترده برای تصفیه فاضلاب‌های خانگی در مقیاس‌های مختلف، از مجتمع‌های مسکونی کوچک تا شهرهای بزرگ، به کار می‌رود.
تصفیه فاضلاب‌های صنعتی: فرایند A2O برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی که حاوی آلاینده‌های مختلف مانند مواد آلی، نیتروژن، فسفر و فلزات سنگین هستند، مناسب است.
تصفیه فاضلاب‌های کشاورزی: این فرایند می‌تواند برای تصفیه فاضلاب‌های کشاورزی ناشی از فعالیت‌های کشاورزی مانند آبیاری و شستشوی تجهیزات، استفاده شود.
تصفیه فاضلاب‌های بیمارستانی: فرایند A2O به دلیل توانایی در حذف میکروارگانیسم‌های مضر، برای تصفیه فاضلاب‌های بیمارستانی که حاوی مواد عفونی هستند، مناسب است.
پکیج تصفیه فاضلاب مجتمع مسکونی
پکیج تصفیه فاضلاب ویلا

مدت زمان فرایند تصفیه A2O

زمان ماند جامدات در فرايند A2O بين 5-25 روز مي باشد و زمان ماند هيدروليكي در اين فرايند بين 0.5-1.5 ساعت در ناحيه بي هوازي و 0.5- 1 ساعت در ناحيه انوكسيك و 4-8 ساعت در ناحيه هوازي متغير مي باشد.
زمان ماند در ناحيه انوكسيك تقريباً 1 ساعت است. ناحيه انوكسيك كمبود اكسيژن محلول دارد؛ اما اكسيژن با پيوند شيميايي به شكل نيترات و نيتريت توسط جريان مايع مخلوط برگشتي نيتريفاير شده از ناحيه هوازي توليد مي شود. استفاده از ناحيه انوكسيك، مقدار نيترات ورودي به ناحيه بي هوازي را در لجن فعال برگشتي كاهش مي دهد. در صد برگشت لجن در فرايند A2O بين 25 تا 100 بوده و درصد برگشت فاضلاب از ناحيه هوازي به انوكسيك بين 100 تا 400 مي باشد.

چگونه می توان راندمان حذف نیتروژن و فسفر را بهبود بخشید؟

راکتور ظرفیت بار ضربه ای ضعیفی برای نیتروژن دارد. هنگامی که بار زیادی از نیتروژن وجود داشته باشد، میزان حذف نیتروژن آمونیاکی و نیتروژن کل سیستم به شدت کاهش می یابد. در همین حال، راکتور به حذف بیولوژیکی فسفر متکی است و هنگامی که راکتور برای مدت طولانی کار می کند، اثر حذف بیولوژیکی فسفر خوب نیست. پلی آلومینیوم کلرید (PAC) می تواند به طور موثر اثر حذف فسفر را بهبود بخشد، اما افزودن PAC ظرفیت نیترات زدایی سیستم A/O-MBR را کاهش می دهد. نتایج نشان می‌دهد که سیستم دارای سرعت حذف COD و نیتروژن آمونیاکی بالایی است، اما نرخ حذف TP پایین است. این سیستم دارای الزامات سخت‌گیری برای هوادهی است، زیرا در غیر این صورت باعث افزایش سریع TMP و رسوب غشاء می‌شود.

اهمیت تصفیه فاضلاب A2O

فاضلاب به دلیل گستردگی منابع، ترکیب نسبتاً پیچیده ای دارد. اگر به دقت مورد استفاده قرار نگیرد و بدون تصفیه تخلیه نشود، آلاینده ها، از جمله محتوای نسبتاً بالای نیتروژن و فسفر، می توانند باعث آلودگی آب های زیرزمینی، آبرسانی دریاچه ها، رودخانه ها و دیگر آب ها و تکثیر جلبک های پلانکتون شوند، که دارای یک آسیب جدی بر منابع آب و محیط زیست هستند. این اسیب ها شامل پدیده جلبکی بر روی سطح رودخانه ها و مرگ آبزیان می شود. بنابراین فن آوری هایی برای تصفیه و بازیافت مناسب فاضلاب مورد نیاز است.

طراحی پکیج تصفیه فاضلاب به روش A2O

یکی از خدمات گروه صنعتی آب سازه ارائه انواع پکیج تصفیه فاضلاب می باشد. یکی از این پکیج ها پکیج تصفیه فاضلاب به روش A2O است. هنگامی که فاضلاب تولیدی دارای نیتروژن و فسفر بالایی است و استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب به روش هوادهی گسترده جوابگو نیست از روش A2O استفاده می شود. فرایند A2O از مخزن هوازی، بی هوازی و غیرهوازی تشکیل شده است و در نتیجه طراحی و ساخت آن باید با دقت و با بروز ترین تجهیزات انجام شود تا بدین شکل بیشترین بازدهی و حذف نیتروژن و فسفر از فاضلاب رخ دهد.

اجزای اصلی سیستم A2O

یک سیستم تصفیه فاضلاب A2O از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام وظیفه‌ای خاص را بر عهده دارند. از جمله این اجزا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

راکتورهای بی‌هوازی: مخازنی که در آنها مرحله بی‌هوازی فرآیند انجام می‌شود.
راکتورهای بدون اکسیژن: مخازنی که در آنها مرحله بدون اکسیژن فرآیند انجام می‌شود.
راکتورهای هوازی: مخازنی که در آنها مرحله هوازی فرآیند انجام می‌شود.
سیستم‌های هوادهی: تجهیزاتی که اکسیژن را به راکتورهای هوازی تزریق می‌کنند.
سیستم‌های اختلاط: تجهیزاتی که فاضلاب را در راکتورها مخلوط می‌کنند.
سیستم‌های ته نشینی: مخازنی که برای جداسازی لجن از فاضلاب تصفیه شده استفاده می‌شوند.
سیستم‌های کنترل و پایش: تجهیزاتی که برای کنترل و پایش فرآیند و اطمینان از عملکرد صحیح سیستم به کار می‌روند.

بهینه‌سازی فرایند A2O

فرایند A2O را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلفی بهینه‌سازی کرد تا کارایی و راندمان آن را افزایش داد.

کنترل دقیق شرایط فرآیند: پارامترهایی مانند pH، دما، غلظت مواد آلی، نیتروژن و فسفر باید به طور دقیق کنترل و پایش شوند تا شرایط مطلوب برای فعالیت میکروارگانیسم‌ها فراهم شود.
استفاده از میکروارگانیسم‌های مناسب: انتخاب و استفاده از میکروارگانیسم‌های مناسب برای هر مرحله از فرآیند می‌تواند به افزایش راندمان حذف آلاینده‌ها کمک کند.
بهینه‌سازی سیستم‌های هوادهی: استفاده از سیستم‌های هوادهی کارآمد می‌تواند به کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی کمک کند.
مدیریت لجن: مدیریت صحیح لجن تولید شده در فرآیند می‌تواند به کاهش حجم لجن و هزینه‌های مربوط به دفع آن کمک کند.

تولید پکیج تصفیه فاضلاب به روش A2O

آبسازه طراحی و تولید پکیج تصفیه فاضلاب A2O را با بدنه فلزی، پلی اتیلن و فایبرگلاس به صورت 100 درصد اختصاصی و سفارشی انجام می دهد. این پکیج ها به دلیل طراحی سفارشی دارای راندمان بالا بوده و بعد از نصب و راه اندازی گارانتی و خدمات پس از فروش ارائه می شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید با شماره تلفن های پایین صفحه تماس گرفته و مشاوره رایگان قبل از خرید دریافت کنید.

سخن پایانی

فرایند A2O یک روش تصفیه فاضلاب بیولوژیکی کارآمد و مؤثر است که به دلیل مزایای متعددی مانند راندمان بالا در حذف آلاینده‌ها، تولید لجن کم، ثبات عملکرد و سازگاری با محیط زیست، در طیف وسیعی از کاربردها از جمله تصفیه فاضلاب‌های شهری، صنعتی، کشاورزی و بیمارستانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.