مدیریت لجن حاصل از تصفیه پساب

 

لجن دفع شده از تصفیه‌خانه های فاضلاب عموما حاوی 0.5 تا 12 درصد وزنی مواد جامد معلق می باشد. هدف از احداث واحدهای مدیریت لجن، کاهش حجم پسماند تولید شده و در نتیجه کاهش هزینه‌های دفع، تلاش برای بی خطرسازی لجن دفع شده، ‌کاهش خطرات بهداشت و سلامت و همچنین تولید ارزش افزوده به وسیله فرآیندهایی مانند کمپوست سازی یا تولید بیوگاز و… می باشد.

به طور کلی فرآیندهای مدیریت لجن شامل تغلیظ ، هاضم‌های هوازی و بیهوازی،، آبگیری ، سوزاندن، کمپوست و پیرولیز می­باشد.

تغلیظ لجن

جهت کاهش حجم سایر واحدهای بخش مدیریت لجن ، لجن مازاد دفع شده از فرآیندهای بیولوژیک ابتدا وارد واحد تغلیظ لجن میگردد. این واحد میتواند از نوع استاتیکی یا تجهیزات مکانیکی و یا ترکیبی از هر دو روش باشد.

شماتیک یک دستگاه تغلیظ لجن

شماتیک تغلیظ کننده استاتیکی

 

هضم لجن

لجن حاصل از تصفیه بیولوژیک فاضلاب حاوی مقادیر قابل ملاحظه­ای ترکیبات ناپایدار است. فرایندهای هضم لجن با تبدیل این ترکیبات ناپایدار به تریبات پایدار و غیرسلولی بخش مهمی از فرآیند مدیریت لجن در تصفیه­خانه های فاضلاب می­باشند.

هضم هوازی          

هضم لجن فاضلاب به روش هوازی یک روش باکتریایی است . میکروارگانیزم‌های موجود در فاضلاب در صورت فراهم شدن شرایط مناسب جهت ادامه زندگی، شروع به فعالیت کرده و مواد آلی ناپایدار را به ترکیبات پایدار تبدیل می‌کنند. این مواد آلی توسط میکرو‌ارگانیزم‌ها صرف سوخت و ساز سلولی، تامین انرژی و تولید بافت های سلولی جدید می‌شود. میکرو ارگانیزم های به‌کار گرفته شده در این روش برای ادامه حیات، نیاز به اکسیژن محلول و مواد غذائی دارند که به دلیل عدم تزریق فاضلاب در این بخش، مواد غذائی از تجزیه بافت های سلولی میکروارگانیزم­ها تامین میشود، این فرآیند که با کاهش حجم لجن همراه است هضم هوازی لجن نام دارد.

هضم بیهوازی

هضم بیهوازی یک فرآیند باکتریایی است که در غیاب اکسیژن انجام می شود. هضم بیهوازی می تواند تحت فرآیند ترموفیل یا مزوفیل انجام شود. طی فرآیند ترموفیل لجن در مخازن با دمای ۵۵ درجه سانتیگراد تخمیر می شود و باتوجه به دمای یالا، امکان کاهش حجم مخازن هاضم وجود دارد، اما صرف انرژی جهت تامین دمای مناسب در این فرآیند سبب افزایش هزینه های آن میگردد.

تصفیه بی هوازی مزوفیل (MAD) یکی دیگر از روش­های معمول برای هضم لجن تولید شده در تصفیه خانه فاضلاب است.از آنجا که فرآیند بیهوازی در روش مزوفیل در دمای پائین­تری (معمولا حدود 35 درجه سانتیگراد) انجام میشود، جهت طی 4 مرحله فرآیند بیهوازی شامل هیدرولیز،اسیدسازی،استات­سازی،متان سازی، زمان بیشتری لازم است و در نتیجه احجام مخازن برای فرآیند مزوفیلیک بزرگتر خواهد بود.

تصفیه بی هوازی، بیوگاز با نسبت بالایی از متان ایجاد می کند که می­تواند برای گرم کردن مخزن و هم برای کارکردن موتورها یا میکروتوربین ها برای سایر فرایندهای محل مورد استفاده قرار گیرد.

تولید متان یک مزیت اصلی فرآیند بی هوازی است. از معایب آن مدت زمان زیاد تکمیل فرآیند و سرمایه­ گزاری بالا میباشد.

شماتیک واحد هاضم بیهوازی

آبگیری مکانیکی

پس از هضم، لجن وارد مرحله آبگیری میشود. برای ابگیری از لجن از بسترهای لجن ، فیلتر پرس ، اسکروپرس، دکانتر سانتریفیوژ، بلت فیلتر و … استفاده میشود که هر یک دارای مزایا و معایبی میباشند و در هر پروژه باید بنا به نیاز پروژه بهترین گزینه انتخاب گردد.

 

اسکروپرس

فیلتر پرس

دکانتر

بلت فیلتر

 

در انتها برای امحاء لجن آبگیری شده میتوان از یکی از فرآیندهائی که در ادامه اشاره خواهد شد استفاده کرد:

زباله سوز

سوزاندن لجن به دلیل نگرانی های مربوط به انتشار آلاینده در هوا و همچنین نیاز به تامین سوخت مکمل مورد نیاز برای سوزاندن لجن، کمتر معمول است. زباله سوزهای چند کوره ای پلکانی با زمان ماند بالا و زباله سوز بستر سیال رایج ترین سیستم هایی هستند.

کمپوست کردن

کمپوست کردن، فرآیند هوازی اختلاط لجن فاضلاب با محصولات جانبی زراعی کربن مانند خاک اره، کاه یا خرده چوب است. در حضور اکسیژن، باکتری های تصفیه کننده لجن فاضلاب و مواد گیاهی گرما تولید می کنند.کمپوست کردن برای از بین بردن میکروارگانیسم ها و انگل های بیماری زا استفاده می شود. سه روش رایج کمپوست کردن لجن عبارت است از

1. فرایند ویندرو (windrow): لجن آبگیری شده در دوره های مشخص جهت هوادهی زیرو رو می گردد.
2. فرایند توده هوادهی ساکن (aerated static pile): هوا به وسیله یک دمنده به درون مواد دمیده می‌شود.
3. فرایندهای راکتوری (In-vessel): فرآیند در یک راکتور با هوای تحت فشار صورت می گیرد، این فرآیند می توان با یا بدون زیر و رو کردن دوره ای صورت پذیرد. . این روش علاوه بر اینکه به فضای کمتری نیاز دارد، در کنترل بوی ناشی از فرآیند و مدت زمان تولید کمپوست، نسبت به سایرروش ها دارای ارجحیت بیشتری می باشد.

پیرولیز

پیرولیز فرایندی حرارتی است که در شرایط بی اکسیژنی یا کم اکسیژنی انجام می شود. محصول این فرآیند به سه حالت جامد، مایع و گاز است. به بخش جامد باقیمانده در فرایند پیرولیز زغال زیستی (بیوچار) می گویند که دارای تخلخل بالایی بوده و در نتیجه از سطح ویژه ی بالایی برخوردار است. فرآیند پیرولیز لجن فاضلاب می تواند در دمای بین300 الی 600 درجه سانتی گراد انجام شود. در نهایت ویژگی های ذاتی بیوچار تولیدی نظیر درصد رطوبت، pH، درصد خاکستر و میزان کربن تثبیت شده مورد بررسی قرار گیرد.. خوراک پیرولیز باید رطوبتی کمتر از 15 درصد داشته باشد و بدین منظور لجن آبگیری شده، پیش از ورود به پیرولیز باید با استفاده از درایر مناسب به رطوبت مطلوب برسد.

شرکت آوای نوآوران آسیا در هر پروژه پس از انجام مطالعات در خصوص کیفیت و کمیت پسماند، زیرساخت‌های موجود، جغرافیا و… و با توجه به فرآیند و نیاز کارفرما، تجهیزات متناسب با آن را انتخاب و پس از آن طراحی پروژه مدیریت لجن به صورت کامل توسط تیم مهندسی این مجموعه صورت می پذیرد.

نویسنده : علی جوان مدیر واحد آب و پساب شرکت آوای نوآوران آسیا