كاهش لجن مازاد با استفاده از روشهاي مختلف در تصفيه بيولوژيكي فاضلاب به روش SBR (تاكيدي بر استفاده از امواج فراصوت)

Reduction of Excess Sludge Using Different Methods in SBR Process for Biological Wastewater Treatment (Emphasizing on Ultrasonic Usage)

امروزه مطالعه شيوه‌هاي مختلف كاهش توليد لجن در فرايند لجن فعال به خاطر محدوديت‌هاي تصفيه و دفع لجن توجه زيادي را به خود معطوف كرده است. در همين زمينه در اين مقاله، روشهاي ازن‌زني، استفاده از امواج فراصوت، تخريب حرارتي و افزايش اكسيژن محلول و كاهش توام بارگذاري، در مقياس پايلوت و با استفاده از راكتور SBR مورد مطالعه قرارگرفت. به‌منظور اصلاح ضريب توليد لجن در راكتور SBR ، هر كدام از روشهاي پيشگفت تحت شرايط زير به كار گرفته شدند: استفاده از امواج فراصوت با شدت KJ/Kg VSS 35000، توان 100وات وفركانس KHz 20، ازن زني به‌صورت متناوب و به مقدار 25 ميلي‌گرم ازن به ازاي هر گرم لجن، تخريب حرارتي در دماي 80 درجه سانتيگراد و به مدت 3 ساعت و كاهش بارگذاري تا 19/. كيلوگرم BOD بر متر مكعب در روز و افزايش غلظت اكسيژن محلول تا 6 ميلي‌گرم در ليتر. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي‌دهد كه تخريب 30 درصد از لجن راكتور و بازگشت دوباره آن به درون راكتور با امواج فراصوت، ازن و دما به ترتيب مي‌تواند 78 ، 63 و 49 درصد از توليد لجن زيستي بكاهد. افزايش غلظت اكسيژن محلول تا 6 ميلي‌گرم در ليتر و كاهش بار‌گذاري تا حدود 19/. كيلوگرم مواد آلي بر متر مكعب در روز مي‌تواند باعث كاهش 37 درصدي توليد لجن شود. بازده حذف مواد آلي و نرخ ويژه جذب اكسيژن لجن در تمامي اين روشها به مقدار جزيي كاهش مي‌يابد. خصوصيات ته نشيني لجن در حال استفاده از امواج فراصوت و دما بهبود مي‌يابد، اما در دو حالت ديگر اين خصوصيت افت پيدا مي‌كند.

The activated sludge process is the most widely used biological wastewater treatment for both domestic and industrial plants in the world. One of the drawbacks of conventional activated sludge (CAS) processes is high sludge production. Excess sludge treatment and disposal currently represents a rising challenge for wastewater treatment plants (WWTPs) due to economic, environmental and regulation factors. There is therefore considerable impetus to explore and develop strategies and technologies for reducing excess sludge production in biological wastewater treatment processes. In this paper the usability of different sludge reduction processes such as, ozone, ultrasonic, thermal lysis, and high DO concentration to be linked with low load are investigated. Each process was tested under the following conditions to improve yield coefficient in sequence batch reactors (SBRs): ultrasonic (3500 Kj / kg VSS, 20KHz, 100 w) , ozonation (25 mg O3 /g VSS), thermal lysis(80°C for 180 min.), and high DO concentration liked with low load (6 mg/l DO, 0.19 Kg BOD5/m³.day). The investigated processes induced the organic matter solubilisation and yield coefficient reduction (total suspended solids): ultrasonic (78%), ozone (63%), thermal lysis(49%), and high DO concentration(37%). In our experimental conditions, ultrasonic and ozone led to the best sludge production improvement after disintegration of 30 percent of total sludge volume and return it to the reactor. COD removal efficiency and specific oxygen uptake rate (SOUR) , in the all investigated processes reduced slightly, but in ultrasonic and thermal lysis methods, sludge settleability improved and sludge volume index (SVI) decreased to 82 and 95 respectively.