معایب فرآیند لجن فعال متعارف (CAS) و بررسی چالش های مرتبط با آن
لجن فعال متعارف (CAS)
در دهه های اخیر، افزایش جمعیت، کاهش منابع نفتی و تولید انبوه فاضلاب شهری نگرانی های زیادی را برای جوامع به وجود آورده است. با توجه به کمبود و محدودیت سوخت های فسیلی، منابع انرژی تجدیدپذیر، از اهمیت ویژه ای برخوردار شده اند. فاضلاب شهری، با توجه به تولید و تصفیه پیوسته در سراسر جهان، به یک منبع انرژی قابل توجه تبدیل شده است. فرآیند لجن فعال متعارف بیش از یک قرن است برای طراحی و ساخت پکیج تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. این فرآیند با وجود مزایایی همچون کیفیت پساب خروجی بالا و قابلیت اطمینان، اما به دلیل مشکلات و معایبی که دارد، به سختی می تواند به عنوان یک روش پایدار برای تصفیه فاضلاب در نظر گرفته شود.
چالش های فرآیند لجن فعال متعارف
مصرف انرژی بالا
همانطور که پیش تر ذکر شد، مصرف انرژی فرآیند لجن فعال متعارف به واسطه واحد هوادهی که حدود 60% انرژی مصرفی را شامل می شود، زیاد است. از آنجا که انرژی الکتریکی بر اساس احتراق سوخت های فسیلی تولید می شود، نگرانی هایی را در زمینه کمبود ذخایر نفتی، تولید گازهای گلخانه ای و گرمایش زمین ایجاد کرده است
اکسیداسیون مواد آلی
فرآیند لجن فعال متعارف برای حذف مواد آلی از طریق اکسیداسیون زیستی طراحی شده است. به همین سبب به انرژی زیادی برای اکسیداسیون و حذف مواد آلی نیاز دارد و امکان بازیابی انرژی فراهم نمی شود. همانطور که در شکل 1 دیده می شود %30 COD در فرایند لجن فعال متعارف اکسید شده و به صورت دی اکسید کربن از فاضلاب خارج می شود و تنها حدود %60 آن بهصورت لجن از فاضلاب جدا می شود. سپس توسط فرایند هضم بیهوازی تنها حدود %33 COD با تبدیل به گاز متان به صورت انرژی قابل بازیابی است.
تولید پسماند لجنی زیاد
بازده رشد لجن معمولا 0.3-0.5 gbiomass/g COD removal است که منجر به تولید مقدار زیادی پسماند لجن می شود. هزینه دفع این پسماند بالا است به طوری که حدود 25%-65% کل هزینه عملیاتی را در برمی گیرد. با افزایش جمعیت و شهرنشینی، دفع پسماند لجنی در خاک نیز محدودتر شده و سوزاندن آن نیز منجر به ایجاد گازهای گلخانه ای و خاکستر می شود.
لذا به منظور جلوگیری از اکسیداسیون موادآلی فاضلاب و بازیابی انرژی از آن ها، تغییر فرآیند و تغلیظ مواد آلی موجود در فاضلاب ضروری می باشد. مجموعه کاشفان نیلفام، یکی از شرکتهایی در ایران است که این سیستمها را در مکانهای مختلف، از سیستم فاضلاب شهری گرفته تا سیستم بیمارستانی طراحی و پیاده سازی میکند.
منابع
Guven, Huseyin, et al. “Towards sustainable and energy efficient municipal wastewater treatment by up-concentration of organics.” Progress in Energy and Combustion Science 70 (2019): 145-168.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.