مزایا و معایب تصفیه بی هوازی

در تصفیه بی هوازی نرسیدن اکسیژن به فاضلاب سبب می‌شود باکتری‌های هوازی رشد و نمو خود را از دست بدهند. در عوض باکتری‌های بی‌هوازی فعالیت خود را شروع می‌کنند. نحوه عملکرد این باکتری‌ها به این صورت است که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه مواد آلی و معدنی موجود در فاضلاب وارد شده به سپتیک تانک یا انباره یا ایمهاف تانک به دست می‌آورند. باکتری‌های روش بی هوازی بر خلاف روش هوازی مواد فاضلاب موجود در سپتیک تانک را احیا می‌کنند.

نتیجه این فعالیت تجزیه مواد آلی ناپایدار و تبدیل آن‌ها به نمک‌های معدنی پایدار و نیز گازهایی همچون گاز متان، ازت، هیدروژن، گاز کربنیک و سولفوره است.

روش تصفیه بی هوازی را روش تعفن نیز می‎نامند. علت این مسئله آن است که تولید گازهای نامبرده مخصوصاً گاز هیدروژن باعث ایجاد بوی ناخوشایند در سپتیک تانک می‌شود.

مهم‌ترین کاربرد روش استفاده از باکتری‎های بی‌هوازی در سپتیک تانک سر بسته‌ی هضم لجن است. تنها در تصفیه خانه‌های بسیار کوچک مانند سپتیک تانک از روش تعفن برای تصفیه‌‌ی فاضلاب استفاده می‌شود.

هضم بی هوازی شامل مجموعه‌ای از فرایندهای میکروبیولوژی، در غیاب اکسیژن است. این فرآیند ترکیبات آلی را به متان و دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌کند. طی این فرآیند CO_۲ موجود به عنوان پذیرنده الکترون مورد استفاده قرار گرفته و نیاز به اکسیژن جهت پذیرش الکترون را مرتفع می‌سازد. مراحل اصلی تصفیه بی‌هوازی شامل هیدرولیز، تخمیر(اسیدسازی)، و متان‌سازی است.

مزایای فرآیند تصفیه بی هوازی

فرآیند بی‎ هوازی شامل مزایای زیر است:

نیاز به انرژی کمتر
امکان بدست آوردن انرژی از گاز متان تولید
تولید لجن کمتر در این فرآیند
نیاز کمتر به مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر
نرخ بارگذاری آلی بالاتر در فرآیند بی‌هوازی
نیاز به فضای کمتر در روش بی هوازی
وجود امکان تغییر شکل یا تبدیل برخی از ترکیبات.

اینجا را هم بخوانید روش‌های تصفیه آب

معایب فرآیند تصفیه بی ‌هوازی

از جمله معایب روش بی هوازی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

زمان راه اندازی طولانی
زمان بازیابی طولانی
نیاز به مواد مغذی مخصوص و فلزات ناچیز
حساسیت بیشتر به تغییرات شرایط محیطی
مشکل در تصفیه فاضلاب‌های غنی از سولفات

زمان راه اندازی طولانی

به خاطر سرعت پایین‌تر سنتز بیومس در فرآیند بی هوازی، برای رسیدن به غلظت مشخصی از بیومس، به زمان راه‌اندازی طولانی‌تری نیاز است.

زمان بازیابی طولانی

در اختلال سیستم بی هوازی در نتیجه شسته شدن و خارج شدن بیومس در راکتور، وجود مواد سمی یا شوک بارگذاری، نیاز به زمان طولانی‌تری است تا سیستم به شرایط نرمال قبلی برگردد.

نیاز به مواد مغذی مخصوص و فلزات ناچیز

میکروارگانیسم‌های بی هوازی به خصوص متانوژن‌ها، به مواد مغذی مخصوص مانند Fe ,Co , Ni و …. برای رشد بهینه نیاز دارند.

حساسیت بیشتر به تغییرات شرایط محیطی

میکروارگانیسم‌های بی هوازی به خصوص متانوژن‌ها، به تغییرات شرایط محیطی از جمله دما، پتانسیل اکسایش- احیا ،pH و….. حساس هستند. گستره مطلوب pH برای متان‌سازها کم و در حدود ۶.۵ تا ۷.۶ می‌باشند. اسیدهای آلی تولید شده به عنوان فرآورده‌های میانی در فرآیند، و همچنین اسید کربنیک مرتبط با دی اکسیدکربن تولیدی، pH راکتور را کاهش می‌دهند بنابراین نیاز به افزودن بافر در تصفیه بی هوازی در مقایسه با تصفیه هوازی نسبتاً بالا بوده که این موضوع می تواند برای فاضلاب‌های صنعتی که حاوی مقدار کافی بافر طبیعی نیستند گران تمام می‌شود.

مشکل در تصفیه فاضلاب‌های غنی از سولفات

حضور سولفات علاوه بر اینکه مقدار متان تولیدی را کاهش می‌دهد به دلیل تولید سولفید از فعالیت متانوژن‌ها نیز جلوگیری می‌کند. سولفیدها سمی و خورنده بوده و گاز H2S دارای بوی شدید و نامطبوع تخم‌مرغ گندیده می‌باشد.

اینجا را هم بخوانید انواع فرآیندهای لجن فعال

روش‌های بی هوازی برای تصفیه فاضلاب‌هایی با مواد معلق بالا چندان کارآمد نیستند. در این روش‌ها بایستی حداکثر مواد معلق فاضلاب ۱۰ تا ۲۰% COD فاضلاب باشد. چون مواد معلق زمان زیادی در راکتورهای بی هوازی توقف نمی‌نمایند، از این رو امکان تجزیه کامل آنها وجود ندارد و لازم است قسمت مهمی از آنها به صورت لجن زائد به بسترهای لجن فرستاده شود. در آن دسته از راکتورهای بی هوازی که در آنها جداکننده گاز- مایع-جامد تعبیه شده است، مشکل جداسازی مواد معلق که همراه حبابهای گاز حرکت می کنند تا حدودی حل شده است.

مقایسه اجمالی بین فرآیندهای تصفیه هوازی و بی هوازی

پارامتر	فرآیندهای بی هوازی	فرآیندهای هوازی
نرخ بارگذاری آلی	نرخ بارگذاری آلی برای راکتورهای بی هوازی با سرعت بالا، بیشتر است.	نرخ بارگذاری آلی برای فرایند لجن فعال پایین است.
محصول دهی(تولیدبیومس)	تولید بیومس(لجن) پایین	تولیدبیومس(لجن)بالا
نرخ مصرف سوبسترا	بالا بودن نرخ مصرف سوبسترا	پایین بودن نرخ مصرف سوبسترا
زمان راه اندازی	زمان راه اندازی طولانی	زمان راه اندازی کوتاه
زمان ماندجامدات	زمان ماند جامدات بیشتر ضروری است که متانوژنها (دارای سرعت رشد پایین) در داخل راکتور باقی بمانند.	برای لجن فعال ۱۰-۴ روز کافی است.
شرایط محیطی	فرایند بی هوازی به تغییرات شرایط محیطی بسیار حساس است.	فرایند هوازی کمتر به تغییرات شرایط محیطی حساس است.