تحقیق راهبری بیولوژیکی تصفیه خانه های فاضلاب به روش لجن فعال

مفدمه

موفقیت در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به عنوان مثال قابلیت تجزیه مواد موجود در فاضلاب یا قابلیت ته نشینی آنها ، حاصل اختصاصات مرفولوژیکی و سینتیکی لجن فعال یا بیوفیلم می باشد نظر به اینکه اختصاصات مزبور به اجتماع میکروارگانیسم های تک سلولی و پر سلولی در لجن بستگی دارد ، اهمیت موارد زیر مشخص می شود :

تعیین مرفولوژیکی میکرو ارگانیسم ها

مستندسازی کامل ترکیبات اجتماع میکروبی

رده بندی میکروارگانیزم ها بر اساس مشخصات فیزیولوژیکی

در این سیستم عوامل متعدد و متفاوتی بر ارگانیزم ها تاثیر می گذارند که در این میان وجود مواد مغذی و اکسیژن تاثیر به سزایی بر ثبات حاصل از توان فعالیت اجتماعی میکروبی موجود دارند توجه به تمامی عوامل موثر بر بهره برداری از تاسیسات موجود و ارتباط بین آنهاست که تعیین ساختار ، ترکیب انواع موجودات زنده در لجن فعال ، وضعیت بهره برداری و عملکرد مراحل تصفیه راممکن می سازد

تجربیات فراوان و مثبت موجود نشان می دهد که شناخت وضعیت بیولوژیکی لجن ، این موارد را ممکن می سازد :

مشکلات بهره برداری را می توان در عمل و در زمان شکل گیری آنها شناسایی کرد

به موقع اقداماتی در جهت جلوگیری یا رفع آنها به عمل آورد که مطابق با مشکل موجود باشند

صحت اندازه گیری فیزیکی ، شیمیایی را بررسی نمود

تعیین مشخصات میکروارگانیزم های فاضلاب

جنبه های اکولوژیکی تصفیه فاضلاب

در حقیقت فاضلاب آبی است که خصوصیات آن پس از مصارف خانگی یا صنعتی تغییر کرده و به خصوص غلظت آلاینده های موجود در آن افزایش می یابد فاضلاب های شهری حاوی روان آبهای ناشی از نزولات جوی نیز هستند که در فاضلاب رو ها تخلیه شده ، اغلب حاوی مواد محلول ، کلوئیدی و معلق ریز و درشت می باشند . بخش قابل توجهی از فاضلاب های خانگی را مواد آلی قابل تجزیه بیولوژیکی تشکیل می دهند در حالی که در فاضلابهای صنعتی مواد غیر قابل تجزیه بیولوژیکی و حتی مواد سمی نیز یافت می شود البته فاضلاب ممکن است حاوی ترکیبات مختلف نمکی از قبیل مواد مغذی گیاهان مثل ازت و فسفر باشد که در منابع آب از جمله آب های پذیرنده به عنوان عوامل اتروفیکاسیون تاثیری می گذارند

برای توصیف فرآیندهای پیچیده ای مانند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ، نقش دیدگاه های اکولوژیکی حایز اهمیت است منظور از اکولوژی بررسی بیلان چرخه مواد و انرژی در بیوسفر و واحدهای تشکیل دهنده آنها مانند اکوسیستم ها ، تاثیر متقابل ارگانیسم های مختلف ، رابطه بین ارگانیسم ها و عوامل محیطی موثر بر آن ها و تاثیر متقابل عوامل غیر زنده محیطی بر یکدیگر می باشد .

بررسی واحدهای کوچک تشکیل دهنده مانند واحد تصفیه بیولوژیکی فاضلاب نیاز به بررسی شرایط فیزیکی ، شیمیایی ،بیولوژیکی و تکنولوژیکی دارد در این سیستم هر جانداری دارای توانایی تحمل خاصی در رابطه با هر یک از عوامل محیطی است که آنرا پتانسیل اکولوژیکی می نامند دراین رابطه قانون تاثیر عوامل محیطی مطرح می شود که به ترتیب زیر بیان می گردد :

آن دسته از عوامل محیطی مورد نیاز چگونه تکامل یک جاندار یا اجتماع جانداران را در محیط زیست آنها از صفر تا حداکثر رشد و تکامل تعیین می کنند که در مرحله ای از تکامل که کمترین پتانسیل اکولوژیکی را داراست، بیشترین تفاوت کمی و کیفی ممکن از حد بهینه در اختیار قرار دارند

در این حالت اکوسیستم واحد فعال بین جانداران و محیط زیست آنها است به عبارت دیگر ساختار فعال متشکل از ارگانیزم ها مواد غیر زنده طبیعی و عوامل محیطی ناشی از فعالیت انسان که از لحاظ انتقال انرژی ، مواد و اطلاعات با یکدیگر و با محیط اطراف خود در ارتباط متقابلند ، می باشد.

در اجتماع جانداران ، موجودات زنده ای که به عوامل محیطی و فعالیت زیستی یکدگیر وابسته اند از طریق تولید مثل به حیات خود ادامه می دهند محیط زیست این جانداران از ترکیب خاص عوامل غیر زنده محیطی تاثیر پذیر است در فرآیند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به دلیل تغییر عوامل غیر زنده محیطی ، قابلیت خود پالایی آب به کمک تکنولوژی های مربوطه افزایش می یابد به عبارت دیگر می توان گفت که این اکو سیستم توسط انسان با هدف زدایش بخش قابل توجهی از فضولات انسانی از چرخه طبیعی مواد در یک سیستم صنعتی قابل هدایت طراحی شده تا از بار آلودگی بر اکوسیستم های دیگر کاسته شود.

در فرآیند تجزیه میکروبی یا تیدیل مواد موجود در فاضلاب باکتریعای هتروتروف هوازی و بی هوازی اختیاری ، نقش بسیار مهمی بر عهده دارند این باکتری ها در فرآیند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال در حوض هوادهی با مواد موجود در فاضلاب در تماس مستقیم قرار گرفته و در نتیجه مواد مزبور اکسید شده یا به توده میکروبی ( بیومیس ) تبدیل می شوند

فلوکهای لجن فعال که از سلولهای زنده و مرده مواد غیر قابل تجزیه بیولوژیکی و همچنین مواد معدنی تشکیل شده اند تصفیه فاضلاب را با راندمان بسیار بالایی امکانپذیر می سازند

برای بالا بردن توان و شدت  بخشیدن به فرآیند تصفیه بخش معینی از فلوکهای مزبور به طور مداوم به حوض هوادهی برگردانده می شوند بنابراین برای ثابت نگهداشتن مقدار بیومیس در حوض هوادهی ، مقدار اضافی لجن حاصل از فرآیند زیستی ، پس از ته نشین شدن ثانویه ، به عنوان لجن مازاد از سیستم تصفیه خارج می گردد . بنابراین می توان گفت که مواد موجود در فاضلاب و میکروارگانیزم ها در تاسیسات لجن فعال یک اجتماع زنده پیچیده را تشکیل می دهند که ترکیب آن به چارچوب شرایط اکولوژیکی موجود بستگی دارد

بر اساس نظریات وایلدرر و هارتمن میکروارگانیزم های مزبور را می توان به ترتیب زیر تقسیم بندی نمود :

الف : باکتری هایی که نسبتا سریع رشد می کنند ، به مواد مغذی خاصی وابسته نبوده و دارای دوره زندگی ک.تاهی هستند . در چنین شرایطی تجزیه مواد محلولی که به سادگی قابل تجزیه هستند امکان پذیر است

ب : باکتریهایی که رشد آنهانسبتا کند است و به مواد مغذی خاصی نیاز داشته و دارای دوره زندگی طولانی هستند . بنابراین تجزیه مواد محلولی که به سختی قابل تجزیه اند امکان پذیر خواهد بود

ج : باکتری هایی که رشد آنها نسبتا کند می باشد و از مواد معدنی موجود در فاضلاب یا محصولا ت نهایی سوخت وساز میکروارگانیزم های دیگر استفاده می کنند

د: ارگانیزم های تکامل یافته تر ع به خصوص پروتوزوئرها که از باکتری ها تغذیه کرده ، قادرند ذرات مواد آلی باقیمانده را نیز تجزیه کنند

غالب شدن هر یک از گروه های جانداران بالا در اجتماع جانداران از طرفی به عوامل محیطی مانند درجه حرارت ، Ph ،پتانسیل اکسیداسیون ، احیاء سوبستره موجود ، جریان انرژی ، مقدار آب موجود و موارد مشابه و از طرف دیگر به عوامل محیطی موثر بر اجتماع زنده مانند شرایط ادامه حیاط،تاثیر متقابل میکروارگانیزم ها و ماکرو ارگانیزم ها ، امکان جذب سطحی و غیره بستکی دارد در هر حال می توان گفت که در چنین سیستمی ، ارگانیزم هایی می توانند حیاتی پایدار داشته باشند که رشد و تکثیر آنها بیش از سرعت افزایش مقدار لجن باشد.گرچه بیش از هفتاد سال است که روش لجن فعال طراحی و اجرا شده و تا کنون به طور مداوم تکرار یافته ، ولی هنوز هم اطلاعات مطمئن در زمینه ترکیب کیفی میکروفلور بسیار اندک است این کمبود را می توان به دلیل محدودیتهای موجود در روش ایزوله شناسایی و تعیین مشخصات میکروارگانیزم های مزبور دانست .