چکیده:
فرایند لجن فعال یکی از پرکاربردترین روشهای تصفیه فاضلاب های شهری می باشد. مطالعه حاضر با هدف استفاده از نانو حباب در تامین اکسیژن راکتور هوادهی در فرایند لجن فعال پبوسته و ارزیابی عملکرد آن در میزان دستیابی به افزایش راندمان تصفیه فاضلاب، کاهش انرژی مصرفی ، کاهش مقدار لجن مازاد و تاثیر آن روی عوامل زیست محیطی می باشد. نتایج نشان داد که استفاده از نانو حباب در مقایسه با استفاده از حباب های در اندازه ماکرو سبب افزایش غلظت اکسیژن محلول در راکتور هوادهی تا 3 میلی گرم در لیتر، کاهش 18 درصدی انرژی مصرفی ، کاهش 10درصدی سرمایه گذای اولیه در احداث تصفیه خانه فاضلاب ، کاهش 15 درصدی هزینه های بهره برداری تصفیه خانه فاضلاب می شود. افزایش بازدهی حذف مواد آلاینده آلی و کاهش زمان ماند هیدرولیکی در سیستم هوادهی ، کاهش 10درصدی وسعت تصفیه خانه به دلیل افزایش راندمان حذف مواد آلی و درنتیجه کاهش زمان هیرولیکی و کاهش همین میزان زمین جهت احداث راکتور هوادهی و تاسییات تولید و توزیع هوا در راکتور هوادهی گردیده است. مدل ارائه شده که با استفاده از نانو حباب های هوا در فرآیند هوادهی بیورآکتور ها حاصل می شود بعنوان تکنولوژیهای جدید و فن آورانه در حفظ، پاکسازی و پایداری محیط زیست بسیار موثر می باشند.
Activated sludge process is one of the most widely used methods of urban wastewater treatment. The purpose of this study is to use nanobubbles to supply oxygen to the aeration reactor in the activated sludge process and to evaluate its performance in terms of increasing the efficiency of wastewater treatment, reducing energy consumption, reducing the amount of excess sludge and its impact on environmental factors. The results showed that the use of nano-bubble compared to the use of macro-sized bubbles increased the concentration of dissolved oxygen in the aeration reactor up to 3 mg/liter, 18% reduction in energy consumption, 10% reduction in the initial investment in the construction of the wastewater treatment plant. 15% reduction in operating costs of the sewage treatment plant. Increasing the efficiency of removing organic pollutants and reducing the hydraulic retention time in the aeration system, reducing the size of the treatment plant by 10% due to the increase in the efficiency of removing organic substances, and as a result, reducing the hydraulic time and reducing the same amount of land for the construction of the aeration reactor and facilities for the production and distribution of air in the aeration reactor. The presented model, which is obtained by using nano-bubbles in the aeration process of bioreactors, is very effective as a new and innovative technology in preserving, cleaning, and sustaining the environment.
خلاصه ماشینی:
در اين مطالعه ، از نانو حباب براي تامين اکسيژن در راکتور هوادهي استفاده شده است و عملکرد آن در بهبود راندمان تصفيه فاضلاب ، کاهش مصرف انرژي، کاهش مقدار لجن مازاد و تأثير آن بر عوامل زيست محيطي مورد ارزيابي قرار گرفته است .
نتايج نشان ميدهند که استفاده از نانو حباب ، در مقايسه با ماکرو حباب باعث افزايش غلظت اکسيژن در راکتور هوادهي تا ٣ ميليگرم در ليتر، کاهش ١٨ درصدي مصرف انرژي، کاهش ١٠ درصدي سرمايه گذاري اوليه در تصفيه خانه فاضلاب و کاهش ١٥ درصدي هزينه هاي بهره برداري ميشود.
همچنين ، راکتورهاي رشد معلق بدون حضور اکسيژن (بيهوازي) نيز در بعضي موارد مورد استفاده قرار ميگيرند، با توجه به اين که اکثر تصفيه خانه هاي فاضلاب شهري با استفاده از سيستم بيولوژيکي اقدام به حذف مواد آلي محلول موجود در فاضلاب ميکنند از اين رو حفظ شرايط رشد براي محيط کشت مخلوط در سيستم از اهميت به سزايي برخوردار است .
حباب هاي نانو، حباب ها يي با اندازه نانو با قطر زير ٢٠٠ نانومتر هستند که داراي خصوصيات فيزيکي و شيميايي و مکانيکي منحصر به فردي ميباشند که به ويژه براي تصفيه آب و فاضلاب مفيد هستند، به دليل اندازه بسيار کوچک ، آنها داراي نسبت سطح / حجم بسيار بالايي هستند، که به دليل سطح تماس بيشتر بين فازهاي گاز و مايع ، راندمان انتقال اکسيژن را تشديد ميکند.
Marwa et al( اين نتايج تطابقي با نتايج مطالعه حاضر دارند که نشان ميدهد استفاده از روش نانو حباب ميتواند در تامين اکسيژن مخلوط ، کاهش آلودگي در پساب خروجي و افزايش راندمان تصفيه فاضلاب شهري مؤثر باشد.