عملکرد فیلترهای هوادهی شده مستغرق در تصفیة فاضلاب و تولید لجن مازاد بیولوژیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای عمران، مهندسی آب ومحیط زیست، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استادیار دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

به منظور تولید زائدات کمتر در فرآیند تصفیة فاضلاب و به خصوص کاهش لجن مازاد، منطقی است که نرخ تولید این لجن در محل تصفیه به حداقل رسانده شود. در این رابطه استفاده از فیلترهای هوادهی شده مستغرق در تصفیة فاضلاب کاربرد روزافزونی پیدا کرده است و طی سالهای اخیر فیلترهای مذکور به سبب ماهیت روش تصفیه‌شان کمک بسزایی در کاهش زائدات و متعاقب آن پایین آوردن هزینه‌ها نموده‌اند. در این فیلترها رشد تودة بیولوژیکی نه تنها به صورت چسبیده بلکه به صورت معلّق نیز انجام می‌گیرد، اما نرخ تولید لجن معلق و ارتباط آن با مشخصات فیزیکی فیلتر کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در هر حال ملاک طراحی و به کارگیری فیلترهای مزبور میزان بارگذاری آلی بر واحد سطح یا واحد حجم محیط به کار رفته در آنهاست . در این مطالعه به منظور ارزیابی نرخ تولید لجن اضافی در این گونه فیلترها، چهار فیلتر با مشخصات فیزیکی و سطوح مخصوص مختلف با فاضلابی مصنوعی بر پایة پودر شیر خشک کم چربی، در زمانهای ماند هیدرولیکی متفاوت مورد بارگذاری قرار گرفته‌اند. در این مطالعه نشان داده شده که افزایش سطح مخصوص فیلترها در ابتدا سبب افزایش کارآیی فیلتر شده و پس از آن قدرت فیلتر ثابت مانده و یا کاهش می‌یابد. نتایج نشان دادند که در کلیة فیلترها نرخ تولید لجن مازاد با کاهش زمان ماند هیدرولیکی افزایش یافته و در محیطی با تخلخل بالاتر با وجود پایین بودن کارآیی در حذف آلایندة محلول، زائدات کمتری تولید نموده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Performance of Submerged Aerated Biofilters for Wastewater Treatment and Excess Biological Sludge Production

نویسندگان [English]

  • Mohammad A. Baghapour 1
  • Ibrahim Jabbari 2
1 PhD Student of Water Resources and Environmental Engineering, Department of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology
2 Assistant Prof., Department of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology
چکیده [English]

Minimizing sludge production in the treatment facility is a reasonable measure to reduce waste in sewage treatment, especially as regards excess biological sludge. In this regard, submerged aerated filters' (SAFs) have recently found increasing applications in treatment facilities. Thanks to their treatment mechanism, they have greatly contributed to reduction of waste production and, thereby, to reduced treatment costs. Biomass growths of both attached and suspended types take place in these filters. However, little attention has been paid to suspended sludge production and to its relationship with the physical properties of the filter. The design and application criterion for these filters is the organic loadings on unit of area or unit of volume of the media used in these filters. In this study, four filters with different physical properties and different specific areas were loaded with synthetic wastewater made of low-fat dry milk powder for five different hydraulic retention times to evaluate excess sludge production rates in submerged aerated filters. It was shown that increasing specific area increased SCOD removal efficiency up to a maximum level in saturated growths after which point the removal efficiency remained unchanging or decreased. The results also revealed that decreased hydraulic retention times increased sludge production rates in all the study columns and that media with higher porosity levels produced less excess sludge despite lower pollutant removal efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Submerged Aerated Filters
  • Biological Filters
  • Wastewater Treatment
  • Excess Sludge Production
1-Rusten, B. (1984). “Wastewater treatment with aerated submerged biological filters.”
J. WPCF, 56 (5), 424-430.

2- Kennedy, K. J., and Droste, R. L. (1987). “Kinetics of down flow anaerobic attached growth reactors.” J. WPCF, 59 (4), 212-221.

3- Song, Ki-Ho. (1986). “Media design factors for fixed-bed filters.” J. WPCF, 58 (2), 115-121.

4- Charmot, C., and Marie, L. (1999). “Nitrification of high strength ammonium wastewater in an aerated submerged fixed-bed filters.” J. of Environmental Progress, 18(2), 123-129.

5- Martin, M.J., and Logan, B.E. (1996). “Scaling bacterial filtration rates in different sized porous media.” J. Environmental Engineering, 122 (5), 407-415.

6- Benthack, C., and Bonvin, D. (2001). “An optimal strategy for fixed-bed bioreactors used in wastewater treatment.” J. of Biotechnology and Bioengineering, 72 (1), 34-40.

7- Xing, C. H., and Wu, W. Z. (2003). “Excess sludge production in membrane bioreactors: A theoretical investigation.” J. of Environmental Engineering, 129 (4), 291-297.

8- Lin, H., Ong, S.L., and Wun, J. (2004). “Performance of a biofilm airlift suspension reactor for synthetic wastewater treatment.” J. of Environmental Engineering, 130 (1), 26-36.

9- Tchobanoglous, G. (2003). Wastewater engineering, Metcalf and Eddy, Inc., 959-961.

10- Clescerl, L. S., and Greenberg, A.E. (1999). Standard methods for the examination of water and wastewater, American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation.