جمع آوری و توزیع آب دریا آبداری تصفیه فاضلاب!

1. مقدمه

با بهبود تکنولوژی آب دریایی و گسترش تقاضای بازار، آب کشاورزی کارخانه آب دریایی چین در 10 سال گذشته به سرعت توسعه یافته است.بقایای شیمیاییو تخلیه های بیولوژیکی غنی از نیتروژن، فسفر، مواد آلیو مواد سمی موجود در فاضلاب آبداری باعث تشدید اتروفیزه شدن و آلودگی آب آب دریا در نزدیکی خواهد شد.، که باعث ایجاد امواج قرمز مضر و دیگر مشکلات زیست محیطی دریایی می شود. در عین حال، آلودگی آب به نوبه خود توسعه آبداری را محدود می کند.تصفیه و بازیافت فاضلاب آبداری به تدریج مورد توجه قرار می گیرددر سال های اخیر، دانشمندان در داخل و خارج از کشور تحقیقات کاربردی را در مورد فیزیک، شیمی،و تکنولوژی های تصفیه بیولوژیکی برای ویژگی های آب دریا آب فاضلاب کارخانه آبداریپس از درمان فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، غلظت نیاز شیمیایی به اکسیژن (COD) ، جامد های معلق (SS) ،و نیتروژن آمونیاک (NH3-N) در فاضلاب آبداری کاهش می یابد و سپس بازیافت می شود.

2تکنولوژی تصفیه فیزیکی فاضلاب آبداری

روش های سنتی درمان فیزیکی شامل فیلتر، خنثی سازی، جذب، بارش، هوا و سایر روش های درمان است.که اجزای مهمی از فرآیندهای تصفیه فاضلاب هستندتصفیه مکانیکی، فن آوری جداسازی فوم و تصفیه اوزون برای تخلیه و بازیافت فاضلاب آبیاری صنعتی موثر است.

2.1 تصفیه مکانیکی

با توجه به این واقعیت که بیشتر مواد غذایی باقیمانده و مدفوع از فاضلاب آبداری در قالب ذرات بزرگ معلق وجود دارد،فن آوری تصفیه فیزیکی سریع ترین و اقتصادی ترین روش برای حذف استتجهیزات عام فیلتر سازی شامل فیلترهای مکانیکی، فیلترهای فشار، فیلترهای شن و ماسه و غیره است.فیلترهای مکانیکی (ماشین های میکروفیلتراسیون) به طور گسترده استفاده می شوند و اثرات فیلتراسیون خوبی دارند.در ژاپن یک نوع ماشین فیلتر وجود دارد که با جذب آب استخر با یک پمپ آب و اسپری آن به یک مخزن فیلتر از طریق یک لوله اسپری کار می کند.مخزن فیلتر حاوی یک لایه از ذرات کوچک زئولیت و یک فیلتر به ویژه طراحی شده است، و آب فیلتر شده به استخر ماهی برمی گردد.

2.2 فن آوری جداسازی فوم

فن آوری جداسازی فوم به طور گسترده ای در تصفیه فاضلاب صنعتی استفاده شده است.نه تنها می تواند مواد آلی مانند پروتئین ها را قبل از اینکه به آمونیاژها و سایر مواد سمی تبدیل شوند حذف کند، جلوگیری از تجمع مواد سمی در بدن آب، اما همچنین اکسیژن محلول لازم را به بدن آب کشاورزی،که نقش خوبی در حفظ محیط زیست اکولوژیکی آب های آبداری دارد.

2.3 تصفیه اوزون

The intermediate substance hydroxyl radicals (· OH) decomposed by ozone in water have strong oxidizing properties and can decompose organic compounds that are difficult to decompose with general oxidantsبنابراین، استفاده از اوزون برای تصفیه آب فاضلاب نه تنها می تواند مواد مضر مانند باکتری ها، ویروس ها و آمونیاک را به سرعت از بین ببرد، بلکه اکسیژن محلول شده در آب را نیز افزایش می دهد.در نتیجه به هدف تصفیه فاضلاب آبداری دست می یابیم.گزارش هایی وجود دارد که اوزون تأثیر قابل توجهی بر پرورش ماهی و میگو دارد. تحقیقات ایتو شینگو ژاپنی در مورد استفاده از اوزون برای تصفیه آب دریا نشان می دهد که 99.۹ درصد از باکتری های مختلف در آب دریا را می توان با اوزون از بین بردترکیب اوزون و فیلترهای زیستی منجر به محتوای اکسیژن محلول بالا در فاضلاب می شود که می تواند برای افزایش تراکم آبداری مورد استفاده قرار گیرد.

3درمان الکتروشیمی

The research results on the removal of dissolved nitrite and ammonia nitrogen in water by electrochemical method show that the time and energy consumption for complete removal of nitrite decrease with the increase of conductivityهنگامی که حداکثر جریان ورودی 2A است، مصرف انرژی کمترین است و pH تقریباً هیچ تاثیری بر جریان ورودی و رسانایی ندارد.برای از بین بردن نیتریت مفید است.، در حالی که در شرایط قلیایی، برای حذف آمونیاک مفید است. میزان حذف آمونیاک کمتر از نیتریت است.

4تکنولوژی پردازش بیولوژیکی

تصفیه بیولوژیکی فاضلاب آبداری یک روش معمول برای ثبات آلاینده های آلی است، از جمله فرآیند لجن فعال و فرآیند بیوفلیم.

به طور عمده از جذب و متابولیسم میکروارگانیسم ها برای تجزیه مواد آلی و مواد مغذی در آب استفاده می کنند.این روش در حال حاضر اقتصادی ترین و موثرترین روش برای درمان آلاینده های محلول است.خوراک و مدفوعی که در طول فرآیند پرورش آزاد می شوند عمدتا از کربوهیدرات، پروتئین، چربی و عناصر دیگر مانند کربن، نیتروژن و فسفر تشکیل شده اند.که قابلیت تجزیه زیستی خوبی دارندبنابراین، تکنولوژی درمان بیولوژیکی می تواند به طور موثر برای درمان فاضلاب آبیاری صنعتی استفاده شود.از جمله اثربخشی سویه های بیولوژیکی و حالت رشد ثابت آنها دو جنبه مهم هستند که اثر درمان را تعیین می کنند..

4.1 فرآیند چسب فعال

سیستم تصفیه لجن فعال یکی از فناوری های اصلی در فناوری تصفیه بیولوژیکی فاضلاب است.از میکروارگانیسم های خوب و مواد ارگانیک و غیر ارگانیک جذب شده و چسبیده آنها تشکیل شده است.، و توانایی جذب و تجزیه آلاینده های آلی در آب را دارد که فعالیت اکسیداسیون بیوشیمی خود را نشان می دهد.فرآیند سنتی لجن فعال به فرآیند اکسیداسیون خندق متناوب لجن فعال (SBR) و فرآیندهای پردازش روش AB توسعه یافته استMeske et al. در مورد درمان آب بازیافت شده آبداری با استفاده از فرآیند لجن فعال مطالعه کردند و دریافتند که محتوای NH4+-N نمی تواند الزامات استفاده مجدد را برآورده کند.استفاده از یک روش عملیاتی نزدیک به SBR برای درمان هوازی آناروبیک در کانال های تخلیه آبداری، و اثر خوب بود. Nugul et al. از روش SBR برای تصفیه فاضلاب آب دریایی استفاده کردند و اثر نمک را بررسی کردند. نتایج نشان داد که در شرایط نمک کم،اثر دی نیتریفیکیشن خوب بود..

4.2 روش بیوفلیم

روش بیوفیلم عمدتاً شامل فیلترهای بیولوژیکی، چرخدانه های بیولوژیکی، تجهیزات اکسیداسیون با تماس بیولوژیکی و تخت های مایع سازی بیولوژیکی است.این فناوری ها در استفاده از آب های فاضلاب آبداری در چرخه بسته مورد استفاده قرار گرفته اندکلید درمان موثر فاضلاب آبداری صنعتی انتخاب جوامع میکروبی کارآمد و سریع است که می توانند در محیط آب دریا رشد و رشد کنند.در حال حاضر، استفاده از باکتری های فتوسنتز، باکتری های یولی و باکتری های نیتریفیک در تصفیه فاضلاب آبداری عمدتا در سطح داخلی و بین المللی مورد مطالعه قرار گرفته است [9].به خاطر چگالي بالا، فعالیت قوی و سرعت واکنش سریع، immobilized microorganisms have significant removal effects on ammonia nitrogen and certain difficult to biodegrade organic compounds compared to conventional microbial biofilm biological treatment technologies [10]بنابراین انتظار می رود که این فناوری به یک فناوری مهم درمان بیوشیمیایی برای آب دریا و آب آشامیدنی صنعتی تبدیل شود.

4.2.1فیلتر بیولوژیکی

فیلترهای بیولوژیکی که در تاسیسات پرورش فشرده استفاده می شوند شامل جریان افقی، جریان بالا و جریان پایین هستند. مهمترین بخش عملکرد فیلترهای زیستی تشکیل غشاست.اگر یک فیلم زیستی بر روی سطح مواد فیلتر تشکیل نشوداز منظر میکروبیولوژیک، تشکیل بیوفلیم به تزریق سلول های باکتریایی اشاره دارد.که اجازه می دهد میکروارگانیسم ها روی سطح مواد فیلتر جذب شوندمواد بسته بندی در فیلتر بیولوژیکی حامل ارگانیسم ها هستند که عمدتا شامل سنگ های خرد شده، سنگ های کوچک، کوک، سنگ زغال سنگ، عسل پلاستیکی،و انواع محصولات مصنوعیفیلتر بیولوژیکی می تواند به طور مداوم بدون نیاز به تعویض مواد فیلتر استفاده شود. انتخاب مواد بسته بندی نیز در طراحی بیوفیلترها مهم است.و ساختار و سطح مواد بسته بندی باید برای رشد فیلم های زیستی و جذب ذرات آلی معلق مفید باشد.. چین و سایر کشورها از مخزن رسوب → فیلتر بیولوژیکی → مخزن رسوب ثانویه → فرآیند فیلتر بیولوژیکی استفاده می کنند، که در آن پرکننده فیبر مخلوط است،که می تواند پس از تصفیه آب های کشت زیستی در مقیاس بزرگ در رودخانه ها مجدداً استفاده شود.. Sauthier et al. از استخر (هوا) استفاده کرد → فیلتر مکانیکی → ضد عفونی کننده ماوراء بنفش → فیلتر بیولوژیکی غرق شده (تکان ضد نیتر) → استفاده مجدد از استخر ماهی، و اثر درمان بسیار خوب بود.تیان ون هوا و دیگران دریافتند که استفاده از زئولیت به عنوان یک ماده فیلتر در بیوفیلترهای گازی شده برای تصفیه فاضلاب موثر است.

4.2.2دیسک چرخش بیولوژیکی

دستگاه پخش بیولوژیکی شامل یک سری از دیسک های ثابت بر روی شاخه، با یک شکاف بین دیسک ها است.و نصف دیگر در بالای سطح آب قرار دارد.میکروارگانیسم های موجود در آب و هوا به سطح دیسک متصل می شوند و یک فیلم زیستی تشکیل می دهند. در هنگام چرخش، دیسک غوطه ور شده در آب در معرض سطح آب قرار می گیرد.و آب روی دیسک به دلیل وزن خود در امتداد سطح بیوفلیم جریان دارد.اکسیژن موجود در هوا جذب می شود، مخلوط می شود، پخش می شود و از طریق چرخش صفحه پخش به آب نفوذ می کند.افزایش اکسیژن محلول در آب و تصفیه کیفیت آب.

4.2.3. طبل بيولوژيک

طبل چرخش بیولوژیکی یک نوع از دیسک چرخش بیولوژیکی است که در اواسط دهه ۱۹۷۰ توسعه یافت و به سرعت در دانمارک و آلمان گسترش یافت. دانمارک یک نوع طبل واحد را توسعه داده است.در حالی که آلمان یک نوع چند درام توسعه داده استبسته بندی داخل طبل شامل توپ های پلاستیکی، حلقه های پلاستیکی و دیسک های موج دار است.برخی از روتورهای بیولوژیکی نیز مجهز به دستگاه های جمع آوری گاز در خارج برای افزایش اکسیژن محلول در آبسه شکل معمول روتورهای بیولوژیکی عبارتند از: (1) ساختار پوسته بیرونی از پلاستیک پلی اتیلن سخت ساخته شده است، با دیسک های مدفوع شده پلی وینیل کلرید در داخل،و روتور شامل 16 روتور کوچک است(2) پوسته بیرونی سیلندر از فولاد ساخته شده است و سطح موج پلی اتیلن سخت ثابت بر درخشش داخل سیلندر چند گوشه ای است.(3) ظرف های کوچکی در اطراف بدن طبل چرخشی وجود داردوقتی طبل روتاری به سمت بالا می چرخد، ظروف کوچک با آب پر می شوند. وقتی به سمت پایین می چرخد، آب بر روی توپ پلاستیکی پاشیده می شود.و ظرف خالی پر شده با هوا وارد آب می شودحجم آب تصفیه شده 15 تا 25 برابر حجم طبل روتاری بیولوژیکی است.

4.2.4بستر روان کننده ی بیولوژیکی

بستر های مایع شده بیولوژیکی (BFBS) یک روش بیوفلیم با بار بالا است که در تصفیه ثانویه فاضلاب (اکسیداسیون ماده آلی،نیترفیکیشن جزئی) برای تصفیه فاضلاب آلی و دی نیترفیکیشنمایکل و همکارانش از یک راکتور استفاده کردند که فیلتراسیون قطره ای از نیترفیکیشن هوازی را با بستر مایع دار از دی نترفیکیشن بی هوازی ترکیب می کند.مواد آلی معلق و غنی از نیترات در سطح به بستر سولفید فرستاده شده است، و اثر درمان خوب بود. Jewell et al. از اثرات نیترفیکیشن و دنیترفیکیشن بستر گسترش یافته در گردش آب پرورش آب استفاده کردند، در حالی که BOD5، SS و نیتروژن را درمان می کردند،در نتیجه سطح نیتروژن آمونیاگ در فاضلاب کمتر از 0 است..5 میلی گرم در لیتر. این فناوری به طور گسترده ای در تصفیه اکسیداسیون، نیتریفیکیشن و دی نیتریفیکیشن مواد آلی در آب و فاضلاب استفاده می شود. به عنوان یک فناوری نوآورانه در روش های تصفیه آب,فرآیند بستر مایع سازی بیولوژیکی نقش بیشتری در مهندسی تصفیه آب خواهد داشت.

4.3 درمان بیولوژیکی طبیعی فن آوری آبداری

استفاده از ارگانیسم های طبیعی برای تصفیه آب های آبداری عمدتا شامل تالاب های مرطوب، استقرار استخر ها و سیستم های تصفیه زمین است.مزیت آن این است که می تواند یک اثر تصفیه نسبتاً کامل را برای بدن های آبی حاوی نیتروژن و فسفر به دست آورد.. منطقه آب طبیعی آبداری غیر فشرده یک سیستم مرطوباتی معمولی با توانایی پاکسازی خوب است. تا زمانی که توانایی پاکسازی خود را به طور معقول استفاده و تقویت شود.,اثرات زیست محیطی و اقتصادی خوبی خواهد داشت. خود اکوسیستم آبی استخر ماهی توانایی بسیار خوبی برای تصفیه آلاینده ها دارد و در تصفیه آب های آبداری،توانایی تصفیه حوضچه های ماهی برای آلاینده ها می تواند به طور کامل برای تصفیه فاضلاب استفاده شود.

5جریان فرآیند بازیافت فاضلاب آبداری

انواع مختلفی از دستگاه های تصفیه آب با ساختارهای مختلف و جریان های فرآیند وجود دارد. در زیر چندین فرآیند معمولی وجود دارد.تخلیه استخر ماهی → استخر جمع آوری → استخر اکسیداسیون → استخر رسوب → استخر گرمایش و اکسیژن → استفاده مجدد از استخر ماهیدر این فرآیند، استخر اکسیداسیون یک طبل چرخش بیولوژیکی است.تخلیه استخر ماهی → مخزن رسوب → فیلتر بیولوژیکی بالا رفتن → آب اسپری برج اکسیژن → گرمایش و ضد عفونی کردن → استفاده مجدد از استخر ماهی، می تواند 99٪ از نیتروژن آمونیاک را از بین ببرد، آب شیرین / استفاده مجدد آب 1/9 است؛ تخلیه استخر ماهی → اکسیژن → فیلتر سنگ آهک بالا → مخزن رسوب → اکسیژن → استفاده مجدد،با آب شیرین/آب گردش که 1/5 آن را تشکیل می دهد; تخلیه استخر ماهی → فیلتر سنگ شکن بالا → فیلتر سنگ شکن پایین → مخزن گرمایش → استفاده مجددتخلیه استخر ماهی → حوضه ماهیگیری → فیلتر زئولیت صعودی → فیلتر زئولیت نزول → پر کردن آب شیرینبر اساس اصول اساسی طراحی زیست محیطی و فن آوری مهندسی محیط زیست آبداری، Liu Changfa et al.[17] دریافت که با هدف تخلیه صفر فاضلاب در سیستم های آبداری، مهندسی زیست محیطی و طراحی فرآیند می تواند برای سیستم های آبداری انجام شود و یک سیستم آبداری ترکیبی صنعتی معمولی بدون تخلیه فاضلاب می تواند توسعه یابد.

6خلاصه

با افزایش شدت کمبود آب جهانی و آلودگی محیط زیست، کشورها در آینده روش های آبداری حلقه بسته را اتخاذ خواهند کرد.استفاده جامع و فناوری تخلیه بی ضرر آب های فاضلاب آبداری دارای ارزش تحقیق و توسعه و چشم انداز گسترده ای برای استفاده است.تنوع آلاینده های موجود در آب دریا و فاضلاب آبداری کارخانه، پیچیدگی فرآیند تصفیه آن را تعیین می کند.هنگام طراحی فرآیند تصفیه آب دریا و فاضلاب آبداری کارخانه، اصول بهره وری و اقتصاد باید رعایت شود.باید از تکنولوژی های تصفیه بیولوژیکی استفاده شود تا نیازهای کیفیت آب پس از تصفیه را برآورده کند.، که می تواند اثرات خوب درمان را به دست آورد و به هدف آبداری دایره ای برسد.