فرآیند IFAS

این فراینديكي از جديدترين روش هاي بيولوژيكي تصفيه فاضلاب به شمار مي رود.اين روش از تركيب دو روش لجن فعال و  MBBR   ايجاد شده و در فرايند تصفيه از هر دو روش استفاده مي كند. اين روش شامل فرايند رشد چسبيده  با بستر ثابت است كه محيط بيشتري را براي زيست توده هاي فاضلاب فراهم ميكند. اين سيستم به زيست توده ها اجازه مي دهد تا بدون نياز به افزايش حجم راكتور بر روي سطح ثابت تجمع نمايند. اين سيستم با ادغام تكنولوژي فيلم ثابت و لجن فعال سبب افزايش ظرفيت بيولوژيكي مواد آلي فاضلاب و حذف بهتر مواد زائد از آن مي شود.

اين فرايند ميتواند MLSS موثر را در حوض هوادهي به مقدار 3000ميلي گرم بر ليتر افزايش دهد و بيومس بيشتر نياز به داشتن ظرفيت بالاتر هوادهي را جبران مي نمايد.در زماني كه سيستم تحت بار نيست ، اين سيستم مي تواند جمعيت باكتريايي لازم را با يك سري تغييرات مناسب ، روي فيلم ثابت طراحي نمايد. و زماني كه محتوای MLSSموجود در حوضچه هوادهي كم است ، اين فرايند سبب كم كردن جداسازي جامدات مي شود.در اين روش زمان ماند لجن افزايش مي يابد و عملكرد نيتريفيكاسيون نسبت به رشد ساده در حالت معلق، بهبود مي يابد.

باكتري هاي اتوتروف در سطح فيلم نسبت به محيط معلق رشد بيشتري دارند . اين باكتري ها نسبت به شستشو حساس نيستند و در جاي خود ثابت هستند . همچنين بيومس هاي ثابت بعد از يك شوك هيدروليكي ، سبب بازگشت سريعتر سيستم به حالت نرمال مي گردد.بنابر اين بهره گيري از پركننده هاي بستر ثابت در فرايند تصفيه فاضلاب به روش لجن فعال ، مزاياي استفاده از دو فرايند را به طور همزمان به دنبال دارد. به همين دليل استفاده از سيستمIfasمعمولا به عنوان يك گزينه افزايش ظرفيت تصفيه خانه هاي فاضلاب بدون توسعه فيزيكي مطرح است.

اين سيستم قابليت كاربري براي تصفيه و سم زدايي كليه فاضلاب ها و پساب ها را دارا مي باشد.بازده اين فرايند بالا بوده به طوريكه متوسط كاهش ميزان BOD ,COD % 95مي باشد. در اين سيستم احتياجي به لجن برگشتي نيست . در اين راكتور براي هريك مترمكعب از فاضلاب ، فضايي به مساحت بيش از 150 متر مربع براي تماس با باكتري ها فراهم شده و قدرت پالايش افزايش مي يابد.زمان ماند فاضلاب در اين راكتور با توجه به ميزان غلظت آن متفاوت بوده و معمولا بين 4تا6 ساعت متغير است.با توجه به اينكه هوادهي در روش Ifas از طريق ديفيوزرهاي مخصوص در كف راكتور انجام مي شود، مشكلات نگهداري و راهبري آن كمتر مي باشد.در اين راكتورها زمان و هزينه نگهداري بسيار كم و به صرفه مي باشد. زيرا هيچ گونه دستگاه پيچيده الكترومكانيكي در آن به كار نرفته است.

سيستم هاي IFAS  با مدياي پراكنده :

در اين سيستم ها ممكن است از اسفنج يا استوانه هاي كوچك پلاستيكي كه معلق يا شناور مي مانند استفاده گردد. در جدول زير انواع مديايي كه در اين حالت مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد نشان داده شده است.

انواع مديا

مدياي ثابت

مزايا

معايب

نوع قالبي شبكه اي Accuweb

-سادگي در نصب

-هزينه سرمايه گذاري پايين

-عدم نياز به نگهداري

UP-GRADE- سازي راحتتر

-عدم از بين رفتن مواد

-اگر پارچه ونخ وجود داشته باشد ممكن است در مديا گرفتگي ايجاد گردد.

نوع نخي

UP-GRADE-سازي راحتتر

-عدم از بين رفتن مواد

-شكست مواد و گرفتگي

-جايگذاري دقيقي مورد نياز است.

ورقه هاي PVC

UP-GRADE-سازي راحتتر

-عدم از بين رفتن مواد

-ممكن است باعث مشكلاتي در اختلاط گردد.

-امكان گرفتگي توسط مواد نخي و پارچه اي

-احتمال گرفتگي بواسطه زيست توده

Polypropylene Finned Cylinders

اسفنج

-ايجاد اختلاط عالي

-ممكن است RAS( لجن برگشتي ) حذف گردد.

-افت مديا ( خروج از حوضچه)

-گرفتگي تجهيزات هوادهي

-مشكلات در نگهداري سيستم هاي هوادهي

ملاحظات طراحي و كاربرد فرايند :

علاوه بر هزينه پايين در ساخت و طراحي ، مهمترين نكته مثبت افزايش بازده حذف BOD  و نيترات زايي، نيترات زدايي ، و تا حدودي حذف فسفر مي باشد. در بيشتر موارد تنها اصلاحي كه مورد نياز است نصب يك سطح متخلخل براي حفظ بستر و احتمالاً افزايش توزيع و تأمين هوا در سيستم مي باشد.

براي طراحي فرايند بايد خصوصيات فاضلاب مشخص باشد تا بتوان سطح ويژه بستر را تعيين نمود. در اين حالت تعداد زيست توده اضافي كه براي حصول درجه تصفيه قابل قبول مورد نياز است را مورد ارزيابي قرار مي دهيم و بر همين اساس تعداد بستر مورد نياز در ايجاد شرايط اين مقدار زيست توده تعيين مي گردد.

تعداد زيست توده اضافي مورد نياز براساس دوعامل تعيين مي گردد:

  • نسبت غذا به ميكروارگانيسم(F/M)
  • زمان ماند سلولي (SRT)

براي مثال ، اگر ميزان 20% افزايش در بارگذاري BOD مدنظر است ، بنابراين 20% افزايش در تعداد زيست توده هم مورد نياز است.

معيارهاي طراحي در سيستم IFAS:

-تصفيه مقدماتي:

همه IFASها نيازمند طراحي و راهبري تصفيه هاي مقدماتي هستند . ته نشيني اوليه يا آشغالگير ريز براي حذف جامدات درشت به كار مي رود. با ورود اين جامدات ممكن است بستر يا سطح متخلخل نگهدارنده مديا گرفته شود.

-اختلاط:

اختلاط صحيح براي معلق نگه داشتن جامدات ، انتقال مواد غذايي و انتشار اكسيژن مورد نياز است. بستر هاي غوطه ور ، مانند اسفنج ها و استوانه هاي پلي پروپيلن ، با جريان فاضلاب وارد شده توسط سيستم هوادهي به صورت معلق باقي مي مانند . در بيشتر سيستم ها از سيستم هوادهي با حباب درشت استفاده مي شود. اختلاط بايد به نحوي باشد كه لايه هاي بيولوژيكي نتواند از روي زمينه جدا شود.

-پروفيل هيدروليكي و تنظيمات حجمي:

فضايي را كه بستر به خود اختصاص مي دهد بر روي زمان ماند هيدروليكي اثر دارد و بايد در هنگام بعديابي حوضچه هاي هوادهي مد نظر قرار بگيرد. از طرف ديگر غربال مورد استفاده براي نگهداري بستر افت فشار را در حوض هوادهي افزايش مي دهد.

-انتقال اكسيژن:

اكسيژن كافي براي اكسيداسيون مواد آلي توسط زيست توده هاي اضافي بايد تنظيم گردد. در بيشتر واحدهاي اصلاح شده ، انتقال اكسيژن اضافي مدنظر قرار گرفته است.

-ارزيابي تجهيزات:

تأسيسات IFAS بايد به صورتي طراحي شوند كه به راحتي بتوان به كليه اجزاء دسترسي پيدا كرد.

-قابليت تحرك مديا:

حركت مديا در سيستم هاي پراكنده بايستي مورد مطالعه قرار بگيرد. يك صفحه نگهدارنده براي نگهداري مديا در حوض هوادهي مورد نياز مي باشد. اين صفحه مش ممكن است به واسطه حضور تركيبات آلي و مواد نخي موجود در فاضلاب گرفته شوند. واز طرفي ممكن است سبب تمركز جامدات در قسمتي از حوضچه بگردد.

مدياي اسفنجي تمايل دارد كه در قسمت بالايي و در حالتي كه با صفحه مش در تماس است فشرده گردد و سبب گرفتگي در آن نواحي مي گردد. حبابهاي اكسيژن با قطر بزرگ براي رفع اين اسفنج ها از سطح مورد نياز مي باشد.

-تشكيل جامدات:

اسفنج ها معمولاً تشكيل جامدات مي دهند كه در ته حوض ته نشيني ترسيب مي گردند. فشرده سازي متناوب مديا از تشكيل اين حالت مي كاهد.

از مشكلات ديگري كه در مدياهاي پراكنده وجود دارد ، فرار مديا از حوضچه مي باشد. براساس گزارشات موجود ، 1 يا 2 درصد از مديا سالانه بايستي جايگزين گردد. برخي از منابع ميزان 10 درصد را نشان مي دهد.

-ملاحظات اقتصادي:

سيستم هاي IFAS نيازمند حجم كوچكتري از مخزن بوده كه بر روي هزينه سرمايه گذاري اوليه تأثير دارد.

سيستم هاي مدولي باعث افزايش مضاعف اجزاء مدولي مي گردد كه ممكن است الزامات مالي در كوتاه مدت و يا بلند مدت را كاهش دهد.

درسيستم هاي با زمينه شناور ( با زمينه متحرك) نياز به هزينه بيشتري براي اجزايي مانند سطح نگهدارنده زمينه و يا پمپ ها مي باشد.

سيستم هاي IFAS نسبت به فرايند لجن فعال نيازمند هزينه هاي راهبري كمي مي باشند.

كاربري سيستم IFAS:

سيستم هاي IFASدر تصفيه فاضلاب هاي شهري و صنعتي بكار گرفته مي شوند . اين عمل ممكن است براي UP-Grade سازي تصفيه خانه هاي لجن فعال موجود باشد.

هدف از به كار گيري سيستم IFAS بسته به نوع سيستم موجود متفاوت مي باشد.

اهداف سيستم IFAS:

الف- طراحي واحد جديد:

  • ابعاد حوضچه و سيستم هوادهي را براساس نوع مديا تعيين نماييد.
  • تجهيزاتي را براي رأكتور داراي مدياي پراكنده تهيه نماييد.

ب-UP-Grade:

  • قالبهاي مديا را به حوضچه هوادهي اضافه نماييد.
  • ميزان هوادهي را براساس ميزان BOD كه بايد حذف گردد مورد ارزيابي قرار دهيد.
  • تجهيزاتي را براي رأكتور داراي مدياي پراكنده تهيه نماييد.

ج- نيترات سازي و نيترات زدايي:

  • زيست توده كافي به منظور افزايش زمان ماند سلولي در سيستم اضافه نماييد.
  • بخش رشد چسبيده را به منظور افزايش زيست توده افزايش دهيد.

ملاحظات طراحي سيستمIFAS:

سطح مؤثر زيست توده : تصفيه مؤثري كه در سيستم IFAS انجام مي گيرد وابسته به دو عامل مقدار زيست توده و فعاليت زيست توده مي باشد. از طرف ديگر ميزان زيست توده موجود در رأكتور وابسته ومتناسب با سطح ويژه مديا مي باشد. بنابراين سطح ويژه مديا حائز اهميت مي باشد.

در سيستم هاي داراي رشد پراكنده ، رشد بيش از حد زيست توده سبب كاهش انتقال اكسيژن و نوترينت به داخل زيست توده مي گردد. از طرف ديگر حركت مديا در داخل رأكتور به واسطه جريان سبب كند شدن لايه زيست توده تشكيل شده بر روي مديا مي گردد. بنابر اين با افزايش اين حالت ، سطح ويژه كاهش مي يابد.

در سيستم هاي داراي مدياي ثابت ، با رشد باكتري ها بر روي مديا ( رشد باكتري ها از قسمت داخل مديا به سمت بيرون مديا) سبب افزايش سطح ويژه مؤثر مي گردد.

موقعيت مديا:

در مطالعه اي كه بر روي يك حوضچه هوادهي به ابعاد (طول *عرض*عمق) 132*17*30 انجام گرفته بود مشخص شد كه ميزان زيست توده در تمام طول رأكتور بين +10% و _10% متوسط ميزان آن تغيير مي نمايد.