سیستم های رفع بوی فاضلاب

تکنیک‌های فاز بخار برای کنترل بوی فاضلاب

از این روش‌ها برای تهویه منشأ آلودگی در چاه‌ها و آبگیر‌ها استفاده می‌شود. این سیستم تهویه طوری طراحی می‌شود که یک فشار منفی بر روی منشا آلودگی نگه‌ دارد. درنتیجه از نشت هوا از دریچه‌ها و کانال‌ها جلوگیری می‌کند. خروجی پمپ تنها محل خروج هوای آلوده است که باید تهویه شود. سیستم‌های فاز بخار برای رفع بوی فاضلاب و  مشکلات ناشی از آن موثر عمل ‌می‌کنند. سیستم‌های فرآوری بیوگاز عمدتا با حذف هیدروژن سولفید برای جلوگیری از ایجاد سولفور اکسید که محصول سوختن گاز هیدروژن سولفید است، در نظر گرفته می‌شود. حذف گاز هیدروژن سولفید به‌وسیله تکنیک‌های فاز بخار انجام می‌شود. این تکنیک‌ها به روش‌های زیر انجام می‌شود:

• تهویه‌ هوای مرطوب
• اکسایش‌-کاهش مایع
• بایوفیلتراسیون
• کربن‌های جاذب
• روبنده‌های جامد

تهویه هوای مرطوب برای کنترل بوی فاضلاب

این روش یکی از مطمئن‌ترین و ساده‌ترین روش‌ها برای رفع بوی فاضلاب است. با استفاده از این روش می‌توان هرگونه عامل آلودگی محلول در آب را فراوری کرد. علاوه بر هیدروژن سولفید و برخی ترکیبات آلی، این روش برای حذف آمونیاک نیز مؤثر عمل می‌کند. عامل آلودگی در این روش از فاز بخار در یک محلول شیمیایی حل می‌شوند. مکانیزم حذف کاملاً شیمیایی انجام می‌شود.

تعادل شیمیایی سیستم به‌صورت پیوسته و اتوماتیک کنترل می‌شود. حتی در شرایط متغیر، نیز احتمال نشت بو کاهش پیدا می‌کند. استفاده از تهویه‌‌ کننده‌های چندمرحله‌ای این امکان را می‌دهد که در هر مرحله از محلول شیمیایی متفاوتی استفاده کرد و برای طیف گسترده‌ای از آلودگی‌ها فراوری انجام داد. یک مزیت عمده تهویه هوای مرطوب، راحتی استفاده و اطمینان بالا و استفاده از واکنش‌های شیمیایی است. چالش اصلی در طراحی و عملیات تهویه کننده‌های مرطوب، استفاده حداقل از مواد شیمیایی و پایین آوردن هزینه اما انجام یک فراوری مطمئن و کامل است. 

فناوری اکسایش کاهش مایع برای رفع بوی بوی فاضلاب

این روش تاریخچه قدیمی‌تری دارد ولی در صنعت خیلی متداول نیست. بیشتر فرایندهای اکسایش کاهش مایع در پتروشیمی‌ها و صنایع گاز طبیعی استفاده می‌شود و داری هزینه و پیچیدگی بالایی است. در واحدهای اکسایش کاهش مایع یک فلز به‌صورت چنگاله (Chelate) در آب حل‌شده تا با عبور جریان گاز حاوی هیدروژن سولفید، این گاز را به‌صورت کاتالیزی به گوگرد جامد تبدیل کند. این فلز به‌وسیله برخی عوامل شیمیایی در واکنش قرار می‌گیرند و باعث افزایش سرعت واکنش می‌شوند.

یون فلز با حذف الکترون از یون سولفورید (S-) آن را به گوگرد تبدیل کرده و بار منفی را در فرایند بازیابی به اکسیژن منتقل می‌کند. علی‌رغم اینکه فلزات زیادی این قابلیت رادارند، اغلب از آهن به دلیل هزینه مناسب و سمی نبودن آن استفاده می‌شود. فرایندهای اکسایش و کاهش مایع نسبت به تهویه‌‌ کننده‌های مرطوب کمتر در سیستم‌های تصفیه آب استفاده می‌شوند به این دلیل که هزینه‌های ثابت آن‌ها بیشتر از تهویه‌ کننده‌های هوای مرطوب است.

در مواردی که این فرایند نسبت به تهویه کننده‌ها استفاده می‌شود عمدتاً در محل‌هایی است که میزان بالای هیدروژن سولفید و کربن دی‌اکسید باعث افزایش هزینه‌های عملیاتی تهویه کننده‌ها می‌شود. به‌طورکلی فرایند‌های اکسایش کاهش مایع باوجود هزینه‌های ثابت بالا، حدود ده درصد هزینه عملیاتی پایین‌تری نسبت به بقیه تکنیک‌های فاز بخار دارد. اما به دلیل هزینه‌های ثابت بالا، تنها دلیلی که استفاده از این روش را توجیه می‌کند، سیستم‌هایی است که در آن باید هیدروژن سولفید را در مقادیر بسیار بالا جداسازی‌کرد‌.

تکنیک‌های بایوفیلتراسیون برای کاهش بوی فاضلاب

از تکنیک‌های بایوفیلتراسیون می‌توان برای تصفیه طیفی از آلودگی‌های محلول در آب استفاده کرد. در این تکنیک، عوامل ایجاد بو به‌وسیله یک سطح آلی نظیر کمپوست یا مالچ، از فاز بخار به فاز محلول حل می‌شود. این ترکیبات سپس به‌وسیله باکتری‌های موجود بر روی سطح تخریب می‌شوند. بایوفیلتر‌ها برای حذف ترکیبات گوگرددار نظیر هیدروژن سولفید، مرکاپتان‌ها و اورگانوسولفید‌ها موثر عمل می‌کنند. اما بایوفیلتر‌ها نمی‌توانند به‌خوبی ترکیبات نیتروژن‌دار نظیر آمونیاک و آمین‌ها را حذف کنند.

دو چالش اصلی در سیستم‌های بایوفیلتراسیون پایداری سطح و کنترل فرایند است. سطحی که در بایوفیلتراسیون استفاده می‌شود ممکن است دچار نقص یا شکست شود. وقتی این اتفاق می‌افتد بستر فشرده می‌شود و افت هد در مسیر جریان افزایش می‌یابد. با افزایش هد افت، از جریان هوا کاسته می‌شود و بو از منبع هوا فرار‌ می‌کند. کنترل این فرایند هم از اهمیت بالایی برخوردار است. این چالش‌ها طراحی مهندسی این بایوفیلتر‌ها به خوبی برطرف می‌شوند. ساخت یک بایوفیلتر باید به‌صورت یک تلفیق از مواد آلی باشد، به‌طوری‌که فیلتراسیون بتواند بدون کاهش عملکرد به‌طور پی‌درپی انجام شود. کنترل فرایند‌ هم به‌وسیله طراحی فیلتر انجام می‌شود. اکثر سیستم‌ها به‌طور بسته طراحی می‌شوند، که درنتیجه از سطح در مقابل نوسانات دما و رطوبت حفاظت می‌کند.

تأثیر نمک‌های آهن در رفع بوی فاضلاب

نمک‌های آهن به فاضلاب افزوده می‌شوند تا باعث ته‌نشینی یا اکسید شدن گوگرد‌های حل‌شده شود. نمک‌های فِرو مثل فِروسولفات هیدروژن سولفید را طی واکنشی به‌صورت فِروسولفید ته‌نشین می‌کند. نمک ‌های فریک مثل فریک کلرید، مقداری از سولفیدها را به گوگرد اکسید کرده و آهن فریک به فرو تبدیل می‌شود. فِروسولفید یک ماده ته‌نشین شونده سبک و سیاه‌رنگ است که با جریان پایین‌دستی به واحد فراوری حمل می‌شود و طی فرایندی شیمیایی ازبین می‌رود. ترکیبات بودار دیگر به‌وسیله نمک‌های آهن کنترل نمی‌شوند. مواد مورداستفاده در این روش در دسته ترکیبات شیمیایی خطرناک قرار می‌گیرند که عمدتاً نیازمند سیستم‌های دوجداره است.

تکنیک‌های تکنولوژی فاز مایع

این تکنیک‌ها شامل فراوری جریان فاضلاب به جهت حذف عوامل ایجاد خوردگی و همچنین ترکیبات ایجادکننده بو از جریان است. اکثر این روش‌ها با اضافه کردن مواد شیمیایی به فاضلاب به جهت جلوگیری از ترکیبات بودار و یا واکنش با آن‌ها است‌. از این تکنیک‌ها  در سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب و پساب  استفاده می‌شود. در این سیستم‌ها کنترل عوامل ایجاد خوردگی و ترکیبات بو‌دار باید به‌طور همزمان انجام شود. با تکنولوژی فاز مایع می‌توان کنترل چندنقطه‌ای برای سیستم انجام داد. روش‌هایی که با استفاده از این تکنولوژی برای سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب مورداستفاده قرار می‌گیرند. شامل نمک‌های آن، فرایند بی‌اکسید (Bioxide) ، اکسیدکننده‌ها و آنتراکینون است.

رفع بوی فاضلاب با روش فرایند بی‌اکسید (Bioxide)

در این روش از یک محلول نیتراته (بی‌اکسید) استفاده می‌شود. استفاده از این روش تحت انحصار شرکت USFilter است. این فرایند از باکتری‌هایی که به‌طور طبیعی رشد می‌کنند برای اکسیداسیون گوگرد موجود در فاضلاب در حضور محلول نیترات استفاده می‌کند. این مکانیزم هنگامی اتفاق می‌افتد که این محلول به پساب افزوده می‌شود. واکنش اکسید شدن هیدروژن سولفید در این روش به‌صورت زیر است:

8NO3- +5H2S à 5SO4- +4N2 +4H2O + 2H+

محلول بی‌اکسید در دسته مواد شیمیایی خطرناک قرار نمی‌گیرد. این محلول به‌راحتی قابل نگهداری و استفاده است.

حذف بوی فاضلای با عوامل اکسیدکننده

یکی دیگر از روش‌های رفع بوی فاضلاب، استفاده از عوامل اکسیدکننده قوی است. با استفاده از عوامل اکسید کننده، سولفیدهای محلول به گوگرد یا سولفات‌ تبدیل می‌شوند. علاوه بر ترکیبات گوگرددار، سایر ترکیبات بودار نیز به‌وسیله عوامل اکسیدکننده اکسید می‌شود‌. تمام مواد شیمیایی که در این روش به‌عنوان عامل اکسیدکننده استفاده می‌شوند در دسته‌بندی مواد شیمیایی خطرناک هستند. هیدروژن پراکسید متداول‌ترین عامل اکسیدکننده در این روش است‌.