سیستم IFAS چیست؟
سیستم IFAS یکی از فناوریهای پیشرفته تصفیه بیولوژیکی فاضلاب است که از ترکیب لجن فعال معلق و رشد بیوفیلم روی مدیای ثابت یا متحرک استفاده میکند.
IFAS مخفف عبارت Integrated Fixed-Film Activated Sludge است. این عبارت در فارسی به مفهوم فرآیند لجن فعال با فیلم ثابت یکپارچه اشاره دارد.
در سیستم IFAS، میکروارگانیسمها هم به صورت معلق در فاضلاب حضور دارند و هم روی سطح مدیا رشد میکنند. بنابراین، سیستم از دو جمعیت میکروبی به شکل همزمان استفاده میکند.
همین ویژگی، ظرفیت تصفیه بیولوژیکی را افزایش میدهد.
به بیان ساده، میتوان IFAS را راهکاری برای ارتقای ظرفیت یک سیستم لجن فعال موجود دانست. در بسیاری از پروژهها، مهندس با اضافه کردن مدیای مناسب به راکتور و فراهم کردن شرایط رشد بیوفیلم، مقدار زیستتوده فعال داخل مخزن را افزایش میدهد.
در نتیجه، سیستم میتواند بدون افزایش شدید حجم مخازن، بار آلودگی بیشتری را تصفیه کند.
بنابراین، اگر بخواهیم به سؤال «سیستم IFAS چیست؟» پاسخ کوتاه بدهیم، باید بگوییم:
IFAS یک فرآیند بیولوژیکی ترکیبی است که لجن فعال معلق را با رشد بیوفیلم روی مدیا تلفیق میکند تا ظرفیت تصفیه و پایداری فرآیند افزایش پیدا کند.
IFAS چگونه کار میکند؟
برای درک عملکرد IFAS، ابتدا باید عملکرد لجن فعال و بیوفیلم را بشناسیم.
در فرآیند لجن فعال معمولی، میکروارگانیسمها به صورت معلق در مخزن رشد میکنند. این میکروارگانیسمها مواد آلی فاضلاب را مصرف میکنند و ترکیبات آلاینده را به مواد سادهتر تبدیل میکنند.
اما IFAS یک مرحله دیگر نیز به این فرآیند اضافه میکند.
مهندس، مدیا را داخل راکتور قرار میدهد تا میکروارگانیسمها روی سطح آن رشد کنند.
در نتیجه، دو محیط برای رشد زیستتوده ایجاد میشود:
-
زیستتوده معلق در فاضلاب
-
زیستتوده چسبیده به سطح مدیا
به همین دلیل، راکتور IFAS میتواند مقدار بیشتری میکروارگانیسم فعال را در حجم مشخصی از مخزن نگهداری کند.
از سوی دیگر، لایههای مختلف بیوفیلم میتوانند شرایط متفاوتی از نظر اکسیژن داشته باشند.
لایههای خارجی بیوفیلم معمولاً اکسیژن بیشتری دریافت میکنند، در حالی که لایههای داخلی اکسیژن کمتری دارند.
این اختلاف شرایط میتواند به رشد گروههای مختلف میکروبی کمک کند.
برای مثال، میکروارگانیسمهای نیتریفایر میتوانند در بخشهای مناسب بیوفیلم فعالیت کنند و فرآیند حذف آمونیاک را تقویت کنند.
بنابراین، IFAS میتواند ظرفیت تصفیه بیولوژیکی را بدون افزایش متناسب حجم مخزن افزایش دهد.
ساختار اصلی سیستم IFAS
سیستم IFAS از چند بخش اصلی تشکیل میشود که هر کدام وظیفه مشخصی دارند.
مهمترین اجزای این سیستم عبارتاند از:
-
مخزن یا راکتور بیولوژیکی
-
مدیای IFAS
-
سیستم هوادهی
-
دیفیوزرها
-
سیستم اختلاط
-
تجهیزات جداسازی جامدات
-
سیستم برگشت لجن
-
پمپها
-
تجهیزات کنترل و ابزار دقیق
-
تجهیزات پیشتصفیه و تکمیل تصفیه
در ادامه، نقش هر بخش را بررسی میکنیم.
بیشتر بخوانید: تصفیه فاضلاب صنعتی
مدیای IFAS چیست؟
مدیا یکی از مهمترین اجزای سیستم IFAS محسوب میشود.
مدیای IFAS سطح مناسبی برای چسبیدن میکروارگانیسمها فراهم میکند.
میکروارگانیسمها روی این سطح رشد میکنند و یک لایه بیوفیلم تشکیل میدهند.
مدیا میتواند شکلهای مختلفی داشته باشد.
برخی سیستمها از مدیای ثابت استفاده میکنند و برخی دیگر از مدیایی بهره میبرند که حرکت محدود یا کنترلشده دارد.
مهمترین ویژگیهای یک مدیای مناسب عبارتاند از:
-
سطح مؤثر مناسب
-
مقاومت مکانیکی
-
مقاومت شیمیایی
-
وزن مناسب
-
قابلیت شستوشوی مناسب
-
قابلیت ایجاد محیط مناسب برای رشد بیوفیلم
-
دوام مناسب در شرایط فاضلاب
طراح باید نوع مدیا را بر اساس مشخصات فاضلاب و فرآیند انتخاب کند.
تفاوت مدیای IFAS با مدیای MBBR
IFAS و MBBR هر دو از بیوفیلم استفاده میکنند؛ اما نحوه استفاده از مدیا در آنها یکسان نیست.
در MBBR، مدیا معمولاً آزادانه در داخل راکتور حرکت میکند.
در مقابل، سیستم IFAS اغلب مدیا را به صورت ثابت یا با حرکت محدود در بخشی از راکتور نگه میدارد و همزمان زیستتوده معلق لجن فعال را نیز حفظ میکند.
بنابراین، مهمترین تفاوت مفهومی این دو فناوری به نوع ترکیب فرآیند و نحوه نگهداری مدیا برمیگردد.
MBBR بیشتر بر رشد بیوفیلم متحرک تکیه دارد، در حالی که IFAS همزمان از بیوفیلم و لجن فعال معلق استفاده میکند.
مراحل تصفیه در سیستم IFAS
فرآیند IFAS را میتوان در چند مرحله اصلی بررسی کرد.
مرحله اول: پیشتصفیه
فاضلاب ابتدا وارد سیستم پیشتصفیه میشود.
آشغالگیر مواد جامد درشت را حذف میکند.
در صورت وجود چربی و روغن، سیستم میتواند چربیگیر یا تجهیزات مناسب جداسازی روغن را به کار بگیرد.
در فاضلابهای صنعتی نیز مهندس ممکن است از فرآیندهایی مانند انعقاد، لختهسازی یا DAF استفاده کند.
هدف این مرحله، محافظت از فرآیند بیولوژیکی و تجهیزات پاییندست است.
مرحله دوم: ورود فاضلاب به راکتور IFAS
پس از پیشتصفیه، فاضلاب وارد راکتور بیولوژیکی میشود.
در این قسمت، میکروارگانیسمهای معلق و بیوفیلم موجود روی مدیا شروع به مصرف مواد آلی میکنند.
سیستم هوادهی نیز اکسیژن مورد نیاز فرآیند را تأمین میکند.
مرحله سوم: رشد بیوفیلم
میکروارگانیسمها روی سطح مدیا رشد میکنند.
با گذشت زمان، ضخامت بیوفیلم افزایش پیدا میکند.
البته سیستم باید شرایط مناسبی برای رشد و جدا شدن طبیعی بخشهای قدیمی بیوفیلم فراهم کند.
اگر بیوفیلم بیش از حد ضخیم شود، انتقال اکسیژن و مواد غذایی به لایههای داخلی کاهش پیدا میکند.
بنابراین، کنترل ضخامت بیوفیلم اهمیت زیادی دارد.
مرحله چهارم: تصفیه بیولوژیکی
در این مرحله، میکروارگانیسمها ترکیبات آلی را تجزیه میکنند.
باکتریهای مختلف میتوانند وظایف متفاوتی بر عهده بگیرند.
برخی باکتریها مواد آلی را مصرف میکنند و برخی دیگر فرآیند نیتریفیکاسیون را انجام میدهند.
به همین دلیل، سیستم IFAS میتواند برای حذف BOD، COD زیستتخریبپذیر و ترکیبات نیتروژنه مورد استفاده قرار گیرد.
مرحله پنجم: جداسازی جامدات
پس از فرآیند بیولوژیکی، آب باید از زیستتوده و مواد جامد جدا شود.
در سیستمهای متداول، زلالساز ثانویه این وظیفه را انجام میدهد.
لجن تهنشینشده بخشی از طریق سیستم برگشت لجن به راکتور بازمیگردد.
بخش دیگر نیز به عنوان لجن اضافی از سیستم خارج میشود.
نقش اکسیژن در سیستم IFAS
اکسیژن یکی از مهمترین عوامل عملکرد راکتور IFAS است.
میکروارگانیسمهای هوازی برای تجزیه بسیاری از مواد آلی به اکسیژن نیاز دارند.
همچنین باکتریهای نیتریفایر برای تبدیل آمونیاک به نیترات به محیط هوازی نیاز دارند.
بنابراین، طراح باید ظرفیت هوادهی را بر اساس بار آلودگی و اهداف تصفیه تعیین کند.
هوادهی بیش از حد میتواند مصرف انرژی را افزایش دهد.
از سوی دیگر، هوادهی ناکافی میتواند راندمان تصفیه را کاهش دهد.
به همین دلیل، کنترل اکسیژن محلول اهمیت زیادی دارد.
در سیستمهای پیشرفته، سنسور DO اطلاعات لحظهای را به سیستم کنترل ارسال میکند و کنترلر میتواند ظرفیت هوادهی را تنظیم کند.
نقش بیوفیلم در IFAS
بیوفیلم مهمترین ویژگی فرآیند IFAS محسوب میشود.
بیوفیلم مجموعهای از میکروارگانیسمها است که روی یک سطح رشد میکنند.
این لایه فقط از باکتری تشکیل نمیشود؛ بلکه میتواند مجموعهای از میکروارگانیسمها، مواد پلیمری و ذرات مختلف را در خود جای دهد.
ساختار بیوفیلم به سیستم اجازه میدهد جمعیتهای مختلف میکروبی را در یک راکتور نگهداری کند.
برای مثال، بخشهای خارجی بیوفیلم میتوانند اکسیژن بیشتری دریافت کنند.
در مقابل، بخشهای داخلی شرایط کماکسیژنتری دارند.
بنابراین، ساختار بیوفیلم میتواند به شکلگیری محیطهای میکروبی متفاوت کمک کند.
بیشتر بدانیم پکیج تصفیه فاضلاب
مزایای سیستم IFAS
IFAS مزایای مهمی دارد که آن را برای پروژههای جدید و ارتقای تصفیهخانههای موجود جذاب میکند.
۱. افزایش ظرفیت تصفیه
یکی از مهمترین مزایای IFAS، افزایش مقدار زیستتوده فعال در حجم مشخص راکتور است.
به همین دلیل، پروژه میتواند ظرفیت تصفیه را بدون افزایش شدید حجم مخازن بالا ببرد.
۲. مناسب برای ارتقای تصفیهخانه موجود
اگر یک تصفیهخانه لجن فعال موجود دیگر پاسخگوی بار آلودگی نباشد، IFAS میتواند یکی از گزینههای ارتقا باشد.
در این حالت، مهندس میتواند با افزودن مدیا و اصلاح سیستم هوادهی، ظرفیت بیولوژیکی را افزایش دهد.
۳. افزایش ظرفیت نیتریفیکاسیون
بیوفیلم میتواند محیط مناسبی برای رشد باکتریهای نیتریفایر فراهم کند.
این ویژگی در پروژههایی که حذف آمونیاک اهمیت دارد، بسیار مفید است.
۴. کاهش نیاز به ساخت مخازن جدید
IFAS میتواند ظرفیت یک راکتور موجود را افزایش دهد.
بنابراین، در برخی پروژهها نیاز به ساخت مخازن جدید کاهش پیدا میکند.
۵. پایداری مناسب در برابر تغییرات بار
وجود زیستتوده چسبیده به مدیا میتواند پایداری فرآیند را افزایش دهد.
زیرا بخشی از جمعیت میکروبی به شکل بیوفیلم در سیستم باقی میماند.
۶. استفاده همزمان از لجن فعال و بیوفیلم
IFAS مزیتهای هر دو فرآیند را تا حد زیادی ترکیب میکند.
لجن فعال معلق میتواند مواد آلی را به سرعت مصرف کند.
از طرف دیگر، بیوفیلم میتواند جمعیتهای خاص میکروبی را حفظ کند.
۷. اشغال فضای کمتر نسبت به توسعه کامل
در برخی پروژهها، IFAS میتواند ظرفیت بیشتری را در همان حجم مخزن فراهم کند.
در نتیجه، پروژه میتواند از فضای موجود بهتر استفاده کند.
معایب سیستم IFAS
با وجود مزایای متعدد، IFAS محدودیتهایی نیز دارد.
۱. نیاز به طراحی دقیق
طراح باید نوع مدیا، میزان مدیا، هوادهی، اختلاط و سیستم جداسازی جامدات را به شکل هماهنگ طراحی کند.
۲. هزینه اولیه مدیا
افزودن مدیا هزینه اولیه پروژه را افزایش میدهد.
با این حال، این هزینه ممکن است در پروژههای توسعهای نسبت به ساخت مخازن جدید توجیه اقتصادی داشته باشد.
۳. نیاز به سیستم نگهدارنده مدیا
در طراحیهایی که مدیا حرکت میکند یا امکان جابهجایی دارد، مهندس باید تجهیزات نگهدارنده و محافظ مناسب نصب کند.
۴. افزایش نیاز به هوادهی
افزایش زیستتوده میتواند نیاز اکسیژن را افزایش دهد.
بنابراین، سیستم هوادهی موجود همیشه برای تبدیل یک راکتور لجن فعال به IFAS کافی نیست.
۵. نیاز به کنترل رشد بیوفیلم
اگر بیوفیلم بیش از حد رشد کند، انتقال جرم و اکسیژن را محدود میکند.
بنابراین، سیستم باید شرایط مناسب برای کنترل ضخامت بیوفیلم را فراهم کند.
سیستم IFAS برای حذف نیتروژن
یکی از کاربردهای مهم IFAS، تقویت حذف نیتروژن است.
فاضلاب شهری و بسیاری از فاضلابهای صنعتی حاوی ترکیبات نیتروژنه هستند.
آمونیاک یکی از این ترکیبات است.
فرآیند نیتریفیکاسیون، آمونیاک را ابتدا به نیتریت و سپس به نیترات تبدیل میکند.
باکتریهای نیتریفایر سرعت رشد نسبتاً پایینی دارند.
بنابراین، حفظ جمعیت مناسب این باکتریها اهمیت زیادی دارد.
IFAS با ایجاد سطح مناسب برای رشد بیوفیلم میتواند به حفظ جمعیت نیتریفایر کمک کند.
پس از نیتریفیکاسیون، فرآیند دنیتریفیکاسیون میتواند در شرایط بدون اکسیژن انجام شود.
بنابراین، طراح میتواند IFAS را با نواحی هوازی و بدون اکسیژن ترکیب کند.
آیا IFAS برای تصفیه فاضلاب صنعتی مناسب است؟
بله، IFAS در بسیاری از پروژههای صنعتی قابل استفاده است.
با این حال، مهندس باید ابتدا ویژگیهای فاضلاب را بررسی کند.
فاضلاب صنایع غذایی، لبنی، کشتارگاه، نوشیدنی و برخی صنایع آلی معمولاً مواد آلی قابل تجزیه زیستی زیادی دارند.
در این شرایط، IFAS میتواند عملکرد مناسبی داشته باشد.
اما اگر فاضلاب حاوی ترکیبات سمی یا مواد سختتجزیهپذیر باشد، فرآیند بیولوژیکی ممکن است به تنهایی کافی نباشد.
در چنین شرایطی، طراح باید پیشتصفیه مناسب را در نظر بگیرد.
برای مثال، یک سیستم صنعتی ممکن است از ساختار زیر استفاده کند:
آشغالگیری → متعادلسازی → انعقاد و لختهسازی یا DAF → IFAS → زلالسازی → فیلتراسیون → گندزدایی
البته طراحی نهایی به مشخصات واقعی فاضلاب بستگی دارد.
کاربرد IFAS در صنایع غذایی
صنایع غذایی معمولاً فاضلابی با بار آلی قابل توجه تولید میکنند.
مواد آلی حاصل از شستوشوی مواد اولیه، خطوط تولید و فرآیندهای مختلف وارد فاضلاب میشوند.
IFAS میتواند بخش زیستتخریبپذیر این مواد را کاهش دهد.
با این حال، چربی و روغن میتواند عملکرد بیولوژیکی را مختل کند.
بنابراین، استفاده از چربیگیر یا DAF در پیشتصفیه میتواند عملکرد IFAS را بهبود دهد.
کاربرد IFAS در صنایع لبنی
فاضلاب صنایع لبنی معمولاً BOD و COD بالایی دارد.
همچنین این فاضلاب میتواند حاوی چربی، پروتئین و مواد جامد باشد.
بنابراین، سیستم پیشتصفیه باید این ترکیبات را کنترل کند.
پس از آن، IFAS میتواند بار آلی باقیمانده را کاهش دهد.
در نتیجه، استفاده از IFAS در ترکیب با پیشتصفیه مناسب میتواند گزینه مناسبی برای بسیاری از واحدهای لبنی باشد.
کاربرد IFAS در تصفیه فاضلاب شهری
تصفیهخانههای شهری نیز میتوانند از IFAS استفاده کنند.
بهخصوص زمانی که یک تصفیهخانه موجود به دلیل افزایش جمعیت یا افزایش بار ورودی دیگر ظرفیت کافی ندارد، IFAS میتواند راهکار مناسبی برای ارتقا باشد.
در این حالت، مهندس میتواند به جای ساخت کامل یک خط جدید، راکتورهای موجود را ارتقا دهد.
این روش میتواند زمان اجرا و فضای مورد نیاز پروژه را کاهش دهد.
IFAS به عنوان راهکار ارتقای تصفیهخانه
یکی از جذابترین کاربردهای IFAS، ارتقای تصفیهخانههای موجود است.
فرض کنید یک تصفیهخانه با فرآیند لجن فعال ساخته شده و مخازن آن ظرفیت مناسبی دارند؛ اما افزایش دبی فاضلاب باعث شده سیستم دیگر پاسخگوی بار ورودی نباشد.
ساخت مخازن جدید میتواند هزینه و زمان زیادی نیاز داشته باشد.
در این شرایط، مهندس میتواند امکان تبدیل بخشی از راکتور به سیستم IFAS را بررسی کند.
افزودن مدیا سطح رشد بیوفیلم را افزایش میدهد.
در نتیجه، سیستم میتواند زیستتوده بیشتری را در همان حجم نگهداری کند.
البته مهندس باید ظرفیت هوادهی، زلالسازی و برگشت لجن را نیز بررسی کند.
طراحی سیستم IFAS
طراحی IFAS باید بر اساس دادههای واقعی فاضلاب انجام شود.
مهمترین اطلاعات طراحی عبارتاند از:
-
دبی متوسط
-
دبی حداکثر
-
BOD
-
COD
-
TSS
-
آمونیاک
-
نیتروژن کل
-
فسفر
-
pH
-
دما
-
قلیائیت
-
نسبت مواد غذایی
-
کیفیت مورد انتظار پساب
سپس مهندس بر اساس این دادهها موارد زیر را تعیین میکند:
-
حجم راکتور
-
میزان مدیا
-
سطح ویژه مورد نیاز
-
بارگذاری آلی
-
ظرفیت هوادهی
-
نوع دیفیوزر
-
زمان ماند
-
MLSS
-
نرخ برگشت لجن
-
ظرفیت زلالساز
-
مقدار لجن اضافی
درصد پرشدگی مدیا در IFAS
مقدار مدیایی که داخل راکتور قرار میگیرد، یکی از پارامترهای مهم طراحی است.
مهندس نباید صرفاً با افزایش حجم مدیا انتظار افزایش نامحدود ظرفیت تصفیه را داشته باشد.
اگر مقدار مدیا بیش از ظرفیت مناسب باشد، اختلاط و انتقال اکسیژن ممکن است دچار مشکل شود.
از طرف دیگر، مقدار ناکافی مدیا نیز سطح رشد مورد نیاز را تأمین نمیکند.
بنابراین، طراح باید مقدار مدیا را بر اساس بار آلودگی، نوع مدیا، سطح مؤثر و شرایط فرآیند تعیین کند.
هوادهی در سیستم IFAS
هوادهی دو وظیفه اصلی دارد:
-
تأمین اکسیژن
-
ایجاد اختلاط مناسب
بلوئر هوا را وارد سیستم میکند و دیفیوزرها آن را در مخزن توزیع میکنند.
اگر سیستم هوادهی ضعیف باشد، اکسیژن کافی به زیستتوده نمیرسد.
اگر سیستم هوادهی بیش از حد ظرفیت داشته باشد، انرژی زیادی مصرف میکند.
بنابراین، طراحی هوادهی باید با بار آلودگی و حجم زیستتوده هماهنگ باشد.
در سیستمهای جدید، کنترل دور بلوئر و سنسور DO میتوانند مصرف انرژی را کاهش دهند.
نقش زلالساز در IFAS
برخلاف برخی فرآیندهای کاملاً بیوفیلمی، سیستم IFAS معمولاً همچنان مقدار قابل توجهی زیستتوده معلق دارد.
بنابراین، سیستم جداسازی جامدات اهمیت خود را حفظ میکند.
زلالساز ثانویه لجن را از آب جدا میکند.
لجن تهنشینشده به وسیله پمپ به راکتور برمیگردد.
بخشی از لجن نیز از سیستم خارج میشود.
بنابراین، طراح باید ظرفیت زلالساز را با توجه به بار جامدات و ویژگیهای تهنشینی لجن بررسی کند.
کنترل و ابزار دقیق در IFAS
سیستمهای IFAS مدرن میتوانند از ابزار دقیق مختلف استفاده کنند.
مهمترین تجهیزات عبارتاند از:
-
سنسور DO
-
سنسور pH
-
سنسور ORP
-
فلومتر
-
سنسور سطح
-
فشارسنج
-
سیستم PLC
-
HMI
این تجهیزات اطلاعات فرآیند را در اختیار اپراتور قرار میدهند.
برای مثال، سنسور DO میتواند مقدار اکسیژن محلول را اندازهگیری کند.
کنترلر سپس میتواند سرعت بلوئر را بر اساس نیاز واقعی سیستم تنظیم کند.
در نتیجه، اتوماسیون مناسب میتواند عملکرد و بهرهوری انرژی را بهبود دهد.
بهرهبرداری از سیستم IFAS
بهرهبرداری صحیح نقش مهمی در عملکرد سیستم دارد.
اپراتور باید پارامترهای اصلی را به صورت منظم کنترل کند.
مهمترین موارد شامل:
-
DO
-
pH
-
MLSS
-
SVI
-
BOD
-
COD
-
آمونیاک
-
نیترات
-
TSS خروجی
است.
همچنین اپراتور باید وضعیت مدیا و تجهیزات نگهدارنده را بررسی کند.
اگر بخشی از مدیا آسیب ببیند یا سیستم نگهدارنده دچار مشکل شود، ممکن است عملکرد راکتور کاهش پیدا کند.
مشکلات رایج سیستم IFAS
کاهش اکسیژن محلول
اگر DO کاهش پیدا کند، فعالیت میکروارگانیسمهای هوازی نیز کاهش پیدا میکند.
راهکار: اپراتور باید عملکرد بلوئر، دیفیوزر و سیستم کنترل هوادهی را بررسی کند.
رشد بیش از حد بیوفیلم
بیوفیلم ضخیم میتواند انتقال اکسیژن را محدود کند.
راهکار: شرایط هیدرولیکی و هوادهی را بررسی و فرآیند را بهینه کنید.
خروج مدیا از راکتور
خرابی سیستم نگهدارنده میتواند باعث خروج مدیا شود.
راهکار: توری یا سیستم نگهدارنده مدیا را به صورت دورهای بررسی کنید.
تهنشینی ضعیف لجن
افزایش جامدات یا رشد نامناسب میکروارگانیسمها میتواند تهنشینی را مختل کند.
راهکار: MLSS، SVI، DO و شرایط فرآیند را بررسی کنید.
افزایش آمونیاک خروجی
کاهش نیتریفیکاسیون میتواند دلایل مختلفی داشته باشد.
راهکار: دما، pH، DO، بار ورودی و شرایط زیستتوده نیتریفایر را بررسی کنید.
تفاوت IFAS با لجن فعال معمولی
در سیستم لجن فعال معمولی، بیشتر زیستتوده به صورت معلق در راکتور وجود دارد.
اما IFAS علاوه بر لجن معلق، از بیوفیلم چسبیده به مدیا نیز استفاده میکند.
بنابراین، IFAS ظرفیت بیشتری برای نگهداری زیستتوده در یک حجم مشخص فراهم میکند.
به همین دلیل، IFAS میتواند گزینه مناسبی برای ارتقای تصفیهخانههای موجود باشد.
تفاوت IFAS با MBBR
هر دو فناوری از بیوفیلم استفاده میکنند؛ اما فلسفه فرآیند آنها متفاوت است.
| ویژگی | IFAS | MBBR |
| زیستتوده معلق | دارد | معمولاً نقش فرعیتر |
| بیوفیلم | دارد | دارد |
| مدیا | ثابت یا با حرکت محدود، بسته به طراحی | متحرک |
| سیستم لجن فعال | بخشی از فرآیند | الزاماً محور اصلی نیست |
| کاربرد مهم | ارتقای لجن فعال | تصفیه بیولوژیکی مستقل یا ارتقا |
| نیاز به جداسازی لجن | دارد | معمولاً دارد |
| ارتقای تصفیهخانه موجود | بسیار مناسب | مناسب |
| پیچیدگی | متوسط | متوسط |
بنابراین، نمیتوان گفت یک فناوری همیشه بهتر از دیگری است.
مهندس باید بر اساس مشخصات پروژه تصمیم بگیرد.
تفاوت IFAS با MBR
MBR فرآیند بیولوژیکی را با جداسازی غشایی ترکیب میکند.
در مقابل، IFAS از بیوفیلم و لجن فعال استفاده میکند و معمولاً برای جداسازی نهایی از زلالساز استفاده میکند.
MBR معمولاً پساب بسیار شفافتری تولید میکند، اما تجهیزات غشایی هزینه و پیچیدگی بیشتری ایجاد میکنند.
از سوی دیگر، IFAS میتواند برای افزایش ظرفیت یک تصفیهخانه موجود گزینه اقتصادیتری باشد.
آیا IFAS برای بازچرخانی آب مناسب است؟
IFAS میتواند یکی از مراحل تصفیه در پروژههای بازچرخانی آب باشد.
اما اگر پروژه بخواهد آب با کیفیت بسیار بالا تولید کند، فرآیند بیولوژیکی به تنهایی کافی نیست.
در چنین پروژهای میتوان مراحل تکمیلی مانند:
IFAS → زلالسازی → فیلتراسیون → گندزدایی
را در نظر گرفت.
در کاربردهای حساستر، مهندس میتواند فرآیندهایی مانند UF یا RO را نیز بررسی کند.
انتخاب نهایی به کیفیت مورد نیاز آب بازچرخانی بستگی دارد.
مصرف انرژی سیستم IFAS
بخش مهمی از انرژی مصرفی IFAS به هوادهی اختصاص پیدا میکند.
بنابراین، بهینهسازی بلوئر و دیفیوزر اهمیت زیادی دارد.
استفاده از بلوئرهای دورمتغیر، کنترل DO و دیفیوزرهای مناسب میتواند مصرف انرژی را کاهش دهد.
علاوه بر این، طراحی صحیح مدیا و اختلاط نیز میتواند عملکرد فرآیند را بهبود دهد.
بنابراین، هنگام مقایسه قیمت سیستمها نباید فقط هزینه خرید را بررسی کرد.
هزینه برق در طول سالهای بهرهبرداری نیز اهمیت زیادی دارد.
قیمت پکیج IFAS
قیمت پکیج IFAS به عوامل متعددی بستگی دارد.
مهمترین عوامل عبارتاند از:
-
ظرفیت تصفیه
-
نوع فاضلاب
-
جنس مخزن
-
نوع و مقدار مدیا
-
ظرفیت بلوئر
-
نوع دیفیوزر
-
سیستم زلالسازی
-
تجهیزات پیشتصفیه
-
تجهیزات لجن
-
سطح اتوماسیون
-
نوع تابلو برق
-
تجهیزات ابزار دقیق
-
کیفیت خروجی مورد نیاز
بنابراین، نمیتوان یک قیمت ثابت برای تمام پکیجهای IFAS اعلام کرد.
در پروژههای ارتقا، هزینه نهایی علاوه بر تجهیزات جدید به وضعیت تصفیهخانه موجود نیز بستگی دارد.
چگونه بهترین سیستم IFAS را انتخاب کنیم؟
برای انتخاب سیستم مناسب، ابتدا باید آنالیز کامل فاضلاب تهیه شود.
سپس مهندس باید ظرفیت موجود تصفیهخانه را بررسی کند.
اگر پروژه تصفیهخانه موجود دارد، موارد زیر اهمیت زیادی دارند:
-
حجم مخازن
-
ظرفیت هوادهی
-
وضعیت زلالساز
-
سیستم برگشت لجن
-
کیفیت فعلی پساب
-
میزان بار اضافی
-
فضای توسعه
-
وضعیت تجهیزات مکانیکی
پس از آن، مهندس میتواند امکان اجرای IFAS را بررسی کند.
همچنین باید هزینه سرمایهگذاری و هزینه بهرهبرداری را همزمان در نظر گرفت.
چه زمانی IFAS بهترین گزینه است؟
IFAS بهخصوص در شرایط زیر گزینه مناسبی محسوب میشود:
-
تصفیهخانه موجود ظرفیت کافی ندارد.
-
فضای توسعه محدود است.
-
پروژه به افزایش ظرفیت نیتریفیکاسیون نیاز دارد.
-
ساخت مخزن جدید هزینه زیادی دارد.
-
پروژه به دنبال ارتقای فرآیند لجن فعال است.
-
فاضلاب قابلیت تصفیه بیولوژیکی دارد.
در مقابل، اگر پروژه از ابتدا در حال ساخت باشد، مهندس باید IFAS را در کنار MBBR، MBR، SBR و سایر فناوریها مقایسه کند.
چکلیست خرید پکیج IFAS
قبل از خرید پکیج IFAS، موارد زیر را بررسی کنید:
۱. آنالیز فاضلاب
بدون شناخت فاضلاب، انتخاب فناوری ریسک بالایی دارد.
۲. ظرفیت واقعی
ظرفیت سیستم را بر اساس دبی متوسط و پیک بررسی کنید.
۳. کیفیت مدیا
نوع، جنس، سطح مؤثر و دوام مدیا را بررسی کنید.
۴. تجهیزات هوادهی
برند، ظرفیت و راندمان بلوئر و دیفیوزر اهمیت زیادی دارد.
۵. سیستم نگهدارنده مدیا
این بخش را بهخصوص در سیستمهای دارای مدیای متحرک با دقت بررسی کنید.
۶. سیستم کنترل
سطح اتوماسیون را بر اساس نیاز پروژه انتخاب کنید.
۷. خدمات پس از فروش
تأمین قطعات و پشتیبانی فنی در طول بهرهبرداری اهمیت زیادی دارد.
آینده فناوری IFAS
فناوریهای تصفیه فاضلاب به سمت کاهش مصرف انرژی و افزایش اتوماسیون حرکت میکنند.
در سیستمهای IFAS نیز استفاده از سنسورهای هوشمند، کنترل خودکار هوادهی و سیستمهای پایش آنلاین میتواند عملکرد فرآیند را بهبود دهد.
همچنین، توسعه مدیاهای جدید میتواند سطح مؤثر رشد بیوفیلم را افزایش دهد.
از سوی دیگر، ترکیب IFAS با فرآیندهای پیشرفته میتواند امکان تولید پساب با کیفیت بالاتر را فراهم کند.
بنابراین، IFAS همچنان میتواند یکی از گزینههای مهم برای ارتقای تصفیهخانههای موجود و افزایش ظرفیت تصفیه بیولوژیکی باشد.
جمعبندی؛ سیستم IFAS چیست؟
در پاسخ نهایی به سؤال «سیستم IFAS چیست؟» باید گفت که IFAS یک فرآیند بیولوژیکی ترکیبی است که لجن فعال معلق و بیوفیلم چسبیده به مدیا را همزمان به کار میگیرد.
این فناوری میتواند مقدار زیستتوده فعال داخل راکتور را افزایش دهد و در نتیجه ظرفیت تصفیه را بالا ببرد.
یکی از مهمترین کاربردهای IFAS، ارتقای تصفیهخانههای موجود است. در چنین پروژههایی، مهندس میتواند با اضافه کردن مدیا و اصلاح تجهیزات هوادهی، ظرفیت تصفیه را بدون ساخت حجم زیادی از مخازن جدید افزایش دهد.
علاوه بر این، IFAS میتواند برای تقویت نیتریفیکاسیون و حذف ترکیبات آلی زیستتخریبپذیر مفید باشد.
با این حال، طراحی IFAS نیاز به بررسی دقیق کیفیت فاضلاب، مقدار مدیا، هوادهی، اختلاط، بارگذاری آلی و ظرفیت زلالسازی دارد.
از سوی دیگر، انتخاب IFAS نباید فقط بر اساس قیمت اولیه انجام شود. مصرف انرژی، هزینه نگهداری، عمر تجهیزات، کیفیت خروجی و امکان توسعه آینده نیز اهمیت دارند.
بنابراین، اگر پروژه فضای محدودی دارد و میخواهد ظرفیت تصفیه بیولوژیکی را افزایش دهد، IFAS میتواند یکی از گزینههای مهم و اقتصادی برای بررسی باشد.
مهندسین کارآزموده شرکت نهرآب زیست دارای تخصص اجرایی و سوابق متعدد در زمینه طراحی و ساخت سیستم IFSS هستند و این شرکت امکان طراحی و ارائه مشخصات و اجرای سیستم های مختلف را دارد.
جهت مشاوره وکسب اطلاعات بیشتر با مادر تماس باشید.
۲۰ سؤال رایج درباره سیستم IFAS
۱. سیستم IFAS چیست؟
IFAS مخفف Integrated Fixed-Film Activated Sludge است و یک فرآیند بیولوژیکی است که لجن فعال معلق را با رشد بیوفیلم روی مدیا ترکیب میکند.
۲. IFAS مخفف چیست؟
IFAS مخفف عبارت Integrated Fixed-Film Activated Sludge است.
۳. مهمترین مزیت IFAS چیست؟
مهمترین مزیت IFAS افزایش مقدار زیستتوده فعال در حجم مشخص راکتور و در نتیجه افزایش ظرفیت تصفیه است.
۴. آیا IFAS برای تصفیه فاضلاب صنعتی مناسب است؟
بله. IFAS برای بسیاری از فاضلابهای صنعتی دارای ترکیبات آلی زیستتخریبپذیر مناسب است؛ البته مهندس باید قبل از طراحی، مشخصات فاضلاب را بررسی کند.
۵. آیا IFAS برای تصفیه فاضلاب شهری کاربرد دارد؟
بله. تصفیهخانههای شهری میتوانند از IFAS بهخصوص برای افزایش ظرفیت تصفیه و تقویت نیتریفیکاسیون استفاده کنند.
۶. تفاوت IFAS و MBBR چیست؟
IFAS همزمان از لجن فعال معلق و بیوفیلم استفاده میکند، در حالی که MBBR بیشتر بر رشد بیوفیلم روی مدیای متحرک تکیه دارد.
۷. تفاوت IFAS و MBR چیست؟
IFAS از بیوفیلم و لجن فعال استفاده میکند و معمولاً جداسازی نهایی را با زلالسازی انجام میدهد؛ اما MBR از ممبران برای جداسازی جامدات استفاده میکند.
۸. آیا IFAS به زلالساز نیاز دارد؟
در طراحیهای متداول IFAS، سیستم همچنان زیستتوده معلق دارد؛ بنابراین معمولاً به یک واحد جداسازی جامدات مانند زلالساز نیاز دارد.
۹. آیا IFAS نیتروژن را حذف میکند؟
بله. IFAS میتواند با فراهم کردن شرایط مناسب برای نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون به حذف نیتروژن کمک کند.
۱۰. آیا IFAS فسفر را حذف میکند؟
IFAS بهتنهایی فناوری اختصاصی حذف فسفر نیست؛ اما مهندس میتواند فرآیند را با روشهای بیولوژیکی یا شیمیایی مناسب برای کنترل فسفر ترکیب کند.
۱۱. آیا IFAS میتواند ظرفیت تصفیهخانه موجود را افزایش دهد؟
بله. این کاربرد یکی از مهمترین دلایل استفاده از IFAS است. افزودن مدیا میتواند ظرفیت نگهداری زیستتوده را در مخزن موجود افزایش دهد.
۱۲. آیا IFAS فضای کمی اشغال میکند؟
IFAS میتواند ظرفیت تصفیه را در حجم موجود افزایش دهد؛ بنابراین در پروژههایی که فضای توسعه محدود دارند، گزینه مناسبی محسوب میشود.
۱۳. آیا سیستم IFAS مصرف انرژی زیادی دارد؟
مصرف انرژی به ظرفیت، بار آلودگی و شرایط هوادهی بستگی دارد. بلوئرها معمولاً بخش مهمی از مصرف انرژی را به خود اختصاص میدهند.
۱۴. مدیای IFAS چه وظیفهای دارد؟
مدیا سطح مناسبی برای چسبیدن و رشد میکروارگانیسمها ایجاد میکند و به سیستم اجازه میدهد زیستتوده بیشتری را در راکتور نگهداری کند.
۱۵. آیا مدیای IFAS نیاز به تعویض دارد؟
مدیای باکیفیت میتواند عمر طولانی داشته باشد؛ اما اپراتور باید وضعیت آن را به صورت دورهای بررسی کند و در صورت آسیبدیدگی آن را تعویض کند.
۱۶. قیمت پکیج IFAS چگونه تعیین میشود؟
ظرفیت، نوع فاضلاب، نوع و مقدار مدیا، تجهیزات هوادهی، جنس مخزن، سیستم کنترل و کیفیت خروجی از عوامل مهم تعیینکننده قیمت هستند.
۱۷. آیا IFAS برای فاضلاب با COD بالا مناسب است؟
اگر بخش قابل توجهی از COD قابلیت تجزیه زیستی داشته باشد، IFAS میتواند گزینه مناسبی باشد. اما برای COD سختتجزیهپذیر یا ترکیبات سمی، مهندس باید پیشتصفیه و فرآیندهای تکمیلی را بررسی کند.
۱۸. مهمترین تجهیزات سیستم IFAS چیست؟
راکتور، مدیا، بلوئر، دیفیوزر، سیستم نگهدارنده مدیا، زلالساز، پمپ برگشت لجن، پمپ لجن اضافی، تابلو کنترل و تجهیزات ابزار دقیق از اجزای اصلی سیستم هستند.
۱۹. آیا IFAS برای بازچرخانی آب مناسب است؟
IFAS میتواند یکی از مراحل تصفیه برای بازچرخانی آب باشد؛ اما در کاربردهایی که کیفیت بسیار بالای آب نیاز است، سیستم به مراحل تکمیلی مانند فیلتراسیون و گندزدایی و در برخی موارد RO نیاز دارد.
۲۰. برای طراحی سیستم IFAS چه اطلاعاتی لازم است؟
دبی، BOD، COD، TSS، آمونیاک، نیتروژن، فسفر، pH، دما، قلیائیت و کیفیت مورد انتظار پساب از مهمترین اطلاعات طراحی هستند.