ارزیابی پارامترهای اصلی موثر بر فرایندهای تصفیه لجن تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری به روش لجن فعال با استفاده از مادۀ رسی حالت‌دهندۀ نانومونت‌موریلونیت

هدف: باتوجه به اهمیت عملکرد بهینۀ خط تصفیۀ لجن مازاد بیولوژیکی (مراحل تغلیظ، هضم و آبگیری) در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب به روش لجن فعال، در این تحقیق، ارزیابی پارامترهای موثر بر سه مرحله یاد شده به منظوردستیابی به شرایط بهینۀ استفاده از مادۀ معدنی نانومونت‌موریلونیت و اصلاح شدۀ اسیدی- حرارتی آن با هدف تعیین کارآمدی آن‌ها به عنوان مواد حالت‌دهندۀ لجن و تاثیر آنها بر هضم‌پذیری لجن و تولید متان انجام پذیرفت.
روش پژوهش: بررسی‌ها تحت شرایط آزمایشگاهی با نمونه‌های لجن واقعی برداشت شده از تصفیه‌خانۀ فاضلاب جنوب تهران انجام پذیرفت. پارامترهای اصلی مورد بررسی شامل مدت زمان فیلتراسیون، مقاومت ویژۀ فیلتراسیون، مدت زمان مکش موئینه‌ای، پتانسیل زتا، آب پیوندی، مواد پلیمری برون سلولی و هضم‌پذیری بودند. همچنین برای تشخیص ارتباط بین پارامترهای نانو‌مونت‌موریلونیت و اصلاح شدۀ آن با شاخص‌های یاد شده، از همبستگی به روش پیرسون بهره‌گیری شد و در نهایت نقشه حرارتی بین پارامترهای ذکر شده ترسیم گردید.
یافته‌ها: حداکثر کاهش مقاومت ویژۀ فیلتراسیون با استفاده از نانومونت‌موریلونیت به میزان 300 میلی‌گرم بر گرم جامدات خشک لجن برای لجن مازاد بیولوژیکی و لجن هضم شده به ترتیب1012×65/6 و1012×75/52 و با استفاده از اصلاح شدۀ آن به میزان 200 میلی‌گرم بر گرم جامدات خشک لجن برای لجن مازاد بیولوژیکی و لجن هضم شده به ترتیب برابر1012×22/6 و1012×34/45 متر بر کیلوگرم حاصل گردید. درخصوص مدت زمان فیلتراسیون و مدت زمان مکش موئینه ای، به کارگیری نانو‌مونت موریلونیت و اصلاح شدۀ آن در دوز یادشده به ترتیب 31 ، 24، 2 و 6 ثانیه برای لجن مازاد بیولوژیکی و 192، 164، 3/2 و 6 ثانیه برای لجن هضم‌شده بود. نتایج بررسی تاثیر دوز بهینۀ اصلاح شدۀ آن بر پتانسیل زتا و آب پیوندی نشان می‌دهند که استفاده از آن، به ترتیب برابر 75/93 و 38/80 درصد برای لجن مازاد بیولوژیکی و 74/89 درصد و 93/77 درصد برای لجن هضم شدۀ بی‌هوازی را کاهش داد. همچنین تاثیر مثبت بر هضم‌پذیری لجن و به تبع آن افزایش تولید متان نیز مشخص گردید.
نمودار نقشۀ حرارتی بین پارامتر‌ها در دوزهای 350،300،250،200،150،100،0 نشان داد که پارامترهای مدت زمان فیلتراسیون، مدت زمان مکش موئینه‌ای، مقاومت ویژۀ فیلتراسیون از همبستگی بسیار بالایی (97-98 درصد) برخوردارند.
نتیجه‌گیری: هر دو گزینۀ مورد بررسی با وجود میزان مصرفی متفاوت، از کارآمدی خوبی برخوردار بوده و از همبستگی قوی سه پارامتر مدت زمان فیلتراسیون، مدت زمان مکش موئینه‌ای و مقاومت ویژۀ فیلتراسیون برخوردار است.