تصفیه هوازی نوعی فرآیند بیولوژیکی است که در آن از اکسیژن برای تجزیه مواد آلی و حذف آلاینده‌های دیگر همچون نیتروژن و فسفر استفاده می‌شود. مقدار اکسیژن مورد نیاز برای از بین بردن مواد آلی و انجام این واکنش بیوشیمیایی را BOD می‌نامند که با استفاده از سنسورهای اکسیژن در لجن فعال (در مخزن هوادهی) و باکتری‌های باقی‌مانده (در لجن فعال) قابل کنترل است. در طی این واکنش بیوشیمیایی، مواد آلی به دی‌اکسید کربن و یک تودۀ زیستی جدید تبدیل می‌شوند. اکسیژن مورد نیاز برای انجام تصفیۀ هوازی بطور دائم باید به سیستم وارد شود که این کار با استفاده از انواع تجهیزات هوادهی انجام می‌شود. در این حالت باکتری‌های هوازی به فاضلاب می‌چسبند و تصفیۀ هوازی صورت می‌پذیرد. در واقع اساس تمامی روش‌های تصفیه هوازی، فعالیت میکروارگانیسم‌های هوازی برای انجام یک واکنش بیوشیمیایی و تجزیه بیولوژیکی فاضلاب است. از انواع روش‌های بیولوژیکی هوازی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
– فرآیند بیو راکتور غشایی با بستر متحرک (MBBR)
– فرآیند لجن فعال با بستر ثابت (IFAS)
– فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS)

نحوه عملکرد

همانطوری که گفته شد، فرآیند لجن فعال متداول‌ترین روش تصفیه بیولوژیكی هوازی است كه در آن از اكسید کردن هوازی میکروارگانیسم‌ها برای تصفیۀ مواد آلی موجود در فاضلاب استفاده می‌شود. بر حسب نحوۀ پخش فاضلاب ورودی، توزیع و نحوه هوادهی، زمان اقامت در مخزن هوادهی و همچنین نسبت مواد آلی به غلظت میکروارگانیسم‌ها، انواع مختلفی از سیستم‌های لجن فعال وجود دارد. متداول‌ترین روش‌ها برای تصفیۀ فاضلاب با استفاده از لجن فعال عبارتند از:
– روش هوادهی گسترده EAAS (Extended Aeration Activated Sludge)
– روش راکتورهای ناپیوسته متوالی SBR (Sequencing batch Reactor)
– روش رشد چسبیده IFAS (Integrated Fixed-Film Activated Sludge)
در روش لجن فعال، با مخلوط کردن فاضلاب و تودۀ لجن فعال در مخزن هوادهی و تأمین اكسیژن لازم، شرایط لازم برای انجام واکنش بیوشیمیایی و تصفیه مواد آلی فراهم می‌شود. بدین ترتیب مقادیر زیادی از مواد آلی که در طی انجام این واکنش صرف سوخت و ساز میكروارگانیزم‌ها شده‌اند از فاضلاب جدا شده، مقداری نیز تبدیل به گاز می‌شوند و بقیه آن‌ها نیز بصورت نامحلول همراه با فاضلاب و لجن خروجی از قسمت مربوط به ته‌نشینی نهایی خارج می‌شوند. بخشـی از این لجن فعال، برای ثابت نگه‌داشتن غلظت میكروارگانیسم‌ها به مخزن هوادهی و بخشی نیز برای تثبیت بیش‌تر و دفع، به واحدهای تغلیظ و تثبیت لجن هدایت می‌شوند. عوامل مهم برای طراحی و کنترل این فرآیند عبارتند از:
سن لجن فعال، نسبت خوراک به میکروارگانیسم‌ها، مقدار بار آلی، و زمان اقامت.
همچنین مرسوم‌ترین سیستم‌های هوادهی برای فرآیندهای لجن فعال که از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار هستند شامل موارد زیر می‌باشند:‌
جریان قالبی معمولی – اختلاط کامل – هوادهی غیر یکنواخت – هوادهی مرحله‌ای – هوادهی اصلاح‌شده – تثبیت تماسی – هوادهی ممتد – هوادهی سریع

تجهیزات

مرحلۀ هوادهی در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب از سه طریق انجام می‌شود:
– هوادهی با استفاده از دیفیوزر و هوای تحت فشار
– هوادهی با استفاده از هواده‌های مکانیکی سطحی
– ترکیب دو روش فوق
دیفیوزرها در سه نوع دیسکی، لوله‌ای و بشقابی موجود هستند و بر حسب اندازه منافذشان به سه دسته ریز، متوسط و درشت تقسیم می‌شوند.
در هوادهی سطحی، حرکت توربین هواده باعث تزریق حباب‌های هوا به داخل حجم فاضلاب می‌شود.
مزایا:‌
سیستم‌های هوازی دارای مزیت‌های زیر هستند:‌
– رسیدن به شرایط استاندارد محیط زیستی در آن‌ها امکان‌پذیر می‌باشد
– لجن تثبیت‌شده بدون بو است
– راهبری این سیستم آسان می‌باشد

کاربرد در صنایع:‌
تصفیه انواع پساب‌های بهداشتی از قبیل انسانی، بیمارستانی و صنعتی