زمان ماند سلولی (SRT): پارامتر کلیدی در کنترل فرآیند لجن فعال

مقدمه

در سیستمهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب مانند فرآیند لجن فعال، زمان ماند سلولی (Sludge Retention Time – SRT) یکی از مهمترین پارامترهای عملیاتی است که تأثیر مستقیمی بر عملکرد تصفیهخانه دارد. SRT نشاندهنده مدت زمانی است که میکروارگانیسمها (بیومس) در سیستم باقی میمانند و با کنترل آن میتوان راندمان حذف مواد آلی، نیتروژن و فسفر را بهینه کرد. این مقاله به بررسی جامع مفهوم SRT، نحوه محاسبه آن، عوامل مؤثر و تأثیر آن بر عملکرد تصفیهخانه میپردازد.

---

1. زمان ماند سلولی (SRT) چیست؟

SRT که به نام عمر لجن (Sludge Age) نیز شناخته میشود، میانگین مدت زمانی است که میکروارگانیسمها در سیستم لجن فعال باقی میمانند. برخلاف زمان ماند هیدرولیکی (HRT) که مربوط به زمان توقف فاضلاب در سیستم است، SRT مخصوص به توده میکروبی است.

تفاوت SRT و HRT

---

2. اهمیت کنترل SRT در تصفیه فاضلاب

• کنترل رشد میکروارگانیسمها: SRT کوتاه باعث شستشوی میکروارگانیسمها و کاهش راندمان میشود.

• بهینهسازی حذف مواد آلی (BOD): SRT مناسب برای تجزیه مواد آلی معمولاً 3-5 روز است.

• حذف نیتروژن (نیتروفیکاسیون): برای اکسیداسیون آمونیاک به نیترات، SRT باید بیش از 10 روز باشد.

• حذف بیولوژیکی فسفر (EBPR): باکتریهای جذبکننده فسفر به SRT متوسط (5-10 روز) نیاز دارند.

• کنترل تولید لجن مازاد: SRT طولانیتر باعث کاهش تولید لجن میشود.

---

3. نحوه محاسبه SRT

فرمول اصلی محاسبه SRT به صورت زیر است:

SRT=توده میکروبی در سیستم (kg)توده میکروبی خارج شده روزانه (kg/day)SRT=توده میکروبی خارج شده روزانه (kg/day)توده میکروبی در سیستم (kg)​

محاسبه عملی SRT در لجن فعال

SRT=V×XQw×Xr+Qe×XeSRT=Qw​×Xr​+Qe​×Xe​V×X​

جایی که:

• V = حجم حوضچه هوادهی (m³)

• X = غلظت MLSS (mg/L)

• Q_w = دبی پمپاژ لجن مازاد (m³/day)

• X_r = غلظت لجن بازگردانده شده (mg/L)

• Q_e = دبی پساب خروجی (m³/day)

• X_e = غلظت TSS در پساب خروجی (mg/L)

---

4. عوامل مؤثر بر SRT

1. دمای فاضلاب: در دمای پایین، SRT باید افزایش یابد.

2. نسبت غذا به میکروارگانیسم (F/M):

   • نسبت F/M بالا نیاز به SRT کوتاهتر دارد.

3. نوع فاضلاب:

   • فاضلاب صنعتی معمولاً به SRT طولانیتر نیاز دارد.

4. نیاز به نیتروفیکاسیون:

   • برای حذف نیتروژن، SRT باید بیش از زمان دوبرابر شدن نیتروزوموناس باشد.

---

5. تأثیر SRT بر عملکرد تصفیهخانه

الف) SRT بسیار کوتاه (کمتر از 3 روز)

• شستشوی میکروارگانیسمها

• کاهش راندمان حذف BOD

• عدم حذف نیتروژن

• افزایش کف در سیستم

ب) SRT بهینه (5-15 روز)

• حذف مناسب BOD و COD

• امکان نیتروفیکاسیون

• کنترل تولید لجن مازاد

• پایداری سیستم در برابر شوکهای بار آلی

ج) SRT بسیار طولانی (بیش از 20 روز)

• کاهش فعالیت میکروبی

• افزایش احتمال وقوع تنفس درونی

• تولید لجن ریزدانه (pin floc)

• افزایش مصرف اکسیژن

---

6. کنترل عملیاتی SRT

در بهرهبرداری از تصفیهخانه، کنترل SRT از طریق موارد زیر انجام میشود:

1. تنظیم دبی پمپاژ لجن مازاد (WAS):

   • افزایش WAS → کاهش SRT

   • کاهش WAS → افزایش SRT

2. کنترل غلظت MLSS:

   • MLSS بالا → نیاز به افزایش WAS

3. بازگشت لجن (RAS):

   • نسبت بازگشت معمولاً 25-100% است.

---

7. مشکلات ناشی از کنترل نامناسب SRT

• لجن حجیم (Bulking): معمولاً در SRT طولانی

• لجن کفکننده (Foaming): در SRT بسیار کوتاه یا طولانی

• لجن ریزدانه: در SRT بسیار طولانی

• کاهش راندمان نیتروفیکاسیون: در SRT کوتاه

---

8. جدول راهنمای انتخاب SRT برای اهداف مختلف

---

9. نتیجهگیری

زمان ماند سلولی (SRT) یکی از کلیدیترین پارامترهای طراحی و بهرهبرداری سیستمهای لجن فعال است که تأثیر مستقیمی بر راندمان تصفیه، کیفیت پساب و میزان تولید لجن دارد. کنترل بهینه SRT نیازمند درک صحیح از شرایط هیدرولیکی، کیفیت فاضلاب ورودی و اهداف تصفیه است. با نظارت مستمر بر MLSS و تنظیم مناسب دبی پمپاژ لجن مازاد، میتوان SRT را در محدوده مطلوب نگه داشت و از مشکلات عملیاتی جلوگیری کرد.

سؤالات متداول (FAQ)

❓ آیا SRT با MCRT تفاوت دارد؟
خیر، هر دو اصطلاح به یک مفهوم اشاره دارند (Mean Cell Residence Time = Sludge Retention Time).

❓ چگونه SRT را در شرایط سرد افزایش دهیم؟
با کاهش دبی پمپاژ لجن مازاد (WAS) و افزایش غلظت MLSS.

❓ آیا SRT بر مصرف انرژی تأثیر دارد؟
بله، SRT طولانیتر نیاز به هوادهی بیشتر دارد و انرژی مصرفی را افزایش میدهد.

❓ روش اندازهگیری SRT در محل چیست؟
با نمونهگیری روزانه از MLSS و ثبت دبیهای WAS و RAS محاسبه میشود.

❓ آیا SRT بر گندزدایی تأثیر دارد؟
بله، SRT مناسب باعث کاهش کدورت و بهبود عملکرد گندزدایی میشود.