طراحی، راهبری و مطالعه یک واحد پایلوت تصفیه فاضلاب به روش RBC خورشیدی در منطقه گرمسیری سبزوار

زمینه و هدف: افزایش گازهای گلخانه ای و محدودیت منابع فسیلی جهت تامین انرژی یکی از مهم ترین چالش های قرن اخیر است. با در نظر گرفتن بحران های آبی موجود کشور و مشکلات ناشی از تولید فاضلاب، در این مطالعه برای نخستین بار یک واحد دیسک های بیولوژیکی چرخان (RBC) با استفاده از انرژی خورشیدی جهت حذف BOD از فاضلاب شهری طراحی، راه اندازی و مورد مطالعه قرار گرفته است. مواد و روش ها: در این پژوهش، از یک مخزن ۱۰۰لیتری برای فاضلاب مصنوعی، یک واحد RBC با مشخصات حجم ۱۰ لیتر، ۲۰عدد دیسک پلی کربنات، موتور الکتریکی با توان ۹۰وات، یک واحد ته نشینی ثانویه به حجم ۹لیتر استفاده شد.سیستم فتوولتائیک پایلوت شامل پنل خورشیدی ۲۰۰وات، باتری ۱۲ولت ۶۵آمپر و اینورتر ۳۰۰وات مورد استفاده قرار گرفت. جهت تشکیل بیوفیلم مناسب در ابتدای راه اندازی از لجن رقیق شده ته نشینی ثانویه یک واحد لجن فعال استفاده گردید. فاضلاب ورودی به پایلوت از طریق فاضلاب مصنوعی تهیه شده از شیر خشک جهت رسیدن به BOD۵ =۲۵۰ mg/l تامین گردید. با توجه مشخصات پایلوت، جهت تصفیه فاضلاب ۱۰۰مترمکعب در روز یک سیستم پیشنهاد و با ارائه سناریوهای مختلف سیستم پایلوت و پیشنهادی از دیدگاه فنی، اقتصادی و زیست محیطی با استفاده از نرم افزار RETScreen مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج: راندمان حذف BOD در دوران های ۵،۲ و ۱۰ دور در دقیقه به ترتیب راندمانی برابر ۶۲، ۷۳، ۷۶ درصد به دست آمد. سیستم RBC خورشیدی با ظرفیت Q=۳ l/h، دوران ۵rpm، مساحت کلی صفحات ۰/۶۸۲m۲، میزان بارگذاری gr BOD m۲.day/ ۲۸ بیشترین راندمان حذف BOD را داشت. بهترین سناریوی در پایلوت و سیستم پیشنهادی دارای نرخ بازگشت سرمایه در پایلوت ۶سال و در سیستم پیشنهادی ۷/۳سال بود که در سیستم طرح پایلوت از انتشار ۰/۲تن دی اکسید کربن در سال و در طرح پیشنهادی ۸/۳تن دی اکسید کربن در سال جلوگیری میشد. نتیجه گیری: تحلیل فنی، اقتصادی و زیست محیطی در مورد سیستم پایلوت و طرح پیشنهادی نشان میدهند که صرفهاقتصادی و بازگشت سرمایه با حذف یارانه ها و واقعی شدن قیمت برق و نیز کمک های دولتی بسیار مناسب میباشد. در نتیجه با حذف یارانه انرژی احتمال رشد این سیستم پاک گسترش خواهد یافت و مادامی که قیمت برق به صورت غیرواقعی و کمک های دولت به بخش انرژی های پاک تخصیص نیابد، توجیه پذیری اقتصادی این سیستم ها مقداری نامناسب می باشد.

کلیدواژه ها:

سیستم فتوولتائیک ، تصفیه فاضلاب ، RETScreen ، RBC