پیش تصفیه فاضلاب به روش UASB

روش UASB یکی از مهترین روش‌های بی‌هوازی بیولوژیکی در تصفیه انواع فاضلاب‌ها به خصوص فاضلاب‌های صنعتی است. UASB مخفف: Up flow Anaerobic Sludge Blanket و به معنای ((پتوی لجن بی‌هوازی رو به بالا)) است. این روش در سال 1979 توسط دکتر Gatze Lettinga در دانشگاه Wageningen هلند ابداع گردید.

این روش شامل یک راکتور بی‌هوازی است که فاضلاب از قسمت پایین آن وارد شده و در حین حرکت رو به بالای خود با پتوی لجن (توده میکروارگانیسم‌ها) تماس می‌یابد. این تماس سبب جذب مواد آلی فاضلاب توسط میکروارگانیسم‌ها و تجزیه آنها طی فرآیندهای بیولوژیکی می‌شود. رئاکتور UASB مشابه دیگر راکتورهای بی‌هوازی نسبت به تغییرات دما و pH حساس است. بهترین دمای کارکرد رئاکتور UASB محدوده دمایی 40-30 درجه سانتیگراد و pH بهینه آن حدود 7 می‌باشد.

اما کلیدی‌ترین پارامتر کنترل این راکتور سرعت جریان روبه بالای فاضلاب است چراکه سرعت کم سبب ته‌نشین شدن توده بیولوژیکی و سرعت بیش از اندازه باعث خروج میکروارگانیسم‌ها از راکتور می‌شود. بسته به نوع فاضلاب سرعت بهینه جریان رو به بالا 1-0/6 متر بر ساعت می‌باشد. انجام واکنش‌های بیولوژیکی در محیط بی‌هوازی راکتور باعث تولید گازهایی می‌شود که به آنها بیوگاز می‌گویند که بیشترین بخش آن را گاز متان تشکیل می‌دهد. جهت جمع‌آوری این گازها یک سیستم جمع‌آوری گاز در راکتور تعبیه می‌گردد.

اجزای اصلی راکتور UASB: 

سیستم توزیع فاضلاب ورودی در راکتور UASB

جداکننده فاز گاز و مایع از جامد (GLSS)  در راکتور UASB

بخش خروج پساب تصفیه شده از راکتور UASB

ویژگی اصلی سیستم‌های UASB که به آن این امکان را می‌دهد تا در مقایسه با سایر فرآیندهای بی‌هوازی از فاضلاب با بار COD بسیاربالاتری استفاده کند، تولید لجن در راکتور UASB  به صورت گرانولی می‌باشد. تولید لجن بصورت دانه دانه در سیستم‌های UASB به چند ماه زمان احتیاج دارد که این زمان را با برخی افزودنی‌ها به آن، می‌توان کاهش داد.

کمترین ارتفاع بستر لجن ۱٫۵ متر است بنابراین کمترین ارتفاع ممکن راکتور ۴ متر است تا فضای کافی برای بستر لجن، ابر لجن و جداکننده GLS وجود داشته باشد.

بالاترین ارتفاع راکتور در حدود ۸ متر است. به طور میانگین ارتفاع راکتورها بین ۴٫۵ تا ۶ متر است.

نحوه‌ی کارکرد سیستم:

ایده اصلی در بکارگیری روش تصفیه غیرهوازی استفاده از باکتری‌هایی است که قادر به تجزیه مواد آلی بدون مصرف اکسیژن و تولید گاز دی اکسیدکربن و متان بدون مسائل و مشکلات مربوط به انتقال اکسیژن، ته‌نشینی و تولید لجن بیولوژیک می‌باشند.

فاضلاب از قسمت پایین آن وارد شده و در حین حرکت رو به بالای خود با پتوی لجن (توده میکروارگانیسم‌ها) تماس می‌یابد. این تماس سبب جذب مواد آلی فاضلاب توسط میکروارگانیسم‌ها و تجزیه آن‌ها طی فرآیندهای بیولوژیکی می‌شود.

در راکتورهای بیولوژیکی بی‌هوازی معمولاً از محدوده دمایی مزوفیلیک (که نزدیک به 35 است) استفاده می‌شود، چرا که تعداد گونه‌های بی هوازی ترمو فیلیک کوچک و معدود هستند.

این سیستم‌ها به صورت پکیج قابل اجرا می‌باشند. از مهمترین ویژگی این پکیج‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. پایین بودن میزان لجن تولیدی

2. پایین بودن میزان مصرف انرژی

3. فضای مورد نیاز کم

4. سهولت در عملکرد

موارد کابرد:

این روش برای تصفیه بسیاری از فاضلاب‌های صنعتی مانند کاغذ سازی، لبنیات‌سازی، الکل‌سازی کارخانه قند شیرابه زباله کشتارگاه و... به کار گرفته می‌شود.

مزایای روش راکتورهای بی‌هوازی به شرح زیر است:

1. عدم نیاز به هوادهی:

هوادهی یکی پر هزینه‌ترین و دشوارترین عملیات تصفیه فاضلاب به روش هوازی است.

2. تولیدبسیارکم لجن:

سرانه تولید لجن اولیه و ثانویه در فرآیند متعارف لجن فعال معمولاً 2 لیتر در روز با غلظت کمتر از 2 درصد می‌باشد در حالی که مقدار تولید لجن در روش مذکور کمتر از 2 لیتر به ازای هر متر مکعب در روز بوده و غلظت آن حدود 5 الی 10درصد می‌باشد.

3. تولید لجن غلیظ و تثبیت شده

4. مصرف بسیار کم انرژی و تولید بیوگاز

5. مقاومت نسبت به بی غذایی:

چنانچه مواد ورودی به راکتور قطع شود میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی تا مدت بسیار طولانی زنده می‌ماند و بلافاصله پس از ورود مواد غذایی فعالیت خودرا شروع می‌کنند.

معایب تصفیه فاضلاب به روش UASB:

1. بازده نسبتا کم راکتور UASB : زدایش BOD5 به ندرت از ۸۰% تجاوز می‌نماید. البته زدایش بیش از ۸۰% عملی می‌باشد، اما به دلیل پایین بودن میزان رشد ویژه باکتری‌ها در غلظت‌های پایین، زمان ماند بسیار طولانی خواهد شد و توجیه اقتصادی نخواهد داشت.

2. تولید بو درراکتور UASB : در راکتور UASB مانند سایر فرآیندهای بی‌هوازی احتمال تولید بو وجود دارد. اما چون این سیستم سر پوشیده است و گازها بطور کنترل شده تخلیه می‌شود، مسئله کنترل بو به راحتی قابل حل می‌باشد.

3. راه‌اندازی نسبتا طولانی راکتور UASB : اگر لجن بطور دستی به راکتور اضافه شود به دلیل کم بودن ضریب تولید میکرو ارگانیسم در شرایط بی‌هوازی برای اینکه حجم میکروارگانیسم‌ها به حد مورد نیاز برسد زمانی نسبتا طولانی لازم است. این زمان حداقل ۳ تا ۴ ماه است که با اضافه کرد لجن به طور دستی به کمتر از یک ماه قابل تقلیل است.