کاربرد راکتور بی هوازی ناپیوسته متوالی (ASBR) در تصفیه فاضلاب

مقدمه

راکتور بی هوازی ناپیوسته متوالی (ASBR) یک فرآیند SBR پیشرفته است که شامل پیکربندی های مرحله ای فرآیند لجن فعال برای کار با جریان پیوسته فاضلاب و افزایش کارایی و ظرفیت است. عملکرد این سیستم ها کاملا مشابه با پکیج های تصفیه فاضلاب به روش  SBR  است با این تفاوت که در این فرآیند ها غلظت اکسیژن صفر است و فرآیند کاملا در شرایط عاری از اکسیژن فعالیت می کند. این مقاله ادامه مقالات تصفیه فاضلاب شرکت مهندسی نیلفام  به کاربرد راکتور بی هوازی ناپیوسته متوالی (ASBR) در پکیج های تصفیه فاضلاب میپردازد.

در طول صد سال گذشته، فرآیندهای لجن فعال با رشد معلق معمولی به طور گسترده برای تصفیه فاضلاب استفاده شده است. یک تصفیه لجن فعال معمولی با مصرف انرژی نسبتاً بالا و تولید زیست توده است که منجر به هزینه های عملیاتی بالا و مشکلات دفع مقدار زیادی لجن می شود. توسعه فناوری، بهبود شرایط بهره برداری و اجرای قوانین سخت گیرانه در سال های اخیر منجر به جایگزینی سیستم لجن فعال معمولی با رشد معلق با راکتور ناپیوسته ای مقرون به صرفه و با راندمان بالا، به ویژه در مناطقی با شرایط جریان کم یا متغیر است.

فرآیند ASBR

راکتورهای دسته ای توالی بی هوازی (ASBR) در چهار مرحله چرخه ای عمل می کنند: تغذیه، واکنش، ته نشینی و تخلیه. ASBR ها متابولیسم بی هوازی بیولوژیکی معمولی را از مصرف بستر تا تولید متان و دی اکسید کربن امکان پذیر می کنند. میکروارگانیسم‌های موجود در یک ASBR در طول چرخه در معرض غلظت‌های زیرلایه متغیر قرار می‌گیرند که منجر به نرخ‌های بالایی از تبدیل بستر و لخته‌سازی و ته‌نشینی زیست توده کارآمد می‌شود. غلظت بالای سوبسترا در ابتدای یک چرخه منجر به فعالیت متابولیکی بالا و حذف سوبسترا می شود. غلظت پایین بستر در پایان چرخه منجر به تولید کم بیوگاز می شود و امکان ته نشین شدن لجن را فراهم می کند. با این حال، چرخه ها باید تا حد امکان مکرر باشند و در عین حال امکان تکمیل هر یک از چهار مرحله را فراهم کنند. کارکرد به صورت دسته‌ای، زمان ماندن جامدات را قادر می‌سازد تا بدون نیاز به مخزن ته‌نشینی مستقل از زمان ماند هیدرولیکی باشد، زیرا هر زمان که مکانیسم هم‌زن خاموش شود، راکتور به عنوان یک کانتر عمل می‌کند. در ادامه مروری بر فرآیند ASBR و عوامل مختلف مؤثر بر عملکرد آن ارائه می‌کند.

حجم بستر تغذیه شده به عوامل متعددی از جمله زمان ماند هیدرولیک مورد نظر (HRT)، بارگذاری آلی و ویژگی های ته نشینی مورد انتظار بستگی دارد. تبدیل مواد آلی زیست تخریب پذیر به بیوگاز در مرحله واکنش به دست می آید. محتویات راکتور مخلوط می شود تا امکان تماس نزدیک بین مواد آلی و باکتری ها فراهم شود. با این حال، اختلاط باید ملایم باشد تا از اختلال در تشکیل لخته های باکتریایی جلوگیری شود. نسبت غذا به میکروارگانیسم (F/M) در ابتدای مرحله واکنش بالا است و تبدیل آلی به بیوگاز، همانطور که توسط سینتیک Monod پیش‌بینی شده است، در حداکثر آن است.

زمان مورد نیاز برای مرحله واکنش به کیفیت پساب مورد نیاز و همچنین غلظت زیست توده، ویژگی های بستر و نوع زیست توده بستگی دارد. در پایان دوره واکنش، برای فعال کردن زیست توده برای لخته شدن و ته نشین شدن، مخلوط کردن محتویات متوقف می شود. نسبت کم غذا به میکروارگانیسم در پایان فاز واکنش باعث لخته شدن و ته نشین شدن زیست توده می شود. در مرحله ته نشینی، فشار جزئی دی اکسید کربن بالای ناحیه مایع ثابت و در تعادل با دی اکسید کربن محلول است. در نتیجه، مقدار قابل توجهی از دی اکسید کربن به فضای اصلی منتقل نمی شود، وضعیتی که به ایجاد شرایط ته نشینی ساکن کمک می کند. زمان لازم برای مرحله ته نشینی به غلظت زیست توده، دما و نوع زیست توده بستگی دارد.

در پایان مرحله ته نشینی، تخلیه صورت می گیرد. در طول تخلیه پساب، میکروارگانیسم هایی با ویژگی های ته نشینی ضعیف نیز از راکتور خارج می شوند و لخته های باکتریایی سنگین تری را پشت سر می گذارند. حجم تخلیه شده معمولاً برابر با حجم تغذیه شده در طول تغذیه است تا حجم آن حفظ شود.

فرآیند بی‌هوازی ناپیوسته برای تصفیه فاضلاب چندین مزیت را نسبت به فناوری‌های بی‌هوازی فعلی ارائه می‌دهد: مانند سیستم‌های پیوسته بستر ثابت، اتصال کوتاه وجود ندارد. غلظت زیست توده بالا؛ کنترل بهتر کیفیت پساب؛ راندمان بالا برای حذف COD و تولید گاز. کنترل انعطاف پذیر و غیره، علاوه بر این ویژگی های عملیاتی، برخی از مزایای جنبشی مانند فعالیت متابولیک بالا نیز گزارش شده است.

مزایای فرآیندهای ASBR نسبت به فرآیند لجن فعال معمولی

فرآیندهای ASBR باعث صرفه جویی بیش از 60 درصد از هزینه های مورد نیاز برای فرآیند لجن فعال معمولی در هزینه عملیاتی و دستیابی به کیفیت پساب بالا در مدت زمان بسیار کوتاه هوادهی می شود. در حالی که سیستم‌های لجن فعال معمولی به 3 تا 8 ساعت هوادهی نیاز دارند.

در ابتدا، این فناوری برای جوامع کوچک و پسماندهای صنعتی با استحکام بالا در نظر گرفته شده بود، اما اخیراً کاربرد گسترده ای در سایر منابع ضایعات رقیق شده دارد. ASBR با پیکربندی زیست توده معلق می تواند از نظر حذف کربن نسبت به سیستم های رشد معلق معمولی عملکرد نسبتاً بهتری داشته باشد.

در فرآیندهای ASBR بیش از 90٪ حذف اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) گزارش شده است در حالی که فرآیندهای معمولی قادر به حذف 60٪ BOD هستند.

همچنین کاهش قابل توجهی در غلظت جامدات معلق (SS) حدود کمتر از 10 میلی گرم در لیتر برای فرآیندهای ASBR گزارش شده است.

عوامل موثر بر عملکرد راکتور دسته ای توالی یابی بی هوازی (ASBR)

هندسه راکتور

ویژگی های هندسی راکتور می تواند بر حذف مواد آلی تأثیر بگذارد، زیرا ویژگی های زیست توده به طور قابل توجهی تحت تأثیر این پارامتر قرار می گیرد. اشکال یا هندسه مختلف راکتور فشار انتخابی مشخصی را بر اجزای میکروبی زیست توده تحمیل می کند.

استراتژی تغذیه

استراتژی تغذیه در راکتورهای دسته ای یا تغذیه دسته ای توالی می تواند بر عملکرد آنها تأثیر بگذارد، زیرا مستقیماً با نسبت های F/M بکار گرفته شده و با حفظ مواد جامد مرتبط است. اثر زمان تغذیه بر عملکرد یک سوبسترای ساکارز مصنوعی تصفیه کننده ASBR با دوره های پر شدن و واکنش متفاوت باید بررسی شود.

نبست سوبسترا به غلظت زیست توده

نسبت اولیه بین سوبسترا و غلظت زیست توده (F/M) در فرآیندهای ناپیوسته با استفاده از لجن خود بی حرکت قابل توجه است، زیرا یکی از مهم ترین عواملی است که بر پدیده دانه بندی زیست توده تأثیر می گذارد.

مخلوط کردن

اختلاط متناوب به اختلاط مداوم ترجیح داده می شود زیرا ته نشینی زیست توده و عملکرد راکتور را بهبود می بخشد.

درجه حرارت

اثر دما اغلب کمتر از دمای پیش‌بینی‌شده توسط معادله Van’t Hoff است، که نشان می‌دهد سرعت واکنش شیمیایی با هر 10 درجه سانتی‌گراد افزایش دما دو برابر می‌شود.

ویژگی های ASBR

• داشتن مخازن کمتر و در نتیجه رد پای کربنی تا30 درصد کمتر از سیستم های تصفیه معمولی
• سیستم هوادهی بسیار کارآمد که مصرف برق را به حداقل می رساند.
• حداقل تجهیزات تعمیر و نگهداری را با عملکرد ساده آسان می کند.
• تجهیزات فولاد ضد زنگ قوی عمر طولانی و قابلیت اطمینان را تضمین می کند.
• حوضه های تک یا چندگانه برای ارائه انعطاف پذیری عملیاتی.
• بازه زیاد ظرفیت های موجود از 20 تا 190000 متر مکعب در روز

کاربردهای  ASBR در تصفیه فاضلاب شهری و خانگی

• تصفیه فاضلاب جوامع روستایی، شهرها و شهرها
• تصفیه فاضلاب فرودگاه ها و تاسیسات نظامی
• توسعه مسکن و تجاری
• تصفیه فاضلاب مدارس، بیمارستان ها و مراکز خرید
• تصفیه فاضلاب تانک سپتیک
• تصفیه فاضلاب استراحتگاه ها و متل ها
• مناطق استراحت بزرگراه و امکانات تفریحی
• آپارتمان ها و کانکس ها

کاربردهای ASBR در تصفیه فاضلاب صنعتی

ASBR را می توان برای کاربردهای متنوعی در صنایعی که فاضلاب از نظر بیولوژیکی تجزیه پذیر است استفاده کرد، مانند:

• مواد غذایی، آشامیدنی و قنادی
• کاغذ، تخته و نساجی
• کارخانه های شراب سازی
• پتروشیمی، پالایشگاه و رنگ
• پساب های پیش تصفیه شده بی هوازی
• الکترونیک و تولید
• داروسازی، عطر و مراقبت های شخصی

نتیجه گیری

ASBR می تواند به طور گسترده برای تصفیه فاضلاب به عنوان جایگزینی برای راکتورهای مخزن همزن پیوسته به دلیل حفظ جامدات بیولوژیکی برتر و کنترل فرآیند استفاده شود که کیفیت پساب را بهتر می کند. علاوه بر این، با وجود عوامل موثر در سطوح مناسب، استانداردهای پساب را می توان به راحتی از طریق کنترل مناسب مدت چرخه و عملیات تخلیه واکنش های دسته ای به دست آورد.

برای استفاده از راکتور بی هوازی ناپیوسته متوالی (ASBR) در ساخت پکیج های تصفیه فاضلاب شهری یا صنعتی و غیره با آن، می توانید از خدمات گروه صنعتی کاشفان نیلفام استفاده کنید. کارشناسان این مجموعه آماده ارائه مشاوره در این زمینه می باشند.

برای استعلام قیمت پکیج تصفیه فاضلاب با کارشناسان شرکت مهندسی کاشفان نیلفام تماس بگیرید.

برای استعلام قیمت پکیج تصفیه فاضلاب با کارشناسان شرکت مهندسی کاشفان نیلفام تماس بگیرید