تعربف فرآیند : یکی از روش های تصفیه بیولوژیکی هوازی در قالب رشد معلق روش لجن فعال متعارف (Conventional Activated Sludge) می باشد. پسابی که وارد مخزن می شود ، دارای مواد آلی است که منبع تغذیه باکتری ها می باشد. باکتریها ، مواد آلی و اکسیژن موجود در پساب را مصرف کرده و CO2 تولید می کنند. سایر میکروارگانیزم ها نیز از باکتری ها تغذیه می کنند. بنابراین بعد از مرگ باکتری ها مقداری از مواد مصرف شده به سیستم برگردانده می شود ولی میکروب ها برای سنتز از مواد آلی استفاده می کنند و به رشد خود ادامه می دهند. بنابراین وارد کردن مقدار زیادی از میکروارگانیزم ها به یک مخزن پساب و دمیدن هوا در آن برای چند ساعت مواد آلی موجود در آب به مصرف میکروارگانیزم ها می رسد. سپس همین موجودات ذره بینی به صورت لخته هایی ته نشین می شوند و آب خروجی که مواد آلی خود را از دست داده به صورت شفاف از مخزن خارج می شود ، لخته های ته نشین شده به مخزن هوادهی بازگشت داده می شوند تا فرآیند تکرار شود. باکتری ها و ذرات معلق را که قابلیت ته نشینی دارند به مخزن هوادهی وارد می سازند که به آن لجن فعال گفته می شود. هوای دمیده شده به داخل مخزن هوادهی دو کار انجام می دهد:

• تأمین اکسیژن کافی برای میکروارگانیزم ها
• همزدن و مخلوط کردن پساب با لجن فعال و ایجاد سطح تماس بیشتر

سيستم هاي (Integrated Fixed-Film Activated Sludge) IFAS مزاياي گسترده ‌تري را نسبت به فرآيندهاي متداول لجن فعال ( سيستم هاي هوادهي گسترده ) دارا هستند. اين سيستم ها نسبت به شوک بارگذاري آلي و هيدروليکي مقاومت بيشتري را دارا مي­باشند. از طرف ديگر روش IFAS انعطاف‌پذيري بالاتري نسبت به ساير روش­هاي تصفيه فاضلاب دارا بوده و کيفيت پساب خروجي در حد استاندارد محيط زيست مي­باشد. اساس کار اين روش تعبيه مدياهاي رشد چسبيده در درون حوضچه هوادهي لجن فعال مي باشد. با قرار گرفتن مديا در داخل حوضچه هوادهي لجن فعال محيط زيست بيشتري براي ميکروارگانيزم ها تشکيل مي‌گردد (بدون آنکه سبب افزايش بارگذاري جامدات به حوضچه ته‌نشيني بگردد). اين سيستم‌ها سبب افزايش قدرت بارگذاري به واحدهاي لجن فعال شده بدون آنکه کوچکترين تغييري در حجم حوضچه ايجاد کنند. در واقع در اين سيستم‌ها زيست توده متصل به مديا سبب افزايش عملکرد تصفيه فاضلاب مي‌گردد. از طرفي با افزايش زيست توده مقاومت فرآيند در برابر شوک هاي بارگذاري آلي و هيدروليکي افزايش مي‌يابد. و همچنين فضاي لازم براي تصفيه فرآيند کاهش مي‌يابد. اجزاي اصلي سيستم IFAS شامل دو بخش است: توده زیستی معلق توسط فرآيند لجن فعال تأمين مي گردد که از حوض ته نشيني ثانويه به حوض هوادهي برگشت داده مي‌شود، و رشد چسبيده بر روي بستر قرار گرفته در حوض هوادهي تشکيل مي‌شود. افزودن زيست توده با رشد چسبيده در حوض هوادهي به منظور نیل به اهداف زير مي‌باشد :

• افزايش زيست توده فعال در حوض هوادهي
• افزايش زمان ماند سلولي (سن لجن)
• افزايش بازده تصفيه و بارگذاري آلي به سيستم تصفيه

زيست توده‌هاي موجود بر روي بستر مي‌توانند سن لجن بيشتري را نسبت به زيست توده‌هاي معلق داشته باشند که اين فرآیند منجر به توليد حجم لجن کمتري مي‌گردد و خصوصيات ته‌نشين جامدات معلق در سيستم IFAS به نحو مطلوبي بهبود مي‌يابد.

روش MBBR جزء سیستمهای رشد چسبیده می باشد. این روش برمبناي هضم هوازي فاضلاب خام استحصال مي شود. به فاضلاب خام ورودي در بخش هوادهي به طور مداوم اكسيژن منتقل مي شود و لجن فعال حاصل از واكنشهاي بيوشيميايي در بخش ته نشيني رسوب خواهد نمود. در انتهاي فرآيند به منظور ضد عفوني كردن به فاضلاب تصفيه شده در واحد کلرزنی، محلول كلر تزريق مي گردد. لجن فعال سيكل بيولوژيكي پس از يك مرحله تغلیظ آبگيري شده و مي تواند دفع شده و یا به عنوان كود کشاورزی مورد استفاده قرار گيرد. آب ناشي از مرحله تغليظ و آبگیری لجن كه حاوي مواد مغذي جهت رشد و تكثير ميكروارگانيسمهاي بخش هوادهي است، به ابتدای سیستم برگشت داده مي شود.

سيستم كنترل تصفيه خانه، ابزار و لوازم آزمايشگاهي به گونه اي درنظر گرفته شده اند كه بهره برداري و تنظيم بيولوژيكي سيستم تصفيه براي اپراتور آسان باشد

مزایا :

این روش دارای مزایای ذیل نسبت به سایر روش­های لجن فعال می­باشد:

• شوک پذیری بیشتر نسبت به بار آلی و هیدرولیکی ورودی
• تولید لجن کمتر و عدم نیاز به برگشت لجن
• کیفیت بهتر پساب خروجی
• راهبری و نگهداری آسان

در این سیستم تصفیه فاضلاب، با استفاده از ایجاد بستری متحرک برای رشد باکتری ها، زمینه برای ایجاد رشد و حفظ باکتری ها در راکتور بیولوژیک هوازی و یا بی­هوازی فراهم می گردد. در نتیجه نگهداری باکتری­ها به صورت فیلم بیواوژیک، کسر باکتری های معلق درون سیستم کاهش خواهد یافت و در نتیجه به حوض ته نشینی کوچکتری نیاز خواهد بود و در تصفیه خانه های کوچکتر می توان به طور کامل حوض ته نشینی را با استفاده از  فیلترهای کیسه ای و یا فلزی از سیستم حذف کرد. همچنین غلظت باکتری موجود در یک راکتور بستر متحرک بیولوژیک، در مقایسه با سیستم لجن فعال متعارف بسیار بیشتر خواهد بود و در نتیجه کارایی سیستم بیشتر و حجم آن کمتر خواهد بود. با توجه به موضوع ذکر شده شوک پذیری سیستم و همچنین توانایی تصفیه بار آلودگی بیشتر خواهد شد. اهمیت استفاده از بسترهای متحرک در سیستم های بیولوژیک بی هوازی و نیتروژن زدایی بسیار بیشتر است چرا که سرعت رشد باکتری ها در این گونه سیستم ها بسیار کمتر از باکتری های هوازی است و استفاده از روشی که مانع از آب بردگی این گونه باکتری ها شود دارای اهمیت زیادی خواهد بود و به نظر می رسد استفاده از پکینگ ها و تبدیل سیستم های لجن فعال به سیستم MBBR راه حل بسیار مناسبی باشد.

یکی از روش های متداول تصفیه بیولوژیکی استفاده از روش تماس دهنده های بیولوژیکی چرخان یا RBC (Rotating Biological Contactors) می باشد. در این روش از یک سری صفحات یا تماس دهنده های دوار که به یک شفت مرکزی متصل هستند و حول شفت می چرخند تشکیل شده است در این روش که یکی از روش های رشد بیولوژیکی چسبنده محسوب می گردد لایه ای از باکتری های هوازی بر روی تماس دهنده ها تشکیل می گردد با چرخش تماس دهنده ها بیوفیلم تشکیل شده در معرض هوا قرار می گیرد و باکتری ها شروع به رشد بر روی تماس دهنده ها می کنند به مرور زمان باکتری های هوازی مواد مغذی فاضلاب را مصرف و بر روی تماس دهنده بر حجم شان افزوده می گردد این امر موجب سنگین شدن توده باکتری و در نتیجه جدا شدن لخته ای آنها می گردد و دوباره عمل فوق تکرار و فاضلاب تصفیه می شود. از مزایای این روش در مقایسه با لجن فعال متعارف (Conventional Activated Sludge) CAS می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• برق مصرفی مورد نیاز در سیستم RBC در مقایسه با CAS کمتر است.
• هزینه نگهداری، نظارت، بهره برداری و آموزش اپراتور پائین تر نسبت به روش CAS.
• نیاز به زمین کمتر و عملیات خاکبرداری پائین تر نسبت به روش CAS.
• نیاز به سرمایه گذاری پائین تر نسبت به روش CAS.
• راندمان بالای تصفیه
• در صورت راهبری صحیح این فرآیند، بو تولید نمی شود.
• این سیستم مقاومت بالایی نسبت به شوک های بار آلی، مواد سمی و نوسانات دبی دارد.
• نظارت کمتر در حین بهره برداری
• امکان توسعه آسان

تصفیه فاضلاب به روش MBR یکی از مدرنترین روش های تصفیه فاضلاب به شمار می آید که این روش تصفیه فاضلاب ترکیبی از روش های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب و فیلتراسیون غشایی می باشد . در این نوع از روش تصفیه فیلتراسیون غشایی جایگزین فرایندهای ته نشینی، فیلتر شنی و گندزدایی به کار گرفته شده در روشهای مرسوم تصفیه فاضلاب شده است .

از روش تصفیه فاضلاب به روش MBR جهت تصفیه فاضلاب های خانگی و صنعتی استفاده می گردد که در حذف آلاینده های آلی و معدنی بسیار موثر می باشد .
فرآیند تصفیه فاضلاب به روش MBR یک فرآیند لجن فعال رشد معلق می باشد که با یک سیستم غشای ممبرانی ترکیب شده است . در این فرآیند، سیستم ممبرانی نقش واحد ته نشینی (زلال سازی) در جداسازی جامدات معلق در سیستم لجن متعارف را برعهده دارد . در فرآیندMBR معمولا ممبران ها بصورت مستغرق در واحد هوادهی قرار داشته و صورت مستقیم با فاضلاب ومایع مخلوط (Mixed Liquor) در تماس می باشند. در این فرآیند، مقداری هوا نیز از کف واحد هوادهی به این واحد وارد می شود تا سطح خارجی رشته های ممبرانی را تمیز نموده وجامدات پذیرش نشده توسط ممبران ها را از سطح ممبران ها کنارزده و جابجا نماید. لجن مازاد در این فرآیند نیز معمولا بصورت مستقیم از واحد هوادهی به خارج پمپ می شود.

مزایای سیستم MBR
* اشغال فضای کم
*امکان تغییر آسان فرآیندهای لجن فعال متعارف به لجن فعال ممبرانی
* کاهش تولید لجن مازاد
*انعطاف پذیری برای فاضلاب­های مختلف
* کيفيت بي نظير پساب خروجي
* قابلیت استفاده مجدد از جریان تصفیه شده خروجی

کاربردهای فرآیند ممبران بیوراکتور یا MBR
* برای ارتقاء ظرفیت تصفیه خانه های فاضلاب در حال بهره برداری.
* تصفیه فاضلاب های با غلظت بالا نظیر فاضلاب صنایع غذایی و داروسازی.
* تصفیه فاضلاب های با غلظت بالای آمونیوم نظیر شیرابه ها.
* تصفیه فاضلاب های بهداشتی بخصوص در مناطقی که به لحاظ فضای تصفیه خانه محدودیت وجود دارد.
* استفاده مجدد و باز گردش پساب تصفیه شده تصفیه خانه های فاضلاب.

انواع غشاءهای مورد استفاده در MBR
الف – مشخصات فنی بیوراکتور غشایی فیبر تو خالی(Hollow Fiber)
– غشاهای تو خالی از جنس PVDF
– قطر فیبرها : قطر خارجی 1.2 م م و قطر داخلی 0.7م م
– – سایز حفره ها در غشا : 0.04تا 0.08 میکرومتر
– محدودهPH: 1-10
– بیشترین دمای کاری:40˚C
– نرخ جریان:25-15 Lit/m2/h
ب- مشخصات فنی مدول غشاء Eco sepro (UF) / Flat Sheet
در صفحه غشاء ECO sepro از مواد PES یا PVDF در لایه خارجی غشاء از فیبر PET به عنوان لایه داخلی استفاده شده است و باعث می شود مقاومت فیزیکی و پایداری شیمیایی بالایی از خود نشان دهد .اندازه یکنواخت منافذ غشاها با اندازه μm 0.04باعث می شو د تا غشاء نفوذپذیری بالایی بدون ایجاد گرفتگی داشته باشد.

لجن فعال به روش هوادهی گسترده (Extended Aeration Activated Sludge) EAAS اصلاح شده لجن فعال متعارف CAS می باشد در این روش با افزایش میزان هوادهی در داخل تانک، لجن کمتری تولید می شود لذا در تصفیه فاضلاب های شهری که هجم لجن زیاد و نیاز به هاضم های لجن افزایش می یابد این روش تا حدودی می تواند نیاز به هاضم های هوازی را مرتفع کرده البته لازم به ذکر است که هاضم های هوازی استانداردهای مربوط به دفع لجن را تأمین نمی کنند و برای تأمین استانداردذهای تخلیه نیاز به استفاده از هاضم های بی هوازی وجود دارد. به علت هوادهی گسترده زمان ماند و در نتیجه حجم حوض هوادهی تا حدودی کاهش می یابد.
به طور کلی در فرآیند تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال هوادهی گسترده (Extended Aeration) جریان از نوع اختلاط کامل ویا نهرگونه است ومدت زمان ماند هیدرولیکی نیز حدود ۱۸ تا ۳۶ ساعت می باشد.

مزایا
این روش دارای مزایای ذیل نسبت به سایر روش¬های لجن فعال بشرح دیل می¬باشد:
– شوک پذیری بیشتر نسبت به بار آلی و هیدرولیکی ورودی
– تولید لجن کمتر
– تولید لجن تثبیت شده تری نسبت به لجن فعال متعارف
– کیفیت بهتر پساب خروجی
– طراحی و بهره برداری ساده و غیر پیچیده و راهبری و نگهداری آسانتر
– مقاومت بیشتر نسبت به تغییرات کیفیت و کمیت فضلاب ورودی و مواد سمی
– آبگیری و خشک کردن راحت تر لجن
– به علت هوادهی زیاد تولید بو در این سیستم بسیار اندک خواهد بود.

هوادهی در سیستم مذکور به روش عمقی و از طریق پخش¬کننده¬های مخصوص (دیفیوزرها) که در کف وجود دارد انجام می¬گیرد و بنابراین در مقایسه با سیستم¬های هوادهی سطحی با مشکلات راهبری و نگهداری کمتری مواجه می¬باشد. در این سیستم از هیچ¬گونه تجهیزات پیچیده¬ مکانیکی و الکترونیکی استفاده نمی¬شود، بنابراین هزینه نگهداری آن بسیار ناچیز می-باشد.

[/fExtended Aeration Process Extended Aeration is a type of activated sludge process with no primary settling and very long aerobic detention time to generate less excess sludge overall. It is ideal for smaller flow, modular applications that require low maintenance such as residential subdivisions. But the long HRT of Extended Aeration means larger basins, and when capacity growth outpaces available space, B K chemicals can be a good solution.

Adding floating media to an Extended Aeration system will increase biomass and expand capacity, while still maintaining low sludge production and high resistance to shock loads and diurnal variability.

Additionally, if stricter regulations require nutrient removal, B K Chemicals can help convert an Extended Aeration process into a staged Biological Nutrient Removal system.

Advantages and key features:
• simple, low-cost design
• minimal sludge production, due to extended aeration times
• constructed in either marine grade aluminum or epoxy-coated steel for long corrosion-free service
• air operated pumps mean fewer electrical components
• flexible process that can treat a wide range of wastewaters

 

فرآیند IDEA) Intermittent Decanted Extended Aeration) در سال 1998 توسط موسسه ی علوم و فناوری کره ی جنوبی به ثبت رسید.
این فرآیند در واقع نوع پیشرفتهای از فرآیند SBR است که مهمترین مزیت آن پیوستگی جریان در سیستم میباشد.
به لحاظ اقتصادی نسبت به سیستمهای مشابه لجن فعال و حتی فرآیند SBR هزینه بسیار کمتری را دارد.
از طرفی راهبری سیستم بسیار ساده تر از سیستمهای مشابه خود میباشد.
از مزایای مهم دیگر این سیستم حذف ازت و فسفر میباشد.
در کنار بالا بودن راندمان حذف مواد آلی این سیستم راندمان خوبی را در حذف ازت و فسفر دارا است.
فرآیند IDEA امکان بهره برداری در حالت ثابت به منظور حفظ غلظت طراحی فرآیند را می دهد و براساس دو عامل میتواند تعیین شود:

۱) بارگذاری هیدرولیکی
۲) بارگذاری آلی و نسبت F:M

در یک سیکل ۴ ساعته فرآیند با داشتن مقدار جریان حجمی ورودی میتوان حجم حوضچه را نسبت به زمان مانند لازم در هر فاز تعیین نمود.
عموماً طول به عرض حوضچه طوری محاسبه میشود که نسبت 3 به 1 حفظ شود این نسبت یک الگوی جریان پیستونی در حوضچه IDEA ایجاد میکند. براساس زمان هوادهی و درجه آلودگی فاضلاب بهراحتی میتوان اکسیژن مورد نیاز روزانه را محاسبه نمود و با محاسبه آنها، توان دیفیوزها را تعیین کرد.

نسبت F:M پذیرفته شده برای سیستم IDEA برابر با 0.004(kg BOD5/Kg MLSS/day) میباشد.
غلظت MLSS طراحی حدود 4000 mg/l میباشد.
در عمل بسته به بارگذاری لجن و خصوصیات تهنشینی لجن، غلظت MLSS در دامنه 2000 تا 5000 mg/l میباشد.

در طراحی واحد هوادهی استفاده از غلظت MLSS برابر با 4000 میلیگرم در لیتر حجم مناسبی را از حوض هوادهی ایجاد میکند.

راکتور ناپیوسته متوالی (SBR ) یکی از فرآیندهای هوازی تصفیه فاضلاب است که بدلیل پایین بودن هزینه و بازده مطلوب در حذف آلاینده ها در سال های اخیر جهت تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی کاربرد فراوانی یافته است.

هنگامی که دبی فاضلاب ورودی به سیستم تصفیه خیلی کم باشد، در نظرگرفتن واحدهای هوادهی و ته نشینی بصورت مجزا باعث افزایش هزینة تصفیه به ازای هر مترمکعب فاضلاب می گردد. درچنین مواردی با انجام یک تغییر در روش لجن فعال این روش برای بکارگیری درسیستم تصفیه مناسب سازی می شود. طی این تغییر مخازن هوادهی و ته نشینی را با یکدیگر ترکیب نموده و فرآیندهای هوادهی و ته نشینی بصورت متناوب و در زمانهای متوالی در یک راکتور انجام می شود. این فرآیند دارای 5 مرحله پر شدن، واکنش، ته نشینی، تخلیه و مرحله سکون به صورت زیر می باشد.

در حین پر شدن، مایع و سوبسترا به راکتور اضافه می شود. معمولا مرحله پر شدن امکان بالا آمدن سطح مایع راکتور را از 75 تا 100 درصد ظرفیت (در پایان مرحله سکون) فراهم می کند. هنگامیکه دو تانک استفاده می شود، مرحله تغذیه ممکن است حدود 50 درصد زمان چرخه پر شدن باشد. در حین پر شدن، راکتور ممکن است فقط مخلوط شود یا برای انجام واکنشهای بیولوژیکی با فاضلاب ورودی، اختلاط و هوادهی شود.جرم سلولی در حین دوره واکنش، سوبسترا را تحت شرایط کنترل شده محیطی مصرف می کند. امکان جداسازی جامدات از مایع تحت شرایط سکون فراهم می شود و در نتیجه مایع زلال شده را می توان به عنوان پساب خروجی تخلیه کرد. پساب خروجی زلال شده، در حین مرحله تخلیه حذف می شود. انواع مختلف مکانیسم های تخلیه استفاده شده است که رایج ترین آن سرریزهای قابل تنظیم یا شناور می باشد. دوره سکون در سیتسم هایی به کار می رود که چند تانک در آن وجود دارد تا زمان را برای تکمیل چرخه تغذیه قبل از انتقال به واحد دیگر فراهم می کند. به دلیل اینکه مرحله سکون، فاز ضروری نیست، بعضی مواقع حذف می شود

فرایند SBR به دو دسته جریان متناوب (intermittent flow) و جریان پیوسته( continuous flow) تقسیم می شود. در فرایند sbr با جریان متناوب ممکن است فاضلاب یکباره تا رسیدن به سطح پر شدن طبیعی وارد مخزن شود که بارگذاری یک مرحله ای نام دارد و تا زمانی که تمام مراحل کامل نشود و تخلیه صورت نگیرد هیچ فاضلابی به مخزن اضافه نخواهد شد این روش معمولا برای نیتروژن گیری بهتر استفاده می شود ولی در حالت جریان پیوسته ممکن است فاضلاب طی چند مرحله تا رسیدن به سطح پر شدن طبیعی وارد مخزن شود. با این حال پس از افزایش هر مقدار از فاضلاب به داخل sbr، این مقدار پیش از آنکه مقدار بعدی وارد راکتور شود تصفیه و یا هوادهی می شود.

برای استفاده در حالتهای جریان پیوسته، حداقل دو تانک SBR باید فراهم شود، بطوریکه یک تانک، جریان فاضلاب را دریافت می کند، در حالیکه تانک دیگر، چرخه تصفیه را کامل می کند. برای دستیابی به حذف فسفر و نیتروژن، تغییرات فرایندی مختلفی در رابطه با زمان هر مرحله انجام شده است. دارای چند سیکل در روز است، یک سیکل معمول ممکن است شامل ۳ ساعت پر شدن، ۲ ساعت هوادهی۰٫۵ ساعت ته نشینی و ۰٫۵ ساعت تخلیه مایع صاف شده باشد. مرحله سکون نیز ممکن است برای انعطاف پذیری در جریانهای زیاد، در نظر گرفته شود. در جدول زیر داده های فنی SBR اورده شده است.

از SBR جهت تصفیه پیشرفته فاضلاب به منظور حذف ازت و فسفر نیـز استفــاده می شود. سیستمهای SBR علاوه بـر بـازده بسـیار بالا در حذف کربن، توانایی قابل توجهی نیز در حذف نیتـروژن در فرایند دنیتریفیکاسیون دارند. یعنی قادر به کـاهش آلـودگی ناشی از کربن و نیتروژن به میزان 95 تا 98% میباشند.

راکتور SBR با ساختار فیزیکی بسیار ساده، از نظر عملیاتی جهـت رسیدن به اهداف تصفیه، انعطاف پذیری زیادی دارند. از دیگـر مــزایای آن ها، میتوان هزینه احداث پایین، بازده بـالا، عـدم نیاز به تانک ته نشینی، راهبری آسان، تحمل شوک بار آلی، کاهش الزامات پمپاژ مورد نیاز و مقاومت در برابر شسته شدن جامدات را نـام بـرد. یک ویژگی خاص سیستم SBR این است که نیاز به سیستم برگشت لجن فعال (RAS) ندارد.

استفاده از روش sbr در تصفیه فاضلاب شهری و همچنین فاضلاب های صنعتی نتایج رضایت بخشی را در برداشته است. این روش به طور منحصر به فردی برای عملیات تصفیه فاضلاب تحت جریان های متناوب و یا کم (جریان فاضلاب اجتماعات کوچک یا واحدهای صنعتی) مناسب است.طی 25 سال اخیـر بـیش از 1300 واحـد SBR در امریکا، کانادا و اروپا به طور موفقیت آمیزی استفاده شـده انـد. خصوصاً این که تعـداد واحـدهای SBR در شـمال آمریکـا بـه سرعت در حال رشـد اسـت. بسـیاری از ایـن تأسیسـات بـرای اجتماعات کوچک بافاضلاب تولیدی کم تر از 5 میلیون گـالن در ساعت استفاده شـده اسـت. در نتیجـه استفاده از این نوع راکتورهـا، بـرای تصـفیه فاضـلاب صـنایع و اجتماعات کوچک به سـرعت درحـال افـزایش اسـت .

در سال 2008،ADSSC، بخش فاضلاب شهری و بهداشتی ابوظبی در امارات متحده عربی، تصمیم گرفتند که دو تا از مخازن ذخیره خروجی اضطراری در سایت mafraq wwtp را به راکتورهای ناپیوسته متوالی تبدیل کنند، که افزایش ظرفیت تصفیه ثانویه پلنت 50000m3/day شد. هر حوضچه ی SBR دارای عرض 30متر و طول 109 متر است که پلنت Mafraq SBR بزرگترین SBR دوحوضچه ای در جهان از جهت ظرفیت تصفیه و اندازه مخزن می باشد. در زیر شکل سایت نشان داده شده است.

اين نوع تصفيه‌خانه‌ها معمولاً شامل واحدهاي آشغال‌گيري ، مرحله بي هوازي وسپس مرحله هوازي و حذف مواد معلق و جامدات محلول، گندزدايي، ساختمان‌هاي جنبي و کانال كلر زني هستند كه هزينه اوليه آنها به صورت سرانه جمعيت محاسبه و اعمال مي‌گردد.
در تصفيه فاضلاب به روش USBF ، ابتدا تصفيه فاضلاب جهت کاهش ميزان آشغال و دانه ها انجام ميگيرد. در گام نخست آشغالگير دانه درشت قرار ميگيرد که اما در بعضي از تصفيه‌خانه‌ها، فاضلاب خام پس از پيش تصفيه مقدماتي مستقيماً وارد سيستم مي‌گردد.

مزایا سيستم USBF :
1- کاهش هزينه: اين امر با کاهش ابعاد ، کاهش تجهيزات کمکي و کاهش احتياجات ساختماني (کاهش هزينه احرايي) براورده مي شود.
2- کاهش هزينه هاي تعميرات و بهره برداري: اين امير از طريق طراحي فشرده و کاهش حجم، نبوده قسمتهاي متحرک مثل ميکسر و تنظيم خودکار هيدروليکي با ساختمان مدرن آن انجام ميگيرد.

3- بازده بالاي تصفيه:
کاهش BOD و TSS به کمتراز 5 و 10 mg/l و آمونياک و فسفر به کمتر از 5/0 mg/l به صورت تئوري انجام مي گيرد.لازم به ذکر است که با توجه به نوع استفاده از پساب مي توان از حذف فسفر و نيتروژن تا حدي صرفه نظر کرد.

4- تثبيت لجن با کمترين مقدار لجن:
حداقل طراحي زمان ماند لجن 25 روز است که حاصل آن تثبيت بي هوازي لجن و کاهش مقدار آن است.

5- کار کرد بدون بو:
کاهش پتاسيل توليد بو در فرآيندهوازي در بيو راکتورها و زمان طولاني سن لجن باعث شده که اين راکتور در مکان پر جمعيت و نزديک محل سکونت قابل اجرا باشد.

6- انعطاف پذيري هيدروليکي:
زلال ساز اين راکتور که بصورت مخروطي بوده داراي انعطاف بالاي براي جريانات مختلف است.
در جريانات بالا ، ميزان زيادي از لجن بالا آمده و عمل فيلترينگ بهتر انجا مي گيرد.

7- طراحي انعطاف پذير :
طراحي مدرن و انعطاف پذير اين سيستم مي تواند همزمان با نيازهاي متداول و رشد احتياجات به آرامي گسترش يابد.اين سيستم مي تواند به راحتي به سيستم هاي تصفيه حتي خارج از سيستم اصلي متصل گردد.

8- بهبود آبگيري لجن:
لجن مسن که در اين سيستم وجود دارد به راحتي آبگيري مي شود

9- عدم نياز به زلال ساز اوليه:
USBF به کلاريفاير احتياج نداشته و براي دبي هاي بالا ، آشغالگير و دانه گير براي تمام سيستم هاي بيولوژيکي و USBF نياز خواهد بود.

تصفيه ثانويه به روش USBF بر مبناي اكسيداسيون، جهت حذف مواد محلول و ذرات ريزي كه در تصفيه اوليه حذف نمي‌شوند انجام مي‌گيرد. ميكروارگانيسم‌‌هاي بي هوازي اين عمل را در چند ساعت (در حين عبور فاضلاب از استخر بي هوازي) انجام مي‌دهند. قسمتي از مواد معلق تثبيت شده و در اثر اين واکنش به دي‌اكسيدكربن، آب، سولفاتها و نيتراتها و متان تبديل مي‌شوند. مواد جامد باقيمانده نيز به شكلي تبديل مي‌شوند كه به صورت لجن درمراحل بعد دوباره تجزيه شده ياته‌نشيني از فاضلاب جدا شوند.
بعد از آن فرآيند هوادهي قرار مي گيرد که فاضلاب به طرف استخر هوادهي از قسمت زير زلال ساز هدايت مي‌شود تا تثبيت نهايي و اصلي و همچنين عمل حذف فسفر تکميل گردد.سپس فاضلاب وارد مرحله زلال سازي شده که در اين مرحله با جريان روبه بالا که در اين تانک وجود دارد و همچنين صفحه لجني که ايجاد مي گردد بصورت فيلتر فلوک هاي لجن را جدا مي نمايد و ارگانيسم‌هاي جدا شده بسرعت به استخر بي هوازي برگشت داده مي‌شوند تا به صورت لجن‌فعال عمل نمايند. پساب تصفيه شده معمولاً كلرزني شده و به خارج از تصفيه‌خانه هدايت مي‌گردد.
روش USBF بسته به بار هيدروليكي و بار آلودگي ورودي به حوض بي هوازي، حجم حوض‌هاي هوادهي، زمان ماند هيدروليكي، و زمان ماند ميكروارگانيسم‌ها در تصفيه‌خانه (سن لجن)، مقدار تجديد جريان، نحوه‌ي هوادهي و نوع جريان طراحي مي گردد كه هر يك در شرايط ويژه‌اي مناسب بوده و كاربرد دارد. ويژگي هاي اين سيستم پيشرفته در ادامه مرود بحث قرار گرفته و نوع هواده که در USBF قابل استفاده مي باشددر ادامه تشريح گرديده‌اند.

نحوه حذف فسفر در اين راکتورها:
مکانسيم حذف فسفر در اين راکتور همانند فستريپ يا مدل باردفو است.در فرآيند USBF تخمير BOD محلول در ناحيه بي هوازي توسط گروهي از ميکرو ارگانيسم ها به صورت انتخابي انجام مي گيرد که اين نوع از ميکروارگانسيم ها توانايي ذخيره فسفر را دارند. فسفر در مرحله بي هوازي توسط آسنو باکتر رها شده که اين فسفر در مرحله هوادهي شده بصورت بسيار زياد جذب شده و بوسيله لجن مازاد حذف مي گردد.
ميزان و سرعت حذف فسفر بستگي به ميزان BOD/P فاضلاب خام اوليه دارد.

نحوه حذف آمونياک:
برا ي عمل نيتريفيکاسيون ابتدا در ناحيه هوازي بوسيله دو باکتري تيرات سازي مي شود که عمل زير انجام مي گيرد.
در اين پروسه ، نيتروزيمانوس و نيترو باکتر نيتروژن آمونياکي را به نيتريت و سپس نيترات تبديل مي کنند که اين عمل توسط باکتري هاي ياد شده در مرحله هوازي انجام مي يگرد.

سپس نيترات به مرحله بي هوازي برگشت داده شده که که با عمل دي نيتريفيکاسيون دوباره بصورت گاز آمونياک در آمده و حذف مي گردد.
در اين واکنش BOD منبع کربن يا الکترون دهنده براي واکنش تبديل نيترات به گاز نيتروژن است.

سیستم های جداکننده آب از روغن و نفت-API

شناورسازی عملیاتی است که برای جداسازی ذرات جامد یا مایع از یک فاز مایع بکار می رود. مواد قابل شناوری (بطور عمده روغنهای امولسیونی و مواد آلی) معمولاً در طراحی تجهیزات تصفیه مقدماتی در صنعت نسبت به مواد قابل ته نشینی از اهمیت بیشتری برخوردارند. به این منظور در بیشتر پالایشگاهها، واحدهای شیمیایی و سایر کارگاههای صنعتی از تجهیزات جداسازی آب – روغن، بجای تانکهای ته نشینی اولیه استفاده می شود.
مزیت اصلی شناورسازی بر ته نشینی این است که با این روش، ذراتی را که بسیار کوچک و یا سبک هستند و به آرامی ته نشین می شوند، می توان بطور کاملتر و در زمان کوتاهتری حذف کرد. به محض شناور شدن ذرات در سطح، می توان آنها را از طریق کف روبی جمع آوری کرد.

شناورسازی ثقلی (جدا کننده های ثقلی) (Gravity Separators)
جدا کننده های ثقلی معمولاً برای زدودن و حذف روغن، گریس و نفت بصورت آزاد و غیرامولسیون بکار می روند. از نظر تئوری فرآیند جداسازی در جدا کننده های ثقلی بوسیله قانون استوکس در غیاب جریان توربولانسی و جریانهای گردشی پیش بینی می شود. بنابراین در عمل، بازدهی جدا کننده ثقلی بستگی به طراحی دقیق هیدرولیک جدا کننده و زمان ماند پساب دارد.

جدا کننده American Petroleum Institute- API
API در واقع یک سیستم جدا کننده روغن از آب است که تحت استانداردهای API طراحی شده است. این سیستم بطور وسیعی در تصفیه خانه ها و بسیاری از واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. برای طراحی مخازن دایره ای و مستطیلی استانداردهایی وجود دارد، ولی در عمل واحدهای مستطیل شکل سازگاری بیشتری داشته و به میزان وسیعتری بکار می روند. اغلب واحدها بنا به دلایل متعددی بطور محافظه کارانه طراحی می شوند.
در این واحدها علاوه بر حذف روغن و چربی، ذرات جامد مثل پیچ و مهره، ورقه های پلاستیکی، قطعات بزرگتر فلزی و غیره که غالباً در فاضلاب روها ملاحظه می شوند به وسیله جدا کننده ها حذف می شوند. در نتیجه در این نوع جدا کننده ها به لجن روبهای قویتری نیاز خواهیم داشت.

طراحی انواع مختلف جدا کننده های آب- روغن براساس اختلاف دانسیته استوار است. قابلیت و توانایی جدا کننده در بهبود بخشیدن به عملکرد جداسازی روغن از پساب، تابع عوامل متعددی است که عبارتند از:
– نوع و حالت روغن و چربی در جریان پساب، خواص جریان حاصل، طراحی و اندازه واحد و زمان ماند پساب
رابطه اصلی حذف روغن در اینگونه واحدها همانند واحدهای ته نشینی و به قرار زیر است:

واحدهای این فرمول عبارتند از:
Vr= سرعت صعود (برحسبm/Sec)،
Pw= دانسیته آب(kg/m3)
Po= دانسیته روغن(kg/m3)
U= ویسکوزیته دینامیکی یا مطلق آب(N.S/m2)
d= قطر ذرات (برحسبm)
g= ثابت ثقل (9/81 m/Sec2)
این رابطه برای همه جدا کننده های ثقلی روغن از آب بکار می رود. فرمول بالا همانند ته نشینی برمبنای قانون استوکس(Stokes’Law) استوار بوده و برای اعداد رینولدز کمتر از یک صادق است. همچنین باید توجه داشت که این فرمول فقط برای روغن آزاد می تواند بکار رود و برای روغنهای امولسیونی قابل استفاده نیست.
جدا کننده های نوعAPI و CPI برای حذف و کاهش روغنهای امولسیون طراحی نمی شوند، بلکه فقط برای روغنهای آزاد مورد استفاده قرار می گیرند.
اندازه استاندارد قطر ذرات روغن برای حذف روغن150 میکرون است.

مشخصات سیستم های API ساخت شرکت مهندسی آبسان پالایش
– قابلیت ساخت بصورت پکیج های فلزی و در ظرفیت های بالا بصورت بتنی
– شامل واحد های ورودی پساب ، سیستم جمع کننده روغن و لجن ، خروجی پساب ، Skimmer سطحی و خروجی لجن
– راندمان بالا در حذف روغنها و چربی های کلوییدی
– قابلیت استفاده در تصفیه فاضلابهای آشپزخانه ها ، فاضلابهای بهداشتی و پسابهای صنعتی حاوی روغن و نفت