تصفیه فاضلاب به روش USBF (Upflow sludge blanket filtration) یا فیلتراسیون جریان رو به بالا با بستر لجن از جمله روش ها و فرآیندهای بیولوژیکی مورد استفاده برای کاهش مواد آلی می باشد. این روش قدرت بالایی در حذف مواد آلی و فسفر و نیتروژن موجود در پساب های بهداشتی و صنعتی داشته و با تلفیق شرایط هوازی و بی هوازی این بستر را فراهم نموده است. در این بخش از آموزش تصفیه فاضلاب گروه صنعتی هفت، روند کار، ساختار، مزایا، معایب و کاربرد USBF را بررسی و شرح خواهیم داد.
آنچه در این مطلب می خوانید:
تصفیه فاضلاب به روش USBF چیست؟
در تصفیه فاضلاب حذف مواد آلی از پساب های بهداشتی و صنعتی چالش های زیادی را به همراه داشته و اهمیت بالایی دارند. با توجه به قدرت بالای میکروارگانیسم ها در تجزیه مواد آلی، روش های تصفیه بیولوژیکی در اغلب فرآیندها مورد استفاده قرار میگیرند. فیلتراسیون رو به بالا با بستر لجن یا USBF از جمله فرآیندهایی می باشد که پایه و اساس آن بیولوژیکی بوده و ترکیبی از لجن فعال متعارف و روش های بی هوازی می باشد. در این فرآیند بخش غیر هوازی حاوی لجن برای حذف نیتروژن و ازت در نظر گرفته شده و سایر مواد آلی به کمک بخش هوازی در زلال ساز کاهش پیدا می کنند.
در تصفیه فاضلاب به روش USBF بخش غیر هوازی و حاوی لجن فعال در پایین ترین تقطه از پکیج تعبیه شده است. پساب های تصفیه شده در این بخش با جریان هوا وارد بخش مخروطی زلال ساز شده و به دلیل وجود لایه و بستر لجن در آن، در حین حرکت از پایین به بالا سایر آلاینده ها و مواد آلی خود را از دست می دهند. در نهایت، آب زلال و بدون مواد آلی در بالاترین بخش مخزن قرار گرفته و از آن خارج میشود. این یک شرح کلی از فرآیند مداوم و چرخشی USBF می باشد که از مزایای روش های غیر هوازی و هوازی در کنار هم بهره برده است. این روند مدولار قادر به کاهش BOD و انجام نیتریفیکاسیون و دینیتریفیکاسیون و حذف فسفر و ازت با هزینه کم و اشغال فضای اندک می باشد.
نحوه تصفیه فاضلاب به روش USBF
با توجه به معرفی و تعریف کلی که برای رآکتور جریان رو به بالا با بستر لجن فعال USBF ارائه شد، روند تصفیه پساب و فاضلاب را می توان به این صورت بیان کرد:
- فاضلاب حاوی مواد آلی و نیتروژن و فسفر و غیره از قسمت پایین مخزن USBF وارد بخش بی هوازی میشود.
- در بخش بی هوازی لایه هایی از لجن فعال برگشتی موجود می باشد. پساب پس از برخورد به لایه لجن با آن مخلوط شده و میکروارگانیسم های بی هوازی شرایط را برای نیتریفیکاسیون و دینیتریفیکاسیون فراهم نموده و باعث تجزیه فسفر و نیتروژن و ازت می شود. این مرحله حدود 2 تا 6 ساعت با توجه به نوع و مقدار مواد آلی ممکن است طول بکشد.
- جریان هوا از بخش هوازی باعث هدایت فاضلاب تصفیه شده در بخش غیرهوازی و مقداری از لجن به سمت زلال ساز میشود.
- زلال ساز ساختار مخروطی داشته و فاضلاب و لجن از قسمت انتهایی وارد آن شده و با سرعت رو به بالا حرکت می کنند.
- در اثر عبور فاضلاب از لایه و بستر لجن موجود در زلال ساز سایر مواد آلی را از دست می دهد.
- تکه های لجن وارد شده به زلال ساز در قسمت انتهایی آن ته نشین شده و آب زلال از قسمت بالایی مخزن تخلیه می گردد. زمان ماند در این مرحله 6 تا 50 ساعت ممکن است طول بکشد.
- لجن های مازاد در زلال ساز تخلیه شده و قسمتی از آنها به عنوان لجن برگشتی به واحد بی هوازی انتقال داده شده و مابقی تخلیه می گردد.
- این چرخه به صورت مداوم تکرار شده و با هزینه کم و در بازه زمانی کوتاه حجم بالایی از مواد آلی پساب ها کاهش پیدا خواهد کرد.
ساختار مخزن فیلتراسیون جریان رو به بالا با بستر لجن
فرآیند USBF برای اولین بار توسط شرکت Eco Fluid بر مبنای سینتیک مک کارتی و لارنس طراحی و معرفی شد. ساختاری که برای این طرح ارائه شده است شامل مخزن فلزی مستطیلی می باشد. درون مخزن به سه بخش کلی تقسیم میشود که شامل واحد هوازی، بی هوازی و زلال ساز است. برای بهبود سرعت حرکت پساب ها و کمک به ته نشینی لجن های معلق در آن، واحد زلال ساز مخروطی در نظر گرفته شده که راس آن رو به پایین است.
در بخش بی هوازی لایه و بستری از لجن فعال در نظر گرفته شده است که عملیات نیتریفیکاسیون و دینیتریفیکاسیون در آن انجام میشود. برای ورود پساب ها به این بخش، ورودی مخزن در پایین ترین نقطه در نظر گرفته شده است.
ترکیبات قابل حذف با USBF
- حذف نیتروژن: از اصلی ترین ترکیبات و مواد آلی که در فرآیند تصفیه فاضلاب usbf حذف میشود، نیتروژن می باشد. با فرآیند نیتریفیکاسیون که در بیورآکتورهای usbf رخ می دهد، آمونیاک به نیترات No3 تبدیل میشود.
- حذف فسفر در USBF: از دیگر ویژگی های usbf، قدرت بالای آن در حذف فسفر موجود در پساب ها می باشد. برای این منظور از هر سه روش جذب بیولوژیکی که به جذب لذیذ نیز معروف می باشد استفاده میشود. علاوه براین، می توان از روش های ترسیب همزمان و ترسیب شیمیایی نیز برای این منظور استفاده نمود.
- علاوه بر موارد فوق، در این روش پارامترهایی از قبیل BOD5، COD، TSS تا حد زیادی بهبود پیدا نموده و انواع انگل، پاتوژن، رنگ و بو نیز در فاضلاب کاهش می یابند.
مزایای فیلتراسیون جریان رو به بالا با بستر لجن
بر اساس آزمایشات و تحقیقات متعدد انجام شده، USBF در مقایسه با SBR که از روش های تصفیه بیولوژیکی برای کاهش آلاینده های موجود در پساب ها می باشد، موثرتر عمل می کند. برخی از مزایای این روش عبارتند از:
- راه اندازی آسان و عدم نیاز به هزینه های زیاد برای خرید زمین به دلیل اشغال فضای کم
- هزینه نگهداری و راهبری کم
- عدم نیاز به مواد غذایی جانبی زیاد برای بهبود روند تصفیه
- تولید لجن کم و کاهش هزینه های تخلیه
- تصفیه فاضلاب در شرایط بدون بو
- طراحی مدولار و قابل انعطاف
- قابل اجرا در تصفیه خانه های بزرگ و کوچک
- قابلیت کاهش مواد آلی موجود در فاضلاب در شرایط دمایی مختلف
- کاهش هزینه های مصرف انرژی
پارامترهای موثر در بهره برداری USBF
راندمان و کارایی روش فیلتراسیون جریان رو به بالا با بستر لجن فعال USBF به پارمترهای متعددی بستگی دارد که در طراحی باید به آن توجه داشت. از جمله این پارامترها می توان به گزینه های زیر اشاره کرد:
- زمان ماند لجن SRT: 5 تا 70 روز
- SVI: 80 تا 120
- بارگذاری هیدرولیکی: 1 تا 6
- غلظت MLVSS: 4000 تا 6000 میلی گرم بر لیتر
- F/M: 0.01 تا 1
طراحی و پیاده سازی فرآیند تصفیه فاضلاب به روش USBF
همان طور که اشاره شد، این فرآیند برای محیط های مختلف با شرایط دمایی گوناگون قابل پیاده سازی می باشد. اما تنها در شرایطی می توان به نتایج مطلوبی از آن دست پیدا کرد که تمام استانداردها و پارامترهای مهم در نظر گرفته شده باشند. گروه صنعتی هفت با طراحی انواع پکیج تصفیه فاضلاب آماده پیاده سازی این روش ها با بررسی دقیق شرایط محیط و نوع پساب ها و مواد آلی موجود در آنها می باشد. جهت کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره رایگان می توانید با کارشناسان گروه صنعتی هفت تماس بگیرید.
