سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
معرفی سیستم تصفیه فاضلاب به روش USBF
۱۳۸۹/۱۰/۱۴
1:54
|
معرفی سیستم USBF ( Upflow Sludge Blanket Filtration )
فرآیند USBF حاصل بیش از چهل سال تحقیق، آزمایش و تجارب عملی می باشد . این فرآیند یک سیستم لجن فعال متعارف است که با یک منطقه بی هوازی و یک بسترفیلتر لجن با جریان رو به بالا ترکیب و در یک بیوری اکتور یکپارچه گرد هم آمده است. سیستم پی در پی و مدولار USBF ، به طور ویژه فضای کمتری اشغال نموده و اجزای متحرک بسیار کمتری دارد. نتیجه امر یک سیستم کارآمد تصفیه فاضلاب می باشد. که هزینه نگهداری و راهبری پایینی دارد. تکنولوژی USBF از نظر ماهیت محدودیت ظرفیت نداشته و در رنج گسترده ای قابلیت کاربرد دارد.
تصفیه خانه های بسیاری جهت تصفیه فاضلابهای مسکونی و بهداشتی، واحدهای صنعتی، صنایع غذایی و کشاورزی طراحی و اجرا شده اند و به خوبی با این تکنولوژی در حال بهره برداری هستند شرکت Ecofluid به جهت فرآیند USBF توانسته است شهرتی جهانی را پایه گذاری نماید و این روش تصفیه فاضلاب به عنوان روشی استثنائی و پیشرفته، برنده جایزه بین المللی آکادمی علمی فراست و سولیوان (Frost & Solivan ) در سال 2006 میلادی بوده است. طراحی با ظرافت، سهولت بهره برداری، مصرف کمتر انرژی نسبت به روشهای معمول لجن فعال، حداقل تجهیزات مکانیکی و اشغال حداقل فضای ممکن، از خصوصیات برجسته و منحصر به فرد این سیستم تصفیه فاضلاب می باشد .
کلیات
تکنولوژی USBF به طور انحصاری سه الگوی جدید را جهت افزایش راندمان و کاهش هزینه ها ترکیب می نماید :
الف- فیلتراسیون با جریان رو به بالای بستر لجن (USBF )
امروزه ته نشینی، متداولترین تکنیک جداسازی جامدات معلق از فاضلاب می باشد. درجه پایین جداسازی در سیستمهای رایج، بازده را کم و مدت زمان را بالا می برد و مستلزم مخازن بزرگ و دیگر تجهیزات می باشد. در تکنولوژی USBF با بکارگیری یک فیلتراسیون با جریان رو به بالای بستر لجن که در یک مخزن زلال ساز منشوری یا قیفی شکل قرار گرفته، میزان جداسازی سرعت گرفته و ترکیبی از سلولهای میکروبی و آب از پایین وارد زلال ساز می گردد و ضمن حرکت رو به بالا، سرعت آنها کاهش می یابد تا جائیکه لخته هایی از سلولها ثابت و ساکن می شوند . این لخته ها تشکیل یک بستر لجن داده و به طور موثری ذرات کلوئیدی و دیگر ذرات ریز را فیلتر می نمایند. هنگامیکه لخته ها بزرگ و سنگین می گردند، به پایین زلال ساز فرود آمده و توسط پمپ به ناحیه بی هوازی برگشت داده می شوند
ب - غلظت بالای لجن (High Sludge Concentration )
تمام تصفیه خانه های متعارف در غلظتهای متوسط یا پایین لجن عمل می نمایند. واحدهای USBF در غلظتهای بالا عمل نموده و این باعث می گردد تا راندمان فیلتراسیون با بستر لجن بالا رفته و شرایطی ایجاد گردد که تعداد سلولهای میکروبی که در جستجوی غذا یا همان ماده آلی هستند، در فاضلاب افزایش یابد . با گرسنه نگهداشتن توده زنده ( Biomass ) و یا فوق فعال سازی (Super activation ) آنها، سلولهای باکتری در کمبود مواد غذایی به سراغ طیف گسترده تری از مواد آلی می روند که این طیف گسترده تر شامل موادی می شود که در روشهای دیگر غیر قابل تجزیه بیولوژیکی تصور می شوند.
ج-انجام کلیه فرآیندها در یک بیوری اکتور (Integrated Bioreactor)
تمامی تکنولوژی متعارف، مراحل هوادهی، ته نشینی، نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون، زلال سازی و تغلیظ و تثبیت لجن را در قسمتهای جداگانه ای انجام می دهند. اما در تکنولوژی USBF کلیه این مراحل در یک بیوری اکتور فشرده صورت می پذیرد که در نتیجه، هزینه و ابعاد تجهیزات، کاهش قابل ملاحظه ای می یابد.
شرح فرآیند
عملکرد یک تصفیه خانه بسیار ساده بوده و پس از راه اندازی به خودی خود قابل تنظیم می باشد. فاضلاب داخل بخش بی هوازی می گردد و در آنجا با لجن بازگشتی از کف مخزن ته نشینی ترکیب می گردد. پس از این اختلاط، جریان از قسمت پایین وارد قسمت هوادهی بیو ری اکتور می گردد. پس از هوادهی، یک جریان از مخلوط مایع فاضلاب وارد قسمت پایین زلال سازی می گردد. در آنجا بستر لجن، لخته های لجن را جذب کرده وآب را از فیلتر لجن عبور می دهد. پس از جدا سازی ، آب تمیز از روی سطح توسط یک جمع کننده جمع آوری شده واز سیستم خارج می گردد. جهت تکمیل چرخه داخلی ، لجن فعال جمع آوری شده در کف زلال ساز به قسمت بی هوازی در ورودی بیوری اکتور بازگشت داده می شود.
مزایای رآکتور USBF
الف- کاهش هزینه سرانه تصفیه
ایده متمرکز نمودن کلیه قسمتها در یک بیوری اکتور واحد تجهیزات اضافی راکاهش داده ونیز نیاز به زمین را به حداقل می رساند .
ب- کاهش هزینه های راهبری ونگهداری
طراحی فشرده به حد اقل رساندن قطعات متحرک ، ساختار مدولار و هیدرولیک خود راهبر باعث گردیده ، تا تجهیزات نظارتی کاهش یافته و هزینه های راهبری و نگهداری کاهش یابد .
ج- کاهش مواد غذایی
راندمان بالای تصفیه سبب گردیده تا مقدار نیتروژن و فسفر به کمتر از 1 میلیگرم و میزان BOD5 در پساب خروجی به حدود 5 میلیگرم درلیتر کاهش یابد .
د- لجن مازاد کمتر و تثبیت شده تر
بارگذاری پایین میکروبیولوژیکی منجر به سن بیشتر لجن می گردد که خود باعث تولید لجن مازاد کمتر وپایدارتر( تثبیت شده تر) می شود. پس از تصفیه پاتوژنها ( وگاهی نیز به طور مستقیم ) می توان از این لجن مازاد به عنوان کود استفاده نمود.
ه- بی بو بودن فرآیند
شرایط هوازی در طول بیوری اکتور وسن زیاد لجن به طور مناسبی احتمال ایجاد بو را از بین می برد . تصفیه خانه های با سیستم USBF می توانند در محیطهای آلوده بدون هیچ تاثیرسوئی قرار گیرد .
و- انعطاف هیدرولیکی
شکل منشوری یا مخروطی زلال ساز نه تنها اجازه می دهد که سایر فرآیندهای تصفیه درطرفین آن صورت پذیرد ، بلکه انعطاف هیدرولیکی بسیار مناسبی را ایجاد مینماید . تکنولوژی USBF به خوبی شوکها و جریانهای اوج یا (Peak ) را در بطور خودکار کنترل می نماید، بصورتیکه با افزایش میزان جریان، بستر لجن بالاتر رفته و سطح فیلتراسیون بیشتری در مخلوط زلال ساز ایجاد می شود .
ز- طراحی مدولار و قابل انعطاف
در هنگام نیاز می توان بر حسب پروژه ظرفیت بهره برداری را افزایش داد و به تصفیه خانه واحدهای مشابه اضافه نمود. واحدهای جدید حتی می توانند به قسمتهای موجود افزوده شوند .
ح-آبگیری پیشرفته لجن
سن بیشتر لجن عملکرد دستگاههای آبگیر لجن را بهبود بخشیده و کیفیت بیشتری را در امر آبگیری باعث می شود.
ی- دارای حق امتیاز انحصاری و تأیید شده
این روش تصفیه دارای حق امتیاز ثبت شده بوده در تصفیه خانه های بسیاری درسراسر جهان به کار گرفته شده است.
شرح فرآیند
فرآیند USBF شکل دیگری از فرآیند لجن فعال متعارف می باشد که یک ناحیه بی هوازی را با یک زلال ساز بستر لجن رو به بالا ترکیب نموده است . فرآیند USBF ممکن است جهت عملیات زیر طراحی گردد :
1. حذف مواد با پایه کربن
2 حذف BOD و نیتربفیکاسیون
3. حذف BOD ، نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون
4. حذف BOD ، نیتریفیکاسیون / دنیتریفیکاسیون و حذف فسفر
جهت حذف مواد با پایه کربن، منطقه بی هوازی به مانند یک ناحیه انتخابی عمل می نماید که در آن شرایطی حاکم می گردد که مخلوط مایع ثبات بیشتری پیدا نموده و رشد باکتری های رشته ای کنترل میگردد.در طراحی ها جهت نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون و حذف فسفر، ناحیه بی هوازی شرایط لازم را جهت کاهش نیترات و حذف فسفر با ایجاد بستر مناسب ایجاد می نماید. در این فرآیند، در قسمت هوادهی آمونیاک توسط باکتریهای نیتروزوموناس به نیتریت اکسید شده و سپس نیتریت توسط باکتریهای نیترو باکتر به نیترات تبدیل شود. در این واکنش، BOD ورودی به عنوان منبع کربن و یا الکترون دهنده جهت احیاء نیترات به عنصر نیتروژن عمل می نماید. مکانیسم حذف فسفر در این فرآیند مشابه روشهای بکار رفته در فرآیند های فستریپ و روش باردن فو اصلاح شده می باشد.
در فرآیند USBF ، تخمیر و تجزیه BOD محلول در ناحیه بی هوازی یا بی اکسیژن صورت می گیرد. محصولات تخمیر توسط گروه خاصی از میکروارگانیسم ها که توانایی ذخیره و جذب فسفر را دارند به طور انتخابی مصرف می گردد. در مرحله تصفیه هوازی، فسفر محلول توسط جمعیت باکتریهای ذخیره کننده فسفر (Acinetabacter)که در ناحیه بی هوازی رشد داده شده بودند، جذب می شود . فسفر جذب شده سپس توسط لجن مازاد و یا توده زنده از سیستم خارج می گردد. میزان ومیزان فسفر در اصل به نسبت BOD به فسفر در فاضلاب ورودی بستگی دارد .
طراحی فرآیند
روند طراحی شرکت Ecofluid در حذف BOD ، نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون در فرآیند USBF بر مبنای کینتیک مکارتی و لارنس می باشد. فرآیند USBF قادر به حذف BOD5 تاکمتر از 5 میلی گرم در لیتر، حذف T.S.S بدون فیلتراسیون تا کمتر از 10 میلی گرم در لیتر حذف نیتروژن کل تا کمتر از 1 میلی گرم در لیتر و حذف فسفر کل تا 0.5 الی 2 میلی گرم در لیتر می باشد . مقادیر بیشتر حذف فسفر تا 0.2 الی 0.5 میلی گرم در لیتر با افزودن نمکهای فلزی به مایع مخلوط در منطقه هوادهی بلافاصله قبل از ورود به ناحیه زلال ساز ممکن می باشد . نمکهای فلزی مختلفی می توانند مورد استفاده قرار بگیرند . نظیر : آلوم (Al2(SO4)3 , 14H2O ) ، آلومینات سدیم ( Na2O. Al2O3 ) ، کلروفریک ( FeCl3 ) ، کلرورفرو ( FeCl2 ) ، سولفات فرو ( FeSO4, 8H2O ) در فرآیند USBF از طریق بیولوژیکی حذف می گردد، افزودن مقدار بسیار کمی منعقد کننده بر میزان تولید لجن تاثیر زیادی ندارد . در زیر فرآیند حذف فسفر توسط سولفات آهن (FeSO4 ) به عنوان نمونه ارائه شده است :
مقایسه USBF با روش SBR
نسبت F/M برای حذف BOD در فاضلابهای شهری 1/0 الی 3/0 در نظر گرفته می شود و برای تصفیه بالا در فاضلابهای قوی صنعتی این نسبت حتی بالای 1 نیز اختیار می گردد. بارگذاری طراحی (F/M ) برای سیستم های SBR با توجه به اینکه تجهیزات هوادهی آن نسبت به USBF بیشتر است، معمولاً کمتر در نظر گرفته می شود چرا که هوا تنها هنگامیکه زمان هوادهی سیکل SBR است دمیده می شود. با این حال قدرت هواده نصب شده الزاماً افزایش می یابد . بخاطر ایده منحصر به فرد زلال سازی با بستر لجن در USBF و با توجه به منطقه انتخابی بی هوازی، اندکس حجم لجن (SVI mg/ mg/l ) برای این روش بسیار پایین تر از SBR می باشد. این اندکس یک فاکتور بحرانی در کل اجرای این روش می باشد. هر دو روش برای بار گذاری هیدرولیکی ماکزیمم به متوسط به خوبی جوابگو می باشند. در سیستم USBF با استفاده از شیب خاص دیواره های زلال ساز اجازه داده می شود تا بستر لجن رشد نموده و سطح ناحیه ته نشینی افزایش یابد و نیز لخته های لجن داخل آن در تماس رو به بالا بهتر تشکیل گردد. در سیستم های SBR با تنظیم سیکل ته نشینی . بارگذاری هیدرولیکی افزایش می یابد .
راندمان حذف متعارف در سیستم های USBF و SBR
زلال ساز دارای یک آرایش بافل منحصر به فرد است که اجازه می دهد لجن از قسمت پایین زلال ساز خارج شود. طراحی خوب، خروج لجن همچنین به چرخه داخلی بین ناحیه های هوازی و بی هوازی سیستم کمک می کند. نسبت طراحی بازگشت لجن 4 برابر میزان جریان متوسط روزانه می باشد . این میزان بالای بازگشت لجن از پایین زلال ساز یک گرایان سرعت رو به پایین را در زلال ساز ایجاد می نماید که باعث می گردد بازدهی هیدرولیکی زلال ساز در مقایسه با زلال سازهای معمولی بسیار بهبود یابد. چرخه داخلی بین ناحیه هوادهی و ناحیه بی هوازی باعث ایجاد چرخه BOD میگردد که در کاهش نیتروژن بسیار مؤثر است این چرخه داخلی مایع مخلوط همچنین چرخه ای را جهت ارگانیسم های حذف کننده فسفر در منطقه بی هوازی ایجاد نموده و سپس آنها را به منطقه هوازی جهت حذف فسفر هدایت می کند. میزان بازگشت بر اساس نسبت BOD جریان ورودی به فسفر کل به نیتروژن آمونیوم تأمین می گردد. نسبت بازگشت برابر 4 برای فاضلابهای خانگی ضریب ایمنی 25 الی 35 درصد را ایجاد می نماید.پارامترهای اصلی طراحی فرآیند در این روش به موارد زیر بستگی دارد :
1. قدرت و قابلیت تجزیه پذیری بیولوژیکی فاضلاب
2. دمای فاضلاب
3. BOD ورودی و خروجی
4. غلظت نیتروژن و فسفر
فرآیند USBF حاصل بیش از چهل سال تحقیق، آزمایش و تجارب عملی می باشد . این فرآیند یک سیستم لجن فعال متعارف است که با یک منطقه بی هوازی و یک بسترفیلتر لجن با جریان رو به بالا ترکیب و در یک بیوری اکتور یکپارچه گرد هم آمده است. سیستم پی در پی و مدولار USBF ، به طور ویژه فضای کمتری اشغال نموده و اجزای متحرک بسیار کمتری دارد. نتیجه امر یک سیستم کارآمد تصفیه فاضلاب می باشد. که هزینه نگهداری و راهبری پایینی دارد. تکنولوژی USBF از نظر ماهیت محدودیت ظرفیت نداشته و در رنج گسترده ای قابلیت کاربرد دارد.
تصفیه خانه های بسیاری جهت تصفیه فاضلابهای مسکونی و بهداشتی، واحدهای صنعتی، صنایع غذایی و کشاورزی طراحی و اجرا شده اند و به خوبی با این تکنولوژی در حال بهره برداری هستند شرکت Ecofluid به جهت فرآیند USBF توانسته است شهرتی جهانی را پایه گذاری نماید و این روش تصفیه فاضلاب به عنوان روشی استثنائی و پیشرفته، برنده جایزه بین المللی آکادمی علمی فراست و سولیوان (Frost & Solivan ) در سال 2006 میلادی بوده است. طراحی با ظرافت، سهولت بهره برداری، مصرف کمتر انرژی نسبت به روشهای معمول لجن فعال، حداقل تجهیزات مکانیکی و اشغال حداقل فضای ممکن، از خصوصیات برجسته و منحصر به فرد این سیستم تصفیه فاضلاب می باشد .
کلیات
تکنولوژی USBF به طور انحصاری سه الگوی جدید را جهت افزایش راندمان و کاهش هزینه ها ترکیب می نماید :
الف- فیلتراسیون با جریان رو به بالای بستر لجن (USBF )
امروزه ته نشینی، متداولترین تکنیک جداسازی جامدات معلق از فاضلاب می باشد. درجه پایین جداسازی در سیستمهای رایج، بازده را کم و مدت زمان را بالا می برد و مستلزم مخازن بزرگ و دیگر تجهیزات می باشد. در تکنولوژی USBF با بکارگیری یک فیلتراسیون با جریان رو به بالای بستر لجن که در یک مخزن زلال ساز منشوری یا قیفی شکل قرار گرفته، میزان جداسازی سرعت گرفته و ترکیبی از سلولهای میکروبی و آب از پایین وارد زلال ساز می گردد و ضمن حرکت رو به بالا، سرعت آنها کاهش می یابد تا جائیکه لخته هایی از سلولها ثابت و ساکن می شوند . این لخته ها تشکیل یک بستر لجن داده و به طور موثری ذرات کلوئیدی و دیگر ذرات ریز را فیلتر می نمایند. هنگامیکه لخته ها بزرگ و سنگین می گردند، به پایین زلال ساز فرود آمده و توسط پمپ به ناحیه بی هوازی برگشت داده می شوند
ب - غلظت بالای لجن (High Sludge Concentration )
تمام تصفیه خانه های متعارف در غلظتهای متوسط یا پایین لجن عمل می نمایند. واحدهای USBF در غلظتهای بالا عمل نموده و این باعث می گردد تا راندمان فیلتراسیون با بستر لجن بالا رفته و شرایطی ایجاد گردد که تعداد سلولهای میکروبی که در جستجوی غذا یا همان ماده آلی هستند، در فاضلاب افزایش یابد . با گرسنه نگهداشتن توده زنده ( Biomass ) و یا فوق فعال سازی (Super activation ) آنها، سلولهای باکتری در کمبود مواد غذایی به سراغ طیف گسترده تری از مواد آلی می روند که این طیف گسترده تر شامل موادی می شود که در روشهای دیگر غیر قابل تجزیه بیولوژیکی تصور می شوند.
ج-انجام کلیه فرآیندها در یک بیوری اکتور (Integrated Bioreactor)
تمامی تکنولوژی متعارف، مراحل هوادهی، ته نشینی، نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون، زلال سازی و تغلیظ و تثبیت لجن را در قسمتهای جداگانه ای انجام می دهند. اما در تکنولوژی USBF کلیه این مراحل در یک بیوری اکتور فشرده صورت می پذیرد که در نتیجه، هزینه و ابعاد تجهیزات، کاهش قابل ملاحظه ای می یابد.
شرح فرآیند
عملکرد یک تصفیه خانه بسیار ساده بوده و پس از راه اندازی به خودی خود قابل تنظیم می باشد. فاضلاب داخل بخش بی هوازی می گردد و در آنجا با لجن بازگشتی از کف مخزن ته نشینی ترکیب می گردد. پس از این اختلاط، جریان از قسمت پایین وارد قسمت هوادهی بیو ری اکتور می گردد. پس از هوادهی، یک جریان از مخلوط مایع فاضلاب وارد قسمت پایین زلال سازی می گردد. در آنجا بستر لجن، لخته های لجن را جذب کرده وآب را از فیلتر لجن عبور می دهد. پس از جدا سازی ، آب تمیز از روی سطح توسط یک جمع کننده جمع آوری شده واز سیستم خارج می گردد. جهت تکمیل چرخه داخلی ، لجن فعال جمع آوری شده در کف زلال ساز به قسمت بی هوازی در ورودی بیوری اکتور بازگشت داده می شود.
مزایای رآکتور USBF
الف- کاهش هزینه سرانه تصفیه
ایده متمرکز نمودن کلیه قسمتها در یک بیوری اکتور واحد تجهیزات اضافی راکاهش داده ونیز نیاز به زمین را به حداقل می رساند .
ب- کاهش هزینه های راهبری ونگهداری
طراحی فشرده به حد اقل رساندن قطعات متحرک ، ساختار مدولار و هیدرولیک خود راهبر باعث گردیده ، تا تجهیزات نظارتی کاهش یافته و هزینه های راهبری و نگهداری کاهش یابد .
ج- کاهش مواد غذایی
راندمان بالای تصفیه سبب گردیده تا مقدار نیتروژن و فسفر به کمتر از 1 میلیگرم و میزان BOD5 در پساب خروجی به حدود 5 میلیگرم درلیتر کاهش یابد .
د- لجن مازاد کمتر و تثبیت شده تر
بارگذاری پایین میکروبیولوژیکی منجر به سن بیشتر لجن می گردد که خود باعث تولید لجن مازاد کمتر وپایدارتر( تثبیت شده تر) می شود. پس از تصفیه پاتوژنها ( وگاهی نیز به طور مستقیم ) می توان از این لجن مازاد به عنوان کود استفاده نمود.
ه- بی بو بودن فرآیند
شرایط هوازی در طول بیوری اکتور وسن زیاد لجن به طور مناسبی احتمال ایجاد بو را از بین می برد . تصفیه خانه های با سیستم USBF می توانند در محیطهای آلوده بدون هیچ تاثیرسوئی قرار گیرد .
و- انعطاف هیدرولیکی
شکل منشوری یا مخروطی زلال ساز نه تنها اجازه می دهد که سایر فرآیندهای تصفیه درطرفین آن صورت پذیرد ، بلکه انعطاف هیدرولیکی بسیار مناسبی را ایجاد مینماید . تکنولوژی USBF به خوبی شوکها و جریانهای اوج یا (Peak ) را در بطور خودکار کنترل می نماید، بصورتیکه با افزایش میزان جریان، بستر لجن بالاتر رفته و سطح فیلتراسیون بیشتری در مخلوط زلال ساز ایجاد می شود .
ز- طراحی مدولار و قابل انعطاف
در هنگام نیاز می توان بر حسب پروژه ظرفیت بهره برداری را افزایش داد و به تصفیه خانه واحدهای مشابه اضافه نمود. واحدهای جدید حتی می توانند به قسمتهای موجود افزوده شوند .
ح-آبگیری پیشرفته لجن
سن بیشتر لجن عملکرد دستگاههای آبگیر لجن را بهبود بخشیده و کیفیت بیشتری را در امر آبگیری باعث می شود.
ی- دارای حق امتیاز انحصاری و تأیید شده
این روش تصفیه دارای حق امتیاز ثبت شده بوده در تصفیه خانه های بسیاری درسراسر جهان به کار گرفته شده است.
شرح فرآیند
فرآیند USBF شکل دیگری از فرآیند لجن فعال متعارف می باشد که یک ناحیه بی هوازی را با یک زلال ساز بستر لجن رو به بالا ترکیب نموده است . فرآیند USBF ممکن است جهت عملیات زیر طراحی گردد :
1. حذف مواد با پایه کربن
2 حذف BOD و نیتربفیکاسیون
3. حذف BOD ، نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون
4. حذف BOD ، نیتریفیکاسیون / دنیتریفیکاسیون و حذف فسفر
جهت حذف مواد با پایه کربن، منطقه بی هوازی به مانند یک ناحیه انتخابی عمل می نماید که در آن شرایطی حاکم می گردد که مخلوط مایع ثبات بیشتری پیدا نموده و رشد باکتری های رشته ای کنترل میگردد.در طراحی ها جهت نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون و حذف فسفر، ناحیه بی هوازی شرایط لازم را جهت کاهش نیترات و حذف فسفر با ایجاد بستر مناسب ایجاد می نماید. در این فرآیند، در قسمت هوادهی آمونیاک توسط باکتریهای نیتروزوموناس به نیتریت اکسید شده و سپس نیتریت توسط باکتریهای نیترو باکتر به نیترات تبدیل شود. در این واکنش، BOD ورودی به عنوان منبع کربن و یا الکترون دهنده جهت احیاء نیترات به عنصر نیتروژن عمل می نماید. مکانیسم حذف فسفر در این فرآیند مشابه روشهای بکار رفته در فرآیند های فستریپ و روش باردن فو اصلاح شده می باشد.
در فرآیند USBF ، تخمیر و تجزیه BOD محلول در ناحیه بی هوازی یا بی اکسیژن صورت می گیرد. محصولات تخمیر توسط گروه خاصی از میکروارگانیسم ها که توانایی ذخیره و جذب فسفر را دارند به طور انتخابی مصرف می گردد. در مرحله تصفیه هوازی، فسفر محلول توسط جمعیت باکتریهای ذخیره کننده فسفر (Acinetabacter)که در ناحیه بی هوازی رشد داده شده بودند، جذب می شود . فسفر جذب شده سپس توسط لجن مازاد و یا توده زنده از سیستم خارج می گردد. میزان ومیزان فسفر در اصل به نسبت BOD به فسفر در فاضلاب ورودی بستگی دارد .
طراحی فرآیند
روند طراحی شرکت Ecofluid در حذف BOD ، نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون در فرآیند USBF بر مبنای کینتیک مکارتی و لارنس می باشد. فرآیند USBF قادر به حذف BOD5 تاکمتر از 5 میلی گرم در لیتر، حذف T.S.S بدون فیلتراسیون تا کمتر از 10 میلی گرم در لیتر حذف نیتروژن کل تا کمتر از 1 میلی گرم در لیتر و حذف فسفر کل تا 0.5 الی 2 میلی گرم در لیتر می باشد . مقادیر بیشتر حذف فسفر تا 0.2 الی 0.5 میلی گرم در لیتر با افزودن نمکهای فلزی به مایع مخلوط در منطقه هوادهی بلافاصله قبل از ورود به ناحیه زلال ساز ممکن می باشد . نمکهای فلزی مختلفی می توانند مورد استفاده قرار بگیرند . نظیر : آلوم (Al2(SO4)3 , 14H2O ) ، آلومینات سدیم ( Na2O. Al2O3 ) ، کلروفریک ( FeCl3 ) ، کلرورفرو ( FeCl2 ) ، سولفات فرو ( FeSO4, 8H2O ) در فرآیند USBF از طریق بیولوژیکی حذف می گردد، افزودن مقدار بسیار کمی منعقد کننده بر میزان تولید لجن تاثیر زیادی ندارد . در زیر فرآیند حذف فسفر توسط سولفات آهن (FeSO4 ) به عنوان نمونه ارائه شده است :
مقایسه USBF با روش SBR
نسبت F/M برای حذف BOD در فاضلابهای شهری 1/0 الی 3/0 در نظر گرفته می شود و برای تصفیه بالا در فاضلابهای قوی صنعتی این نسبت حتی بالای 1 نیز اختیار می گردد. بارگذاری طراحی (F/M ) برای سیستم های SBR با توجه به اینکه تجهیزات هوادهی آن نسبت به USBF بیشتر است، معمولاً کمتر در نظر گرفته می شود چرا که هوا تنها هنگامیکه زمان هوادهی سیکل SBR است دمیده می شود. با این حال قدرت هواده نصب شده الزاماً افزایش می یابد . بخاطر ایده منحصر به فرد زلال سازی با بستر لجن در USBF و با توجه به منطقه انتخابی بی هوازی، اندکس حجم لجن (SVI mg/ mg/l ) برای این روش بسیار پایین تر از SBR می باشد. این اندکس یک فاکتور بحرانی در کل اجرای این روش می باشد. هر دو روش برای بار گذاری هیدرولیکی ماکزیمم به متوسط به خوبی جوابگو می باشند. در سیستم USBF با استفاده از شیب خاص دیواره های زلال ساز اجازه داده می شود تا بستر لجن رشد نموده و سطح ناحیه ته نشینی افزایش یابد و نیز لخته های لجن داخل آن در تماس رو به بالا بهتر تشکیل گردد. در سیستم های SBR با تنظیم سیکل ته نشینی . بارگذاری هیدرولیکی افزایش می یابد .
راندمان حذف متعارف در سیستم های USBF و SBR
|
USBF |
SBR |
پارامترها |
|
کمتر از 5 |
کمتر از 5 |
حذف BOD |
|
کمتر از 0.5 |
کمتر از 1 |
نیتر یفیکاسیون |
|
کمتر از 1.5 |
کمتر از 1.5 |
دینیتر یفیکاسیون |
|
کمتر از 5 |
کمتر از 10 |
TSS |
زلال ساز دارای یک آرایش بافل منحصر به فرد است که اجازه می دهد لجن از قسمت پایین زلال ساز خارج شود. طراحی خوب، خروج لجن همچنین به چرخه داخلی بین ناحیه های هوازی و بی هوازی سیستم کمک می کند. نسبت طراحی بازگشت لجن 4 برابر میزان جریان متوسط روزانه می باشد . این میزان بالای بازگشت لجن از پایین زلال ساز یک گرایان سرعت رو به پایین را در زلال ساز ایجاد می نماید که باعث می گردد بازدهی هیدرولیکی زلال ساز در مقایسه با زلال سازهای معمولی بسیار بهبود یابد. چرخه داخلی بین ناحیه هوادهی و ناحیه بی هوازی باعث ایجاد چرخه BOD میگردد که در کاهش نیتروژن بسیار مؤثر است این چرخه داخلی مایع مخلوط همچنین چرخه ای را جهت ارگانیسم های حذف کننده فسفر در منطقه بی هوازی ایجاد نموده و سپس آنها را به منطقه هوازی جهت حذف فسفر هدایت می کند. میزان بازگشت بر اساس نسبت BOD جریان ورودی به فسفر کل به نیتروژن آمونیوم تأمین می گردد. نسبت بازگشت برابر 4 برای فاضلابهای خانگی ضریب ایمنی 25 الی 35 درصد را ایجاد می نماید.پارامترهای اصلی طراحی فرآیند در این روش به موارد زیر بستگی دارد :
1. قدرت و قابلیت تجزیه پذیری بیولوژیکی فاضلاب
2. دمای فاضلاب
3. BOD ورودی و خروجی
4. غلظت نیتروژن و فسفر
زمان ماند هیدرولیکی ( HRT) متعارف جهت ناحیه هوادهی از 6 تا 30 ساعت متغیر است. زمتن ماند هیدرولیکی برای ناحیه بی هوازی معمولاٌ 1 الی 2 ساعت جهت حذف مواد آلی با پایه کربن و 2 الی 8 ساعت جهت حذف بیولوژیکی فسفر ودنیتر یفیکاسیون می باشد. طراحی زمان ماند لجن ( SRT ) بر اساس دما، نیتریفیکاسیون وسینتیک حذف BOD و الزامات خروجی نیتروژن بر حسب آمونیاک NH3 صورت می گیرد. زمان ماند لجن بهره برداری معمولاً 50 الی 100 درصد بیشتر از زمان ماند لجن در دمای بهره برداری نگه داشته می شود تاضریب ایمنی ایجاد گشته و تغییرات در مشخصات فاضلاب ورودی تعدیل گردد.
مطالب تصادفی:
نقش و اهميت آب در كنسرو سازي - چهارشنبه بیست و پنجم خرداد 1390
باکتری لژیونلا در منابع آب بیمارستانی - چهارشنبه بیست و پنجم خرداد 1390
اسمزی معکوس - چهارشنبه بیست و پنجم خرداد 1390
تاسیسات آبرسانی - سه شنبه بیست و چهارم خرداد 1390
بازنگری ضوابط طراحی طرح های آب تحت تأثیر گرم شدن کره زمین - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
شوینده ها و محیط زیست - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
مدیریت جهانی لجن ـ پیش بینی رشد جهانی لجن - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
جهان آینده و عطش آب شیرین - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
دریچه ای جدید به سوی منابع آب - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
راهبردهای منابع آب در بیابان و بیابانزدایی - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
بایدها و نبایدهای طرح های انتقال آب در ایران - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
اهمیت اقتصادی و کاربردی جلبک های میکروسکوپی - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
استاندارد ISO 14001 - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
آب در اسطوره - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
راهکاری نوین برای حفظ محیط زیست از سموم صنعتی - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
آلودگی آب شرب و اهمیت تصفیه - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
قنات حفظ پایداری محیط زیست - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
بهبود روش های مصرف آب - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
جریان آب زیرزمینی - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
باران های اسیدی و باران های قلیایی - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
قنات و قنات داری در ایران - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
عوامل موثر در پایداری سدها - یکشنبه بیست و دوم خرداد 1390
گزارشی از اقداماتی جهانی و بومی برای مدیریت ذخایر آب - شنبه بیست و یکم خرداد 1390
گزارشی از برنامه هایی برای سناریوهای بحران آب در جهان - شنبه بیست و یکم خرداد 1390
شاخص های کیفیت فاضلاب - جمعه بیستم خرداد 1390
اخلاق محیط زیست - جمعه بیستم خرداد 1390
گرم شدن کره زمین و بحران های آب - پنجشنبه نوزدهم خرداد 1390
مدیریت منابع آب و مقابله با خشکی در کشاورزی - پنجشنبه نوزدهم خرداد 1390
مشکلات زیست محیطی ناشی از شوینده ها - دوشنبه شانزدهم خرداد 1390
اطلاعاتی پیرامون آب آشامیدنی، دستگاه های تصفیه آب کوچک ودستگاه های سختی گیر از آب - دوشنبه شانزدهم خرداد 1390
مضرات آب های آشامیدنی در بطری - دوشنبه شانزدهم خرداد 1390
مشکلات پالایش آب شور - دوشنبه شانزدهم خرداد 1390
مقایسه آب لوله شکی و آب بطری شده و روش های تصفیه خانگی و مشکلات آن ها - دوشنبه شانزدهم خرداد 1390
آشنایی با روز جهانی محیط زیست - یکشنبه پانزدهم خرداد 1390
خوردگی آهن - یکشنبه پانزدهم خرداد 1390
عوامل موثر بر حلالیت اکسیژن در آب - یکشنبه پانزدهم خرداد 1390
فرآيند خوردگي فلزات - یکشنبه پانزدهم خرداد 1390
سيستم مديريت زيست محيطي ISO 14000 - جمعه سیزدهم خرداد 1390
مديرعامل شركت فاضلاب تهران: اجراي شبكه فاضلاب داخل منازل بر عهده مالكان است - پنجشنبه دوازدهم خرداد 1390
تعیین دبی آب - پنجشنبه دوازدهم خرداد 1390
آلودگی ناشی از رستورانهای فاقد سیستم فاضلاب در منابع آب شرب تهران - پنجشنبه دوازدهم خرداد 1390
اثر مواد جامد محلول (TDS) آب بر عملکرد جوجه های گوشتی - پنجشنبه دوازدهم خرداد 1390
فرایندهای غشایی - الکترودیالیز - پنجشنبه دوازدهم خرداد 1390
نيتريت و نيترات در آب آشاميدني و راه های حذف آنها - پنجشنبه دوازدهم خرداد 1390
سختي آب (Hardness Water) - پنجشنبه دوازدهم خرداد 1390
تصفیه پساب های نیروگاهی - سه شنبه دهم خرداد 1390
باسيلوس سوبتيليس - سه شنبه دهم خرداد 1390
تک یاخته ای انتاموبا کولی (Entamoeba coli) - سه شنبه دهم خرداد 1390
شناسايى اشريشيا کلي - سه شنبه دهم خرداد 1390
تشخیص استافیلوکوکوس ها - سه شنبه دهم خرداد 1390
راه هاي جلوگيري از پيشرفت آب شور به سفره هاي آب شيرين - یکشنبه بیست و یکم فروردین 1390
كاكتوس: بهترين تصفيه كننده‌ی آب - یکشنبه بیست و یکم فروردین 1390
عوامل مؤثر در ایجاد بالکینگ رشته‌ای - یکشنبه بیست و یکم فروردین 1390
شستشوی فیلتر تصفیه آب با استفاده از ازن - یکشنبه بیست و یکم فروردین 1390
تالابها، قربانيان توسعه صنعتي - یکشنبه بیست و یکم فروردین 1390