تصفیه فاضلاب به روش USBF (Up flow Sludge Blanket Filtration) که با نام راکتور فیلتراسیون جریان رو به بالا با بستر کیک لجن یکی از فرآیندهای تصفیه فاضلاب برای کاهش نیتروژن، فسفر و سایر مواد آلاینده آلی است. در روشهای سنتی تصفیه فاضلاب، با وجود کارایی نسبی، معایبی مانند مصرف بالای انرژی، تولید لجن زیاد و عدم توانایی در حذف کامل آلایندهها همیشه به عنوان یک معضل مطرح بوده اما در این سیستم ترکیبی، فاضلاب در محیط های هوازی و بی هوازی قرار گرفته و در مسیر عبور خود از لایه های لجن موجود در مخزن مخروطی آلاینده های خود را از دست می دهد. در ادامه روش تصفیه فاضلاب USBF، مزایا، کاربرد، پارامترهای موثر در طراحی و ساخت آن را بررسی خواهیم کرد.
USBF چیست؟
USBF یک سیستم تصفیه فاضلاب بیولوژیکی است که از لجن فعال به عنوان عامل اصلی تصفیه استفاده میکند. در این روش، فاضلاب به طور مداوم از پایین مخزن به سمت بالا پمپاژ میشود و با لجن فعال در حال حرکت مخلوط میشود. میکروارگانیسمهای موجود در لجن فعال، مواد آلی و آلودگیهای موجود در فاضلاب را به عنوان غذا مصرف کرده و آنها را به ترکیبات سادهتر و بیضرر تبدیل میکنند.
تصفیه فاضلاب به روش USBF چیست؟
در فاضلاب های صنعتی و انسانی مواد آلی متعددی وجود دارد که برای از بین بردن آنها بهترین انتخاب تصفیه بیولوژیکی است. باکتری های موجود در فاضلاب از مواد آلی تغذیه نموده و بدون تولید ترکیبات مضر جانبی تصفیه انجام می شود. باکتری ها برای رشد به اکسیژن و مواد آلی برای تغذیه نیاز دارند که به شیوه های مختلف این موارد تامین میشود. تصفیه فاضلاب به روش USBF یکی از شیوه های تصفیه است که بر پایه تصفیه بیولوژیکی بنا شده است. در این روش تصفیه هوازی و بی هوازی به صورت مرحله ای انجام شده و شرایط برای حذف مواد الی بر پایه کربن و نیترات و فسفر فراهم می شود.
در پکیج تصفیه فاضلاب USBF ابتدا شرایط بی هوازی فراهم میشود. با توجه به نبود اکسیژن، باکتری ها برای تامین هوای مورد نیاز، مواد آلی از قبیل نیترات را تجزیه نموده و آن را به مولکول های اکسیژن و نیتروژن تبدیل می کنند. در مرحله هوازی با سیستم های هوادهی اکسیژن مورد نیاز باکتری ها تامین شده و سایر مواد آلی موجود در فاضلاب توسط باکتری ها تجزیه و حذف می شوند.
ساختار کلی این روش مخروطی است و جریان از پایین به بالا است. در پایین ترین نقطه مخروط تصفیه بی هوازی انجام شده و خروجی آن با سرعت بالا رو به بالا حرکت می کند. سپس وارد بستر لجن فعال شده و در محیطی هوازی تجزیه مواد آلی انجام شده و در نهایت بیوگازها و فاضلاب تصفیه شده از پکیج تخلیه میشود.
مراحل تصفیه فاضلاب به روش USBF
در پکیج تصفیه فاضلاب که به این روش عمل می کنند، فضایی مخروطی به عنوان زلال ساز در نظر گرفته میشود. فاضلاب بعد از ورود به این پکیج مراحل زیر را برای تصفیه طی می کند:
- فاضلاب قبل از ورود به پکیج ابتدا وارد فاز تصفیه فیزیکی می شود. در این مرحله به کمک آشغالگیر ذرات جامد معلق در اندازه های بزرگ جمع آوری میشوند. این مرحله پیش تصفیه بوده و در بهبود روند گام های بعدی و جلوگیری از انسداد لوله و تاسیسات نقش مهمی دارد.
- فاضلاب از پایین ترین قسمت پکیج وارد می شود. به دلیل نبود اکسیژن در این محیط، باکتری ها نیتریفیکاسیون و دی نیتریفیکاسیون را انجام می دهند تا اکسیژن موجود در ساختار نیترات و سایر مواد آلی بر پایه کربن آزاد شود. علاوه براین، در این مخزن لجن برگشتی نیز قرار دارد تا باکتری ها برای تغذیه از آن استفاده کنند. با توجه به نوع و مقدار مواد آلاینده موجود در فاضلاب، این مرحله حدود 2 تا 6 ساعت طول می کشد.
- فاضلاب از مرحله بی هوازی وارد مخزن هوازی میشود. باکتری های موجود در محیط سایر مواد آلاینده باقی مانده در فاضلاب را تجزیه می کنند. فشار هوای موجود در این بخش فاضلاب را به سمت مخزن مخروطی زلال ساز هدایت می کند.
- بقایای مواد آلی تجزیه شده مانند لجن به مرور در این مرحله ته نشین می شوند و فاضلاب زلال به سمت بالا حرکت می کند. بخشی از این فاضلاب به مرحله قبل برگشت داده شده و مابقی تخلیه میشوند. این مرحله 6 تا 50 ساعت زمان نیاز دارد و مدت ماند فاضلاب در این گام به نوع پساب و آلاینده ها، ph و دما و غیره بستگی دارد.
- بیوگازهای تولید شده در روند تصفیه از مخزن تخلیه شده و به عنوان سوخت می توان از آن استفاده کرد. فاضلاب تصفیه شده از سمت دیگر پکیج تخلیه می شود.
ساختار پکیج تصفیه فاضلاب USBF
در حالت کلی ساختار پکیج تصفیه فاضلاب به روش USBF از سه بخش تشکیل شده است؛ تصفیه بی هوازی، تصفیه هوازی، زلال ساز مخروطی شکل. بخش های هوازی و بی هوازی در دو طرف مخروط قرار گرفته و فاضلاب بعد از تصفیه با فشار هوا به زلال ساز انتقال پیدا می کند.
در اجرای روند تصفیه اجزا و قطعات گوناگونی در این دستگاه استفاده میشوند که از مهم ترین آنها می توان به پمپ های فشار هوا، سیستم های هوادهی اشاره کرد. بدنه اصلی مخزن از متریال های فلزی، پلی اتیلن و فایبرگلاس تولید شده و ظرفیت آن بر اساس نوع و مقدار فاضلاب ورودی در شبانه روز به آن محاسبه می شود.
مزایای سیستم تصفیه فاضلاب USBF
سیستم USBF نسبت به روشهای سنتی تصفیه فاضلاب، مزایای متعددی دارد و با توجه به اینکه این فرآیند ترکیبی از شرایط هوازی و بی هوازی فراهم می شود، مزایای متعددی دارد که از جمله آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- راندمان بالا: USBF میتواند طیف گستردهای از آلایندهها، از جمله مواد آلی، نیتروژن و فسفر را به طور موثر حذف کند.
- مصرف انرژی کم: این روش به دلیل هوادهی کارآمد و استفاده از جریانهای کم انرژی، مصرف انرژی را به طور قابل توجهی کاهش میدهد.
- تولید لجن کم: USBF تولید لجن را به طور قابلتوجهی به حداقل میرساند که این امر منجر به کاهش هزینههای دفع لجن میشود.
- فضای کم: سیستمهای USBF به دلیل طراحی فشرده، فضای کمتری نسبت به روشهای سنتی تصفیه فاضلاب اشغال میکنند.
- قابلیت اطمینان بالا: USBF یک سیستم پایدار و قابل اعتماد است که در برابر تغییرات در کیفیت فاضلاب مقاوم است.
- قابلیت انعطافپذیری: این سیستم را میتوان به راحتی برای تصفیه انواع مختلف فاضلاب، از جمله فاضلاب خانگی، صنعتی و کشاورزی، استفاده کرد.
- استفاده آسان از پکیج تصفیه فاضلاب USBF به دلیل خودکار بودن تمام مراحل تصفیه
- امکان پیاده سازی در تصفیه خانه های بزرگ و کوچک
- نگهداری و تعمیر آسان با هزینه کم
- بهبود COD و TSS و BOD
- راه اندازی آسان و سریع
کاربردهای سیستم تصفیه فاضلاب به روش USBF
سیستم USBF در طیف گستردهای از کاربردها، از جمله موارد زیر، قابل استفاده است:
- تصفیه فاضلاب خانگی: این سیستم به طور گستردهای برای تصفیه فاضلاب خانگی در جوامع کوچک و بزرگ استفاده میشود.
- تصفیه فاضلاب صنعتی: USBF میتواند برای تصفیه فاضلابهای صنعتی تولید شده در صنایع مختلف مانند نساجی، مواد غذایی، شیمیایی و دارویی استفاده شود.
- تصفیه فاضلاب کشاورزی: این سیستم برای تصفیه فاضلابهای کشاورزی تولید شده در مزارع و دامداریها مناسب است.
- تصفیه فاضلاب بیمارستانی: USBF میتواند برای تصفیه فاضلابهای بیمارستانی که حاوی آلایندههای خطرناک هستند، استفاده شود
- تصفیه فاضلاب بهداشتی
- تصفیه فاضلاب بیمارستان
- تصفیه فاضلاب خاکستری
- تصفیه فاضلاب مجتمع مسکونی
- تصفیه فاضلاب صنایع لبنی
صنایعی که پکیج تصفیه فاضلاب USBF نیاز دارند
- تصفیه فاضلاب صنایع غذایی:
صنایع غذایی یکی از بزرگترین تولیدکنندگان فاضلاب در جهان هستند. این فاضلابها حاوی آلایندههای مختلفی مانند مواد آلی، چربیها، روغنها و نیتروژن هستند که میتوانند به طور قابل توجهی به محیط زیست آسیب برسانند. سیستم USBF به طور موثری این آلایندهها را از فاضلاب صنایع غذایی حذف میکند و به این ترتیب به حفظ سلامت منابع آبی کمک میکند.
- تصفیه فاضلاب صنایع نساجی:
صنایع نساجی نیز از جمله تولیدکنندگان عمده فاضلاب هستند. این فاضلابها حاوی آلایندههای مختلفی مانند رنگها، مواد شیمیایی و فلزات سنگین هستند که میتوانند برای سلامتی انسان و محیط زیست مضر باشند. سیستم USBF میتواند به طور موثری این آلایندهها را از فاضلاب صنایع نساجی حذف کند و به این ترتیب به کاهش آلودگی آب کمک میکند.
- تصفیه فاضلاب صنایع شیمیایی:
صنایع شیمیایی از مواد شیمیایی خطرناک و سمی در فرآیندهای تولید خود استفاده میکنند. این مواد شیمیایی میتوانند از طریق فاضلاب وارد محیط زیست شوند و به آن آسیب برسانند. سیستم USBF میتواند به طور موثری این مواد شیمیایی را از فاضلاب صنایع شیمیایی حذف کند و به این ترتیب به حفظ سلامت محیط زیست کمک میکند.
- تصفیه فاضلاب صنایع دارویی:
صنایع دارویی از داروها و مواد شیمیایی مختلفی در فرآیندهای تولید خود استفاده میکنند. این مواد میتوانند از طریق فاضلاب وارد محیط زیست شوند و به آن آسیب برسانند. سیستم USBF میتواند به طور موثری این مواد را از فاضلاب صنایع دارویی حذف کند و به این ترتیب به حفظ سلامت محیط زیست کمک میکند.
- تصفیه فاضلاب کشاورزی:
فعالیتهای کشاورزی، از جمله دامداری و کشاورزی، نیز میتوانند منجر به تولید فاضلاب آلوده شوند. این فاضلابها حاوی آلایندههای مختلفی مانند مواد مغذی، آفتکشها و فضولات حیوانی هستند که میتوانند به منابع آبی و خاک آسیب برسانند. سیستم USBF میتواند به طور موثری این آلایندهها را از فاضلاب کشاورزی حذف کند و به این ترتیب به حفظ سلامت محیط زیست کمک میکند.
طراحی پکیج تصفیه فاضلاب USBF
یکی از نکات بسیار مهم در طراحی و ساخت هر نوع پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و غیره، توجه به نوع فاضلاب و شرایط محیط است. به همین دلیل مجموعه آبسازه طراحی این سیستم ها را بعد از آنالیز کامل فاضلاب به صورت اختصاصی انجام می دهد. در روند طراحی پکیج تصفیه فاضلاب USBF آبسازه چند پارامتر مهم در نظر گرفته میشود. زمان ماند لجن، SVI، بارگذاری هیدرولیکی، MLVSS و نسبت F/M از جمله مواردی هستند که باید در طراحی مد نظر قرار بگیرند.
بر اساس استانداردهای بدست آمده، زمان ماند لجن 5 تا 70 روز، بارگذاری هیدرولیکی 1 تا 6، نسبت F/M حدود 0.01 تا یک و SVI نیز 80 تا 120 بهترین نتیجه را برای بهبود راندمان تصفیه ارائه می دهند.
اجزاء تشکیل دهنده سیستم USBF
سیستم USBF از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام وظیفهای خاص را در فرآیند تصفیه فاضلاب بر عهده دارند. اجزای اصلی این سیستم عبارتند از:
- مخزن هوادهی: مخزنی که در آن فاضلاب با لجن فعال مخلوط شده و هوادهی میشود.
- لجن فعال: لجن حاوی میکروارگانیسمهایی که مواد آلی و آلودگیها را از بین میبرند.
- سیستم هوادهی: سیستمی که هوا را به مخزن هوادهی تزریق میکند.
- جداسازنده لجن: دستگاهی که لجن فعال را از فاضلاب تصفیه شده جدا میکند.
- سیستم گندزدایی: سیستمی که میکروارگانیسمهای باقیمانده در فاضلاب تصفیه شده را از بین میبرد.
ساخت و تولید پکیج تصفیه فاضلاب به روش USBF
پکیج های تصفیه فاضلاب USBF آبسازه بعد از طراحی سفارشی و رعایت استانداردها با بهترین متریال فلزی، پلی اتیلن و فایبرگلاس تولید میشود. این پکیج ها همگی ضد زنگ بوده و مواد خورنده، فشارهای داخلی و خارجی و نوسانات دمایی تاثیر منفی بر آنها ندارند. جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره این محصولات و دریافت مشاوره رایگان قبل از خرید می توانید از راه های ارتباطی پایین صفحه استفاده کنید.
نتیجهگیری
سیستم USBF یک راهحل نوآورانه و کارآمد برای تصفیه فاضلاب است که مزایای متعددی را نسبت به روشهای سنتی ارائه میدهد. این سیستم با راندمان بالا، مصرف انرژی کم، تولید لجن کم، اشغال فضای کم، قابلیت اطمینان بالا و انعطافپذیری، به عنوان گزینهای ایدهآل برای طیف گستردهای از کاربردها، از جمله تصفیه فاضلاب خانگی، صنعتی، کشاورزی و بیمارستانی، مطرح میشود.
با توجه به افزایش نگرانیهای زیستمحیطی و نیاز به روشهای پایدارتر برای تصفیه فاضلاب، انتظار میرود که سیستم USBF در سالهای آینده به طور فزایندهای مورد استفاده قرار گیرد.
