فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

فرآیند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار یا (RBC) Rotating Biological Contactor ، در تصفیه فاضلاب به عنوان یک فرآیند تصفیه ثانویه استفاده می شوند. در این فرایند مواد بیولوژیکی، در تماس با دیسک های چرخان قرار می گیرد تا آلودگی های موجود در فاضلاب قبل از ورود به منابع پذیرنده حذف بشود.

این فرایند با استفاده از یک با رشد چسبیده انجام می شود که برای تصفیه ثانویه و یا پیشرفته مورد استفاده قرار می­‌گیرند. استفاده از دیسک های چرخان به عنوان یک بستر متخلخل منجر به افزایش چشمگیر لایه بیوفیلم و توده بیولوژیکی و در نهایت افزایش تماس میان میکروارگانیسم‌ها و مواد آلی موجود در فاضلاب می‌گردد.

فرایند RBC یا چرخ دوار چیست؟

فرایند RBC از قدیمی ترین روش های تصفیه فاضلاب صنعتی به شمار می رود. از مزایای آن می توان به مدت زمان طولانی میکروارگانیسم ها و سطح بالاتر تصفیه نسبت به دیگر فیلترهای معمولی اشاره کرد.

معمولا فرایند دیسک بیولوژیکی در جایی استفاده می شود که امکان تصفیه بیولوژیکی وجود داشته باشد. در واقع اساس کار این فرایند فعالیت های بیولوژیکی و تجزیه مواد موجود فاضلاب می باشد. چرخش و متقاعبا مجاورت با اکسیژن اجازه می­دهد به میکروارگانیزم ها تا تکثیر شوند. و  یک لایه نازک از بیو فیلم را تشکیل دهند. این جمعیت بزرگ و فعال میکروبی باعث تجزیه بیولوژیکی آلودگی‌های آلی می­‌شوند. بیومس اضافی کنده شده در یک نرخ پایدار و به بیرون از سیستم برای حذف در یک تانک زلال ساز حمل می­شود.

سیستم RBC شامل مجموعه ای از دیسک های بیولوژیکی چرخان با وزن سبک و دایره ای می باشد، که بر روی یک محور از طریق جریان فاضلاب می چرخد. این دیسک ها به صورت نیمه غوطه ور و به آرامی در فاضلاب حرکت می کنند.

معمولا جنس این دیسک های بیولوژیکی از ورقه های پلاستیکی با چگالی بالا مانند، پلی استایرن، پلی اتیلن یا پلی وینیل کلراید، ساخته می شوند. همچنین برای افزایش راندمان و کارایی این فرایند، برای افزایش سطح تماس، این دیسک ها به صورت پشت سر هم  و راه راه قرار دارند.

فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

فرایند بیولوژیکی در روش چرخ دوار یا RBC چگونه انجام می شود؟

این سیستم حاوی چندین دیسک هستند که بر روی یک محور با جریان فاضلاب می چرخد. بر روی سطح این دیسک های دوار، محل تجمع باکتری هاست. در حین چرخش غشایی از زیست توده بر روی سطح چرخ دوار ایجاد می شود.

این دیسک ها نیمه غوطه ور هستند. به این صورت که زیست توده روی دیسک ها در معرض هوا و فاضلاب قرار می گیرند. در این فرایند، اکسیژن از طریق چرخش دیسک ها تامین می شود و این اکسیژن توسط میکروارگانیسم های هوازی جذب می شود. با استفاده از جذب اکسیژن این میکروارگانیسم ها می توانند به تجزیه فاضلاب بپردازند. با این عمل میزان آلایندگی و مواد آلی فاضلاب کاهش میابد و عمل تصفیه انجام می شود. این فرایند باعث حذف BOD فاضلاب از طریق فرایندهای هوازی می شود.

فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

فرایند دیسک بیولوژیکی با تنظیم سرعت چرخش و عمق غوطه وری بهینه می شود. در بعضی موارد می توان برای تامین بیشتر اکسیژن، هوادهی را از کف مخزن اضافه کرد. افزایش سرعت چرخش دیسک باعث بهبود انتقال اکسیژن و افزایش تماس بین بیومس تشکیل شده به دیسک و فاضلاب می گردد.

سرعت چرخش دیسک ها به طور معمول بین 1 تا 2 دور در دقیقه و سطح غوطه وری از 40 تا 80 درصد متغیر است. به دلیل چرخش دیسک و خیس شدن و تامین اکسیژن، صفحات بیولوژیکی دوار نسبت به دیگر فرایند ها قابل اعتمادتر است. علاوه بر این این فرایند به گونه ای طراحی شده است تا حجم زیادی از زیست توده می تواند به دیسک ها وصل شود. در نتیجه مقدار زیادی از آلاینده ها در این فرایند حذف و تجزیه می شوند.

مراحل تصفیه با فرآیند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار

روش RBC در تصفیه فاضلاب مانند سایر روش ها دارای جزئیات متعددی می باشد. با توجه به شرایط محیط ممکن است برخی مراحل به آن اضافه یا کم شود. روند تصفیه فاضلاب با دیسک بیولوژیکی گردان به صورت زیر می باشد:

پیش تصفیه

در این مرحله مواد جامد معلق در پساب ها به کمک تجهیزات مختلف از جمله آشغالگیر مکانیکی یا دستی جمع آوری میشوند. عدم حذف این مواد جامد در مرحله پیش تصفیه منجر به کاهش کارایی و بازدهی دستگاه در مراحل بعد میشود.

فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

تصفیه ثانویه

اصلی ترین مراحل RBC در تصفیه ثانویه انجام میشود و روند کار عبارتند از:

  • باکتری های هوازی روی سطح دیسک قرار میگیرند تا شرایط برای تصفیه بیولوژیکی فراهم شود.
  • دیسک ها با حرکت شافت شروع به چرخیدن می کنند و به حالت نیمه غوطه ور (حدود 40 درصد) درون پساب ها قرار خواهند گرفت.
  • ورود دیسک حاوی باکتری های هوازی منجر به تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب میشود.
  • با تکرار چرخش دیسک و تماس با هوا و تامین اکسیژن مورد نیاز باکتری های هوازی به مرور لایه ای از باکتری های به هم متصل روی سطح آنها ایجاد می گردد.

تصفیه شیمیایی

با توجه به اینکه خروجی فرآیند دیسک بیولوژیکی دوار تنها از نظر برخی از مواد آلی و BOD بهبود یافته است، لذا به سایر شیوه های تصفیه نیاز دارند. بر اساس کیفیت مورد نیاز فاضلاب های خروجی از مواد شیمیایی و ضد عفونی کننده در این مرحله استفاده میشود.

سابقه استفاده RBC در تصفیه فاضلاب

استفاده از فرایند دیسک بیولوژیکی بیش از 60  سال قدمت دارد. در اواخر دهه 1960 میلادی در آلمان از بستر های پلاستیکی در تجهیز دیسک بیولوژیکی استفاده می کرند. روند انجام فرایند این دیسک ها در راستای تخلیه مواد آلی و نیروژن دار از فاضلاب صنعتی یا شهری با استفاده از رشد باکتری ها به صورت هوازی و غیر هوازی بود.

در اواخر دهه 1970 در ایالت متحده دیسک های چرخان از جنس های پلی استایرن یا پلی وینیل کلراید تشکیل شد. اخیرا به عنوان بستر تکثیر و رشد میکروارگانیسم ها از دیسک های فوم پلی اورتان به عنوان یک تکنولوژی نوین استفاده می شود.

کاربردهای دیسک های بیولوژیکی چرخان چیست؟

روش تماس دهنده بیولوژیکی چرخان یا RBC یکی از شیوه‌های پرکاربرد خصوصاً در تصفیه فاضلاب صنعتی و شهری است. از این شیوه عموماً برای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب استفاده می‌کنند. برخی از کاربردهای عمده روش RBC در زیر آورده شده است. لذا شما می‌توانید با خرید پکیج تصفیه تماس دهنده چرخان زیستی RBC بسیاری از انواع فاضلاب‌ها را تصفیه نمایید.

از تصفیه بیولوژیکی فرآیندهای لجن فعال در تصفیه خانه های فاضلاب خانگی مرسوم گرفته، تا کاربرد غیر متمرکز در سطح صنایع، مؤسسات و جوامع کوچک تا متوسط، کاربرد دارند. می توانند به حذف میزان زیادی از آلاینده های ارگانیک زیست تجزیه پذیر از آب سیاه، یا خاکستری خانگی و نیز از فاضلاب صنعتی با مقاومت بالا دست یابند.

بیشتر با مناطق شهری سازگار هستند، چرا که نیاز به زمین کم است، اما  تأمین انرژی مداوم و نیز نیروی کار نیمه ماهر، ضروری است. برخی از این موارد به صورت محلی در دسترس می باشند، گرچه این سیستم فقط می تواند توسط افراد متخصص طراحی و اجرا شود.

فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

این فرآیند عموماً برای موارد زیر کاربرد دارد:

  • حذف BOD
  • حذف آمونیاک
  • گاهی حذف COD

کاربردهای تصفیه بیولوژیکی چرخ دوار در صنایع مختلف:

  • تصفیه فاضلاب صنایع غذایی
  • تصفیه شیرابه زباله
  • تصفیه فاضلاب های صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی
  • تصفیه فاضلاب های خمیرکاغذ
  • تصفیه مانده های سپتیک
  • تصفیه فاضلاب شهری
  • تصفیه فاضلاب صنایع غذایی و آشامیدنی
  • شیرابه زباله
  • تصفیه خانه فاضلاب پالایشگاهی و پتروشیمی
  • تصفیه فاضلاب پالپ و کاغذ
  • آب شستشوی لاگون

مزایای تصفیه فاضلاب به روش دیسک های بیولوژیکی RBC

مهمترین مزایای این سیستم تصفیه فاضلاب شامل:

  • زمان ماند کوتاه
  • انرژی مورد نیاز کمتر
  • هزینه های بهره برداری و نگهداری تصفیه خانه پایین
  • تولید لجنی با کیفیت مطلوب آبگیری و ته نشینی خوب
  • عدم وجود مشکل بالکینگ لجن در واحد ته نشینی
  • مقاومت بالا در برابر شوک آلی مواد سمی
  • زمان تماس بالا و کیفیت پساب بالا (هم BOD و هم مواد مغذی)
  • پایداری بالای فرآیند و مقاوم نسبت به شوک هیدرولیکی و بارگذاری آلی
  • زمان ماند هیدرولیکی کوتاه به دلیل سطح بالای رشد میکروارگانیسم

فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

  • نیاز به فضای کم
  • لجن اضافی جمع آوری شده قابل تخلیه در صافی
  • به دلیل عدم استفاده از بلوئر هوادهی صدای کمتری در مقایسه با سیستم های دیگر دار
  • عملکرد پایدار
  • هزینه های کمتر به دلیل ساخت و سازهای مدولار و کاهش گودبرداری
  • مدت زمان طولانی برای حفظ فاضلاب نیاز به فضای کمتری را ایجاد می کند
  • ریزش حداقل از سر سیستم
  • مصرف کم انرژی
  • تنها تعمیر و نگهداری مورد نیاز روغن کاری ساده می باشد
  • کاهش هزینه نسبت به سیستم های رشد معلق

معایب دیسک های چرخ دوار RBC چیست؟

همان طور که مشاهده کردید اساس کار روش تماس دهنده بیولوژیکی چرخان یا RBC بر گردش چرخنده‌هایی است که به صورت مکانیکی مدام در حرکت هستند. لذا یکی از معایب این شیوه این است که به مرور زمان نیاز به تعمیرات دارند. از رو می‌توان گفت عیب اصلی این شیوه تصفیه بیولوژیکی ، نیاز به تعمیرات مکانیکی است. از دیگر معایب آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • تأمین برق مداوم مورد نیاز است
  • نیاز به تجهیزات وارداتی
  • سرمایه گذاری و نیز هزینه های بهره برداری و نگهداری بالا
  • محافظت در برابر نور خورشید، باد و باران
  • احتمال مشکلات بو در فرآیند تصفیه فاضلاب
  • نسبت به فرایند لجن فعال بازده کمتری دارد.
  • میزان کمی از پاتوژن را حذف می کند.
  • باید در برابر نور خورشید ، باد و باران محافظت شود
  • برای کار و نگهداری نیاز به نیروی فنی ماهر دائمی دارد.

فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

اجزای فرآیند دیسک بیولوژیکی دوار RBC کدامند؟

در پیاده سازی روش RBC به اجزای متعددی نیاز می باشد که هر یک وظیفه خاصی را بر عهده داشته و در نهایت به حذف بیولوژیکی مواد آلی منجر میشوند. از مهم ترین اجزای موجود در ساختار دیسک بیولوژیکی چرخان RBC می توان به موارد زیر اشاره کرد:

دیسک گردان

دیسک ها مهم ترین اجزای مورد نیاز برای این روش می باشد. این دیسک ها از جنس های مختلف وینل کلراید یا پلی استیرن، پلی وینیل و پلی اتیلن با دانسیته بالا می باشد.

این دیسک ها صفحات دایره ای شکل با قطر 0.5 تا 3 متر هستند. در فاصله های حدود 3 سانتی متر از هم قرار و بر روی شافت 8.23 متر نصب شده اند.  مقدار مساحت کل دیسک ها با توجه به تراکم آنها و میزان فاصله ای که بین آنها در نظر گرفته شده است متفاوت خواهد بود. ولی به طور معمول مساحت کلی آنها بین 9300 تا 16700 متر مربع است. با چرخش شافت این دیسک ها نیز شروع به چرخیدن می کنند.

شافت یا محور

شافت به منظور نگهداری و دوران دیسک ها در تصفیه خانه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. جنس شافت به دلیل تماس با مواد خورنده، در مقابل تحمل وزن دیسک ها، زنگ زدگی و خوردگی باید مقاوم باشد. به همین علت این شافت در اغلب مواقع از جنس استیل و ضد زنگ تولید میشوند. طول این میله با توجه به مقدار فاضلاب ورودی تعیین می گردد که معمولا حدود 8.23 متر طول دارند.

فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

موتور

نیروی مورد نیاز برای حرکت شافت به کمک موتور تامین می گردد. سیستم صافی بیولوژیکی دوار RBC توسط موتور متحرکی که به طور مستقیم به شافت وصل شده است می چرخد. قدرت موتورهایی که معمولاً برای این منظور مورد استفاده قرار می گیرند KW 3/7 یا 5/6 می باشد.

بیوفیلم

بیوفیلم های مورد استفاده برای حذف BOD   در  RBC، حدود یک تا 4 میلیمتر ضخامت دارند. این بیوفیلم ها دارای دو ناحیه هوازی و بی هوازی بوده و شرایط را بر حسب موقعیت برای تجزیه بیولوژیکی مواد آلی فراهم می کنند. در ناحیه هوازی اسیدهای آلی تامین شده و سولفید هیدروژن به سولفور عنصری اکسید می گردد.

حصار سرپوشیده

از حصار سر پوشیده به منظور جلوگیری از برخورد اشیای و غیره با دیسک، محافظت از باکتری ها و میکروارگانیسم ها در برابر کاهش دما استفاده می شود. همچنین باعث کاهش اثرات منفی اشعه های مضر نور خورشید بر دیسک و کنترل رشد جلبک ها کاربرد دارد.

فرایند دیسک بیولوژیکی چرخ دوار RBC

مخزن

حجم مخزن برای شافتی که مساحت دیسک های آن 9300 متر مربع است، معادل 45 متر مکعب است. در سیستم  RBC، عمق مؤثر هیدرولیکی مخزن 1.5 متر است. با این توصیف، میزان زمان ماند هیدرولیکی بر مبنای بار هیدرولیکی 1.44 ساعت به دست می آید.

حوض ته نشینی

در سیستم صافی بیولوژیکی دوار RBC همانند صافی چکنده بیولوژیکی و لجن فعال، حوض ته نشینی ثانویه ضرورت دارد. البته در صورتی که فاضلاب حاوی مواد معلق باشد، حوض ته نشینی اولیه هم در مراحل تصفیه فاضلاب کاملاً ضروری است.

لایه و توده باکتری های به هم چسبیده به همراه سایر مواد معلق درون پساب پس از ورود به فاز ته نشینی به کف حوضچه انتقال پیدا می کنند. پس از انباشته شدن لجن در کف مخزن تخلیه انجام شده و فاضلاب بدون مواد آلی از آن خارج میشود.

بار سطحی مناسب برای حوض ته نشینی اولیه هم کاملاً ضروری است. بار سطحی مناسب برای حوض ته نشینی ثانویه سیستم صافی بیولوژیکی دوار RBC معادل بار سطحی حوض ته نشینی صافی چکنده با بستر پلاستیکی می باشد.

ملاحظات هزینه ها دیسک های بیولوژیکی RBC  چیست؟

هزینه های مشاهده شده برای دیسک بیولوژیکی چرخان RBC، بسته به آب و هوا و مکان بسیار متغیر هستند. به طور کلی این دیسک ها، نیاز به سرمایه بالایی دارند، زیرا اکثر تجهیزات مورد نیاز وارداتی می باشند و به تجهیزات الکتریکال و مکانیکال خاصی نیاز است.

دیگر عامل هزینه ای ممکن است هزینه ساخت و اجرای پروژه باشد که نیاز به افراد متخصص ماهر دارد. هزینه های عملیات و نگهداری، نسبتاً بالا می باشند، چرا که عملیات نیاز به تأمین برق مداوم دارد و این نظارت باید توسط نیروی کار نیمه ماهر و اپراتور حرفه ای انجام شود.

پارامترهای مهم در تعیین نرخ بارگذاری های طراحی در چرخ های دوار RBC:

  • نرخ جریان و ترکیبات اصلی فاضلاب
  • کل غلظت BOD5 ورودی
  • غلظت BOD5 محلول
  • درصد کل BOD5 و BOD5 محلول مورد نیاز برای حذف
  • دمای فاضلاب
  • اکسیژن محلول پساب اولیه
  • ترتیب مدیا ، تعداد مراحل و سطح رسانه ها در هر مرحله
  • سرعت چرخش مدیا
  • زمان نگهداري درون مخزن RBC
  • غلظت سولفید هیدروژن ورودی
  • حداکثر BOD5 حداکثر / میانگین BOD5

برچسب ها: قیمت پکیج تصفیه فاضلاب – قیمت پکیج تصفیه فاضلاب

پیام بگذارید

کلیه فیلدهای مشخص شده با ستاره (*) الزامی است