فرایندهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب

از جمله روش‌های موثر مورد استفاده در تصفیه فاضلاب به منظور کاهش بار آلودگی، فرایندهای بیولوژیکی تصفیه می‌باشد. در طی فرایندهای بیولوژیکی مواد قابل تجزیه مانند هیدروکربن‌ها، چربی‌ها، قندها و… بر اساس نوع سیستم و خصوصیات شیرابه توسط عوامل بیولوژیکی نظیر باکتری‌ها، قارچ‌ها و جلبک‌ها به جرم بیولوژیکی و محصولات نهایی مانند بخار، آب، دی‌اکسید کربن، متان و… تبدیل می‌شوند. در فرایندهای بیولوژیکی به طور کلی در حدود 70 درصد از مواد آلی که از طریق روش‌هایی مثل COD اندازه‌گیری شده‌اند به  biosolid تبدیل می‌شوند.

روش‌های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب به دو گروه اصلی هوازی و بی‌هوازی تقسیم می‌شوند. فرآیندهای بی‌هوازی عمدتاً به عنوان پیش تصفیه برای کاهش بار آلودگی از جریانات دارای غلظت بالای آلودگی استفاده می‌شوند. اما خصوصیات میکروارگانیسمهای موثر و فرآیندهای حاکم بر تصفیه بی‌هوازی امکان به استاندارد رسانیدن کیفیت پساب را فراهم نمی‌کنند، لذا لازم است پساب ناشی از فرآیندهای بی‌هوازی به سیستمهای تصفیه هوازی هدایت شده تا میکروارگانیسمهای موثر در حضور اکسیژن، غلظت آلاینده‌های قابل تجزیه بیولوژیکی را تا حد مطلوب کاهش دهند.

فرایندهای بیولوژیکی هوازی:

یک تصفیه هوازی باید بتواند بار آلودگی ذرات زیست تخریب‌پذیر آلی را کاهش دهد و همچنین از نیتروژن آمونیاکی، ازت‌گیری کند. فرایندهای بیولوژیکی تصفیه برمبنای بیومس رشد یافته به صورت معلق است. مانند لاگونهای هوادهی، راکتورهای غیرپیوسته متوالی، فرآیند لجن فعال که به طور گسترده‌ مطالعه گردیده‌اند. سیستمهای رشد به صورت متصل (نه به صورت معلق) اخیرا مورد توجه قرار گرفته‌اند از جمله راکتور بیوفیلم بستر متحرک (MBBR) و بیوفیلترها. ترکیب تکنولوژی جداسازی غشایی و بیوراکتورهای هوازی، غالبا بیوراکتور غشایی نامیده می‌شود و اخیراً براستفاده از آن برای تصفیه فاضلاب تمرکز شده است.

لاگون هوادهی |Aerated Lagoon system

لاگون هوادهی متشكل از یك بركه با دیواره خاكی و هوادهی مصنوعی، مجهز به هواده‌های شناور است. بعد از این لاگون یك استخر ته نشینی یا بركه تثبیت اختیاری قرار دارد كه به عنوان زلال‌ساز نهایی عمل می‌كند.  جامدات بیولوژیكی تولید شده در لاگون هوادهی بوسیله استخر ته نشینی یا بركه تثبیت جداسازی می‌شوند. استخر ته نشینی معمولاً بتنی و مجهز به چنگك‌های مكانیكی لجن است تا برداشت لجن به صورت مداوم باشد.

اگر بركه تثبیت بكار برده شود، جامدات بیولوژیكی در كف ته نشین شده و تجزیه بی‌هوازی اتفاق می‌افتد. بركه به طور متناوب، معمولاً هر دو یا سه سال یكبار تخلیه و مواد جامد هضم شده دفن بهداشتی می‌شود. فرآیند لاگون هوادهی ذاتاً یك فرآیند لجن فعال بدون برگشت است كه معمولاً غلظت مواد جامد بیولوژیكی آن در حدود 200 تا 500 میلی‌گرم در لیتر می‌باشد. لاگون‌های هوادهی به طور وسیعی در تصفیه فاضلاب صنعتی بكار برده می‌شدند زیرا بسیار كم هزینه‌تر از لجن فعال بودند.

درعین حال به زمین بیشتری نیاز دارند كه باید مورد توجه قرار گیرد. غالباً، فرآیند تصفیه فاضلاب صنعتی در ابتدا سیستم بركه تثبیت است و با افزایش بارگذاری، هوادهی مصنوعی به آن اضافه می‌شود تا بركه به لاگون‌های هوادهی تبدیل شوند.

فرایند لجن فعال | Activated Sludge:

فرآیند لجن‌ فعال (Activated Sludge) یک تکنیک بیولوژیک برای تصفیه‌ فاضلاب است که در سال 1900 میلادی توسط دو نفر انگلیسی تکمیل گردید. این فرآیند تصفیه‌ فاضلاب شامل زندگی میکروارگانیسم‌ها همراه ماده‌ی آلی در یک محیط غنی از اکسیژن (هوازی) است. این فرآیند مشابه فرآیند بیولوژیکی است که در لایه‌های رویی خاک رخ می‌دهد و حاوی تعداد زیادی میکروارگانیسم است، با این تفاوت که میکروارگانیسم‌ها در فرآیند لجن ‌فعال در یک محیط‌ زیست مایع و کنترل شده نگه داری می‌شوند. مکانیسم اصلی فرآیند لجن ‌فعال توسط واکنش بیولوژیکی زیر نشان داده شده است:

انرژی + H2O+CO2 + میکروارگانیسم → میکروارگانیسم + ماده‌ی آلی

آلاینده‌ها توسط میکروارگانیسم‌هایی حذف می‌شوند که بعدا در فاضلاب ته‌نشین و خارج می‌شوند.

فرایند حذف آلاینده‌ها شامل مراحل زیر است:

استفاده میکروارگانیسم‌ها از مواد آلی پیچیده به عنوان منبع غذایی برای تولید میکروارگانیسم‌های بیشتر که نهایتاً ته‌نشین و خارج می‌شوند، گاز انیدرید کربنیک که در جو پراکنده می‌گردد، آب که به همراه پساب خارج می‌شود، و انرژی که میکروارگانیسم‌ها برای ادامه زندگی خود مصرف می‌کنند. به عبارت ساده مواد آلی موجود در فاضلاب به میکروارگانیسم تبدیل شده و پس از ته‌نشینی از فاضلاب خارج می‌شوند.

فرآیندی که توسط آن میکروارگانیسم‌ها مواد آلی پیچیده را می‌شکنند فرآیندی مرکب است. فاضلاب دارای مواد آلی در حضور اکسیژن محلول و مدت زمان کافی با میکروارگانیسم‌ها مخلوط می‌شود و بدین‌ترتیب میکروارگانیسم‌ها قادر خواهند بود که مواد آلی پیچیده را بشکنند. در ابتدا یک نوع میکروارگانیسم خاص به یک بخشی از ماده‌ی آلی دارای ساختار پیچیده حمله می‌کند و میکروارگانیسم‌های دیگر به سایر بخشهای آن. میکروارگانیسم‌ها با جذب و هضم مواد آلی از اکسیژن محلول در فاضلاب نیز استفاده می‌کنند.

تشکیل لجن‌فعال:

جمعیت بیولوژیکی میکروارگانیسم‌ها در فرآیند لجن‌ فعال نقش عمده‌ای دارد. این میکروارگانیسم‌ها برای شکستن مواد آلی نیاز به آنزیم‌های ویژه‌ای دارند تا بتوانند آنها را به میکروارگانیسم‌های بیشتر، CO2 و H2O تبدیل نمایند به این دلیل در سیستم تصفیه‌ فاضلاب، میکروارگانیسم‌ها قبلا باید به محیط مایع خو بگیرند تا بتوانند آنزیمهای لازم را ترشح کنند.

در مرحله‌ بعد لخته‌سازی انجام می‌شود. به این صورت که میکروارگانیسم‌ها در حوضچه‌ هوادهی به هم برخورد می‌کنند و ذرات بزرگی بنام لخته تشکیل می‌شود. این لخته‌ها به سهولت ته نشین خواهند شد. همچنان که اختلاط این سلول‌ در حوضچه‌ هوادهی ادامه می‌یابد، با مواد معلق و کلوییدی نیز برخورد و اتصال پیدا می‌کنند. این اتصال سبب بزرگ شدن لخته می‌شود و در نتیجه ته ‌نشینی بهتر رخ می‌دهد.

عمل هوادهی در راکتورهای لجن فعال با استفاده از هوادهی‌های مکانیکی یا دیفیوزری انجام می‌گیرد.

انواع راکتورهای لجن فعال:

راکتورهای لجن فعال بر اساس نوع رژیم هیدرولیکی به ۳ دسته تقسیم می‌شوند:

1. راکتورهای لجن فعال با جریان دینامیکی
2. راکتورهای لجن فعال با جریان اختلاط کامل
3. راکتورهای لجن فعال با جریان ترکیبی

در راکتورهای دارای جریان دینامیکی، فاضلاب پس از ورود به راکتور در جهت طولی هیچ اختلاطی نمی‌یابد و تنها در جهت عرضی اختلاط می‌یابد و غلظت مواد آلی در طول راکتور متفاوت است. در راکتورهای اختلاط کامل، فاضلاب پس از ورود به راکتور با تمام محتویات آن ترکیب شده و مخلوط نسبتاً همگنی به دست می‌آید، بنابراین غلظت مواد آلی در جریان خروجی از راکتور مشابه غلظت مواد آلی موجود در داخل راکتور می باشد.

اجزای سیستم:

فرآیند لجن فعال متداول شامل اجزای زیر می‌باشد:

• حوض هوادهی
• حوض ته نشینی (اولیه و ثانویه)
• هواده
• خط جریان لجن برگشتی

فاضلاب ورودی به تصفیه‌خانه بعد از گذراندن مراحل اولیه تصفیه، بیشتر جامدات معلق و مقداری از BOD (اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی) خود را از دست می‌دهد. واحدهایی که معمولاً قبل از واحد لجن فعال قرار دارند شامل دانه‌گیری و ته نشینی اولیه می‌باشد. واحد ته نشینی اولیه قادر است 40%*- 25% از BOD و 70%-50% از کل جامدات ورودی (TSS) را حذف نماید.

بعد از گذراندن مراحل اولیه تصفیه، فاضلاب وارد حوض هوادهی لجن فعال می‌گردد. مایع مخلوط حوض هوادهی شامل مخلوطی از میکروارگانیزم‌های مختلف است. اکثر این میکروارگانیسم‌ها را باکتری‌های هتروتروفیک تشکیل می‌دهد. با رساندن مواد غذایی و اکسیژن کافی به داخل حوض هوادهی، جمعیت این باکتری‌ها در مایع مخلوط غالب می‌گردد. باکتری‌ها از مواد آلی و ترکیبات مغذی موجود در فاضلاب برای رشد و تکثیر استفاده می‌کنند.

بدین‌ترتیب از غلظت مواد آلی موجود در فاضلاب کاسته شده و بر غلظت توده جرم سلولی فعال (زیست توده میکروبی) افزوده می‌گردد. در حقیقت آلودگی از شکل مواد غذایی آلی به شکل زیست توده میکروبی تبدیل می‌گردد. بعد از حوض هوادهی، فاضلاب وارد حوض ته نشینی می‌گردد و با ایجاد شرایط سکون مناسب، توده سلولی به شکل لجن در حوض ته نشینی از پساب جدا می‌گردد. پساب خروجی برای تصفیه بیشتر به واحدهای بعدی انتقال می‌یابد.

مقداری از لجن ته نشین شده، برای حفظ غلظت مناسب از توده میکروبی به داخل حوض هوادهی برگشت داده می‌شود و باقیمانده آن حذف می‌گردد. حذف لجن براساس ایجاد سن مناسب لجن در فرآیند انجام می‌گیرد.

واکنش تبدیل مواد آلی به جرم سلولی به صورت زیر می‌باشد.

COHNS + O2 + باکتری‌ها مواد مغذی CO 2 + NH 3 + C 5 H 7 O 2 N + سایرمحصولات

انواع فرایندهای بیولوژیکی لجن فعال:

مهمترین فرآیندهای اصلاح شده لجن فعال شامل موارد زیر می‌باشد:

1. فرآیند لجن فعال متعارف
2. فرآیند لجن فعال از نوع هوادهی کاهشی
3. فرآیند لجن فعال از نوع هوادهی با خوراند مرحله‌ای
4. فرآیند لجن فعال از نوع اختلاط کامل
5. فرآیند لجن فعال از نوع هوادهی اصلاح شده
6. فرآیند لجن فعال از نوع هوادهی پربار
7. فرآیند لجن فعال از نوع هوا دهی گسترده
8. فرآیند لجن فعال از نوع نیترات‌زایی تک مرحله‌ای
9. فرآیند لجن فعال از نوع نیترات‌زایی در مرحله‌ای مجزا
10. فرآیند لجن فعال از نوع شفت عمیق
11. فرآیند لجن فعال از نوع ناپیوسته متوالی منقطع
12. فرآیند لجن فعال از نوع تثبیت تماسی
13. فرآیند لجن فعال از نوع کراس
14. فرآیند لجن فعال از نوع هوادهی با اکسیژن خالص
15. فرآیند لجن فعال از نوع IDEA
16. فرآیند لجن فعال از نوع ABJ-ICEAS (SBR پیشرفته با ورودی پیوسته)
17. فرآیند لجن فعال از نوع UNIFED

فرایند راکتورهای ناپیوسته متوالی | SBR:

تصفیه فاضلاب به روش راکتور متوالی منقطع (SBR) یک سیستم لجن فعال پر و خالی شونده برای تصفیه فاضلاب می‌باشد. در این سیستم تصفیه فاضلاب،‌ فاضلاب جهت تصفیه به یک راکتور منقطع واحد منتقل می‌گردد تا اجزای نامطلوب آن حذف گردد و سپس فاضلاب تخلیه می‌گردد. متعادل‌سازی، هوادهی و زلال‌سازی همگی می‌تواند با به کارگیری یک واحد راکتور منقطع حاصل شوند. جهت بهینه‌سازی عملکرد سیستم دو یا چند راکتور منقطع در توالی عملکردها تعبیه می‌گردد. سیستم‌های SBR به طور موفقیت‌آمیزی برای تصفیه فاضلاب‌های شهری و صنعتی به کار رفته‌اند. این روش در تصفیه فاضلاب‌های با جریان متناوب و یا جریان کم نقش منحصر به فردی دارد.

بر خلاف آنچه تصور می‌شود،‌ فرآیندهای منقطع پر و خالی نظیر SBR روشی نیست که در مقطع فعلی پیشرفت نموده باشد. بین سالهای ۱۹۱۴ الی ۱۹۲۰ سیستم‌های مختلف پر و خالی در حال کار بودند. علاقه‌مندی به سیستم‌های SBR در اواخر دهه ۱۹۵۰ و اوایل دهه ۱۹۶۰ مجدداً رونق گرفت که علت آن پیشرفت دستگاه‌ها و تکنولوژی‌های جدید بود. پیشرفت در تجهیزات هوادهی و سیستم‌های کنترل به سیستم SBR اجازه داد تا به طور موفقیت‌آمیزی با سیستم لجن فعال متعارف رقابت نماید.

سیستم تصفیه فاضلاب  SBR با سیستم لجن فعال متعارف اختلافی ندارد جزآنکه این سیستم به جای آنکه با فضا عمل نماید، با زمان عمل می‌نماید. تفاوت بین دو تکنولوژی در این است که سیستم  تصفیه فاضلاب SBR با یک کنترل توالی زمان، عملیات متعادل‌سازی، تصفیه بیولوژیکی و زلال‌سازی ثانویه را در یک حوضچه انجام می‌دهد. این مدل از راکتورها، عملاً زلال‌سازی اولیه را نیز در خود شامل می‌شوند.

در یک سیستم لجن فعال متعارف، فرآیندهای فوق هر یک بایستی در مخازن جداگانه صورت پذیرند.

فرایند تماس دهنده‌های بیولوژیکی چرخنده | RBC:

تماس دهنده زیستی چرخان (RBC) یک بیوراکتور رشد چسبیده است. RBC  نخستین بار در سال 1960 در آلمان غربی مورد استفاده قرار گرفت. دیسک‌ها در فاضلاب غوطه‌ور شده و با سرعت 2 تا 6 دور بر دقیقه چرخش می‌کنند.

چرخش صفحه به صورت متناوب بیوفیلم را با مواد آلی فاضلاب و سپس با اتمسفر برای جذب اکسیژن تماس می‌دهد. اکسیژن را با استفاده از هواپخشان‌ها نیز می‌توان تامین کرد.

رآکتور بیولوژیکی چرخان یک فرآیند بیوفیلمی در تصفیه فاضلاب است که درآن مجموعه‌ای از دیسک‌های پلیمری بر روی یک محور با استفاده از یک موتور الکتریکی با دور پایین، دیسک‌ها را به صورت متناوب در هوا و فاضلاب به چرخش در می‌آورد و بدینوسیله هوادهی لازم انجام می‌گردد.

فرایند RBC بدون برگشت لجن، بهره‌برداری می‌شود، زیرا غشای تشکیل شده به طور مداوم در حال رشد است. عدم نیاز به برگشت لجن، بهره‌برداری آسان‌تری را میسر می‌کند. استفاده از اجزا و مؤلفه‌های راهبری ساده، مصرف انرژی را تا حد ممکن پایین می‌آورد و نیاز به تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد.

فرایند راکتورهای بیولوژیکی غشایی | MBR:

امروزه یکی از روشهای پیشرفته تصفیه فاضلاب روش بیوراکتور غشایی (MBR) است که در این روش جداسازی میکروبها توسط غشاء انجام می‌شود. با نصب این غشاها در درون رآکتور بیولوژیکی دیگر نیازی به بخشهای ته نشینی و فیلتراسیون نیست و همین غشاها وظیفه جداسازی فاضلاب تصفیه شده از لجن را انجام می‌دهند. استفاده از غشاء باعث می‌شود در فضای کم، تصفیه فاضلاب با راندمان بالا انجام شود به طوری که کیفیت فاضلاب تصفیه شده از استانداردهای پساب برای تخلیه به آب‌های‌ سطحی نیز بالاتر می‌شود.

در تصفیه فاضلاب، ممبرین بیورآکتور (MBR) فن‌آوری جدیدی محسوب می‌شود که ترکیبی از تصفیه‌ به ‌روش لجن فعال سنتی و فن‌آوری نوین جداسازی توسط ممبرین می‌باشد. به ‌علت خاصیت جداسازی قوی ممبرین، لجن فعال و مواد آلی با مولکول‌های بزرگ می‌توانند در مخزن MBR جمع‌آوری شوند و آب تمیز هم می‌تواند با عبور کردن از میان ممبرین تصفیه گردد. فرآیندهای مربوط به سیستم MBR، بیورآکتور و فیلتراسیون آب می‌توانند به ‌صورت هم‌ زمان انجام شوند.

مخزن برای لجن رسوب شده لازم نمی‌باشد. در این روش، غلظت لجن بسیار بیش‌تر از روش سنتی است. زمان اقامت فاضلاب در مخزن (HRT) و زمان اقامت لجن در مخزن (SRT) می‌تواند به‌ صورت جداگانه کنترل شود. در روش MBR نه‌ تنها فاضلاب معمولی بلکه بسیاری از فاضلاب‌های آلوده شده با مقادیر بسیار زیاد مواد آلی نیز می‌توانند تصفیه گردند. با استفاده از فن‌آوری MBR می‌توان به ‌آسانی بسیاری از فاضلاب‌ها را تصفیه نمود.

به‌ علت خاصیت جداسازی ممبرین، عملکرد بیورآکتور توسط MBR ارتقاء زیادی پیدا کرده است. این روش در مقایسه با روش سنتی تصفیه فاضلاب، دارای مزیت‌هایی می‌باشد، مانند مؤثرتر واقع شدن عملکرد بیورآکتور، مقاومت خوب در برابر فشار و ضربه‌ ناشی از فاضلاب خروجی، کیفیت بالای آب خروجی، اندازه‌ کوچک تأسیسات مربوط به تصفیه فاضلاب، طول عمر زیاد لجن و نیز این ‌که سیستم MBR می‌تواند توسط PLC به ‌طور خودکار کنترل شود. به‌عبارت دیگر، به‌ علت خاصیت جداسازی مربوط به ممبرین، آب خروجی دارای کیفیت خوبی بوده، آن‌چنان‌ که می‌تواند بدون بروز هرگونه مشکلی، مورد استفاده مجدد قرار گیرد.

فرآیند تصفیه فاضلاب MBR یک سیستم تصفیه فاضلاب یکپارچه است که از ترکیب فرآیند تصفیه بیولوژیکی (لجن فعال) با یک سیستم ممبرانی مستغرق تشکیل شده است. این فرآیند با ادغام واحدهای ته نشینی (زلال سازی)، هوادهی و فیلتراسیون در یک راکتور، جایگزین فرآیندهای تصفیه  فاضلاب متعارف (لجن فعال متعارف) شده و یک سیستم ساده و موثر را تشکیل می‌دهد که هزینه‌های سرمایه گذاری اولیه وهزینه‌های بهره‌برداری سیستم را کاهش می‌دهد.

در این فرآیند با جایگزینی واحد ته نشینی ثقلی با سیستم جداکننده ممبرانی، منافع زیادی از قبیل پایداری در بهره‌برداری، کاهش تولید لجن مازاد و کیفیت بسیار بالاتر پساب خروجی به دست می‌آید، بنابراین این سیستم، فرآیند مناسبی است که می‌تواند در محدوده وسیعی برای سیستم‌های استفاده مجدد از پساب تصفیه شده در تصفیه فاضلاب‌های شهری و صنعتی به کارگرفته شود.

فرایند راکتورهای بایو فیلم با بستر متحرک | MBBR:

در سیستم MBBR از آکنه‌هایی (Packing) استفاده می‌شود که در مخزن هوادهی شناور می‌باشند. بیوفیلم یا لایه میکروبی، بر روی آکنه‌های غوطه ور رشد کرده و به این ترتیب توده بیولوژیکی شناور در محیط فاضلاب که نقش تجزیه کننده مواد آلی را به عهده دارند را افزایش می‌دهند. این روش جهت حذف BOD، COD و نیتروژن بسیار مطلوب است.

فرایند تصفیه به روش لجن فعال با رشد چسبیده با بستر ثابت |  IFAS:

این روش ترکیبی از دو فرآیند لجن فعال و فرآیند  MBBR است. به همین دلیل توأماً دارای مزایای روشهای بستر ثابت و لجن فعال می‌باشد.

با ترکیب لجن فعال با قابلیت انعطاف پذیری بسیار زیاد و بستر ثابت با مقاومت بالا در مقابل شوک بار آلی و بیولوژیکی می‌توان راندمان بسیار بالایی را برای این سیستم فراهم آورد.

در سیستم‌های IFAS زیست توده‌های معلق و متصل به صورت موثری هم زمان بکار گرفته شده‌اند. سیستمهای IFAS مزایای گسترده تری را نسبت به فرایندهای متداول لجن فعال (سیستم‌های دارای رشد معلق) دارا هستند. این سیستم‌ها نسبت به شوک بارگذاری آلی و هیدرولیکی مقاومت بیشتری را دارا هستند. از طرف دیگر فرایندهای لجن فعال انعطاف‌پذیری بالاتری دارند و قدرت تصفیه بیشتری را دارا می‌باشند.

تعبیه مدیاهای رشد چسبیده در درون حوضچه هوادهی لجن فعال در برگیرنده هر دوی این مزایا می‌باشد. با قرار گرفتن مدیا در داخل حوضچه هوادهی لجن فعال، زیست توده بیشتری تشکیل می‌گردد بدون آنکه سبب افزایش بارگذاری جامدات به حوضچه ته نشینی گردد. این سیستم‌ها سبب افزایش قدرت بارگذاری به واحدهای لجن فعال شده بدون آنکه کوچکترین تغییری در حجم حوضچه ایجاد کنند. درواقع در این سیستم‌ها زیست توده متصل به مدیا سبب افزایش عملکرد تصفیه فاضلاب می گردد. از طرفی با افزایش زیست توده مقاومت فرآیند در برابر شوکهای بارگذاری آلی و هیدرولیکی افزایش می‌یابد.

فرایندهای بیولوژیکی بی‌هوازی:

تصفیه بی‌هوازی مجموعه روش‌هایی است که در آن میکروارگانیزم‌ها در غیاب اکسیژن فعالیت می کنند. در حین تصفیه مواد آلی طی چند مرحله به بیوگازی که قسمت عمده آن متان و گاز کربونیک است تبدیل شده و هم زمان در محیط تصفیه مقادیر کمی توده بیولوژیکی که در حقیقت باکتری‌های جدید هستند به وجود آمد.

فرایند لایه لجن بی‌هوازی با جریان رو به بالا | UASB:

در چند سال اخیر به دلیل افزایش هزینه‌های تصفیه هوازی، افزایش اطلاعات درباره مکانیسم تصفیه بی‌هوازی، پیشرفت در سیستم‌های راکتور و تولید لجن کمتر، به کارگیری سیستم‌های بی‌هوازی در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی بیشتر شده است.

علاوه ‌براین، سیستم‌های بی‌هوازی برای انجام مرحله پیش تصفیه فاضلاب به منظور تخلیه آن در تصفیه‌خانه‌های شهری یا صیقل دادن سیستم هوازی به طور قابل ملاحظه‌ای مفیدند.

UASB با سیستم تصفیه بی‌هوازی رو به بالا از بستر لجن، تکنولوژی خاصی در تصفیه فاضلاب سرعت بالا محسوب می‌شود که از بستر لجن گرانوله بی‌هوازی در یک راکتور آغاز می‌شود. هاضم UASB یکی از مؤثرترین و اقتصادی‌ترین روش‌های هضم بی‌هوازی فاضلاب است.

این سیستم علاوه بر دارابودن همه مزایای سایر سیستم‌های بی‌هوازی مانند تولید لجن کمتر، مصرف انرژی کم، تولید بیوگاز و غیره مزایای دیگری از قبیل حجم کم راکتور به علت متراکم بودن، راه اندازی آسان، هزینه بسیار کم در طول نگه‌داری بلند مدت، بی‌صدا بودن و کارکرد اصولی و رضایت بخش را نیز داراست.

فرایند فیلترهای بی‌هوازی :

فیلترهای بی‌هوازی با جریان رو به بالا | UAFB:

مخزن پیش تصفیه UAFB  جهت کاهش بار آلی پساب در شرایط بی‌هوازی به کار می‌رود. راکتورهای پیش تصفیه  UAFB  دارای فرآیند هضم چند مرحله‌ای و با اختلاط کامل در رشد معلق بوده که از نوع فرآیند دوگانه بی‌هوازی تماسی و لجنی لایه‌ای با جریان رو به بالا می‌باشد. در سیستم پیش‌تصفیه UAFB عمل تجزیه مواد آلی و غیر آلی بدون حضور اکسیژن به وسیله باکتری‌های بی‌هوازی انجام می‌گیرد و در آن از هیچگونه انرژی خارجی استفاده نمی‌شود.

از دیگرخصوصیات مهم سیستم‌های پیش‌تصفیه UAFB، تولید لجن اندک است که با توجه به مشکلات مربوط به تصفیه و دفع لجن، امتیاز بسیار مثبتی نسبت به دیگر روش‌هاست. در راکتور پیش‌تصفیه  UAFB، آکنه‌هایی از جنس پلاستیک یا P.V.C برای رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها که معمولاً بسیار سریع می‌باشد، به وجود می‌آورند. میزان کاهش BOD و COD در این سیستم‌ها (۸۰ الی ۹۵ درصد) می‌باشد.

فیلتر بی‌هوازی با جریان رو به بالا عبارت است از ستونی که از آکنه‌های جامد پرشده و به منظور تصفیه ترکیبات آلی فاضلاب به کار می‌رود. به طوری‌ که فاضلاب از پایین به بالا جریان می‌یابد و با آکنه‌هایی که باکتری‌های بی‌هوازی روی آن رشد کرده و نگه داشته می‌شوند، تماس پیدا می‌کند. از آنجایی که اغلب باکتری‌های بی‌هوازی بر روی سطح آکنه‌ها تثبیت شده‌اند، دستیابی به زمان ماند میکروبی 100 روز نیز ممکن است.

فیلترهای بی‌هوازی با جریان رو به پایین :

راکتور بستر ثابت با جریان رو به پایین برای فاضلاب‌هایی با میزان بالایی از جامدات معلق، ممکن است از لحاظ بهره‌برداری به روش جریان رو به بالا ترجیح داده شود. در این راکتور برای حل شدن مشکل پرشدن فضای داخلی آکنه‌ها، جهت جریان رو به پایین انتخاب می‌شود. بدین‌ترتیب مواد معلق حاصل از رشد باکتری‌ها همراه با جریان خروجی از راکتور خارج می‌شوند و تشکیل جامدات معلق غیرقابل هضم را می‌دهند.

در ضمن احتیاجی به تعبیه یک سیستم توزیع‌کننده خوراک پیچیده نمی‌باشد. چراکه فاضلاب وارد شده از قسمت فوقانی راکتور سریعا توسط بیوگاز تولیدی در درون راکتور پخش می‌شود. نکته مهم در این نوع راکتور تشکیل و تثبیت لایه بیومس فعال برروی سطح آکنه‌ها می‌باشد. برای جلوگیری از تجمع مواد معلق غیرفعال، طراحی و ساخت آکنه‌ها بایستی به طور صحیح انجام شود. عموما در راکتور با جریان رو به پایین بستر به شکل منظم است که معمولاً به صورت کانال‌هایی به قطر تقریبی 4 سانتیمتر می‌باشد .