راكتور بي هوازي داراي بستر لجن و جريان رو به بالا(UASB)

اين راكتور براي اولين بار در سال 1971 در دانشكده كشاورزي واخنينگن هلند ساخته شده و در سال 1980 توسط دانشمندي به نام Lettinga معرفي شد. اين فرايند بي هوازي شامل مخزني است كه جريان فاضلاب از كف مخزن به سمت بالا حركت مي كند و در حين حركت به بالا از ميان بستر بيولوژيكي، ( پد لجن يا لجن گرانولي) عبور مي كند كه اين امر باعث كاهش مواد بيولوژيكي فاضلاب مي گردد. گازهاي حاصل از تصفيه بي هوازي به طرف بالا حركت نموده و باعث اختلاط محتويات راكتور مي شوند و در اثر آن ، فاضلاب در وضع بهتري با لجن تماس حاصل مي نمايند. گاز توليد شده از قسمت بالاي راكتور جمع آوري مي گردد. مشخصات ويژه راكتور UASB عبارتند از :

چسبندگي و قدرت ته نشيني زياد بستر بيولوژيكي

اختلاط محتويات راكتور از طريق گاز توليدي

جمع آوري گاز توليدي توسط جدا كننده هاي گاز و امكان حصول انرژي از آن

اين راكتور در بارگذاري بالا بينKg COD/m³.day 4015و زمان ماند هيدروليكي 8-3 ساعت در مطالعات نيمه صنعتي راندمان مناسب داشته است. در بارگذاري هاي بالا اين زمان تا 3 روز هم مي رسد.

بدليل زمان ماند كوتاه در اين راكتورها ، پسابهايي با غلظت COD بالا و مواد معلق كم راندمان بهتري براي تصفيه دارند ، زيرا زمان براي تجزيه مواد معلق كافي نيست و لذا اگر غلظت مواد معلق فاضلاب ورودي بيشتر از 2010 درصد غلظت COD باشد، در نظر گرفتن واحدهايي نظير آشغالگير ، دانه گير حوض ته نشيني و ... قبل از راكتور براي پسابها با مواد معلق بالا ضروري است.

علت تشكيل لجن گرانولي (بستر بيولوژيكي ) در راكتور، خاصيت چسبندگي زياد باكتري هاي بي هوازي است.

بدليل حساسيت اين راكتورها به شرايط PH، دما و تغييرات دبي ، وجود حوضچه يكنواخت سازي(متعادل ساز) ضروري است. در تنظيم PH بين 67 از موادي چون سود و اسيدكلريدريك استفاده مي گردد. دبي ورودي به راكتور بايد يكنواخت باشد تا تغييرات عمده اي در گازهاي متان توليدي به وجود نيايد.

مشخصات فيزيكي:

بدنه راكتور ها از جنس بتن يا فولاد با پوشش هاي ضدخوردگي با مقطع مربع و دايره اي به ارتفاع بين 4 تا 6 متر ساخته مي شود. پيشنهاد شده اگر حجم واحد راكتور بيش از 400 متر مكعب بود، از دو واحد استفاده گردد. توصيه مي گردد تا حد امكان از پمپاژ براي ورود فاضلاب به داخل راكتور استفاده نگردد. سرعت جريان فاضلاب از نازلها براي حفظ بستر بيولوژيكي 6 متر در ثانيه پيشنهاد شده است.

جداكننده هاي گاز و ناخالصي ها:

گازهاي توليدي در محل جدا كننده فازهاي جامد، مايع، گاز در بالاي راكتور جمع آوري مي شود. در محل خروج گاز براي خروج كف از سرريز هايي استفاده مي شود . بر روي لوله خروجي گاز نياز به شير فشار و خلاء و مشعل جهت سوزاندن مي باشد. عموما از تبديل هر كيلو COD حدود 0.35 مترمكعب گاز متان حاصل مي گردد.

چندين دستورالعمل براي راه اندازي راكتور UASB توسط دكتر Lettinga و همكارانش ارائه شده است:

وجود ذرات مناسب براي شروع كار و تماس باكتري ها

غلظت استات ورودي زير mg/L1000نگه داشته شود.

وقتي راندمان حذف COD از80% تجاوز كرد، ميزان بارگذاري به طور تدريجي افزايش يابد و راندمان از 50% كمتر نشود.

در ابتداي راه اندازي ، غلظت COD ورودي در محدوده mg/L1000-500 مناسب است و در غلظت هاي بالاتر واگرداني جريان انجام گيرد.

دماي مطلوب 38-40 درجه سانتي گراد ، PH بالاتر از 6.2 ، وجود نوترينتهاي ضروري ، عناصر كمياب و فقدان تركيبات سمي در غلظت بازدارنده

وجود كلسيم و منيزيوم ( حداكثر mg/L 200) به قابليت ته نشيني لجن كمك مي كند.

در حضور غلظت بالاي پروتئينها در فاضلاب ، PH بالاتر از 6.5 نگه داشته شود و براي تجزيه كامل پروتئين ها مراقبت به عمل بيايد.

براي حفظ پوشش لجن در حالت تعليق و حذف لجن حجيم ( لجن با ته نشيني ضعيف) ، سرعت جريان رو به بالا 0.9-0.6 حفظ شود.

مهمترين مزايا ي راكتور UASB عبارتند از :

راندمان مناسب در تصفيه فاضلاب هايي با بار آلي بالا ( COD= 150050000 mg/L)

توليد مقدار لجن پايين

كاهش استفاده در زمين تصفيه خانه ( بارگذاري UASB حدودا 10 برابر روشهاي تصفيه هوازي مي باشد.)

اين روش مولد انرژي قابل مصرف به شكل 75% متان است.

فرايند اين روش نياز به انرژي بسيار كمي دارد. ( انرژي بسيار زيادي در بخش هوادهي در روشهاي تصفيه هوازي مصرف مي شود.)

معايب اين روش عبارتند از:

راهبري دشوار براي حفظ لجن گرانولي

لزوم نگهداشتن حرارت بين 30 تا 38 درجه سانتيگراد ، براي ممانعت از كاهش راندمان.

حساسيت زياد در برابر تغييرات PH.

كنترل دشوار سيستم جداكننده گاز در بهره برداري.

طولاني بودن راه اندازي فرايند جهت ايجاد بستر لجن.