تفاوت فرآیند تصفیه فاضلاب USBF و SBR در چیست؟
5 مهر 1395
مقایسه فرآیند تصفیه فاضلاب USBF و SBR
سیستم هاي راکتور ناپیوسته متوالی (SBR) و فیلترهاي بستر لجن با جریان رو به بالاي (USBF) هـر دو فرآیند هاي اصلاح شده اي از سیستم فرآیند لجن فعال می باشند. سیستم SBR در اواخر سـالهای 1960 در آمریکا شکل گرفت و بین سالهاي 1980 تا 1990 بطور گسترده مورد استفاده واقع شد.
ایـده فرآینـد USBF که بطور انحصاري ثبت گردیده بود در سالهاي 1970 در اروپا و آمریکا تکمیل و اصلاح گردیـد. در طـی 25 سال گذشته، شکلهاي مختلفی از سیستم هاي USBF از قبیل زلال سازهـاي بـا بسـتر رو بـه بـالا و منـاطق انتخابی بی هوازي در سطح جهانی مورد استفاده قرار گرفته است.
سیستم هاي SBR و USBF هر دو قادر هستند تا بطور کامل به استانداردهاي آمریکـا و اسـتاندارد جهـانی براي تصفیه فاضلاب شـهري دست یابند.
هر دو روش در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب خود سـینتیک هـاي یکسـانی را جهـت حـذف کـربن و نیتریفیکاسـیون و دی نیتریفیکاسیون به کار می گیرند.
در کتابهاي مختلف مرجع، در مورد نحوه عملکرد این دو فرآیند (USBF و SBR)، سینتیک واکنش آنهـا و تفاوت فرآیند تصفیه فاضلاب USBF و SBR به تفصیل مطلب بیان شده است.
مقایسه فعلی جهت بررسی موارد زیر صورت گرفته است:
- ملاحظات بارگذاري طراحی؛
- پارامترهاي بهره برداري و اجرا؛
- میزان برق مصرفی هر سیستم؛
- ملاحظات طراحی مدولار و طراحی اجزاي مکانیکال؛
- بررسی فاکتور هاي هزینه اي.
هر یک از موارد فوق در قسمت هاي بعدي توضیح داده خواهد شد.
بارگذاري طراحی
بارگذاري طراحی (F/M) براي سیستم هاي SBR با توجه به اینکه تجهیزات هـوادهی آن نسـبت بـه USBF بیشتر است، معمولاً کمتر در نظر گرفته می شود چرا که هوا تنها هنگامیکـه زمـان هـوادهی سـیکل SBR اسـت دمیده می شود.
با این حال قدرت هواده نصب شده الزاماً افزایش می یابد. بخاطر ایده منحصر به فرد زلال سـازي بستر لجن فاضلاب در USBF و با توجه به منطقه انتخابی بی هوازي، اینـدکس حجـم لجـن (SVI) mg/1 بـراي ایـن روش بسیار پائین تر از SBR می باشد. این ایندکس یک فاکتور بحرانی در کل اجراي این روش می باشد.
هر دو روش براي بارگذاري هیدرولیکی ماکزیمم به متوسط به خوبی جوابگوي می باشند. در سیستم USBF با استفاده از شیب خاص دیواره هاي زلال ساز، اجازه داده می شود تا بستر لجن رشد نموده و سطح ناحیه ته نشینی افزایش یابد و نیز لخته هاي لجن داخل آن در تماس رو به بالا بهتر تشکیل گردد.
در سیستم تصفیه فاضلاب به روش SBR با تنظیم سـیکل ته نشینی، بارگذاري هیدرولیکی افزایش می یابد.
پارامترهاي بهره برداري و اجرا
حسن مهم سیستم تصفیه فاضلاب USBF در آن است که با ترکیب و قرار دادن منطقه غیر هوازي قبل از منطقه هـوازي شـرایط شکل گیري مایع مخلوط را جهت عملکرد بهتر جامداتی که در زلال ساز لخته اي به سمت بالا حرکت می کنند را فراهم می سازد.
منطقه غیر هوازي باعث کاهش و حذف لجن هاي رشته اي می شود که این امر خود کمـک مـی کند تا میزان SVI بسیار پائین باشد.
منطقه غیر هوازي در ایـن حالـت جهـت حــذف BOD و حــذف و کــاهش BOD و نیتریفیکاســیون بســیار خــوب عمــل مــی نمایــد.
جهــت عمــل دینیتریفیکاسیون، منطقه غیر هوازي به کمک زمان ماند هیدرولیکی افزایش می یابد و باعث عملکرد خوب خـود
تخریبـی کـربن در فاضـلاب مـی شـود. در سیسـتم SBR بـه طـور معمـول یـک منبـع کـربن جداگانـه جهـت دی نیتریفیکاسیون اضافه می گردد و متعارف ترین منبع کربن ، متانول است. با وجود اینکه افزودن متانول بـه طـور کامل کنترل می شود. اما با این حال افزایش بیش از حد آن بعضاً باعث افزایش BOD در خروجی می شـود.
میزان برق مصرفی هر سیستم
با در نظر گرفتن روابط تئوري سینتیک طراحی، سیستم SBR و USBF هر دو به یک میـزان بـه اکسـیژن جهت حذف BOD و نیتریفیکاسیون احتیاج دارند.
ملاحظات طراحی مدولار و طراحی اجزاي مکانیکال
طراحی راکتور تصفیه فاضلاب USBF به صورت یک سیستم پیوسته است که شامل منطقه هوادهی، زلال سـازي و منطقـه بی هوازي در یک تانک واحد می باشد. تنها دستگاه مکانیکی لازم، هواده جهت هـوادهی و Airlift لجـن برگشتی در تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی می باشد. در واحد بزرگ از یک پمپ محوري با توان پائین جهت بازگشت اسـتفاده مـی نماینـد.
لجن مازاد نیز می تواند در صورت عدم مغایرت با قوانین منطقه اي پس از خروج توسـط Airlift در محـل مناسب دفن گردد. سیستم SBR معمولاً شامل 2 عدد تانک می باشد که علاوه بر تجهیزات هـوادهی و تخلیـه لجن، پمپهاي آبگیري باید وجود داشته باشند. با توجه به اینکه براي هر کدام از سیستم هاي فوق یک واحـد رزرو نیز بایستی در نظر گرفته شود، میزان تجهیزات بسیار بیشتر از سیستم USBF می گردد.
بررسی فاکتور های هزینه ای
هزینه هاي عمده و اصلی روش تصفیه بیولوژیکی شامل موارد زیر می باشد:
- هزینه ساخت مخازن جهت ایجاد زمان مانـد هیـدرولیکی (HRT) لازم بـراي تـأمین سـینتیکهاي طراحی (این مقادیر براي هر دو روش SBR و USBF یکسان می باشند.)
- هزینه مخزن زلال ساز
- هزینه تجهیزات مکانیکی شامل پمپ ها، هواده ها، لوله کشی هاي داخلی و وسایل آبگیري
- کارهاي عمرانی و تجهیزات ساختمانی و کارگاهی
- تجهیزات سیستم کنترل
- وسایل و تجهیزات الکتریکی
از آنجا که سیستم هاي SBR و USBF داراي روابط سینتیک یکسانی می باشند، در فرآیند بیولوژیکی خود داراي مخازن یکسان و هم اندازه هستند. USBF سیستمی با یک تانک است و SBR سیستمی با دو تانک دوبل می باشد. سیستم SBR داراي یک سري پمپ بیشتر جهت آبگیري و نیز تجهیزات با توان بیشـتر و در نتیجه قیمت بالاتر جهت تخلیه لجن اضافه و هوادهی می باشد.
ضمن آنکه به دلیل دوبل بودن حوضچه هـا و نیز دوبل بودن تجهیزات رزرو ، قیمت نسبت به سیستم USBF بسیار بیشتر می گردد.
به منظور کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان شرکت فنی مهندسی (طراح و سازنده تصفیه خانه فاضلاب) زیست نگار تماس حاصل فرمایید.
