راکتور بافلدار بی‌هوازی (Anaerobic Baffled Reactor-ABR)

راکتورهای ABR متشکل از چندین اتاقک با جریان های رو به بالا و پایین متوالی هستند. ساختار راکتور ABR موجب می شود که مواد سمی و ... با تغییرات در شرایط محیطی مثل pH و دما در اتاقک اول متعادل شود و در نتیجه باکتری های متان زا که بسیار حساس به شرایط محیطی متغیر هستند، به راحتی در اتاقک های بعدی رشد نمایند. از مهم ترین ویژگی های تصفیه فاضلاب با راکتورهای بافلدار بی هوازی می توان به پایین بودن HRT، حجم کمتر، بالا بودن SRT، پایداری نسبت به شوک های هیدرولیکی و آلی، و توانایی تفکیک فازهای اسیدوژن و متانوژن اشاره کرد. از دیگر نقاط قوت راکتور بافلدار بی هوازی در تصفیه فاضلاب، توانایی تصفیه فاضلاب های حاوی سولفات و همچنین تصفیه پساب هایی که به سختی گرانول تشکیل می دهند و در نتیجه تصفیه آنها با راکتور UASB مشکل می باشد، اشاره کرد.

مقایسه مقدار فضای مرده در چندین راکتور بی هوازی در جدول زیر ارائه شده است:

توضیح جدول: مقایسه فضای مرده در راکتورهای بی هوازی

کاربردها

• تصفیه فاضلاب های خاص
• تصفیه فاضلاب های حاوی سولفات
• تصفیه فاضلاب های حاوی نیتروژن
• تصفیه فاضلاب های رقیق با دمای پایین
• پیش تصفیه فاضلاب هایی که به سختی مورد تجزیه بیولوژیکی قرار می گیرند
• تصفیه فاضلاب هایی که به سختی گرانول تشکیل می دهند
• تصفیه فاضلاب زائدات دامی
• تصفیه فاضلاب صنایع تولید خمیره و محلول کارخانه های کاغذسازی
• تصفیه فاضلاب های حاوی رنگ های آزو
• تصفیه شیرابه در محل دفن
• تصفیه فاضلاب دباغی ها حاوی سولفات و کروم
• تصفیه فاضلاب صنایع دارویی
• تصفیه فاضلاب صنایع غذایی
• و ...

مزایا

• طراحی ساده
• هزینه پایین ساخت
• هزینه پایین راه اندازی و عملیات
• کاهش انبساط بستر لجنی
• کاهش گرفتگی
• عدم وجود قسمت های متحرک
• حجم خالی زیاد
• بالا بودن زمان ماند جامدات (SRT)
• پایین بودن زمان ماند هیدرولیکی (HRT)
• تولید لجن کمتر
• ماندن بیوماس بدون نیاز به پکینگ و بخش ته نشین ساز
• عدم نیاز به بیوماس با ویژگی های ته نشینی نامتعارف
• عدم نیاز به جداسازهای گاز و جامد
• قابلیت انجام عملیات متناوب و پیوسته و کارکرد زیاد بدون از دست دادن لجن
• پایداری بسیار بالا در برابر شوک های هیدرولیکی، سمی و شوک ناشی از مواد آلی

مکانیسم یا عملکرد

فرایند ABR متشکل از چندین محفظه چسبیده بهم می باشد. هر محفظه شامل دو بخش با جریان رو به پایین و جریان رو به بالا است که فاضلاب از بخش اول وارد اتاقک می شود و از بخش دوم صعود کرده و در نهایت به بخش اول محفظه بعدی سرریز کرده و وارد می شود. در راکتورهای ABR بر خلاف راکتورهای پیوسته اختلاط کامل (CSTR)، زیست توده در داخل راکتور نگهداری می شود و فاضلاب به صورت پیوسته در راکتور جریان دارد. چنین ویژگی هایی در طراحی راکتور ABR موجب کاهش حجم و در نتیجه افزایش نرخ بارگذاری حجمی راکتور می شود.

مزیت اصلی استفاده از ساختار اتاقک بندی شده در راکتورهای ABR جداسازی فاز اسیدوژنیک و متانوژنیک در جهت طولی راکتور است که منجر به توسعه گروه های باکتریایی مختلف در شرایط بسیار مساعد می شود. این ویژگی مشابه فرایند هضم دو مرحله ای است.

اگرچه در حالت یکنواخت هر محفظه به صورت راکتور اختلاط کامل رفتار می کند اما عملکرد کلی مجموعه این راکتور با راکتور پلاگ قابل مقایسه است. مطالعاتی که بر روی عملکرد راکتور ABR انجام شده نشان می دهد که الگوی جریان به صورت حد واسطی از جریان لوله ای و جریان اختلاط کامل می باشد. مواد سمی و یا تغییرات در شرایط محیطی مانند pH و دما در اتاقک اول متعادل می شود و در نتیجه باکتری های متان زا در اتاقک بعدی رشد می کنند.

توضیح شکل: ساختار راکتور بافل دار بی هوازی

توضیح جدول: عملکرد راکتور ABR در تصفیه فاضلاب های مختلف شهری، خانگی، و صنعتی

 مبانی طراحی

برای طراحی راکتورهای ABR با یک دبی فاضلاب مشخص، شش پارامتر زیر بایستی تعیین شوند:

1- زمان ماند هیدرولیکی

2- تعداد محفظه ها

3- سرعت جریان

4- نسبت عرض به طول در محفظه ها

5- عمق راکتور

6- نسبت محیط جریان با جهت رو به بالا به محیط جریان با جهت رو به پایین در محفظه ها

هریک از موارد بالا در ادامه بحث شده اند:

• زمان ماند هیدرولیکی: زمان ماند هیدرولیکی متوسط بر زمان تماس در فرایند تصفیه فاضلاب و همچنین سرعت جریان سیال که کنترل کننده مقدار لجن/جامدات می باشد، تاثیرگذار است. زمان ماند هیدرولیکی پارامتری است که تعیین کننده اندازه راکتور (حجم عملیاتی راکتور) است و بنابراین عامل بسیار تاثیرگذاری در هزینه کلی سیستم می باشد.
• سرعت ماکزیمم جریان رو به بالا: ماکزیمم سرعت جریان رو به بالا، حداکثر سرعتی است که منجر به اختلال در فرایند تصفیه و شستشوی لجن در راکتور نشود. برای محاسبه ماکزیمم سرعت، سرعت طراحی در ضریب مربوط به جریان بیشینه ضرب می شود. در برخی مطالعات ضریب جریان بیشینه برای محاسبه ماکزیمم سرعت جریان رو به بالا در راکتور ABR برابر با 8/1 ذکر شده است.
• تعداد محفظه ها، عمق راکتور و نسبت محیط جریان با جهت رو به بالا به محیط جریان با جهت رو به پایین در محفظه ها: این پارامترها تعیین کننده ماکزیمم سرعت جریان رو به بالا در راکتور می باشند. افزایش تعداد محفظه ها، افزایش عمق راکتور یا کاهش نسبت محیط جریان با جهت رو به بالا به محیط جریان با جهت رو به پایین در محفظه ها منجر به افزایش ماکزیمم سرعت جریان رو به بالا می شود.
• نسبت عرض به طول محفظه ها: نسبت عرض به طول محفظه ها اثر مستقیمی بر سرعت جریان رو به بالا ندارد. البته محفظه ای با طول بسیار بالا، کاناله شدن جریان و اثرات جریان های فرعی و میان‌بر را خواهد داشت.

توضیح جدول: محدوده های توصیه شده و معادلات برای پارامترهای طراحی راکتورهای ABR در تصفیه فاضلاب های شهری و خانگی

اطلاعات ارائه شده در وبسایت کلی می باشد. جهت دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص مشخصات هیدرودینامیکی راکتور بافل دار بی هوازی، عملکرد راکتور بافلدار بی هوازی، کارایی راکتورهای بافل دار بی هوازی، سیستم تصفیه بیهوازی ABR، سیستم تصفیه بی هوازی Anaerobic Baffled Reactor، و ... می توانید با کارشناسان شرکت ابنیه پایدار سبز تماس گرفته و از اطلاعات بیشتر برخوردار گردید.