SGBR ، راکتور با بستر گرانولی ثابت

SGBR (STATIC GRANULAR BED REACTOR

تصفیه بی هوازی : امروزه طراحان فرایندهای تصفیه فاضلاب تمایل نسبتاً زیادی برای استفاده از فرایندهای بی‌هوازی دارند. دلایل این امر عبارتند از:

• هزینه‌ی بالای انرژی درروش هوازی به منظور تأمین میزان هوادهی درروش هوازی
• بالا بودن نرخ تولیدات جامدات

• محدودیت در ظرفیت انتقال اکسیژن درروش هوازی
• پایین بودن هزینه‌های بهره‌برداری، صرفه‌جویی در انرژی به واسطه تولید متان، بار آلی بیشتر نسبت به روش هوازی و ...

فرایندهای بی‌هوازی از دهه‌ی 60 میلادی گسترش یافتند و همچنان نیز مطالعات در مورد حالت‌های مختلف این روش ادامه دارد. فرایندهای متعددی در طول این مدت طراحی‌شده است، تعدادی از این فرایندها عبارتند از:

ASBR - AMBR - AF - UASB- EGSB and …

روش SGBR نیز یکی از روش‌های نوین تصفیه بی‌هوازی می‌باشد که در این مقاله با این فرایند به صورت کامل آشنا خواهیم شد.

فرآیند SGBR 

راکتور بستر گرانولی ثابت در سال 2000 توسط Elilis در آزمایشگاه بیوتکنولوژی دانشگاه ایالت ایووا توسعه یافت و تاکنون برای تعدادی از مطالعات آزمایشگاهی مورد استفاده قرارگرفته است. مطالب ارائه‌شده مربوط به تحقیقات انجام‌شده در سال 2015 می‌باشد.

تعریف کلی: راکتور گرانولی با بستر ثابت یک سیستم ساده‌ی بی‌هوازی از نوع نرخ بالا می‌باشد که برگرفته از سیستم بستر لجن بی‌هوازی رو به بالا (UASB) است.

تفاوت سیستم SGBR با روش UASB این است که در این روش جریان فاضلاب از بالا به سمت پایین می‌باشد فاضلاب تصفیه‌شده از قسمت پایینی سیستم خارج می‌شود و جداسازی گاز در این روش به راحتی جداسازی می‌شود.

معرفی و کارکرد بخش‌های مختلف سیستم

بخش اصلی مخزن (مربوط به لجن گرانوله)

این سیستم شامل یک بستر گرانولی بی‌هوازی فعال، ثابت و متراکم با جریان رو به پایین است که این تراکم منجر به بهینه‌سازی تماس بین میکرو ارگانیسم‌ها روی سطح گرانول‌ها و فاضلاب می‌شود و باعث افزایش راندمان تصفیه می‌شود.

بهینه‌سازی تماس باعث می‌شود که مواد آلی و آلودگی در مدت زمان کوتاهی تجزیه شود و در نهایت در راکتوری با حجم کوچک و هزینه کم غلظت بالایی از بیوگاز در راندمان بالای حذف COD تولید شود.

ساختار گرانول ها

لجن‌های گرانول، انباشتی از میکروارگانیسم ها هستند که در طول زمان تصفیه، یا نظم یکسان در محیط و جریان هیدرولیکی ثابت رو به بالا تشکیل شده‌اند.

فرآیند تشکیل گرانول

فرآیند تشکیل لجن گرانول، یک از جالب‌ترین و پیچیده ترین مباحث مورد علاقه دانشمندان است. هلندی‌ها مطالعات زیادی روی فرآیند تشکیل لجن گرانول انجام داده‌اند و این فرآیند به عنوان موضوع تز دکترای بسیاری از پژوهشگران قرارگرفته است. مکانیسم گرانول شدن لجن بسیار پیچیده بوده هنوز هم به طور کامل کشف نشده است. بدیهی است که پر کردن راکتور و نحوه توزیع و شکل هاضم در نگهداری شکل صحیح گرانول بسیار مهم است.

حدود 60 الی 70 در صد حجم راکتور مربوط به گرانول‌ها می‌باشد. درراه اندازی sgbr از لجن موجود در سیستم uasb شهر مجاور استفاده‌شده است.

مخزن ذخیره ورودی

از این قسمت برای متعادل کردن جریان و همچنین برای تنظیم PH جریان استفاده می‌شود.

شیرهای کناری مخزن

این شیرها برای کنترل عملکرد سیستم می‌باشد. برای شست و شوی معکوس سیستم نیز از این شیرها استفاده می‌شود.

قسمت زه کشی

این قسمت فاضلاب تصفیه‌شده را جمع‌آوری می‌کند و به خارج از مخزن انتقال می‌دهد.

روند تصفیه فاضلاب

با توجه به شکل، فاضلاب با عبور از مخزن متعادل ساز وارد بخش گرانولی می‌شود با تماس با این بسترهای بیولوژیکی دچار تجزیه‌شده و در اثر این تجزیه طی سازوکار بی‌هوازی گازهایی تولید می‌شود.

گازهای مذکور از قسمت بالایی مخزن جمع‌آوری می‌شود و پساب تصفیه‌شده از قسمت زیرین مخزن به کمک سیستم زه کشی جمع آوری شده و از سیستم خارج می‌شود.

نکات مربوط به راهبری و فعالیت این سیستم

1. در این روش به دلیل آنکه در حین تصفیه گازهایی تولید می‌شود لذا حرکت این گازها به سمت بالا سبب جلوگیری از گرفتگی فضای بین گرانول‌ها می‌شود. اولین ویژگی مثبت: دیر گرفته شدن بستر گرانولی
2.  دلیل روبه پایین بودن جریان، فاضلاب با نیروی ثقل به سمت پایین حرکت می‌کند. ویژگی دوم: عدم ایجاد اختلاط و آشفتگی در جریان
3. نیازی نیست تا به میکرو ارگانیسم‌ها زمان اضافی برای رشد و تکثیر داده شود. ویژگی سوم: زمان راه‌اندازی و شروع به کار بسیار کوتاه (حدود 45 روز) است و سیستم طی چند روزبه تولید گاز متان و حذف مواد آلی می‌پردازد.

و به طور کلی مزیت‌های سیستم SGBR عبارت است از

• سادگی این روش: این روش نسبت به سایر سیستم‌های تصفیه فاضلاب از تکنولوژی ساده‌ای بهره می‌برد.
• اشغال فضای کم: به دلیل غلظت بالای زیست توده گرانول در سیستم ابعاد سیستم بهینه‌تر می‌شود
• راهبری ساده: تمام سیستم‌های نرخ بالا نیاز به مراقبت از شسته شدن زیست توده در حین تغییرات نرخ بار آلی دارند. روش SGBR نیازی به دستگاه‌های جداکننده گاز و جامدات، اختلاط کننده، دستگاه اختلاط دهنده و ...ندارد. در سیستم معرفی‌شده نگهداری کم و در نتیجه به حداقل رساندن آموزش راهبری وجود دارد.
• استفاده از گرانول‌ها به جای مواد بسته‌بندی‌شده: یکی از مشکلات در سایر روش‌های فیلتری محدودیت رشد ذرات زیست توده در فضای خالی روی سطح مدیا است و زیست توده‌ها باید در فضای های معینی رشد کنند و درحالی‌که در سیستم مذکور در هر فضایی می‌توانند آزادانه رشد کنند
• مناسب برای فاضلاب‌هایی با آلودگی شدید و بار آلی بالا: این سیستم قادر به تصفیه فاضلاب‌هایی با آلودگی زیاد همچون صنعت لبنی، صنعت نساجی، کشتارگاه و ...می باشند.

شستشوی معکوس در فاضلاب

در سیستم SGBR گرفتگی و افت فشار به ندرت اتفاق می‌افتد و گرفتگی‌های احتمالی همان‌طور که گفته شد به کمک خود گازهای تولیدی برطرف می‌شود ولی از آنجایی که ورودی به این سیستم فاضلابی با بار آلی بالا می‌باشد به هرحال این سیستم مانند فیلتر عمل می‌کند بایستی تدابیر لازم برای برطرف کردن مشکل گرفتگی اندیشیده شود.

با انجام شستشوی معکوس علاوه بر باز شدن منافذ گرفته‌شده، گرانول‌ها با جابجایی اندک متراکم شده و فضای لازم برای گرانول‌های بیشتر فراهم می‌شود. این کار از قسمت پایینی زهکش انجام می‌گیرد.

همواره 5 درصد از پساب تصفیه شده در این روش برای شستشوی معکوس در نظر گرفته می‌شود.

در مقاله‌ی دوم مربوط به فرایند SGBR به بررسی نتایج پایلوتی این فرایند در برخی از صنایع بزرگ و مهم ازجمله صنعت لبنیات، نساجی و ... پرداخته‌شده است.

منابع فرآیند راکتورهایی با بستر گرانولی ثابت 

• Performance of on-site pilot static granular bed reactor (SGBR) for treating dairy processing wastewater and chemical oxygen demand balance modeling under different operational conditions
• Applicability and trends of anaerobic granular sludge treatment processe
• SGBR Performance on the Basis of Color and COD Removal from Textile Wastewater(August 2, 2011; revised: October 26, 2011; accepted: November 22, 2011)
• Evaluation of an on-site pilot static granular bed reactor (SGBR) for the treatment of slaughterhouse wastewater Jaeyoung Park • Jin Hwan Oh • Timothy G. Ellis

 شرکت زادآب به عنوان تولیدکننده تجهیزات آب و فاضلاب آماده ارائه مشاوره رایگان به شما عزیزان می باشد. در صورت نیاز به مشاوره با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

021-55256411-12

0912-4349929

نوشتن دیدگاه