فرآیند UASB

(UASB-  (Upflow Anarobic Sludge Bed- بستر بی هوازی لجن با جریان رو به بالا

در راکتور UASB . چهار فاز بی هوازی هضم وجود دارد:

•    هیدرولیز: فازی است که در آن مواد ترکیبی، سنگین و غیر محلول ( پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی ها) از طریق تخمیر باکتری ها به مواد سبک تر ( مانند آمینواسید، قند، الکل) تبدیل شده و آنزیم ها آزاد می شوند.
•    اسیدوژنوز: مرحله ای که در آن ترکیبات محلول به ترکیبات ساده تر (نظیر اسیدهای چرب فرار، الکل، اسید لاکتیک، CO2, H2, NH3, H2S و مواد سلولی جدید) تبدیل می شود.
•    استوژنوس: فازی که در آن محصولات هضم شده به استات، CO2, H2 و مواد سلولی جدید تبدیل می شود.
•    متانوژنوس: فازی که استات، هیدروژن و  کربنات، فرمات یا متانول به CH4, CO2  و ترکیبات سلولی جدید تبدیل میشوند.

ویژگیهای راکتور UASB

لجن دانه ای –گرانولی:

در راکتور UASB، لجن بی هوازی خاصیت ته نشینی خوبی می یابد و به صورت مکانیکی با نیروی جریان رو به  بالای فاضلاب ورودی مخلوط شده و حباب های گاز در راکتور تولید می شوند. به این منظور، اختلاط مکانیکی می تواند از راکتور UASB حذف شده و در نتیجه هزینه نگهداری و سرمایه گذاری را کاهش دهد.  این پروسه اختلاط باعث تشکیل لجن گرانولی میشود. لجن گرانولی مزیت های زیادی بر لخته های متداول لجن دارد.

•    تشكيل بيو فیلم  متراکم
•    توانایی ته نشینی بالا ( 30 – 80 متر در ساعت)
•    اجتماع میکروبی متوازن
•    فعالیت متانوژنی بالا (0.5  تا 2 g COD/g VSS.d)
•    مقاوم به شوک سمی

شکل 1: قسمتهای اصلی یک راکتور UASB

طراحی UASB

1)    اگر ورودی COD بین 5000- 15000 میلی گرم در لیتر یا بیشتر باشد، روش طراحی باید براساس مقدار بار آلی باشد.

2)    اگر ورودی COD کمتر از 5000 میلی گرم در لیتر باشد. روش طراحی باید بر اساس سرعت محاسبه شود.

COD ورودی 

ارتفاع لجن

<300mg/l	3-5m
>300mg/l	5-7m
نکته: لایه لجن بلند تر از لایه لجن بستر است.

اگرارتفاع ناحیه نصب بیشتر یا مساوی 2/1 متر باشد مساحت مخزن  UASB به متر مربع اینگونه محاسبه میشود: A=HRT* Q/H

HRT: زمان ماند هیدرولیکی

بهره برداری:

گستره مناسب pH بین 6.6 تا 7.6 است. دمای فاضلاب نباید بیش از 5 درجه سانتی گراد باشد چون دمای پایین می تواند سرعت هیدرولیز فاز 1 و فعالیت باکتریهای متانوژن را کاهش دهد. به این ترتیب در فصل زمستان، گاز متان برای گرم کردن فاضلابی که باید در راکتور تصفیه شود نیاز است. همیشه نسبت COD:N:P به صورت 350:5:1 باقی میماند. اگر کمبودی در مورد برخی از مواد مغذی در فاضلاب وجود داشته باشد، باید این مواد اضافه شوند تا میکروارگانیزم ها زنده بمانند. مواد شیمیایی که به طور متداوم به عنوان مواد مغذی (N, P)  استفاده میشوند عبارتند از :

(NH4) 2CO3 , KH2PO4, NH4 ,  H2PO4 .

جامدات معلق میتواند بر روی فرایند بی هوازی به طرق مختلف تاثیر بگذارند:

•    تشکیل لایه  پسماند و کف، به دلیل حضور ترکیبات غیر محلول که  خاصیت شناوری دارند نظیر روغن ها و چربی ها.
•    به تعویق  انداختن یا حتی ممانعت کامل از تشکیل لجن گرانولی.
•    جذب لجن گرانولی در یک لایه از مواد غیرمحلول جذب شده و بعضی اوقات  تجزیه لجن گرانولی.
•    شست و شوی ناگهانی و تقریبا کامل لجن موجود در راکتور.
•    کاهش در فعالیت کلی متانوژنهای لجن به دلیل تجمع جامدات معلق.