انواع راکتورهای فاضلاب

مسلماً آب مهمترین منبع روی زمین است و به طور فزاینده ای به یک منبع محدود تبدیل می شود. امروزه انواع راکتورهای فاضلاب بسته به نوع فاضلاب و حجم تصفیه، در مراحل تصفیه فاضلاب استفاده می‌شوند تا خدمات تصفیه آب با بالاترین راندمان اجرا شود. در این مطلب انواع راکتور های تصفیه فاضلاب شرح داده می شود.

انواع راکتور های تصفیه فاضلاب

راکتور جریان نهرگونه

یک نوع حوضچه هوادهی که در آن محل ورودی فاضلاب یک سمت و محل خروجی سمت دیگر قرار دارد. در مسیر جریان فاضلاب در راکتور، فقط مقداری اختلاط رخ می دهد، در حالیکه در عمود بر آن، گرادیان غلظت نادر است. از طرفی کاهش غلظت سوبستره در مسیرهای طولی بسیار واضح است. به دلیل اینکه غلظت  سوبستره در قسمت ابتدایی راکتور بالا است، به اکسیژن محلول بیشتری نیاز است.
مهمترین مزیت این راکتورها، تقسیم طولی فرآیندها است. به این ترتیب تأثیر منفی ترکیبی آنها در نتیجه خرابی نمی تواند رخ دهد، از طرفی باید توجه داشت که سرریز مقطعی(نوسانات بار) باعث اختلال در کنترل راکتور می شود. در صورت وجود مواد سمی مانند سیانید یا ترکیبات فنلی، میکروارگانیسم ها آسیب جدی می بینند.

راکتور اختلاط کامل

فاضلاب ورودی به حوضچه اختلاط کامل بلافاصله کل حجم حوض را اشغال کرده و ارگانیزم های فعال به داخل آن تزریق می شوند. زمان اختلاط کمتر از حدود 10 درصد زمان است. بنابراین، غلظت در استخر گرادیان ایجاد نمی شود و نوسانات بار به خوبی متعادل می شوند. اگر غلظت لجن فعال کافی باشد، جذب سوبستره قابل تجزیه طبق  فرآیند جذب سطحی انجام شده و مواد ذکر شده حذف می شوند.
در صورت بالا بودن غلظت جریان ورودی فاضلاب امکان تجزیه موادی مانند فنل و فرمالدئید یا اسید استیک نیز وجود دارد. زیرا بلافاصله غلظت مواد سم در حوضچه هوادهی از طریق ترکیبی از اختلاط شدید و شدت بالای جذب و تجزیه مواد، به سطحی کاهش می یابد که برای میکروارگانیزم های موجود بی خطر باشد.

راکتور بستر متحرک (MBBR)

در این فرآیند از بسته های شناور در یک مخزن هوادهی استفاده می شود. میکروارگانیسم ها در این بسته های شناور رشد می کنند. این بسته ها به کمک هوادهی عمیق در محیط هوازی قابل جابجایی بوده و با استفاده از همزن مکانیکی می توانند در محیط بی هوازی عمل کنند.
در این روش از  ورق های پلی اتیلن برای ترکیب تانک های متحرک و هوادهی استفاده می شود. حامل زیستی موثر است و از سطح حمایت می کند و در عین حال رشد باکتری های لازم برای تجزیه مواد فاضلاب را تقویت می کند. این میکروارگانیسم ها مسئول تجزیه بیولوژیکی سریع هستند. این راکتور نسبت به سیستم های مشابه کوچکتر و قابل گسترش تر است.

راکتور بستر ثابت

در تصفیه فاضلاب با بستر ثابت، از سنگ خرد شده سرامیک یا ذرات دیگر ساخته می شود. در این روش فاضلاب روی سطح پخش می شود. پاشیدن فاضلاب بر روی سنگ ها، سطح را می پوشاند و مایع را هنگام عبور از فیلتر تمیز می کند. با حرکت فاضلاب به پایین دست، لایه ای از میکروارگانیسم ها روی سطح بستر تشکیل می شود. میکروارگانیسم ها با مواد آلی ترکیب شده و اکسیژن فاضلاب را جذب می کنند. تا 85 درصد از آلاینده های آب توسط فیلترهای چکاننده حذف می شوند.

راکتور بیولوژیکی غشایی(MBR)

برخی از راکتورهای تصفیه خانه می توانند آب با کیفیت بالاتری را که به عنوان آب آبیاری مصرف می شود تصفیه کنند. این راکتورها همچنین می توانند تصفیه خانه های قدیمی را که نمی توانند از تجهیزات قدیمی استفاده کنند، ارتقا دهند. در این روش تصفیه از نوعی سیستم غشایی در مخزن استفاده می شود. با انجام هوادهی در فاضلاب و پس از انجام واکنش های بیولوژیکی بین میکروارگانیسم ها، مواد حجیم تشکیل شده و در فاضلاب شناور می شوند. با عبور فاضلاب از غشا، ذرات حجیم در راکتور باقی می مانند و آب شفاف به چرخه مصرف باز می گردد.

واحدهای فیلتراسیون MBR معمولاً در سیستم های داخلی یا شناور یا یک سیستم جریان خارجی استفاده می شوند.

راکتور نا پیوسته (SBR)

واحد SBR از یک راکتور تخلیه متوالی تشکیل شده است که در آن اختلاط کامل صورت می گیرد. همچنین در یک تانک هوادهی و ته نشینی که بعد از مرحله ی واکنش هستند صورت می گیرد. در این سیستم حداقل دو مخزن مورد نیاز است. در تمام سیستم های SBR، فرآیند تصفیه به صورت متوالی در قالب 5 مرحله ای زیر انجام می شود:
پر شدن
واکنش (هوادهی)
رسوب گذاری
تخلیه
رکود

راکتور بافلدار بی هوازی (ABR)

در این راکتورها از یک سری بافل های عمودی استفاده می شود که این بافل ها در مسیر جریان قرار می گیرند تا جریان فاضلاب به سمت پایین و بالا و در نهایت به انتهای راکتور حرکت کند. باکتری های داخل راکتور به دلیل ویژگی های جریان و بیوگاز تولید شده دائماً بالا و پایین می روند. این ویژگی باعث تماس بیشتری با فاضلاب می شود. ضرایب انتشار محاسبه شده برای راکتورهای ABR نشان می دهد که الگوی جریان در راکتور بین جریان نهرگونه و اختلاط کامل است. به منظور ایجاد راندمان بهتر در این راکتورها می توان اصلاحات زیر را اعمال کرد:
اصلاح طراحی بافل برای جریان مستقیم از بستر لجن
برای به دام انداختن و بازگشت مواد جامد از یک سیستم جداساز می توان استفاده کرد.

فاکتورهای انتخاب راکتورها:

فاکتورهای عملکردی که هنگام انتخاب یک راکتور یا نوع راکتور برای فرآیند تصفیه در نظر گرفته می شوند عبارتند از:
وضعیت فاضلاب تصفیه شده
ماهیت واکنش (همگن شدن یا عدم همگن شدن)
الزامات عملکرد و فرآیند
شرایط محیطی محل