گروه مهندسی کویر

از جمله روش های موثر مورد استفاده در تصفیه فاضلاب به منظور کاهش بار آلودگی، فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی می باشد. در طی فرآیندهای بیولوژیکی مواد قابل تجزیه مانند هیدروکربن ها، چربی ها، قندها و... بر اساس نوع سیستم و خصوصیات شیرابه توسط عوامل بیولوژیکی نظیر باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها به جرم بیولوژیکی و محصولات نهایی مانند بخار، آب، دی اکسید کربن، متان و... تبدیل می شوند. در فرآیندهای بیولوژیکی به طور کلی در حدود 70 درصد از مواد آلی که از طریق روش هایی مثل COD اندازه گیری شده اند به  biosolid تبدیل می شوند.

روش های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب به دو گروه اصلی هوازی و بی هوازی تقسیم می شوند. فرآیندهای بی‌هوازی عمدتا به عنوان پیش تصفیه برای کاهش بار آلودگی از جریانات دارای غلظت بالای آلودگی استفاده می شوند. اما خصوصیات میکروارگانیسمهای موثر و فرآیندهای حاکم بر تصفیه بی‌هوازی امکان به استاندارد رسانیدن کیفیت پساب را فراهم نمی نمایند، لذا لازم است پساب ناشی از فرآیندهای بی‌هوازی به سیستمهای تصفیه هوازی هدایت شده تا میکروارگانیسمهای موثر در حضور اکسیژن، غلظت آلاینده‌های قابل تجزیه بیولوژیکی را تا حد مطلوب کاهش دهند.

فرآیندهای بیولوژیکی هوازی:

یک تصفیه هوازی باید بتواند بار آلودگی ذرات زیست تخریب پذیر آلی را کاهش دهد و همچنین از نیتروژن آمونیاکی، ازت گیری کند. فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه بر مبنای بیومس رشد یافته به صورت معلق است. مانند لاگونهای هوادهی، راکتورهای غیر پیوسته متوالی، فرآیند لجن فعال که به طور گسترده‌ مطالعه گردیده اند. سیستمهای رشد به صورت متصل (نه به صورت معلق) اخیرا مورد توجه قرار گرفته اند: راکتور بیوفیلم بستر متحرک (MBBR) و بیوفیلترها. ترکیب تکنولوژی جداسازی غشایی و بیوراکتورهای هوازی، غالبا بیوراکتور غشایی نامیده می شود و اخیرا بر استفاده از آن برای تصفیه فاضلاب تمرکز شده است.

لاگون هوادهی |Aerated Lagoon system

لاگون هوادهي متشكل از يك بركه با ديواره خاكي و هوادهي مصنوعي، مجهز به هواده هاي شناور است. بعد از اين لاگون يك استخر ته نشيني يا بركه تثبيت اختياري قرار دارد كه به عنوان زلال ساز نهايي عمل مي كند.  جامدات بيولوژيكي توليد شده در لاگون هوادهي بوسيله استخر ته نشيني يا بركه تثبيت جداسازي مي شوند. استخر ته نشيني معمولاً بتني و مجهز به چنگكهاي مكانيكي لجن است تا برداشت لجن به صورت مداوم باشد. اگر بركه تثبيت بكار برده شود، جامدات بيولوژيكي در كف ته نشين شده و تجزيه بي هوازي روي مي دهد. بركه بطور متناوب، معمولاً هر دو يا سه سال يكبار تخليه و مواد جامد هضم شده دفن بهداشتي مي شود. فرآیند لاگون هوادهي ذاتاً يك فرآیند لجن فعال بدون برگشت است كه معمولاً غلظت مواد جامد بيولوژيكي آن در حدود 200 تا mg/l 500 مي باشد. لاگون هاي هوادهي بطور وسيعي در تصفيه فاضلاب صنعتي بكار برده مي شدند زيرا بسيار كم هزينه تر از لجن فعال مي باشد. در عين حال به زمين بيشتري نياز دارند كه بايد مورد توجه قرار گيرد. غالباً، فرآیند تصفيه فاضلاب صنعتي در ابتدا سيستم بركه تثبيت است و با افزايش بارگذاري، هوادهي مصنوعي به آن اضافه مي شود تا بركه به لاگون هاي هوادهي تبديل شوند.

فرآیند لجن فعال:

فرآیند لجن‌فعال (Activated Sludge) یک تکنیک بیولوژیک برای تصفیه‌ فاضلاب است که در سال 1900 میلادی توسط دو نفر انگلیسی تکمیل گردید. این فرآیند تصفیه‌ فاضلاب شامل زندگی میکروارگانیسم‌ها همراه ماده‌ی آلی در یک محیط غنی از اکسیژن (هوازی) است. این فرآیند مشابه فرآیند بیولوژیکی است که در لایه‌های رویی خاک رخ می‌دهد و حاوی تعداد زیادی میکروارگانیسم است، با این تفاوت که میکروارگانیسم‌ها در فرآیند لجن‌فعال در یک محیط‌زیست مایع و کنترل شده نگه داری می‌شوند. مکانیسم اصلی فرآیند لجن‌فعال توسط واکنش بیولوژیکی زیر نشان داده شده است:

 انرژی + H2O+CO2 + میکروارگانیسم → میکروارگانیسم + ماده‌ی آلی

آلاینده‌ها توسط میکروارگانیسم‌هایی حذف می‌شوند که بعدا در فاضلاب ته‌نشین و خارج می‌شوند.

فرآیند حذف آلاینده‌ها شامل مراحل زیر است:

استفاده میکروارگانیسم‌ها از مواد آلی پیچیده به عنوان منبع غذایی برای تولید میکروارگانیسم‌های بیشتر که نهایتا ته‌نشین و خارج می‌شوند، گاز انیدریدکربنیک که در جو پراکنده می گردد، آب که به همراه پساب خارج می شود، و انرژی که میکروارگانیسم‌ها برای ادامه زندگی خود مصرف می‌کنند. به عبارت ساده مواد آلی موجود در فاضلاب به میکروارگانیسم تبدیل شده و پس از ته‌نشینی از فاضلاب خارج می‌شوند.

فرآیندی که توسط آن میکروارگانیسم‌ها مواد آلی پیچیده را می‌شکنند فرآیندی مرکب است. فاضلاب دارای مواد آلی در حضور اکسیژن محلول و مدت زمان کافی با میکروارگانیسم‌ها مخلوط میشود و بدین ترتیب میکروارگانیسم‌ها قادر خواهند بود که مواد آلی پیچیده را بشکنند. در ابتدا یک نوع میکروارگانیسم خاص به یک بخشی از ماده‌ی آلی دارای ساختار پیچیده حمله می کند و میکروارگانیسم‌های دیگر به سایر بخشهای آن. میکروارگانیسم‌ها با جذب و هضم مواد آلی از اکسیژن محلول در فاضلاب نیز استفاده می‌کنند.

تشکیل لجن‌فعال:

جمعیت بیولوژیکی میکروارگانیسم‌ها در فرآیند لجن‌فعال نقش عمده‌ای دارند. این میکروارگانیسم‌ها برای شکستن مواد آلی نیاز به آنزیم‌های ویژه‌ای دارند تا بتوانند آنها را به میکروارگانیسم‌های بیشتر، CO2 و H2O تبدیل نماید به این دلیل در سیستم تصفیه‌ی فاضلاب میکروارگانیسم‌ها قبلا باید به محیط مایع خو گیرند تا بتوانند آنزیمهای لازم را ترشح کنند. در مرحله‌ بعد لخته‌سازی انجام می شود. به این صورت که میکروارگانیسم‌ها در حوضچه‌ هوادهی به هم برخورد می‌کنند و ذرات بزرگی بنام لخته تشکیل می شود. این لخته‌ها به سهولت ته نشین خواهند شد. همچنان که اختلاط این سلول ها در حوضچه‌ی هوادهی ادامه می‌یابد، با مواد معلق و کلوییدی نیز برخورد و اتصال پیدا می‌کنند. این اتصال سبب بزرگ شدن لخته می شود در نتیجه ته‌نشینی بهتر رخ می‌دهد.

عمل هوادهي در راکتورهاي لجن فعال با استفاده از هوادهي هاي مکانيکي يا ديفيوزري انجام مي گيرد.

انواعراکتورهايلجنفعال:

راکتورهاي لجن فعال بر اساس نوع رژيم هيدروليکي به ۳ دسته تقسيم مي شوند:

  1. راکتورهاي لجن فعال با جريان ديناميکي
  2. راکتورهاي لجن فعال با جريان اختلاط کامل
  3. راکتورهاي لجن فعال با جريان ترکيبي

در راکتورهاي داراي جريان ديناميکي، فاضلاب پس از ورود به راکتور در جهت طولي هيچ اختلاطي نمي يابد و تنها در جهت عرضي اختلاط مي يابد و غلظت مواد آلي در طول راکتور متفاوت است. در راکتورهاي اختلاط کامل، فاضلاب پس از ورود به راکتور با تمام محتويات آن ترکيب شده و مخلوط نسبتًا همگني بدست مي آيد ، بنابر اين غلظت مواد آلي در جريان خروجي از راکتور مشابه غلظت مواد آلي موجود در داخل راکتور مي باشد.

اجزايسيستم:

فرآیند لجن فعال متداول شامل اجزاي زير مي باشد:

  1. حوض هوادهي
  2. حوض ته نشيني (اوليه و ثانويه)
  3. هوا ده
  4. خط جريان لجن برگشتي

فاضلاب ورودي به تصفيه‌خانه بعد از گذراندن مراحل اوليه تصفيه، بيشتر جامدات معلق و مقداري از BOD (اکسيژن مورد نياز بیولوژیکی) خود را از دست مي دهد. واحدهايي که معمولاً قبل از واحد لجن فعال قرار دارند شامل دانه گيري و ته نشين اوليه مي باشد . واحد ته نشيني اوليه قادر است 40%- 25 از BOD و 70%-50 از کل جامدات ورودی را حذف نماید.

بعد از گذراندن مراحل اوليه تصفيه، فاضلاب وارد حوض هوادهي لجن فعال مي گردد. مايع مخلوط حوض هوادهي شامل مخلوطي از ميکروارگانيزم هاي مختلف است. اکثر اين ميکروارگانيسم ها را باکتریهاي هتروتروفيک تشکيل مي دهد. با رساندن مواد غذايي و اکسيژن کافي به داخل حوض هوا دهي جمعيت اين باکتريها در مايع مخلوط غالب مي گردد .باکتریها از مواد آلي و ترکيبات مغذي موجود در فاضلاب براي رشد و تکثير استفاده مي کنند. بدين ترتيب غلظت مواد آلي موجود در فاضلاب کاسته شده و بر غلظت توده جرم سلولي فعال (زيست توده ميکروبي) افزوده مي گردد. در حقيقت آلودگي از شکل مواد غذايي آلي به شکل زيست توده ميکروبي تبديل مي گردد. بعد از حوض هوادهي، فاضلاب وارد حوض ته نشيني مي گردد و با ايجاد شرايط سکون مناسب توده سلولي به شکل لجن در حوض ته نشيني از پساب جدا مي گردد. پساب خروجي براي تصفيه بيشتر به واحدهاي بعدي انتقال مي يابد. مقداري از لجن ته نشين شده، براي حفظ غلظت مناسب از توده ميکروبي به داخل حوض هوادهي برگشت داده مي شود و باقيمانده آن حذف مي گردد. حذف لجن بر اساس ايجاد سن مناسب لجن در فرآیند انجام مي گيرد.

واکنش تبديل مواد آلي به جرم سلولي بصورت زير مي باشد.

COHNS + O2 + باکتری ها مواد مغذي CO 2 + NH 3 + C 5 H 7 O 2 N + سايرمحصولات

انواعفرآیندهايلجنفعال:

مهمترين فرآیندهاي اصلاح شده لجن فعال شامل موارد زير مي باشد:

(۱) فرآیند لجن فعال متعارف

(۲) فرآیند لجن فعال از نوع هوادهي کاهشي

(۳) فرآیند لجن فعال از نوع هوادهي با خوراند مرحله اي

(۴ (فرآیند لجن فعال از نوع اختلاط کامل

(۵) فرآیند لجن فعال از نوع هوادهي اصلاح شده

(۶) فرآیند لجن فعال از نوع هوادهي پر بار

(۷) فرآیند لجن فعال از نوع هوا دهي گسترده

(۸) فرآیند لجن فعال از نوع نيترات زايي تک مرحله اي

(۹) فرآیند لجن فعال از نوع نيترات زايي در مرحله اي مجزا

(۱۰) فرآیند لجن فعال از نوع شفت عميق

(11) فرآیند لجن فعال از نوع ناپيوسته متوالي منقطع

(۱۲)  فرآیند لجن فعال از نوع تثبيت تماسي

(۱۳)  فرآیند لجن فعال از نوع کراس

(۱۴)  فرآیند لجن فعال از نوع هوا دهي با اکسيژن خالص

(۱۵)  فرآیند لجن فعال از نوعIDEA

(16) فرآیند لجن فعال از نوع ABJ-ICEAS (SBR پیشرفته با ورودی پیوسته)

(۱۷)  فرآیند لجن فعال از نوع UNIFED

فرآیند راکتورهای ناپیوسته متوالی |   SBR:

تصفیه فاضلاب به روش راکتور متوالی منقطع (SBR) یک سیستم لجن فعال پر و خالی شونده برای تصفیه فاضلاب می‌باشد. در این سیستم تصفیه فاضلاب ،‌ فاضلاب جهت تصفیه به یک راکتور منقطع واحد منتقل می گردد تا اجزای نامطلوب آن حذف گردد و سپس فاضلاب تخلیه می گردد. متعادل سازی، هوادهی و زلال‌سازی همگی می‌تواند با به کارگیری یک واحد راکتور منقطع حاصل شوند. جهت بهینه‌سازی عملکرد سیستم دو یا چند راکتور منقطع در توالی عملکردها تعبیه می گردد. سیستم های SBR به طور موفقیت‌آمیزی برای تصفیه فاضلابهای شهری و صنعتی به کار رفته‌اند. این روش ها در تصفیه فاضلاب های با جریان متناوب و یا جریان کم نقش منحصر به فردی دارند.

بر خلاف آنچه تصور می شود،‌ فرآیندهای منقطع پر و خالی نظیر SBR روشی نیست که در مقطع فعلی پیشرفت نموده باشد. بین سالهای ۱۹۱۴ الی ۱۹۲۰ سیستم های مختلف پر و خالی در حال کار بودند. علاقه‌مندی به سیستم های SBR در اواخر دهه ۱۹۵۰ و اوایل دهه ۱۹۶۰ مجدداً رونق گرفت که علت آن پیشرفت دستگاه‌ها و تکنولوژی های جدید بود. پیشرفت در تجهیزات هوادهی و سیستم های کنترل به سیستم SBR اجازه داد تا به طور موفقیت‌آمیزی با سیستم لجن فعال متعارف رقابت نماید.

سیستم تصفیه فاضلاب  SBR با سیستم لجن فعال متعارف اختلافی ندارد جز آنکه این سیستم به جای آنکه با فضا عمل نماید، با زمان عمل می نماید. تفاوت بین دو تکنولوژی در این است که سیستم  تصفیه فاضلاب SBR با یک کنترل توالی زمان، عملیات متعادل‌سازی، تصفیه بیولوژیکی و زلال‌سازی ثانویه را در یک حوضچه انجام می‌دهد. این مدل از راکتورها، عملاً زلال‌سازی اولیه را نیز در خود شامل می‌شوند.

در یک سیستم لجن فعال متعارف، فرآیندهای فوق هر یک بایستی در مخزنی جداگانه صورت پذیرند.

فرآیند تماس دهنده های بیولوژیکی چرخنده | RBC:

تماس دهنده زیستی چرخان (RBC) یک بیوراکتور رشد چسبیده است. RBC  نخستین بار در سال 1960 در آلمان غربی مورد استفاده قرار گرفت. دیسک‌ها در فاضلاب غوطه‌ور شده و با سرعت 2 تا 6 دور بر دقیقه چرخش می‌کنند.

چرخش صفحه به صورت متناوب بیوفیلم را با مواد آلی فاضلاب و سپس با اتمسفر برای جذب اکسیژن تماس می دهد. اکسیژن را با استفاده از هواپخشانها نیز می‌توان تامین کرد.

رآکتور بیولوژیکی چرخان یک فرآیند بیوفیلمی  در تصفیه فاضلاب است که درآن مجموعه ای از دیسک های پلیمری بر روی یک محور با استفاده از یک موتور الکتریکی با دور پایین , دیسک ها را بصورت متناوب در هوا و فاضلاب به چرخش در می آورد و بدینوسیله هوادهی لازم انجام می گردد.

فرایندRBC  بدون برگشت لجن,  بهره برداری می شود , زیرا غشای تشکیل شده به طور مداوم در حال رشد است. عدم نیاز به برگشت , بهره برداری آسان تری را میسر می کند. استفاده از اجزا و مؤلفه های راهبری ساده, مصرف انرژی را تا حد ممکن پایین می آورد و نیاز به تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد

فرآیند راکتورهای بیولوژیکی غشایی | MBR:

امروزه یکی از روشهای پیشرفته تصفیه فاضلاب روش غشایی (MBR) است که در این روش جداسازی میکروبها توسط غشا انجام می شود. با نصب این غشاها در درون رآکتور بیولوژیکی دیگر نیازی به بخشهای ته نشینی و فیلتراسیون نیست و همین غشاها وظیفه جداسازی فاضلاب تصفیه شده از لجن را انجام می دهند. استفاده از غشا باعث می شود در فضای کم، تصفیه فاضلاب با راندمان بالا انجام شود به طوری که کیفیت فاضلاب تصفیه شده از استانداردهای فاضلاب برای تخلیه  به آب های سطحی نیز  بهتر است.

در تصفیه فاضلاب ، ممبرین بیو-رآکتور (MBR) فن‌آوری جدیدی محسوب می شود که ترکیبی از تصفیه‌ به‌روش لجن فعال سنتی و فن‌آوری نوین جداسازی توسط ممبرین می‌باشد. به‌علت خاصیت جداسازی قوی ممبرین، لجن فعال و مواد آلی با مولکول‌های بزرگ می‌توانند در مخزن MBR جمع‌آوری شوند و آب تمیز هم می‌تواند با عبور کردن از میان ممبرین تصفیه گردد. فرآیندهای مربوط به سیستم MBR ، بیورآکتور و فیلتراسیون آب می‌توانند به‌صورت هم‌زمان انجام شوند. مخزن برای لجن رسوب شده لازم نمی‌باشد. در این روش، غلظت لجن بسیار بیش‌تر از روش سنتی است. زمان اقامت فاضلاب در مخزن (HRT) و زمان اقامت لجن در مخزن (SRT) می‌تواند به‌صورت جداگانه کنترل شود. در روش MBR نه‌تنها فاضلاب معمولی بلکه بسیاری از فاضلاب های آلوده شده با مقادیر بسیار زیاد مواد آلی نیز می‌توانند تصفیه گردند. با استفاده از فن‌آوری MBR می‌توان به‌آسانی بسیاری از فاضلابها را تصفیه نمود.

به‌ علت خاصیت جداسازی ممبرین ، عملکرد بیو-رآکتور توسط MBR ارتقاء زیادی پیدا کرده است. این روش در مقایسه با روش سنتی تصفیه فاضلاب، دارای مزیت‌هایی می‌باشد، مانند مؤثرتر واقع شدن عملکرد بیورآکتور، مقاومت خوب در برابر فشار و ضربه‌ی ناشی از فاضلاب خروجی، کیفیت بالای آب خروجی، اندازه‌ی کوچک تأسیسات مربوط به تصفیه فاضلاب، طول عمر زیاد لجن و نیز این‌که سیستم MBR می‌تواند توسط PLC به‌طور خودکار کنترل شود. به‌عبارت دیگر، به‌علت خاصیت جداسازی مربوط به ممبرین، آب خروجی دارای کیفیت خوبی بوده، آن‌چنان‌که می‌تواند بدون بروز هرگونه مشکلی، مورد استفاده مجدد قرار گیرد.

فرآیند تصفیه فاضلاب  MBR یک سیستم تصفیه فاضلاب یکپارچه است که از ترکیب فرآیند تصفیه بیولوژیکی (لجن فعال) با یک سیستم ممبرانی مستغرق تشکیل شده است. این فرآیند با ادغام واحدهای ته نشینی (زلال سازی)، هوادهی و فیلتراسیون در یک راکتور، جایگزین فرآیندهای تصفیه  فاضلاب متعارف (لجن فعال متعارف) شده و یک سیستم ساده و موثر را تشکیل می دهد که هزینه های سرمایه گذاری اولیه وهزینه های بهره برداری سیستم را کاهش می دهد. در این فرآیند با جایگزینی واحد ته نشینی ثقلی با سیستم جدا کننده ممبرانی، منافع زیادی از قبیل پایداری در بهره برداری، کاهش تولید لجن مازاد و کیفیت بسیار بالاتر پساب خروجی بدست می‌آید بنابراین این سیستم، فرآیند مناسبی است که می تواند در محدوده وسیعی برای سیستمهای استفاده مجدد از پساب تصفیه شده در تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی بکارگرفته شود.

فرآیند راکتورهای بایو فیلم با بستر متحرک | MBBR:

در سیستم MBBR  از آکنه هایی (Packing) استفاده می شود که در مخزن هوادهی شناور می باشند. بیوفیلم یا لایه میکروبی، بر روی آکنه های غوطه ور رشد کرده و به این ترتیب توده بیولوژیکی شناور در محیط فاضلاب که نقش تجزیه کننده مواد آلی را به عهده دارند را افزایش می دهند. این روش جهت حذف BOD، COD و نیتروژن بسیار مطلوب است.

فرآیند تصفیه به روش لجن فعال با رشد چسبیده با بستر های ثابت |  IFAS:

این روش ترکیبی از دو فرآیند لجن فعال و فرآیند  MBBR است. به همین دلیل توأماً دارای مزایای روشهای بستر ثابت و لجن فعال می باشد.

با ترکیب لجن فعال با قابلیت انعطاف پذیری بسیار زیاد و بستر ثابت با مقاومت بالا در مقابل شوک بار آلی و بیولوژیکی می توان راندمان بسیار بالایی را برای این سیستم فراهم آورد.

در سیستم های IFAS زيست توده هاي معلق و متصل به صورت موثري همزمان بکار گرفته شده اند. سیستمهای IFAS مزاياي گسترده تر ي را نسبت به فرآیندهاي متداول لجن فعال(سيستم هاي داراي رشد معلق) دارا هستند. اين سيستمها نسبت به شوک بارگذاري آلي و هيدروليکي مقاومت بيشتري را داراهستند. از طرف ديگر فرآیندهاي لجن فعال انعطاف پذيري بالاتري دارند و قدرت تصفيه بيشتري را دارا مي باشند. تعبيه مدياهاي رشد چسبيده در درون حوضچه هوادهي لجن فعال در برگيرنده هر دوي اين مزايا مي باشد. با قرار گرفتن مديا در داخل حوضچه هوادهي لجن فعال زيست توده بيشتري تشکيل ميگردد بدون آنکه سبب افزايش بارگذاري جامدات به حوضچه ته نشيني گردد. اين سيستمها سبب افزايش قدرت بارگذاري به واحدهاي لجن فعال شده بدون آنکه کوچکترين تغييري در حجم حوضچه ايجاد کنند. در واقع در اين سيستمها زيست توده متصل به مديا سبب افزايش عملکرد تصفيه فاضلاب مي گردد. از طرفي با افزايش زيست توده مقاومت فرآیند در برابر شوکهاي بارگذاري آلي و هيدروليکي افزايش مي يابد.

فرآیندهای بیولوژیکی بی هوازی:

تصفیه بی هوازی مجموعه روشهایی است که در آن میکروارگانیزمها در غیاب اکسیژن فعالیت می کنند. در حین تصفیه مواد آلی طی چند مرحله به بیوگازی که قسمت عمده آن متان و گاز کربونیک است تبدیل شده و همزمان در محیط تصفیه مقادیر کمی توده بیولوژیکی که در حقیقت باکتری های جدید هستند به وجود آمد.

فرآیند لایه لجن بی هوازی با جریان رو به بالا | UASB:

در چند سال اخير به دليل افزايش هزينه های تصفيه هوازی، افزايش اطلاعات درباره مکانيسم تصفيه بی هوازی، پيشرفت در سيستم های راکتور و توليد لجن کمتر، به کارگيری سيستم های بی هوازی در تصفيه فاضلابهای صنعتی بيشتر شده است.

علاوه‌بر اين، سيستم های بی هوازی برای انجام مرحله پيش تصفيه فاضلاب به منظور تخليه آن در تصفيه‌خانه‌های شهری يا صيقل دادن سيستم هوازی به طور قابل ملاحظه ای مفيدند.

UASB با سيستم تصفيه بی هوازی رو به بالا از بستر لجن ، تکنولوژی خاصی در تصفيه فاضلاب سرعت بالا محسوب می شود که از بستر لجن گرانوله بی هوازی در يک راکتور آغاز می شود. هاضم UASBيکی از مؤثرترين و اقتصادی ترين روش های هضم بی هوازی فاضلاب است.

اين سيستم علاوه بر دارا بودن همه مزايای ساير سيستم های بی هوازی مانند توليد لجن کمتر ، مصرف انرژی کم، توليد بيوگاز و غيره مزايای ديگری از قبيل حجم کم راکتور به علت متراکم بودن راه اندازی آسان ، هزينه بسيار کم در طول نگه داری بلند مدت ، بیصدا بودن و کارکرد اصولی و رضايت بخش را نيز داراست.

فرآیند فیلترهای بی هوازی :

فیلترهای بی هوازی با جریان رو به بالا | UAFB:

مخزن پیش تصفیه UAFB  جهت کاهش بار آلی پساب در شرایط بی هوازی به کار می رود. راکتورهای پیش تصفیه  UAFB  دارای فرآیند هضم چند مرحله ای و با اختلاط کامل دررشد معلق بوده که از نوع فرآیند دوگانه بی هوازی تماسی و لجنی لایه ای با جریان رو به بالا می باشد .د ر  سیستم پیش تصفیه  UAFB  عمل تجزیه مواد آلی و غیر آلی بدون حضور اکسیژن بوسیله باکتری های بی هوازی انجام می گیرد و در آن از هیچگونه انرژی خارجی  استفاده نمی شود. از دیگرخصوصیات  مهم  سیستمهای پیش تصفیه UAFB، تولید لجن اندک است که با توجه به مشکلات مربوط به تصفیه و دفع لجن، امتیاز بسیار مثبتی نسبت به دیگر روش هاست. در راکتور پیش تصفیه  UAFB، آکنه‌هایی از جنس پلاستیک یا P.V.C برای رشد و تکثیر میکروارگانیسمها که معمولاً بسیار سریع  می باشد به وجود می آورند. میزان کاهش BOD  و COD در این سیستم ها ( ۸۰ الی ۹۵ درصد ) می باشد.

فیلتر بی هوازی با جریان رو به بالا عبارت است از ستونی که از آکنه های جامد پر شده و به منظور تصفیه ترکیبات آلی فاضلاب به کار می رود. به طوریکه فاضلاب از پایین به بالا جریان می یابد و با آکنه هایی که باکتری های بی هوازی روی آن رشد کرده و نگه داشته می شوند، تماس پیدا می کند. از آنجایی که اغلب باکتری های بی هوازی بر روی سطح آکنه ها تثبیت شده اند، دستیابی به زمان ماند میکروبی 100 روز نیز ممکن است.

فیلترهای بی هوازی با جریان رو به پایین :

راکتور بستر ثابت با جریان رو به پایین برای فاضلاب هایی با میزان بالایی از جامدات معلق، ممکن است از لحاظ بهره برداری به روش جریان رو به بالا ترجیح داده شود. در این راکتور برای حل شدن مشکل پر شدن فضای داخلی آکنه ها، جهت جریان رو به پایین انتخاب می شود. بدین ترتیب مواد معلق حاصل از رشد باکتری ها همراه با جریان خروجی از راکتور خارج می شوند و تشکیل جامدات معلق غیر قابل هضم را می دهند.

در ضمن احتیاجی به تعبیه یک سیستم توزیع کننده خوراک به طور پیچیده نمی باشد. چرا که فاضلاب وارد شده از قسمت فوقانی راکتور سریعا توسط بیوگاز تولیدی در درون راکتور پخش می شود. نکته مهم در این نوع راکتور تشکیل و تثبیت لایه بیومس فعال بر روی سطح آکنه ها می باشد. برای جلوگیری از تجمع مواد معلق غیر فعال، طراحی و ساخت آکنه ها بایستی به طور صحیح انجام شود. عموما در راکتور با جریان رو به پایین بستر به شکل منظم است که معمولا به صورت کانال هایی به قطر تقریبی cm4 می باشد .