دانلود مقاله تصفیه بی‌ هوازی فاضلاب های صنعتی

مقدمه : تصفیه بی‌ هوازی فاضلاب های صنعتی دارای مزایای بالقوه‌ای می باشد که عبارتند از : انرژی مصرفی پائین، تولید کم لجن اضافی، کنترل بووآئروسلها و شروع بکار سریع بعد از توقف مار به مدت زمان طولانی.

هاضم‌های بی‌هوازی با سرعت بالا که دارای قدرت نگهداری توده میکروبی می باشند، نیز دارای ظرفیت تصفیه بالایی بوده و بنابراین به سطح کمتری نیازمند هستند.

هایکی و همکاران (1991) شکلهای عمده فرایند تصفیه برای هاضم‌های با سرعت بالا در بیست سال اخیر را مورد بررسی قرار داده‌اند.

این مطالعات شامل فرایندهای UASB، بسترهای ثابت با جریان رو به بالا و جریان رو به پائین و بسترهای شناور و انبساط یافته می‌باشد.

هرچند روشهای تصفیه بی‌ هوازی در اغلب کشورهای اروپایی کاربرد گسترده‌ای دارند اما به طور معمول در انگلستان مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

با وجود عدم استقبال صنایع انگلیس از این روش شورای مهندسین مشاور و علوم آکادمی انگلیس در جهت ساخت و بهره داری از چهار نوع هاضم بی‌هوازی در مقیاس پایلوت سرمایه‌گذاری نمود که شامل یک فرایند تماسی، یک فیلتر بی‌هوازی با جریان رو به بالا و یک راکتور UASB بود.

همه اینها با ظرفیت اسمی (حجم اسمی) و یک راکتور با بستر شناور با ظرفیت اسمی طراحی شدند (آندرسون و همکاران، 1988).

پایلوتها در یک کارخانه بستنی سازی بنام والس در شهر گلاستر قرار داده شد و به مدت 5/3 سال از سال 1987 مورد بهره برداری قرار گرفت.

برخی اطلاعات حاصل از بهره برداری از تصفیه خانه‌ های پایلوت توسط کاین و همکاران (1990) و اسمیت (1991) منتشر شده است.

مورگان و همکاران (1991) بر روی اکولوژی میکروبی راکتور ها به مدت 24 هفته از شروع بهره برداری پایلوت مطالعه نموده و به محدودیت حفظ توده میکروبی در سیستم پی بردند.

سیستم UASB در مقیاس پایلوت در تشکیل گرانول ناموفق بوده و مطالعات آزمایشگاهی نیز نشان داد که تشکیل گرانول بر روی این فاضلاب رضایتبخش نیست (کایلس و همکاران، 1990)، در حالی که گرانولهای حاصل از تصفیه پساب کراخانه لبنیات سازی توسط UASB نسبت به فاضلاب بستنی سازی خوب بود (هاکز و همکاران، 1992).

گودوین و همکاران در سال 1990 گزارش دادند که زمان لازم برای تشکیل گرانول و تصفیه مؤثر این فاضلاب قابل بررسی است.

این مطالعه اطلاعات بیشتری را از چهار راکتور در مقیاس پایلوت در مدت زمان بهره برداری پایدار ارائه نموده و عملکرد هریک از انواع راکتورها را بر روی فاضلاب بستنی سازی مقایسه می‌کند.

تجربیات به دست آمده از مطالعات پایلوت در طراحی یک فرایند فیلتر بی‌هوازی (بستر آکندی)، با جریان رو به بالا در مقیاس کامل در بخش دیگری از اروپا برای تصفیه فاضلاب بستنی سازی مورد استفاده قرار گرفت.

دراین مقاله تجربیات بهره برداری از این تصفیه خانه نیز تشریح شده است.

روشها الف : شکل راکتور مورگان و همکاران (1991) ابعاد چهار راکتور در مقیاس پایلوت را گزارش کرده‌اند.

حوضچه ته نشینی فرایند تماسی با اختلاط کامل دارای یک کویل مسی خنک کن بود و در دمای تقریباً و با هدف کاهش گاز تولیدی در جهت بهبود ته نشینی توده میکروبی و جامدات برگشتی به راکتور بهره برداری شد.

در حین مطالعه حوضچه ته نشینی با اضافه شدن یک کف پخش کن سطحی که برای پراکنده شدن یکنواخت توده میکروبی شناور جدا شدن گاز از فلوکها تعبیه شده بود، تغییر یافت.

فیلتر بی‌هوازی با ارتفاع 4/5 متر و سطح مقطع یک مترمربع با ETAPACK پر شد.

ETAPACK بوسیله شرکت پرموتیا تهیه شده و از مواد پرکننده صافی می باشد.

قطر آن 5/6 سانتیمتر و از جنس پروپیلن است.

سطح مخصوص آن و دارای درجه تخلخل 95% می باشد.

فضای داخل راکتور همانگونه که توسط کاین و همکاران (1991) تشریح شده است، شامل دو قسمت 64/1 مترمکعبی است که هر یک 31% حجم راکتور را اشغال می‌نماید و در 5/1 متری بالای پایه راکتور قرار گرفته است.

در اکثر موارد بهره برداری، مواد نگهدارنده در راکتور بستر شناور شامل L 160 ماسه با اندازه ذرات mm 5/0 و با درجه تخلخل 35% و وزن مخصوص 75/2 بود.

در فوریه 1990 محیط فوق با L 160 گرانول کربن فعال با همان اندازه متوسط ذرات، وزن مخصوص 35/1 و تخلخل 45% جایگزین شد.

راکتور UASB به یک جدا کننده گاز مایع جامد و با زاویه 60درجه مجهز شده بود.

تمام راکتورها به برق متصل بودند و همچنین دمای لازم (35 درجه سانتیگراد) بوسیله یک مبدل حرارتی که در محل ورودی راکتور قرار داده شده بود و محتویات راکتور یا فاضلاب برگشتی از هاضم از آن عبور می کرد تامین می‌شد.

همچنین فیلتر بی‌هوازی حاوی یک المنت الکتریکی قابل تنظیم مستقل در خط برگشتی بود.

راکتورهای بستر شناور، فیلتر بی‌هوازی و UASB هر سه دارای شیرهای نمونه گیری در نقاط مناسب بودند که توسط مورگان و همکاران (1991) تشریح شده است.

ب : ورودی در ژوئن 1987 راکتورها با دریافت پساب کارخانه که اساساً فاضلاب حاصل از بستنی سازی بود راه اندازی شد.

این پساب با COD mg/L 4500 برای کاهش مقدار چربی از واحد شناورسازی با هوای محلول عبور داده شده بود.

برای تأمین مواد غذایی نسبت COD:N:P به میزان 100:2:1 اوره و فسفات افزوده می‌شد.

همانگونه که کاین و همکاران (1990) شرح دادند از ژانویه 1988 فاضلاب ورودی برای هر چهار راکتور به وسیله اختلاط محصولات کارخانه بستنی سازی و آب یخ که به حوضچه یکنواخت سازی با حجم 11 مترمکعب وارد می شد، به دست می‌آمد.

مواد مغذی، نیتروژن و فسفر (با میزان 100:2:1 برای COD:B:P ، تقریباً kg19/0 دی آمونیوم هیدروژن فسفات و kg12/0 اوره در هر مترمکعب ورودی و EDTA کلات کننده فلزات کمیاب نظیر Co, Mn, Fe و Ni با غلظت mg/L 02/0 نیز بطور دستی اضافه می‌شد.

در سپتامبر 1988 همچنین دو ماده پاک کننده اصلی که برای نظافت داخل کارخانه استفاده می شد و توسط مرکز تحقیقات یونی لیور غیرسمی شناخته شده بود، در حدود غلظت مورد استفاده معمول به ورودی اضافه شد.

این میزان شامل mg/L3/6 ماده پاک کننده قلیایی غیریونی و mg/L 8/3 پاک کننده آنیونی خنثی بود.

مشخصات فاضلاب در فاصله زمانی ژوئن 1988 تا اوت 1990 در جدول 1 نشان داده شده است.

تغذیه سیستم به سرعت باعث pH پائین فاضلاب موجود در مخزن نگهداری شد و به همین علت به خنثی سازی نیاز داشت.

اسیدی شدن فاضلاب ورودی در تانک یکنواخت سازی در تابستان به مراتب سریعتر از زمستان بود به طوری که در مقادیر اسیدهای چرب فرار (VFA) تولید شده در فصول مختلف به میزان 7 برابر اختلاف نشان داده شد.

محتویات حوضچه یکنواخت سازی به طور اتوماتیک و با استفاده از اضافه کردن NaOH به میزان 7 برابر اختلاف نشان داده شد.

محتویات حوضچه یکنواخت سازی به طور اتوماتیک و با استفاده از اضافه کردن NaoH به میزان mg/L 600-350 در pH حدود 8/6-6/6 تنظیم شد.

بهره برداری راکتور ابتدا در ژوئن سال 1987، راکتورهای فرایند تماسی، فیلتر بی‌هوازی و UASB با لجن غربال شده حاصل از هاضم بی‌هوازی لجن فاضلاب شهری بذردهی شد.

متعاقب تغییر در تغذیه سیستم از خروجی واقعی کارخانه، محتویات هر چهار پایلوت خالی شده و در دسامبر 1987 توسط لجن غربال شده حاصل از هاضم‌های بی‌هوازی لجن فاضلاب لبنیات سازی مجدداً بذردهی شد.

در اکتبر سال 1988 بار دیگر راکتور فرایند تماسی خالی شد و سپس با لجن غلیظ غربال شده پر شد.

از هفته یازدهم سال 1990، علیرغم تداوم برگشت لجن و به منظور توقف توده میکروبی در راکتور، به مدت دو ساعت قبل از عمل تغذیه و 17 ساعت در شبانه روز در حین عمل تغذیه اختلاط صورت نگرفت.

از هفته 23 سال 1990 عمل برگشت فقط به مدت 7 ساعت در روز صورت گرفت.

فیلتر بی‌هوازی برای سرعت جریان رو به بالای 17 متر در روز طراحی شد، اما این میزان حین بهره برداری تغییر می کرد.

در اکتبر 1989 مواد پرکننده فیلتر از قسمت پائین حذف شد و باعث گردید که حجم فوقانی راکتور به میزان 31% افزایش پیدا کند.

در حین این کار فاضلاب به آهستگی از راکتور کشیده شد و در یک مخزن بسته نگهداری و سپس در طی سه روز بار دیگر به راکتور اضافه گردید.

در سعی مجدد برای ایجاد گرانول در راکتور، بار دیگر UASB در ماه مارس 1989 با لجن غربال شده فاضلاب شهری به میزان VSS kg 19 پر شد.

اما بهر صورت ابعاد جداکننده فاز گاز مایع جامد طوری بود که به مایع اجازه می داد با سرعت رو به بالای 80 متر در روز از دهانه جداکننده عبور کند که در واقع این سرعت بیشتر از سرعت ته نشینی لجن به وجود آمده بود.

مجدداً جداکننده‌ای برای بهره برداری با UASB در مارس 1990 و ژوئن همان سال با لجن غربال شده حاصل از هاضم بی‌هوازی تصفیه فاضلاب بستنی سازی پر شد.

راکتور بستر شناور نیز در ژوئن سال 1989 با لجن غربال شده فاضلاب شهری بار دیگر بذردهی شد و مجدداً با ذرات ماسه جدید پر گردید.

راکتور با جریان مایع رو به بالای 25 متر در ساعت با انبساط بستر 39% - 32% بهره برداری شد.

در فوریه 1990 برای کاهش سرعت جریان رو به بالا، بستر راکتور با کربن فعال گرانوله تعویض و مجدداً با لجن فاضلاب شهری غربال شد و پساب خروجی راکتور فرایند تماسی بذردهی گردید.

به این ترتیب سرعت جریان رو به بالای مایع به 16 متر در ساعت کاهش یافت و انبساط بستر به 10% رسید.

میزان بارگذاری آلی دراین راکتور بر اساس حجم کاری (حجم مفید) L 525 محاسبه شد.

روشهای آنالیز آنالیز جامدات معلق (SS) ، VSS ، COD کل، مواد چربی، پروتئینها، هیدراتهای کربن و قلیاییت کل براساس کتاب استاندارد متد (1985) صورت پذیرفت.

COD ته نشین شده در مایع فوقانی خروجی هاضم تعیین ته نشین شده در مایع فوقانی خروجی هاضم تعیین می شد.

این مایع در یک ظرف استوانه ای به حجم cm3 100 و به مدت 30 دقیقه ته نشین می شد.

اسیدهای چرب فرار بطور انفرادی توسط یک گاز کروماتوگراف مدل PU4500 (Pye-Unicam) دارای ستون WHP حاوی 5% ماده جاذب FFAP با طول 5/1 متر و قطر داخلی mm 4 در دمای C 120 درجه با استفاده از نیتروژن به عنوان گاز حامل اندازه گیری می شد.

ترکیب گاز نیز با استفاده از دستگاه آنالیز کننده Gow Mac تعیین می‌گردید.

قلیاییت بی‌کربنات بوسیله تیتراسیون در pJ برابر 75/5 بر اساس روش رایپلی (1975) تعیین شد.

سپس داده‌ها با استفاده از نرم افزار مینی تب آنالیز و نمودارهای مورد نیاز تهیه گردید.

نتایج و بحث : عملکرد براساس فاضلاب کارخانه در شروع کار در ژوئن سال 1987، راکتورها فاضلاب خروجی کارخانه را دریافت کردند.

UASB و فیلتر بی‌هوازی ابتدا با معادل CoD/ 25/0 بهره برداری شد.

پس از 4 هفته مقدار به 1kg COD/ افزایش یافت.

این افزایش تا زمانی که حذف COD به بیش از 70% و میزان VFA به کمتر از mg/1 400 رسید، همچنان ادامه یافت.

در اوت سال 1987ؤ فیلتر و UASB معادل kg COD..d – 5/4 بود.

اما از این زمان به بعد کاهشی تدریجی در عملکرد این راکتورها ملاحظه شد به طوری که حذف COD به میزان 50% کاهش یافت و میزان VFA افزایش پیدا کرد.

در نوامبر سال 1987 با معادل kg COD/.d 4، کل میزان VFA در فیلتر بی‌هوازی و UASB به ترتیب به 650 و 1100 میلیگرم در لیتر رسید و تولید گاز در UASB متوقف شد.

درست در همان مدت زمان، فرایند تماسی با میزان بارگذاری kg COD/.d5/2 بهره برداری می شد.

دراین حال راندمان حذف COD در حد 80% - 70% و مقدار VFA پایین و هیچ افزایشی در میزان MLSS مشاهده نشد.

تجربیات آزمایشگاهی توسط تحقیقات یونیلور نشان داد که راکتورها تحت تأثیر تخلیه حاصل از فرایند دیگری قرار گرفته‌اند.

در حقیقت مواد پاک کننده مصرفی در محل باعث افزایش بیش از حد پاک کننده‌ها در فاضلاب شده بود و این مسئله باعث اختلال در سیستم کار راکتور شده بود و عملاً امکان جدا کردن این مقدار غیرمعمول از فاضلاب جهت انجام آزمایشات پایلوت وجود نداشت.

لذا از ژانویه 1988 از یک فاضلاب مشابه (مصنوعی) استفاده شد.

عملکرد فرایند تماسی در حالت پایدار عملکرد راکتور فرایند تماسی در دوره زمانی هفته بیست و سوم سال 1989 تا هفته سی و هشتم 1990 در شکل 1 نشان داده شده است.

تصویر بیانگر این واقعیت است که حفظ توده میکروبی در این راکتور به علت مشکلات توان با طراحی حوضچه ته نشینی و کیفیت ضعیف ته نشینی توده میکروبی به سختی صورت می گیرد.

در ابتدای این دوره زمانی، پس از بذردهی راکتور با لجن بستنی سازی، خروج توده میکروبی از راکتور به مدت طولانی ادامه داشت.

به طوری که غلظت توده میکروبی از راکتور به مدت طولانی ادامه داشت.

به طوری که غلظت توده میکروبی در طول مدت 7 ماه از 6000 به mgSS/L 1000 کاهش یافت.

کشل 1 مربوط به سه موقعیت زمانی مختلف می باشد که راکتورها با مقدار بیشتری توده میکروبی حاصل از فاضلاب لجن هضم شده فاضلاب شهری (حاوی kgSS12) به دست آمده از پایلوت فیلتر بی‌هوازی تغذیه گردید.

این زمان با هنگام حذف مقداری از مواد نگهدارنده بستر (آکند) و در نتیجه از دست رفتن مقدار بیشتری از لجن هاضم لبنیات سازی مصادف بود.

در ماههای قبل زمانی که راکتور بدون بهم زدن به مدت 19 ساعت در روز بهره برداری شد، MLSS به آرامی شروع به افزایش نمود ولی COD کل بطور ثابت حدود 80% کاهش را نشان می داد.

حتی در زمانی که MISS کمتر از mg/L2000 بود، این موضوع صحت داشت.

ضمناً HRT با بارآلی بین kg COD/.d2-1 به طور متوسط سه روز بود.

همانگونه که در شکل 1 می‌توان مشاهده کرد در فاصله زمانی ماههای مارس تا اوت سال 1990 (هفته دهم تا سی و هشتم) و دراین سرعت بازگذاری مقادیر VFA در مقایسه با 9 ماه قبل که میزان بار آلی فقط برای مدت 7 هفته به میزان kg COD/.d2-1 زیاد شده بود، بیشتر شد.

لذا می‌توان نتیجه گرفت که گرچه حذف COD دراین راکتور بسیار خوب بود ولی دارای انعطاف پذیری کمی در مقابل تغییرات بار آلی که ممکن است در صنایع فصلی مانند بستنی سازی اتفاق بیفتد، می باشد.

عملکرد فیلتر بی‌هوازی در حالت پایدار در شکل 2 عملکرد فیلتر بی‌هوازی در شرایطی که تمام حجم راکتور با مواد نگهدارنده (آکند) اشغال شده در فاصله زمانی هفته بیست و سوم سال 1988 تا هفته چهل و سوم 1989 نشان داده شده است.

راکتور با HRT کمتر از یک روز بهره برداری شد و در کل 70% - 60% حذف COD را نشان داد (جدول 2).

این وضعیت تا زمانی که راکتور به علت حرارت اضافی ناشی از بوستر که برای مدت 4 روز روشن مانده بود ادامه داشت.

درجه حرارت راکتور به علت مشکل فوق تا چندین روز به بالای 55 درجه سانتیگراد رسید.

در نتیجه حذف COB کل به 10% کاهش یافت.

مقدار TVFA تا حدود mg/L 2500 افزایش پیدا کرد و HRT در شروع هفته دهم به سه روز افزایش یافت.

زمانی که به تدریج از 2 به kg CoD.d5 افزایش یافت، راندمان حذف COD و مقدار VFA مجدداً در هفته های ششم تا هفتم بهبود یافت.

در هفته‌های 24-23 سال 1989 به علت نقص در پمپ برگشتی حرارتی درجه حرارت به کمتر از 20 درجه سانتیگراد کاهش یافت و باعث شد که افزایش زودگذری در vfa کل مشاهده شود .

مطالعات انجام شده براساس ردیاب نشان داد که در هفته‌های 30-28 سال 1989 سرعت رو به بالا از m/d17 به m/d10 و m/d6 کاهش یافته است (اسمیت 1991) که این خود باعث افت درجه حرارت و افزایش VFA گردید.

شکل 2 تأثیرپارامترهای اندازه گیری شده روزانه در آزمایش بار مازاد هیدرولیکی 8 ساعته را که در یک روز از هفته 38 صورت پذیرفت نشان می‌دهد (کاین و همکاران 1990).

زمانی که از kg COD/.d 7 به دو برابر داده مقدار متوسط تعداد نمونه می باشد.

M* تولید متان است و واحد آن kg COD/ افزوده شده و یا حذف شده می‌باشد.

افزوده یافت، افزایش سریعی در مقدار SS خروجی mg.L)1700-350) و کاهشی در حذف COD در هفته 41-39 سال 1989 مشاهده گردید.

مطالعات اسمیت (1991) براساس ماده ردیاب لیتیم نشان داد که تولید گاز مهمترین پارامتر مؤثر در اختلاط می باشد و سرعت رو به بالای جریان مایع نقش کوچکی را در اختلاط بازی می‌کند.

در زمانی که حدود kg COD/.d7 بود مایع تقریباً در حالت اختلاط کامل بود.

نیمی از مواد نگهدارنده بستر فیلتر در هفته 42 سال 1989 از فیلتر بی‌هوازی حذف شد و با این حذف حجم اشغالی مواد پرکننده داخل راکتور به 31% و ارتفاع بستر به m4/1 رسید.

شکل نشان می‌دهد که در ابتدا و در یک مقطع زمانی سیستم ناپایدار بوده و این ناپایداری و عدم کارایی مناسب مربوط به افزایش بار اتفاقی بیش از حد در هفته 46 سال 1989 می باشد، یعنی زمانی که غلظت فاضلاب ورودی به mg COD/L12000، pH راکتور به زیر 5 و قلیاییت (بی‌کربنات) به صفر رسید.

علت این مسئله قطع دو روزه برق و فرا رسیدن تعصیلات ژانویه در هفته 50 بود.

پس از گذشت 15 هفته که مقدار VFA و قلیاییت افزایش یافته و حذف COD کم شد، سیستم به حالت پایدار رسید.

کارایی فیلتر با حجم بستر 62% و 31% در جداول 2 و 3 نشان داده شده است.

چنانکه ملاحظه می شود فیلتر با حجم بستر 62% در مقایسه با فیلتری با حجم بستر 31% قادر است در بار آلی (( بیشتری مورد بهره برداری قرار گیرد.

این میزان بار آلی در فیلتر اول kg COD.d 4/6 در فیلتر دوم kg COD/.d6/4 می باشد، به طوری که مواد نگهدارنده بستر در فیلتر دوم نصف فیلتر اول است.

این مسئله نشان می‌دهد که راکتور اول قادر است غلظت زیادتری از توده میکروبی را در خود نگهدارد.

هر دو فیلتر با حجم بستر 31% و 62% در بار آلی تا kg COD.d6/4 کارایی مشابهی را نشان دادند.

اندازه گیری‌ها فقدان یک بستر لجن در فیلتر بی‌هوازی را نشان داد و علت آن عدم توانایی فیلتر با حجم بستر 31% در بارهای آلی بیشتر از kg COD.d 6/4 به علت محدودیت ظرفیت حجم بستر جهت نگهداری توده میکروبی ارزیابی شد.

یانگ (1991) گزارش کرد که در راکتورهای با حجم مواد پر کننده کمتر از 50% ، افزایش حذف جامدات و کاهش کارایی دیده می‌شود.

وی همچنین پیشنهاد کرد که ارتفاع سیستم نبایستی کمتر از 2 متر باشد.

عملکرد راکتور بستر شناور در حالت پایدار در ژوئن سال 1989 به دنبال تعویض ماسه راکتور با ماسه نو و نیز بذردهی جدید، مقدار VFA بعداز 10 هفته ابتدا به mg/L1500 و سپس به mg/L500 کاهش یافت.

در این زمان درصد حذف COD نیز ثابت گردید.

نتایج حاصل از یک دوره 17 هفته‌ای بهره برداری مداوم در جدول شماره 2 نشان داده شده است.

در فوریه 1990 راه اندازی راکتور بستر شناور پس از تعویض بستر نگهدارنده با کربن فعال به طور یکتواخت و به آرامی با برابر kg COD/.d 2-5/1 آغاز شد.

این در حالی بود که کیفیت پساب خروجی به علت خروج لجن فلوکوله و به ویژه به علت خروج ذرات کربن همراه پساب نامطلوب بود.

با اینحال با مقایسه جداول 2 و 3 به نظر می رسد که در بهره برداری پایدار مقدار تقریباً نصف مقداری است که از ماسه استفاده شده است (مقدار متوسط kg/ COD/.d 2/2 در مقایسه با kg COD/.d2/4).

در حین زمان بهره برداری که در جداول 2 و 3 نشان داده شده است، راکتور حاوی کربن فعال تولید متان خوبی را نشان می‌دهد (28/0 مترمکعب متان در مقایسه با 19/0 مترمکعب به ازای هر کیلوگرم COD اضافه شده) و یک غلظت متوسط TVFA معادل mg/L340 نسبت به mg/L 690 که نشاندهنده حالت پایداری می‌باشد.

در هر حال به علت اینکه بارهای مختلفی مورد استفاده قرار گرفته بود نمی توان علت این کارایی مناسب را به تغییر در مواد پرکننده سیستم نسبت داد.

همچنین به علت مشکلات تکنیکی کار با ذرات کربن (شکستگی و غیره) در راکتور، استفاده از ماسه به عنوان بستر نگهدارنده ترجیح داده می‌شود.

عملکرد UASB در حالت پایدار این راکتور 5 بار با بذردهی جدید در حین پروژه راه اندازی شد.

اپراتورها وجود گرانول را فقط یکبار (دسامبر سال 1987) گزارش کردند.

این وضعیت در مدت 4 ماه در سال 1987 و در شرایطی که دراین راکتور بیشترین مقدار خود را داشت اتفاق افتاد.

این مسئله با مشاهدات‌ هایکی و همکاران (1991) که سرعت تشکیل گرانول را به یا بارآلی ویژه نسبتاً بالا نسبت داده دبودند مطابقت داشت.

کاملترین اطلاعات در هفته 23 سال 1988 تا هفته 8 سال 1989 گزارش شده است.

نتایج حاصل از راکتور مقیاس کامل این راکتور برای میزان بارگذاری آلی COD/.d kg 6 که در پایلوت فیلتر بی‌هوازی بدست آمد و حداکثر سرعت روبه بالای m/d17 طراحی شد.

فاضلاب ابتدا وارد یک لوله حلقوی اصلی شده و سپس وارد چهار توزیع کننده شعاعی می‌گردد.

برای بستر راکتور به صورت نامحدودی شناور می‌گردید.

برای تمیز کردن رسوبات فسفات، توده میکروبی و موادچربی در خطوط لوله (ورودی، برگشتی و خطوط خروجی)، سیستم به تجهیزات شستشو با آبگرم مجهز شد.

تصفیه خانه در یک کارخانه بستنی سازی در دانمارک نصب شد و به مدت سه سال با تقریبی kg COD/.d 5/3 بهره برداری شد.

راندمان حذف COD ته نشیت شده 80% و متان تولیدی نیز به میزان 27/0 به ازای هر کیلوگرم COD ورودی بود.

یک تانک ته نشینی نهایی با بار سرریز .d 20 مقدار SS خروجی را در حد mg/L 450 نگهداشته بود.

با این وجود، نوسانات در کاهش جامدات ناشی از تغییرات بارآلی همانند آنهایی بود که قبلاً در مقیاس پایلوت گزارش شده بود (کاین و همکاران ، 1990).

حذف مواد چربی در حین بهره برداری حذف مواد چربی کل بوسیله راکتورهای پایلوت بر روی فاضلاب کارخانه ای با مشخصات زیر مطالعه گردید : COD در حدود mg/L 4500 با mg/L 355 پروتئین ، mg/l 845 چربی و mg/L 2375 شکر .

چربی و شکر بدست آمده سهم برابری در COD داشته و بیشتر ترکیبات چربی از روغن خرما بود که اساسا شامل اسیدهای اولئیک و پالمیتیک بودند.

در خلال ماه سپتامبر 1987 برای اندازه گیری TEM از خروجی هر سه راکتور در فواصل یک روز در هفته نمونه گیری انجام گرفت .

فرایند تماسی که در پایین ترین میزان بارگذاری یعنی بهره برداری می شد بهترین حذف TEM معادل 93 % - 82% و COD معادل 87% - 50% را نشان داد.

این راندمان مشخص می نمود که TEM به مقدار زیادی قابل تجزیه بیولوژیکی است .

در حالی که راکتور UASB و فیلتر بیهوازی با معادل میزان درصد حذف مختلفی را از 1 تا 70 درصد TEM و 25 تا 70 درصد COD رانشان دادند.

رینزما و همکاران (1993) نشان دادند که کارایی تجزیه بیهوازی برای اسیدهای چرب نیاز به اختلاط کافی و تماس با مواد غذایی دارد .

لذا در رکتورهای متعارف UASB این الزامات بطور کامل قابل تحقق نیست.

گزارشات حاکی ا زاین است که فیلترهای بیهوازی وقتی که با فاضلابهای لبنیات سازی حاوی چربی زیاد مورد بهره برداری قرار می گیرند دچار گرفتگی می شوند.

مقداری از گرفتگی ها مربوط به لوله های ورودی ، خروجی و مبدلهای حرارتی بوسیله مواد سفید رنگ چربی مانندی بود که در هر 4 راکتور از ژوئن تا سپتامبر 1988 اتفاق افتاد.

به عنوان مثال از خط لوله خروجی فیلتر بیهوازی در اوت 1988 حدود kg 30 مواد زائد ( چرب ) حذف شد.

افزوده شدن مواد پاک کننده اصلی کارخانه به ورودی از سپتامبر 1988 حدود kg 30 مواد زائد ( چرب ) حذف شد.

افزوده شدن مواد پاک کننده اصلی کارخانه به ورودی از سپتامبر 1988 باعث افزایش مکل گرفتگی شد .

وضعیتی مشابه تا ماه مه 1990 که لوله ورودی اصلی به کلیه راکتورها بیش از kg 10 مواد زائد حذف شدنی داشت ، گزارش شده بود.

اپراتورهای تصفیه خانه مشاهده نمودند که در شوک بار آلی و زمانی که به می رسد ، چربی باعث گرفتگی لوله های ورودی می گردد.

احتمالا تحت این شرایط چربی غرقابل تجزیه بطور غیرطبیعی تجمع پیدا می کند.

وقتی که مواد پرکننده از فیلتر بیهوازی در اکتبر 1989 خارج گردید ، نشانه هایی از رسوب چربی مشاهده گردید.

قابل ذکر است که این تجمع د رمحدوده بالای راکتور نیز وجودداشت که به طور دستی حذف می شد.

در حین بهره برداری در مقیاس کامل مواد چربی کل ورودی به راکتور و خروجی تصفیه شده اندازه گیری شد که متوسط مقادیر آن به ترتیب برابر 1010 و در بستر بود.

دو سال پس از بهره برداری و در تعطیلات ژانویه ، راکتور برای بازدید و بررسی بازشد و نمونه هایی از قسمت وسط و بالای بستر برای آنالیز مقدارچربی لجن برداشت شد .

مقادیر TEM در قسمت وسطی و بالای بستر فیلتر برحسب درصدی از کل جامدات معلق به ترتیب برابر 7/3 % و ¾% بود در صورتی که 2cm از لایه کفاب موجود در سطح ، دارای TEM معادل 1/8% بود .

لذا نتیجه گیری می شود که هیچ تجمع چربی ویژه ای در بستر پرکننده وجود ندارد .

ضمنا متوسط حذف 86% چربی با راندمان نرمال حذف COD در تصفیه خانه قابل مقایسه است .

مقایسه عملکرد راکتور در حین مدت زمان بهره برداری پایدار که نتایج آن در جدول شماره 2 آورده شده است،راکتور فرایند تماسی دارای MLSS متوسط بوده و در متوسط بهره برداری می شد.

مزان بارگذاری بیولوژیکی در این راکتور بود.

راکتور بستر شناور در خلال ماه ژوئن سال 1988 شامل 2/7kg توده میکروبی چسبیده (برحسب Vs ) در راکتور بستر شناور کاهش یافت.

در چندین بار وقتی که بستر مسدود می شد ( مثلا بخاطر قطع برق ) لازم بود که میزان برگشتی افزایش یابد تا بدینوسیله باعث انبساط مجدد بستر شود.

این حالت منجر به حذف توده میکروبی از راکتور می شد.

زمانی که فیلتر بیهوازی در ظرفیت کامل ازموادپرکننده مورد بهره برداری قرار گرفت ، کل توده میکروبی حدود VSS 74kg بود که 46kg از آن به مواد پرکننده چسبیده بودند.

همانگونه که در جدول شماره 2 نشان داده شده است متوسط بار در ارتباط با میزان باریبولوژیکی می باشد .

ازنتایج بدست آمده از اندازه گیری VSS مواد بدون چربی در پساب خروجی در حالت پایدار مقدار متوسط زمان ماند جامدات در راکتور 37 روز محاسبه شد.

جدول شماره 2 نشان می دهد که در مقیاس پایلوت ، فیلتر بیهوازی که بطور کامل از مواد پرکننده اشغال شده باشد ، قادر به بهره برداری در بیشترین میزان بار آلی است .

کارایی حذف COD ته نشین شده در فیلترهای بیهوازی مقیاس کامل و پایلوت در معادل با یکدیگر قابل مقایسه بوده و در حدود 80% می باشد .

اما در صورتی که بار وارده در راکتور تمام ظرفیت به افزایش یابد، متوسط کارایی حذف COD ته نشین شده رو به کاهش خواهد گذاشت .

فرایند تماسی فقط با 15% از بار فیلتربیهوازی و همان مقدار توده میکروبی مورد بهره برداری قرار گرفت .

عملکرد فرایند تماسی از نظر حذف COD و TVFA و تولید متان بهتر از تامی راکتورها بود.

با وجود این ، مطالعات کاین و همکاران ( 1990) و نیز هاوکس و همکاران ( 1992) نشان داد که اگر چه فیلتر بیهوازی قادر به تحمل شوکهای قوی که بطور معمول در واحدهای صنعتی اتفاق می افتد می باشد ، (به عنوان مثال سه باربر شدن COD ورودی به مدت 8 ساعت در این واحد ) اما فرایند تماسی جهت تحمل همان درجه شوک نیاز به MLSS حدود 6mg/L خواهد داشت .

بنابراین طراحی حوضچه ته نشینی برای کارایی مناسب فرایند تماسی در صنایع قطعا لازم است .

متوسط درصد متان در راکتورهای در مقیاس پایلوت در تمامی مدت آزمایش 71% بود و در راکتورهای تمام ظرفیت به 72% می رسید .

جدول 2 نشان می دهد که متان تولیدی به ازای هر کیلوگرم COD حذف شده درفیلتر بیهوازی ، فرایند تماسی و راکتور بستر شناور ، به مقدار تئوریک خود که متان برای هر کیلو گرم COD حذف شده در فشار یک آتمسفر و در درجه حرارت می باشد ، نزدیک است .

همانگونه که اپراتورها گزارش کرده اند ، مقدار کم تولید متان در راکتور UASB به علت نقص در جمع آوری کل گاز تولیدی در راکتور می باشد .

این مسئله منجر به طراحی ته نشین کننده سه مرحله ای شد.