1-  روشهای تصفیة فاضلاب

بطورکلی روشهای تصفیة فاضلاب را می­توان به سه دستة اصلی فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تقسیم بندی نمود. به ندرت اتفاق می­افتد که یکی از روشهای گفته شده بتواند تمامی خواسته­ها را از سیستم تصفیه برآورده سازد. بنابراین در اکثر موارد لازم است که ترکیبی از روشهای فوق استفاده شود. ­

1-1- روشهای فیزیکی

روشهای فیزیکی روشهایی هستند که درآنها از نیروهای فیزیکی برای جداسازی ذرات از جریان فاضلاب استفاده می­شود. روشهای فیزیکی به دلیل سادگی فرآیند آنها، از اولین روشهای مورد استفاده در تصفیة فاضلاب بوده­اند. همین سادگی در کارکرد سبب شده است که هزینة استفاده از آنها در مقایسه با روشهای شیمیایی  و بیولوژیکی به مراتب کمتر باشد. بنابراین در انتخاب فرآیندهای تصفیه همواره سعی می­گردد که از حداکثر توان روشهای فیزیکی برای تصفیه استفاده شود.

آشغالگیری، دانه­گیری، ته­نشینی، شناورسازی، چربی­گیری و فیلتراسیون همگی نمونه­هایی از روشهای فیزیکی درتصفیة فاضلاب می­باشند.

1-2- روشهای شیمیایی

در روشهای شیمیایی فرآیند جداسازی یا تبدیل مواد آلاینده، به کمک افزودن موادشیمیایی ودر نتیجة واکنش­های شیمیایی صورت می­گیرد. پیچیدگی در این فرآیندها به مراتب بیشتر از روشهای فیزیکی می­باشد. همین پیچیدگی سبب دشواری نسبی در بهره­برداری از روشهای شیمیایی می­گردد. از این رو تا حدامکان سعی می­شود که کمتر از روشهای شیمیایی در سیستم تصفیه استفاده شود. به علاوه هزینة خرید و نگهداری مواد شیمیایی مورد نیاز در برخی موارد مانع بزرگی در کاربرد فرآیندهای شیمیایی است.

ترسیب (انعقاد و لخته­سازی) شیمیایی و گندزدایی با کلر وترکیبات آن جزء مهمترین روشهای شیمیایی مورد استفاده در تصفیة فاضلاب هستند.

1-3- روشهای بیولوژیکی

به آن دسته از روشهایی که درآنها از فرآیندهای بیولوژیکی برای تصفیة فاضلاب استفاده می­شود، روشهای بیولوژیکی می­گویند. در این روشها میکروارگانیسم­ها (بویژه باکتریها) نقش اصلی را درفرآیند تصفیه برعهده دارند چراکه آنها با استفاده ازمکانیزم­های درونی خود مواد آلی موجود در فاضلاب را جذب کرده و از آن برای تولید سلول جدید و کسب انرژی استفاده می­کنند.

از آنجاکه سهم عمده­ای از مواد آلاینده­ در انواع فاضلاب­ها را مواد آلی تشکیل می­دهند، استفاده از روشهای بیولوژیکی امروزه بطور گسترده­ای برای تصفیة فاضلابها متداول شده است. روشهای بیولوژیکی قادرند با هزینه­ای پایین، طیف گسترده­ای از آلاینده­ها را مورد تصفیه قرار دهند. روشهای لجن فعال متعارف، لجن فعال هوادهی گسترده، راکتور ناپیوستة متوالی، راکتور بیولوژیکی با مدیای ثابت و متحرک، تماس دهنده های بیولوژیکی گردان، رآکتور بافل دار بی هوازی، بستر لجن بی­هوازی با جریان روبه بالا از جمله روشهایی هستند که در آنها جهت تصفیه فاضلاب از فرایندهای بیولوژیکی بی هوازی و هوازی استفاده شده است.

1-3- 1- روش لجن فعال متعارف [1]

این روش یکی از پرکاربردترین روشهای بیولوژیکی در تصفیة انواع فاضلاب­های بهداشتی وصنعتی است. فرآیند بیولوژیکی در این روش از نوع هوازی بوده که رشد میکروارگانیسم­ها درآن بصورت معلق صورت می­گیرد.

حذف جامدات کلوئیدی در مخلوط فاضلاب توسط جذب سطحی فیزیکوشیمیایی روی تودة بیولوژیکی فعال و به دام افتادن در لختة بیولوژیکی انجام می­شود. بنابراین اختلاط مناسب فاضلاب با تودة بیولوژیکی در راکتور هوادهی اهمیت فراوانی دارد. جامدات آلی محلول به وسیلة جذب بیولوژیکی مواد توسط میکروارگانیسم­ها وسپس تجزیة بیولوژیکی و تثبیت حذف می­شوند. درخلال تجزیة بیولوژیکی توسط اکسیداسیون جامدات آلی، بخشی از مواد آلی به سلولهای جدید تبدیل شده و بخش دیگر تثبیت می­گردند. بخشی از سلولهای تولید شده در راکتور درخلال مرحلة رشد خودخوری میکروارگانیسم دچار اکسیداسیون خودبخودی می­گردند که تنفس خودخوری نیز نامیده می­شود.

برای حفظ راندمان تصفیه دراین روش لازم است که همواره مقدار مشخصی تودة بیولوژیکی در حوض هوادهی وجود داشته باشد تا این تودة بیولوژیکی بتواند تمامی مواد آلی موجود درفاضلاب را به مصرف برساند. از این رو همواره بخشی از تودة بیولوژیکی (لجن) ته­نشین شده در مخزن ته­نشینی را به حوض هوادهی باز می­گردانند. درواقع علت نامگذاری این روش به لجن فعال لزوم بازگردش بخشی از لجن ته­نشین شده به حوض هوادهی است.

اکسیژن هم برای اکسیداسیون خودبخودی و هم برای سنتز ضروری است. معمولاً اکسیژن لازم با هوادهی فاضلاب توسط سیستمهای هواده­های سطحی یا عمقی (افشانه­ای) از هوا تأمین می­شود. سیستم هوادهی به گونه­ای طراحی می­شود که اختلاط مناسبی را برای محتویات راکتور فراهم سازد تا در خلال هوادهی لختة میکروبی مناسبی نیز تشکیل گردد. فرآیندهای کوچکتری که درحذف مواد آلی محلول و کلوئیدی دخالت دارند به شرح زیر است:

• انحلال اکسیژن در درون مایع یا فاضلاب (هوادهی)
• اختلاط آشفتة فاضلاب و تودة بیولوژیکی (لجن فعال برگشتی)
• جذب سطحی مواد آلی (سوبسترا) توسط تودة بیولوژیکی
• نفوذ ملکولی اکسیژن محلول و سوبسترا به درون تودة بیولوژیکی
• متابولیسم میکروارگانیسم­ها (سنتز سلول)
• لخته سازی بیولوژیکی ناشی از تولید مواد پلیمری سلولی در خلال مرحلة اکسیداسیون خودبخودی
• اکسیداسیون خودبخودی سلول­ها (تنفس خودبخودی)
• آزادسازی دی­اکسیدکربن (CO2) از تودة سلولی فعال
• متلاشی شدن و تجزیة سلولهای مرده

از این روش عموماً درمواردی استفاده می­شود که حجم فاضلاب ورودی به تصفیه­خانه بالابوده و به همین سبب تأسیسات و تجهیزات ویژه­ای برای آبگیری و هضم لجن در نظر گرفته می­شود.

ملاحظات

• با توجه به هوازی بودن فرآیند، نیاز به استفاده از تجهیزات هوادهی وجود دارد.
• حداکثر BOD₅ ورودی به این سیستم حدود 2000 میلیگرم برلیتر می­باشد.
• نیاز به تأسیسات و تجهیزات آبگیری و هضم لجن دارد.
• استفاده از این روش برای اجتماعات زیر 5000 نفر و صنایع کوچک به سبب عدم صرفة اقتصادی برای هضم لجن توصیه نمی­شود.
• چنانچه فاضلاب ورودی حاوی مواد سمی باشد، لازم است که یک عملیات پیش تصفیه برروی فاضلاب صورت گیرد.

اجزای سیستم

این سیستم معمولا دارای 7 واحد زیر می­باشد.

1-آشغالگیری 2- متعادل سازی 3- پمپاژ اولیه 4- هوادهی 5- ته نشینی 6- گندزدایی 7- هاضم لجن

البته با توجه به کیفیت فاضلاب ممکن است لازم باشد واحدهای دیگری نیز به این مجموعه افزوده شوند. به عنوان نمونه اگر فاضلاب حاوی مقادیر زیادی روغن وچربی باشد (مانند فاضلاب رستورانها و صنایع لبنی) استفاده از یک واحد چربیگیری ضروری است.

1-3- 2- روش لجن فعال هوادهی گسترده [2]

فرآیند تصفیه در این روش مطابق فرآیند لجن فعال است با این تفاوت که به منظور کاهش حجم لجن تولیدی و مشکلات ناشی از آن اصلاحاتی در روش تصفیه صورت گرفته است. این اصلاحات شامل افزایش زمان ماند هیدرولیکی و عمر لجن می­باشد.

این تغییرات سبب شده است که میزان لجن دفعی بطور قابل ملاحظه­ای کاهش یابد. همچنین پایداری و مقاومت سیستم نسبت به نوسانات کیفی و کمی ورودی افزایش یافته است. انعطاف پذیری و پایداری این سیستم سبب شده است که امروزه در کشور ما بطور گسترده­ای از این روش برای تصفیة انواع فاضلابهای بهداشتی و صنعتی استفاده شود.

ملاحظات

• لجن دفعی این روش بسیار کمتر از لجن دفعی روش لجن فعال متعارف است.
• لجن دفعی کاملا تثبیت شده بوده و نیاز به هضم ندارد.
• این سیستم نسبت به تغییرات کیفیت فاضلاب و همچنین حجم فاضلاب ورودی روزانه مقاوم است.
• توصیه می­گردد که برای تصفیة فاضلابهای بهداشتی از این روش استفاده گردد.
• چنانچه فاضلاب حاوی مواد سمی و شیمیایی با مقادیر بالا نباشد، این روش بطور موثری قابلیت کاربرد را برای تصفیة فاضلاب دارد.
• استفاده از این روش برای ظرفیتهای 300-10 مترمکعب در روز بصورت پکیج فلزی و برای ظرفیتهای بالاتر بصورت بتنی پیشنهاد می­گردد.
• همانند روش لجن فعال به تجهیزات هوادهی نیاز دارد.

1-3- 3- روش راکتور ناپیوستة متوالی SBR[3]

موارد بسیار زیادی وجود دارد که درآنها حجم فاضلاب تولیدی بسیار کم است. در این موارد استفاده از سیستم های قبل اقتصادی نمی­باشد. چراکه در سیستم­های قبلی واحدهای هوادهی و ته نشینی بصورت مجزا احداث می­گردند. اساساین روش مبتنی بر فرآیند لجن فعال است با این تفاوت که کلیة مراحل هوادهی و ته­نشینی بصورت کامل در یک مخزن به انجام می­رسد و در واقع سیستم بصورت ناپیوسته (Batch) کار می­کند. مزیت دیگر این روش آن است که بدلیل عدم دفع روزانة لجن، نیاز به سیستم برگشت لجن وجود ندارد.

ملاحظات

• چنانچه ظرفیت مورد نیاز تصفیه کمتر از حدود 10 مترمکعب در روز باشد، استفاده از این سیستم اقتصادی ترین گزینة تصفیه خواهد بود.
• تجهیزات الکترومکانیکال این سیستم به سبب نبود سیستم برگشت لجن، کمتراز دیگر روشها است.
• راندمان تصفیة این روش کاملا با راندمان روش لجن فعال هوادهی گسترده مطابقت دارد.

1-3-4-روش دیسک های بیولوژیکی چرخان RBC [4]

سیستم دیسک های بیولوژیکی چرخان  به عنوان گزینة تصفیه برای بخش هوازی سیستم انتخاب  می­شود. چراکه این روش علاوه بر برخورداری از راندمان بالا در تصفیه، لجن بسیار کمتری تولیدکرده و همچنین لجن تولیدی آن تثبیت شده  خواهد بود. تولید لجن کمتر از آنجا مورد اهمیت قرار می­گیرد که مسئلة دفع لجن از مشکلات مهم تصفیه­خانه­های فاضلاب است.

ماهیت هوازی فرآیند دیسک های بیو لوژیکی چرخان ایجاب می­نماید که جهت انجام صحیح واکنشها اکسیژن مورد نیاز سیستم تأمین شود. این عمل در این فرایند با استفاده از چرخش دیسک به وقوع می­پیوندد. به عبارت دیگر وظیفة مهم و اساسی تأمین اکسیژن مورد نیاز سیستم به عهدة دیسک های چرخان مرتبط با آن است. در این مخزن اصلی­ترین واکنشهای تصفیه اتفاق افتاده و مواد آلی پس از تجزیه به توده­های سلولی و انرژی تبدیل می­گردند.

ملاحظات

• با توجه به هوازی بودن فرآیند، نیاز به استفاده از تجهیزات هوادهی (شامل شفت، پکینگ ها و سیستم محرک) وجود دارد.
• حداکثر BOD₅ ورودی به این سیستم حدود 2000 میلیگرم برلیتر می­باشد.
• نیاز به تأسیسات و تجهیزات آبگیری و هضم لجن دارد.
• استفاده از این روش برای اجتماعات زیر 5000 نفر و صنایع کوچک به سبب عدم صرفة اقتصادی برای هضم لجن توصیه نمی­شود.

1-3- 5- روش رآکتور بافل دار بی هوازی ABR [5]

رآکتور ABR ، رآکتوری است که در آن ردیف هایی از بافل ها قرار گرفته تا سبب حرکت جریان فاضلاب از بالا و پایین بافل ها شود. باکتری های موجود در رآکتور براساس خصوصیات رفتار جریان ممکن است معلق مانده یا ته نشین شوند.

• راندمان این روش 85-75 % می­باشد. بنابراین استفاده ازآن در بارهای آلودگی بالا اقتصادی است.
• این سیستم معمولا جهت تصفيه فاضلاب ها ي با بار آلودگي بيشتر و با BOD₅ بالای 2000 میلیگرم برلیتر استفاده مي شود.
• هزینه ساخت آن کم است و نیازی به سیستم های اختلاط مکانیکی یا قسمت های متحرک ندارد.
• زمان ماند هیدرولیکی آن نسبت به روش های مشابه پایین است و پایداری قابل قبولی نسبت به شوک های هیدرولیکی و آلی دارد.
• نیازی به تجهیزات جداساز گاز و یا مایع ندارد.

1-3- 6- روش بستر لجن بی­هوازی با جریان روبه بالا UASB[6]

این روش جزء مهمترین روشهای بیولوژیکی و بی­هوازی تصفیة فاضلاب است. در این روش راکتور مورد استفاده یک نوع راکتور با جریان رو به بالا است که در آن بستری از دانه­هایی که به شکل بیولوژیکی تشکیل یافته­اند، نقش پرکننده را دارند. هنگامی که فاضلاب به شکل یکنواخت از کف مخزن وارد می­شود، مایع از میان ناحیة هضم، که ناحیة جداسازی جامد و مایع است، عبور می­کند.

 جامداتی که در ناحیة ته­نشینی جداشده­اند به ناحیة بستر فعال بازگردانده می­شوند درحالیکه مایع به شکل پساب از سرریز خارج می­گردد. موادآلی توسط تودة زیستی تثبیت می­شود وگازحاصل ازتثبیت موادزاید درمحفظة گاز جمع­آوری می­گردد.

ملاحظات

• راندمان این روش 85-75 % می­باشد. بنابراین استفاده ازآن در بارهای آلودگی بالا اقتصادی است. چراکه با استفاده از آن می­توان بار وارده به واحدهای بعدی مانند واحدهای هوازی را تاحد زیادی و با هزینه­ای بسیارکم،کاهش داد.
• این سیستم معمولا جهت تصفيه فاضلاب ها ي با بار آلودگي بيشتر و با BOD₅ بالای 2000 میلیگرم برلیتر استفاده مي شود.
• لجن تولیدی این روش بسیار کمتر از روشهای هوازی است.
• به سبب بی­هوازی بودن سیستم و عدم نیاز به هوادهی، انرژی مصرفی در این سیستم بسیار کم است.

1-4- روشهای تصفیه فاضلاب با قابلیت حذف نیترات و فسفات BNR[7]

در سال‌های اخیر توجه به حفاظت از محیط زیست به ویژه جمع آوری و تصفیه صحیح فاضلاب با نگرش جدید مورد توجه قرار گرفته و همزمان با حذف مواد آلی، حذف نیتروژن و فسفر نیز از اهميت بيشتري برخوردار گرديد. با پیشرفت صنعت تصفیه فاضلاب در جهان روش‌های قدیمی توسعه یافته و روش‌های جدیدی ابداع شده‌اند. در حال حاضر چند نوع فرایند تصفیه فاضلاب با حذف همزمان مواد آلی، نیترات و فسفات (BNR) موجود می باشد. در طراحي این سیستم ها تصفیه و حذف مواد آلی و پيرو آن كاهش بارآلودگي ارتقا يافته و علاوه بر آن حذف نیترات، حذف فسفات و در برخی از اين روشها حذف هر دو اين پارامترها همزمان انجام مي پذيرد. فرایند مورد نظر، بسته به کیفیت مورد نظر پساب خروجی، تجربه بهره­بردار،کمیت وکیفیت فاضلاب ورودی انتخاب می شود. روشهای مختلف فرایندهای BNR بر اساس توالی سیستم­های بی­هوازی، انوکسیک و هوازی و زمان ماند طراحی می­شوند. از فرایندهای معمول روش BNR  می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1-4-1- فرایند PhoStrip

در سال 1967 این روش جهت افزایش راندمان حذف فسفر معرفی گردید که در مسیر لجن برگشتی از واحد ته نشینی به واحد هوادهی در روش لجن فعال هوادهی گسترده یک واحد بی هوازی قرار می­گیرد اما به علت بهره برداری دشوار آن به سرعت جای خود را در روشهای نوین تصفیه از دست داد شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

1-4-2-فرایند لودزاک-اتینگر اصلاح شده MLE[8]

در سال 1973 این روش با تلفیق فرایند لجن فعال هوادهی گسترده به همراه یک مرحله انوکسیک اولیه  جهت حذف  نیترات ابداع شد. که در جوامع غربی به سرعت جهت تصفیه فاضلاب بهداشتی بخصوص جهت تصفیه فاضلاب با دبی ورودی کوچک با راندمان تصفیه بالا و حذف نیترات مورد توجه قرار گرفت. در این روش به منظور فراهم نمودن غلظت نیترات بیشتر در قسمت انوکسیک، یک خط برگشت از قسمت هوادهی به قسمت انوکسیک قرار داده می­شود که باعث افزایش دنیتریفیکاسیون و حذف نیتروژن می­گردد. میزان حذف نیترژون در این فرایند بستگی به میزان مهارت در تنظیم میزان فاضلاب برگشتی از حوض هوادهی به حوض انوکسیک دارد. از معایب این سیستم می­توان به لزوم کنترل DO قبل از برگشت فاضلاب از قسمت هوادهی به قسمت انوکسیک (میزان اکسیژن محلول در قسمتی از حوضچه هوادهی که فاضلاب از آنجا به حوض بی­هوازی برگشت داده می­شود باید کنترل شده تا باعث افزایش غلظت DO در حوض انوکسیک نگردد.) و وابستگی میزان حذف نیتروژن به میزان برگشت فاضلاب از قسمت هوادهی به قسمت انوکسیک اشاره نمود. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

1-4-3-فرایند O[9]/A

 به عنوان یکی از ساده ترین فرایندهای تصفیه فاضلاب بهمراه زدایش زیستی فسفر مطرح گردید که به ترتیب از تلفیق روش بی­هوازی و لجن فعال هوادهی گسترده ایجاد شد که بسیار ساده و کارآمد برای جوامع کوچک می­باشد. زمان ماند ناحیه بی­ هوازی  در این سیستم بین 5/0 تا 1 ساعت است و همچنین SRT[10] ناحیه هوادهی بین 2 تا 5 روز است که وابسته به دما می­باشد. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان   می­دهد.

1-4-4-فرایند A²O[11]

پس از فرایندMLE ، A/O و با اهمیت یافتن حذف فسفر و نیترات توام با یکدیگر در سال 1976 به عنوان روش بسیار کارآمد در تصفیه فاضلاب به همراه حذف نیترات و فسفات با راندمان بالا معرفی گردیدکه به ترتیب از تلفیق روش بی­هوازی، انوکسیک و لجن فعال هوادهی گسترده ایجاد شد. زمان ماند در ناحیه انوکسیک این سیستم تصفیه حداقل یک ساعت است و استفاده از ناحیه انوکسیک مقدار نیترات لجن برگشتی به واحد بی­هوازی را کاهش می­دهد و همچنین SRT ناحیه هوادهی بین 5 تا 25 روز افزایش می­یابد.

این روش تصفیه فاضلاب به علت راندمان خوب در حذف مواد آلی، نیترات و فسفات بخصوص برای جوامع کوچک و با در نظر گرفتن صرفه اقتصادی و بهره برداری آسان مورد قبول بسیاری از جوامع قرار گرفته است. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

1-4-5-فرایند  VIPR[12]

به عنوان روش تصفیه فاضلاب به همراه حذف نیترات و فسفات معرفی گردیدکه به ترتیب از تلفیق روش انوکسیک، بی­هوازی و لجن فعال هوادهی گسترده ایجاد شد که جهت افزایش راندمان حذف فسفر از تزریق مواد شیمیایی (Acetate) استفاده گردید که با گذشت زمان مقبولیت خود را به همین علت از دست داد.

1-4-6-فرایند تغذیه مرحله ای(Step Feed)

روش تغذیه مرحله ای از جمله روشهای تصفیه فاضلاب بهمراه حذف نیتروژن است که در آن مراحل انوکسیک و هوازی تعویض می­شوند. این روش از ترکیب چند واحد انوکسیک و هوادهی تشکیل     می­شود که این واحدها به صورت متقارن در نظر گرفته می­شوند. جریان ورودی در چندین نقطه به حوض­ها وارد شده و لجن برگشتی به ابتدای اولین حوض باز می­گردد. درصد توزیع فاضلاب در یک فرایند تغذیه چهار مرحله ای به صورت 20، 30، 35، 15 می باشد که نسبت جریان نهایی به آخرین مرحله انوکسیک- هوادهی از اهمیت بسیاری برخوردار است. زیرا نیترات تولیدی در واحد هوادهی این جریان، کاهش نمی­یابد و بنابراین غلظت ازن نیتراته نهایی در پساب خروجی را تعیین خواهد کرد. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.   

1-4-7- فرایند دانشگاه کیپ تاون  UCT[13]

 در دانشگاه کیپ تاون آفریقا سال 1980 به عنوان روش کارآمد در تصفیه فاضلاب به همراه حذف فسفات با راندمان بالا معرفی گردید. که مرکب از سه واحد بی­هوازی، انوکسیک و هوازی است که با برگشت لجن فعال به مرحله انوکسیک، ورود نیترات به واحد بی هوازی محدود می­شود بدین وسیله حذف فسفر در مرحله بی­هوازی زیاد می­شود و با یک جریان برگشتی دیگر، مایع مخلوط انوکسیک (که حاوی BOD محلول زیاد و نیترات کم می­باشد) را به بی­هوازی منتقل می­کند که هدف از این کار ایجاد شرایط بهینه در واحد بی­هوازی با کاهش بار نیترات ورودی به این ناحیه به منظور انجام بهتر واکنش­های زدایش فسفر است که این خط برگشت معمولا دو برابر دبی ورودی فاضلاب می­باشد. سن لجن در این فرآیند 13 تا 25 روز است. همچنین SRT ناحیه هوادهی بین 10 تا 25 روز می­باشد.

 1-4-8-فرایند Modified UCT

از تلفیق روش UCT و MLE روش کارامدتری جهت تصفیه فاضلاب بهمراه حذف نیترات و فسفات به وجود آمد که به علت راندمان عالی در حذف نیترات و فسفات جهت تصفیه فاضلاب با دبی ورودی زیاد مورد استقبال قرار گرفت. در فرایند UCT باید برگشت نیترات از ناحیه  بی­هوازی به انوکسیک به نحوی کنترل شود تا مقدار نیترات در ناحیه انوکسیک کم نباشد و میزان نیترات برگشت داده شده به ناحیه بی­هوازی به حداقل ممکن برسد به این علت از ظرفیت جداسازی نیتروژن بطور کامل استفاده نمی­شود برای رفع این مشکل با اضافه کردن یک ناحیه انوکسیک ثانویه این فرایند اصلاح شد که در آن لجن برگشتی وارد ناحیه انوکسیک اولیه می­شود و از همین ناحیه جریان مایع به بی­هوازی برگشت داده می­شود و یک واحد انوکسیک ثانویه بعد از واحد انوکسیک اولیه قرار می­گیرد و جریان برگشت حاوی نیترات را از واحد هوادهی دریافت میکند که بدین ترتیب نقش مهمی در حذف نیترات خواهد داشت. این سیستم تصفیه به علت بهره برداری سخت فقط جهت تصفیه فاضلاب جوامع بزرگ به صرفه و کارآمد می­باشد. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

1-4-9-روش  VPI

این فرآیند مشابه فرآیندهای UCT و A²O می­باشد. در این فرایند، تمام مناطق مرحله بندی شده است که شامل حداقل دو بخش سری با اختلاط کامل می­باشد. لجن فعال برگشتی همراه با جریان برگشتی نیتریفایر شده منطقه هوازی به ورودی منطقه انوکسیک تخلیه می­شود. مایع مخلوط حاصل از منطقه انوکسیک به ابتدای منطقه بی­هوازی برگشت داده می­شود.همچنین این فرایند بعنوان یک سیستم با سرعت بالا طراحی شده است که بهره برداری با SRT خیلی کمتر، راندمان حذف بیولوژیکی فسفر را افزایش می­دهد.

1-4-10-روش تغذیه مرحله­ای اصلاح شده(Modified Step Feed)

حاصل تلفیق روش تغذیه مرحله­ای و UCT، روش تغذیه مرحله‌ای اصلاح شده است. روش تغذیه مرحله‌ای اصلاح شده از جدیدترین روش های تصفیه فاضلاب بوده و در حذفمواد آلی همزمان  با حذف نیتروژن و فسفر کاربرد دارد. کارایی این روش در حذف نیتروژن و فسفر به اندازه‌ای است که اگر از این روش به شیوه‌ی صحیح بهره‌برداری شود، پساب خروجی این روش به عنوان ورودی تصفیه خانه‌ی آب آشامیدنی می­تواند مورد استفاده قرار گیرد. تا کنون در مقیاس صنعتی گزارشی از این روش  منتشر نشده است و تنها اطلاعاتی در سطح آزمایشگاهی مربوط به کشور چین در سال 2010  موجود است. برای اولین بار در ایران، تصفیه‌خانه فاضلاب شهر همدان به این روش ساخته شده و به مرحله بهره‌برداری رسیده است. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

1-4-11-فرایند باردنفو (Bardenpho Process)

در سال 1975به منظور حذف نیترات و افزایش راندمان حذف از تلفیق لجن فعال هوادهی گسترده و انوکسیک به همراه تعویض مراحل انوکسیک، هوادهی در این سیستم استفاده شد. روش باردنفو مركب از چهار ناحيه انوكســيك/ هوادهی / انوكســيك / هوادهی اســت. در روش باردنفو بدون اســتفاده از منبع كربن اضافى زدايش نيتروژن تا 90 درصد انجام می­پذيرد . ســن لجن در اين سامانه به طور معمول 10تا 20 روز است كه بستگى به دما و غلظت نيتروژن ورودى دارد ولى اگر بخواهند عمل تثبيت لجن در آن صورت گيرد حجم حوضچه­ها را بزرگتر می­كنند و ســن لجن حدود 20تا 30 روز انتخاب  می­شود. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

1-4-12-فرایند باردنفو اصلاح شده(Modified Bardenpho Process)

 بعد از فرایند باردنفو و پاسخگو بودن آن به حذف نیترات با قراردادن یک ناحیه بی هوازی اولیه، جهت حذف فسفات این فرایند اصلاح شد که بسیار مورد توجه قرار گرفت. سپس جریان مخلوط از سامانه چهار مرحله باردنفو (انوکسیک- هوادهی – انوکسیک- هوادهی) عبور می­کند که شامل 5 مرحله     بی­هوازی-انوکسیک- هوازی- انوکسیک- هوازی می­شود که بدون استفاده از منبع کربن اضافی حذف نیترژون تا 90 درصد انجام می­پذیرد. همچنین SRT ناحیه هوادهی بین 10 تا 20 روز است. شکل زیر شکل شماتیک این فرایند را نشان می­دهد.

 

مقایسه فرایندهای BNR

نام فرایند	نقص ها	مزیت ها	حذف فسفات	حذف نیترات
MLE	—-	تصفیه فاضلاب به همراه  حذف نیترات، اقتصادی، بهره برداری ساده، مناسب برای جوامع کوچک	—-	خوب
A/O	عدم انعطاف در کنترل سیستم، کاهش حذف فسفر در صورت انجام نیتریفیکاسیون	بهره برداری ساده، زمان ماند هیدرولیکی نسبتا پایین،  تصفیه فاضلاب به همراه حذف مناسب فسفر و تولید لجن با ته نشینی خوب	خوب	—–
A2O	—–	تصفیه فاضلاب به همراه حذف مناسب نیتروژن و فسفر، تولید قلیائیت جهت انجام نیتریفیکاسیون، تولید لجن با ته نشینی خوب، مناسب برای جوامع کوچک، اقتصادی، بهره برداری آسان	خوب	خوب
Step Feed	عدم انعطاف در کنترل سیستم	تصفیه فاضلاب به همراه حذف مناسب نیتروژن ، تولید لجن با ته نشینی خوب	—-	متوسط
Modified Step Feed	بهره برداری سخت، هزینه ساخت بالا و نیاز به فضای زیاد	راندمان خوب در تصفیه فاضلاب به همراه حذف فسفر و نیتروژن	خوب	خوب
Bardenpho Process	—-	مناسب جهت تصفیه فاضلاب به همراه حذف نیتروژن با غلظت­های زیاد	—-	عالی
Modified Bardenpho Process	بهره برداری سخت، هزینه ساخت بالا و نیاز به فضای زیاد	راندمان بسیار بالا در تصفیه فاضلاب به همراه حذف فسفر و نیتروژن	خوب	عالی
UCT	—-	مناسب جهت تصفیه فاضلاب به همراه حذف فسفر	—-	خوب
Modified UCT	بهره برداری سخت، هزینه ساخت بالا و نیاز به فضای زیاد	راندمان بسیار بالا در تصفیه فاضلاب به همراه حذف فسفر و نیتروژن	عالی	خوب

[1] Conventional Activated Sludge

[2] Extended Aeration  Activated Sludge

[3] SBR (Sequencing Batch Reactor  )

[4] Rotating Biological Contactors

[5] ABR (Anaerobic Baffled Reactor)

[6] UASB (Upflow Anaerobic  Sludge Blanket)

[7] BNR (Biological Nutrient Removal)

[8] MLE (Modified Ludzack-Ettinger)

[9] A/O (Anaerobic/Oxidation)

[10] SRT (Solid Retention Time)

[11] A²O (Anaerobic/Anoxic/Oxidation)

[12] VIPR (Volatile Datty Acid Induced Phosphorus Removal)

[13] UCT (University Of Cape Town)