نمونه محدوده

سرعت جریان بالارونده
(m/h)
نمونه محدوده

نوع فاضلاب

۸ ۱۰-۶

۵/۱ ۱-۳

COD تقریباً ۱۰۰درصد محلول

۶ ۷-۳

۱ ۲۵/۱-۱

COD اندکی محلول

۵ ۵-۳

۷/۰ ۱-۸/۰

فاضلاب خانگی

۲-۶-۲-۴-۴ ویژگی­های فیزیکی
ویژگی­های فیزیکی اصلی مورد نیاز که با دقت بررسی می­شوند عبارتند از: تغذیه ورودی، جداسازی گاز، جمع­آوری گاز و تخلیه سیال خروجی[۳]. در صورت افزایش حجم راکتور بیش از m³1000، ساخت دو واحد ضرورت دارد. شکل چهارگوش برای راکتور UASB به علت استفاده از دیواره­ های مشترک بین آن­ها و کاستن هزینه ساخت بر انواع گرد ترجیح دارد. بهتر است راکتور در محلی استقرار یابد که انتقال فاضلاب به آن نیاز به پمپاژ نداشته باشد[۲]. معمولاً یکنواخت­سازی کمی و کیفی فاضلاب قبل از ورود به UASB اثرات مثبتی در راندمان آن خواهد داشت[۵]. در یک سوم حدودتا یک دوم عمق راکتور را لجن­هایی که به­ صورت گرانول هستند پر کرده و در حین حرکت فاضلاب معمولاً لجن­ها حداکثر تا  ارتفاع راکتور بالا می ­آید. طراحی تغذیه ورودی و جداسازی گاز برای راکتور UASB منحصربه­فرد است[۲].

۲-۶-۲-۴-۵ تغذیه ورودی
تغذیه ورودی باید به­گونه ­ای طراحی شود که پخش یکنواختی ایجاد کند و از این­که فاضلاب در قسمت­ های خاصی وارد شود جلوگیری کند. بنابراین از تعدادی لوله استفاده می­ شود تا جریان را مستقیماً به ناحیه­های مختلف کف راکتور UASB پخش کند که از یک منبع تغذیه اصلی در پایین هدایت می­ شود[۵]. همچنین باید دسترسی آسان فراهم باشد برای تمیز کردن لوله­ها در هنگام گرفتگی[۲].
۲-۶-۲-۴-۶ جمع­آوری گاز و جداکننده­های مواد جامد
جداکننده­های گاز - مواد جامد (GSS)^[25] برای جمع­آوری بهتر بیوگاز و جلوگیری از اتلاف مواد جامد بیولوژیکی طراحی می­شوند. طراحی بهینه برای جداکننده­ها به­ صورت زیر است:
۱- زاویه دیواره شیب­دار ته­نشین­کننده، دیواره مایل جمع­آوری گاز باید بین ۴۵ تا ۶۰ درجه سانتی ­گراد باشد.
۲- سطح ناحیه جمع­آوری کننده گاز نباید کمتر از ۱۵ تا ۲۰ درصد کل سطح راکتور باشد.
۳- ارتفاع جمع­آوری کننده گاز، در یک راکتور ۵ تا ۷ متری باید حدود ۵/۱ تا ۲ متر باشد.
۴- مقدار لبه بافل­ها باید حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلی­متر باشد تا از ورود حباب گاز جریان به سمت بالا به داخل فضای ته­نشین­کننده جلوگیری کند.
۵- قطر لوله تخلیه گاز باید به اندازه کافی باشد ته به جداسازی آسان بیوگاز از دهانه جمع­آوری گاز کمک کند. مخصوصاً در مواردی که تولید کف اتفاق می­افتد.
۶- وجود غلظت بالای مواد پروتئینی یا چربی در فاضلاب ورودی باعث تشکیل کف تشکیل لایه غلیظ کفاب در حوضه جمع­آوری گاز باعث بروز مشکلاتی می­ شود چون مانع از آزاد شدن گاز و خروج آن از دستگاه می­ شود. در این شرایط نصب یک سیستم ضدکف ضروری است و لجن باید در سطح مشترک گاز مایع در جمع­کننده­ها کاملاً غوطه­ور باشد[۲، ۳ و ۵].
۲-۶-۲-۵ مزیت­های راکتور UASB
۱- دارای راندمان بالا در فضای کم. از آن­جا که بارگذاری آن ۱۰ برابر روش هوازی است. زمین مورد نیاز آن یک دهم می­باشد.
۲- تشکیل لجن گرانولی و فعال نگه داشتن توده زیستی لجن.
۳- SVI کم و خاصیت بهینه ته­نشینی لجن.
۴- انرژی و هزینه کمتر نسبت به فیلترهای بی­هوازی.
۵- عدم نیاز به آکنه و اختلاط مکانیکی.
۶- کنترل بهتر گاز خروجی.
۷- وجود لجن گرانولی با سرعت ته­نشینی بالا.
۸- ساخت راحت و ساده آن [۲، ۳، ۴ و ۵].
۲-۶-۲-۶ معایب راکتور UASB
۱- دوره طولانی راه ­اندازی
۲- نیاز به بذر گرانولی به میزان کافی برای راه ­اندازی سریعتر
۳- بحرانی شدن لجن در سرعت بالای بیوگاز و مایع
۴- شسته شدن لجن در فاز اولیه
۵- نیاز به توسعه لجن چگال و ترجیحاً گرانول در راکتور
۶- نیاز به مهارت کافی جهت راهبری [۲، ۳، ۴ و ۵].
۲-۶-۳ بسترهای آکندی با جریان رو به بالا
ایده راکتور فیلتر بی­هوازی اولین­بار در سال ۱۹۶۰ مطرح شد. فیلتر بی­هوازی با جریان رو به بالا که بخشی از راکتور هیبریدی می­باشد، ستونی است که از آکنه­ها پر شده و فاضلاب ضمن عبور با میکروارگانیسم­های رشد کرده بر سطح آکنه­ها و یا گیر کرده به­ صورت لخته در لای آکنه­ها در تماس قرار می­گیرد[۲]. این سیستم از این جنبه که در آغاز از بستر سنگی برای چسباندن جامدات بیولوژیکی استفاده شد مشابه سیستم صافی چکنده است. با توجه به حجم پایین خلل و فرج و مساحت سطح ویژه کم بستر سنگی، اکثر کاربردهای بعدی، مشابه برج­های بیولوژیکی هوازی مورد استفاده امروزی، از بسترهای پلاستیکی استفاده نمودند. فیلترهای بی­هوازی در تانک­های استوانه­ای یا مستطیلی در پهنا و یا قطر ۲ تا ۸ متر و ارتفاع ۳ تا ۱۳ متر مورد استفاده قرار می­گیرد[۵]. هر چه نسبت سطح تماس میکروارگانیسم ها نسبت به حجم آنها بیشتر باشد ، انتقال ماده غذایی به توده میکروبی افزایش می یابد[۴۲] . بطور کلی در یک فرایند بیوفیلمی ، سطح بیوفیلم ایجاد شده با سطح مخصوص آکنه رابطه مستقیم دارد. مواد فیلتر ممکن است در تمام عمق راکتور قرار گیرد و یا برای استفاده در راکتور هیبریدی در ۴۰ تا ۵۰ درصد بالای سیستم قرار داده شود. سطح مخصوص فیلترها به­ طور معمول حدود m²/m³ ۱۰۰ است[۴]. در این راکتور از سرعت جریان بالارونده کمی استفاده می­ شود. برای جلوگیری از خروج بیومس به بیرون راکتور مهم­ترین مشکلی که در این سیستم وجود دارد گرفتگی ناشی از رشد جامدات بیولوژیکی، جامدات معلق ورودی، مواد معدنی رسوب کرده می­باشد[۵]. با توجه به این مشکل بالقوه، سیستم­های بستر آکندی برای فاضلاب­های با میزان جامدات معلق کم خوب کار می­ کنند[۴۲]. ابداعات مختلفی برای کاهش مشکل گرفتگی صورت گرفته که یکی از آن­ها کاربرد هر از چند گاهی گازهای تولیدی از کف سیستم با سرعت زیاد می­باشد. حرکت متلاطم سیال، همراه با صعود سریع حباب­های گاز از داخل راکتور جامدات را از بستر کنده و بدین­طریق احتمال گرفتگی سیستم کاهش می­یابد. و همچنین از زهکشی فیلتر و سیفون نیز جهت کاهش گرفتگی استفاده می­ شود[۵]. همچنین جریان برگشتی در سیستم های بیوفیلمی علاوه بر کم کردن غلظت ورودی ، باعث افزایش اختلاط درون سیستم و تامین قلیائیت می گردد و از خروج زیاد جامدات بیولوژیکی معلق جلوگیری می کند[۲۶] . در طول راه اندازی سرعت رو به بالا نباید از m/day ۱۰ تجاوز کند[۴].