مقایسه فیلتر بیولوژیکی و فیلتر بیو تریکلینگ در کنترل بوی بد فاضلاب

فیلتر بیولوژیکی حذف بو (فیلتر بیولوژیکی سنتی)

• بستر 🙁Media) از بسترهای آلی مانند چیپس چوب، کمپوست، پوست درخت یا ترکیبی از این مواد استفاده می‌کند.
• رطوبت 🙁Moisture) نیاز دارد تا بستر به‌وسیله آبیاری یا رطوبت موجود در هوا مرطوب نگه‌داشته شود.
• عملیات 🙁Operation) هوا از طریق بستر عبور می‌کند، جایی که میکروارگانیسم‌ها ترکیبات معطر و بدبو را تجزیه می‌کنند.
• استفاده معمول 🙁Typical Use) طراحی ساده، هزینه کم و مناسب برای جریان‌های هوای متوسط و پایدار با رطوبت بالا است.
• نگهداری : (Maintenance)بستر نیاز به تعویض دوره‌ای دارد (معمولاً هر چند سال یکبار).

فیلتر بیو تریکلینگ حذف بو (Biotrickling Filter)

• بستر : (Media) از بسترهای غیر آلی یا ساختاری مانند بسته‌بندی‌های پلاستیکی یا سرامیکی استفاده می‌کند.
• رطوبت : (Moisture) به‌طور مداوم با آب یا محلول مغذی روی بستر پاشیده می‌شود تا از رشد لایه زیستی (بیوفیلم) حمایت کند.
• عملیات : (Operation) یک لایه زیستی بر روی بستر تشکیل می‌شود؛ هوا از آن عبور می‌کند و آلاینده‌ها جذب و تجزیه می‌شوند.
• استفاده معمول : (Typical Use) محیط کنترل شده‌تری دارد، می‌تواند نرخ بارگذاری بالاتری را مدیریت کند و در برابر جریان‌های متغیر بهتر عمل می‌کند.
• نگهداری : (Maintenance) نیاز به مدیریت مایع(چرخش مجدد، کنترل pH، و تأمین مواد مغذی) دارد.

بنابراین هر دو روش کنترل بوی بیولوژیکی هستند، اما فیلترهای بیو تریکلینگ پیشرفته‌تر هستند و برای شرایط سخت‌تر مناسب‌ترند. معیارهای طراحی برای فیلترهای بیولوژیکی و فیلترهای بیو تریکلینگ (BTFs) به طور قابل توجهی به دلیل رسانه‌های متفاوت، محیط‌های زیستی و کنترل‌های فرآیندی متفاوت است. در اینجا تجزیه و تحلیل پارامترهای اصلی طراحی و نحوه تفاوت فیلترهای بیولوژیکی و فیلترهای بیو تریکلینگ را بررسی می کنیم.

1-تأمین رطوبت و مواد مغذی (Moisture & Nutrient Supply)

• رطوبت : (Moisture) در فیلتر بیولوژیکی، رطوبت از طریق رطوبت هوا و آبیاری دوره‌ای تامین می‌شود، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ، رطوبت به‌طور مداوم از طریق پاشش مایع در حال چرخش تامین می‌شود.
• مواد مغذی : (Nutrients) در فیلتر بیولوژیکی، مواد مغذی معمولاً در کمپوست گنجانده شده‌اند، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ، نیاز به دوزبندی مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر وجود دارد.
• کنترل PH ): (Control ph)فیلتر بیولوژیکی، کنترل pH نادر است، اما در فیلتر بیو تریکلینگ معمولاً لازم است و ممکن است از scrubber اسیدی در بالادست یا بافر pH در آب استفاده شود.

2-جریان هوا و نرخ بارگذاری (Air Flow & Loading Rates)

• ظرفیت جریان هوا : (Air Flow Capacity) در فیلتر بیولوژیکی، ظرفیت جریان هوا پایین‌تر است و حدود ۱۰۰۰ تا ۲۵۰۰ متر مکعب در ساعت به ازای هر متر مربع می‌باشد. در مقابل، در فیلتر بیو تریکلینگ، ظرفیت جریان هوا بالاتر بوده و حدود ۵۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ متر مکعب در ساعت به ازای هر متر مربع است.
• بار بو/ترکیب : (Odor/Compound Load) در فیلتر بیولوژیکی، بار بو و ترکیبات در سطح پایین تا متوسط قرار دارد (به عنوان مثال، غلظت H₂S کمتر از ۵۰ ppm)، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ، بار بو و ترکیبات در سطح متوسط تا بالا است (به عنوان مثال، غلظت H₂S می‌تواند تا ۵۰۰ ppm یا بیشتر باشد).
• افت فشار : (Pressure Drop) در فیلتر بیولوژیکی، افت فشار از کم تا متوسط است که به دلیل وجود بستر متخلخل می‌باشد. اما در فیلتر بیو تریکلینگ، افت فشار از متوسط تا بالا است، زیرا این نوع فیلتر بلندتر و فشرده‌تر است.

3-درصد حذف آلودگی (Removal Efficiency)

• نوع آلاینده (Pollutant Type):
  • حذف ترکیبات آلی فرار (VOCs) :در فیلتر بیولوژیکی، کارایی حذف در سطح متوسط است، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ، کارایی خوب است.
  • حذف H2Sهیدروژن سولفید: در فیلتر بیولوژیکی، کارایی حذف در غلظت‌های پایین خوب است، اما در فیلتر بیو تریکلینگ، این کارایی عالی است، حتی در غلظت‌های بالا.
  • حذف آمونیاک (Ammonia) :در فیلتر بیولوژیکی، کارایی حذف در سطح متوسط است، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ، در صورت کنترل pH، کارایی خوب است.

4-عملیات و نگهداری فیلترهای بیولوژیکی حذف بو (Operation & Maintenance)

• عمر بستر Media Lifespan) ):در فیلتر بیولوژیکی، عمر بستر بین ۲ تا ۵ سال است، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ، عمر بستر بیش از ۱۰ سال دوام دارد.
• نیازهای نظارتی (Monitoring Needs) : در فیلتر بیولوژیکی، نیازهای نظارتی در سطح پایه و شامل نظارت بر جریان و رطوبت است، اما در فیلتر بیو تریکلینگ، نیازهای نظارتی پیشرفته‌تر هستند و ممکن است شامل کنترل pH، مواد مغذی، جریان و ORP (پتانسیل اکسیداسیون-کاهش) نیز باشند.
• هزینه سرمایه‌گذاری(Capital Cost) : هزینه سرمایه‌گذاری در فیلتر بیولوژیکی پایین‌تر است، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ هزینه سرمایه‌گذاری بالاتر است.
• هزینه‌های عملیات و نگهداری (O&M Cost) : هزینه‌های عملیات و نگهداری در فیلتر بیولوژیکی پایین‌تر است، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ هزینه‌ها به دلیل وجود سیستم‌های چرخش و پمپ‌های دوزبندی، در سطح متوسط قرار دارد.

* خلاصه تفاوت‌های طراحی (Summary of Design Differences)

• تأمین آب/مواد مغذی (Water/Nutrient Supply) : در فیلتر بیولوژیکی، تأمین آب و مواد مغذی به‌صورت آبیاری پایه‌ای صورت می‌گیرد، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ، مایع چرخشی به همراه مواد مغذی استفاده می‌شود.
• دامنه جریان هوا (Air Flow Range) : در فیلتر بیولوژیکی، دامنه جریان هوا پایین‌تر است، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ این دامنه بالاتر است.
• کنترل سیستم (System Control) :کنترل سیستم در فیلتر بیولوژیکی ساده است، اما در فیلتر بیو تریکلینگ نیاز به اتوماسیون وجود دارد که شامل دوزبندی و کنترل pH می‌باشد.

* چگونه اندازه فیلتر بیولوژیکی و فیلتر بیو تریکلینگ محاسبه می‌شود؟

هر دو سیستم برای تصفیه آلاینده‌های هوا به‌صورت بیولوژیکی طراحی شده‌اند، محاسبه اندازه آن‌ها بر اساس فرضیات عملکردی متفاوتی است که به دلیل مکانیزم‌های تماس و نوع بسترهای مختلف آن‌ها متفاوت است.

* ملاحظات اضافی (Additional Considerations)

• عوامل موثر در طراحی فیلتر بیولوژیکی (Factor)
  • غلظت آلاینده (Pollutant Concentration) : درفیلتر بیولوژیکی برای تأیید اندازه‌گیری‌ها بر اساس فرضیات کارایی حذف استفاده می‌شود، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ به‌طور دقیق‌تری به بارگذاری جرم (به گرم در ساعت) مرتبط است.
  • رطوبت (Moisture) : درفیلتر بیولوژیکی باید رطوبت بیش از ۴۰ درصد نگه‌داری شود، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ جریان چرخشی به اطمینان از اشباع کامل کمک می‌کند.
  • عمر بستر (Media Life) : عمر بستر در فیلتر بیولوژیکی ۲ تا ۵ سال است، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ این عمر بین ۱۰ تا ۱۵ سال و بیشتر خواهد بود.
  • بارگذاری هیدرولیکی (Hydraulic Loading) : این عامل در فیلتر بیولوژیکی کاربردی ندارد، اما در فیلتر بیو تریکلینگ معمولاً بین ۰.۲ تا ۰.۵ متر مکعب بر متر مربع در ساعت برای آب چرخشی است.
  • دوزبندی مواد مغذی (Nutrient Dosing) : در فیلتر بیولوژیکی اختیاری است، در حالی که در فیلتر بیو تریکلینگ برای ثبات بلندمدت الزامی است.

✅ خلاصه مراحل اندازه‌گیری (Summary of Sizing Steps)

 تنظیم برای طرح عملی: شکل، تعداد سلول‌ها و غیره | ممکن است شامل نواحی چرخش باشد.