فاضلاب یک اصطلاح عمومی است که برای توصیف آبی که توسط فعالیت‌های انسانی آلوده شده استفاده می‌شود. فاضلاب می‌تواند شامل فاضلاب بهداشتی، روان آب طوفان و حتی آب باران کثیف که مخلوطی از مواد شیمیایی، جامدات محلول یا معلق، باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها است؛ باشد. به‌طور کلی، فاضلاب، آب آلوده‌ای است که قبل از رهاسازی مجدد به محیط، باید فرآیند تصفیه را طی کند.
همانطور که گفته شد هرگونه آب استفاده شده توسط انسان که باید دفع شود، فاضلاب نامیده می‌شود. از همین رو انواع فاضلاب را براساس نوع کاربری محیط می‌توان به‌صورت زیر تقسیم کرد:
عبارت است از فاضلاب ناشی از فعالیت‌های انسانی در اماکن مسکونی و تجاری. این نوع فاضلاب دارای مواد آلی زیاد و آلودگی میکروبی بالا می‌باشد که عمدتاً به‌خاطر دفع فضولات انسانی است. البته فاضلاب ناشی از فضولات انسانی در محوطه‌های صنعتی (غیر از فاضلاب فرآیندهای صنعتی) نیز جزء فاضلاب بهداشتی است.
عبارت است از فاضلاب ناشی از فعالیت فرآیندهای صنعتی. این نوع فاضلاب بر اثر فرآیندهای صنعتی مثل رنگرزی، دباغی، تولید فولاد، تولید مواد شیمیایی و… به‌وجود می‌آید و معمولاً دارای خصوصیات منحصربه‌فردی همچون میزان pH بالا یا پایین یا غلظت فلزات سنگین یا رنگ زیاد بوده که تصفیه آن را پیچیده می‌کند.
انواع مختلفی از ترکیبات، یون‌ها و عناصر آلاینده در فاضلاب وجود دارند. این آلاینده‌ها را می‌توان به‌صورت زیر طبقه‌بندی کرد:
مواد آلی موادی هستند که دارای منشا آلی بوده و از اتم‌های کربن و هیدروژن تشکیل شده باشند. این مواد در فاضلاب از موجودات زنده نشات گرفته‌اند. شاخص‌های مختلفی برای اندازه‌گیری غلظت مواد آلی در فاضلاب استفاده می‌شود. به‌طور مثال، میزان اکسیژن خواهی بیوشیمیایی (BOD) نشان‌دهنده میزان ترکیبات آلی قابل تجزیه بیولوژیکی در فاضلاب است و توسط آزمایش BOD پنج روزه تعیین شده و به صورت BOD5 نمایش داده می‌شود. همچنین میزان اکسیژن‌خواهی شیمیایی (COD) نشانگر غلظت ترکیبات آلی قابل اکسیداسیون شیمیایی است. این آزمایش سریع‌تر از آزمایش BOD است. البته مقادیر COD بیشتر از مقادیر BOD5 است. به‌نحوی که هر چه نسبت COD به BOD بیشتر باشد، درجه تصفیه‌پذیری بیولوژیکی فاضلاب کاهش می‌یابد.
شامل مواد جامدی هستند که در محیط فاضلاب به‌صورت معلق باقی می‌مانند و شامل ترکیبات آلی و معدنی مختلفی می‌توانند باشند. جامدات معلق عمدتاً توسط آزمایش کل جامدات معلق (TSS) و جامدات معلق فرّار (VSS) تعیین می‌شود.
ترکیبات نیتروژنه به اشکال مختلف معدنی و آلی در فاضلاب وجود دارند. اشکال معدنی معمولاً شامل نیترات، نیتریت و آمونیوم هستند. اشکال آلی نیز بیشتر شامل اوره است. حذف ترکیبات نیتروژنه از فاضلاب یکی از اولویت‌های تصفیه فاضلاب است، به‌خصوص زمانی که قرار است پساب به آب‌های پذیرنده تخلیه شود. به‌منظور حذف این ترکیبات، فرآیندهای نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون می‌بایست انجام شوند.
ترکیبات فسفر نیز به اشکال مختلف معدنی و آلی یعنی ارتوفسفات‌ها و فسفر آلی در فاضلاب وجود دارند. حذف ترکیبات فسفر نیز به‌خصوص زمانی اهمیت ویژه‌ای می‌یابد که برنامه خاصی برای تخلیه پساب به آب‌های پذیرنده وجود دارد. حذف ترکیبات فسفر از طریق گنجاندن یک مرحله رآکتور بیهوازی در چیدمان تصفیه‌خانه رخ می‌دهد.
عبارتند از هرگونه باکتری، ویروس، تک‌یاخته، قارچ، جلبک و باکتریوفاژ که در فاضلاب حضور دارند و معمولاً از فضولات انسانی نشات می‌گیرند. بسیاری از این میکروارگانیسم‌ها پاتوژن هستند، یعنی توانایی بیماری‌زایی در انسان دارند. باکتری‌هایی همچون اسنیتوباکتر، موراکسلا و فلاووباکتریوم و نیز تک‌یاخته‌هایی همچون سیلیاته‌های شناور و چسبیده بیشترین فراوانی را دارند. شاخص‌هایی که برای ارزیابی کیفیت میکروبی فاضلاب و پساب تصفیه خانه استفاده می‌شوند عبارتند از کل باکتری‌های کلیفرم (Total coliforms) و نیز باکتری‌های کلیفرم مدفوعی.
عبارتند از عناصر فلزاتی همچون آرسنیک، کادمیوم، سرب، کروم، روی، مس و… و یا ترکیب آن‌ها با نمک‌های معدنی که می‌توانند برای سلامت انسان و بهداشت محیط زیست خطرناک باشند. غلظت فلزات سنگین در فاضلاب‌های صنعتی بسته به نوع آن صنعت بسیار بیشتر از فاضلاب بهداشتی است. حذف این عناصر از فاضلاب نیازمند روش‌های تصفیه شیمیایی و در برخی موارد اصلاح زیستی (Bioremediation) است.
برخی از صنایع مثل صنایع رنگرزی یا هرگونه صنعتی که برای پرداخت نهایی محصولات از رنگ‌های آلی و معدنی استفاده می‌کنند، رنگ‌های آلاینده را در پساب فاضلاب خود وارد می‌کنند. بسیاری از رنگ‌ها دارای اثرات بهداشتی خاصی نیستند، اما ورود آن‌ها به آب‌های پذیرنده یا خاک باعث آلودگی آن محیط‌ها شده و معیارهای زیبایی شناختی را تنزل می‌دهد. به همین خاطر تصفیه فاضلاب‌های حاوی رنگ از اهمیت به‌سزایی برخوردار است.
فاضلاب دارای مواد آلاینده بسیاری است که این مواد هم برای سلامت انسان و هم برای محیط زیست مضر هستند. به همین دلیل، وجود تجهیزات و طراحی مناسب تصفیه فاضلاب برای اطمینان از تمیز بودن پساب قبل از رهاسازی ایمن به محیط زیست ضروری است. انواع مختلفی از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب وجود دارد که هر کدام طراحی منحصربه‌فرد خود را دارند. تصفیه‌خانه‌های فاضلاب از انواع تجهیزات تصفیه استفاده می‌کنند که شامل تانک‌های هوادهی، تانک‌های ته‌نشینی (زلال ساز)، فیلترها، تجهیزات گندزدایی و غیره می‌شود. تصفیه خانه‌های فاضلاب ممکن است به‌صورت تجاری با سیستم‌های زیرسطحی یا بالای زمینی خریداری شوند.
هنگامی که در یک کارخانه صنعتی یا شهر نیاز به وجود یک تصفیه خانه باشد، باید چند مرحله برای طراحی و اجرای آن تصفیه خانه طی شود:
درک محیط محلی هنگام طراحی یک تصفیه خانه فاضلاب بسیار مهم است. برای ایجاد تصفیه خانه‌ای مؤثر و کارآمد باید آب و هوا، جغرافیا و زمین شناسی منطقه را در نظر گرفت.
پس از در نظر گرفتن محیط محلی، گام بعدی آنالیز خود فاضلاب است. این شامل آزمایش فاضلاب برای آلودگی‌های مختلف مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها می‌شود. همچنین مشخصات فیزیکی و شیمیایی فاضلاب مثل مقدار اکسیژن‌خواهی بیوشیمیایی (BOD)، اکسیژن‌خواهی شیمیایی (COD)، کل جامدات معلق (TSS)، کل جامدات محلول (TDS)، میزانpH، قلیائیت و… باید تعیین شوند. هنگامی که این آلاینده ها شناسایی شدند، می توان فرآیندهای تصفیه مناسب را طراحی کرد.
مرحله سوم، طراحی خود فرآیند تصفیه است. این شامل انتخاب نوع تجهیزات و چیدمان مناسب برای تصفیه‌خانه است. مهم است که اندازه تصفیه خانه و همچنین نوع فاضلابی که تصفیه می‌شود را در نظر بگیرید.
چهارمین و آخرین مرحله، ساخت تصفیه‌خانه فاضلاب است. این شامل قراردادن تمام تجهیزات و فرآیندها در محل و همچنین آزمایش تصفیه‌خانه برای اطمینان از مؤثر بودن آن است.
طراحی یک تصفیه‌خانه فاضلاب یک فرآیند پیچیده است، اما برای حفاظت از محیط زیست ضروری است. با پیروی از این مراحل ساده، می‌توانید مطمئن شوید که تصفیه خانه مؤثر و کارآمد است.
فرآیندهای مختلفی برای تصفیه فاضلاب‌های بهداشتی (شهری) و صنعتی وجود دارند، این فرآیندها را می‌توان در 3 دسته کلی زیر طبقه‌بندی کرد:
این دسته شامل آن واحدهایی از تصفیه‌خانه هستند که هیچ گونه فرآیند شیمیایی و بیولوژیک در آن‌ها رخ نمی‌دهد و فقط نیروهای فیزیکی برای حذف برخی آلاینده‌ها یا مواد همراه فاضلاب به‌کار می‌رود. به‌طور مثال، واحدهای دانه‌گیر (Grit chamber)، آشغال‌گیر (Bar screen) یا سیستم‌های حذف روغن و چربی (Oil and grease) مثل شناورسازی با هوای محلول (DAF: Dissolved air flotation) در زمره فرآیندهای فیزیکی به شمار می‌روند.
این دسته از فرآیندها از میکروارگانیسم‌ها برای حذف ترکیبات آلاینده از فاضلاب استفاده می‌کنند، به همین دلیل بیولوژیکی نامیده می‌شوند. در فرآیندهای بیولوژیکی، شرایط بهره‌برداری به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که نرخ رشد میکروارگانیسم‌ها به‌خصوص باکتری‌ها و تک‌یاخته افزایش یافته تا تعداد آن‌ها تا 10 برابر زیاد شود. در این حالت، میکروارگانیسم‌ها ترکیبات آلی موجود در فاضلاب را برای رشد خود و به عنوان غذا مصرف می‌کنند تا این ترکیبات از فاضلاب حذف شوند.
فرآیندهای بیولوژیکی به سه نوع فرآیندهای هوازی (Aerobic)، انوکسیک (Anoxic) و بیهوازی(Anaerobic) تقسیم می‌شوند. هر کدام از این انواع مزایا و معایب خاص خود را دارند. از فرآیندهای هوازی بیشتر برای تصفیه فاضلاب‌های شهری استفاده می‌شود. فرآیند آنوکسیک برای دینتریفیکاسیون بیولوژیکی به‌کار می‌رود. فرآیندهای بیهوازی نیز برای حذف فسفر از فاضلاب شهری و یا تصفیه فاضلاب‌های صنعتی کاربرد دارند.
در این دسته از فرآیندها از مواد شیمایی برای انعقاد و لخته سازی (Coagulation and flocculation) به منظور حذف آلاینده‌هایی استفاده می‌شود که توسط روش‌های فیزیکی و بیولوژیکی حذف نمی‌شوند. متداول‌ترین منعقدکننده‌ها (کواگولانت ها) در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شامل پلی آلومینیوم کلراید (PAC)، کلرید فریک سولفات آهن اشاره کرد که جزء منعقدکننده‌های پلیمری هستند. فرآیندهای شیمیایی در اکثر قریب به اتفاق موارد برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی به‌کار می‌روند.
اولین قدم انتخاب فرآیندهای مناسب برای تصفیه فاضلاب است. این شامل انتخاب نوع مناسب تجهیزات و مواد شیمیایی برای هر فرآیند است. در نظر گرفتن نوع فاضلابی که تصفیه می‌شود و همچنین نتیجه مطلوب مهم است.
هنگام انتخاب فرآیند تصفیه فاضلاب می‌بایست آزمایش‌های متعددی از فاضلاب تولیدی انجام شود و پارامترهای مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی فاضلاب آنالیز گردد. به همین منظور، می‌بایست در فصول مختلف سال و در زمان‌های مختلف شبانه‌روز نمونه‌برداری استاندارد و سپس انجام آزمایش در آزمایشگاه‌های معتمد انجام شود. هر گونه خطا و اشتباهی در این مرحله می‌تواند منجر به محاسبات نادرست در پارامترهای طراحی تصفیه‌خانه گردد.
برای طراحی تصفیه خانه فاضلاب شهری (بهداشتی)، حداقل پارامترهای مورد آزمایش می‌بایست شامل BOD، sBOD، COD، sCOD، TSS، VSS، pH، قلیائیت، دترجنت‌ها، نیتروژن آلی، نیتروژن کجلدال، نیتروژن نیتراته، فسفر آلی و فسفر معدنی باشد. همچنین، در صورت برنامه‌ریزی جهت طراحی یک تصفیه‌خانه فاضلاب صنعتی، حداقل پارامترهای مورد نیاز برای آزمایش باید شامل آلاینده‌های اصلی خروجی در پساب آن نوع صنعت خاص، sBOD، COD، sCOD، TSS، VSS، pH، قلیائیت، نیتروژن آلی، نیتروژن کجلدال، نیتروژن نیتراته، فسفر آلی و فسفر معدنی باشند.
آشغالگیرها اولین واحدهای عملیات فیزیکی در تصفیه‌خانه فاضلاب هستند. این واحدها برای حذف و جداسازی جامدات درشت شامل تکه‌های چوب، تکه‌های پارچه، کاغذ، قطعات شیشه و سنگ، برگ درختان و غیره طراحی می‌شوند. این مواد در صورت ورود به بخش‌های دیگر تصفیه‌خانه باعث آسیب به پمپ‌ها و دیگر تجهیزات و نیز گرفتگی شیرآلات می‌شوند. آشغالگیرها اصولاً از میله‌ها، مفتول‌ها، شبکه آهنی، توری سیمی با صفحه مشبک تشکیل شده‌اند و اندازه سوراخ‌ها در آن‌ها ممکن است دارای شکل‌های متنوعی باشند. اما بیشتر به شکل مربع یا دایره‌ای هستند. اندازه روزنه‌های آشغالگیرها بستگی به سایز پسماندهایی دارد که همراه فاضلاب به تصفیه‌خانه وارد می‌شوند. روزنه‌های کوچک‌تر اگر چه کارایی بالاتری در حذف آشغال‌ها دارند، اما افت فشار را زیاد کرده و زودبه‌زود دچار گرفتگی می‌شوند.
2 نوع اصلی آشغالگیرها شامل آشغالگیرهای دستی و مکانیکی هستند. تمیز کردن آشغالگیرهای دستی غیراتوماتیک بوده و باید توسط نیروی انسانی انجام شود. از طرف دیگر آشغالگیرهای مکانیکی به صورت اتوماتیک تمیزسازی می‌شوند، هر چند نیروی برق زیادی طلب می کنند. انواع مختلف آشغالگیرها که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند عبارتند از: آشغالگیرهای میله‌ای، آشغالگیرهای خمیده، آشغالگیرهای شعاعی، آشغالگیرهای استوانه ای و آشغالگیرهای دارای اجزای متحرک.
دانه‌گیر یک محفظه مستطیلی یا دایره‌ای که برای حذف مواد دانه‌ای مانند شن و ماسه، خاکستر و کلینکرها، پوسته تخم مرغ، تراشه‌های استخوان و بسیاری از مواد بی‌اثر غیرمعدنی طراحی و بهره‌برداری می‌شود. دانه گیرها عمدتاً به 3 دسته دانه‌گیرهای جریان افقی (horizontal-flow)، هوادهی (aerated) یا گرداب (vortex) تقسیم می‌شوند. دانه‌گیر باعث می‌شود تا ذرات سنگ‌ریزه سنگین ته‌نشین شوند، در حالی که ذرات سبک‌تر و آلی در حالت معلق باقی بمانند.
مزایای دانه‌گیرها عبارتند از محافظت از تجهیزات مکانیکی متحرک در برابر سایش و خوردگی، کم شدن هزینه نگهداری هاضم‌های لجن (Sludge digestion) ناشی از تجمع بیش از حد شن و ماسه، برای جلوگیری از رسوبات سنگین در خطوط لوله و کانال‌های تصفیه‌خانه فاضلاب.
مخزن ته‌نشینی اولیه مرحله دوم در فرآیند تصفیه فاضلاب است. ته‌نشینی اولیه، مواد جامد آلی و معدنی معلق را در شرایط جریان مداوم از فاضلاب خارج می‌کند. باید توجه داشت که مواد حذف شده توسط این واحد بیشتر شامل جامدات معلق (TSS) به میزان حدود 60 تا 70 درصد است. البته این مخازن مواد آلی معلق را هم بر حسب BOD به میزان حدود 30% حذف می‌کنند. در مناطقی که فاضلاب دارای TSS و BOD کمی است، می‌توان از این مخازن صرف نظر کرد.
شکل مخازن ته‌نشینی اولیه معمولاً به شکل مستطیل است. البته در برخی طراحی‌ها ممکن است از مخازن دایره و مخروطی نیز استفاده شود. در این مخازن جریان آرام و بدون تلاطم آب برقرار می‌شود تا جامدات معلق فرصت ته‌نشینی داشته باشند. جامدات ته‌نشین شده در کف واحد ته‌نشینی به‌صورت دستی یا مکانیکی جمع‌آوری می‌شوند.
فرآیند لجن فعال اصلی‌ترین فرآیند بیولوژیکی تصفیه فاضلاب محسوب می‌شود و انواع مختلفی دارد. معمول‌ترین نوع این فرآیند، لجن فعال متداول (CAS) نام دارد و برای تصفیه فاضلاب بهداشتی یا شهری و اکسیداسیون بیولوژیکی کربن استفاده می‌گردد. این فرآیند که هوازی محسوب می‌شود، باکتری‌ها و تک یاخته‌های هوازی را در یک مخزن به نام تانک هوادهی (Aeration tank) پرورش می‌دهد تا مواد آلی فاضلاب را مصرف و در نتیجه حذف کنند. انواع مختلفی از هواده‌ها از جمله هواده‌های مکانیکی و دیفیوزری را می‌توان در تانک هوادهی به کار برد.
در تانک هوادهی، میکروارگانیسم ها بر اثر مصرف مواد آلی فاضلاب رشد و تکثیر می شوند تا اینکه پس از سپری شدن مدتی تشکیل لخته (Floc) می‌دهند. این لخته پس از خروج از تانک هوادهی، وارد مخزن زلال‌سازی ثانویه یا ته‌نشینی ثانویه (Secondary clarifier) می‌شوند. در مخزن ته‌نشینی ثانویه، جریان آرام و بدون تلاطم برای فاضلاب فراهم می‌شود تا لخته‌ها بتوانند بر اثر نیروی گرانش ته‌نشین شوند.
مهم‌ترین پارامترهای طراحی و بهره‌برداری فرآیندهای لجن فعال متداول عبارتند از زمان ماند هیدرولیکی (HRT)، زمان ماند سلولی (SRT)، نسبت F:M، غلظت MLSS، و نسبت لجن برگشتی می‌باشد.
فرآیند لجن فعال اختلاط کامل (CMAS) نیز اصولی مشابه فرآیند لجن فعال متداول دارد. یعنی میکروارگانیسم‌ها در تانک هوادهی از مواد آلی فاضلاب به عنوان منبع کربن استفاده می‌کنند تا رشد و تکثیر شوند. همچنین زلال‌سازی مایع مخلوط (Mixed liquor) نیز در تانک ته‌نشینی ثانویه انجام می‌شود.
البته تفاوت‌هایی نیز بین فرآیند اختلاط کامل با سایر اصلاحات فرآیند لجن فعال وجود دارد. در لجن فعال اختلاط کامل فرض این است که مایع مخلوط به نحوی دچار اختلاط می‌شود که غلظت مواد آلی و نیز MLSS در تمام نقاط تانک هوادهی یکسان است. همچنین تفاوت‌هایی از نظر میزان لجن برگشتی، SRT،HRT و غلظت MLSS وجود دارد. این فرآیند راندمان بسیار خوبی در حذف BOD، COD و TSS از جریان فاضلاب دارد. پساب خروجی از این فرآیند را می‌توان برای مقاصد کشاورزی استفاده نمود.
مهم‌ترین پارامترهای طراحی و بهره‌برداری فرآیندهای لجن فعال متداول عبارتند از زمان ماند هیدرولیکی (HRT)، زمان ماند سلولی (SRT)، نسبت F:M، غلظت MLSS و نسبت لجن برگشتی می‌باشد.
فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده (EAAS) یکی از انواع فرآیندهای اصلاح شده فرآیند لجن فعال است که در آن برای کاهش میزان لجن تولید شده زمان ماند هیدرولیکی و زمان ماند سلولی به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. معمولاً در این فرآیند، واحد ته نشینی اولیه حذف گردیده است. به منظور افزایش زمان ماند هیدرولیکی، حجم مخزن هوادهی حدود دو تا چهار برابر بزرگتر شده و به تبع آن زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و زمان ماند سلولی (SRT) افزایش یافته است. این تغییرات موجب شده است که علاوه‌بر کاهش حجم لجن تولیدی، مقاومت تصفیه‌خانه به شوک‌های هیدرولیکی و آلی افزایش یابد.
زمان ماند جامدات در این روش بین 40-20 روز و زمان ماند هیدرولیکی در این فرایند حدود 20-30 ساعت متغیر است. همچنین نسبت F/M در آن بین 0.1-0.04 بر حسب kg BOD5/kg MLVSS.d می‌باشد.
فرآیند رآکتور ناپیوسته متوالی (SBR) یک فرآیند بیولوژیکی هوازی است که برخلاف لجن فعال، به‌صورت ناپیوسته بهره برداری می‌شود. یعنی اینکه جریان فاضلاب ورودی به این فرآیند در همه زمان‌ها برقرار نیست و به صورت منقطع هر چند ساعت یک‌بار فاضلاب وارد رآکتور می‌شود. این فرآیند مناسب تصفیه فاضلاب در جوامع کوچک یا تصفیه فاضلاب در صنایع است که میزان جریان فاضلاب زیادی نیست و یا فقط در ساعاتی از شبانه روز فاضلاب تولید می‌شود.
در SBR هم عملیات هوادهی و هم عملیات ته‌نشینی درون یک مخزن انجام می‌گیرد. ابتدا فاضلاب وارد مخزن می‌شود، سپس هوادهی مخزن توسط هواده‌های دیفیوزری انجام می‌شود. سپس، پس از مدتی جریان هوادهی قطع می‌شود و به مایع مخلوط اجازه داده می‌شود تا ته‌نشین گردد. سپس پساب تمیز به بیرون از مخزن پمپاژ می‌شود. در انتهای این سیکل، مجدداً فاضلاب تازه وارد مخزن می‌گردد.
SBR معمولاً دارای زمان ماند هیدرولیکی و سلولی بالا است. همچنین اگر چه اکثراً به‌صورت هوازی طراحی و بهره‌برداری می‌شود، اما رآکتورهای SBR بیهوازی (Anaerobic SBR) نیز برای اهداف تصفیه فاضلاب استفاده می‌شوند.
با توجه به محدودیت‌های فرآیندهای رشد معلق مثل لجن فعال و SBR، در دهه‌های اخیر فرآیندهای رشد چسبیده توسعه یافته‌اند. در این فرآیندها، میکروارگانیسم‌ها بر روی سطوح ثابت یا متحرک رشد می‌کنند و عمل تصفیه فاضلاب به این صورت انجام می‌شود. یکی از کارآمدترین این نوع سیستم‌های تصفیه فاضلاب، سیستم رآکتور بیولوژیکی بستر متحرک (Moving bed biological reactor) است. در این سیستم از مدیاها یا بسترهای کوچک عمدتاً پلاستیکی که نسبت سطح به حجم بالایی دارند، برای رشد میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود.
در سیستم MBBR، تانک هوادهی به میزان 25 تا 75% با مدیاهای پلاستیکی پر می‌شود. هوادهی به‌طور معمول توسط دیفیوزرهای قدرتمند انجام می‌گیرد. زمان ماند هیدرولیکی این سیستم‌ها برابر یا کمتر از فرآیند لجن فعال متداول است، اما راندمان آن از همه انواع اصلاحات لجن فعال بیشتر است. با توجه به اینکه رشد سلول ها در MBBR به‌صورت چسبیده اتفاق می‌افتد، لخته‌های بسیار کمی در تانک هوادهی تشکیل می‌شود. اما با این وجود یک مرحله زلال‌سازی در تانک ته نشینی ثانویه انجام می‌گیرد. پساب این فرآیند چه از نظر میزان TSS و چه از نظر مواد آلی همچون BOD و COD کیفیت بسیار بالایی دارد و می‌توان برای آبیاری کشاورزی با رعایت استانداردهای ملی استفاده نمود.
بیورآکتور غشایی (MBR) یکی از انواع بسیار کارآمد سیستم‌های تصفیه فاضلاب است که بر یکی از معایب فرآیندهای بیولوژیکی غلبه کرده است. به‌طور کلی، در فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی حذف ذرات معلق و لخته‌ها در تانک‌های ته نشینی یک چالش محسوب می‌شود، چرا که به علل مختلف ممکن است این تانک‌ها راندمان مناسبی در همه زمان‌ها نداشته باشند. اما یک سیستم MBR از یک غشا (Membrane) برای حذف ذرات و لخته‌ها استفاده می‌کند. غشا یک لایه نازک دارای روزنه‌های بسیار ریزی است که می‌تواند مواد جامد را به دام بیاندازد.
در یک سیستم بیورآکتور غشایی مثل فرآیند لجن فعال هوادهی انجام می‌شود و رشد میکروارگانیسم‌ها به‌صورت معلق و بدون بستر است. پس از طی زمان ماند هیدرولیکی، مایع مخلوط از غشای میکروفیلتراسیون رد می‌شود تا ذرات معلق و لخته‌ها از پساب تمیز جداسازی شوند MBRها براساس موقعیت قرار گرفتن غشا نسبت به بیورآکتور به 2 دسته تقسیم می‌شوند:
MBRها در غلظت بالاتر MLSS نسبت به سایر فرآیندهای بیولوژیکی رشد معلق بهره برداری می‌شوند، که این امر به دلیل استفاده از غشای میکروفیلتراسیون است. در عین حال، پساب خروجی از این فرآیند بهترین کیفیت را در بین تمام فرآیندهای مشابه دارد. چرا که این سیستم قادر است درجه حذف بالایی از TSS و مواد آلی را تامین کند. البته باید به‌خاطر داشت که هزینه‌های سرمایه‌گذاری و همچنین سطح پیچیدگی بهره‌برداری در این سیستم بالا است.
فرآیند هضم لجن، مواد آلی بسیار غلیظ را توسط باکتری‌ها در شرایط بیهوازی یا هوازی تجزیه می‌کند. هر کدام از فرآیندهای هضم هوازی و بیهوازی دارای مزایا و محدودیت‌های خاص خود هستند. بنابراین طبق شرایط محل و مشخصات لجن تولیدی می‌بایست نوع فرآیند موجود در هاضم لجن را انتخاب نمود. پس از انجام این کار، لجن به واحدهای بعدی همچون بسترهای لجن خشک‌کن و یا آبگیری لجن منتقل می‌شود.
