به گونه‌ای از فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی که بدون حضور اکسیژن و فقط توسط میکروارگانیسم‌ها انجام می‌شود، تصفیه بی‌هوازی می‌گویند. در برخی از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و در سیستم‌های هاضم لجن از این فرآیند استفاده فراوانی می‌شود. روش‌های UASB، FBR و UAFB نمونه‌هایی از روش تصفیه بی‌هوازی برای فاضلاب هستند. همچنین در سپتیک‌ تانک‌ها بدلیل عدم حضور اکسیژن محلول و کافی، تصفیۀ بی‌هوازی، فرآیند غالب است. در طبیعت نیز این نوع از تصفیه بوفور مشاهده می‌شود، مانند مرداب‌ها و مواد ته‌نشین شده در کف دریا.
معمولاً متانی که در مرحلۀ نهایی تصفیه بی‌هوازی تولید می‌شود، از تولید و تجمع زیاد مواد آلی در سیستم‌های بی‌هوازی جلوگیری می‌کند. در روش بی‌هوازی، تجزیۀ مواد آلی با راندمان کم‌تری نسبت به تصفیۀ هوازی انجام می‌شود. همچنین، میکروارگانیسم‌های دخیل در فرآیند بی‌هوازی معمولاً از همراه با تجزیه مواد آلی، انرژی نیز تولید می‌کنند و بیش‌تر محصولات نهایی حاصل از فعل و انفعالات آن‌ها ارزشمند هستند.

نحوه عملکرد

باکتری‌های فعال در این فرآیند طی چند مرحله مواد آلی (موادی که BOD و COD تولید می‌کنند) را تجزیه می‌کنند. حاصل این تجزیه، بیوگازی است که اکثر آن‌را متان و دی‌اکسید کربن تشکیل داده است. همچنین مقدار اندکی نیز تودۀ بیولوژیکی تولید می‌شود که در حقیقت باکتری‌های جدیدی هستند که بوجود آمده‌اند.
در واقع تصفیۀ بی‌هوازی طی سه مرحله اتفاق می‌افتد که عبارتند از:
1- هیدرولیز: در این مرحله مواد پیچیده و آلی شکسته می‌شوند و به مواد آلی و محلول تبدیل می‌گردند. در مرحلۀ هیدرولیز مواد معلق موجود در فاضلاب نیز به مواد محلول تبدیل می‌شوند. این مرحلۀ مهم بسیار کند انجام می‌شود و ممکن است بین 5 تا 15 روز به طول انجامد.
2- اسید و استات‌سازی:‌ در این مرحله مواد آلی ساده که در مرحلۀ هیدرولیز تشکیل شده‌اند به اسید‌های چرب فرار و اسید استیک تبدیل می‌شوند. محصول تولید شده در این مرحله، گاز متان است. طی این بخش از فرآیند، اسیدیته محیط کاهش پیدا می‌کند. همچنین زمان انجام این مرحله دقیقاً به کیفیت فاضلاب بستگی دارد. اگر فاضلاب حاوی قندهای ساده باشد این مرحله با سرعت بیش‌تری انجام می‌شود ولی اگر حاوی مولکول‌های آلی پروتئینی باشد انجام این مرحله به کندی اتفاق می‌افتد.
3- در آخرین مرحله، موادی که باعث تولید COD می‌شوند، به گاز متان تبدیل می‌گردند. در اکثر فرآیندهای بی‌هوازی، این مرحله در حدود 5 ساعت طول می‌کشد.
تجهیزات:
سپتیک‌ تانک مجهز به پایه و دریچه بازدید
(سپتیک تانک در واقع نوعی تصفیه‌خانه تک واحدی است که در آن عملیات ته‌نشینی، شناورسازی و تصفیه زیستی با استفاده از باکتری‌های بی‌هوازی انجام می‌شود.)
مزایا:‌
برخی از مزیت‌های این فرآیند به قرار زیر است:
– مقدار زیاد تثبیت
– کم‌ترین مقدار تولید لجن که امکان خشک شدن آن را در برابر نور خورشید در بستر‌های خشک‌کننده لجن فراهم می‌سازد
– نیاز کم به مواد مغذی
– عدم نیاز به اکسیژن و تجهیزات هوادهی و در نتیجه صرفه‌جویی در مصرف انرژی
– تولید گاز متان بعنوان یک محصول جانبی ارزشمند
– نیاز به فضای کم‌تر نسبت به سیستم‌های هوادهی
– مناسب برای اماکنی که تولید فصلی فاضلاب دارند
– عدم نیاز به سیستم نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه
– عدم نیاز به عملیات ساختمانی و تأسیساتی
– مقرون به صرفه بودن نسبت به سایر روش‌های تصفیه

کاربرد در صنایع

از سپتیک تانک‌ می‌توان به‌طور گسترده‌ای در واحدهای مسکونی، ویلایی و کارگاه‌ها استفاده نمود. همچنین برای حذف چربی و مواد معلق فاضلاب اماکنی مانند رستوران‌ها، هتل‌ها و کارخانجات و… که دارای آشپزخانه‌های بزرگ هستند نیز مناسب است.