تصفیه فاضلاب به روش MBR

فرایند غشایی یک فرایند جداسازی بسیار مهم است. یک سیستم فرآیند غشایی از تعدادی سیستم پیش تصفیه (مانند آشغالگیر، دانه گیر، دانه گیر ریز)، واحد تصفیه شیمیایی (در شرایط بار آلودگی بالا) و واحد غشایی تشکیل شده است و در بیشتر مواقع شامل بعضی از انواع فرایندهای گندزدایی نهایی نیز می باشد. این فرایند با ادغام واحدهای ته نشینی (زلال سازی)، هوادهی وفیلتراسیون در یک راکتور، جایگزین فرایندهای تصفیه فاضلاب متعارف (لجن فعال متعارف) شده و یک سیستم ساده و موثر به نام MBR را تشکیل می دهد که هزینه های سرمایه گذاری اولیه و هزینه های بهره برداری سیستم را کاهش می دهد.

بیوراکتورهای ممبرین تلفیقی هستند از روش تصفیه بیولوژیکی رشد معلق (معمولا لجن فعال) با تجهیزات فیلتراسیون غشایی، میکروفیلتراسیون کم فشار (MF) و یا غشاهای اولترافیلتراسیون که برای تصفیه موثر فاضلاب به کار می روند. مخزن یک واحد غشایی یا یک MBR می تواند به صورت دوقسمتی تعبیه شود که در یک قسمت فرآیند غشایی انجام شود و قسمت دوم که عموما حجم بیشتری نیز دارد به عنوان واحد بیولوژیکی عمل کند و محیطی جهت رشد میکروارگانیسم ها برای تجزیه آلاینده ها فراهم کند. به این صورت که خروجی مرحله تصفیه فیزیکی (دانه گیر و …) و یا خروجی مرحله بی هوازی (در صورت بالا بودن آلودگی پساب ورودی) وارد قسمت بزرگتر مخزن MBR شده و هوادهی می شود و سپس از بالای قسمت جداکننده وارد قسمت مربوط به فرآیند غشایی می شود. که در این قسمت پساب در تماس با غشاهای مستغرق در واحد هوادهی فیلتر می شود. در هر سیستم MBR ، هوا از طریق دیفیوزرهای اصلی تزریق می شود تا به طور مداوم طی فرایند فیلتراسیون، سطح ممبرین را شستشو دهد، عمل میکس را تسهیل کند و در همچنین اکسیژن مورد نیاز برای انجام فرایند بیولوژیکی را تامین کند.

تمام غشاها ی مورد استفاده در بیوراکتورهای غشایی تصفیه آب و پساب جهت بهبود خواص سطحی، با اکسیداسیون شیمیایی، واکنشهای شیمیایی آلی، وتصفیه پلاسما اصلاح سطح شده اند.این غشاها عموما از مواد پلیمری ساخته می شوند. خواص سطحی و عملکردی این غشاها در تعیین عملکرد بیوراکتور های غشایی بسیار موثر است. از جمله مهم ترین خواص می توان آب دوستی و آبگریزی، کشش سطحی، و تخلخل را نام برد که تغییر در هر کدام می تواند به شدت خواص یک MBR را تغییر دهد.
غشاها (ممبرینهای) مجزا در واحدهایی (جعبه های کوچک ویا قفسه هایی) به نام مدول قرار گرفته اند بطوریکه یک مجموعه ترکیبی از چندین مدول، به نام واحد غشایی شناخته می شود. روش ساخت مدول غشا همراه با فرایندهای اصلاح شده ، معمولا یک راکتور غشایی را از بقیه انواع آنها متمایز می کند.

مزایای به کار گیری MBR جهت تضفیه فاضلاب

– استفاده از راکتورهای غشایی فواید عملی و اقتصادی فراوانی در مقایسه با تصفیه خانه های متداول فاضلاب دارد.
– فرایند غشایی با عملکردی قابل اطمینان قادر به تولید پساب با کیفیتی بینظیر متناسب با استاندادهای نیاز کیفی آبی می باشد.
– قابلیت افزایش سایز و یا تغییر شکل را دارد
– نیاز به تجهیزات پایین دست گندزدایی را کاهش می دهد.
– از نظر سایز حدودا ۴ برابر کوچکتر از تجهیزات لجن فعال متعارف (بعلاوه زلالساز ثانویه و فیلتراسیون ثانویه با مدیا) می باشد زیرا واحد های ته نشینی، ضدعفونی و فیلتراسیون در سیستم متعارف تصفیه از این سیستمها حذف شده اند.
– با صرف انرژی کمی با استفاده از پمپ مکش، خلا ایجاد شده و بدین ترتیب پساب تصفیه شده، از درون ممبران ها به بیرون استخراج می شود.
– نیاز به زلالساز اولیه و ثانویه را مرتفع می سازد که این مساله افزایش کارایی را در حجم کوچکتر و هزینه کمتر فراهم می کند.
– متنوع بودن این راکتورها از نوع بیولوژیکی تا نوع پالیشینگ امکان کاربرد های زیاد آنها را فراهم می کند.
– راکتور MBR به عنوان یک واحد مجزای تصفیه ثالثیه بدون برگشت لجن به کار می رود و تولید لجن مازاد را تا ۷۰% کاهش میدهد.
– قطر بسیار کوچک سوراخهای موجود در این غشاها بهترین شرایط را برای تولید پسابی با کیفیت خیلی بالا فراهم می کند به طوریکه پاتوژن ها عمدتا حذف می شوند.
– قابلیت توسعه برای ظرفیت های بالاتر که با افزودن مدول های جدیدی حاوی ممبرین ها امکان پذیر می باشد.
– قابلیت کنترل و رفع گرفتگی غشاها به وسیله شستشوی اتوماتیک معکوس غشا ها توسط هوایی که از کف مدول ها به واحد هوادهی دمیده می شود.
– راندمان حذف آلاینده ها از فرآیند MBR برای کدورت، TSS و BOD بیش از ۹۸%، برای COD، NH3-N بیش از ۸۰%، برای کل کلیفرم ها ۵-۸ و برای کلیفرم های مدفوعی ۰ میباشد.

اخیرا سیستمهای MBR در بیش از ۲۰۰ کشور و بازار جهانی با رشد بیش از ۱۵% اجرا شده اند و با توجه به کارایی ویژه آن ها، روز به روز بر تعدادشان افزوده میشود.

انواع MBR (جهت تصفیه فاضلاب)

چند نمونه ی متداول MBR ها شامل سیستم های Gravity-driven ، pressure-driven – (Nano filtration) NF و (reverse osmosis (RO هستند. در تمامی انواع MBR موجود، عملکرد مهم جداسازی مایع – جامد توسط غشاها انجام می شود که با تداخل فرایند بیولوژیکی، به طور پیشرفته تر پسابی با کیفیت بالا تولید می کند درحالیکه پساب، زلالسازی و گندزدایی نیز شده است. در فرایند لجن فعال این جداسازی عموما توسط زلالسازهای ثانویه و ثالثیه همراه با فیلتراسیون ثالثیه انجام می شود. سیستم های Vacuum or gravity از نوع ممبرین های غوطه ور هستند و معمولا از فیبرهای توخالی و یا غشاهای با ورق تخت استفاده می کنند که یا بر روی بیوراکتورها و یا بر روی تانک متعاقب غشایی قرار گرفته اند. Pressure driven ها سیستم های کارتریج درون لوله ای هستند که در خارج بیوراکتور قرار گرفته اند.

مقایسه راکتورهای ممبرین با لجن فعال متعارف

یک راکتور غشایی درواقع یک مدل واقعی از سیستم لجن فعال متعارف است. درحالت مقایسه، لجن فعال متعارف از یک زلالساز ثانویه یا تانک ته نشینی جهت جداسازی مایع و جامد استفاده می کند، در حالیکه این فرایند در یک راکتور غشایی توسط یک غشا انجام می شود که این مساله مزایای فراوانی برای کنترل فرایند و بهبود کیفیت آب حاصله دارد.
مهمترین مزیت راکتورهای غشایی این است که لجن جامد بطور کامل در بیوراکتور باقی می ماند. این بدان معناست که زمان ماندگاری لجن در بیوراکتور می تواند بطور کامل و جداگانه نسبت به زمان ماند هیدرولیکی کنترل شود.

این مساله نسبت به فرایندهای لجن فعال متعارف متفاوت است ، ازین لحاظ که فلاکها که بیومس را تشکیل می دهند اجازه داده می شوند که به اندازه کافی بزرگ شوند به گونه ایکه بتوانند در حوض ته نشینی ثانویه ته نشین شوند. در سیستم لجن فعال، زمان ماند هیدرولیکی و زمان ماند لجن دو برابر می شود زیرا سایز فلوکها و پایداری آنها به زمان ماند هیدرولیکی بستگی دارد. زمان ماندگاری بالای لجن، که سبب تولید افزایش تجمع بیومس جامد می شود، بر ابعاد راکتور نیز اثر می گذارد و مسلما در سیستم MBR راکتور با فضای کمتر مورد نیاز است. از آنجاییکه افزایش زمان ماندگاری لجن، تصفیه بیولوژیکی بهتری را سبب می شود، افزایش تعداد میکروارگانیسم هایی با رشد آرامتر مانند نیتریفایرها بهبود می یابد و در نتیجه راکتورهای MBR به ویزه در حذف بیولوژیکی آمونیاک (نیتریفیکاسیون) موثرتر هستند.
نظر به اینکه تکنولوژی MBR به علت پر هزینه بودن در مراحل اولیه نسبت به بعضی روشها ، همیشه بهترین راه حل برای تصفیه فاضلاب نیست، بنابراین فقط در مواردی که تصفیه فاضلاب با کیفیت خیلی بالا مد نظر باشد و یا محدودیت فضا امکان استفاده از دیگر روشها را محدود کند، این روش به عنوان بهترین راه حل انتخاب می شود. بنابراین از راکتورهای غشایی در تصفیه فاضلاب های با غلظت بالای آلاینده ها نظیر فاضلاب صنایع غذایی و داروسازی، شیرابه ها، همچنین تصفیه فاضلاب های بیمارستانی در مناطقی با محدودیت فضای موجود، و نیز جهت استفاده مجدد و باز گردش پساب تصفیه شده استفاده می شود.

گردآورنده : خانم مهندس ویدا الوانی

منبع: شرکت تصفیه آب و فاضلاب آبنیک

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *