بیو راکتور غشایی

بیوراکتور غشایی:

بیوراکتور غشایی یا MBR ترکیبی از تصفیه بیولوژیکی رشد معلق لجن فعال و تاسیسات صاف سازی غشایی است. از غشاهای کم فشار مثل میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون در آن استفاده میشود. غشا به عنوان یک فیلتر برای از بین بردن مواد جامد تولید شده در فرایند بیولوژیکی استفاده میشود. فیلترهای مورد استفاده در سیستم بیوراکتور غشایی از مواد پلیمری مانند پلی اتر سلفون و پلی پرو پیلن ساخته شده است.

سیستم های تصفیه متداول دارای یک واحد هوادهی فاضلاب و زلال ساز ثانویه هستند. زمانی که تصفیه پساب با استفاده از فرایندهای بیولوژیکی هوازی یا بی هوازی انجام شود ، پایداری سیستم و کیفیت آب تصفیه شده معمولا به جاداسازی لجن باقی مانده در انتهای فرآیند وابسته است. دفع مقدار زیاد از لجن تولید شده در این فرآیند باعث افزایش هزینه میشود.

میتوانیم برای حل مشکلات مربوط به فرآیند های لجن فعال که اکثرا مربوط به جداسازی توده میکروبی از آب تصفیه شده است از بیوراکتور های غشایی استفاده کنیم. درواقع با تصفیه فاضلاب به روش بیوراکتور غشایی، مرحله تصفیه شیمیایی و ته نشینی مواد معلق حذف میشود. در این نوع بیوراکتورها، میکروفیلتراسیون ها و اولترافیلتراسیون ها جایگزین فرآیند ته نشین سازی میشوند.

مراحل تصفیه فاضلاب به روش بیوراکتور غشایی:

در تصفیه فاضلاب به روش MBR چند بخش مهم وجود دارد که باعث میشود پساب ها به کیفیت بالایی برسند.

این مراحل شامل : تصفیه فیزیکی، تصفیه بیولوژیکی و فیلتراسیون است.

  • تصفیه فیزیکی: اولین مرحله تصفیه است و به عنوان پیش تصفیه در نظر گرفته میشود. از این مرحله به عنوان پیش تصفیه استفاده میکنند چون باعث افزایش راندمان و جلوگیری از اسیب رسیدن به تجهیزات تصفیه خانه و غشاها میشود. در این مرحله، مواد جامد معلق و بزرگ که در پساب وجود دارند را به کمک تجهیزاتی مانند آشغالگیر مکانیکی و دستی حذف میکنند.
  • تصفیه بیولوژیکی: بعد از حذف مواد بزرگ، فاضلاب وارد حوضچه های مجهز به دستگاه های هوادهی مشود. با استفاده از هوادهی عمقی یا دیونایزر، شرایط برای تصفیه بهتر با کمک لجن فعال فراهم میشود و میکروارگانیسم ها شرایط بهترو ایده آل تری برای تجزیه مواد آلی خواهند داشت. به کمک تجهیزات هوادهی میتوان مواد آلاینده که روی سطح غشا را میپوشانند را از بین برد و از کاهش طول عمر آن جلوگیری کرد.
  • فیلتراسیون: آخرین مرحله تصفیه فاضلاب به روش بیوراکتور غشایی است که در آن از میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون استفاده میشود. اولترافیلتراسیون ها ، غشاهای میان تهی از جنس پروپیلن هستند. این غشاها میتوانند ذرات معلق با اندازه 5 تا 100 نانومتر را حذف کنند و آب را تا 99%  تصفیه کند. میکروفیلتراسیون ها میتوانند ذرات با اندازه 100 تا 1000 نانومتر را به طور کامل حذف کنند. کیفیت خروجی آن در سطح بالایی قرار دارد. پساب ها با عبور از این مرحله نیاز به گند زدایی و استفاده از مواد شیمیایی ندارند.

 

انواع بیوراکتور غشایی:

با توجه به نحوه و محل استفاده از فیلترها در فرآیند تصفیه فاضلاب، بیوراکتورها را میتوانیم در گروه های مختلف دسته بندی کنیم که شامل بیوراکتورهای غوطه ور، بیوراکتور غشایی با جریان جانبی، بیوراکتور مسطح، بیوراکتور با صفحات تو خالی و بیوراکتور چند لوله ای میشود.

  1. بیوراکتور غوطه ور یا IMBR : در این نوع بیوراکتور ، فیلترها در بخش راکتور کاملا در آب قرار دارند و مواد جامد معلق از فیلتر عبور نمیکنند. در انتها فاضلاب تصفیه شده از مخزن خارج میشود و با کیفیت بالا در مصارف بعدی استفاده میشود.
  2. بیوراکتور در جریان جانبی: در این نوع بیوراکتور، فیلتراسیون ها خارج از مخزن بیوراکتور قرار دارد و بعد از انجام مرحله تصفیه بیولوژیکی به کمک لجن فعال ، پساب ها همراه با مواد جامد معلق وارد فیلتر شده و از پساب جدا مشوند. پساب هایی که مواد معلق بزرگ تری دارند که نمیتوانند از فیلتر عبور کنند دوباره وارد بخش بیوراکتور میشوند.
  3. بیوراکتور مسطح: صفحات غشای بیوراکتور مسطح ساختار مستطیل شکل و مسطح دارند. جنس و نوع این صفحات باهم متفاوت است.برخی سخت ، برخی نیمه سخت و برخی انعطاف پذیر هستند. صفحات انعطفات پذیر نازک تر هستند. صفحات سخت، یک صفحه پشتی پلاستیکی دارند که لبه های غشا به دو طرف آن جوش داده شده است. غشا از صفحه سخت پشتی با یک فضای نازک جدا میشود. بیوراکتور های غشایی با ساختار مسطح در بیوراکتور های غوطه ور کاربرد دارند و برای کاربرد صنعتی و شهری کوچک استفاده میشوند که اساس آن ها سادگی سیستم است.
  4. بیوراکتور با صفحات توخالی: ساختار الیاف توخالی یکی از سه ساختار اصلی بیوراکتور غشایی است. نوع الیاف به کار رفته در این سیستم ، توخالی است. غشاهای الیاف توخالی معمولا به صورت عمودی با یک سری هواساز در یک قاب قرار دارند.در این سیستم آب با فشار وارد الیاف توخالی شده و باکتری ها و میکروارگانیسم ها و سایر آلاینده ها را از آب جدا میکند. غشا با الیاف توخالی در بیوراکتور های غوطه ور کاربرد دارد و برای کاربرد صنعتی و شهری برای تاسیسات بزرگ تر که اساس آن ها بر میزان مصرف انرژی است استفاده میشود.
  5. بیوراکتور چند لوله ای: در این سیستم یک دسته لوله درون مخزن استوانه ای شکل قرار گرفته و عمل تصفیه و انتقال آب با کیفیت از داخل لوله به خارج صورت میگیرد.

کاربرد:

کیفیت بسیار بالای خروجی تصفیه خانه و عدم نیاز به مواد شیمیایی و مرحله گند زدایی باعث شده تا از بیوراکتور های غشایی در محیط های زیادی استفاده شود. از جلمه کاربرد های MBR میتوان به این موارد اشاره کرد:

  • تصفیه پساب های تولید شده در کارخانجات مواد غذایی و نوشیدنی با مواد آلی زیاد
  • تصفیه فاضلاب کارخانجات داروسازی
  • تصفیه پساب های پالایشگاه ها و پتروشیمی
  • تصفیه فاضلاب تولید شده پس از شستشوی محل دفن زباله ها
  • تصفیه فاضلاب نساجی و رنگرزی و کاغذ سازی

معایب و مزایا:

مزایا:

  • بدلیل حذف کامل باکتری ها و ویروس ها در این روش ، کیفیت آب تصفیه شده افزایش میابد.
  • امکان افزایش غلظت توده میکروبی ببه میزان قابل توجهی وجود دارد که موجب کاهش حجم راکتور و نرخ تولید لجن میشود.
  • فضای موردنیاز واحد تصفیه پساب بدلیل حذف تانک های ته نشینی و کاهش سایز بیوراکتور ، بدلیل افزایش غلظت توده میکروبی کاهش میابد.

درست است که این روش مزایای بسیاری دارد ولی معایبی هم دارد که در بیشتر مواقع میتوانیم از آن ها چشم پوشی کنیم. به عنوان مثال عبور مواد جامد از فیلتر باعث میشود یک لایه از آن ها روی سطح غشا را بپوشاند به همین خاطر باید به صورت مکرر و به شیوه های مختلف فیلتر ها را تمیز کرد. علاوه بر این باید به صورت مداوم دما و PH را بررسی کرد تا به غشاها آسیب نرسد.

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments