بیوراکتورهای غشائی ( MBR )

بیوراکتورهای غشائی ( MBR )
نصب ممبران
کارکرد سیستم MBR

 
محدودیت منابع آب از یک سو و افزایش تقاضا برای آب به دلیل افزایش جمعیت و تغییرات الگوی مصرف از سوی دیگر، نیاز به دسترسی به منابع آب را در سالهای اخیر در سطح جهان جدی تر ساخته است. استفاده مجدد از پسابهای تصفیه شده یکی از افق های روشن در مدیریت همزمان عرضه و تقاضا میباشد. در کشور ما از مصرف سالیانه قریب به 6 ملیارد متر مکعب آب، 4.2 ملیارد مترمعب فاضلاب تولید میگردد که در صورت امکان پذیر بودن استفاده مجدد از این پسابها میتوان تا حد زیادب به فائق آمدن به بحران آب خوشبین بود. استفاده مجدد از پساب زمانی که برای برگشت به محیط زیست یا مصارف کشاورزی صورت پذیرد نیازمند استاندارد های ساده ای میباشد که در کشور ما و به استناد به ماده 5 آیین نامه جلوگیری از آلودگی آب، این استانداردها موجود و  در دسترس همگان قرار دارند. لیکن در صورت نیاز به استفاده از این پسابهای تصفیه شده در کابردهای دیگر نظیر صنعت، سیستمهای سرمایشی، آبیاری فضای سبز در نزدیکی فضاهای مسکونی و .... نیازمند استانداردهای سختگیرانه تر و کیفیت پساب تصفیه شده خروجی بالاتری میباشیم. سیستم های غشایی تصفیه فاضلاب و بیوراکتورهای غشایی (MBR) به خوبی این نیاز را مرتفع ساخته و خروجی پساب تصفیه شده آنها با تمهیدات خاصی حتی قابل شرب نیز میباشد. 

اصول کار سیستمهای MBR 
امروزه یکی از روشهای پیشرفته تصفیه فاضلاب روش غشایی(MBR)  است که در این روش جداسازی میکروب ها توسط غشا انجام می شود. با نصب این غشاها در درون رآکتور بیولوژیکی که فاضلاب از درون انها مکیده میشود، دیگر نیازی به بخش های ته نشینی و فیلتراسیون نیست و همین غشاها وظیفه جداسازی فاضلاب تصفیه شده از لجن را انجام می دهند. عموما قطر منافذ روی این ممبران ها و غشاها (Pore Size) در حدود 0.04 میکرون بوده و این به معنی مقاومت در برابر عبور کلیه ذرات بزرگتر از این سایز میباشد.  استفاده از غشا باعث می شود در فضای کم، تصفیه فاضلاب با راندمان بالا انجام شود به طوری که کیفیت فاضلاب تصفیه شده از استانداردهای فاضلاب برای تخلیه به آب های سطحی نیز بهتر است. در جدول ذیل میزان آلاینده ها در روشهای مختلف تصفیه فاضلاب و نیز میزان مجاز آنها در آب قابل استحمام بر اساس European Comission guidelines  مقایسه شده است: 






پارامترهای طراحی و بهره برداری از فرآیند MBR: 

  دبی عبوری از واحد سطح ممبران یا شار(Flux)
(در شرایط بهره برداری بلند مدت )
15 تا 30 LMH
 غلظت توده سلولی فعال یا بیومس (Biomass) در سیستم  8000 تا 12000 میلی گرم بر لیتر
زمان ماند سلولی میکروارگانیسم ها (SRT)
 بیشتر از 20 روز
 زمان ماند هیدرولیکی سیستم  2 تا 10 ساعت
 میزان هوای مورد نیاز به ازای هر متر مربع از ممبران ها  0.25 مترکعب در ساعت به ازای هر متر مربع
 مصرف انرژی برق سیستم  0.71 کیلووات به ازای هر مترمکعب
 حداکثر سایز ذرات معلق  1 تا 3 میلی متر (با توجه به نوع و سازنده ممبران)

شرکت برف آب ریز با دارا بودن تجربیات متعدد در طراحی و ساخت سیستمهای تصفیه فاضلاب به روش بیوراکتور غشایی (MBR) آماده طراحی و ساخت تصفیه خانه های فاضلاب به این روش میباشد.

قابلیت ترکیب با سایر روشها: 
یکی از مزایای فرآیند MBR ، قابلیت ترکیب با سایر روشهای تصفیه فاضلاب میباشد. در این روش میتوان از ترکیبهای ذیل استفاده نمود: 
Anaerobic---Anoxic- MBR
Anoxic- MBR
MMBR+MBR
IFAS+MBR
بدیهی است انتخاب هر یک از این حالتها بسته به نیاز پروژه و شزایط خاص فاضلاب میباشد.

امکان استفاده از پساب تصفیه شد با سیستم تصفیه فاضلاب به روش  MBR در ورودی سیستم RO : 
با توجه به ساختار خاص غشاهای MBR امکان استفاده مستقیم خروجی MBR به عنوان ورودی سیستم اسمز معکوس (RO) نیز امکان پذیر و عملیاتی میباشد. این شرایط مشابه استفاده از UF در ورودی RO  میباشد.  در این شرایط امکان استفاده از پساب تصفیه شده در کاربردهای Reuse و بازچرخانی پساب خصوصا در کاربردهایی نظیر سیستمهای سرمایشی، خوراک صنایع و.... فراهم میباشد. 

توانایی حذف باکتریها و عوامل بیماریزا در سیستم تصفیه فاضلاب به روش  MBR 
یکی دیگر از کاربردهای سیستم MBR توانایی این سیستم در حذف باکتریها و عوامل بیماریزا میباشد. با توجه Por Size غشاهای تصفیه فاضلاب، و سایز باکتریها و عوامل بیماریزا، این غشاها به باکتریها اجازه عبور نداده وتنها ویروسها اجازه عبور از غشا را خواهند یافت. این مسئله در تصفیه خانه های فاضلاب بیمارستانی میتواند به نقطه قوت سیستم MBR تبدیل گردد. 
 

مزایای بیوراکتورهای غشائی ( MBR ) به شرح زیر می باشند :

     
    جداسازی بسیار خوبی ارائه می‌دهد . آب خروجی حاصل از MBR دارای کیفیت بالایی می‌باشد ، آن‌چنان‌که می‌تواند مستقیماً مورد استفاده مجدد قرار گیرد . ( SS<0.5mg/L , NTU<0.2, BOD<10)
    ممبرین می‌تواند تمامی میکروارگانیسم ‌ها را به‌صورت توده‌ای در مخزن MBR جمع‌آوری نماید ، آن‌چنان‌که زمان اقامت فاضلاب در مخزن (HRT) می‌تواند به‌راحتی کنترل شود . روش MBR برای فاضلاب‌های گوناگون با COD و BOD مختلف ، مناسب می‌باشد . 
    غلظت زیاد لجن در مخزن MBR ، نسبت به روش سنتی ، 3 مرتبه بیش‌تر است. . حداکثر میزان MLSS در سیستهای لجن فعال ساده 4000 میلی گرم بر لیتر و در سیستم MBR تا 12000 میلی گرم بر لیتر میباشد. 
    سیستمMBR می‌تواند NH3.N و P را به‌خوبی حذف کند. 
    تولید لجن در این سیستم پایین تر از سیستم لجن فعال ساده میباشد. 
    اشغال فضا در این سیستم 50 درصد کمتر از سیستمهای لجن فعال معمولی میباشد. 
    میزان مصرف انرژی در این روش 0.71 کیلووات به ازای هر مترمکعب میباشد. در سیستمهای لجن فعال معمولی چنانچه بخواهیم خروجی با کیفیت سیستم MBR حاصل شود، نیاز به 0.75 کیلووات به ازای هر مترمکعب از فاضلاب داریم . 
    سیستم MBR می‌تواند با رنج گسترده ای از سیستمهای دیگر نظیر سیستمهای با مدیای ثابت، معلق، سیستمهای بیهوازی و .... ترکیب شود.