MBR روشی نوین
تصفیه فاضلاب به روش MBR یا بیورآکتور غشایی فن آوری نوینی می باشد که در آن ، سیستم فیلتراسیون غشایی با فرآیند لجن فعال ادغام گردیده که باعث افزایش بسیار بالای راندمان تصفیه فاضلاب گردیده است. معمولا بیوراکتورهای غشایی شامل غشاهای میکروفیلتر MF یا اولترا فیلتر UF می باشند. این غشاها جهت جایگزینی با کلاریفایرهای ثقلی استفاده می شوند و بازگشت آن به سیستم های لجن فعال متعارف می باشد. این غشاها می توانند به طور مستقیم در تانک های هوادهی فروبرده شوند و یا مایع مخلوط شده در جایگاه های اختصاصی در خارج از بیوراکتور به سمت واحدهای غشا پمپاژ شود.
تاثیر سیستم MBR در طراحی تصفیه خانه های فاضلاب
استفاده از روش تصفیه فاضلاب MBR به دلیل بکارگیری فن آوری غشایی می تواند اثرات گسترده ای بر فرآیند و همچنین طراحی تصفیه خانه های فاضلاب داشته باشد. غشاهای MF و UF به حالت غوطه ور به صورت فیبرهای سوراخ دار و یا ورقه های صاف سوراخ دار وجود دارند که عبور سیال از غشاها از طریق یک پمپ خلا صورت میگیرد و سیال فیلتر شده به وسیله پمپ به واحد بعدی منتقل میگردد. غوطه ور کردن ممبران های MBR سبب می شود که کمترین نیاز برای تجدید سیستم های موجود در تصفیه خانه گردد و نیاز به تجهیزات و سازه ها را به حداقل برساند. همچنین این سیستم ها کمترین تداخل را با سایر عملیات تصفیه خانه فاضلاب دارد.
ساز و کارهای حذف آلاینده های در بین انواع مختلف غشاها، به طور کامل متفاوت هستند. میکروفیلتراسیون (MF) و اولترافیلتراسیون (UF) ناخالصی ها (جامدات معلق و ذرات) را بر اساس جدا سازی فیزیکی ( اندازه ذرات ) حذف می کنند. در زیر آلاینده های معمول حذف شده به وسیله هر یک از این روش ها ارائه شده است:
- میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون قادر به حذف یون ها یا به طور کلی جامدات محلول نیستند.
- به کمک میکروفیلتراسیون می توان باکتری های بزرگ و میکرو ارگانیسم های بیمازی زا را حذف کرد.
- به کمک اولترافیلتراسیون می توان برخی ویروس ها را حذف کرد
- .
مزایای استفاده از بیوراکتور غشایی MBR
کیفیت خروجی بالا :
استفاده از غشاهای میکروفیلتراسیون، سبب جلوگیری از خروج تمامی جامدات معلق از بیوراکتور می شود. نه تنها بار مواد آلی و نوترینت ها کاهش می یابد بلکه تمام میکروب ها و حتی ویروسها نیز در داخل سیستم نگه داشته می شود. این فرآیند راهی را برای استفاده مجدد از آب باز نموده است و بدون تصفیه بیشتر پساب، نیازهای بخش نامه های مختلف، از جمله قسمت هایی که استانداردهای تصفیه سختگیرانه دارند، را برآورده نموده است و مایع خروجی از سیستم تصفیه فاضلاب MBR اساسا فاقد جامدات و مواد کلوییدی جامد است و مایع زلال میباشد.
اشغال فضای کم :
در این فرآیند میکروارگانیزم های مورد نیاز برای تصفیه فاضلاب به طور کامل در داخل بیوراکتور باقی می مانند که این باعث افزایش غلظت جرم سلولی فعال شده و بنابراین کاهش اندازه راکتور می شود. فیلترها معمولا وظیفه تانک های ته نشینی را به عنوان واحدهای جداسازی انجام می دهند بنابراین هیچ زلال ساز ثانویه و یا مراحل تصفیه اضافی مورد نیاز نخواهد بود. این امر باعث متراکم شدن شکل کلی تصفیه خانه می شود و در کاهش فضای مورد نیاز تصفیه خانه نقش مهمی دارد.
حذف پاتوژن ها:
غشاهای MF و UF تقریبا قادر به حذف کیست های تک یاختگان، باکتری ها، ویروس ها و مواد معلق می باشند. به علاوه در حذف مواد معلق، غشاهای UF می توانند میزان زیادی از ملکول های آلی را نگه دارند و فروافت زیستی ترکیبات پایدار از قبیل روغن و گریس را بهبود بخشند.
افزایش زمان ماند لجن فعال:
دوره های طولانی زمان ماند لجن (به مدت 30 تا 45روز) در روش MBR به علت بهبود در فروافت زیستی ترکیبات پایدار و بهبود در کارایی نیتریفیکاسیون تحت شرایط ناسازگار از قبیل دمای کم می باشد.
سیستم مدولار :
سیستم های غشایی در اصل مدولار هستند و امکان توسعه ساده تر و انعطاف پذیری در ساختار این گونه سیستم ها وجود دارد. این گونه سیستم ها برای ارتقای سیستم های قدیمی بسیار سودمند هستند.
کاربردهای سیستم تصفیه فاضلاب به روش MBR
بیوراکتورهای غشایی به صورت موثری برای تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی استفاده می شوند. بیوراکتورهای غشایی به طور موفقیت آمیزی برای تصفیه دامنه گسترده ای از انواع فاضلاب های صنعتی استفاده می شوند. این نوع سیستم ها عبارت بودند از تصفیه فاضلاب حاصل از تولید غذایی، پساب های دباغی ها، فاضلاب های روغنی و شیرابه زباله های از تلنبار کردن پسماندها.
در حال حاضر اغلب بیوراکتورهای غشایی به گزینه های ارزشمندی برای تصفیه فاضلاب تبدیل شده اند. به ویژه در مواقعی که به تولید پساب خروجی با کیفیت بالا برای استفاده مجدد یا تخلیه به آب های سطحی نیاز باشد. همچنین در جاهایی که میزان زمین در دسترس نیز محدود است، بیوراکتورهای غشایی می توانند سودمند باشند. این موضوع شاید هم برای ایجاد تاسیسات جدید و هم برای نوسازی تاسیسات موجود صادق باشد.
بیوراکتورهای غشایی به عنوان بهترین گزینه تصفیه برای تصفیه فاضلاب مکان هایی از جمله فضای سبز پارک ها و امکان تفریحی که به یک سیستم فاضلابی شهری متصل نشده اند، مطرح می شود. این گونه اماکن دارای نیاز آبی زیادی برای آبیاری هستند. به کمک بیوراکتورهای غشایی میتوان فاضلاب را در یک مکان کوچک با تجهیزات فشرده در محل تصفیه کرد و پسابی با کیفیت زیاد برای مصرف مجدد آب غیر آشامیدنی تولید کرد.
تصفیه خانه های غیر متمرکز فاضلاب یک کاربرد اصلی دیگر از فناوری بیوراکتورهای غشایی هستند. در محدوده حومه شهرها که به سرعت در حال رشد هستند، برای انتقال آب بازیافت شده از تصفیه خانه ها به کاربران به خطوط انتقال نیاز است، که این امر با مشکلات اجرایی و افزایش هزینه همراه است. با استفاده از تجهیزات بیوراکتورهای غشایی در نزدیکی کاربرانی که نیاز به آب بازیافت شده دارند می توان از چنین مشکلاتی اجتناب کرد.
جریان خروجی از بیوراکتورهای غشایی را می توان برای تخلیه به مناطق حساس، استفاده مجدد در اماکن با دسترسی عمومی یا تصفیه به وسیله نانوفیلتراسیون یا اسمز معکوس به کار برد.
عوامل اثرگذار در عملکرد سیستم تصفیه فاضلاب به روش MBR
۱. پیش تصفیه
پیش تصفیه مکانیکی فاضلاب شهری به عنوان یک فناوری دیرینه مناسب در نظر گرفته می شود. آشغال گیرها، الک ها و دانه گیر ها به ندرت در سیستم لجن فعال متداول مورد توجه قرار می گیرد. در یک بیوراکتور غشایی MBR ، پیش تصفیه فاضلاب به منظور بهره برداری دایمی و مطمئن واحدهای فیلتراسیون غشایی جزی از اجزای اصلی سیستم می باشد. ملزومات کارایی و ایمنی سیستم بهره برداری پیش تصفیه مکانیکی در بیوراکتوهای غشایی MBR با کاربرد آن در سیستم های لجن فعال متداول کاملا متفاوت می باشد. در تصفیه فاضلاب لجن فعال متداول معمولا آشغال گیرها می توانند نسبتا درشت منفذ باشند. در انواع سیستمهای لجن فعال متداول گروه ارفتور، عرض منافذ آشغال گیر معمولا بزرگ تر از 6 میلیمتر است. پس از عبور جریان ورودی فاضلاب از آشغال گیر و سپس، دانه گیر فاضلاب هنوز شامل مواد زیادی است که بر روی فرآیند لجن فعال متداول اثر اندک و یا هیچ داشته اما در یک سیستم بیورآکتور غشایی MBR این مواد مضر تلقی می شود و باید قبل ورود فاضلاب به مخزن هوادهی و تانک فیلتراسیون بطور کامل خذف گردند. مواد نامطلوب مانند مو و مواد فیبری مویی شکل که بر روی فیبرهای غشایی و قسمت های دیگر مدول ها یا قاب های فیلتراسیون غشایی تشکیل می شود نیز در این گروه قرار دارد. ذرات پلاستیکی، شاخه ها و برگ ها یا دانه های گیاهی می تواند به سطح غشا صدمه وارد نموده و یا منافذ هواده را در وسایل شستشو با هوا مسدود نماید. چربی یا مواد شناور نیز در بالای فیلترها تجمع می یابد.
همان گونه که غشاها یک مانع فیزیکی برای جامدات معلق شامل مو و مواد فیبری بوجود می آورد، مشاهده می شود که در صورتی که میزان حذف از طریق لجن اضافی کمتر از میزان بار ورودی به سیستم باشد، غلظت مو و فیبرها در سیستم افزایش خواهد یافت. بنابراین حذف مو و مواد فیبری بوسیله آشغال گیرهای مکانیکی قبل از تصفیه بیولوژیکی به روش MBR یک اقدام ضروری است.
پیش تصفیه ناکافی یا نامناسب ممکن است منجر به صدمه زدن و از کار افتادن کل فرآیند فیلتراسیون در ظرف مدت کمتر از یک ماه شود و در صورتیکه غشایی MBR به علت تماس مواد جامد دچار پارگی شود بایستی تعویض گردد که مشمول هزین های قابل توجه بالایی میشود. برای بهبود این شرایط می توان از طرق مختلفی مانند تمیز کردن غشا، تنظیم هیدرولیکی مدول، افزایش جریان هوا و بازیافت لجن و کاهش غلظت جامدات معلق مایع مخلوط از گرفتگی غشاهای MBR جلوگیری نمود.
۲-هوادهی و تامین اکسیژن
هوادهی پارامتری مهم در طراحی و بهره برداری یک سیستم تصفیه فاضلاب بیوراکتور غشایی MBR می باشد که برای تصفیه بیولوژیکی ، اختلاط جرم سلولی و همچنین شستشوی غشا با هوا مورد نیاز است. با وجود کاربرد سیستم های مختلف در بخش بیولوژیکی، شستشوی فیلترهای غشایی توسط هوا و با ساختن لوله های هوادهی امکان پذیر می گردد. اگرچه هدف اصلی از شستشو با هوا تمیز نمودن غشا است، اما شاید به طور مقابل ملاحظه ای در تامین اکسیژن جرم سلولی سهیم بوده و از این رو در بهره برداری بخش بیولوژیکی بیوراکتور غشایی نیز تاثیر به سزایی داشته باشد. انواع مختلفی از هواده جهت فرایند های هوادهی در تصفیه بیولوژيکی مورد استفاده قرار می گیرد. اما استفاده از دیفیوزرهای ای پی دی ام (EPDM) بیشترین کاربرد را در تصفیه خانه های فاضلاب به روش لجن فعال متداول دارد.
۳- شستشوی غشا با هوا
فیلترهای غشایی در بیوراکتور غشایی برای تمیز شدن به شستشوی متناوب با حباب های درشت هوا نیاز دارند. هوادهی یک بخش اصلی در طراحی سیستم بیوراکتورغشایی MBR می باشد. معمولا برای بهره برداری مداوم فیلترهای غشایی، میزان هوادهی بر اساس پیشنهاد سازنده غشا تنظیم می شود. میزان هوادهی مخصوص، صرف نظر از تولید پساب فیلتر شده واقعی، تقریبا 4/0 مترمکعب بر مترمربع در ساعت می باشد. راندمان هواده ها می تواند به غلظت جامدات معلق مایع مخلوط در بیوراکتور مرتبط باشد، اگرچه غلظت این جامدات خود یک فاکتور محدود کننده محسوب نمی شود، اما بر تغییر شکل مایع تاثیر می گذارد. انتقال گاز در بین بسیاری از فاکتورهای تاثیرگذار، به وسیله ویسکوزیته تحت تاثیر قرار می گیرد.
راندمان تصفیه بیولوژیکی سیستم MBR
۱- حذف نوترینت
با توجه به زمان ماند سلولی و نسبت غذا به میکروارگانیسم ، سیستم های تصفیه فاضلاب بیوراکتور غشایی MBR به عنوان تصفیه خانه های تثبیت تماسی متعارف بهره برداری می شوند. به هر حال به دلیل کاهش حجم بیوراکتور و فقدان زلال ساز ثانویه، زمان ماند هیدرولیکی به طور قابل ملاحظه ای کوتاه تراست. زمان ماند هیدرولیکی کوتاه باعث فعالیت شدیدتر بیوراکتورهای غشایی MBR جهت فرآیند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب می شود که قادر است حتی مقررات سختگیرانه پساب خروجی در حذف آلاینده های آلی که به طور کلی با شاخص های BOD و COD اندازه گیری می شوند را در شرایط حداکثر نیز تامین نماید. میزان BOD فاضلاب تصفیه شده در روش MBR معمولا کمتر از ۵ میلیگرم در لیتر و کدورت کمتر از۲/. نفلومتریک می باشد. میزان حذف بسیار بالای کربن و نوترینت ها توسط سیستم غشایی نسبت به سیستم های متداول تصفیه فاضلاب مشاهده گردیده است. از طرف دیگر حذف فرآورده های دارویی، عناصر جزیی و یا آفت کش ها نیز در تصفیه خانه های فاضلاب به بیوراکتور غشایی MBR انجام می گیرد.
۲- حذف پاتوژن ها
از نظر استاندارد میکروبی ، تصفیه فاضلاب به روش فیلتراسیون غشایی MBR به عنوان یک مانع فیزیکی مانع عبور میکروارگانیسم ها شده و گندزدایی با کیفیت مطلوب را انجام می دهد و تفاوت مشهودی با سیستم های گندزدایی متداول در گستره حذف میکروارگانیسم های مختلف دارد و نیز در بررسی های صورت گرفته روند کاهش اثر گندزدایی در طول زمان تا به حال مشاهده نگردیده است. عملکرد بسیار مفید فناوری غشایی، علاوه بر استفاده از فضای کم و انعطاف پذیری بالا در تصفیه فاضلاب راندمان تصفیه بسیار بالاتری از روش های متداول تصفیه فاضلاب دارد.
عوامل تاثیر گذار در بهره برداری سیستم تصفیه فاضلاب بیو راکتور غشایی (MBR)
هدف از بهره برداری عملی، دستیابی به یک بهره برداری پایدار از سیستم فیلتراسیون غشایی MBR در طی سالیان متمادی است. در کنار شرایط تعیین شده در طراحی تصفیه خانه فاضلاب مانند غلظت جامدات معلق مایع مخلوط یا جریان غشا، عواملی مانند پایش منظم و مداوم تغییرات عملکرد غشا و همچنین نگهداری و تمیز نمودن غشا به تضمین بهره برداری موفق کمک می نماید. یک سیستم بیوراکتور غشایی که بعد از شروع بکار در حالت پایدار بهره برداری می شود ممکن است با همان مدول های غشایی برای چندین سال مورد استفاده قرار بگیرد. مشاهدات بیان شده از بهره بردان مختلف نشان می دهد هر واحد فیلتراسیون در حدود 10 سال و بیشتر قابل بهره برداری می باشد. نگهداری و شستشوی صحیح غشا ها در به تعویق افتادن اتمام عمر مفید فیلترها مهم و اساسی می باشد. حتی در صورتیکه غشایی خراب شود با استفاده از قطع جریان وارده به غشا معیوب و تعمیر نقاط معیوب و شکسته یا درزبندی محل شکسته در مدول ها می توان به بهره برداری از سیستم ادامه داد. بالاخره محاسبات اقتصادی بین ادامه استفاده از غشاهای موجود با در نظر گرفتن هزینه های بهره برداری و تعمیرات و نگهداری از یک طرف و هزینه تعویض غشا از طرف دیگراست که زمان تعویض غشاهای مورد استفاده را تعیین می نماید.
در زیر شرح مختصری از عوامل تاثیر گذار که نقش مهمی در بهره برداری عملی تصفیه خانه های فاضلاب به روش بیوراکتور غشایی (MBR) دارند، ارائه گردیده است:
1.ویژگی های فاضلاب خام ورودی
- دما
- مقدار ترکیبات آلی و غیر آلی
2.خصوصیات کمی جریان ورودی
- تغیرات جریان ورودی ( نوسانات دبی در شبانه روز)
- تناوب و مدت زمان جریان ورودی حداکثر
3.عملکرد واحد پیش تصفیه
- آشغال گیر
- محفظه های دانه گیر و شن
- آشغال گیر ریز ( آشغالگیر مکانیکی)
- زلال سازهای اولیه
4.محاسبات طراحی و بهره برداری بیوراکتورها
- گرفتگی با جرم سلولی
- غلظت جامدات معلق مایع مخلوط (MLSS)
- زمان ماند سلولی
- زمان ماند هیدرولیکی
- نسبت غذا به میکرو ارگانیزم ها
- ساختار راکتورها
- حذف بیولوژیکی نوترنیت
5.خصوصیات غشا و بهره برداری
- هیدرولیک مدول
- ساختار تانک فیلتراسیون
- شار متوسط و حداکثر
- فشار عبوری از غشا
- مقاومت شیمیایی
- رژیم شستشوی معکوس
- استراحت
- روش تمیز کردن
- شستشو با هوا
تصفیه فاضلاب صنعتی : نهراب زیست
شرکت نهراب زیست با سابقه چندین ساله در امر تصفیه انواع فاضلاب های صنعتی و انجام پروژه های مختلف در این زمینه آماده خدمت رسانی به کارگاه ها و کارخانه های کشور می باشد. جهت دریافت مشاوره بیشتر با کارشناسان شرکت نهراب زیست تماس بگیرید.
