X
تبلیغات
رایتل

بیوراکتورهای غشایی(MBR)

در این قسمت به بررسی MBR خواهیم پرداخت.ابتدا کلیاتی راجع به آن بیان کرده و سپس به انواع موجود MBR به صورت تجاری خواهیم پرداخت.

یک بیوراکتور غشایی فرآیندی است که در آن یک فرآیند لجن فعال با فرآیند جداسازی غشایی ترکیب می شود. راکتور مذکور در این فرآیند درست همانند راکتور موجود در فرآیند لجن فعال متداول است ولی در این حالت نیازی به زلال سازهای ثانویه و نیز مراحل تصفیه ثالثیه مانند فیلتر ماسه ای و ... وجود ندارد. در این فرآیند از فیلتراسیون های غشایی در فشار پایین اعم از میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون استفاده می شود. مزایای یک بیوراکتورغشایی نسبت به یک فرآیند معمول لجن فعال عبارتند از:

  1. کاهش هزینه های سرمایه گذاری اولیه به علت کاهش ابعاد سیستم و نیاز به حوضچه های کوچک تر
  2. کاهش هزینه های عملیاتی سیستم
  3. تولید آب با کیفیت بسیار مناسب جهت استفاده مجدد در امور مختلف کشاورزی و صنعتی و یا آب شرب
  4.  عدم نیازبه سیستم  ته نشینی لجن
  5. کاهش مقدار لجن تولیدی به علت زمان ماند بالای لجن درون بیوراکتورغشایی
  6. حساسیت کمتر به تغییر ناگهانی کیفیت خوراک ورودی و مقدار آلاینده

اما یک MBR می تواند معایب زیر را نیز به دنبال داشته باشد:

  1. نیاز به مراقبت و نگهداری دائمی غشاها
  2. محدودیت در دما، فشار و pH فرآیند به علت استفاده از غشا.

در حالت کلی چهارنوع چینش متفاوت برای MBR ها وجود دارد؛ این چینش ها عبارتند از:

  1. iMBR (بیوراکتور غشایی غوطه ور)
  2. sMBR (بیوراکتور غشایی با جریان جانبی)
  3. dMBR (بیوراکتور غشایی نفوذی)
  4. eMBR (بیوراکتور غشایی استخراج کننده)

از انواع چهارگانه فوق دو مورد اول تجاری سازی شده اند و به وفور برای تصفیه آب و فاضلاب به کار می روند ولی موردهای سوم و چهارم در حال توسعه اند و بیشتر برای مواد خاص و باارزش به کاربرده می شوند. از آنجا که در این تحقیق قصد بررسی موارد صنعتی و تجاری شده MBR ها را داریم به توضیح دو مورد اول بسنده
میکنیم.

در بیوراکتورهای غشایی از نوع غوطه ور غشای مورد استفاده در فرآیند در همان راکتور و به صورت غوطه ور قرار می گیرد. این غوطه وری می تواند به صورت عمودی و یا افقی باشد. لذا آب به همراه توده میکروبی در مجاورت غشا قرار می گیرد و آب به درون غشا تراوش کرده و آب تمیز حاصل خواهد شد.از آنجا که در این مورد توده میکروبی در تماس مستقیم با غشا قرار می گیرد لذا از جریانی از هوا با فشار بالا برای تمیز کردن آن استفاده می شود. در فرآیند بیوراکتور غشایی از نوع جریان جانبی ابتدا خوراک وارد بیوراکتور می شود. و پس از خروج از آن وارد غشاهای تعبیه بر سر راه آن خواهد شد. در این حالت فاز تراوش شده به عنوان آب مطلوب می باشد و فاز باقی مانده مجددا به راکتور بازگردانده می شود.

شکل زیر نحوه عملکرد این دو نوع چینش را نشان می دهد:


شکل 1: دو نوع چینش مورد استفاده در MBR ها. الف:  iMBR ب:  sMBR

 هر یک از این چینش ها می تواند مزایا و معایبی داشته باشد. برای نوع جریان جانبی از آنجا که کل جریان ها باید به داخل غشاها پمپ شود،انرژی مورد نیاز افزایش خواهد یافت. هم چنین نوع جریان جانبی به علت داشتن فلاکس بالا، بیشتر در معرض رسوب گیری می باشد.