پیچیدگی فرایند

MBR Submerged

جانمایی کوچک
کنترل اکسیژن مورد نیاز در بخش تغذیه
پاک‌سازی متناوب کمتری نیاز دارد
هزینه­ های پایین پمپاژ
مصرف انرژی پایین

حساس نسبت به گرفتگی غشاء
هزینه بالای هوادهی

انواع سیستم‌های MBR از لحاظ فرایند کلی
بیوراکتور غشایی رایج (MBR) Membrane Bio Reactor
بیوراکتور غشایی هوازی (MABR) Membrane Aeration Bio Reactor
بیوراکتور غشایی استخراجی (EMBR) Extractive Membrane Bio Reactor
شکل( ‏۲‑۴) انواع بیوراکتورهای غشایی از حیث فرایند کلی
MBR های رایج: در حال حاضر این نوع بیوراکتور ها در تصفیه فاضلاب‌های شهری و صنعتی بکار رفته‌اند و از لحاظ چیدمان مدول غشایی به دو دسته تقسیم بندی می‌شوند که در قسمت قبل توضیح داده شدند. همچنین MABR و EMBR فقط بیشتر در مقیاس آزمایشگاهی جهت تصفیه فاضلاب صنعتی بکار رفته‌اند.
بیوراکتور هوازی MABR: در این بیوراکتور ها از نفوذ مستقیم گاز اکسیژن با خلوص بالا بدون تشکیل حباب جهت رشد بیوفیلم در سطح خارجی غشا می‌باشد. در نتیجه فشار گرادیانی متمرکز یا جزئی اکسیژن، اکسیژن از منافذ عبور کرده ( از داخل به خارج) و بیوفیلم را تغذیه می‌کند. آلاینده های آلی در بیوفیلم تحت شرایط هوازی تجزیه می‌گردند. بهترین مزیت این روش امکان کنترل ذخیره اکسیژن به نحوی که کل اکسیژن جهت تجزیه بیولوژیکی مورد بهره برداری قرار گیرد، می‌باشد. بنابراین هیچ حباب اکسیژنی در کنار بیوفیلم شکل نمی‌گیرد. کارایی مصرف اکسیژن و غلظت بالای بیومس (سرعت بالای واکنش) می‌تواند در طول فرایند باقی بماند. این بیوراکتور ها می‌توانند جایگزین خوبی برای لجن فعال متعارف در تصفیه فاضلاب‌هایی که نیاز به اکسیژن بالایی دارند، باشد.]۱۴[
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

بیوراکتورهای استخراجی EMBR : برخی از فاضلاب‌های صنعتی دارای غلظت بالایی از مواد معدنی هستند که حاوی شوری بالا، مقادیر PH بالا و… هستند که در فرایند تصفیه اخلال ایجاد می‌کنند. EMBR ها آلاینده های آلی مشخصی را از آب استخراج نموده و آلاینده های استخراج شده می‌توانند در یک بیوراکتور جدا شده تحت شرایط بهینه تجزیه گردند.
پارامترهای مهم در سیستم غشایی MBR
ظرفیت هیدرولیکی غشاها در این فرایند بر اساس معیار سرعت جریان و دما می‌باشد. عموماً روزها یا ساعاتی که دارای بالاترین سرعت جریان در سردترین دمای مورد انتظار هستند، سطح مورد نیاز غشا را دیکته می کند. فلاکس طراحی (واحد جریان برای سطح غشا) یکی از پارامترهای مهم طراحی می‌باشد که سطح غشا نصب شده، ملزومات شیمیایی شستشوی غشا جایگزین غشا و هزینه های گارانتی را دیکته می‌کند. طراحی فلاکس به ویژگی‌های محل وابستگی زیادی داشته و نیازمند ملاحظات دقیق است.]۱۹[
تفاوت‌های بین هر یک از انواع غشاهای تخت، رشته ای توخالی و لوله ای شکل و سایر آن‌ها چشم گیر بوده و شامل: مواد سازنده، ملزومات پاک‌سازی شیمیایی، اندازه منفذ(الترافیلتر و میکرو فیلتر)، میزان هوای مورد نیاز جهت شستشو، چیدمان هیدرولیکی و حجم حوض می‌باشد. انتخاب چیدمان مناسب غشا نیازمند ملاحظات دقیق، توانمندی و انعطاف پذیری در کاربری، استقامت مناسب، خصوصیات جریان ورودی و هزینه های کاربری مورد نظر می‌باشد.
سیستم‌های مستغرق MBR نیازمند جابجایی غشاها جهت شستشو هستند. این کار به خصوص در هنگام افزایش ظرفیت تصفیه خانه بسیار حساس خواهد بود. رویه کنونی بیوراکتورهای غشایی Side-Stream امکان انجام دو فرایند بیولوژیکی و کارکرد غشا را در دو حوض مجزا می‌دهد که کارکرد دو فرایند را بهینه نموده و امکان شستشوی غشا را در محل می‌دهد. فرایند شستشو اکنون کاملاً اتوماتیک بوده و اپراتور فقط موعد مقرر یا فاصله زمانی شستشو را تعیین می کند. طراحی بیولوژیکی صحیح مانند تأمین غلظت مناسب اکسیژن محلول در رآکتورهای هوازی و انتخاب زمان ماند سلولی مناسب جهت کارکرد مناسب کل غشا باید مورد توجه قرار گیرد.]۱۶[
مزایای سیستم بیوراکتور غشایی MBR
این سیستم قادر به تأمین استانداردهای سطح بالای پساب خروجی می‌باشد.
ترکیب فضای غشا با سایر فرآیندها در غلظت MLSS، حدود mg/l 18000-8000 موجب استفاده بهینه از فضا می‌شود. طراحی با این سیستم فقط نیاز به ۳۰ تا ۵۰ درصد فضای مورد نیاز در مقایسه با سیستم لجن فعال مرسوم با همان هدف تصفیه را دارد. این کارایی فضا اجازه توسعه تأسیسات را تا ۳ تا ۵ برابر ظرفیت موجود بدون اضافه نمودن حجم تصفیه خانه حاضر یا گسترش فضای آن را می‌دهد. در زیر جانمایی کلی تصفیه خانه‌هایی با بیوراکتورهای غشایی و لجن فعال نشان داده شده است که توضیحات بالا را تایید می‌کند.]۲۰[
سیستم MBR کیفیت بالای پساب خروجی را با فرآیندهای ساده ای انجام می‌دهد که فقط نیازمند فعالیت ذهنی، فرآیندهای بیولوژیکی و فیلتراسیون غشایی جهت بدست آوردن استانداردهای بالای تصفیه می‌باشد. در حالی که فرآیندهای لجن فعال مرسوم نیازمند تصفیه اولیه، زلال سازی ثانویه و حذف مواد مغذی و فیلتراسیون واسطه ای برای رسیدن به همان ویژگی‌های پساب خروجی روش MBR می‌باشد. کیفیت پساب خروجی در روش MBR مدیون سد غشایی و توده بیولوژیکی پایدار می‌باشد.]۲۱[
این سیستم ساده تر با اجزای کمتر فرآیندها، به خدمات نگه داری کمتری نیاز دارد و بیشتر اجزای مکانیکی نیازمند نگه داری و تعمیر هستند. اما اپراتورها اکنون می‌توانند مانع از بروز مشکل در ته نشینی لجن و پتوی لجن زلال ساز شوند. این سیستم به آسانی اتوماتیک شده و اجازه می‌دهد تا از راه دور هدایت و کنترل شود. بنابراین به طور بسیار چشم گیری حضور اپراتور کاهش می‌یابد.
مدول طبیعی سیستم MBR می‌تواند اجازه کارایی بیشتر را به تأسیسات بدهد. مدول های غشایی می‌توانند هدف ” فقط در زمان حاضر ” را تأمین کنند. بنابراین نیاز به احداث سازه اولیه بزرگ و پر هزینه را جهت نیل به اهداف بلند مدت پروژه کاهش دهد.]۳ [
مستقل بودن زمان ماند هیدرولیکی و زمان ماند سلولی از یکدیگر
جانمایی کوچک تصفیه خانه
تولید لجن پایین
امکان رشد میکروارگانیسم های خاص
تصفیه فاضلاب تحت شرایط مختلف]۱۳[
معایب سیستم MBR
هر چند هزینه سیستم MBRکمتر از سیستم لجن فعال متعارف با زلال ساز ثانویه است اما هزینه های راهبری این سیستم مانند جایگزین کردن غشا، شستشو و پاک سازی دوره ای غشا و مصرف بالای انرژی جهت کنترل هیدرودینامیکی گرفتگی غشا همچنان بالا می‌باشد.]۳[
پدیده گرفتگی در سطح غشا و در خلال منافذ کارایی دوام فلاکس را در طولانی مدت کاهش می‌دهد که با Backwash و شستشوی استاندارد شیمیایی به صورت دوره ای اثرات متعاقب گرفتگی به کمترین مقدار می‌رسد اما این شوینده ها ممکن است باعث آسیب به غشا و کم شدن کارایی فیلتراسیون شبکه ای غشا گردند.
پیش تصفیه فاضلاب خام و غربالگری مناسب جهت کارکرد مناسب غشا MBR یک رکن اساسی می‌باشد. زیرا این سیستم نسبت به مواد ساینده و زبر مانند سنگریزه و اجسام نازک و باریک مانند مو الیاف باریک بسیار حساس می‌باشد. تجمع مواد مذکور می‌تواند باعث مسدود شدن و یا خرابی غشا شود. بنابراین یک فرایند مکانیکی جهت جداسازی مواد زبر، سنگریزه ها و شن و غربالگری مواد ریز برای سیستم MBR در یک تصفیه خانه فاضلاب شهری الزامی است.]۲۱[
معرفی غشا و بررسی انواع غشاها
وظیفه اصلی غشا جداسازی مخلوطی از مواد با یک فیلم نازک منتخب می‌باشد که در سیستم‌های فیلتراسیون غشایی با فشار که به صورت گسترده در سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب بکار می‌رود، نیروی هدایت کننده، اختلاف فشار در طرف غشا می‌باشد. از مزایای تکنیک غشایی می‌توان جداسازی مداوم و ترکیب آسان با سایر تکنیک‌های موجود را نام برد.]۲۲[
تقسیم بندی غشاها بر اساس دامنه جداسازی
میکرو فیلترها (Microfiltration) : MF
الترافیلتر ها (Ultrafiltration) : UF
نانو فیلترها (Nanofiltration) : NF
اسمز معکوس (Reverse Osmosis) : RO
شکل( ‏۲‑۵) تقسیم بندی انواع غشاء ها بر اساس دامنه جداسازی