Payamvdn/NorthPersian_fa_wiki huggingface dataset:
نسبت به سیتم های معمولی تصفیه. _گرفتگی غشا به مرور زمان در اثر کارکردهای مداوم _محدودیت اعمال فشار، دما و رساندن به PHمورد نظر _حساس بودن به برخی مواد شیمیایی _درمان لجن مازاد به درستی صورت نمی گیرد راه حل مناسب جهت کاهش گرفتگی غشا. یکی از راهکارهای مناسب برای کاهش گرفتگی غشا در بیورآکتور غشایی استفاده از جاذب ها است و از میان جاذب های مختلف زئولیت به دلیل کم بودن هزینه، پایداری بالا، ایجاد سطح بالای جذب و… قابلیت استفاده به عنوان جاذب در بیوراکتور غشایی را دارد. همچنین وجود زئولیت باعث حذف آلاینده هایی نظیر آمونیوم، فسفات و نیترات می شود. لوله ای. که طراحی بسیار ساده ای دارند به گونه ای که ممبران مورد نظر یا درون یک لوله متخلخل قرار می گیرد یا بر روی سطح داخلی لوله پوشش داده می شود. این لوله مصرفی می بایست قادر به تحمل فشارهای مورد نیازدر حین کار باشد. آب از یک طرف لوله وارد شده و همزمان با جریان رو به جلوی آن در درون لوله، بخشی از آن به صورت عرضی نفوذ خواهد نمود. قسمت نفوذ کرده که همان محصول مورد نظر است در پوسته بیرونی لوله جمع آوری می گردد. از مزایای اصلی ممبران های لوله ای شکل می توان به امکان حرکت سریع
مایع ورودی بر روی سطح ممبران اشاره کرد که این امر احتمال انسداد سطح ممبران را کاهش می دهد. تصفیه محلول هایی که درصد بالایی از ذرات جامد و معلق دارند، از کاربردهای اساسی این نوع ممبران است. مارپیچی. در این ممبران ها یک ورقه مسطح که می تواند چندین لایه داشته باشد به دور یک هسته مرکزی پیچیده شده و درون لوله ها نصب می شود. به گونه ای که محلول ورودی از یک انتها وارد شده، به صورت عرضی در درون ممبران نفوذ کرده و در ادامه به سمت لوله مرکزی هدایت و جمع آوری خواهد شد. ازمزایای این ممبران ها، سطح مخصوص بالای ممبران در عین حجم کم آن است. این ممبران ها نسبت به جریان های گل آلود حساس بوده و امکان انسداد آن ها وجود دارد به همین دلیل به هنگام استفاده از این نوع، همیشه از فرآیندهای پیش تصفیه به منظور حذف ذرات جامد معلق استفاده می شود. شیرین سازی آب دریا و آب شور از موارد کاربرد ممبران مارپیچی است. الیاف توخالی. دراین ممبران ها از الیافی توخالی و مشابه موی سر استفاده می گردد. این الیاف دارای یک پوسته نازک و متراکم هستند که در زیر این پوسته فعال، یک لایه ضخیم ومتراکم به عنوان پایه به کار می رود که نقش آن حمایت ۶ لایه فعال است.
جریان ورودی به درون الیاف هدایت می شود که به این ترتیب بخش نفوذ کرده یا همان محصول، در بیرون الیاف و بخش تغلیظ شده یا همان باطله، در انتهای دیگر الیاف جمع آوری می گردد. از آنجایی که این ممبران ها فشردگی بسیار بالایی دارند برای کار به فضای اندکی نیاز خواهند داشت. شیرین سازی آب دریا، تهیه آب قابل شرب و همچنین تصفیه فاضلاب ها از مواردی هستند که این ممبران ها به طور گسترده در آن ها استفاده می شوند. تخت. که ساده ترین و اولین ممبران نیمه نفوذ پذیر تولید شده است. این ممبران متشکل است از دو صفحه در انتها، ممبران صفحه ای شکل و صاف و صفحات جداکننده که با ترتیب خاصی در کنار هم قرار گرفته اند. در این نوع مدل، نقش هدایت جریان تغذیه بر روی سطح ممبران، به عهده صفحات جداکننده است. اگرچه ساخت، نصب و عملکرد این ممبران ها ساده است اما دو مشکل عمده بر این کارایی تأثیر می گذارد. اول اینکه نسبت سطح به حجم اندک باعث می شود تا به فضای زیادی برای انجام کار نیاز باشد و دوم اینکه فرایند تمیز کردن به دلیل مشکل بودن مونتاژ کردن این ممبران پس از پاکسازی پر زحمت و زمان بر است. از لحاظ جنس. پلیمری یا آلی. این ممبران ها بر مبنای ساختار فیزیک
ی خود به سه دسته هموژن (متقارن)، غیرهموژن (نامتقارن) و کامپوزیتی تقسیم می شوند. برخی از معایب اصلی ممبران های پلیمری عبارتند از: محدوده باریک دمای مجاز، مقاومت مجاز، استحکام مکانیکی کم، رخداد تجزیه زیستی، کمی pH اندک در برابر حمله شیمیایی و محدوده باریک عمر مفید. غیرآلی. ممبران های غیر آلی از موادی مانند سرامیک ها، فلز ات، گرافیت یا ترکیب آن ها ساخته می شوند. هدف از ساخت انواع سرامیکی، کاهش یا حذف برخی محدودیت های انواع پلیمری است. ویژگی های انواع رآکتورهای زیستی. رآکتورهای غشایی بسپاری. این غشاها قابلیت گسترده ای برای ترکیب شدن با مواد دیگر و تشکیل ترکیب جدید با خواص متفاوت را دارند. یکی از عیب های بزرگ این غشاها محدود بودن گسترهٔ دمایی ان هاست چون توانایی تحمل دماهای بالا را ندارند. بسپارهای الی در غشاهای جداسازی گازها به دلیل انتخاب پذیری مناسب برای گازها استفاده می شوند. بزرگ ترین گروه بسپارهایی که در غشاهای جداسازی گاز در رآکتورها به کار می رود پلی ایمیدها هستند. رآکتورهای غشایی زئولیتی. این غشاها جزو مواد متخلخل هستند. غشاهای ترکیبی چند لایه ای هستند که از طریق پوشش دهی یک لایهٔ گزینش پذیر زئولیتی بر رو
ی نگهدارندهٔ سرامیکی تشکیل می شوند و برای اب زدایی الکل با فرایند تراوش تبخیری به کار گرفته می شوند و در شرایط دمایی بالا قابل مصرف هستند. مشکل اصلی این نوع غشاها شار کم آن ها در مقایسه با غشاهای غیر الی است. همچنین زئولیت ها ممکن است دستخوش انبساط منفی دمایی شوند یعنی در دمای بالا چروک شوند ولی محافظی که زئولیت بران سوار شده یا حتی ذرات بلوری درون زئولیت به صورت پیوسته با افزایش دما منبسط می شوند که این امر بین زئولیت و مواد دیگر تنش گرمایی ایجاد می کند. رآکتورهای غشایی فلزی. غشاهای فلزی به علت دوام زیاد در دمای بالا در فرایندهای جداسازی گاز در مقایس صنعتی استفاده می شوند. رآکتورهای غشایی دما بالا و تولید هیدروژن بسیار خالص به منظور استفاده در پیل های سوختی از شاخص ترین کاربردهای غشاهای فلزی است. غشاهای پالادیمی به دلیل شار و انتخاب پذیری مناسب برای کاربرد در فرایندهای هیدروژن زدایی و هیدروژن دار کردن مورد استفاده قرار می گیرند ولی مشکل آن ها هزینهٔ بالای ان هاست. اخیراً نوعی غشای فلزی نازک با لایه ای در حد چند میکرون از جنس پالادیوم بر روی پایه های مختلف سرامیکی و فلزی ساخته شده اند که نتیجهٔ ان کم کردن هزی
نه و بالابردن مقاومت مکانیکی و شار بیشتر است. رآکتورهای غشایی پروسکایتی. هر نوع ماده ای را که ساختار ان شبیه ساختار بلوری تیتانیوم -کلسیم اکسید باشد پروسکایت می نامند. شار اکسیژن از این نوع غشاها به دمای بالا نیاز دارد. اکسید کردن آمونیاک و تبدیل ان به نیتروژن مونوکسید برای تولید نیتریک اسید که ۸۰ درصد ان در تولید کود مصرف می شود از کاربردهای این غشاهاست. رآکتورهای غشایی سیلیسی. این غشاها نمونه ای از غشاهای ریز متخلخل اند که انتخاب پذیری خوب به همراه عبوردهندگی بالایی در جداسازی هیدروژن بروز می دهند. غشاهای بی ریخت سیلیسی تا دماهای بالای ۹۰۰ درجهٔ سانتی گراد پایدارند. این غشاها از لحاظ گرمایی و شیمیایی نسبت به سایر غشاها مانند بسپاری از پایداری و استحکام مکانیکی مطلوب برخوردار هستند. جداسازی هیدروژن در واکنش تبدیل با استفاده از رآکتورهای غشایی، غشاهای پالادیمی، غشاهای کامپوزیت پالادیمی و غشاهای سیلیسی به دو روش سل-ژل و CVI انجام می شود. غشاهای سیلیسی در مقایسه با سایر غشاها طول عمر بیشتری دارند و امکان تمیز کردن آن ها با مواد شیمیایی در دمای بالا وجود دارد. فرایندهای تولید غشاهای سیلیسی بر خلاف تولید سایر غشا
ها این امکان را فراهم می کند که بتوان غشاهای سیلیسی بدون عیب با حفره هایی با ساختار غربال مولکولی تولید کرد. فرایند کار و مشکلات احتمالی در طی فرایند. در مرحله اول، فاضلاب وارد مخزن تخلیه می شود این مخزن قبل از محفظه اصلی بیورآکتور غشایی است. در این مخزن غربال هایی وجود دارد که موادی که ممکن است غشا را مسدود یا پاره کنند توسط این غربال ها جمع آوری می گردند. بعد از این مرحله فاضلاب وارد مخزن بدون اکسیژن می شود تا محتوای نیترات آن حذف گردد. بعد از این مرحله فاضلاب وارد مخزن های هوازی شده و در ماژول غشایی غوطه ور می گردند که در آن مواد آلی با استفاده از لجن فعال تخریب می شوند. بعد از آن برای حذف فسفر می توان از دوزهای انعقادی یا فلوکولاسیون ها استفاده کرد بعد از این مراحل فاضلاب به صورت تصفیه شده و لجن ها مازاد وجود خواهد داشت که لجن های مازاد دوباره به فرایند تصفیه باز خواهند گشت. این رآکتورها درارای غشاهایی با اندازه منفذ ۰٫۱ میکرومتر است که نه تنها مواد جامد معلق حذف می شوند بلکه باکتریهایی نظیر باکتریهای کولیفورم نیز حذف می گردند. غشاء معمولاً از صفحه تخت (FS) یا جسم توخالی (HF) در داخل بیورآکتور یا به صورت
چند لوله (MT) در خارج از آن قرار می گیرند. در بیشتر فرایندهای تصفیه بیورآکتور غشایی جریان در طی فیلتراسیون کاهش پیدا می کند. این موضوع به طور عمده ناشی از ضایعات غشایی است. کنترل غلظت ضایعات مشکل اصلی استفاده از بیورآکتور غشایی است. ضایعات غشایی به طور قابل ملاحظه ای تحت تأثیر شرایط هیدرودینامیک، نوع غشا، پیکربندی ماژول و حضور ترکیبات با وزن ملکولی بالا است که ممکن است به وسیلهٔ متابولیسم میکروبی تولید شوند یا به فرایند لجن وارد شوند. رسوب کردن زیاد در غشا می تواند باعث یک شتاب نفوذ بحرانی یا میزان هوا زدگی پایین شود. با این حال در صورت افزایش موقت شار بحرانی، می توان با افزایش جریان هوا رسوب کردن در غشا را کنترل کرد. مروری بر مکانیسم گرفتگی بایورآکتور غشایی و راه حل کاهش آن. گرفتگی، رسوب ذرات و کلوئیدها بر روی سطح غشاء همراه با بارگذاری مواد محلول در داخل منافذ و روی سطح غشاء است که در نهایت منجر به مسدود شدن حفره های غشاء می شود. لجن فعال شامل ذرات مختلفی شامل جامدات معلق، کلوئیدها و حلال ها است که باعث گرفتگی غشاء می شود. بعضی مطالعات اخیر ادعا می کنند که مواد جامد معلق، عامل اصلی گرفتگی است. برخی از محققی
ن بر این باورند که مواد محلول عامل اصلی گرفتگی هستند و برخی دیگر اظهار داشتند که کلوئیدها عامل اصلی گرفتگی هستند. این اختلافات در نتیجه گیری ها مربوط به تفاوت در شرایط عملیاتی، ویژگی های لجن و نوع غشاء مورد استفاده در مطالعات آن ها است. علاوه بر این، مواد جامد معلق، کلوئیدی و محلول ها، اجزای به هم پیوسته هستند. گرفتگی برگشت پذیر ناشی از فلاک های لجن فعال و ذرات بزرگ روی سطح غشاء به شکل لایه ای کیک است. گرفتگی برگشت پذیر به راحتی با شستشوی فیزیکی رفع می شود از سوی دیگر، گرفتگی برگشت ناپذیر، به دلیل جذب مواد آلی محلول و حلال ها در منافذ غشاء است که منجر به تشکیل لایه ژل بر روی سطح غشاء می شود. این نوع گرفتگی مقاوم است و با شستشوی شیمیایی به طور جزئی از بین می رود. اگر گرفتگی برگشت پذیر در زمان مناسب تمیز نشود به گرفتگی برگشت ناپذیر تبدیل می شود. گرفتگی مهم ترین عامل بحرانی برای عملکرد سیستم MBR است؛ بنابراین، طی دو دهه گذشته، تکنیک های مختلفی برای غلبه بر گرفتگی غشاء به وسیله روش مهندسی، مواد و شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. روش مهندسی. ایده اصلی این رویکرد، بهینه سازی مؤلفه های مهندسی در MBR مانند شدت هواد
هی، طراحی ماژول و پیکربندی فرایند است. هوادهی. هوادهی عامل مهمی در MBR است تا اکسیژن مورد نیاز برای رشد میکروبی فراهم شود. علاوه بر این، حباب های هوا به سطح آب مخزن افزایش می یابند و یک بالابر هوایی ایجاد می کنند که آب مخزن را در اطراف ماژول غشاء احیا می کند. مقادیر گرفتگی غشاء را در سه MBR موازی که تحت شرایط هوازی مختلف عمل می کنند مقایسه و گزارش کرده اند که شدت هوادهی کوچک یا بزرگ تأثیر منفی بر نفوذ پذیری غشاء دارد، در نتیجه باید میزان هوادهی در حد مطلوب باشد. طراحی ماژول. ایده اصلی این تکنیک براساس افزایش حرکت غشاء با استفاده از نیروی فیزیکی ناشی از جریانات هیدرودینامیکی در داخل راکتور است به نحوی که از تشکیل لایه گرفتگی روی سطح غشاء جلوگیری کند. چینش فرایند. گرفتگی غشاء می تواند با تغییر چینش سیستم کنترل شود. به عنوان مثال، تأثیر موقعیت عمودی غشاء غوطه ور شده بر میزان گرفتگی را مورد بررسی قرار دادند و گزارش دادند که با توجه به کاهش غلظت بیومس در منطقه بالایی غشاء گرفتگی کاهش می یابد و سپس این چینش را برای هر دو راکتور آزمایشگاهی و هم پایلوت نیمه صنعتی در صنعت اعمال شد و سپس این دو را با یک سیستم بیولوژیکی
حذف مواد مغذی (شامل نیتروژن و فسفر) ترکیب کردند. روش اصلاح غشاء. پدیده گرفتگی غشاء بین فاز جامد و مایع حاوی ارگان های مختلف و میکرو ارگانیسم ها است؛ بنابراین، افزایش مقاومت فیزیکی درونی سطح غشاء می تواند یک روش کنترل ساده و مؤثر باشد. تحقیقات در مورد این موضوع بر اساس دو اصل زیر انجام شده است. آبدوستی سطح غشاء. نرخ افزایش فشار در غشاء هیدروفوبیک بسیار بالاتر از غشاء هیدروفیلیک (آبدوست) است. این نشان می دهد که با تنظیم آبدوستی سطح، مقاومت فشاری غشاء افزایش می یابد. مفهوم سطح ضد میکروبی. آنتی باکتریال کردن سطح غشاء با پیوند Nها، لامین و کلر اثر خوبی داشته است. روش شیمیایی. ایده اصلی این رویکرد حذف گرفتگی های اصلی از قبیل کلوئیدهای کوچک، بیو پلیمرها با استفاده از مواد شیمیایی از قبیل زئولیت، انعقاد، پلیمر باردار و کربن فعال است. زئولیت. با افزودن زئولیت طبیعی، نفوذپذیری غشاء به طور قابل ملاحظه ای با تشکیل فلاکس سفت و سخت که مقاومت کمتری در برابر گرفتگی دارد، افزایش یافت. منعقد کننده. از آنجایی که اندازه منافذ غشاء که معمولاً در MBR مورد استفاده قرار می گیرد، از حدود ۰٫۰۴ تا ۰٫۴ میکرون متغیر است، ذرات کلوئیدی کو
چکتر از این اندازه موجب مسدود کردن حفره های غشاء می شوند که مقاومت غشاء را افزایش می دهد؛ بنابراین، اضافه کردن مواد منعقدکننده می تواند این گونه گرفتگی ها را کاهش دهد. مواد منعقدکننده از قبیل کلرید آلومینیوم پلیمری و سولفات فریک پلیمری می توانند میزان گرفتگی غشاء را از طریق گرانوله کردن لجن ها و مواد پلیمری خارج سلولی (EPS) کاهش دهند. پلیمر باردار. بیوپلیمرهای تولید شده توسط میکرو ارگانیسم ها مانند محصولات میکروبی محلول (SMP)و مواد پلیمری خارج سلولی (EPS)، در حال حاضر یکی از فاکتورهای اصلی در گرفتگی غشاء MBR هستند. این پلیمرها به طور کلی شامل پلی ساکارید، پروتئین، اسید نوکلئیک، لیپیدها و اسیدهای هومیک می باشند که اکثرشان دارای بار منفی می باشند در نتیجه پلیمرهای محلول در آب با بار مثبت دارای پتانسیل کاهش گرفتگی در MBR هستند. کربن فعال. کربن فعال هنگامی که به MBR اضافه می شود، مواد آلی را که موجب گرفتگی می شود مانند مواد باقی مانده دیر تجزیه پذیر، مواد پلیمری خارج سلولی که در داخل فلاک های میکروبی و کلوئیدهای ریز است را جذب می کند که باعث افزایش عملکرد در کیفیت آب و فیلتراسیون غشاء در MBR می شود. کربن فعال همچ
نین می تواند ساختار کیک را که با نفوذپذیری آب مرتبط است، تغییر دهد. مقایسه روشهای نوین RBC و SBR ,MBBR ,MBR در تصفیه فاضلاب. سیستم بیو راکتور غشایی (MBR) از غشاهای ریز منفذ برای جداسازی مواد جامد یا مایع استفاده می کند و شامل یک سیستم رشد چسبیده لجن فعال است. این سیستم به عنوان جانشین ته نشینی ثانویه استفاده می شود. الگوهای بهره برداری از این فرایند به دو صورت مستغرق و جریان عرضی است. روش MBR از لحاظ فرایند به سه دسته، بیورآکتورهای غشایی رایج (MBR)، بیورآکتور غشایی استخراجی (EMBR)، بیورآکتورهای غشایی هوازی (MABR) تقسیم می شود. ترکیب فرایند بیوفیلم چسبیده با فرایند لجن فعال، فرایند EMBR است. حامل بیوفیلمی قرارگرفته در این رآکتورها، توسط هم زن یا تزریق هو ا به صورت معلق درمی آید. ته نشینی اولیه، هوادهی و ته نشینی نهایی مراحل فرایند این روش هستند. درصد پر شدن آکنه، نوع جریان و اختلاط در رآکتور فاکتورهای مؤثر در روش MBBR هستند. برای رسیدن به بازده بالا، تلاطم کافی موردنیاز است و لازم است آکنه جهت رسیدن اکسیژن و مواد غذایی به داخل بیوفیلم، بسیار نازک و دارای سطوح مناسب باشد. معلق بودن حمل کننده ها، ته نشین شدن آن
ها و مشکلات عملیاتی ممکن است باعث کاهش بازدهی سیستم شود. مناطق ساکن و ته نشین شدن حمل کننده ها از مواردی هستند که در تمام سیستم های بیوفیلم مشکل سازند و باید از ایجاد آن ها جلوگیری شود تا بتوان عملکرد را بهبود بخشید. سیستم SBR را می توان نوعی روش لجن فعال دانست که در آن رآکتور از فاضلاب پرشده و سپس به تدریج در طی یک سیکل زمانی فاضلاب و مواد ته نشین شده تخلیه می گردد. به طور کلی فرایند SBR شامل پنج مرحلهٔ اصلی پر شدن فاضلاب، واکنش، رسوب و ته نشینی، تخلیه فاضلاب و خروجی و سکون است. دو سیستم Cromaglass SBR و Fluidyne ISAM از انواع سیستم های SBR می باشند. در تماس دهنده بیولوژیکی دوار (RBC) روند انجام فرایند به گونه ای است که در راستای تخلیهٔ مواد کربن دار و نیتروژن دار از فاضلاب های شهری یا صنعتی، از رشد چسبیده باکتری به صورت هوازی یا بی هوازی استفاده می گردد. در رآکتورهای بیولوژیکی دوار به جای عبور فاضلاب از بستر ساکن، بستر درون حوضچه حاوی فاضلاب می چرخد و تصفیه انجام می گیرد. یک واحد RBC به طور نمونه شامل یک مجموعه از دیسک های بزرگ صاف یا شیاردار نزدیک به هم است که بر روی یک میلهٔ افقی مشترک قرارگرفته اند و در
فاضلاب بخشی یا کاملاً غوطه ورند. این میله، پیوسته به وسیلهٔ یک موتور مکانیکی یا یک محرکه هوای فشرده شده، می چرخد و یک بیوفیلم بر روی کل سطح محیط ها قرارگرفته است که مواد آلی موجود در فاضلاب را از طریق متابولیزم دگرگون می کند. سرعت دورانی، نرخ بار هیدرولیکی و آلی، زمان ماند هیدرولیکی و مشخصات فاضلاب ورودی برخی از پارامترهای مؤثر بر عملکرد RBC می باشند. نکات دیگر از مقایسه روش های مذکور بدست آمد که در زیر به آن ها اشاره می شود: _در روش MBR احتمال گرفتگی غشا و در روش SBR احتمال مسدود شدن هواده ها هنگام هوادهی وجود دارد. برخلاف روش MBR روش SBR دراری انعطاف پذیری در عملکرد و کنترل را دارد. _در روش های MBBR و RBC توسعه آسان و سریع و نیتریفیکاسیون گسترده و در روش MBBR برخلاف روش RBC راه اندازی فرایند سریع و تکنولوژی قابل انعطاف است. _روش های RBC و SBR د ر مقابل شوک تغییر دبی فاضلاب قابل انعطاف و دارای طراحی فشرده با بخش های مجزا هستند و مشکلی با بوی بد و حشرات ندارند. _روش های SBR و MBBR دارای تکنولوژی قابل انعطافی هستند. _روش MBBR برخلاف اکثر رآکتورهای بیوفیلمی، از تمام حجم تانک برای رشد بیومس استفاده می کند. _روش
های RBC و MBR از راندمان تصفیه بسیار بالایی برخوردار هستند. انواع آرایش MBR. MBR در دو نوع آرایش خارجی و داخلی در سیستم های تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد.MBR خارجی بعد از سیستم لجن فعال (هوازی ویا غیر هوازی) قرار گرفته و برای فاضلاب های با آلودگی بالا و جریان کم مورد استفاده قرار می گیرند، مانند فاضلاب های حاصل از محل های دفن مواد بهداشتی، صنایع داروسازی وغیره، در صورتی که MBR داخلی در داخل رآکتور لجن فعال تعبیه شده و به MBR مستغرق معروف است. این نوع آرایش برای فاضلاب های باجریان متوسط وزیاد مناسب بوده و قابل رقابت با سیستم های متداول و پیشرفته هستند. برای فاضلاب های با جریان زیاد مانند فاضلاب های شهری و صنعتی، صنایع قند و کاغذ استفاده می شوند. در سیستم MBR مستغرق جزء کلیدی غشاء بوده که مستقیماً داخل رآکتور لجن فعال فرو برده می شود. غشاها به صورت مدول هایی ساخته می شوند که می توانندداخل بیورآکتور کار گذاشنه شوند. مدول ها متشکل از غشاء، سازه نگهدارنده غشاء، اتصالات ورودی و خروجی و یک ساختار نگهدارنده اصلی هستند. غشاها تحت مکش (خلأ) قرار گرفته و پساب را از خود عبور می دهند در حالی که جامدات در راکتور ب
اقی می مانند. یک سیستم MBR مستغرق تجاری دارای مدول هایی متشکل از غشاءهای فیبری توخالی و تجهیزات نگهدارنده مورد نیاز شامل پمپ های آب صاف شده، مخازن ذخیره مواد شیمیایی، پمپ های تزریق مواد شیمیایی و تمام تجهیزات کنترل فرایند برای غشاء از جمله مرکز کنترل موتور است. تجهیزات نگهدارنده غشاءهمچنین شامل یک هواشویی و یک سیستم جت آب پالس معکوس نیز می شود. سیستم هواشویی غشاء متشکل از دیفیوزرهای حباب درشت نصب شده در حوضچه هوادهی است که باعث ایجاد اختلاط مداوم در سطح بیرونی غشاء شده و در نتیجه نشست جامدات روی غشاءرا به حداقل می رساند. کاربردها. حوضه های کاربرد بیو راکتور غشایی. تا کنون سیستم های بیورآکتور غشایی برای تصفیه پساب های صنعتی و خانگی و گاهی برای خالص سازی و استفاده مجدد از آب مصرف شده، مورد استفاده قرار گرفته است. به طور کلی کاربرد این سیستم ها را می توان به گروه های زیر تقسیم بندی نمود: در مقایسه با کاربردهای شهری، فناوری بیورآکتورهای غشایی برای تصفیه پساب های صنعتی، هنگامی که پساب با غلظت بالا تولید می شود نیز است. این فناوری تصفیه با کیفیت بیشتر را ممکن می سازد. به همین جهت این فناوری برای تصفیه پساب های صنعت
ی از شهری قابلیت کاربرد بیشتری دارد. با وجود این برای کاربردهای خاصی برای شرایط حدی PH پساب با دمای بالا یا محلول شیمیایی ویژه ماژول قاب و صفحه ای یا سیستم های با جریان جانبی مناسب تر هستند. کاربرد صنعتی بیورآکتورهای غشایی. این رآکتورها از یک رآکتور بیولوژیکی با زیست توده معلق و غشاهایی میکروفیلتراسیون تشکیل شده اند و دارای کاربردهای زیادی در تصفیه پساب هستند. این سیستم ها ممکن است با بیورآکتورهای دارای زیست توده معلق هوازی یا بی هوازی استفاده شوند. سیستم های غشا می توانند پساب خروجی را به کیفیت پساب خروجی حاصل از ترکیب ته نشینی ثانویه و فیلتراسیون برسانند. سیستم های بیورآکتور غشایی به علت جداسازی کامل جامدات محلول، ارضاکننده مقررات سختگیرانه تخلیه پساب هستند. کاربردهای انواع غشاهای زیستی. ۱) آب زدایی الکل ها با فرایند تراوش تبخیری ۲) استفاده در پیل سوختی و هیدروژن زدایی و هیدروژن دار کردن ۳) اکسید کردن آمونیاک و تبدیل آن به نیتروژن مونوکسید برای تولید نیتریک اسید ۴) فرایند تبدیل با بخار آب برای جذب ناخالصی های جریان گاز ۵) فرایند همپارش زایلن و جداسازی آن ۶) فرایند تجزیهٔ نیتروژن اکسید و کربن اکسیدها برای جل
وگیری از آلودگی هوا به روز نمودن سیستم بایورآکتور غشایی. در یک MBR مدول های غشایی اولترافیلتراسیون در لجن فعال غوطه ور می شود تا مرحله بیولوژیکی با و جداسازی فاز مایع جامد در یک پروسه واحد با هم تلفیق شوند. از آنجا که ممبران به عنوان یک حصار عمل می کنند، باعث بهبود کیفیت پساب می شود. همچنین، این حصار غشایی نیاز به زلال سازی ثانویه را کاهش داده و باعث تغلیظ بیشتر لجن فعال می شود. در نهایت، همهٔ این عوامل باعث کاهش حجم مورد نیاز برای مخازن بیولوژیکی شده و در نتیجه در هزینه ساخت صرفه جویی می شود. علاوه بر این، فرایند MBR در مقایسه با تصفیه فاضلابی که با فیلتراسیون شنی با اولترا فیلتراسیون توأم شده است، اثرات نامطلوب زیست محیطی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. در سال های اخیر، مدول غشاهای MBR نواقص مدول های قبلی را جبران کرده است و به صورت قابل تعویض طراحی شده اند. به عبارت دیگر، این سیستم ها برای به روز کردن نصب و استقرار سیستم طراحی شده اند به نحوی که مدول های MBR اصلی می تواند به آسانی حذف شده و مدول جدید در مکان آن ها قرار گیرد. بسیاری از دارندگان سیستم های MBR نگران این هستند که قسمت اصلی سیستم MBR تولید
شده از یک کارخانه ممکن است در اثر خرابی و تعویض، با برندهای دیگر سازگار نباشد. نمونه هایی از تکنولوژی MBR. شکل های مختلفی از MBR در حال حاضر وجود دارد. یک نمونه از نسل دوم که باعث بهینه ساختن ممبران و مدول می شود، یک مدول اولترافیلتراسیون الیاف توخالی یک سر آزاد است. مدول تولید شده فوق، برای اجتناب از گرفتگی و رسوب گرفتن که مشکل عمده بسیاری از تولیدکنندگان منول MBR است طراحی شده است (۲۰۰۵Vossenkaul). این مدول از غشاهای هالوفایبر با اندازه سوراخ حدود ۰/۰۵ میکرون تشکیل شده است. قسمت پایین فیبرهای غشایی بر یک لوله یک سر آزاد فیکس شده است. این در حالی است که قسمت انتهایی فیبر فیکس نشده و غوطه ور است و برای حرکت عرضی آزاد است. همه جامدات و ذرات در قسمت پپرونی فیبرها باقی می مانند و ماده تقودکننده از درون فیبرها با کمک وکیوم کشیده می شود، هالو فایبرها یا همان الیاف توخالی، به صورت دسته دسته منظم شده و به صورت عمودی درون لجن فعال غوطه ور می باشند. برای حفظ سرعت فیلتراسیون مدول های ممبران، شست و شو با هوا در فواصل زمانی مرتبی انجام می شود. یک نازل هوا درون مرکز این دستهٔ الیاف قرار دارد تا مصرف انرژی را کاهش دهد کاهش
مصرف انرژی به این دلیل است که هوا در مکانی تزریق می شود که تشکیل رسوب و لجن در آن قسمت بالاست. طراحی این مدل باعث می شود که حتی ترکیبات رشته ای و مویی از سیستم حذف شوند، به این ترتیب فقط از یک آشغال گیر دهانه درشت قبل از این سیستم می توان استفاده نمود و در نتیجه هزینه بهره برداری و هزینه سرمایه کاهش می یابد مزیت عمده این نوع غشاها، توانایی بالای مکانیکی آنهاست. این توان مکانیکی توسط بافت مستحکم فیبرهای غشایی تأمین می شود هر دسته از این الیاف در ردیف هایی به هم متصل شده و چندین ردیف در یک قالب فلزی سوار می شوند. حرکت آزادانهٔ این الیاف و هوادهی مرکزی، فیلتراسیون پایداری را در حین بهره برداری در طول عمر غشا به وجود می آورد و با کاهش نیاز به مصرف انرژی جهت تمیز کردن و نگهداری، هزینه های بهره برداری کاهش می یابد. علی رغم اینکه بیشتر صفحات تخت MBR و برخی ممبران های هالوفایبر نمی توانند شست و شوی معکوس شوند، ممبران در برابر گرفتگی مقاومت کرده و قابلیت تراوایی را با وارد نمودن قسمت کوچکی از مایع تصفیه شده به درون سوراخ های فیبر از داخل به خارج در یک فاصله زمانی مشخص حفظ می کند. ممبران های مالوفایبر یا همان الیاف تو
خالی، مساحت به مراتب بیشتری ایجاد می کنند و ظرفیت فیلتراسیون بالاتری از نظر اثرات زیست محیطی در مقایسه با ممبران های صفحه تخت دارند. ملاحظاتی در ارتباط با به روز کردن سیستم MBR. هنگام به روز کردن و احیاء یک سیستم MBR برخی عوامل باید لحاظ شوند. این عوامل عبارتند از: ابعاد فیزیکی مدول. مدول های جدید باید طراحی قابل انعطافی داشته باشند تا با اندازه تانک های موجود و لای اوت مدول سازگار باستاد ابعاد خارجی قالب مدول های جدید (طول و عرض و ارتفاع) باید بر حسب نیاز و ضرورت سطح غشا باید با طراحی سیستم مطابقت داشته باشد تا تراوش مورد نیاز بهره برداری را پشتیبانی کند. برای مثال، یک مدول ۱۵۰۰ متر مربعی برای به روز نمودن فضاهای بزرگ طراحی شده است. در این حالت برخی تجهیزات نظیر؛ چندشاخهٔ تنظیم شده برای گرفتن عصاره ماده نفوذی و خطوط تأمین هوا، تعداد اتصالات لوله در حین نصب را کاهش می دهند. علاوه براین، مدول هزار و پانصد مترمربعی، اثرات زیست محیطی یکسانی در مقایسه با مدول رقیب ایجاد می کند و در همان مخزن ممبران به کار خود ادامه می دهد برای به روزآوری بقیه مدل ها، مدل یک سر آزاد، طراحی سیار قابل انعطافی دارد. تعداد غشاها در یک
ردیف، تعداد ردیف ها در یک مدول و ارتقا مدول می تواند با ابعاد مخزن موجود مطابقت داده شود. MBR عملکرد سیستم. از دیگر ملاحظاتی که برای به روز کردن سیستم های موجود باید مد نظر قرار گیرد، عملکرد سیستم بیولوژیکی است. در برخی حالات، عملکرد ضعیف بیورآکتور منجر به مشکلاتی در عملکرد غشا می شود. در این حالات، ممکن است تغییراتی درسیستم تصفیه بیولوژیکی اعمال شود تا عملکرد سیستم بهبود یابد و در این شرایط، تغییر ساده مدول ها ممکن است کافی نباشد. آنالیز عملکرد کلی تصفیه خانه باید هنگام برنامه ریزی برای به روزآوری مورد توجه قرار گیرد. به این ترتیب، قبل از اینکه مدول ممبران جدید نصب گردد، مشکل فرایند هر قسمت، می تواند شناسایی و تصحیح شود. بهره برداری مدول. هر تولیدکنندهٔ MBR بهره برداری از سیستم را به طرق مختلف بسته به مدول غشا و شکل ممبران بهینه ساخته است. برای ارزیابی تجهیزات موجود، ملاحظات دقیقی نیاز می شود تا توالی شست و شوی معکوس، شست و شو با هوا، و تمیز کردن با مواد شیمیایی را پشتیبانی کند. این تجهیزات ممکن است به اصلاح یا به روز کردن نیاز داشته باشد. معمول ممبران های صفحه تخت و برخی ممبران های فیبری توخالی نمی توانند
شست و شوی معکوس شوند؛ بنابراین پمپ و لوله کشی مناسبی باید تعبیه شود. برخی تولیدکنندگان ممبران منبع هوای متفاوت با دبی هوای متفاوت و زمان سیکل را برای این سیستم ها طراحی کرده اند که قادر به سیکل و انتقال هوای منبع هوا باشد؛ بنابراین، لوله کشی و نصب ممکن است به تنظیمات توالی شست وشو با هوا (معمولاً این مسئلهٔ مربوط به برنامه نویسی کار سیستم هاست)، تغییر در اندازه بلورها، و مکان شیرهای خودکار که انتقال هوا را به عهده دارند، نیاز داشته باشد.