کاربرد بیوراکتور غشایی در تصفیه فاضلاب

به طور کلی روش بیوراکتور غشایی (MBR) در موارد زیر به عنوان یکی از روش های جذاب تصفیه فاضلاب شناخته شده است:1- در شرایطی که محدودیت فضا برای تصفیه خانه وجود دارد.2- کیفیت بالای پساب تصفیه شده مورد نیاز است به ویژه در شرایطی که هدف از تصفیه فاضلاب، بازچرخانی است.در گذشته با توجه به قیمت بالای واحدهای بیوراکتور غشایی MBR در مقایسه با روش های سنتی تصفیه فاضلاب لجن فعال، واحدهای MBR تنها به منظور تصفیه فاضلاب با نرخ جریان به نسبت کم مورد استفاده قرار می گرفت.با این وجود، با توجه با افزایش قوانین سختگیرانه زیست محیطی به همراه کاهش هزینه های سرمایه گذاری (به ویژه قیمت غشا ) و هزینه های بهره برداری ( در درجه اول هزینه ی انرژی)، واحد های MBR محبوبیت بیشتری پیدا کرده اند و شاهد افزایش پیوسته سایز تاسیسات MBR در 20 سال اول اجرای آنها هستیم. هم اکنون تعداد قابل توجهی از واحدهای تصفیه MBR شهری جهت تصفیه بیش از 100 مگا لیتر فاضلاب در روز در ظرفیت پیک جریان روزانه وجود دارد. بدون شک، تکنولوژی MBR برای تصفیه فاضلاب هایی مورد استفاده قرار می گیرد که دارای کربن آلی با قابلیت تجزیه پذیری بیولوژیکی هستند.در بخش صنایع غذایی و نوشیدنی، فناوری MBR به فراوانی مورد استفاده قرار گرفته است. تکنولوژی MBR همچنین به صورت موفقیت آمیزی برای تصفیه پساب های چالشی که به مقدار کم توانایی تجزیه بیولوژیکی دارند، مورد استفاده قرار گرفته است و پساب را با کیفیت قابل قبولی تصفیه کرده است. دلیل عملکرد مناسب این فرایند در تصفیه چنین پساب هایی، زمان ماند بالاتر نسبت به روش سنتی لجن فعال است که موجب افزایش بازدهی حذف آلاینده ها از پساب می گردد. پساب هایی مانند شیرابه زباله و پساب صنایع دارویی از جمله پساب های چالشی محسوب می شود.از سوی دیگر پساب ها حاوی روغن آزاد در هر دو شکل گیاهی و معدنی، بسیار چالشی هستند، زیرا غشاها به شدت با این مواد دچار گرفتگی می شوند. در چنین مواردی، به منظور محافظت از غشا، فرایندهای پیش تصفیه شامل جداسازی صفحه ای یا فشرده سازی با هوای فشرده و یا ترکیبی از هر دو روش مورد نیاز است.بیوراکتور غشایی جهت تصفیه پساب های شهری:از بین بردن و یا غیر فعال کردن باکتری های بیماری زا، هم در حالتی که پساب قرار است به درون محیط زیست تخلیه شود و هم در حالتی که قرار است بازچرخانی شده و مجددا در مصارفی مانند آبیاری فضای سبز مورد استفاده قرار گیرد، از مراحل مهم و الزامی تصفیه فاضلاب است. فرایند MBR سطوح بالایی از حذف باکتری ها و گندزدایی را فراهم می آورد و همچنین با شفاف ساختن آب، اثربخشی فرایند گندزدایی با استفاده از اشعه UV را افزایش می دهد.ماهیت میکروآلاینده ها که توانایی آلوده کردن محیط حتی در غلظت های بسیار کم را دارند، تنها در سال های اخیر روشن شده است و نیاز آتی برای برای حذف میکروآلاینده ها هنوز نامشخص است. این آلاینده ها رنج وسیعی از مواد شیمیایی شامل فلزات سنگین، آفت کش ها و علف کش ها، افزاینده های بازدارنده آتش و محصولات دارویی هستند.فاضلاب حاوی جامدات آلی و معدنی معلق، ترکیبات مغذی ( ترکیبات حاوی نیتروژن و فسفر) و باکتری های بیماری زا است. ترکیبات آلی غالبا با داشتن نسبت BOD به COD بدر گستره 0.4 تا 0.5 به سهولت توانایی تجزیه بیولوژیکی دارند. بنابراین در اکثر موارد با فرایند های سنتی لجن فعال که در تصفیه خانه های شهری بزرگ انجام می شود ، به صورت بیولوژیکی تصفیه می شوند.از آنجایی که ظرفیت پساب های شهری نسبت به پساب های صنعتی، بسیار بیشتر است، بیشترین ظرفیت تصفیه پساب با استفاده از MBR در سراسر جهان مربوط به تصفیه پساب های شهری است. بنابراین بیشتر مطالعات بر روی MBR نیز بر روی گرفتگی غشا با عوامل مربوط به پساب شهری متمرکز شده است.به طور معمول فاضلاب ها به منظور بر آورده کردن استانداردهای قانونی محیط زیستی برای تخلیه به آب های سطحی تصفیه می شوند. با این وجود، امروزه اجرای واحد های استفاده مجدد از پساب در سراسر دنیا در حال افزایش است. آلاینده های کلیدی که باید از پساب شهری حذف شوند به لحاظ اهمیت به شرح زیر هستند:جامدات معلقمواد آلیآمونیاکنیتراتفسفاتباکتری های بیماری زامیکرو آلاینده هاموارد کاربرد بیوراکتورهای غشایی در تصفیه پساب های صنعتی صنعتی:بیوراکتور غشایی برای تصفیه فاضلاب صنایع زیر مورد استفاده قرار می گیرد:صنایع غذایی و آشامیدنی- در این پساب ها معمولا بار مواد آلی بالاست.صنایع نفتی- بخش های استخراج، پالایش و پتروشیمیصنایع دارویی- این نوع پساب ها معمولا دارای مشکلات مربوط به مواد اولیه دارویی فعال هستند.صنایع خمیر کاغذ و کاغذ- در این نوع پساب ها معمولا مقدار جامدات معلق، COD و BOD بالاست.صنایع نساجی- این نوع پساب معمولا دارای چالش های متفاوتی از جمله تجزیه پذیری بیولوژیکی ، سمی بودن، محتوای FOG (چربی، روغن و گریس) و رنگ است.شیرابه زباله- این نوع پساب حاوی گستره متنوعی از ترکیبات آلی و معدنی معلق و محلول است.صنایع کشتی- تصفیه این نوع پساب همواره محدود به الزامات قانونی و محدودیت های فضا است.