Membran biyoreaktör sistemi
Kısa Tarihçe

İlk membran biyoreaktörler, 1960'ların sonlarında ticari olarak Dorr- Oliver tarafından geliştirilmiştir.
MBR'ların günümüze gelinceye dek tasarım açısından 3 temel nesli ortaya çıkmıştır ve 4. nesil de gelişme aşamasındadır.
Kentsel veya evsel atıksu arıtımı için kullanılan 1. nesil MBR'lar daha çok küçük debilerde, kanalizasyona bağlı olmayan bölgelerde ve atıksu geri kazanım ve kullanımı amacıyla karavan parkları, kayak merkezleri ve ofis kompleksleri gibi alanlarda uygulanmışlardır. 1. nesil MBR'larda 15000–25000 mg/L MLSS(karışık sıvıdaki askıda katı madde) ve 50 gün veya daha fazla SRT(çamur bekletme süresi) uygulanmıştır. Çok yüksek SRT'den dolayı bu sistemler biyolojik arıtım açısından oldukça kararlı ve nispeten problemsizdir. Bu neslin avantajları yüksek kalitede çıkış suyu,az çamur miktarları ve seyrek çamur bertarafı, tam nitrifikasyon ve az değişkenlik gösteren çıkış suyu kalitesi olmuştur.
1.nesil uygulamaların artması ve teknolojik gelişimler sonucunda da 2. nesil MBR'lar devreye girmiştir. MBR'larda biyolojik nütrient (azot ve fosfor) giderimi sağlanması 2. nesil MBR'ların en önemli iki özelliğidir. Azot giderimi, tam nitrifiye eden bir tesiste aerobik bölümde oluşan nitratın MLSS ile anoksik bölüme geri döndürülmesi ve anoksik bölümde de denitrifikasyon sonucu nitratın azota indirgenmesi ile gerçekleşir. Denitrifikasyon ile birlikte aynı zamanda alkalinite geri kazanımı da elde edilmektedir. Kimyasal fosfor giderimi için MBR'lara metal tuzlarının eklenmesi de 2. neslin diğer bir özelliğidir. Tesislerde elde edilen sonuçlara göre çıkış fosfat konsantrasyonları 0,1 mg/L'den azdır. İlk uygulamalarda, metal tuzlarının eklenmesi ile membran biyoreaktörde MLSS konsantrasyonları sabit SRT'de 25,000 mg/L gibi yüksek değerlere çıkınca, devam eden uygulamalarda veya işletme periyotlarında yüksek MLSS konsantrasyonlarının membran kapasitesine olumsuz etkilerini azaltmak amacıyla SRT azaltılmıştır. Bu sebeple 2. nesil MBR'larda MLSS ve SRT sırasıyla 15000–20000 mg/L ve minimum 20 gün olmuştur.
3. nesil MBR'lardaki ana hedefler membran akısını ve kapasitesini artırabilmek, sistem SRT ve MLSS'ini azaltabilmek ve toplam maliyeti optimize edebilmek olmuştur. 3. nesil MBR'larda üretici firmalarla birlikte, artık arıtma tesisi işletmecileri ve mühendislik-danışmanlık firmaları da aktif rol oynamaya başlamıştır. Daha düşük MLSS konsantrasyonları (10,000 mg/L civarı) çalışılması ile süzüntü suyu akısını da artmıştır.
Gerekli biyolojik proses kinetiğinin yakalanması açısından azaltılan MLSS ve SRT 3. nesil MBR'ların temel özelliğidir. Ancak bu olumlu değişiklikler diğer yandan bazı proses ve tasarım olumsuzlukları da meydana getirmiştir. Azaltılan SRT, daha yakın ve etkin proses kontrolü gerektirip, günlük organik yükleme varyasyonlarının etkisi açısından problemler çıkarabilmektedir. Daha düşük MLSS ile çalışmak membran ekipman maliyetini azaltmakta ve pik debileri karşılayabilme kapasitesini artırmaktadır. Ancak aynı zamanda da gerekli reaktör hacmini ve üretilen atık çamurun hacmini artırmaktadır.
Günümüzde, uygulanan sistem kapasiteleri açısından düşünüldüğünde artık 4. nesile girmekte olduğumuz, son birkaç yıl içinde inşa edilen veya tasarımı yapılmakta olan MBR'lara bakıldığında uygulanan toplam sayıyla birlikte aynı zamanda çok daha büyük orandaki debileri arıtacak MBR'ların da arttığı söylenebilir. Bunun sonucu olarak satış pazarının eksponansiyel artması üretici firma sayısını artırmış ve rekabeti de geliştirmiştir.