فیلتر ممبران MBR

پروسه بیوراکتور غشایی یا فیلتر ممبران MBR غالباً برای پاک‌سازی فاضلاب با استفاده از میکروفیلتراسیون (MF) یا فوق تصفیه (UF) و ادغام آنها با یک فرایند بیولوژیکی مانند یک بیوراکتور رشد معلق استفاده می‌شود. غشاها به‌عنوان یک فیلتر برای حذف جامدات تولید شده در طی فرایند بیولوژیکی مورداستفاده قرار می‌گیرند که یک محصول شفاف و عاری از پاتوژن می‌دهد.

درباره فیلتر ممبران MBR بیشتر بدانیم.

یک بیوراکتور غشایی در اصل جایگزینی در سیستم لجن فعال معمولی (CAS) است که برای ته‌نشینی و جداسازی مواد بکار می‌رود و کیفیت آب را بسیار بهتر می‌سازد. البته فرایند MBR در طیف وسیعی از پارامترهای متفاوت نسبت به فرایند لجن فعال معمولی عمل می‌کند.

به‌طورکلی MBRها دارای سه پیکربندی ممبران مجزا هستند:

• ورق تخت (FS)
• فیبر توخالی (HF)
• چند لوله‌ای (MT)

کاربردهای فیلتر ممبران MBR

فناوری‌های فیلتر ممبران MBR عموماً در مواقع زیر انتخاب خوبی به شمار می‌آیند:

• زمانی که فضای محدودی وجود دارد.
• کاربر نهایی به آب تصفیه شده باکیفیت بالا نیاز دارد.

معمولاً فناوری MBR بر روی فاضلاب‌هایی با محتوای کربن آلی که به‌راحتی تجزیه‌پذیر است؛ استفاده می‌شود. همچنین صنعت غذا و نوشیدنی از فناوری MBR بهره‌برداری گسترده‌ای کرده است. علاوه‌برآن صنایعی که دارای محتویات زیست‌تخریب‌پذیر کمی هستند (مانند شیرابه محل دفن زباله و پساب‌های دارویی) نیز مقصد این فناوری هستند.

علت ورود این تکنولوژی به چنین صنایعی زمان نگهداری طولانی جامدات است که باعث بهبود تصفیه بیولوژیکی نسبت به فرایندهای بیولوژیکی معمولی می‌شود. آب‌هایی که حاوی روغن معلق (گیاهی یا معدنی) هستند به‌منظور پیشگیری از غشاء نیاز به پیش تصفیه دارند. (به‌عنوان‌مثال جداسازی صفحه، شناورسازی هوای محلول یا هر دو)

صنایع استفاده‌کننده از فیلتر ممبران MBR

به‌طورکلی MBRها برای تصفیه پساب در بخش‌های صنعتی زیر استفاده می‌شوند:

• صنایع غذایی و نوشیدنی‌ها – وجود مواد ارگانیک
• صنعت نفت – بخش‌های اکتشاف، پالایش و پتروشیمی
• صنعت داروسازی – دارای مواد فعال دارویی (API)
• صنعت خمیر و کاغذ – سطوح بالای جامدات معلق، COD و BOD
• فاضلاب صنعت نساجی – سموم و رنگ‌ها
• شیرابه محل دفن زباله – انواع زیادی از ترکیبات آلی محلول و معلق و معدنی
• پساب کشتی – الزامات قانونی و محدودیت‌های فضایی

مزایای MBR چیست؟

به‌طورکلی تصدیق می‌شود که فیلتر ممبران MBR دارای مزایای متعددی نسبت به سایر فناوری‌های فاضلاب هستند، مانند:

• کنترل مستقل HRT و SRT
• پساب باکیفیت بالا
• بهبود درمان زیستی

کنترل مستقل HRT و SRT

ازآنجاکه جامدات بیولوژیکی (لجن مخلوط) به طور کامل در بیوراکتور موجود هستند، این امر باعث می‌شود زمان نگهداری جامدات (SRT) مستقل از زمان احتباس هیدرولیکی (HRT) کنترل شود. در فرایند لجن فعال معمولی CAS مواد جامد فلوکولانت که اساساً زیست‌توده هستند باید تااندازه‌ای رشد کنند که بتوانند در شفاف کننده ثانویه مستقر شوند؛ بنابراین در HRT، CAS و SRT به یکدیگر متصل می‌شوند. با افزایش HRT ، فلوکولانت‌ها باید رشد کنند و سپس محلول‌پذیری آنها افزایش می‌یابد.

پساب باکیفیت بالا

با وجود فیلتر ممبران MBR در اندازه کوچک (<0.5)، پساب تصفیه شده وضوح بسیار بالایی دارد و به طور قابل‌توجهی غلظت پاتوژن را در مقایسه با فرایند CAS کاهش می‌دهد. فاضلاب دارای کیفیت کافی برای تخلیه به آب‌ها یا استفاده در مواردی مانند آبیاری شهری، آب و برق یا شستشوی توالت‌های عمومی است. همچنین می‌توان آن را مستقیماً با یک فرایند اسمز معکوس تصفیه کرد تا از کیفیت بیشتری هم برخوردار شود و در مصارف دیگر بکار رود.

تصفیه بیولوژیکی بهتر

فناوری‌های MBR دارای SRT بالاتری هستند که به دلیل کند کردن رشد میکروارگانیسم‌ها، به‌ویژه نیتریفایرها، تصفیه بیولوژیکی بیشتری دارند. این واقعیت، MBRها را در حذف بیولوژیکی آمونیاک (“نیتریفیکاسیون”) نیز بسیار مؤثر می‌کند.

معایب MBR چیست؟

معایب کلیدی فیلتر ممبران MBR پیچیدگی فرایند عملیاتی و هزینه نسبتاً بالای آن است. OPEX همچنین به موارد زیر حساسیت دارد:

• زندگی غشایی
• شار نفوذ (permeation flux)
• میزان آبشستگی غشاء (انرژی آبشستگی هوا – air scour energy)

عناصر MBR OPEX

به‌طورکلی، عناصر اصلی مؤثر بر MBR OPEX عبارت‌اند از:

• هزینه غشاء / سطح غشاء (مترمربع)
• عمر غشاء (سال)
• شار نفوذ خالص، با درنظرگرفتن زمان خرابی و استفاده از آب برای تمیزکردن غشاء
• تقاضای هوادهی غشایی خاص
• هزینه زمین/ مساحت زمین (مترمربع)
• هزینه انرژی/ ساعت (کیلووات)
• ارزش بهبود کیفیت آب

نتیجه‌گیری

فیلتر ممبران MBR از تکنیک‌های نوین در تصفیه فاضلاب‌های شهری و صنعتی بوده که بسیار مؤثر و کارا است. علاوه‌برآن یکی از روش‌های جدید تصفیه فاضلاب با کارایی بالا شناخته می‌شود. در این روش از تصفیه زیستی و همچنین غشا به‌عنوان راه‌حلی برای تصفیه و پاک‌سازی پساب‌ها و فاضلاب استفاده شده که در آن باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها به حداقل خود می‌رسند.