تصفیه فاضلاب به روش MBR – Membrane BioReactor

فرآیند تصفیه فاضلاب به روش MBR یک فرآیند لجن فعال رشد معلق می باشد که با یک سیستم غشای ممبرانی ترکیب شده است.در این فرآیند، سیستم ممبرانی نقش واحد ته نشینی (زلال سازی) در جداسازی جامدات معلق در سیستم لجن متعارف را برعهده دارد .در فرآیندMBR معمولا ممبران ها بصورت مستغرق در واحد هوادهی قرار داشته و صورت مستقیم با فاضلاب ومایع مخلوط (Mixed Liquor) در تماس می باشند.در این فرآیند، مقداری هوا نیز از کف واحد هوادهی به این واحد وارد می شود تا سطح خارجی رشته های ممبرانی را تمیز نموده وجامدات پذیرش نشده توسط ممبران ها را از سطح ممبران ها کنار زده و جابجا نماید.لجن مازاد در این فرآیند نیز معمولا بصورت مستقیم از واحد هوادهی به خارج پمپ می شود.

روش MBR در واقع همان فرآیند لجن فعال است که برای ته نشینی و جداسازی لجن از واحد ته نشینی استفاده نمی شود و این عمل بوسیله یک سیستم غشایی و بوسیله فیلتراسیون انجام می گردد و به صورت مستغرق در مخزن هوادهی قرار داده می شود و می تواند ذرات با قطر بیشتر از 1/0 و 4/0 میکرومتر را می تواند حذف کند که در تصفیه انواع فاضلاب های بهداشتی – انسانی و تصفیه فاضلاب صنعتی که قابلیت تصفیه بیولوژیکی را دارند کاربرد دارد.فرآيند تصفیه فاضلاب MBR يكی از انواع فرآيند لجن فعال رشد معلق است كه با يك سيستم ممبران ( معمولا ازنوع ممبران هاي رشته اي تو خالي Hollow fiber يا نوع لوله اي (Tubular) ترکیب گردیده است. در اين روش تصفیه، سيستم ممبراني جانشین واحد ته نشيني (زلال سازي) در زلال سازی و تفکیک جامدات موجود در پساب در سيستم لجن متعارف را بعهده دارد .در اين فرآيند به کمک یک پمپ مكنده، با مصرف مقدار بسیار کمی انرژي، استخراج پساب تصفيه شده از درون ممبران ها به بيرون را به همراه دارد.

فرآیند MBR در عمل شبیه به فرآیند لجن فعال است که از سه قسمت اصلی هوادهی، جداسازی لجن و سیستم برگشت لجن تشکیل گردیده است. در این فرآیند ابتدا فاضلاب به واحد هوادهی وارد می شود و در این واحد تجزیه بیولوژیکی مواد به انجام می­ رسد. سپس فاضلاب و توده بیولوژیکی میکروارگانیسم­ ها و باکتری­ ها جهت جداسازی وارد یک غشاء ممبرانی جهت فیلتراسیون می­گردد که یک پمپ نیروی لازم جهت عبوردادن آب از غشاء فیلتر تأمین می­ کند.

این سیستم ترکیبی از تصفیه بیولوژیکی رشد معلق لجن فعال و تجهیزات فیلتراسیون غشایی است . در این سیستم معمولاً از غشاهایی با فشار پایین MF و یا UF استفاده می شود. این روش به دلیل ویژگی و مزایای آن بطور روزافزونی در صنعت تصفیه فاضلاب بکار گرفته می شود . در سیستم MBR تانک ته نشینی ثانویه و مراحل بعد از آن حذف می شوند.

· تولید پساب تصفیه شده با کیفیت بسیار بالاتر و پایدارتر از سایر فرآیندهای تصفیه

· کاهش فضای مورد نیاز جهت احداث تصفیه خانه (تا 50 درصد)

· افزایش ظرفیت و راندمان سیستم تصفیه به دلیل افزودن غلظت لجن فعال (MLSS) در حوض هوادهی

· افزایش راندمان تصفیه ترکیبات ازته (نیتریفیکاسیون) به دلیل افزایش زمان ماند میکروبی (SRT)

· ایجاد مقاومت بالا در برابر شوک های آلی و هیدرولیکی به دلیل میزان بالای جمعیت میکروبی

· جلوگیری از فرار لجن و باکتریها

· حذف واحد ته نشینی لجن و فیلتر شنی در تصفیه خانه های فاضلاب (عدم وقوع پدیده های بالکینگ و رایزینگ)

· افزایش پایداری فرآیند به وسیله افزایش جمعیت میکروبی به خاطر عدم فرار لجن از سیستم تصفیه ، به عبارت دیگر کاهش نسبت غذا به میکروارگانیسم (F/M)

· کاهش تولید لجن مازاد به دلیل نسبت F/M پایین ، خودخوری باکتریها و همچنین زمان ماند میکروبی (SRT) طولانیتر نسبت به فرآیند لجن فعال متداول

موارد کاربرد پکیج تصفیه فاضلاب به روش MBR:

–         مدول الیاف توخالی Hollow Fiber Modules

–         مدول صفحه ای مسطح Flat Sheet Modules

نوع معمول	مزایا	معایب
مدول فیبر توخالی Hollow Fiber Module	قابلیت انعطاف : رشته های فیبری مدول بر اثر برخورد با حباب های هوا دیفیوزر مرتعش میشوند که این موضوع پتانسیل چسبندگی لجن به غشا را کم میکند. قابلیت شستشوی معکوس : Backwash شستشوی معکوس فلاکس متوسط غشا را افزایش داده و زمان شستشوی دوره ای را به تاخیر میاندازد. چگالی سطحی نسبی بالا : این نوع مدول سطح بزرگی از غشا را در واحد حجم عرضه میکند که سبب کوچکتر شدن نسبی مدول برای فلاکس معین میشود.	تمایل به ایجاد پدیده : Braiding این پدیده در این نوع مدول ایجاد میشود و در نوع صفحه ای کمتر به وجود می آید . (تجمع لجن به صورت رشته ای ) قابلیت تمیزکاری فیزیکی ضعیف : به سبب شکل خاص این مدل شستشوی دوره ای فیزیکی این نوع مدول مشکل بوده و باید برای لطمه نخوردن فیبرها با احیاط صورت گیرد . عدم قابلیت شناسایی و تعویض فیبر معیوب : در این نوع مدول در صورتیکه یک و یا چند عدد از رشته ها سوراخ شده باشند ، شناسایی و یا تعویض آن ممکن نیست و باید کل مدول تعویض شود .
مدول صفحه ای مسطح Flat Sheet Module	قابلیت جریان هیدرولیکی نسبی بهتر : جریان آب در رشته های لوله ایی مدول فیبر توخالی افت فشار بیشتری را نسبت به مدول های صفحه ای تحمل می کند. تمایل کمتر به پدیده braiding : در مدول های صفحه ای این پدیده کمتر اتفاق میافتد .	عدم قابلیت شستشوی بر عکس : (back wash) مدولهای صفحه ای معمول ، دارای قابلیت شستشوی برعکس نیستند ، علت آن عدم تحمل نیروی وارد بر صفحه و احتمال پارگی و جدا شدن غشا از فریم است . چگالی سطحی نسبی پایین : این مدول برای یک فلاکس معین حجم بیشتری را نسبت به مدول های فیبر تو خالی اشغال میکند.

الف – مشخصات فنی بیوراکتور غشایی فیبر تو خالی(Hollow Fiber)
– غشاهای تو خالی از جنس PVDF
– قطر فیبرها : قطر خارجی 1.2 م م و قطر داخلی 0.7م م
– – سایز حفره ها در غشا : 0.04تا 0.08 میکرومتر
– محدودهPH: 1-10
– بیشترین دمای کاری:40˚C
– نرخ جریان:25-15 Lit/m2/h
ب- مشخصات فنی مدول غشاء Eco sepro (UF) / Flat Sheet
در صفحه غشاء ECO sepro از مواد PES یا PVDF در لایه خارجی غشاء از فیبر PET به عنوان لایه داخلی استفاده شده است و باعث می شود مقاومت فیزیکی و پایداری شیمیایی بالایی از خود نشان دهد .اندازه یکنواخت منافذ غشاها با اندازه μm 0.04باعث می شو د تا غشاء نفوذپذیری بالایی بدون ایجاد گرفتگی داشته باشد.