سیستم تصفیه فاضلاب Mbr

بیوراکتور غشایی MBR (MBR) یک روش تصفیه فاضلاب کارآمد است که فناوری جداسازی غشایی و فناوری تصفیه بیولوژیکی را ترکیب می‌کند. اصل کار آن عمدتاً بر اساس نکات زیر است:

فناوری جداسازی غشایی: غشای MBR با فناوری غشایی اولترافیلتراسیون یا میکروفیلتراسیون جداسازی می‌شود و جایگزین مخزن ته‌نشینی ثانویه و واحد فیلتراسیون معمولی در فرآیند تصفیه فاضلاب سنتی می‌شود. این فناوری می‌تواند به طور مؤثر لجن فعال و مواد آلی ماکرومولکولی را به دام بیندازد تا جداسازی جامد-مایع حاصل شود.

فناوری تصفیه بیولوژیکی: فرآیند غشایی MBR از تجهیزات جداسازی غشایی برای به دام انداختن لجن فعال و مواد آلی ماکرومولکولی در مخزن واکنش بیوشیمیایی استفاده می‌کند و مخزن ته‌نشینی ثانویه را حذف می‌کند. این امر باعث افزایش قابل توجه غلظت لجن فعال، کنترل جداگانه زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و زمان ماند لجن (SRT) و واکنش و تخریب مداوم مواد نسوز در راکتور می‌شود.

جداسازی جامد-مایع با راندمان بالا: ظرفیت جداسازی جامد-مایع با راندمان بالای بیوراکتور غشایی MBR باعث می‌شود کیفیت آب خروجی خوب، مواد معلق و کدورت نزدیک به صفر باشد و بتواند آلاینده‌های بیولوژیکی مانند E. coli را به دام بیندازد. کیفیت پساب پس از تصفیه بدیهی است که از فرآیند تصفیه فاضلاب سنتی برتر است و یک فناوری بازیافت منابع فاضلاب کارآمد و اقتصادی است.

بهینه‌سازی اثر تصفیه: فرآیند غشایی MBR عملکرد بیوراکتور را از طریق فناوری جداسازی غشایی تا حد زیادی تقویت می‌کند و در مقایسه با روش‌های سنتی تصفیه بیولوژیکی، یکی از امیدوارکننده‌ترین فناوری‌های جدید تصفیه فاضلاب است. این فرآیند مزایای آشکاری مانند نرخ بالای حذف آلاینده‌ها، مقاومت قوی در برابر تورم لجن، کیفیت پایدار و قابل اعتماد پساب خروجی دارد.

سیستم بیوراکتور غشایی (MBR) به طور کلی از قسمت‌های زیر تشکیل شده است:

۱. چاه ورودی آب: چاه ورودی آب مجهز به دریچه سرریز و دریچه ورودی آب است. در صورتی که مقدار آب از بار سیستم بیشتر شود یا سیستم تصفیه دچار مشکل شود، دریچه ورودی آب بسته می‌شود و فاضلاب مستقیماً از طریق دریچه سرریز به رودخانه یا شبکه لوله‌کشی شهری مجاور تخلیه می‌شود.

۲. شبکه: فاضلاب اغلب حاوی مقدار زیادی زباله است، به منظور اطمینان از عملکرد طبیعی بیوراکتور غشایی، لازم است انواع الیاف، سرباره، کاغذ باطله و سایر زباله‌ها از سیستم خارج شوند، بنابراین لازم است شبکه را قبل از سیستم تنظیم کنید و مرتباً سرباره شبکه را تمیز کنید.

۳. مخزن تنظیم: کمیت و کیفیت فاضلاب جمع‌آوری‌شده با گذشت زمان تغییر می‌کند. برای اطمینان از عملکرد طبیعی سیستم تصفیه بعدی و کاهش بار عملیاتی، تنظیم کمیت و کیفیت فاضلاب ضروری است، بنابراین مخزن تنظیم قبل از ورود به سیستم تصفیه بیولوژیکی طراحی شده است. مخزن تهویه باید مرتباً از رسوبات تمیز شود. حوضچه تنظیم معمولاً برای سرریز شدن تنظیم می‌شود که می‌تواند عملکرد طبیعی سیستم را در صورت زیاد بودن بار تضمین کند.

۴. جمع‌کننده مو: در سیستم تصفیه آب، از آنجا که فاضلاب جمع‌آوری‌شده حمام حاوی مقدار کمی مو و فیبر و سایر بقایای ریز است که شبکه نمی‌تواند به‌طور کامل آنها را جدا کند، باعث انسداد پمپ و راکتور MBR می‌شود و در نتیجه راندمان تصفیه را کاهش می‌دهد، بنابراین بیوراکتور غشایی تولید شده توسط شرکت ما دارای جمع‌کننده مو است.

۵. مخزن واکنش MBR: تجزیه آلاینده‌های آلی و جداسازی گل و لای و آب در مخزن واکنش MBR انجام می‌شود. مخزن واکنش به عنوان بخش اصلی سیستم تصفیه، شامل کلونی‌های میکروبی، اجزای غشاء، سیستم جمع‌آوری آب، سیستم پساب و سیستم هوادهی است.

۶. دستگاه ضدعفونی: طبق الزامات آب، سیستم MBR تولید شده توسط شرکت ما با دستگاه ضدعفونی طراحی شده است که می‌تواند به طور خودکار دوز را کنترل کند.

غشاها در MBR (بیوراکتور غشایی) عمدتاً به انواع زیر تقسیم می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی دارند:

غشای الیاف توخالی:

شکل فیزیکی: غشای الیاف توخالی یک ساختار دسته‌ای است که از هزاران الیاف توخالی کوچک تشکیل شده است، قسمت داخلی الیاف کانال مایع و قسمت بیرونی آن فاضلابی است که باید تصفیه شود.

ویژگی‌ها: چگالی سطح بالا: سطح غشاء در واحد حجم زیاد است که باعث می‌شود تجهیزات جمع و جور و فضای کمی اشغال کنند. شستشوی راحت با گاز: سطح فیلم را می‌توان مستقیماً از طریق هوادهی شستشو داد که به کاهش آلودگی غشاء کمک می‌کند.

نصب و تعویض آسان: طراحی ماژولار برای نگهداری و ارتقاء آسان.

توزیع اندازه منافذ یکنواخت است: اثر جداسازی خوب است و میزان احتباس مواد معلق و میکروارگانیسم‌ها زیاد است.

طبقه‌بندی: شامل فیلم پرده‌ای و فیلم تخت، فیلم پرده‌ای اغلب برای MBR مستغرق استفاده می‌شود، فیلم تخت برای MBR خارجی مناسب است.

فیلم تخت:

شکل فیزیکی: دیافراگم روی تکیه‌گاه ثابت شده است و دو طرف آن به ترتیب فاضلاب مورد تصفیه و مایع نفوذکننده هستند.

ویژگی‌ها:

ساختار پایدار: دیافراگم صاف، استحکام مکانیکی بالا، تغییر شکل آسان نیست، قابلیت فشاری قوی.

اثر پاک‌کنندگی خوب: سطح به راحتی تمیز می‌شود و آلاینده‌ها را می‌توان با تمیز کردن شیمیایی و شستشوی فیزیکی به طور مؤثر از بین برد.

مقاومت در برابر سایش: در کارکرد طولانی مدت، سایش سطح فیلم کم است و عمر مفید آن نسبتاً طولانی است.

مناسب برای جداسازی جامد-مایع: اثر جداسازی مواد معلق با ذرات بزرگ به ویژه عالی است.

مناسب برای پروژه‌های بزرگ: طراحی ماژولار به راحتی قابل گسترش است و برای تأسیسات تصفیه فاضلاب در مقیاس بزرگ مناسب است.

فیلم لوله‌ای:

شکل فیزیکی: ماده غشایی روی بدنه نگهدارنده لوله‌ای پیچیده شده است و فاضلاب در لوله جریان می‌یابد و از طریق مایع از دیواره لوله نفوذ می‌کند.

ویژگی‌ها:

توانایی قوی ضد آلودگی: طراحی کانال جریان داخلی، تشکیل تلاطم را تسهیل کرده و رسوب آلاینده‌ها را روی سطح غشا کاهش می‌دهد.

قابلیت خود تمیز شوندگی خوب: جریان مایع با سرعت بالا در لوله به شستشوی سطح غشا و کاهش آلودگی غشا کمک می‌کند.

سازگاری با فاضلاب با مواد معلق بالا: غلظت بالای مواد معلق و مواد فیبری، ظرفیت تصفیه بهتری دارد.

تعمیر و نگهداری آسان: هنگامی که یک جزء غشایی آسیب می‌بیند، می‌توان آن را جداگانه تعویض کرد، بدون اینکه بر عملکرد کلی سیستم تأثیر بگذارد.

نقش سیستم MBR در تصفیه فاضلاب عمدتاً در جنبه‌های زیر منعکس می‌شود:

جداسازی کارآمد جامد-مایع. MBR از غشا برای دستیابی به جداسازی کارآمد جامد-مایع استفاده می‌کند، که به طور قابل توجهی کیفیت پساب را بهبود می‌بخشد، مواد معلق و کدورت را به صفر نزدیک می‌کند و باکتری‌ها و ویروس‌ها را به طور قابل توجهی حذف می‌کند.

غلظت بالای میکروبی. MBR قادر است غلظت بالایی از لجن فعال را حفظ کرده و بار آلی تصفیه بیولوژیکی را افزایش دهد و در نتیجه فضای اشغال شده توسط تأسیسات تصفیه فاضلاب را کاهش دهد.

کاهش لجن اضافی. به دلیل اثر جذبی MBR، تولید لجن باقیمانده می‌تواند کاهش یابد و هزینه تصفیه لجن نیز کاهش یابد. 34

حذف مؤثر نیتروژن آمونیاکی. سیستم MBR می‌تواند میکروارگانیسم‌هایی با چرخه تولید طولانی، مانند باکتری‌های نیتریفیکاسیون، را به دام بیندازد تا نیتروژن آمونیاکی موجود در آب را به طور مؤثر تجزیه کند.

صرفه‌جویی در فضا و کاهش مصرف انرژی. سیستم MBR از طریق جداسازی کارآمد جامد-مایع و غنی‌سازی زیستی، زمان ماند هیدرولیکی واحد تصفیه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد، به همین ترتیب فضای اشغال شده توسط بیوراکتور را کاهش می‌دهد و به دلیل راندمان بالای غشاء، مصرف انرژی واحد تصفیه نیز به همین ترتیب کاهش می‌یابد.

بهبود کیفیت آب. سیستم‌های MBR پساب با کیفیتی را ارائه می‌دهند که مطابق با استانداردهای سختگیرانه‌تر تخلیه یا الزامات استفاده مجدد است.

به طور خلاصه، بیوراکتور غشایی MBR نقش مهمی در تصفیه فاضلاب ایفا می‌کند، از جمله جداسازی کارآمد جامد-مایع، افزایش غلظت میکروبی، کاهش لجن باقیمانده، حذف مؤثر نیتروژن آمونیاکی، صرفه‌جویی در فضا و کاهش مصرف انرژی و غیره. این یک فناوری کارآمد و اقتصادی برای منابع فاضلاب است.

در اواخر دهه 1990، بیوراکتور غشایی (MBR) وارد مرحله کاربرد عملی شد. امروزه، بیوراکتورهای غشایی (MBR) به طور گسترده در زمینه‌های زیر مورد استفاده قرار گرفته‌اند:

۱. تصفیه فاضلاب شهری و استفاده مجدد از آب در ساختمان‌ها

در سال ۱۹۶۷، یک تصفیه‌خانه فاضلاب با استفاده از فرآیند MBR توسط یک شرکت در ایالات متحده ساخته شد که ۱۴ متر مکعب در روز فاضلاب را تصفیه می‌کرد. در سال ۱۹۷۷، یک سیستم استفاده مجدد از فاضلاب در یک ساختمان بلند مرتبه در ژاپن به اجرا درآمد. در اواسط دهه ۱۹۹۰، ۳۹ تصفیه‌خانه از این نوع در ژاپن با ظرفیت تصفیه تا ۵۰۰ متر مکعب در روز در حال کار بودند و بیش از ۱۰۰ ساختمان بلند مرتبه از MBR برای تصفیه فاضلاب و بازگرداندن آن به آبراه‌های میانی استفاده می‌کردند.

۲. تصفیه فاضلاب صنعتی

از دهه 1990، واحدهای تصفیه MBR همچنان در حال گسترش هستند، علاوه بر استفاده مجدد از آب، تصفیه فاضلاب مدفوعی، کاربرد MBR در تصفیه فاضلاب صنعتی نیز به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است، مانند تصفیه فاضلاب صنایع غذایی، فاضلاب فرآوری آبزیان، فاضلاب آبزی پروری، فاضلاب تولید لوازم آرایشی، فاضلاب رنگرزی، فاضلاب پتروشیمی، نتایج تصفیه خوبی به دست آمده است.

۳. تصفیه آب آشامیدنی با آلودگی میکرو

با کاربرد گسترده کود نیتروژن و حشره‌کش‌ها در کشاورزی، آب آشامیدنی نیز به درجات مختلفی آلوده شده است. در اواسط دهه 1990، این شرکت فرآیند MBR را با عملکردهای حذف بیولوژیکی نیتروژن، جذب حشره‌کش و حذف کدورت به طور همزمان توسعه داد، غلظت نیتروژن در پساب کمتر از 0.1 میلی‌گرم NO2 در لیتر و غلظت آفت‌کش کمتر از 0.02 میکروگرم در لیتر است.

۴. تصفیه فاضلاب مدفوعی

محتوای مواد آلی در فاضلاب مدفوعی بسیار زیاد است، روش تصفیه سنتی نیترات‌زدایی به غلظت بالای لجن نیاز دارد و جداسازی جامد-مایع ناپایدار است که بر تأثیر تصفیه تکمیلی تأثیر می‌گذارد. ظهور MBR این مشکل را به خوبی حل می‌کند و امکان تصفیه مستقیم فاضلاب مدفوعی را بدون رقیق‌سازی فراهم می‌کند.

۵. تصفیه شیرابه محل دفن زباله/کود

شیرابه محل دفن زباله/کمپوست حاوی غلظت بالایی از آلاینده‌ها است و کیفیت و مقدار آب آن با توجه به شرایط آب و هوایی و شرایط عملیاتی متفاوت است. فناوری MBR قبل از سال ۱۹۹۴ در بسیاری از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گرفت. از طریق ترکیب فناوری MBR و RO، نه تنها می‌توان SS، مواد آلی و نیتروژن را حذف کرد، بلکه می‌توان نمک‌ها و فلزات سنگین را نیز به طور مؤثر حذف کرد. MBR از مخلوطی طبیعی از باکتری‌ها برای تجزیه هیدروکربن‌ها و ترکیبات کلردار موجود در شیرابه استفاده می‌کند و آلاینده‌ها را در غلظت‌هایی ۵۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از واحدهای تصفیه فاضلاب معمولی تصفیه می‌کند. دلیل این اثر تصفیه این است که MBR می‌تواند باکتری‌های بسیار کارآمد را حفظ کرده و به غلظت باکتریایی ۵۰۰۰ گرم در متر مربع برسد. در آزمایش پایلوت میدانی، COD مایع ورودی چند صد تا ۴۰۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر است و میزان حذف آلاینده‌ها بیش از ۹۰٪ است.

زمینه‌ها و مسیرهای کلیدی کاربرد

الف- ارتقاء تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری موجود، به ویژه تصفیه‌خانه‌های آبی که کیفیت پساب آنها به سختی به حد استاندارد می‌رسد یا جریان تصفیه آنها به طور چشمگیری افزایش می‌یابد و مساحت آنها قابل گسترش نیست.

ب. مناطق مسکونی بدون سیستم شبکه زهکشی، مانند مناطق مسکونی، استراحتگاه‌های توریستی، نقاط دیدنی و غیره.

ج. مناطق یا مکان‌هایی که نیاز به استفاده مجدد از فاضلاب دارند، مانند هتل‌ها، کارواش‌ها، هواپیماهای مسافربری، توالت‌های سیار و غیره، به ویژگی‌های MBR، مانند مساحت کم، تجهیزات فشرده، کنترل خودکار، انعطاف‌پذیری و راحتی، کاملاً توجه می‌کنند.

د. تصفیه فاضلاب صنعتی با غلظت بالا، سمی و به سختی تجزیه‌پذیر. مانند کاغذ، شکر، الکل، چرم، اسیدهای چرب مصنوعی و سایر صنایع، یک منبع آلودگی نقطه‌ای رایج است. MBR می‌تواند به طور مؤثر فاضلابی را که نمی‌تواند استاندارد فرآیند تصفیه متعارف را برآورده کند، تصفیه کرده و استفاده مجدد را محقق سازد.

هـ. تصفیه شیرابه محل دفن زباله و استفاده مجدد.

و. کاربرد تصفیه‌خانه‌های فاضلاب در مقیاس کوچک (ایستگاه‌ها). ویژگی‌های فناوری غشایی برای تصفیه فاضلاب در مقیاس کوچک بسیار مناسب است.

سیستم بیوراکتور غشایی (MBR) به دلیل کیفیت آب تمیز، زلال و پایدار، به یکی از فناوری‌های جدید تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از پساب تبدیل شده است. در استانداردهای سختگیرانه‌تر محیط زیست آب امروزی، MBR پتانسیل توسعه بالایی را نشان داده است و در آینده به رقیبی قوی برای جایگزینی فناوری تصفیه فاضلاب سنتی تبدیل خواهد شد.