جستجو مطالب
راکتور بیوفیلم با بستر متحرک MBBR
چیست؟ (MBBR)(Moving Bed Biofilm Reactor) راکتور بیوفیلم با بستر متحرک
این روش که به عنوان راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک شناخته میشود یک فناوری و فرآیند مدرن در صنعت تصفیه آب و فاضلاب است. این سیستم ترکیبی از بیوفیلمها(مجموعه ای از یک یا چند نوع میکروارگانیسم که در سطوح زنده و غیر زنده مختلف رشد میکنند) و فرآیندهای لجن فعال را به کار میگیرد تا بتواند فاضلاب را به صورت مؤثر در محیطهای هوازی و بیهوازی تصفیه کند. این روش در مقایسه با سیستمهای سنتی، بازده بالاتری دارد. این فرآیند (رشد چسبیده با مدیای متحرک) به طور گستردهای برای فرآیند تصفیه فاضلاب صنعتی و شهری استفاده شده و بخش عمده بار آلودگی را دفع میکند. همچنین به کمک آن، راه حلهای پیشرفته و اقتصادی تصفیه فاضلاب برای بازارهای صنعتی و شهری ارائه داده میشود. این راه حلها به طور قابل توجهی ظرفیت و کارایی تصفیه خانههای فاضلاب موجود را افزایش میدهند و در عین حال اندازه استقرار plantهای جدید را به حداقل میرسانند. این فرآیند برای حذف مواد آلی، نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی استفاده میشود. فرآیند MBBR با استفاده از ممبران بیوراکتور (MBR) کاملتر هم میشود. سیستم تصفیه فاضلاب MBBR از یک سیستم هوادهی لجن فعال تشکیل شده است که در آن لجن بر روی مدیای پلاستیکی (معمولاً از جنس HDPE، پلی اتیلن یا پلیپروپیلن) بازیافتی جمع آوری میشود. این مدیاها دارای یک سطح داخلی بزرگ برای تماس بهینه آب، هوا و باکتریها هستند و فضای مفیدی برای رشد و تکثیر میکروارگانیسمها ایجاد میکنند که به تجزیه مواد آلی و آلایندهها کمک میکند. با توجه به اینکه چگالی آنها نزدیک به چگالی آب است و تنها بخشی از حجم راکتور با مدیا ها پر می شود، بستر بیوفیلمی اجازه دارد آزادانه در راکتور حرکت کند از این رو بیوفیلم بستر متحرک نامیده می شود. در بیشتر موارد، راکتور بین یک سوم تا دو سوم پر از مدیاهاست. صفحات سوراخ دار یا الک های واقع در انتهای راکتور به آب تصفیه شده اجازه می دهد تا به مرحله تصفیه بعدی منتقل شود، اما بیوفیلمها را در داخل راکتور حفظ می کند.
مدیای مورد استفاده در یک سیستم MBBR
در مدلهای معمول تصفیه به روش MBBR، عموما سیستم هوادهی مدیاهای لجن فعال را در حرکت نگه میدارد. جریان هوای تولید شده توسط دیفیوزرها مدیاها را درون راکتور به حرکت درمیآورد و باعث تماس بهتر بین باکتریها، اکسیژن و مواد آلاینده میشود. به مرور زمان، بیوفیلمی از میکروارگانیسمها روی سطح مدیاها شکل گرفته که به تصفیه فاضلاب و حذف آلایندهها کمک میکند. باکتریها مواد آلی موجود در فاضلاب را مصرف و تجزیه کرده و در نتیجه مواد آلی، نیتروژن و سایر آلایندههای فاضلاب از طریق این فرآیند کاهش مییابند و پساب خروجی کیفیت بهتری پیدا میکند. اگر رشد باکتریها از حدی فراتر برود، لجن اضافی از مدیاها جدا میشود و همراه با پساب تصفیه شده به سمت جداکننده نهایی جریان مییابد. بسته به نیازهای خاص، این سیستم میتواند از یک سیستم یک مرحله ای یا چند مرحلهای تشکیل شود اما مدیاهای MBBR حاضر در یک مخزن تنها در همان مخزن باقی میمانند؛ چرا که توسط صفحههایی محافظت میشود.
مزایای بهکارگیری سیستم تصفیه فاضلاب به روش MBBR
* بیشتر بودن ظرفیت نسبت به سایر سیستمها، بهبود کیفیت پساب خروجی – حذف BOD و نیتروژن
* بازیابی سریع از اختلالات فرآیند و برجای گذاشتن ردپای محدود
* قابل گسترش بودن آینده و به حداقل رساندن پیچیدگی فرآیند و وابستگی به اپراتور
* صرفه جویی در فضا، تعمیر و نگهداری مناسب، صرفه جویی مالی در هزینههای تخلیه
* قوی، قابلیت ورود بار با حجم بالا، بدون کانال سازی فیلتر
* به سادگی قابل تمدید بودن، بدون نیاز به شستشوی معکوس دوره ای
طراحی راکتور بیوفیلم بستر متحرک MBBR و مکانیسم فرآیندی آن
برای اینکه بتوانید بهترین بهره را از فرآیند MBBR ببرید، استفاده از بهترین مدل با رعایت رویه صحیح و به کمک یک متخصص در فرآیند طراحی بسیار مهم است. اولین قدم در مورد طراحی MBBR، درک هزینههای تخلیه در واحد شماست. علاوه بر این، در صورتی که قصد استفاده مجدد از آب را پس از تصفیه دارید، باید با استانداردهای لازم برای استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده آشنا شوید. به عنوان مثال، برای کارهایی مانند آبیاری، ممکن است انتظار نداشته باشید که استفاده مجدد استاندارد بالایی داشته باشد. با این حال، کارهایی مانند شستشوی اتومبیل در کارواشها یا خنک کردن دستگاههای صنعتی نیاز به استانداردهای بالایی دارد. هنگامیکه به معیارهای طراحی MBBR فکر میکنید، دقت کنید که کارخانههای مختلف محاسبات طراحی متفاوتی خواهند داشت زیرا مشخصات فاضلاب بسته به منبع فاضلاب متفاوت است. این به این معنی است که برای اطمینان از انجام محاسبات طراحی مناسب باید چندین فاکتور را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، مؤسسات آموزشی در مقایسه با BOD فاضلاب در ساختمانهای فناوری اطلاعات یا مکانهای تجاری، BOD بالایی ندارند.هنگام انجام محاسبات طراحی MBBR، باید چند مشخصه را به خاطر بسپارید. این موارد عبارتند از:
حذف BOD تک مرحله ای، حذف BOD دو مرحله ای، مرحله مستقل نیتریفیکاسیون
این توابع MBBR به شما کمک میکند تا بهترین حجم مخزن را برای فرآیند و نیاز هوا یا اکسیژن برای وجود یک سیستم هوادهی حباب ریز/درشت را محاسبه کنید. با این حال، همه اینها باید بر اساس ویژگیهای مدیا، ویژگیهای سیستم هوادهی و فاضلاب باشد. پس از حذف موثر نیترات، پساب خروجی را میتوان تخلیه کرد.
با مراجعه به صفحه جزوات آموزشی، میتوانید با محاسبات لازم جهت طراحی راکتور MBBR بیشتر آشنا شوید.
فناوری موجود در روش لجن فعال با مدیای متحرک از هزاران مدیا بیوفیلم عموما پلی اتیلنی استفاده میکند. این مدیاها در یک حوضچه تصفیه فاضلاب مخلوط هوادهی به صورت ترکیبی عمل میکنند. در شرایط بدون اکسیژن، باکتریهای مرحله دینیترافیکاسیون، نیترات را در حضور یک الکترون دهنده مناسب به گاز نیتروژن بی ضرر تبدیل میکنند. این باکتریها در یک بیوفیلم ثابت شده بر روی مدیاهای متحرک (MBBR) رشد میکنند. مدیا به عنوانه یک عامل محافظت کننده به رشد باکتریهای اتوتروف و هتروتروف در سلولها کمک میکند. جمعیت بالای باکتریها به دستیابی به نرخ بالایی از تجزیه زیستی در سیستم کمک میکند و همچنین سهولت کار را بدون توجه به قابل اطمینان بودن فرآیند بالا میبرد. فرآیند MBBR همچنین دارای سطح بهینه بیوفیلم مولد است که فرآیند و فناوری را مقرون به صرفه و نگهداری را آسان میکند. همچنین یک بیوفیلم وجود دارد که به مدیاهای سیار موجود در سیستم متصل است که به طور خودکار به نوسانات بار پاسخ میدهد.
ذکر این نکته ضروری است که به طور قابل توجهی زیست توده کمتری در قسمت بیرونی مدیاها نسبت به قسمت داخلی (محافظت شده) وجود دارد. به دلیل این که سایش ناشی از برخورد مدیا، ضخامت بیوفیلم را محدود می کند. ضخامت بیوفیلم عمدتا ًبه شدت اختلاط بستگی دارد و راکتورهای با بارگذاری بالا ممکن است به دلیل شدت هوادهی بالا، بیوفیلم نسبتا ًنازکی داشته باشند. ضمنا ازآنجایی که گردش مجدد لجن وجود ندارد، تنها بیومس مازاد تولید شده در راکتور بیوفیلم بستر متحرک به اضافه ذرات موجود در فاضلاب باید از پساب جدا شوند. علاوه براین، بار هیدرولیک به مرحله جداسازی نیز کاهش می یابد، با توجه به اینکه سرعت جریان به این واحد به دلیل عدم وجود جریان بازیافت لجن بسیار کمتر خواهد بود. با کاهش بار هیدرولیکی و جامدات، واحد جداسازی کوچکتری را میتوان انتخاب کرد که مزیت مهمی نسبت به سیستم لجنفعال معمولی است.
مانند هر فرآیند دیگری، فناوری MBBR هم جنبههای روشن و هم جنبههای تاریک خود را دارد. به عنوان مثال، یکی از مهمترین مزایای فناوری MBBR این است که میتوان از آن در مخازن موجود استفاده کرد. این بدان معنی است که نیازی به مخازن جدید ندارید. اما از سوی دیگر به عنوان مثال، برای اینکه بتوان تصفیه را به کمک MBBR انجام داد، باید سیستم تصفیه فاضلاب اولیه داشته باشید. تنها کاری که جهت اطمینان از طراحی باید انجام دهید این است که در صورت نیاز به سیستم MBBR و جهت دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص فرآیندهای تصفیه فاصلاب با کارشناسان شرکت ابنیه پایدار سبز تماس گرفته و از اطلاعات بیشتر برخوردار گردید.
دانلود مقاله آموزشی آشنایی با فرآیند MBBR
نرخ بارگذاری سطحی BOD (SALR) برای طراحی فرآیند MBBR
جدول زیر محدودهای از مقادیر متداول طراحی برای بارگذاری سطحی بار آلودگی (SALR) را بر اساس نوع کاربرد و هدف تصفیه نشان میدهد (WEF , 2011):
| Application (objective) | SALR (g/m²·day) |
|---|---|
| High rate (75 to 80% BOD removal) |
>20 |
| Normal rate (80 to 90% BOD removal) |
5-15 |
| Low rate (preceding nitrification) |
≤5 |
- در شرایطی که هدف مرحله بعدی فرآیند، نیتراتسازی باشد، طراحی راکتور باید بر اساس نرخ بارگذاری پایین (کمتر از 5 g/m²·day) صورت گیرد.
- زمانی که حذف مواد آلی کربنی بهتنهایی مدنظر است، میتوان از بارگذاریهای بالاتر (حتی بیش از g/m²·day 20) استفاده کرد.
- در حالت بارگذاری بالا، نگه داشتن غلظت اکسیژن محلول در محدوده ۲ تا ۳ میلیگرم بر لیتر کفایت دارد.
عملکرد بهینه راکتور رشد چسبیده با مدیای متحرک
در راکتورهای هوازی، حرکت حاملهای بیوفیلم از دیفیوزرها به وسیله هوادهی سرچشمه می گیرد، در حالی که در فرآیندهای بدون اکسیژن یک میکسر لازم است تا حاملها را در حالت تعلیق نگه دارد.
کیفیت و ویژگیهای بیوفیلم (در بخش قبل در مورد آن صحبت شد) که بر روی سطح مدیاها دیده میشود نه تنها تحت تأثیر ترکیب و بارهای آلاینده در فاضلاب (زیر لایهها) بلکه تحت تأثیر نیروهای برشی در مخزن نیز قرار میگیرد. هر چه رشد زیست توده سریعتر و شدیدتر باشد، فاضلاب بیشتر با آلایندههای زیست تخریب پذیر ترکیب میشود. این کمک میکند تا اطمینان حاصل شود که فرآیند MBBR دارای نرخ حذف بیولوژیکی ثابت و پایداری فرآیند قابل اعتماد است.
یک عامل حساس در فرآیند (MBBR) تماس کافی و مکرر بین میکروارگانیسمهای متصل به مدیا و اجزای فاضلاب روی بیوفیلم است. از فرآیند تصفیه هوازی میتوان برای دستیابی به اختلاط لازم عناصر مدیا در مخزن واکنش استفاده کرد. مدیاهایی که در مخزن واکنش یافت میشوند را میتوان با پمپاژ آب از طریق یک فرآیند تصفیه بی هوازی یا با استفاده از مخلوط کنهای غوطه ور با چرخش آهسته به طور مناسب حرکت داد. در نتیجه، آنها نازک خواهند بود زیرا از نیروهای برشی داخل منافذ محافظت می کنند. با این حال، یادآوری میشود که اکسیژن مورد نیاز برای فرآیندهای تجزیه زیستی هوازی و بیوفیلمهای نازک برای تامین بهینه میکروارگانیسمها با بسترها (آلایندهها و مواد مغذی قابل جابجایی) ضروری است. مشکلات ناشی از کاهش راندمان تجزیه زیستی عمدتاً به دلیل ضخامت بیوفیلم است که سطح مدیا فعال را کاهش میدهد. از سایر معایب این روش میتوان بدان اشاره کرد که دمای پایین آب بر راندمان حذف در سیستم تاثیر میگذارد و آن را کاهش میدهد و همچنین بازیابی نیتروژن وجود ندارد. دقت شود که مدیاها به پوسته پوسته شدن حساس هستند، به عنوان مثال با CaCO3. رسوب نه تنها سطح موجود برای بیومس را کاهش می دهد، بلکه وزن ظاهری مدیا را نیز افزایش می دهد که حفظ آن را در حالت تعلیق دشوارتر می کند. در موارد شدید، همه مدیاها ممکن است در انتهای راکتور قرار گیرند. به همین دلیل، استفاده از MBBR در فاضلاب با غلظت کلسیم بالاتر از 200 میلی گرم در لیتر توصیه نمی شود. پساب بی هوازی به ویژه برای ایجاد مشکلات پوسته سازی شناخته شده است، زیرا به طور کلی غلظت بی کربنات بالایی وجود دارد، که تا حدی در مخزن هوادهی حذف میشود و در نتیجه مقدارpH افزایش مییابد. از طرف دیگر، اگر نیتریفیکاسیون اعمال شود، مقداری قلیائیت مصرف می شود که باعث کاهشpH شده و در نتیجه پتانسیل پوسته پوسته شدن بیشتر می شود.
ویدیو آموزشی - فرآیند تصفیه فاضلاب با استفاده از راکتور بیوفیلمی بستر متحرک
اطلاعات ارائه شده در وبسایت کلی می باشد. جهت دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص تصفیه فاضلاب، تصفیه فاضلاب به روش MBBR و... میتوانید با کارشناسان شرکت ابنیه پایدار سبز تماس گرفته و از اطلاعات بیشتر برخوردار گردید.
MOVING BED BIOFILM BIOREACTOR,MOVING BED BIOFILM BIOREACTOR,MOVING BED BIOFILM BIOREACTOR,MOVING BED BIOFILM BIOREACTOR,MOVING BED BIOFILM BIOREACTOR,MOVING BED BIOFILM BIOREACTOR
MOVING BED BIOFILM BIOREACTOR DESIGN
