MBR

سیستم بیورآکتور غشایی (Membrane Bio Reactor)

سیستم بیورآکتور غشایی (Membrane Bio Reactor) ترکیبی از تصفیه بیولوژیکی رشد معلق لجن فعال و فیلتراسیون غشایی می باشد. از مزایای این سیستم استفاده از غشاهای اولترافیلتراسیون (UF) می باشد که قادر به حذف مواد معلق و کلوئیدی می باشد.از این روش جهت تصفیه فاضلابهای انسانی و انواع پساب های صنعتی استفاده می شود که به دلیل اشغال فضای کم و کیفیت بالای آب استحصالی بطور روزافزونی در صنعت در حال گسترش است. در حال حاضر MBR در چهار نوع استفاده می‌گردد. که در متداولترین نوع آن غشاها در داخل یک مخزن غوطه ور بوده و آب تحت خلاء ایجاد شده، توسط پمپ مکش از درون غشاها به سمت بالا کشیده می شود و لجن های معلق را در مخزن هوادهی بر جای می گذارد.

سیستم های متداول تصفیه فاضلاب شامل یک تانک هوادهی، تانک ته نشینی ثانویه و در صورت امکان فیلترهایی برای تصفیه ثالثیه فاضلاب می‌باشند ولی در سیستم بیورآکتور غشایی تانک ته نشینی ثانویه و فیلترهای نهایی حذف می‌شوند. دو نوع کلی از سیستم‌های غشایی که در MBR بکار می‌روند که عبارتند از :

Immersed membrane technologies که فیلتر غشایی در داخل بیورآکتور قرار می گیرد و نوع دوم مرسوم به External membrane technologies که فیلتر غشایی در خارج از بیو رآکتور قرار می گیرد، نوع اول که در آن از غشاهای hollow-fibre یا flat-sheet استفاده می کنند بدلیل راهبری در فشارهای پایین قابلیت تطابق با انواع جامدات یافت شده در بیو رآکتور لجن فعال را دارد و باعث پایین آمدن هزینه های تأمین غشاها می شود. 

Membrane Bio Reactor (MBR)

از طریق لینک زیر می‌توانید کتاب The MBR Book | Principles and Applications of Membrane Bioreactors for Water and Wastewater Treatment را به صورت مستقیم دانلود کنید؛ منبعی جامع برای درک اصول طراحی و بهره‌برداری از سیستم‌های MBR.

جریان فرایند MBR (بیوراکتور غشایی) عمدتاً شامل مراحل زیر است:

1. پیش تصفیه:

فاضلابی که وارد سیستم MBR می شود، ابتدا تحت فیلتراسیون اولیه قرار می گیرد تا ناخالصی های جامد بزرگ و ذرات معلق حذف شوند و بار وارد شده به مراحل بعدی فرایند کاهش یابد، که معمولاً از حوضچه های ته نشینی استفاده می شود.

2. واکنش بیولوژیکی:

فاضلاب پیش تصفیه شده وارد بیوراکتور می شود، جایی که میکروارگانیسم های موجود در لجن فعال، مواد آلی را تجزیه می کنند. معمولاً غلظت مشخصی از لجن معلق کل (MLSS) و اکسیژن محلول (DO) حفظ می شود تا حذف آلاینده های آلی تسهیل شود.

3. جدا سازی غشایی:

پس از تصفیه بیولوژیکی، فاضلاب از طریق ماژول های غشایی(معمولاً غشاهای الیاف توخالی یا صفحه ای) جداسازی جامد- مایع می شود. اندازه منافذ غشا معمولاً کمتر از 0.1 میکرون است که به طور موثر میکروارگانیسم ها و بیشتر ذرات معلق را به دام می اندازد.

4. تصفیه پساب:

آبی که توسط فرایند جداسازی غشایی تصفیه شده، معمولاً پس از ضد عفونی بیشتر می تواند به طور مستقیم تخلیه شده یا مجدداً استفاده شود. 

5. بازگشت لجن:

مقداری از لجن تغلیظ شده به بیوراکتور بازگردانده می شود تا غلظت مشخصی از لجن فعال حفظ شود و متابولیسم طبیعی میکروارگانیسم ها ادامه یابد. لجن مازاد نیز می تواند تخلیه شده یا در صورت نیاز تحت تصفیه های تکمیلی قرار گیرد. 

6. شستشو و نگهداری:

ماژول های غشایی به صورت دوره ای به روش های فیزیکی و شیمیایی تمیز می شوند تا از گرفتگی و آلودگی جلوگیری شود و جریان غشا و طول عمر آن حفظ گردد. 

  شکل شماتیک نحوه عملکرد غشا (MBR)

غشاهای Hollow Fiber

محاسبات طراحی ظرفیت MBR

طراحی و محاسبه ظرفیت سیستم MBR معمولاً شامل مراحل و پارامتر های زیر است تا بر اساس حجم فاضلاب و نیاز های کیفیت ورودی/خروجی، تعدادغشاها و مقیاس سیستم تعیین شود:

- تعیین حجم آب مورد نیاز تصفیه

منظور از Q، دبی فاضلاب ورودی به سیستم است که معمولاً بر حسب متر مکعب بر روز (m³/day) بیان می شود.

- محاسبه سطح غشا

(24×J)/A=Q

A: محاسبه سطح غشا (m²)

Q: دبی فاضلاب ورودی (m³/day)

J: شار غشایی (L/m².h) که نشان دهنده سرعت عبور آب از سطح غشا است.

24: تعداد ساعات شبانه روز، چون J  به صورت ساعتی تعریف می شود.

 - تعداد ماژول های غشایی

N=A/A_Unit

N: تعداد ماژول های غشایی مورد نیاز

A: سطح کل مورد نیاز غشاها(m²)

A_Unit : سطح غشای هر ماژول(m²)، که از مشخصات فنی تولید کننده به دست می آید. 

- (Mixed Liquor Suspended Solids)MLSS

مقدار لجن فعال معلق در بیوراکتور، بر حسب mg/L که معمولاً بین 8000 تا 15000 mg/L در سیستم های MBR است. این پارامتر بسیار مهم است چون بر کارایی تجزیه بیولوژیکی و بار گذاری حجمی تاًثیر می گذارد.

- میزان هوای مورد نیاز (air Demand)

Q_air=SAD_m×A

Q_air:  دبی هوای مورد نیاز برای هوادهی غشا(Nm³/h)

SAD_m: نرخ هوای مورد نیاز به ازای هر متر مربع سطح غشا مثلاً 0.5-1(Nm³/m².h)

A: سطح کل غشاها(m²)

 - سیستم کنترل و دفعات شستشو

با استفاده از این محاسبات، تعداد ماژول های غشایی، حجم هوادهی و پیکربندی سیستم MBR قابل تعیین است. در عمل، بر اساس نیاز های خاص پروژه، کیفیت ورودی، استانداردهای خروجی و داده های تاُمین کننده غشا، تنظیمات بیشتری انجام می شود.  

مزایای MBR

اشغال فضای کم

امکان تغییر آسان فرآیندهای تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال متعارف به لجن فعال ممبرانی

مدولار و به آسانی قابل توسعه

کاهش تولید لجن مازاد

کنترل کارآمد گرفتگی ها

کيفيت بي نظير پساب خروجي

معایب MBR

  هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی بالا

 حساسیت به تغییرات ناگهانی در ورودی فاضلاب

 هزینه های تعویض و نگهداری غشاها

 مصرف بالای انرژی

کاربرد MBR

برای ارتقاء ظرفیت تصفیه خانه های فاضلاب در حال بهره برداری.

تصفیه فاضلاب های با غلظت بالا نظیر فاضلاب صنایع غذایی و داروسازی.

تصفیه فاضلاب های با غلظت بالای آمونیوم نظیر شیرابه ها.

تصفیه فاضلاب های بهداشتی بخصوص در مناطقی که به لحاظ فضای تصفیه خانه محدودیت وجود دارد.

استفاده مجدد و باز گردش پساب تصفیه شده تصفیه خانه های فاضلاب

مشخصات فنی MBR

ظرفیت دستگاه از 5 تا 200 متر مکعب در شبانه روز

شاسی کشی کربن استیل پوشیده شده با رنگ اپوکسی

مجهز به واحدهای آشغالگیر، بی هوازی، بیوراکتور غشایی و هاضم لجن

آشغالگیر ریز میله ای از جنس استنلس استیل

دو عدد بلوئر هواده

هوادهی عمقی به کمک دیفیوزرهای حباب ریز

تابلو برق کنترل کننده تجهیزات برقی

پمپ بازگشت لجن از نوع ایرلیفت

• پکیج پلی اتیلنی تزریق کلر

جدول مقایسه ای بین سیستم های MBR و MBBR در تصفیه فاضلاب آورده شده است:

دانلود فایل محاسبات بیوراکتور غشایی استاندارد(نمونه محاسبات فرایندی MBR)

بیوراکتور غشایی MBR به عنوان یکی از تکنولوژی های نوین در تصفیه فاضلاب شناخته می شود که با ترکیب فرایند های بیولوژیکی و فیلتراسیون غشایی، کیفیت بالایی از پساب خروجی ارائه می دهد. سیستم MBR در صنایع مختلف کاربرد دارد. نگهداری و بهره برداری از سیستم MBR  با روش های دیگر تصفیه فاضلاب نشان می دهد که این روش کارآمدتر و کم حجم تر است. تصفیه فاضلاب با MBR، راهکاری پایدار و کار آمد برای آینده صنعت آب و فاضلاب محسوب می شود. اطلاعات ارائه شده در وبسایت کلی می باشد. جهت دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص تصفیه فاضلاب، تصفیه فاضلاب به روش MBR و... می‌توانید با کارشناسان شرکت ابنیه پایدار سبز تماس گرفته و از اطلاعات بیشتر برخوردار گردید.

Membrane BIO REACTOR, Membrane BIO REACTOR, Membrane BIO REACTOR, Membrane BIO REACTOR, Membrane BIO REACTOR, Membrane BIO REACTOR

Membrane BIOREACTOR DESIGN