بخشی از مقاله
چکیده
یکی از روشهای نوین در تصفیهی فاضلاب، استفاده از سیستمهای بیولوژیکی غشایی به نام بیوراکتورهای غشایی - MBR - است. بیوراکتورهای غشایی راکتورهای عملیاتی هستند که در آنها کشت سلولی تحت تاثیر شرایط هوازی یا بیهوازی صورت میگیرد. این سیستمها را میتوان بطورگسترده به عنوان سیستم-های یکپارچه با تجزیه بیولوژیکی زبالهها توسط فیلتراسیون غشایی تعریف کرد.
دراین مقاله به بررسی عملکرد این بیوراکتورها، بررسی پارامترهایی مانند زمانماند لجن - - SRT، میزان شار عبوری، رسوبگرفتگی غشا و رفع آن و انتخاب بیوراکتور بهینه پرداخته میشود. SRT یک پارامتر مهم در طراحی این نوع سیستمها معرفی شده است که با افزایش آن میزان عملکرد این سیستمها افزایش مییابد. از مزایای مهم این سیستمها عدم استفاده از مرحله تهنشینی لجن فعال است، که در این مقاله مطرح گردیده است. دو پیکربندی غوطهوری وجریان جانبی برای این سیستمها درنظرگرفته میشود که باتوجه به کاهش مصرف انرژی درسیستمهای غوطهوری و درنتیجه کاهش هزینههای موجود، این نوع بیوراکتورها به عنوان بیوراکتور بهینه درنظرگرفته میشوند.
-1 مقدمه
امروزه نیاز به آب سالم و حفظ محیطزیست و تصفیه فاضلاب امری ضروری و قابلتوجه است. فرایندهای غشایی، جایگاه مهمی را در تکنولوژی شیمیایی بدست آوردهاند. در این مقاله به بررسی فرایندهای جداسازی با استفاده از بیوراکتورهای غشایی و پارامترهای موثر بر این فرایندها پرداخته میشود.
یکسری از محیطهای زنده باکتریایی وجود دارند که با مصرف مواد مغذی فاضلاب، آلودگی آنها کاهش مییابد و یا بطورکامل از بین می-روند به این سیستمها "سیستمهای تصفیه بیولوژیکی" گفته میشود که مهمترین مرحله در تصفیه فاضلاب به حساب میآید. هدف از برنامههای کاربردی درسیستمهای غشایی، نفوذ و جداسازی یک جزء از یک مخلوط به طور آزادانه و جلوگیری از نفوذ اجزای دیگر توسط غشا میباشد.
در گذشته فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب با استفاده از روشهای سنتی مانند فرایند لجن فعال مورد استفاده قرار میگرفت درحالیکه امروزه با پیشرفت تکنولوژی، استفاده از بیوراکتورهای غشایی مورد توجه است. پیشرفتهای اخیر باعث تولید غشاهایی با کیفیت بهتر و قیمت پایینتر شده است.
-2 مقایسه فرایندهای استفاده شده در تصفیه فاضلاب
-1-2 فرایندهای متداول
بطورکلی یک سلسله مراتبی از تصفیه متداول برای انجام تصفیهی فاضلاب شهری و خانگی در سطوح تصفیهی اولیه، ثانویه و سوم وجود دارد:
· در انجام تصفیهی اولیه، حذف موادجامد شناور و تهنشین شده صورت میگیرد که ازطریق فرایندهایی شامل غربالگری و تهنشینی انجام میگردد.
· تصفیهی ثانویه، یک فرایند تصفیه بیولوژیکی هوازی است که مواد آلی موجود در فاضلاب توسط باکتریها اکسید میشوند و تودههای سلولی و کربندیاکسید را تولید میکنند. در سیستمهای رشدمعلق، این باکتریها در داخل حوضچههای هوادهی نگهداریشده و به مخلوط مایع افزوده میگردند. دمندههای تامینکنندهی هوا، اکسیژن مورد نیاز برای مخلوط مایع را تامین میکند. این باکتریها معمولا در یک فرایند جداسازی از فاضلاب تصفیهشده، جدا میشوند. آب تصفیهشده به مرحلهی بعدی تخلیه میگردد و این لجن به حوضچههای هوادهی برای استفادهی مجدد بازگشت داده میشوند.
· تصفیهی مرحلهی سوم، شامل فرایندهایی فراتر از تصفیهی ثانویه است و اغلب برای حذف ترکیبات خاص و یا بهبود کیفیت پساب نهایی بکار میرود. این فرایند اغلب شکلی از فیلتراسیون محسوب میشود.
سیستمهای متداول به مواد جامد با غلظت 5 g/L و یا کمتراز آن محدود میشود. سیستمهای MBR قادر به تحمل مواد جامد با غلظت بین5 -25 g/L هستند و زمان ماندبالاتری دارند.
-2-2 بیوراکتورهای×غشایی
استفادهی مجدد از آب توسط شفافسازی پساب ثانویهی بوسیلهی فرایند میکروفیلتراسیون آغاز شد. این فرایند، آب بازیافتی با کیفیت بالا تولید کرده ولی بعنوان سومین گام در تصفیهی فاضلاب به حساب میآید. برای تولید محصولی با کیفیت بالاتر بهتراست به جای استفاده از یک حوضچه تهنشینی در یک سیستم معمولی از یک سیستم غشاییMBRاستفاده کرد که در شکل1تفاوت انواع آنها نشان داده شده است
شکل:1 مقایسه سیستم متداول و غشایی - - aسیتم تصفیه متداول، - - bسیستم متداول شامل فیلتراسون غشایی، - c - بیوراکتور غشایی
شکل2 دو نوع پیکربندی برای غشاها نشان میدهد. برای پیکربندیهای جریان جانبی، مخلوط مایع دریک مدل غشایی خاص فیلتر میشود، درحالیکه در پیکربندی غوطهوری این فیلتراسیون در استخرهای هوادهی باحذف مکش پساب صورت میگیرد. اندازه کوچک و قیمت مناسبتر از مزایای سیستمهای غوطهوری است. طراحی دوم به بخشی از سیستم اجازه میدهد تا با خاموشی سیستم بدون توقف کامل به تعمیر و نگهداری غشا بپردازد. جریانی از حوضچههای هوادهی متعدد میتواند به یک حوضچه غشایی واحد هدایت شود.
شکل:2 دو نوع پیکربندی - 1 - . MBRپیکربندی غوطهوری، - 2 - پیکربندی جریان جانبی
