یک بیوراکتور غشایی ترکیبی از تصفیه بیولوژیکی رشد معلق لجن فعال و تأسیسات صاف سازی غشایی است، که وظیفه مهم آن جداسازی ذرات جامد/ مایعی است که معمولاً از زلال سازهای تصفیه ثانویه فاضلاب عبور کرده اند. غشاهای کم فشار (نظیر میکروفیلتراسیون ویا اولترافیلتراسیون) به طور معمول در MBR ها مورد استفاده قرار می گیرند. سیستم های تصفیه متداول دارای یک واحد هوادهی فاضلاب، زلال ساز ثانویه و احتمالاً صافی های ثالثیه می باشند.
فناوری های غشایی مستغرق از غشاهای فیبری توخالی یا صفحه تخت استفاده می کنند که به واسطه نیاز به فشار اندک (نیروی خلأ) برای بهره برداری و تطبیق آسان تر با تغییرات انواع مواد جامد موجود در بیوراکتورهای لجن فعال و هزینه نهایی کمتر به خصوص در تأسیساتی در ابعاد تأسیسات شهری از متداول ترین کاربردهای بیوراکتور غشایی محسوب می شوند.
در سیستم های با نیروی محرکه فشار در تأسیسات صنعتی که پسماندهای آنها دارای ویژگی هایی همچون دمای بالا می باشد، استفاده از غشاهای سرامیکی متداول تر هستند. یک سیستم راکتور بیولوژیکی غشایی مستغرق، در ساده ترین شکل خود قادر به انجام کلیه کارهایی است که به وسیله یک سیستم هوادهی لجن فعال، زلال سازهای ثانویه و صاف سازی ثالثیه در یک مخزن مجزا صورت می گیرد.
کاربرد بیوراکتور غشایی
بیوراکتورهای غشایی در تصفیه فاضلاب شهری و تصفیه فاضلاب صنعتی به شکل مؤثری مورد استفاده قرار گرفته اند. مزایای بالقوه سیستم های MBR در کاربردهای اختصاصی آنها بسیار زیاد می باشد که برخی از آنها در زیر ذکر می شوند:
- کیفیت استثنایی جریان خروجی: جریان خروجی نهایی یکنواخت با کیفیت بالا و در مقایسه با تصفیه خانه های لجن فعال متداول دارای یک زلال ساز، کیفیت جریان خروجی به میزان کمتری به غلظت جامدات معلق مایع مخلوط و ویژگی های ته نشین سازی لجن فاضلاب (شاخص حجمی لجن) وابسته است؛
- فضای مورد نیاز اندک؛
- سیستم ماژولار.
معایب بیوراکتور غشایی
اگرچه مزایای سیستم های MBR پر تعداد است، اما این سیستم ها برای تمامی کاربردهای تصفیه فاضلاب مناسب نیستند. برخی معایب احتمالی MBR ها عبارتند از:
- ظرفیت محدود جریان؛ جریان های زیادتر از ظرفیت طراحی یک تصفیه خانه لجن فعال متداول معمولاً به تصفیه ناقص منجر می شود؛
- محدودیت دسترسی به داده های دراز مدت: از آنجایی که MBR ها فناوری های نسبتاً جدیدی به شمار می آیند، اطلاعات و داده های محدودی برای تحقیق در خصوص عملکرد دراز مدت در دسترس است؛
- تشکیل کف: شرایط بهره برداری در سیستم MBR احتمال تشکیل کف را افزایش می دهد. تأسیسات جدیدتر MBR این مسئله را در مرحله طراحی منظور کرده و برای پیشگیری از تجمع کف گزینه هایی پیشگیرانه ای همچون حذف از طریق سطح را در نظر می گیرند؛
- هزینه ها: اگرچه هزینه های برپایی تأسیسات غشایی در پنج سال گذشته به شکل چشمگیری کاهش یافته است، یک روش MBR در فرآیند تصفیه پیشرفته فاضلاب و فرآیندهایی این چنینی پر هزینه تر از یک تصفیه خانه لجن فعال متداول خواهد بود؛
- پایش و نگهداری سیستم: با اینکه MBR ها به طور کامل خودکار هستند و بیشتر به شکل کنترل از راه دور بهره برداری می شوند، برای تشخیص تغییرات میزان شدت جریان و نفوذپذیری غشایی پیش از تشدید وضعیت باید با دقت پایش شوند. پیروی از یک جدول زمانی پیشگیرانه در شستشو می تواند در پیشگیری از روی دادن حالت های اضطراری در تصفیه خانه فاضلاب در آینده مؤثر باشد.