مروری بر بیوراکتور غشایی (MBR) به عنوان روشی کارا در تصفیه فاضلاب

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 8، دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 15، خرداد 1399، صفحه 71-78   

نوع مقاله: پژوهشی کاربردی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v7i1.79236

نویسندگان

الهام موحد^{* 1}؛ آپتین راهنورد²

¹آزاد اسلامی

²آزاد اسلامی واحد تنکابن

چکیده

نوع مقاله: کاربردی
امروزه با‌ توجه‏ به قوانین سخت‏گیرانه جلوگیری از آلودگی محیط‏زیست و همچنین اهمیت بازچرخانی و استفاده مجدد از پساب، استفاده از فرآیندهایی که قادر باشند فاضلاب را با کارایی بالا تصفیه نمایند، مورد توجه ویژه‏ای قرار گرفته است. یکی از مکانیسم‌‏های بیولوژیکی و پر کاربرد تصفیه فاضلاب خانگی و صنعتی، لجن فعال است. میکروارگانیزم‌ها ضمن مصرف اکسیژن، مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه می‌نمایند. از مزایای این روش طراحی آسان، راهبری ساده، راندمان مطلوب در حذف مواد آلی و حساسیت کمتر در برابر تغییرات دمایی فصلی است. پس از اثبات کارایی مناسب لجن فعال در تصفیه انواع فاضلاب‏‌ها برای سازگار کردن این فرآیند با نیازمندی‌‏های متفاوت، اصلاحات و تغییرات مختلفی بر روی آن انجام شد. از معایب روش لجن فعال متعارف، نیاز به تجهیزات برقی و مکانیکی نسبتاً زیاد، مشکلات بهره برداری، نیاز به فضای نسبتاً زیاد برای احداث تصفیه‌‏خانه و راندمان پایین در جداسازی تمام مواد آلی معلق معمولی می‌‏باشد. روش بیوراکتور غشایی (MBR)، روشی برای رفع مشکلات لجن فعال به‏ویژه کاهش مراحل فرایند تصفیه (حذف ته‌‏نشینی و گندزدایی) و افزایش راندمان کاهش آلاینده آلی است که علی‏رغم استفاده از راکتور لجن فعال، مرحله جداسازی لجن از آب توسط یک سیستم میکروفیلتراسیون غشایی انجام می‏‏‌شود. این سیستم برای تصفیه فاضلاب‏‌های خانگی و صنعتی کارایی بالایی داشته و سال‏‌های اخیر توجه ویژه‌‏ای به آن شده است.

کلیدواژه‌ها

میکروفیلتراسیون؛ اولترافیلتراسیون؛ فرآیند غشایی

مراجع

پژوم شریعتی، ف.، ذکایی، ف. و یغمایی س. 1383. نگرشی بر بیوراکتورهای غشایی جهت استفاده در تصفیه پساب‏ها به روش بیولوژیک. دانشگاه امیرکبیر. دانشکده مهندسی شیمی. تهران.

قرنجیک، ب. م.، کیانمهر، ه. و حسینی، م.ر. 1387. برآورد میزان زیتوده جلبک‏های دریایی منطقه بین جزر و مدی دریای عمان (سواحل استان سیستان و بلوچستان). مجله علمی شیلات ایران، 17(4): 101-110.

ABDEL-KADER A. M. 2007. A review of Membrane Bioreactor (MBR) technology and their applications in the wastewater treatment systems. In Eleventh International Water Technology Conference, IWTC11 Sharm El-Sheikh, Egypt, 269-278.‏

Aileen N.L. and Kim S. 2007. A mini-review of modeling studies on membrane bioreactor (MBR) treatment for municipal wastewaters, Desalination Journal, 212: 261–281.

Amar C. F. L., East C.L., Gray J., Iturriza-Gomara M., Maclure E.A and McLauchlin J. 2007. Detection by PCR of eight groups of enteric pathogens in 4,627 faecal samples: re-examination of the English case-control infectious intestinal disease study (1993–1996). European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, 26: 311–323.

Amaral Filho J., Azevedo A., Etchepare R. and Rubio J. 2016. Removal of sulfate ions by dissolved air flotation (DAF) following precipitation and flocculation. International Journal of Mineral Processing, 149: 1-8.

Aslam M., Gharfi A., Lesage G., Heran M. and Kim J. 2017. Membrane bioreactors for wastewater treatment: A review of mechanical cleaning by scouring agents to control membrane fouling. Chemical Engineering Journal, 307: 897-913.

Bornare V., Kalyanraman R. and Sonde R. 2014. Chapter 10— Application of anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) for low-strength wastewater treatment and energy generation, in: V.V.R.M. Bhandari (Ed.), Ind. Wastewater Treat. Recycl. Reuse, ButterworthHeinemann, Oxford, 399–434.

Buzatu P. and Lavric V. 2010, Submerged Membrane Bioreactor for WastewaterTreatment: Optimal Operating Strategy, Chemical Engineering Transactions, 21: 1039-1044.

Devendra Dohare E.r. and Rohit Trivedi E.r. 2014. A Review on Membrane Bioreactors: An Emerging Technology for Industrial Wastewater Treatment. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 4(12): 226-236.

Drews A., Evenblij H. and Rosenberger S., 2005. “Potential and drawbacks of microbiology-membrane interaction in membrane bioreactors”. Environmental Progress, 24(4): 426-433.

Guo X.M., Trably E., Latrille E., Carrere H. and Steyer J.-P. 2010. Hydrogen production from agricultural

waste by dark fermentation: a review. international journal of hydrogen energy, 35(19): 10660-10673.

Izadi, A., Hosseini M., NajafpourDarzi G,. NabiBidhendib G.R. and PajoumShariati F. 2019. "Performance of an integrated fixed bed membrane bioreactor (FBMBR) applied to pollutant removal from paper-recycling wastewater." Water Resources and Industry, 21(100111):1-8.

Judd S. 2010. The MBR book: principles and applications of membrane bioreactors for water and wastewater treatment. Elsevier .

Jelic A., Cruz-Morato C., Marco-Urrea E., Sarrà M., Perez S., Vicent T. and Barcelo D. 2012. Degradation of carbamazepine by Trametes versicolor in an air pulsed fluidized bed bioreactor and identification of intermediates. Water research, 46(4): 955-964.‏

Metcalf and Eddy. 2003. Wastewater Engineering, Treatment and Reuse" Fourth Edition, McGraw-Hill, Inc.

Mafirad S., Mehrnia M.R., Azami H. and Sarrafzadeh M.H. 2011. Effects of biofilm formation on membrane performance in submerged membrane bioreactors. Biofouling, 27(5): 477-485

Naghizadeh A., Mahvi A., Vaezi F. and Naddafi K. 2008. Evaluation of hollow fiber membrane bioreactor efficiency for municipal wastewater treatment. Iranian Journal of Environmental Health Science and Engineering, 5(4): 257-268.

Le-Clech P., Chen V., Fane T.A.G .2006. "Fouling in membrane bioreactors used in wastewater treatment". Journal of Membrane Science, 284(1-2): 17–53.

Quadros S., João Rosa M., Alegre H. and Silva C. 2010. A performance indicators system for urban wastewater treatment plants. Water Science and Technology, 62(10): 2398-2407.‏

Rodriguez-Hernandez L., Esteban-Garcia A.L. and Tejero I. 2014. Comparison between a fixed bed hybrid membrane bioreactor and a conventional membrane bioreactor for municipal wastewater treatment: a pilot-scale study. Bioresource technology, 152: 212-219.‏

Suzuki H., Yoneyama Y. and Tanaka T. 1997. Acidification during anaerobic treatment of brewery wastewater. Water science and technology, 35(8): 265-274.‏

Sayadi M.H., Ghatnekar S.D. and Kavian M.F. 2011. Algae a promising alternative for biofuel. Proceedings of the international academy of ecology and environmental sciences, 1(2): 112-124.‏

Visvanathan C., Aim R. B. and Parameshwaran K. 2000. Membrane separation bioreactors for wastewater treatment. Critical reviews in environmental science and technology, 30(1): 1-48.‏

Wenten I.G. 2009. Performance of newly configured submerged membrane bioreactor for aerobic industrial wastewater treatment. Reaktor, 12(3): 137-145.‏

Wu W., Zhang X., Qin L., Li X., Meng Q., Shen C. and Zhang G. 2020. Enhanced MPBR with polyvinylpyrrolidone-graphene oxide/PVDF hollow fiber membrane for efficient ammonia nitrogen wastewater treatment and high-density Chlorella cultivation. Chemical Engineering Journal, 379(122368): 1-12.