تصفیه فاضلاب به روش MBBR یا Moving Bed Biofilm Reactor

تصفیه فاضلاب به روش MBBR در واقع همان روش لجن فعال هوادهی گسترده می باشد که برای افزایش سطح تماس و به دنبال آن افزایش جمعیت میکروارگانیسم ها در حوض هوادهی که منجر به افزایش راندمان تصفیه فاضلاب و همچنین کاهش حجم و فضای اشغالی تصفیه خانه، داخل حوض هواهی از پکینگ مدیا استفاده می گردد تا روش لجن فعال به روش MBBR تغییر فاز دهد.

تصفیه به روش MBBR اولین بار توسط پروفسور هالوارد ادگارد در اواخر دهه ۱۹۸۰ مطرح شد. استفاده از این روش در تصفیه فاضلاب به سرعت گسترش یافت به صورتی که بیش از ۸۰۰ تصفیه خانه در ۵۰ کشور دنیا در سال ۲۰۱۴ از این روش تصفیه استفاده می کنند. می توان گفت نیمی از این مقدار تصفیه خانه های فاضلاب شهری و نیمی دیگر تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی محسوب می گردند. یکی از دلایل محبوبیت این روش نیاز به فضای کم در مقایسه با سایر روش های بیولوژیکی است. به عبارتی حجم مخزنی که برای رنیاز است بسیار کوچکتر از مخزن مورد نیاز در سایر روش های لجن فعال است.

تصفیه فاضلاب به روش رأكتور بيو فيلمي با بستر متحرك (MBBR) ، فرايندی است كه توسط كمپانی نوروژی ( كالدنس ميلدج تكنولوژی ) معرفی شده و توسعه يافته است. تصفیه فاضلاب به روش MBBR شامل اضافه كردن پكينگ هايی استوانه ای شكل از جنس پلی اتيلن ( دانسيته مخصوص g/cm³ 0.96 ) در حوض های هوادهی يا غير هوادهی است كه به رشد بيوفيلمی كمك می كنند. سيستم تصفیه فاضلاب MBBR از آکنه هايی (Packing) تشكيل شده كه در مخزن هوادهی شناور هستند . بر روي اين آکنه های غوطه ورلايه ای از بيوفيلم  رشد ميكند و  توده بيولوژيکی شناور را  در محيط فاضلاب افزايش ميدهد. اين توده های بيولوژيكی در فاضلاب نقش تجزيه مواد آلي را بر عهده دارد. از اين روش جهت حذف BOD، COD و نيتروژن استفاده ميشود. معمولاً اين استوانه های كوچك تقريباً 10 ميلی ليتر قطر و 7 ميلی ليتر ارتفاع همراه با اتصالاتی درون استوانه و باله های طولی در بيرون می باشند.

در خروجی تانك هوادهی از صفحه مشبكی با سوراخ هایی به ابعاد 5*25 ميلی متر استفاده می شود كه از خارج شدن اين پكينگ های معلق از تانك هوادهی جلوگيری گردد. حجم پكينگ های بكار رفته در محدوده 25-50 درصد حجم تانك مي باشد. در اين فرايند، جهت معلق نگه داشتن پكينگ ها از ميكسر يا تلاطم هواي ايجاد شده توسط ديفيوزرها استفاده مي شود. در تصفيه هوازي ، معلق نگه داشتن پكينگ ها توسط حبابهاي هواي ايجاد شده توسط ديفيوزرها مي باشد، در صورتيكه در تصفيه بي هوازي يا انوكسيك ، اين عمل توسط ميكسر صورت مي گيرد. در فرايندMBBR، برخلاف فرايند Captor and Linpor، به برگشت لجن فعال نياز نبوده و از حوض ته نشيني ثانويه فقط جهت ته نشيني جامدات استفاده مي شود.

فرايند MBBR با كاهش بارگذاري جامدات در زلال ساز هاي موجود ، مزيتي را براي ارتقاء طرح فراهم مي كند . حضور پكينگ ها باعث مي شود از ديفيوزرهاي حباب ريز با بازدهي بيشتر استفاده نشود، زيرا نيازمند تخليه دوره اي تانك هوادهي و حذف پكينگ ها براي تميز كردن ديفيوزرهاست.

 

پکینگ مدیاهای مورد استفاده توسط هوایی که به مخزن ها از طریق دیفیوزر تزریق می گردد و یا سایر دستگاه های مکانیکی هوادهی به همواره به صورت معلق نگه داشته می شوند. مدیاها به صورتی طراحی شده اند که دارای سطح مقطع بسیار در واحد حجم هستند، این موضوع سبب می شود تا سطح مقطع بسیاری برای میکروارگانیسم ها وجود داشته باشد تا بتوانند به سطح این مدیا بچسبند و رشد کنند. سطح مخصوص این مدیاها از ۳۵۰ مترمربع بر مترمکعب تا ۱۲۰۰ مترمربع بر مترمکعب متغیر می باشد.

تصفیه فاضلاب به روش MBBR از انواع فرآیندهای رشد معلق از نوع چسبیده می باشد که درصدی از حوض هوادهی با توجه به طراحی سیستم با پکینگ مدیا پر می شود و میکروارگانیسم ها به راحتی می توانند بر روی این پکینگ های معلق رشد یابند و اکسیژن مورد نیاز خود خود را نیز از هواده های موجود در تصفیه خانه تامین می کنند تا تکثیر یابند و از طریق تغذیه از مواد آلی موجود در فاضلاب و واکنش بیولوژیکی این مواد را مصرف کنند و باعث تصفیه فاضلاب و کاهش BOD و نیترا و سایر آلاینده های موجود در فاضلاب گردند.

ظرفیت سیستم تصفیه فاضلاب به روش MBBR به راحتی با تغییر میزان پکینگ مدیا در حوض هوادهی قابل تغییر است و این موضوع باعث می شود تا در طراحی بتوان با تغییر بر روی حجم هوادهی، میزان مدیا و ظرفیت تصفیه خانه به سادگی تعادل برقرار کرد.

راکتور بیوفیلمی با بستر متحرک یا MBBR یک فرآیند بیولوژیکی رشد چسبیده برای تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی جهت حذف BOD، نیتریفیکاسیون و دینیتریفیکاسیون می باشد.

فرآیند MBBR شامل یک راکتور با مدیاهای پلاستیکی غوطه‌ور (معمولاً از جنس HDPE، پلی اتیلن یا پلی‌پروپیلن) با وزن مخصوص کمتر از ۱ می باشد. سطح زیاد مدیای پلاستیکی باعث ایجاد فضای فراوانی برای رشد باکتری ها می شود. بیومس بر روی سطح مدیا به صورت لایه ای نازک رشد کرده که ضخامت آن معمولاٌ بین ۳۰۰-۵۰ میکرون متغیر است.

دیفیوزرهای حباب درشت یا متوسط به طور یکنواخت در قسمت تحتانی راکتور جای گرفته و غلظت اکسیژن محلول (DO) را بیشتر ازmg/L 3-5/2 جهت حذف BOD نگاه می دارند. غلظت‌های بالاتر DO در صورتی که هدف نهایی دنیتریفیکاسیون باشد، تامین می‌گردد. در راستای جلوگیری از فرار مدیاها از تانک، توری هایی در قسمت خروجی راکتور تعبیه می شود. پس از مرحله هوادهی MBBR ، یک زلال ساز یا DAF برای جدا کردن بیومس و مواد جامد از پساب استفاده می گردد. هیچ گونه نیازی به برگشت لجن برای این فرآیند وجود ندارد.

برای انجام فرآیند دنیتریفیکاسیون از تانک های MBBR بیهوازی استفاده می گردد که بسیار شبیه نمونه هوازی خود که در بالا به توضیح آن پرداختیم بوده با این تفاوت که هیچ اکسیژنی تامین نمی گردد. تانک هیچ دیفیوزری نداشته و مدیاها توسط میکسرهای شناور، معلق می مانند. سایر ویژگی ها از جمله وجود توری همانند راکتور هوازی بوده گرچه ممکن است اندکی طراحی متفاوت باشد.

در فرآیند MBBR هوازی، پساب وارد راکتور هوادهی شده که در آنجا بیومس به مدیا چسبیده و مواد آلی موجود را کاهش داده که این امر منجر به حذف BOD و یا نیتریفیکاسیون با توجه به ویژگی های پساب می شود. کربن آلی تبدیل به کربن دی اکسید شده و هنگامی که آمونیاک و نیتروژن موجود در مواد آلی از طریق فرآیند نیتریفیکاسیون تبدیل به نیترات می شوند، از سیستم خارج می گردد.

اکسیژن مورد نیاز برای فرآیند توسط دیفیوزرهای نصب شده در کف راکتور فراهم می گردد. سپس پساب تصفیه شده از توری موجود در خروجی راکتور عبور کرده و به زلال ساز ثقلی یا DAF جریان پیدا می کند که در آنجا نیز بیومس و جامدات موجود از آن جدا می شوند.

امروزه با توجه به کاربرد گسترده MBBR تعداد فراوانی از این پکیج در سراسر جهان نصب و مورد اسنفاده قرار گرفته است. از MBBR می توان برای پساب بسیاری از صنایع مانند: صنایع غذایی و نوشابه سازی، صنایع فولاد، پالایشگاه های نفت، پتروشیمی، صنایع شیمیایی، کارخانه های تولید کاغذ و هر صنعت دیگری که پساب آن نیاز به حذف BOD، نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون دارد، استفاده نمود.

 

امروزه تکنولوژی MBBR به دلیل ایجاد مزیت های فراوان نسبت به فرآیند سنتی لجن فعال بسیار پر کاربرد گشته و تبدیل به تکنولوژی تصیفه بیولوژیکی رایج تری شده است. هم چنین به دلیل قیمت پایین و بالا بودن کیفیت تصفیه، تکنولوژی MBBR در اغلب موارد به تکنولوژی بیوراکتور ممبرانی (MBR) ترجیح داده می شود. یکی از کاربردهای MBBR ، استقرار آن قبل از فرآیند لجن فعال در مواردی که BOD پساب بسیار بالاست، می‌باشد. راکتور MBBR در این حالت قادر به حذف %۸۰-۶۰ BOD است و بارگذاری در قسمت بالا دست فرآیند لجن فعال را به طرز مشهودی کاهش می دهد که منجر به بالا بردن راندمان پکیج تصفیه فاضلاب و کاهش فضای مورد نیاز می‌گردد.

پکیج تصفیه فاضلاب به روش MBBR در چه مکان هایی مورد استفاده قرار می گیرد؟

تصفیه فاضلاب بهداشتی- انسانی

تصفیه فاضلاب بیمارستانی

تصفیه فاضلاب هتل ها و مجتمع های مسکونی

تصفیه فاضلاب کمپ های کارگری، کارگاه ها و کارخانه ها

ویژگی های پکیج تصفیه فاضلاب به روش MBBR

راندمان بسیار بالا در تصفیه فاضلاب بهداشتی و سایر فاضلاب های با بار آلودگی بالا

کاهش حجم مخزن هوادهی و به دنبال آن کاهش حجم پکیج تصفیه فاضلاب

شوک پذیری نسبت به تغییرات کمی و کیفی فاضلاب

مقاومت بسیار بالا نسبت به شوک های بارآلی، سمی و هیدرولیکی
تولید لجن بسیار کم نسبت به سایر فرآیند ها
قابلیت افزایش ظرفیت تصفیه
مشکلات بسیار کمتر راهبری و نگهداری نسبت به سایر فرآیندها
کاهش ابعاد مخزن هوادهی و در نتیجه کاهش ابعاد کل پکیج
هزینه ساخت پایین تر
راندمان بسیار بالا در حذف بار آلی

کیفیت بسیار مناسب پساب خروجی از پکیج تصفیه فاضلاب

لجن دفعی کمتر به دلیل هضم مناسب لجن

کاهش مشکلات فرار لجن و همچنین عدم نیاز به برگشت لجن

بهره برداری بسیار ساده و عدم نیاز به اپراتور تمام وقت

– عدم نياز به برگشت لجن فعال از زلال ساز ثانويه به حوض هوادهي

– كاهش اندازه تانك هوادهي و نتيجتاً زمين مورد نياز

– كاهش ميزان بارگذاري بر حوض ته نشيني ثانويه

– رشد و تكثير بعضي از ميكروارگانيزم هاي نادر كه در تصفيه فاضلاب هاي بهداشتي داراي اهميت مي باشد در اين روش بيشتر است.

– در برابر شوكهاي بار سمي مانند سيانيد و فنول و فرم آلدهيد تحمل بالايي دارد.

– ايجاد پديده بالكينگ در حوضهاي ته نشيني ثانويه وجود ندارد.

– لجن حاصله از اين فرايند قابليت ته نشيني و فشردگي بيشتري دارد و غليظ تر است.

– وقتي بار آلودگي آن كم باشد ، قدرت نيترات سازي درآن بالاست.

– تجهيزات سيستم در اين روش نياز كمتري به نگهداري دارد.

– اين سيستم به راحتي مي تواند فاضلاب را رقيق سازد.

– هزينه هاي اجرايي و نگهداري آن كم ولذا مقرون به صرفه مي باشد.

– هرچه سيستم كوچكتر باشد ، كارايي و راندمان آن بالاتر مي باشد.

– پساب خروجي از اين فرايند مطابق با استاندارد هاي سازمان محيط زيست مي باشد.

– MLVSS در اين سيتم بالاست.

– بهره برداری از اين سيتم آسان است.

– بدليل زمان ماند كمتر حوضچه هاي هوادهي ، انرژي لازم براي اين فرايند كمتر مي باشد.

– براي اين فرايند احتياج به سطح كمتري مي باشد.

مشخصات فنی پکیج تصفیه فاضلاب به روش MBBR

آشغالگیر: جهت جلوگیری از ورود ذرات درشت دانه به واحد متعادل ساز از جنس استنلس استیل (SS 316)

واحد متعادل ساز و ایستگاه پمپاژ: جهت جلوگیری از نوسانات کمی و کیفی فاضلاب و قرار دادن پمپ های مستغرق

پمپ مستغرق: جهت پمپاژ فاضلاب از ایستگاه پمپاژ در زیر سطح زمین به واحد هوادهی

واحد هوادهی:جهت هوادهی برای فرآیند هوازی تصفیه فاضلاب بوسیله میکروارگانیسم های تکثیر یافته بر روی پکینگ مدیا

پکینگ مدیا: جهت رشد میکروارگانیسم ها بر روی سطح آنها و افزایش راندمان سیستم تصفیه و کاهش حجم مخزن هوادهی

نگهدارنده پکینگ مدیا: جهت جلوگیری از خروج مدیا از حوض هوادهی

بلوئر هوادهی: جهت تامین اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم ها و همچنین اختلاط حوض هوادهی

دیفیوزر: جهت افزایش سطح تماس هوای تزریق شده در دو شکل دیفیوزر حباب درشت و حباب ریز

واحد ته نشینی: جهت ته نشینی لخته های تشکیل شده در حوض هوادهی

واحد کلر زنی: جهت میکروب زدایی و از بین بردن میکروارگانیسم هایی که در هوادهی پرورش داده ایم

پکیج تزریق کلر: جهت تزریق کلر با دوز مناسب به واحد کلر زنی شامل مخزن، میکسر و دوزینگ پمپ

هاضم لجن: جهت نگهداری و هضم بی هوازی لجن های اضافی که در سیستم تصفیه از بین نرفته اند

شاسی از جنس کربن استیل با سه لایه پوشش زینک ریچ، لایه میانی و کولتار اپوکسی مقاوم در برابر محیط خورنده فاضلاب به همراه تابلو برق تمام اتوماتیک (PLC) جهت کنترل تمام اتوماتیک سیستم تصفیه فاضلاب