ارزیابی شرایط بهینه بهره‌برداری از بیوراکتور غشایی در تصفیه فاضلاب شهری

هدف: بیوراکتور غشایی (mbr) بعنوان یک فناوری نوین در تصفیه فاضلاب شهری شناخته می‌شود. هدف از این مطالعه، ارزیابی عملکرد این سیستم در حذف آلاینده‌ها و میزان گرفتگی غشایی در شرایط مختلف بهره‌برداری است.مواد و روش‌ها: یک پایلوت mbr با غشای تخت و حجم مفید 140 لیتر در تصفیه‌خانه فاضلاب اکباتان راه‌اندازی شد و برای دوره 100 روزه بصورت پیوسته از فاضلاب واقعی و در دمای محیط تغذیه گردید. این پایلوت در شرایط بارگذاری آلی برابر 58/0، 71/0و 55/1 kgcod/m3.d و در دو حالت هوادهی با غلظت اکسیژن محلول mg/l 4 و mg/l 5/1 مورد آزمایش قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد عملکرد mbr در تمامی سناریوها برای حذف پارامترهای bod، cod و tss تقریباً ثابت و بیش از %96 است و اعتمادپذیری به سیستم در شرایط مختلف بهره‌برداری تایید می‌شود. اما حداکثر عملکرد سیستم در حذف نیتروژن و فسفر کل در شرایط با هوادهی کم امکانپذیر بوده که به ترتیب 31% و 66% می‌باشد و در هوادهی بالا این عملکرد حدوداً 15% افت می‌کند. همچنین نتایج نشان داد گرفتگی غشایی با افزایش بارگذاری آلی یا کاهش اکسیژن محلول افزایش می‌یابد. حتی افت هد جریان عبوری از غشا با میزان بارگذاری آلی همبستگی خوبی (r2=0.91) دارد.نتیجه‌گیری: بیوراکتور غشایی یک فناوری کارآمد در حذف مواد آلی کربنی در فاضلاب شهری است و در صورت بروز شرایط مختلف بهره‌برداری مانند افت هوادهی یا افزایش بار هیدرولیکی و آلی تصفیه‌خانه عملکرد ثابتی دارد. با این وجود نیازمند فرآیند تکمیلی برای حذف ترکیبات نیتروژنی و فسفر از فاضلاب است.

Evaluating the Optimal Operating Conditions of MBR for Domestic Wastewater Treatment

Objective: Membrane bioreactor (MBR) is known as new technology for domestic wastewater treatment. This research aims on the performance evaluation of MBR in pollutants removal and membrane fouling in different operational conditions.Materials and methods: For this purpose, a pilot with 140 L net volume and flatsheet membrane was started up and continuously fed with real wastewater in Ekbatan wastewater treatment plant. It has been operated for 100 days with different organic loading rates (OLR) of 0.58, 0.71 and 1.55 kgCOD/m3.d and aeration conditions of DO>4 mg/L and DO<1.5 mg/L.Results: The results show that MBR can remove more than 96% of BOD, COD and TSS of wastewater in all operating conditions. This performance is rather constant and verifies the high reliability of system in different operating conditions. Nevertheless, the maximum removal efficiency of total nitrogen (TN) and total phosphorous (TP) is 31% and 66%, respectively, while it degrades about 15% in aerated condition (DO>4 mg/L). In addition, membrane fouling increases whenever OLR is increased or the aeration is reduced. Actually, the transmembrane pressure (TMP) is statistically correlated with OLR (R2=0.91).Conclusion: The findings reveal that MBR is an efficient technology for domestic wastewater treatment and performs rather constant in times of aeration reduction or OLR enhancement. However, it requires supplementary techniques for TN and TP removal.