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 رأکتور بیو فیلمی با بستر متحرک (MBBR) ، فرایندی است که توسط کمپانی نوروژی ( کالدنس میلدج تکنولوژی ) معرفی شده و توسعه یافته است. تصفیه فاضلاب به روش MBBR شامل اضافه کردن پکینگ هایی استوانه ای شکل از جنس پلی اتیلن ( دانسیته مخصوص g/cm³ ۰.۹۶ ) در حوض های هوادهی یا غیر هوادهی است که به رشد بیوفیلمی کمک می کنند. سیستم تصفیه فاضلاب MBBR از آکنه هایی (Packing) تشکیل شده که در مخزن هوادهی شناور هستند . بر روی این آکنه های غوطه ورلایه ای از بیوفیلم  رشد میکند و  توده بیولوژیکی شناور را  در محیط فاضلاب افزایش میدهد. این توده های بیولوژیکی در فاضلاب نقش تجزیه مواد آلی را بر عهده دارد. از این روش جهت حذف BOD، COD و نیتروژن استفاده میشود. معمولاً این استوانه های کوچک تقریباً ۱۰ میلی لیتر قطر و ۷ میلی لیتر ارتفاع همراه با اتصالاتی درون استوانه و باله های طولی در بیرون می باشند.

در خروجی تانک هوادهی از صفحه مشبکی با سوراخ هایی به ابعاد ۵*۲۵ میلی متر استفاده می شود که از خارج شدن این پکینگ های معلق از تانک هوادهی جلوگیری گردد. حجم پکینگ های بکار رفته در محدوده ۲۵-۵۰ درصد حجم تانک می باشد. در این فرایند، جهت معلق نگه داشتن پکینگ ها از میکسر یا تلاطم هوای ایجاد شده توسط دیفیوزرها استفاده می شود. در تصفیه هوازی ، معلق نگه داشتن پکینگ ها توسط حبابهای هوای ایجاد شده توسط دیفیوزرها می باشد، در صورتیکه در تصفیه بی هوازی یا انوکسیک ، این عمل توسط میکسر صورت می گیرد. در فرایندMBBR، برخلاف فرایند Captor and Linpor، به برگشت لجن فعال نیاز نبوده و از حوض ته نشینی ثانویه فقط جهت ته نشینی جامدات استفاده می شود.

فرایند MBBR با کاهش بارگذاری جامدات در زلال ساز های موجود ، مزیتی را برای ارتقاء طرح فراهم می کند . حضور پکینگ ها باعث می شود از دیفیوزرهای حباب ریز با بازدهی بیشتر استفاده نشود، زیرا نیازمند تخلیه دوره ای تانک هوادهی و حذف پکینگ ها برای تمیز کردن دیفیوزرهاست.

 

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 نیاز به برگشت لجن فعال از زلال ساز ثانویه به حوض هوادهی

– کاهش اندازه تانک هوادهی و نتیجتاً زمین مورد نیاز

– کاهش میزان بارگذاری بر حوض ته نشینی ثانویه

– رشد و تکثیر بعضی از میکروارگانیزم های نادر که در تصفیه فاضلاب های بهداشتی دارای اهمیت می باشد در این روش بیشتر است.

– در برابر شوکهای بار سمی مانند سیانید و فنول و فرم آلدهید تحمل بالایی دارد.

– ایجاد پدیده بالکینگ در حوضهای ته نشینی ثانویه وجود ندارد.

– لجن حاصله از این فرایند قابلیت ته نشینی و فشردگی بیشتری دارد و غلیظ تر است.

– وقتی بار آلودگی آن کم باشد ، قدرت نیترات سازی درآن بالاست.

– تجهیزات سیستم در این روش نیاز کمتری به نگهداری دارد.

– این سیستم به راحتی می تواند فاضلاب را رقیق سازد.

– هزینه های اجرایی و نگهداری آن کم ولذا مقرون به صرفه می باشد.

– هرچه سیستم کوچکتر باشد ، کارایی و راندمان آن بالاتر می باشد.

– پساب خروجی از این فرایند مطابق با استاندارد های سازمان محیط زیست می باشد.

– MLVSS در این سیتم بالاست.

– بهره برداری از این سیتم آسان است.

– بدلیل زمان ماند کمتر حوضچه های هوادهی ، انرژی لازم برای این فرایند کمتر می باشد.

– برای این فرایند احتیاج به سطح کمتری می 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