چکيده
زمينه و هدف : بيورآکتورهاي غشايي يکي از روش‌هاي نوين و پيشرفته تصفيه فاضلاب مي‌باشند. بيورآکتورهاي غشايي مستغرق که در آنها حوض ته نشيني ثانويه حذف شده و غشاها مستقيما در داخل تانک هوادهي قرار مي‌گيرند، به علت مزاياي متعدد، از جمله کيفيت خروجي بهتر و مطمئن تر در طي سال‌هاي اخير توجه بيشتري را به خود معطوف داشته اند.
روش کار: در مطالعه حاضر، کارايي سيستم بيورآکتور غشايي مستغرق در مقياس پايلوت در حذف نياز اکسيژني شيميايي (ميانگين  COD فاضلاب  ورودي mg/L 18.8± 230.6)، مواد  معلق  کل  (ميانگين  TSS ورودي mg/L 19.4± 104.2) و کدورت بر حسب واحد کدورت نفلومتري (ميانگين کدورت فاضلاب ورودي NTU 6.1± 44.3) از فاضلاب شهري وارده به تصفيه خانه فاضلاب کرج در فصل زمستان در زمان‌هاي ماند هيدروليکي مختلف (٤، ٦، ٨، ١٠ و ١٢ ساعت ) مورد بررسي قرار گرفت.
يافته ها: نتايج اين مطالعه نشان داد که در زمان ماند هيدروليکي تانک هوادهي معادل ٤ ساعت، ميانگين غلظت‌هاي COD،TSS و کدورت خروجي به ترتيب برابر mg/L ٩.٢، کمتر از mg/L ١ و NTU ٠.٣، در زمان ماند هيدروليکي ٦ ساعت، مقادير فوق به ترتيب برابر mg/L ٧.٣، کمتر از mg/L ١ و NTU ٠.٢٨، در زمان ماند هيدروليکي ٨ ساعت، اين مقادير به ترتيب برابر mg/L ٧، کمتر از mg/L ١ و NTU ٠.٢٥، در زمان ماند هيدروليکي ١٠ ساعت، مقادير فوق به ترتيب برابر mg/L ٦.٢، کمتر از mg/L ١ و NTU ٠.١٧ و در زمان ماند هيدروليکي ١٢ ساعت، مقادير فوق به ترتيب برابر mg/L ٤.٣، کمتر از mg/L ١ و NTU ٠.١٦ بود.
نتيجه گيري : اين تحقيق نشان داد که سيستم بيورآکتور غشايي مقادير COD،TSS و کدورت را در تمام زمان‌هاي ماند هيدروليکي مورد مطالعه در مقايسه با سيستم‌هاي متعارف تصفيه فاضلاب با درصدهاي بالايي حذف نمود. بنابراين مي‌توان از تکنولوژي SMBR در شرايط دمايي پايين براي تصفيه فاضلاب استفاده نمود.
واژه‌هاي کليدي : تکنولوژي بيورآکتور غشايي، COD، فاضلاب شهري


مقدمه
رشد بي رويه جمعيت، آلودگي آب‌هاي سطحي و زيرزميني، پراکندگي غيريکنواخت منابع آب و خشکسالي‌هاي متناوب، بشر را وادار کرده است که به دنبال منابع جديد تامين آب باشد (١). تخليه فاضلاب‌هاي شهري و صنعتي به آب‌هاي سطحي و زيرزميني از نظر زيست محيطي بسيار خطرناک مي‌باشد (٢). از آنجايي که جداسازي فاز مايع - جامد در تصفيه بيولوژيکي فاضلاب نسبتا مشکل است، استفاده از فرآيند بيورآکتور غشايي  به طور گسترده در زمينه تصفيه پيشرفته فاضلاب و استفاده مجدد از پساب مورد توجه قرار گرفته است (٣).

روش کار
در اين مطالعه براي بررسي کارايي سيستم MBR در زمان‌هاي ماند هيدروليکي مختلف از مقياس پايلوت استفاده شد. پايلوت مورد استفاده در اين تحقيق شامل يک تانک هوادهي اختلاط کامل بود که غشاي هالوفايبر در داخل آن قرار داشت. شماتيک پايلوت سيستم بيورآکتور غشايي مورد استفاده در اين تحقيق در شکل ١ نشان داده شده است. ابعاد (طول ×عرض ×ارتفاع ) تانک به ترتيب ٦٠×٢٥×٥٠ سانتيمتر بود که حجم مؤثر تانک هوادهي ٤٨ ليتر بود. غشاي مورد استفاده از جنس پلي پروپيلن با قطر منافذ ٠.١ ميکرون و سطح فيلتراسيون ٤ متر مربع ساخته شده بود.

جهت راه اندازي رآکتور، تانک هوادهي با حجم کافي از لجن فعال خط برگشت لجن پر مي‌گرديد. براي رسانيدن غلظت MLSS به ١٥-١٣ گرم در ليتر، از مواد مغذي مثل گلوکز، سولفات آمونيوم، فسفات هيدروژن پتاسيم، سولفات منيزيم، بي کربنات سديم، کلريد فريک، سولفات منگنز و کلريد کلسيم با نسبت‌هاي معين استفاده گرديد (١٣). مشخصات مواد شيميايي مورد استفاده براي ساخت فاضلاب سنتتيک و مقادير آنها به منظور راه اندازي رآکتور در جدول ١ نشان داده شده است. پس از رسيدن غلظت MLSS به حد ١٥-١٣ گرم در ليتر، پايلوت به قسمت ورودي فاضلاب به تصفيه خانه فاضلاب کرج منتقل گرديد.

 يافته‌ها
اين مطالعه به منظور بررسي کارايي سيستم MBR در حذف COD،TSS  و کدورت فاضلاب خام ورودي به تصفيه خانه فاضلاب کرج انجام شد. کليه نتايج اين مطالعه در مقياس پايلوت با استفاده از فاضلاب خام شهري و در شرايط پايداري حاصل گرديد. در تمام مراحل آزمايش، pH رآکتور هوادهي در محدوده ٧.١-٦.٨ قرار داشت. زمان ماند  سلولي  در تمام  مراحل  آزمايش  طبق دستورالعمل WEF و همچنين مطالعات قبلي در محدوده ٢٠ روز ثابت شد (١٣). در هر پنج زمان ماند هيدروليکي توانايي سيستم در حذف COD، TSS و کدورت آزمايش گرديد و نتايج زير حاصل شد:
ميزان حذف COD با توجه به اينکه اين مطالعه در فصل زمستان انجام گرفت و اينکه دماي پايين بر فعاليت ميکروارگانيسم‌ها تأثير منفي مي‌گذارد، در کل مراحل مطالعه بيشتر از ٩٦ درصد بود. متوسط راندمان COD در کل مراحل آزمايش در جدول ٣ و شکل ٢ ارائه شده است. در جدول ٤ و شکل ٣ ميزان حذف مواد معلق توسط سيستم بيورآکتور غشايي نشان داده شده است.

بحث
با توجه به نتايج حاصل از شکل ٢ و جدول ٢ غلظت COD خروجي در کل مراحل کمتر از mg/L ٩.٢ است، همانطور که در شکل ٢ نشان داده شده است، با وجود نوسان در COD ورودي، مقادير COD در خروجي در مقادير ثابت و بسيار پايين قرار داشتند (تمام نمودارها لگاريتمي هستند). اين نتيجه با يافته‌هاي شين  و همکاران (١٨) مطابقت داشت. آنها کارايي بيورآکتور مستغرق  را به صورت ترکيبي با SBR مطالعه نمودند و به اين نتيجه رسيدند که عليرغم نوسانات زياد در مقادير غلظت ورودي، ميزان COD در کل شرايط آزمايش بيشتر از ٩٥ درصد بود.

نتيجه گيري
در اين مطالعه عملکرد سيستم بيورآکتور غشايي مستغرق در زمان‌هاي ماند هيدروليکي مختلف در تصفيه فاضلاب شهري و بازيابي و استفاده مجدد از پساب مورد مطالعه قرار گرفت.