تاثير زمان ماند هيدروليكي بر عملكرد بيوراكتور غشايي در تصفيه فاضلاب شهري

Effects of Hydraulic Retention Time on the Performance of a Membrane Bioreactor Treating Municipal Wastewater

استانداردهاي كيفي پساب ها نسبت به گذشته سختگيرانه تر شده و لذا نياز به بهبود كيفيت خروجي فاضلاب هاي تصفيه شده روز به روز در حال افزايش است. از طرفي با افزايش فشار بر منابع آب سراسر جهان، لازم است بازيافت و استفاده مجدد از خروجي فاضلاب مورد توجه قرار گيرد. اخيراً بيوراكتورهاي غشايي كه از محبوبيت و توجه زيادي برخورداراند به عنوان يك فناوري اميدبخش در تصفيه فاضلاب مطرح شده اند. در راستاي بهبود كيفيت خروجي تصفيه خانه فاضلاب شهري شيراز، تصفيه فاضلاب شهري توسط تكنولوژي بيوراكتور غشايي در مقياس پايلوت ميداني در تصفيه خانه فاضلاب شهري شيراز به مدت 9 ماه مورد مطالعه قرار گرفت. پايلوت ساخته شده در اين تحقيق از يك راكتور هوادهي به حداكثر حجم مفيد 230 ليتر و يك حوضچه غشايي به حجم 110 ليتر تشكيل شد و يك غشا به فرم الياف توخالي درون حوضچه غشايي استفاده شد. 7 زمان ماند هيدروليكي متفاوت هوادهي از 2 تا 12 ساعت بر روي اين پايلوت مورد آزمايش قرار گرفت و عملكرد سيستم در حذف مواد آلي، نيتروژن آمونياكي، مواد معلق و كدورت و همچنين ظرفيت غشاء بررسي شد. بازدهي سيستم در حذف مواد آلي در تمام دوره به جز زمان ماند هيدروليكي 2 ساعت كاملاً پايدار و ثابت بود. به طوري كه كاهش COD و BOD به ترتيب به بيش از 95 و 99 درصد رسيد. نيتريفيكاسيون به طور كامل انجام شد و در تمام دوره به جز زمان ماند هيدروليكي 2 ساعت پايدار و ثابت بود. غلظت مواد معلق خروجي سيستم تقريباً برابر صفر و ميزان كدورت كمتر از NTU 1 به دست آمد. همچنين بررسي ظرفيت غشا نشان داد كه فلاكس متوسط Lm-2 h-1 5/5 در خلا متوسط ۰/۳ اتمسفر قابل دستيابي است. نتايج نشان داد كه عملكرد سيستم بيوراكتور غشايي مورد مطالعه در تصفيه فاضلاب شهري شيراز در مقايسه با ساير سيستم هاي تصفيه فاضلاب شهري رايج خيلي بالاتر بود و بازدهي سيستم تحت تاثير زمان ماندهاي هيدروليكي 3 تا 12 ساعت راكتور هوادهي نبود. بنابراين با توجه به كيفيتي كه پساب خروجي اين سيستم دارد به طور يقين مي تواند جهت مصارف بسيار زيادي در صنعت و كشاورزي مورد استفاده قرار گيرد.

There is an increasing demand for effluents of higher quality from wastewater treatment plants due to the more stringent quality standards as well as the increasing pressure on water resources worldwide، which calls for effluent recycle and reuse. Membrane bioreactors (MBRs) have been recently gaining rapid popularity as a promising technology for wastewater treatment. In order to improve the quality of the effluent from Shiraz wastewater treatment plant، an on-site pilot-scale membrane bioreactor was operated for 9 months. The pilot plant built at Shiraz wastewater treatment plant consisted of an aerobic reactor and a membrane compartment containing one submerged hollow fiber membrane module. In this study، eleven different aerobic hydraulic retention times (HRT) ranging from 2 to 12 hours were tested to determine the membrane capacity and to investigate the performance of the system in removing total ammonia nitrogen، organic matter، total suspended solids، and turbidity.The system recorded a perfectly stable removal efficiency over the whole experimental period، except for the 2-hour aerobic HRT، so that its COD and BOD reductions exceeded 95% and 99%، respectively. Moreover، the system achieved complete nitrification in a stable manner during the whole study period، except for the 2-hour aerobic operation period. TSS concentration was almost zero and turbidity was less than 1 NTU. Membrane capacity measurements showed an average flux of 5.5 Lm-2h-1 with a mean trans-membrane pressure difference of 30 kPa. Results showed that the MBR outperformed the conventional sewage treatment processes. Additionally، it was not affected by aerobic HRT changes (12، 10، 8، 6، 4، and 3h). Based on the effluent qulity، teh system may be recommended for application toward water reuse in industrial and agricultural settings