ميكانيكية عمل تقنية MBBR لمعالجة مياه الصرف
تعد ميكانيكية عمل تقنية MBBR (مفاعل الأغشية الحيوية المتحركة) نهجا ثوريا لمعالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية. مع أنظمة مفاعل الأغشية الحيوية المتحركة (MBBR) يمكن توفير التكاليف والطاقة والمساحة مع تحسين عملياتها الإجمالية.
لماذا مفاعل الأغشية الحيوية المتحركة (MBBR)؟
تساهم عمليات التصميم والهندسة الشاملة في المزايا الفريدة التي توفرها أنظمة مفاعل الأغشية الحيوية المتحركة (MBBR). يركز مهندسو مفاعل الأغشية الحيوية المتحركة (MBBR) على تقليل العناصر التالية:
- الطاقة وتكلفة التشغيل: تتمتع أنظمة مفاعل الأغشية الحيوية المتحركة (MBBR) بكفاءة طاقة مثالية، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل.
- حجم المفاعل ووقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT): تتمتع أنظمة مفاعل الأغشية الحيوية المتحركة (MBBR) بوقت احتفاظ هيدروليكي منخفض (HRT)، مما يمكن مفاعل الأغشية الحيوية المتحركة (MBBR) من العمل بشكل فعال في المفاعلات الأصغر.
- تعقيد التحكم: نظرًا لأن أنظمة MBBR تستخدم عملية معالجة بيولوجية، فإن الكائنات الحية الدقيقة مسؤولة عن غالبية المعالجة. ونتيجة لذلك، يتطلب النظام اهتمامًا وتدخلًا أقل من المشغل، مما يجعل التشغيل بسيطًا.
- البصمة: يستخدم نظام MBBR حاملات الأغشية الحيوية، والتي توفر مساحة سطحية كبيرة لنمو الميكروبات. توفر الكتلة الإضافية من الكائنات الحية الدقيقة قدرة معالجة أكبر في بصمة أصغر نسبيًا.
بالإضافة إلى ذلك، تعمل أنظمة MBBR على زيادة عوامل مثل:
- كفاءة المعالجة: توفر MBBR كفاءة معالجة أفضل من الأنواع الأخرى من أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي في متطلبات مساحة وميزانية أقل.
- السعة الهيدروليكية: يمكن لأنظمة MBBR التعامل مع المزيد من المياه في وقت معين مقارنة بالأنظمة الأخرى، مما يعزز الكفاءة الإجمالية.
- الكفاءة الحجمية: مع إدارة البكتيريا لمعظم عملية المعالجة، يمكن للأجزاء في نظام MBBR أن تظل في حالة أفضل. ونتيجة لذلك، يعمل النظام على تحسين كمية المياه المتدفقة عبر المضخات.
- عمر العملية: تتمتع حاملات وسائط الأغشية الحيوية التي تحمل بكتيريا نظام MBBR بعمر افتراضي طويل. في المقابل، يزيد عمر عملية النظام أيضًا.
تعمل أنظمة MBBR على زيادة الأداء والفعالية من حيث التكلفة من خلال مبادئ التصميم الذكي.
اقرأ أيضاً: مزايا وعيوب استخدام تقنية MBBR
ميكانيكية عمل تقنية MBBR لمعالجة مياه الصرف
قبل شرح تفاصيل MBBR، من المفيد فهم الفئة العامة التي يندرج تحتها هذا النوع من معالجة مياه الصرف الصحي. MBBR هي عملية بيولوجية، على عكس العملية الكيميائية أو الميكانيكية. فيما يلي تفصيل فني لما يميز العملية البيولوجية.
تستخدم العمليات البيولوجية لمعالجة المياه كائنات حية صغيرة مثل البكتيريا أو الديدان الخيطية للمساعدة في تحلل النفايات. ضع في اعتبارك جميع المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي. تستفيد العمليات البيولوجية من العمليات الخلوية الطبيعية لتحلل هذه النفايات.
إن إدخال كائنات دقيقة محددة في مياه الصرف الصحي يسمح للطبيعة بأخذ مجراها حيث تقوم هذه الكائنات الدقيقة بتحلل واستهلاك النفايات التي تتلامس معها. في حالة وجود مواد نفايات معقدة في الماء، يمكن للكائنات الدقيقة تحويلها إلى مواد أبسط، والتي يمكن بعد ذلك ترشيحها من خلال معالجة إضافية.
في كثير من الحالات، تكون المرحلة التالية بعد عملية المعالجة الأولية لمعالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية قد حدثت بالفعل لإزالة مواد معينة. قد تدخل عمليات إضافية حيز التنفيذ بعد العملية البيولوجية أيضًا. سواء تم استخدامها بشكل مستقل أو كجزء من عملية معالجة مياه أكثر شمولاً، فإن عمليات معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية فعالة وصديقة للبيئة واقتصادية.
فيديو يوضح مكانيكية عمل تقنية MBBR
تاريخ معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام مفاعل الأغشية الحيوية المتحرك؟
طور الباحثون النرويجيون تقنية MBBR في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات. كان هدف MBBR هو التعويض عن بعض المشكلات التي تميز طرق معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية الأخرى، وقد فعلت ذلك بفعالية. تجمع MBBR بين العديد من نقاط القوة في العمليات البيولوجية، وخاصة عملية الحمأة غير المنشطة ووسائط الأغشية الحيوية، مع القضاء على أوجه القصور التي تميل إلى المجيء مع العمليات البيولوجية لمعالجة مياه الصرف الصحي أو تقليلها.
نظرًا للعديد من الفوائد التي تقدمها، أصبحت MBBR طريقة شائعة لمعالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية. تستخدم MBBR حاملات بلاستيكية مغطاة بالأغشية الحيوية لتحلل النفايات. بالإضافة إلى كونها وسيلة فعالة لإزالة المواد العضوية، تعد MBBR أيضًا طريقة مبتكرة للنترتة وإزالة النتروجين.
كما هو الحال مع عمليات المعالجة البيولوجية الأخرى، غالبًا ما تكون MBBR جزءًا من نظام متعدد الخطوات لمعالجة مياه الصرف الصحي، مع عمليات أخرى تركز على جوانب مختلفة من التنقية. لهذا السبب غالبًا ما يتضمن مخطط تدفق عملية MBBR خطوات أخرى، مثل إزالة الحصى والتطهير. يمكن للمصانع الفردية تخصيص عملية MBBR نفسها ونظام معالجة مياه الصرف الصحي الشامل الخاص بها لتلبية احتياجات التنقية بشكل صحيح.
مكونات تصميم MBBR
فيما يلي تفصيل لكيفية عمل عملية MBBR. إحدى الطرق المفيدة لفهم هذه العملية هي النظر في مكونات تصميم MBBR المختلفة التي تعمل معًا لجعل هذه التقنية ممكنة.
الحوض:
تتم عملية MBBR في حوض، يُعرف أيضًا باسم المفاعل أو خزان التهوية. يعتمد حجم هذا الوعاء على احتياجات الترشيح لمصنع معين. يدخل الوارد إلى هذا الحوض للمعالجة، وقد يدخل حوضًا ثانيًا لمزيد من معالجة MBBR أو لنوع آخر من عملية معالجة المياه. خزانات تهوية MBBR مفتوحة في الأعلى، مما يعرض الماء للهواء الطلق، مما يجعل هذه عملية ترشيح هوائية.
الوسائط:
الحوض مليء بآلاف الرقائق البلاستيكية الصغيرة، تسمى الوسائط أو الحاملات. قد تشغل هذه الوسائط ما يصل إلى 50 إلى 70٪ من الخزان. إن تصميم هذه الناقلات يزيد من مساحة السطح التي توفرها لنمو الأغشية الحيوية عليها. وتشبه العديد من الناقلات المعكرونة ذات الشكل الدائري. وهي تحاكي كثافة الماء، مما يسمح لها بالاختلاط في جميع أنحاء السائل، بدلاً من الطفو أو الانسكاب.
شبكة التهوية:
هناك شيء آخر يساعد الوسائط على التحرك بشكل فعال في جميع أنحاء الخزان وهو شبكة التهوية. هذا الجهاز عبارة عن مروحة تقع في الجزء السفلي من خزان المفاعل. تساعد شبكة التهوية في إبقاء الناقلات في حالة حركة حتى تتمكن من ملامسة جميع النفايات الموجودة وتحليلها بكفاءة، كما أنها تقدم المزيد من الأكسجين إلى الخزان.
المنخل:
عند تصور نظام MBBR الموصوف حتى الآن، قد يتساءل المرء كيف تبقى الوسائط في الخزان، بدلاً من الهروب من خلال المخرج. سيكون ذلك مشكلة إذا لم يكن هناك منخل متصل بالخزان. تسمح مادة الشبكة بمرور الماء، لكنها تحافظ على الناقلات البلاستيكية داخل الحوض.
مع تقدير المكونات التي تجعل MBBR ممكنًا، فمن السهل فهم كيفية عمل هذه العملية. تستهلك الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بالوسائط في الخزان النفايات الموجودة في الماء، مما يجعلها أنظف وأكثر أمانًا لإعادة الاستخدام أو التخلص منها. يعتمد نوع الكائنات الحية الدقيقة التي يتم إدخالها إلى الخزان على نوع النفايات التي يجب التخلص منها.
كما ذكرنا سابقًا، لا تعمل عملية MBBR على استهلاك النفايات العامة فحسب. بل تلعب أيضًا دورًا في النترتة وإزالة النترتة. النترتة هي عملية تحويل الأمونيوم إلى نترات، وتحدث عملية إزالة النترتة عندما يتم استقلاب الأكسجين ويتحول النترات إلى غاز النيتروجين. ولأن هاتين العمليتين بيولوجيتين، فإن عملية MBBR هي طريقة ممتازة لتسهيلهما.
في أي حالة تتطلب عملية بيولوجية لتحسين جودة مياه الصرف الصحي، فإن عملية MBBR هي طريقة قيمة يجب مراعاتها.
