پیش تصفیه فاضلاب یکی از مهم ترین مراحل برای فرآیند MBR می باشد و طراحان می بایست در هنگام ایجاد استراتژی های پیش تصفیه، این شرایط عملیاتی را نیز در نظر بگیرند.
در اواخر دهه 1980 پروفسور کازو یاماموتو از دانشگاه توکیو، مقاله ای را با عنوان بیوراکتورهای ممبرانی (غشایی) فیبر توخالی شناور ارائه نمود. از همان زمان و با شنیده شدن توانایی ها و احتمالات MBR ها، فعالیت های فراوانی برای تبدیل نمودن بیوراکتورهای ممبرانی به مرحله ای مهم و ضروری در تصفیه فاضلاب صورت گرفت.
در حالی که اکنون مزایای استفاده از فرآیند MBR مانند کیفیت بالای خروجی، اشغال فضای کمتر نسبت به فرآیندهای لجن فعال معمول و توانایی تصفیه زیستی بهتر برای همگان واضح و مشخص می باشد، اما مراحل پیش تصفیه فاضلاب و مزایای آن در اغلب موارد نادیده گرفته می‌شود. برای به حداکثر رساندن بهره وری MBR در امر تصفیه، استفاده از پیش تصفیه فاضلاب باید در اولویت قرار گیرد.
موردی برای پیش تصفیه فاضلاب
عبور کوچکترین ذرات جامد یا کمترین میزان آشغال می تواند موجب اختلال در عملکرد فرآیند MBR گردد. تجمع آشغال بین رشته ها یا صفحه های ممبران می تواند مشکلات و چالش‌های عدیده ای را برای اپراتورها در راهبری یک واحد MBR ایجاد نماید. هیچ چیز بهتر از آمار و ارقام، نیاز به پیش تصفیه فاضلاب را نشان نمی دهد و این که چگونه یک تکه مو می تواند به سرعت سیستم شما را از کار بیاندازد. مطالعات صورت گرفته نشان می دهد که ppm 1 آشغال می‌تواند به سرعت تبدیل به 3/78 کیلوگرم در میلیون گالن شده که این عدد می تواند به 112/95 کیلوگرم در ماه نیز برسد.
استفاده از تمام مزایای یک واحد MBR تنها زمانی امکان پذیر می باشد که پیش تصفیه ی مناسبی صورت گیرد. MBRهای محافظت نشده غالباً نیاز به سیستم های کنترلی خطا، شستشو و تعویض دارند که تمام این موارد منجر به بالا رفتن هزینه های بهره برداری می گردد. عدم استفاده از پیش تصفیه فاضلاب، تمام مزایای یک سیستم MBR را تحت الشعاع خود قرار می‌دهد. نصب آشغالگیر به عنوان سیستم پیش تصفیه تا حدود زیادی شما را از عملکرد مناسب بیوراکتور ممبرانی تان مطمئن خواهد ساخت.
آشغالگیری
استفاده از یک آشغالگیر مناسب در بالا دست یک بیوراکتور غشایی به اندازه ی استفاده از خود MBR در فرآیند تصفیه فاضلاب، تاثیرگذار می باشد. آشغالگیری از جهات مختلفی، ممبران ها را از آسیب و خرابی محافظت می کند (مانند گرفتگی ناشی از مو و الیاف عبورکرده، یا ذرات تیز و برنده). آشغالگیرها جزئی حیاتی در یک سیستم MBR می باشند.
برخی مدل های آشغالگیر مانند آشغالگیرهای چرخان (Rotary Drum Screen) و آشغالگیرهای نواری(Band Screen)، می توانند به خوبی از بیوراکتورهای ممبرانی محافظت نمایند. نکته ی کلیدی در مورد آشغالگیرها برای محافظت مناسب از MBRها، طراحی بر اساس نوع آشغال های موجود و اندازه ی آن ها می باشد.
تکامل پیش تصفیه فاضلاب در MBRها
در روزهای آغازین استفاده از پیش تصفیه فاضلاب برای MBRها، فاصله ی مناسب دریچه های آشغالگیر برای محافظت مناسب از MBR بین 3 تا 6 میلی متر بود. از آن زمان به بعد تغییراتی هم در درک نیازهای پیش تصفیه برای MBR و هم در نیاز به صورت گرفتن تغییرات در جریان فاضلاب ورودی به MBR صورت گرفت. در سال های اخیر به دلیل افزایش محبوبیت و استفاده از محصولات بهداشتی شخصی یکبار مصرف مانند دستمال کاغذی، وجود ترکیبات و مواد فیبردار در تجهیزات مختلف افزایش یافته است. بروز این تغییرات در ترکیبات فاضلاب ها، نشان داده است که آشغالگیری ریزتری در محدوده ی 2 میلی متر یا کمتر باید صورت گیرد.
معمولاً دستیابی به میزان لازم از آشغالگیری تنها در یک مرحله صورت نمی گیرد. اغلب برای حصول نتیجه ی مورد نظر (آشغالگیری به اندازه دلخواه و مورد نیاز) طی چند مرحله اتفاق می‌افتد. در مواردی که فاضلاب به صورت ترکیبی می باشد غالباً از نوعی آشغالگیری درشت (بیش از 6 میلی متر) برای حذف جامدات بزرگ استفاده می شود. جریان های خاص فاضلاب بهداشتی نیز از آشغالگیرهای 3 تا 6 میلی متری نیز به عنوان آشغالگیر اولیه و برای پیشگیری از بارگذاری بیش از حد یا گرفتگی بر روی آشغالگیرهای ریزتر استفاده می کنند.
استفاده از یک سیستم پیش تصفیه فاضلاب که به خوبی طراحی و اندازه گیری شده است (برای حذف کارآمد آشغال ها) موجب نیاز به شستشوی کمتر، میزان جذب بهتر و بهبود کلی فرآیند می گردد. استفاده از آشغالگیرهای ریز با اندازه ی 2 میلی متر یا کمتر پیشنهاد مناسبی برای پیش تصفیه MBR می باشد، اما به کارگیری آشغالگیرهای فوق ریز برای اطمینان هر چه بیشتر از بالاتر رفتن میزان جداسازی ذرات ریز می باشد. آشغالگیرهای فوق ریز با اندازه ی 1 میلی متر برای محافظت سیستم MBR از کوچکترین ذرات مو و سایر بافت ها بسیار مناسب می باشند.
حفاظت از تمام جریان ها
در زمان طراحی و ایجاد روشی برای پیش تصفیه فاضلاب، تنها جریان اصلی فرآیند، نباید ملاک قرار گرفته شود. بیشتر طراحان و اپراتورهای تصفیه خانه های فاضلاب به خوبی می دانند که در زمان انجام طراحی های مورد نیاز باید تمامی منابع احتمالی آشغال ها و سایر بافت ها را در نظر بگیرند.
آب حاصل از شستشو و بک واش فیلترها از رایج ترین منابع احتمالی آشغال ها هستند و در صورت نادیده گرفته شدن می توانند موجب از کار افتادن MBR شوند. نکته ای دیگری که طراحان باید به آن توجه کنند، احتمال روی دادن اتفاقات پیش بینی نشده ای مانند انجام تعمیرات و یا اتفاقات مربوط به سرریز می باشد که می توانند مشکلات جدی برای سیستم ایجاد نمایند. بهتر است که تمامی این منابع احتمالی آشغال و آلودگی، پیش از ورود مجدد به سیستم وارد پیش تصفیه فاضلاب (آشغالگیر) تعبیه شده شوند.
بیوراکتورهای پیشرفته نیز نیاز به سیستم های حفاظتی مناسب و به روز دارند. پیش تصفیه فاضلاب از ارکان اصلی فرآیند MBR بوده و متخصصان طراحی باید شرایط مختلف کارکرد سیستم را برای ساختن سیستم پیش تصفیه در نظر داشته باشند.
