كيف تعمل أغشية المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) لتحقيق معالجة المياه؟

المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) هو تقنية حديثة لمعالجة المياه تجمع بين التحلل البيولوجي (عن طريق الحمأة المنشطة) وفصل الأغشية لتحقيق فصل فعال بين المواد الصلبة والسائلة، ليحل محل خزانات الترسيب التقليدية. ويمكن فهم مبادئ الترشيح الخاصة به من خلال الجوانب التالية.

تأتي أغشية المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) بنوعين رئيسيين:

● الأغشية المسطحة: على شكل صفيحة، مناسبة للتطبيقات صغيرة النطاق.

● أغشية الألياف المجوفة: هياكل ليفية مجوفة ذات مساحات سطحية كبيرة لكل وحدة حجم، وتستخدم على نطاق واسع في أجهزة تنقية المياه المنزلية.

تعتمد عملية الفصل على البنية المسامية الدقيقة للغشاء:

● تمر جزيئات الماء والمواد المذابة الصغيرة عبر مسام الغشاء، بينما يتم الاحتفاظ بالجسيمات الأكبر (مثل الحمأة المنشطة والمواد الصلبة العالقة).

● يبلغ حجم مسام أغشية MBR عادةً حوالي 0.1 ميكرومتر (يمكن أن يكون بعضها أصغر)، مما يتيح إزالة فعالة للكائنات الحية الدقيقة والشوائب العالقة.

يعمل نظام MBR في وضعين أساسيين:

● ضغط الرأس الهيدروليكي (HHP): يستخدم فرق الضغط بين جانب مياه التغذية وجانب النفاذية لدفع عملية الترشيح.

● شفط المضخة: يستخدم مضخة لسحب الماء عبر الغشاء، وهو مناسب لأنظمة الضغط المنخفض.

أثناء التشغيل، غالباً ما يتم استخدام التهوية:

يؤدي التهوية إلى اهتزاز ألياف الغشاء، مما يمنع التلوث (ترسب الحمأة على سطح الغشاء) ويضمن ترشيحًا مستقرًا.

تجمع تقنية المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) بين التحلل البيولوجي (في المفاعل) وفصل الأغشية:

في المفاعل البيولوجي، تقوم الكائنات الدقيقة بتحليل الملوثات العضوية. ثم يقوم الغشاء بترشيح الكائنات الدقيقة والمواد الصلبة العالقة، مما ينتج عنه مياه معالجة عالية الجودة.

باختصار، تستفيد تقنية MBR من قدرة الغشاء المسامي الدقيق على الفصل حسب الحجم، وتدمج المعالجة البيولوجية مع الفصل الفيزيائي، وتستخدم التهوية للحفاظ على أداء الغشاء، مما يؤدي في النهاية إلى تنقية فعالة لمياه الصرف الصحي.