چکیده

یکی از فناوري هاي جدید در زمینه تصفیه پساب استفاده از بیو راکتورهاي غشایی دینامیکی است کـه هم زمان مشکلات گران بودن غشاهاي پلیمري متداول، هزینه بالاي بهره برداري و تمیز سازي این نوع از غشا را برطرف می کند. افزودن جاذب مناسبی همچون پـودر کـربن فعـال ( PAC) در ایـن فرآینـد سبب کاهش چسبندگی لجن از طریق جذب مواد پلیمري بین سلولی، درشت تر شدن ذرات و کـاهش غلظت ترکیبات موثر در انسداد غشا می شود. لذا لایه تشـکیل شـده در حضـور PAC نسـبت بـه لایـه تشکیل شده در عدم حضور PAC متخلل و تراوا تر می باشد. افزایش تراوایی غشاي تشکیل شده سبب افزایش شار بحرانی و به دنبال آن شار عملیاتی گردید.

کلمات کلیدي

بیوراکتور غشایی ؛ غشا دینامیکی؛ پودر کربن فعال

مقدمه

توجه عمیق به مسائل زیست محیطی و کمبود منابع طبیعی آب، لزوم تحقیقـات روز افـزون در زمینـه تصـفیه پساب ها را فراهم می کند. یکی از فناوري هایی که اخیرا در این زمینه بسیار مورد توجه قرار گرفته اسـت، اسـتفاده از بیو راکتورهاي غشایی۱ می باشد. استفاده از بیو راکتورهـاي غشـایی داراي دو مزیـت اصـلی ﺷـﺎﻣﻞ افـزایش کیفیـت خروجی از راکتور و کاهش اثرات جانبی نسبت به سیسـتم هـاي رایـج تصـفیه پسـاب اسـت .[۱] بـا توجـه بـه اینکـه میکروارگانیسم هاي موجود در لجن فعال، مواد آلاینده موجود در پساب ها را به عنوان خوراك مصرف مـی کننـد و یـا آنها را به مواد با درجه آلایندگی پایین تر تغییر شکل می دهند، این فناوري که از دو بخش اصلی فرآیند لجـن فعـال و فیلتراسیون غشایی تشکیل شده است، داراي پتانسیل تصفیه پساب می باشد .[۲,۳] بدیهی اسـت کـه پـس از مرحلـه تصفیه بیولوژیکی پساب توسط لجن فعال، دست یابی به آب با کیفیت بالا نیازمنـد یـک مرحلـه تصـفیه دیگـر شـامل جداسازي لجن فعال می باشد. روش متداول در این فرآیند استفاده از حوضچه هاي ته نشینی با مساحت بالا است . ولی امروزه از غشا به عنوان یک فناوري نوین جهت جداسازي لجن و تصفیه پساب با کیفیت بالاتر استفاده می شود. با ایـن وجود استفاده از غشاهاي پلیمري مرسوم، سبب افزایش هزینه هاي عملیاتی ناشی از گرفتگـی غشـا و شسـت و شـوي شیمیایی می شود .[۲] لذا تحقیقات فراوانی در زمینه ارائه راه حلی براي کاهش گرفتگی در غشاها صورت گرفته است. یکی از کارهایی که اخیرا ﺑﺴﯿﺎر مورد توجه قرار گرفته است استفاده از غشاهاي دینامیکی۲ به جـاي غشـاهاي متـداول گران قیمت است .[۲] سر منشا ایده ساخت این غشاها، نشست لجن فعال بر سطح یک فیلتر ساده و ارزان قیمت است که غشا تشکیل شده بر آن داراي خاصیت میکرو و در بعضی از مواقع اولترا فیلتراسیون با قابلیت جداسازي ویروس ها و یون هاي غیر آلی می باشد .[۲,۴] در واقع از بیو فیلم تشکیل شده بر سطح فیلتر ارزان قیمت به عنوان یک غشا ثانویه استفاده می شود، چرا که فیلتر هاي مورد استفاده به علت دارا بودن منافذ درشت با اندازه ۵۰ تا ۵۰۰ میکرومتر قابلیت جداسازي چندانی ندارند .[۲,۴] از سوي دیگر یکی از روش هاي مورد استفاده به منظـور کنتـرل گرفتگـی اسـتفاده از پودر کربن فعال( PAC) 3 می باشد. افزودن پودر کربن فعال موجب حذف مواد آلی بـا جـرم مولکـولی پـایین از طریـق جذب، ایجاد یک پایه براي رشد باکتري ها به وسیله جذب آنها بر سطح خـود و کـاهش غلظـت مـواد پلیمـري خـارج سلولی( EPS) 4 و فرآورده هاي میکروبی محلول(SMP) 5که یکی از ﻋﻮاﻣﻞ مهم در گرفتگی است، می گردد . ﻫﻤﭽﻨـﯿﻦ PAC تراکم پذیري لخته هاي لجن و چسبندگی آنها را کاهش و تخلخل لایه کیک را افزایش می دهد، لذا شار عبوري از غشا افزایش می یابد.[۵] در کار پیش رو به منظور بهبود خواص غشا دینامیکی تشکیل شده، افـزایش تخلخـل لایـه کیک و تراوایی آن و به دنبال آن افزایش شار خروجی و بهبود کیفیت جریان خروجی از غشا، از جاذب PAC به همراه لجن فعال استفاده شده است.