مقدمة عن عملية المفاعل الحيوي الغشائي MBR

المكون الأساسي لـمعدات معالجة مياه الصرف الصحي بتقنية المفاعل الحيوي الغشائيالغشاء هو المادة المستخدمة. ينقسم مفاعل الأغشية الحيوية (MBR) إلى ثلاثة أنواع: النوع الخارجي، والنوع المغمور، والنوع المركب. وبحسب الحاجة إلى الأكسجين في المفاعل، يُقسم إلى نوعين: هوائي ولا هوائي. يتميز مفاعل الأغشية الحيوية الهوائي بسرعة بدء التشغيل وكفاءة تصريف المياه، مما يجعله مناسبًا لإعادة استخدام المياه، ولكنه ينتج كمية كبيرة من الحمأة ويستهلك طاقة عالية. أما مفاعل الأغشية الحيوية اللاهوائي، فيتميز بانخفاض استهلاك الطاقة وإنتاج الحمأة وتوليد الغاز الحيوي، ولكنه يستغرق وقتًا طويلاً لبدء التشغيل، كما أن كفاءة إزالة الملوثات فيه أقل من النوع الهوائي. وبحسب نوع مادة الغشاء، يُقسم مفاعل الأغشية الحيوية إلى أنواع أخرى مثل مفاعل الأغشية الدقيقة، ومفاعل الأغشية فائقة الترشيح، وغيرها. وتُعد أغشية الترشيح الدقيقة وأغشية الترشيح الفائقة من أكثر مواد الأغشية شيوعًا في مفاعل الأغشية الحيوية.

 

وفقًا للتفاعل بين وحدات الأغشية والمفاعلات الحيوية، يتم تقسيم MBR إلى ثلاثة أنواع: "MBR للتهوية"، و"MBR للفصل"، و"MBR للاستخلاص".

 

يُعرف مفاعل الأغشية الحيوية المُهوى أيضًا باسم مفاعل الأغشية الحيوية المُهوى (MABR). وتتفوق طريقة التهوية في هذه التقنية على التهوية التقليدية باستخدام الأغشية المسامية أو الميكروبورية ذات الفقاعات الكبيرة. يُستخدم غشاء نفاذ للغازات لتوفير تهوية خالية من الفقاعات، مما يضمن استغلالًا عاليًا للأكسجين. تتلامس الطبقة الحيوية الموجودة على الغشاء النفاذ بشكل كامل مع مياه الصرف الصحي، حيث يوفر هذا الغشاء الأكسجين للكائنات الدقيقة الملتصقة به، مما يُسهم في تحليل الملوثات الموجودة في الماء بكفاءة عالية.

 

يُعرف نوع الفصل في مفاعل الأغشية الحيوية (MBR) أيضًا باسم مفاعل الأغشية الحيوية لفصل المواد الصلبة عن السائلة. وهو يجمع بين تقنية الفصل الغشائي وتقنية المعالجة البيولوجية التقليدية لمياه الصرف الصحي، مما يُحسّن كفاءة فصل المواد الصلبة عن السائلة. وبفضل زيادة محتوى الحمأة المنشطة في خزان التهوية، تتحسن كفاءة التفاعلات الكيميائية الحيوية، مما يؤدي إلى تحلل الملوثات العضوية بشكل أكبر. يُعدّ مفاعل الأغشية الحيوية لفصل المواد الصلبة عن السائلة الأكثر شيوعًا في مشاريع معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام مفاعلات الأغشية الحيوية.

 

تجمع تقنية المفاعل الحيوي الغشائي الاستخلاصي (EMBR) بين عملية فصل الأغشية والهضم اللاهوائي. تعمل الأغشية الانتقائية على استخلاص المركبات السامة من مياه الصرف الصحي. وتقوم الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية بتحويل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي إلى غاز الميثان، وهو غاز طاقة، كما تحول العناصر الغذائية (مثل النيتروجين والفوسفور) إلى أشكال كيميائية أخرى، مما يزيد من استخلاص الموارد من مياه الصرف الصحي.