Μελέτη Της Έμφραξης Μεμβρανών Σε Πιλοτική Μονάδα Βιοαντιδραστήρα

Abstract

Ο Βιοαντιδραστήρας Μεμβρανών (Membrane Bio-Reactor, MBR) είναι μια σύγχρονη τεχνολογία που εφαρμόζεται τόσο στην επεξεργασία αστικών λυμάτων και βιομηχανικών υγρών αποβλήτων, όσο και σε εφαρμογές επαναχρησιμοποίησης του νερού. Αν και παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τη συμβατική μέθοδο ενεργού ιλύος, όπως είναι η καλύτερη ποιότητα εκροής, η μείωση του απαιτούμενου χώρου και η μικρότερη περίσσεια ιλύος, η έμφραξη των μεμβρανών παραμένει το μεγαλύτερο μειονέκτημά της. Η χρήση προσθέτων στη βιομάζα αποτελεί μια εναλλακτική μέθοδο που εφαρμόζεται με σκοπό τη μείωση της έμφραξης, καθώς επιτυγχάνει συνήθως την τροποποίηση των χαρακτηριστικών της βιομάζας, με αποτέλεσμα τη βελτίωση της διήθησης και την αύξηση του χρόνου αποδοτικής λειτουργίας της μεμβράνης. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η αντιμετώπιση και ο έλεγχος της έμφραξης με τη χρήση κροκιδωτικών ουσιών, κονιοποιημένου ενεργού άνθρακα (PAC) και βιοφορέων, ως πρόσθετα στη βιομάζα ενός αερόβιου συστήματος MBR. Τα πειράματα έλαβαν χώρα σε μια πλήρως αυτοματοποιημένη πιλοτική μονάδα MBR με εμβαπτισμένη επίπεδη μεμβράνη μικροδιήθησης. Η βελτιστοποίηση των κυριότερων λειτουργικών παραμέτρων του συστήματος ως προς την έμφραξη χωρίς να χρησιμοποιηθεί κάποιο πρόσθετο στο βιοαντιδραστήρα, έδειξε ότι οι δείκτες έμφραξης αυξήθηκαν με την ελάττωση του χρόνου παραμονής στερεών (SRT) και του υδραυλικού χρόνου παραμονής (HRT). Όσον αφορά τη γενική λειτουργία και απόδοση του συστήματος, το pH, η θερμοκρασία και η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου στο βιοαντιδραστήρα ήταν σε ικανοποιητικά επίπεδα, ενώ η ποιότητα εκροής της μονάδας κρίνεται ιδιαίτερα υψηλή για τη διάθεση σε υδάτινους αποδέκτες, με τις συγκεντρώσεις COD και BOD5 στην εκροή της να είναι σταθερά χαμηλές και να πληρούν τα ανώτατα επιτρεπτά όρια. Η ασυνεχής προσθήκη κροκιδωτικών και PAC ελάττωσε τη συγκέντρωση του κλάσματος υδατανθράκων των διαλυτών μικροβιακών προïόντων (SMPc) και βελτίωσε τη διηθησιμότητα της ιλύος σε όλες τις συγκεντρώσεις που δοκιμάστηκαν. Η εφαρμογή του ισοζυγίου μάζας που προτείνεται κατά τη συνεχή προσθήκη των κροκιδωτικών έδειξε ότι οι δόσεις τους στο εισερχόμενο απόβλητο ήταν 40 φορές μικρότερες από τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις ισορροπίας τους στο βιοαντιδραστήρα. Η συνεχής προσθήκη των κατιονικών πολυηλεκτρολυτών μείωσε τη συγκέντρωση των SMPc, βελτίωσε τη διηθησιμότητα της ιλύος και αύξησε το χρόνο αποδοτικής λειτουργίας της μεμβράνης. Αντίθετα, η μείωση της έμφραξης που παρατηρήθηκε κατά τη συνεχή προσθήκη PAC ήταν πολύ μικρή. Τέλος, η προσθήκη των βιοφορέων δεν επηρέασε ιδιαίτερα το προφίλ εξέλιξης της TMP, τη συγκέντρωση των SMPc και τη διηθησιμότητα της ιλύος.