Membran biyoreaktör (MBR) ile batık ultrafiltrasyon arasındaki işlev ve kullanım farkı. Hangi durumda ne kullanılmalıdır?
MBR, giriş suyunda büyük miktarda aktif çamur bulunan bir havalandırma tankına veya ikincil bir çökeltme tankına yerleştirilir. Daldırma ultrafiltrasyonu, bir membran tankına yerleştirilen ve daha geniş bir giriş suyu gereksinimi ve daha güçlü kirlilik önleme yetenekleri gerektiren basınçlı ultrafiltrasyona göredir. Genel olarak konuşursak, ultrafiltrasyon doğrudan biyokimyasal yöntemlerden sonra daha fazla arıtma yapılmadan kullanılıyorsa, MBR kullanılır. Daha fazla arıtma gerekiyorsa (esas olarak COD'yi gidermek için), son adımda daldırma ultrafiltrasyonu kullanılır.
Avantajları: MBR işlemi basittir, yatırım düşüktür, batık ultrafiltrasyonun büyük bir çalışma akışı, yüksek geri kazanım oranı ve iyi su kalitesi vardır
Dezavantajları: MBR düşük işletme akısına sahiptir ve aynı miktarda su üretimi için daha fazla membran gerektirir; Daldırma ultrafiltrasyon işlemi karmaşıktır ve birden fazla çevresel destek ekipmanı gerektirir.
resim
resim
MBR süreci
Atık su arıtımı ve su kaynaklarının yeniden kullanımı alanında, membran biyoreaktör olarak da bilinen MBR, aktif çamur prosesi ile membran ayırma teknolojisini birleştiren yeni bir su arıtma teknolojisidir.
kısa tanıtım
Kanalizasyon arıtma ve su kaynaklarının yeniden kullanımı alanında, Membran Biyo Reaktör olarak da bilinen MBR, aktif çamur işlemini membran ayırma teknolojisiyle birleştiren yeni bir su arıtma teknolojisidir. Ayırma mekanizmalarına göre sınıflandırılan çeşitli membran türleri vardır; reaksiyon membranları, iyon değişim membranları, geçirgen membranlar vb. dahil; Membranların özelliklerine göre doğal membranlar (biyofilmler) ve sentetik membranlar (organik ve inorganik membranlar) vardır; Membranların yapısal türlerine göre düz plaka tipi, tüp tipi, spiral tipi ve içi boş elyaf tipi vardır.
Proses kompozisyonu
Membran biyoreaktör esas olarak membran ayırma bileşenlerinden ve bir biyoreaktörden oluşur. Genellikle bahsedilen membran biyoreaktör aslında üç tip reaktör için genel bir terimdir: ① Havalandırmalı Membran Biyoreaktör (AMBR); ② Ekstraktif Membran Biyoreaktör (EMBR); ③ Katı/Sıvı Ayırma Membran Biyoreaktör (SLSMBR).
Havalandırma membranı
Havalandırma membranlı biyoreaktörü ilk olarak Cote P ve arkadaşları tarafından 1988'de rapor edilmiştir. Hava alabilen yoğun membranların (silikon kauçuk membranlar gibi) veya mikro gözenekli membranların (hidrofobik polimer membranlar gibi) plaka veya içi boş fiber modüllerde kullanılmasının, gaz kısmi basıncını kabarcık noktasının altında tutarken biyoreaktörlere kabarcıksız havalandırma sağlayabileceği bildirilmiştir. Bu sürecin özelliği, temas süresini ve oksijen transfer verimliliğini iyileştirmektir; bu, havalandırma sürecinin kontrolüne elverişlidir ve geleneksel havalandırmada kabarcık boyutu ve kalış süresi faktörlerinden etkilenmez. Şekil [1]'de gösterildiği gibi.
Çıkarma membranı
Ekstraksiyon membran biyoreaktörü, EMBR (Ekstraktif Membran Biyoreaktörü) olarak da bilinir. Yüksek asitlik veya organizmalar için toksik maddelerin varlığı nedeniyle, bazı endüstriyel atık sular mikroorganizmalarla doğrudan temas yoluyla arıtılmamalıdır; Atık suda uçucu toksik maddeler mevcut olduğunda, geleneksel aerobik biyolojik arıtma süreçleri kullanılırsa, kirleticiler havalandırma hava akışıyla buharlaşmaya eğilimlidir ve bu da gaz sıyrılmasına neden olur. Bu sadece dengesiz arıtma etkilerine yol açmakla kalmaz, aynı zamanda hava kirliliğine de neden olur. Bu teknik zorlukları ele almak için İngiliz bilim adamı Livingston, EMB'yi araştırdı ve geliştirdi. Atık su ve aktif çamur bir membranla ayrılır ve atık su membranın içinden akarken, belirli özel bakteriler içeren aktif çamur membranın dışına akar. Atık su mikroorganizmalarla doğrudan temas etmez ve organik kirleticiler seçici olarak membrandan geçebilir ve diğer taraftaki mikroorganizmalar tarafından parçalanabilir. Ekstraksiyon membranının her iki tarafındaki biyoreaktör ünitelerinin ve atık su sirkülasyon ünitelerinin bağımsız yapısı nedeniyle, her bir ünitenin su akışı birbirleri üzerinde çok az etkiye sahiptir.Biyoreaktördeki besin maddeleri ve mikrobiyal yaşam koşulları atık suyun kalitesinden etkilenmez, bu da istikrarlı su arıtma verimliliğiyle sonuçlanır. HRT ve SRT gibi sistemin çalışma koşulları, maksimum kirletici bozunma oranını korumak için optimum aralıkta kontrol edilebilir.
Katı-sıvı ayırma membranı
Katı-sıvı ayırma membran biyoreaktörü, su arıtma alanında en yaygın ve derinlemesine incelenen membran biyoreaktör türüdür. Geleneksel aktif çamur prosesinde ikincil çökeltme tankını değiştirmek için membran ayırma prosesini kullanan bir su arıtma teknolojisidir. Geleneksel atık su biyolojik arıtma teknolojisinde, çamur su ayırma ikincil çökeltme tankında yerçekimi ile tamamlanır ve ayırma verimliliği aktif çamurun çökme performansına bağlıdır. Çökelme performansı ne kadar iyi olursa, çamur su ayırma verimliliği o kadar yüksek olur. Çamurun çökme özelliği havalandırma tankının çalışma koşullarına bağlıdır ve çamurun çökme özelliğini iyileştirmek, havalandırma tankının çalışma koşullarının sıkı bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir ve bu da bu yöntemin uygulanabilirliğini sınırlar. İkincil çökeltme tankında katı-sıvı ayırma gereksinimi nedeniyle, havalandırma tankındaki çamur genellikle 1,5-3,5 mg/L civarında yüksek bir konsantrasyonu koruyamaz ve bu da biyokimyasal reaksiyon hızını sınırlar.
Hidrolik tutma süresi (HRT) ve çamur yaşı (SRT) birbirine bağlıdır ve hacimsel yükü artırmak ve çamur yükünü azaltmak sıklıkla bir çelişki yaratır. Sistem ayrıca çalışma sırasında büyük miktarda artık çamur üretir ve bertaraf maliyeti atık su arıtma tesisinin işletme maliyetinin %25 ila %40'ını oluşturur. Geleneksel aktif çamur arıtma sistemleri ayrıca çamur genişlemesine eğilimlidir ve bu da atık suda askıda katı maddelere ve su kalitesinin bozulmasına neden olur.
Yukarıdaki sorunlara yanıt olarak, MBR membran ayırma teknolojisini geleneksel biyolojik arıtma teknolojisiyle birleştirir. MBR, çamur tutma süresi ve hidrolik tutma süresinin ayrılmasını sağlayarak katı-sıvı ayırma verimliliğini büyük ölçüde iyileştirir. Dahası, havalandırma tankındaki aktif çamur konsantrasyonunun artması ve çamurda belirli bakterilerin (özellikle baskın bakteri gruplarının) ortaya çıkması nedeniyle biyokimyasal reaksiyon hızı artar. Aynı zamanda, üretilen aşırı çamur miktarını azaltmak için F/M oranını düşürerek (hatta sıfıra kadar), geleneksel aktif çamur süreçlerinde var olan birçok belirgin sorun temelde çözülmüştür.
Aktif çamur uzaklaştırılır ve daha sonra harici basınç altında bir membrandan filtrelenir. Bu membran biyoreaktör formu, karışık sıvı sirkülasyon sistemine olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve su emişine dayanır, bu da nispeten düşük enerji tüketimiyle sonuçlanır; daha fazla yer kaplar ve ayrı bir tipten daha kompakt olup son yıllarda su arıtma alanında özel ilgi görmüştür. Ancak, membran akışı genellikle nispeten düşüktür, bu da membran kirlenmesine eğilimli olmasını ve kirlenmeden sonra temizlenmesini ve değiştirilmesini zorlaştırır.
Kompozit membran biyoreaktör de şekil olarak entegre membran biyoreaktöre aittir, aradaki fark ise biyoreaktörün içine dolgu maddelerinin eklenmesiyle kompozit membran biyoreaktör oluşturulmasıdır, bu da reaktörün bazı özelliklerini değiştirir.
Proses özellikleri
Birçok geleneksel biyolojik su arıtma prosesi ile karşılaştırıldığında MBR'nin başlıca özellikleri şunlardır:
1、 Yüksek kaliteli ve istikrarlı atık su kalitesi
Membranın verimli ayırma etkisi nedeniyle, ayırma verimliliği geleneksel çökeltme tanklarından çok daha iyidir. Arıtılmış atık su son derece berraktır, askıda katılar ve bulanıklık sıfıra yakındır. Bakteriler ve virüsler büyük ölçüde giderilir ve atık su kalitesi İnşaat Bakanlığı tarafından yayınlanan evsel çeşitli su kalite standardından (CJ25.1-89) daha iyidir. İçilemez belediye çeşitli suyu olarak doğrudan yeniden kullanılabilir.
Aynı zamanda, membran ayırma biyoreaktördeki mikroorganizmaları tamamen keserek sistemin yüksek bir mikroorganizma konsantrasyonunu korumasına olanak tanır. Bu, yalnızca reaksiyon cihazı tarafından kirleticilerin genel giderim verimliliğini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda iyi bir çıkış kalitesi de sağlar. Aynı zamanda, reaktör giriş yükündeki (su kalitesi ve miktarı) çeşitli değişikliklere iyi uyum sağlar, şok yüklerine karşı dayanıklıdır ve istikrarlı bir şekilde yüksek kaliteli çıkış kalitesi elde edebilir.
2、 Fazla çamur üretiminin düşük olması
Bu proses, yüksek hacimli yük ve düşük çamur yükü altında, düşük artık çamur üretimiyle (teorik olarak sıfır çamur deşarjı elde edilerek) çalışabilir ve çamur arıtma maliyetlerini düşürür.
3、 Küçük ayak izi, ayar yeri ile sınırlı değildir
Biyoreaktör, yüksek hacimsel yük ve büyük bir ayak izi ile yüksek konsantrasyonda mikrobiyal biyokütleyi koruyabilir ve bu da önemli maliyet tasarrufları sağlar; Bu işlem basittir, kompakt yapıdadır ve küçük bir alanı kaplar. Kurulum yeri ile sınırlı değildir ve her durum için uygundur. Yeraltı, yarı yeraltı ve yeraltı tiplerinde yapılabilir.
4、 Amonyak azotunu ve parçalanması zor organik maddeleri giderebilir
Biyoreaktördeki mikroorganizmaların tamamen engellenmesi nedeniyle, nitrifikasyon bakterileri gibi yavaş çoğalan mikroorganizmaların tutulmasını ve büyümesini kolaylaştırır ve böylece sistemin nitrifikasyon verimliliğini artırır. Aynı zamanda, sistemdeki bazı dirençli organik bileşiklerin hidrolik tutulma süresini artırabilir, bu da dirençli organik bileşiklerin bozunma verimliliğini artırmak için faydalıdır.
5、 Uygun kullanım ve yönetim, otomatik kontrol elde etmek kolaydır
Bu işlem, hidrolik tutma süresi (HRT) ile çamur tutma süresinin (SRT) tamamen ayrılmasını sağlayarak, işletme kontrolünü daha esnek ve istikrarlı hale getirir. Atık su arıtımında uygulanması kolay olan ve mikrobilgisayar otomatik kontrolü elde edebilen, işletme yönetimini daha rahat hale getiren yeni bir teknolojidir.
6、 Geleneksel zanaatkarlıktan dönüştürülmesi kolaydır
Bu proses, geleneksel atık su arıtma prosesleri için derin arıtma ünitesi olarak kullanılabilir ve kentsel ikincil atık su arıtma tesislerinden çıkan atık suyun derin arıtımı (böylece kentsel atık suyun büyük ölçekte yeniden kullanımı) gibi alanlarda geniş uygulama beklentilerine sahiptir.
Membran biyoreaktörlerin de bazı eksiklikleri vardır. Bunlar esas olarak aşağıdaki yönlerde ortaya çıkar:
Membranların yüksek maliyeti, membran biyoreaktörler için geleneksel atıksu arıtma proseslerine kıyasla daha yüksek altyapı yatırımı yapılmasına neden olmaktadır;
Membran kirlenmesi meydana gelme eğilimindedir, bu da işletme ve yönetim açısından sakıncalara yol açar;
Yüksek enerji tüketimi: İlk olarak, MBR çamur suyu ayırma işlemi belirli bir membran sürüş basıncını korumalıdır. İkinci olarak, MBR tankındaki MLSS konsantrasyonu çok yüksektir. Yeterli oksijen transfer oranını korumak için havalandırma yoğunluğunu artırmak gerekir. Membran akışını artırmak ve membran kirlenmesini azaltmak için akış hızını artırmak ve membran yüzeyini yıkamak gerekir, bu da geleneksel biyolojik arıtma işlemlerine kıyasla MBR'nin daha yüksek enerji tüketimiyle sonuçlanır.
Süreç filmi
Membran, sıvı faz, katı faz ve hatta gaz fazı dahil olmak üzere çeşitli malzemelerden hazırlanabilir. Günümüzde kullanılan ayırma membranlarının büyük çoğunluğu katı faz membranlardır. Farklı gözenek boyutlarına göre mikrofiltrasyon membranları, ultrafiltrasyon membranları, nanofiltrasyon membranları ve ters ozmoz membranları olarak ayrılabilir; farklı malzemelere göre inorganik membranlar ve organik membranlar olarak ayrılabilir. İnorganik membranlar esas olarak mikrofiltrasyon sınıfı membranlardır. Membran homojen veya heterojen olabilir ve yüklü veya elektriksel olarak nötr olabilir. Atık su arıtımında yaygın olarak kullanılan membranlar esas olarak organik polimer malzemelerden hazırlanan katı hal asimetrik membranlardır.
Sınıflandırma kriterleri ve membranların sınıflandırılması:
1、 MBR membran malzemesi
1. Polimer organik film malzemeleri: poliolefin, polietilen, poliakrilonitril, polisülfon, aromatik poliamid, floropolimer, vb.
Organik membranlar nispeten düşük maliyetlidir, ucuzdur, olgun üretim süreçlerine, çeşitli gözenek boyutlarına ve biçimlerine sahiptir ve yaygın olarak kullanılır. Ancak, çalışma sırasında kirlenmeye eğilimlidirler, düşük mukavemete sahiptirler ve kısa bir hizmet ömrüne sahiptirler.
2. İnorganik membran: Metaller, metal oksitler, seramikler, gözenekli cam, zeolitler, inorganik polimer malzemeler vb. gibi inorganik malzemelerden yapılmış yarı geçirgen bir zar olan katı hal membran türüdür.
MBR'de şu anda kullanılan inorganik membranlar çoğunlukla seramik membranlardır ve pH=0-14, basınç P<10MPa ve sıcaklık<350 ℃ olan ortamlarda kullanılabilme avantajlarına sahiptirler. Yüksek akıya ve nispeten düşük enerji tüketimine sahip olduklarından, yüksek konsantrasyonlu endüstriyel atık suların arıtımında oldukça rekabetçidirler; Dezavantajları ise yüksek maliyet, alkali direnci, düşük elastikiyet ve filmin işlenmesi ve hazırlanmasının zorluğudur.
2、 MBR membran gözenek boyutu
MBR teknolojisinde yaygın olarak kullanılan membranlar mikrofiltrasyon membranlar (MF) ve ultrafiltrasyon membranlardır (UF), çoğunlukla 0,1-0,4 μm gözenek boyutuna sahip olup, katı-sıvı ayırma tipi membran reaktörler için yeterlidir.
Mikrofiltrasyon membranlarında yaygın olarak kullanılan polimer malzemeler arasında polikarbonat, selüloz ester, poliviniliden florür, polisülfon, politetrafloroetilen, polivinil klorür, polieterimid, polipropilen, polietereterketon, poliamid vb. bulunur.
Ultrafiltrasyon için yaygın polimer malzemeler arasında polisülfon, polietersülfon, poliamid, poliakrilonitril (PAN), poliviniliden florür, selüloz ester, polietereterketon, poliimid, polieteramid vb. bulunur.
3、 MBR membran modülü
Endüstriyel üretim ve montajı kolaylaştırmak, membran verimliliğini artırmak ve birim hacim başına maksimum membran alanı elde etmek için, membran genellikle bir temel birim ekipmanında bir şekilde monte edilir ve belirli bir tahrik kuvveti altında karışık sıvıdaki çeşitli bileşenlerin ayrılması tamamlanır. Bu tür cihazlara membran modülü denir.
Endüstride yaygın olarak kullanılan beş çeşit membran bileşeni vardır:
Plaka ve Çerçeve Modülü, Spiral Sarılmış Modül, Tübüler Modül, İçi Boş Lif Modülü ve Kılcal Modül. İlk ikisi düz film kullanırken, son üçü tübüler film kullanır. Dairesel tüp membran çapı>10mm; Kılcal tip -0,5~10,0mm; İçi boş lif tipi<0,5mm>.
Tablo: Çeşitli Membran Bileşenlerinin Özellikleri
MBR prosesinde yaygın olarak kullanılan membran modül formları arasında plaka çerçeve tipi, dairesel tüp tipi ve içi boş fiber tipi bulunur. Plaka ve çerçeve tipi:
MBR teknolojisinde kullanılan en eski membran modül formlarından biridir ve normal bir plaka ve çerçeve filtre presine benzer bir görünüme sahiptir. Avantajları şunlardır: basit üretim ve montaj, rahat kullanım, kolay bakım, temizlik ve değiştirme. Dezavantajları şunlardır: karmaşık sızdırmazlık, yüksek basınç kaybı ve düşük paketleme yoğunluğu.
Yuvarlak boru tipi:
Bir membran ve bir membran desteğinden oluşur ve iki çalışma moduna sahiptir: iç basınç tipi ve dış basınç tipi. Uygulamada, giriş suyunun borunun içinden aktığı ve permeatın borunun dışından dışarı aktığı iç basınç tipi sıklıkla kullanılır. Membran çapı 6-24 mm arasındadır. Dairesel tüp membranın avantajları şunlardır: besleme sıvısı türbülanslı akışı kontrol edebilir, tıkanması kolay değildir, temizlenmesi kolaydır ve düşük basınç kaybına sahiptir. Dezavantajı, paketleme yoğunluğunun düşük olmasıdır.
İçi boş elyaf türü:
Dış çap genellikle 40-250 μ m, iç çap ise 25-42 μ m'dir. Avantajları yüksek basınç dayanımı ve deformasyona karşı dirençtir. MBR'de bileşenler genellikle basınç kaplarına ihtiyaç duyulmadan doğrudan reaktöre yerleştirilerek daldırılmış bir membran biyoreaktör oluşturulur. Genellikle harici bir basınç membran bileşenidir. Avantajları şunlardır: yüksek paketleme yoğunluğu; Nispeten düşük maliyet; Uzun ömürlü, kararlı fiziksel ve kimyasal özelliklere ve düşük geçirgenliğe sahip naylon içi boş elyaf membranlar kullanılabilir; Membran iyi basınç direncine sahiptir ve destekleyici malzemeler gerektirmez. Dezavantajı ise tıkanmaya karşı hassas olması ve kirlilik ve konsantrasyon polarizasyonunun membranın ayırma performansı üzerinde önemli bir etkiye sahip olmasıdır.
MBR membran modül tasarımı için genel gereksinimler:
Membran için yeterli mekanik desteği sağlayın, düzgün akış kanallarını garantileyin ve ölü köşeleri ve durgun su alanlarını ortadan kaldırın;
Düşük enerji tüketimi, konsantrasyon polarizasyonunu en aza indirme, ayırma verimliliğini artırma ve membran kirlenmesini azaltma;
Mümkün olan en yüksek paketleme yoğunluğu, kolay kurulum, temizlik ve değişim;
O Yeterli mekanik dayanıma, kimyasal ve termal kararlılığa sahiptir.
Membran bileşenlerinin seçimi, maliyet, paketleme yoğunluğu, uygulama senaryoları, sistem prosesleri, membran kirlenmesi ve temizliği, hizmet ömrü vb. gibi konuların kapsamlı bir şekilde dikkate alınması gerekir.
uygulama alanı
1990'ların ortalarından sonlarına doğru, membran biyoreaktörler yurtdışında pratik uygulama aşamasına girmişti. Kanadalı bir şirket olan Zenon, ultrafiltrasyon borulu membran biyoreaktörünü piyasaya süren ve bunu kentsel atık su arıtımında uygulayan ilk şirketti. Enerji tüketiminden tasarruf etmek için şirket ayrıca daldırılmış içi boş elyaf membran modülleri de geliştirdi. Şirketin geliştirdiği membran biyoreaktör, ABD, Almanya, Fransa ve Mısır dahil olmak üzere ondan fazla yerde 380m3/g ile 7600m3/g arasında değişen bir ölçekte uygulandı. Mitsubishi Rayon da dünyada daldırılmış içi boş elyaf membranların tanınmış bir tedarikçisidir ve MBR uygulamasında yılların deneyimini biriktirmiştir. Japonya ve diğer ülkelerde birden fazla gerçek MBR projesi inşa etmiştir. Japonya'daki Kubota Corporation, yüksek akış hızı, kirlilik direnci ve basit işlem gibi özelliklere sahip plaka membranlar üreten membran biyoreaktörlerinin pratik uygulamasında bir diğer rekabetçi şirkettir. Bazı yerli araştırmacılar ve işletmeler de MBR'nin pratik uygulamasında girişimlerde bulunmaktadır.
Günümüzde membran biyoreaktörler aşağıdaki alanlarda uygulanmaktadır:
1、 Kentsel atık su arıtımı ve bina suyunun yeniden kullanımı
MBR teknolojisini kullanan ilk atık su arıtma tesisi 1967 yılında Amerikan şirketi Dorr Oliver tarafından inşa edildi ve 14 m3/gün atık su arıtıldı. 1977 yılında, Japonya'da yüksek bir binada kanalizasyon yeniden kullanım sistemi uygulamaya konuldu. 1980 yılında, Japonya sırasıyla 10 m3/gün ve 50 m3/gün işleme kapasiteli iki MBR arıtma tesisi inşa etti. 1990'ların başında, Japonya'da maksimum işleme kapasitesi 500 m3/gün olan 39 fabrika faaliyetteydi ve 100'den fazla yüksek bina atık suyu arıtmak ve ara su yollarında yeniden kullanmak için MBR kullanıyordu. 1997 yılında, Wessex, günlük işleme kapasitesi 2000 m3 olan dünyanın en büyük MBR sistemini İngiltere'nin Porlock kentinde kurdu. Wessex, 1999 yılında ayrıca Dorset'teki Swanage'de 13000 m3/gün MBR tesisi inşa etti.
Mayıs 1998'de Tsinghua Üniversitesi tarafından yürütülen entegre membran biyoreaktör pilot sistemi ulusal sertifikayı geçti. 2000'in başlarında Tsinghua Üniversitesi, Pekin'deki Haidian Township Hastanesi'nde hastane atık suyunu arıtmak için pratik bir MBR sistemi kurdu. Proje Haziran 2000'de tamamlandı ve kullanıma sunuldu ve şu anda normal şekilde çalışıyor. Eylül 2000'de, Profesör Yang Zaoyan ve Tianjin Üniversitesi'ndeki araştırma ekibi, Tianjin Yeni Teknoloji Endüstri Parkı'ndaki Puchen Binası'nda bir MBR gösteri projesini tamamladı. Sistem günde 25 ton kanalizasyon arıtıyor ve bunların hepsi tuvaletleri yıkamak ve yeşil alanları sulamak için kullanılıyor. Sistem 10 metrekarelik bir alanı kaplıyor ve her ton kanalizasyon için 0,7 kW · h enerji tüketiyor.
2、 Endüstriyel atık su arıtımı
1990'lardan beri, MBR'nin arıtma nesneleri sürekli olarak genişletildi. Geri kazanılmış suyun yeniden kullanımı ve fekal atık su arıtımına ek olarak, MBR ayrıca gıda endüstrisi atık suyu, su ürünleri işleme atık suyu, su ürünleri yetiştiriciliği atık suyu, kozmetik üretim atık suyu, boya atık suyu ve petrokimya atık suyu gibi endüstriyel atık su arıtımında da yaygın ilgi gördü ve bunların hepsi iyi arıtma etkileri elde etti. 1990'ların başında, Amerika Birleşik Devletleri, belirli bir otomobil üretim tesisinden gelen endüstriyel atık suyu arıtmak için Ohio'da bir MBR sistemi kurdu. Arıtma kapasitesi 151m3/g idi ve sistemin organik yükü 6,3 kgCOD/m3 · d'ye ulaştı. COD giderme oranı %94 idi ve yağ ve greslerin büyük çoğunluğu bozuldu. Hollanda'da, bir yağ çıkarma ve işleme tesisi, üretim atık suyunu arıtmak için geleneksel oksidasyon hendeği atık su arıtma teknolojisini kullanıyor. Üretim ölçeğinin genişlemesi nedeniyle, çamur şişer ve ayrılması zorlaşır.Son olarak Zenon membran modülleri çökeltme tankları yerine kullanılmış olup işletme etkisi iyidir.
3、 Mikro kirli içme suyunun arıtılması
Tarımda azotlu gübre ve böcek ilaçlarının yaygın kullanımıyla birlikte içme suyu da çeşitli derecelerde kirlendi. Lyonnaise des Eaux, 1990'ların ortalarında biyolojik denitrifikasyon, böcek ilacı adsorpsiyonu ve bulanıklık giderme işlevlerine sahip MBR işlemini geliştirdi. Şirket, 1995 yılında Fransa'nın Douchy kentinde günlük 400 m3 içme suyu üretim kapasiteli bir fabrika kurdu. Atık sudaki azot konsantrasyonu 0,1 mg/L NO2'nin altında ve böcek ilacı konsantrasyonu 0,02 μ g/L'nin altındadır.
4、 Fekal atık su arıtımı
Fekal atıksuyun organik madde içeriği yüksektir ve geleneksel denitrifikasyon arıtma yöntemleri yüksek çamur konsantrasyonu gerektirir. Katı-sıvı ayrımı dengesizdir ve bu da üçüncül arıtmanın etkinliğini etkiler. MBR'nin ortaya çıkması bu sorunu etkili bir şekilde çözmüş ve fekal atıksuyun seyreltme olmadan doğrudan arıtılmasını mümkün kılmıştır.
Japonya, çekirdek bileşeni düz bir membran cihazı ve aerobik yüksek konsantrasyonlu aktif çamur biyoreaktörünün birleşimi olan NS sistemi olarak bilinen bir dışkı ve idrar arıtma teknolojisi geliştirdi. NS sistemi, 1985 yılında Japonya'nın Saitama Eyaletindeki Echigo Şehri'nde 10kL/gün üretim kapasitesiyle inşa edildi. 1989 yılında Nagasaki Eyaleti ve Kumamoto Eyaletinde yeni kanalizasyon arıtma tesisleri inşa edildi. NS sistemindeki düz film, her biri yaklaşık 0,4m2 alana sahip düzinelerce grupla paralel olarak yerleştirilerek otomatik olarak açılıp yıkanabilen bir çerçeve cihazı oluşturulur. Membran malzemesi, 20000 kesme moleküler ağırlığına sahip bir polisülfon ultrafiltrasyon membranıdır. Reaktördeki çamur konsantrasyonu 15000-18000mg/L aralığında tutulur.1994 yılına gelindiğinde Japonya'da 40 milyondan fazla insanın dışkı atık suyunun arıtılmasında kullanılan 1200'den fazla MBR sistemi bulunuyordu.
5、 Çöp sahası/kompost sızıntı suyu arıtımı
Çöp sahası/kompost sızıntısı yüksek konsantrasyonlarda kirleticiler içerir ve su kalitesi ve miktarı iklim ve işletme koşullarına göre değişir. MBR teknolojisi, 1994'ten önce bu tür atık suların arıtımı için birden fazla kanalizasyon arıtma tesisi tarafından kullanılıyordu. MBR ve RO teknolojisinin birleşimi yalnızca SS, organik madde ve nitrojeni gidermekle kalmaz, aynı zamanda tuzları ve ağır metalleri de etkili bir şekilde giderir. Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Envirogen Corporation, çöp sahalarından gelen sızıntı suyunun arıtımı için bir MBR geliştirdi ve New Jersey'de günlük 400000 galon (yaklaşık 1500 m3/g) işleme kapasitesine sahip bir cihaz üretti ve 2000 yılı sonunda faaliyete geçti. Bu MBR, sızıntı suyundaki hidrokarbonları ve klorlu bileşikleri ayrıştırmak için doğal olarak oluşan karışık bir bakteri kullanır ve arıtılan kirletici konsantrasyonu, geleneksel atık su arıtma cihazlarının 50-100 katıdır.Bu arıtma etkisini elde etmenin nedeni, MBR'nin verimli bakterileri tutabilmesi ve 50000 mg/L'lik bir bakteri konsantrasyonuna ulaşabilmesidir. Yerinde yapılan pilot testte, gelen COD birkaç yüz ile 40000 arasında değişti ve kirleticilerin giderim oranı %90'ın üzerine çıktı.
MBR'nin yurtiçi ve yurtdışındaki başlıca uygulama alanları ve karşılık gelen yüzde oranları:
Kanalizasyon tiplerinin yüzdelik oranı (%)
Endüstriyel atık su 27 Kentsel atık su 12
İnşaat atıksuyu 24 çöp 9
Evsel atık su 27
