۸ m²/module

Operating Pressure

-۱۰ ~ -۳۰ kPa

Flow-rate

۱ ~ ۲/۱ m³/ day

جهت آماده سازی غشا در فرایند تصفیه ، غشا برای اولین بار قبل از نصب باید در الکل صنعتی با غلظت ۹۵ % به بالا به مدت ۱۰ الی ۱۵ دقیقه غوطه‌ور نمود سپس آن را با آب شستشو داد تا منافذ غشا باز شده و جهت فرایند مهیا گردد. دو انتهای غشا توسط دو لوله پلاستیکی ۱ سانتی متر به یکدیگر متصل شده است و در بالای غشا جهت اتصال به پمپ مکش از یک سه راهی استفاده شده است.

شکل( ‏۳‑۳) غشاء هالو فایبر و لوله های متصل به آن
پمپ مکش
پمپ مکش که فاضلاب از خلال منافذ الیاف غشا مکش می کند و نوع آن از پمپ‌های مکشSPC MAGNET PUMP (مدل MD-70RZ) که ظرفیت ماکزیمم آن L/min 40 و ماکزیمم هد آن ۳/۱۴ متر می‌باشد. این پمپ توسط شلنگ و با اتصالات لازم به غشا متصل گردیده است.
شکل( ‏۳‑۴) پمپ مکش مورد استفاده در پایلوت
فشارسنج
با توجه به حد اکثر فشار قابل تحمل غشا که در حدود MPa 03/0 می‌باشد ، در مسیر مکش یک فشارسنج قرار داده شده است تا در صورت گرفتگی غشا و تجاوز فشار مکش از MPa 03/0 پمپ مکش قطع گردیده و شیر مربوط به مسیر مکش مسدود و شیر مربوط به مسیر بکواش باز شده و پمپ بکواش با عبور دادن آب تمیز از سمت داخل به خارج غشا موجب شستشوی غشا گردیده و از گرفتگی غشا می‌کاهد.
شکل( ‏۳‑۵) فشار سنج
پمپ بکواش
همچنین جهت بکواش غشا از یک پمپ SPC استفاده گردیده است. حداکثر دبی آن L/min 10 و ماکزیمم ۱۰ متر می‌باشد. پمپ بکواش آب تصفیه شده را از مخزن مربوطه گرفته و به داخل غشاء بر می‌گرداند. در نهایت جهت قطع و وصل پمپ مکش در فواصل زمانی منظم ۵۰ دقیقه در حالت روشن و۱۰ دقیقه در حالت خاموشی پمپ مکش از یک تایمر الکترونیکی استفاده گردیده است. ضمناً از یک تایمر دیگر جهت تخلیه لجن مازاد در فواصل زمانی مشخص با توجه به زمان ماند سلولی استفاده گردیده است.
شکل( ‏۳‑۶) پمپ بکواش
سیستم هوا دهی
هوادهی در بیوراکتور به سه منظور: ۱- تولید اکسیژن به منظور فعالیت میکروارگانیسم ها و واکنش‌های بیولوژیکی ۲- اختلاط کامل در سرتاسر بیوراکتور ۳- حباب‌های درشت واقع در زیر غشاء جهت کاهش گرفتگی منافذ، انجام می‌گیرد. این واحد جهت حذف بیولوژیکی آمونیاک و تبدیل آن به نیترات و همچنین اکسیداسیون مواد آلی کربنه با در نظر داشتن پارامترهای طراحی زمان مانند MLVSS ، نوع هواده ها، عمق و چیدمان هواده ها و حذف نیتروژن و فسفر طراحی شده است. سیستم هوا دهی از دو بخش اصلی زیر تشکیل شده است:
الف) بلوئر (هواده ): به منظور مطالعه اثر هوادهی از یک نوع هواده مرکزی استفاده گردیده که توسط شیلنگ‌های رابط به سنگ‌های هوادهی و دو لوله پلاستیکی از ابتدا و انتها متصل گردیده است. هواده مرکزی دارای ۸ خروجی می‌باشد که ۴ خروجی از آن به سنگ‌های مخصوص هوادهی ریز متصل گردیده است. همچنین از سایر خروجی‌های آن جهت هوادهی درشت استفاده شده است.
شکل( ‏۳‑۷) غشاء هالو فایبر و لوله های متصل به آن
ب) دیفوزر : همان‌گونه که اشاره شد جهت کاهش گرفتگی غشا حباب‌های درشت هوا (coarse bubble) از دو لوله پلاستیکی به قطر ۱ سانتی متر و به طول حدود cm 75 با سوراخ‌های ۵/۱ تا ۲ میلی متر به فاصله cm 1 در زیر مدول غشایی قرار داده شد. حباب‌های درشت علاوه بر رساندن اکسیژن لازم به توده بیولوژیکی موجب شستشوی غشا و عدم گرفتگی زودرس غشاء می‌گردند. همچنین از ۴ سنگ هوای گرد با منافذ ریز (fine bubble) جهت پخش هوا در بیوراکتور استفاده گردیده است که این هواده های دایره ای شکل با تشکیل ستون‌هایی از حباب‌های ریز تا سطح مخزن محوطه ای محصور را پیرامون میکرو ارگانیسم‌ها و مواد الی محلول در مخزن ایجاد نماید تا ضمن صرفه جویی در انرژی، امکان دسترسی به اکسیژن و اختلاط کامل مخزن نیز بیشتر گردد.
شکل( ‏۳‑۸) آرایش هواده ها در بیوراکتور
مخزن یا حوضچه آنوکسیک
طراحی ناحیه آنوکسیک شامل تعیین حجم رآکتورهای آنوکسیک و میزان مورد نیاز فاضلاب برگشتی است .برقراری موازنه بین لجن نگه داشته در شرایط هوازیl جهت انجام نیترات سازی و لجن هوادهی نشده موجود برای نیترات زدایی ضروری است طراحی حوضچه آنوکسیک به غلظت تخمینی مایع مخلوط و میزان لجن هوادهی نشده در ناحیه آنوکسیک بستگی دارد . از دیگر عوامل تأثیرگذار حداقل درجه حرارت فاضلاب و میزان اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (BOD)معمولاً طراحی ناحیه آنوکسیک و میزان برگشت فاضلاب بر اساس میزان حذف ۶۵ تا ۸۵ درصد نیترات صورت می‌گیرد . غلظت نیترات در اولین ناحیه هوازی ۴ تا ۸ میلی گرم در لیتر بر حسب نیتروژن می‌باشد ظرفیت پمپاژ جریان برگشتی بین ۱۰۰تا ۴۰۰ درصد میزان جریان ورودی به پایلوت می‌باشد . بنا بر مطالب گفته شده ،مخزن مورد استفاده برای واحد آنوکسیک به شکل مکعب مستطیل با سطح مقطع مستطیل انتخاب شده که ابعاد برابر طول ۵۵ سانتی متر، عرض ۴۵ و ارتفاع ۶۰ سانتی متر می‌باشد.
شکل( ‏۳‑۹) حوضچه آنوکسیک مورد استفاده در پایلوت
مخزن یا حوضچه بی هوازی
این قسمت از پایلوت بایستی زمان ماند مناسبی را برای جذب مواد الی محلول فراهم نمایند .حجم این قسمت بر مبنای جریان ورودی باید زمان ماند هیدرولیکی۲- ۹/۰ ساعت را تأمین نماید .از آنجایی که وجود یا عدم وجود مقادیر مناسبی از مواد آلی محلول تأثیر مهمی از راندمان حذف فسفر دارد، لذا زمان ماند ناحیه بی هوازی بستگی به مشخصات فاضلاب دارد. به طوری که این زمان در مورد فاضلاب‌هایی که نسبت BOD₅/TP آن‌ها کم است بایستی طولانی در نظر گرفته شود تا بخشی از BOD تبدیل به BOD محلول شده و توسط باکتری‌های حذف کننده فسفر مورد استفاده قرار بگیرد. بدین منظور ،با توجه به پارامتر های طراحی(زمان مانند هیدرولیکی،میزان لجن برگشتی و …) واحد بی هوازی به صورت استوا نه سر پوشیده ای در نظر گرفته شده است که ارتفاع آن ۶۰ سانتی متر و قطر آن ۴۵ سانتی متر می‌باشد. لازم به توضیح است که جهت اختلاط کامل جریان و جلوگیری از لایه بندی حرارتی مخزن و ایجاد محیط همگن به لحاظ دمایی و نیز عدم ایجاد میانبر هیدرولیکی در قسمت داخلی مخزن لوله ای جهت انتقال جریان ورودی به کف مخزن در نظر گرفته شده است. البته به منظور اختلاط کامل در این مخزن یک پمپ اختلاط آکواریومی در نظر گرفته شده است . باید توجه داشت که قدرت این پمپ باید به حدی باشد که جریان گردابه ای ایجاد نکند.
شکل( ‏۳‑۱۰) حوضچه بی هوازی مورد استفاده در پایلوت
مخزن تغذیه پایلوت
با توجه به تغییرات مشخصات شیمیایی و فیزیکی فاضلاب خام ورودی در طول شبانه روز، با مخزن جمع آوری فاضلاب (مخزن تغذیه) به منظور تغذیه و ثبات در مشخصه های ورودی و نیز ایجاد جریان یکنواخت در هر سیکل بهره برداری از پایلوت در نظر گرفته شد. این مخزن از جنس پلی اتیلن با ارتفاع cm 90 قطر cm 66 و حجم کل ۳۰۰ لیتر در قسمت ابتدایی پایلوت قرار گرفت. جهت برقراری جریان پیوسته و تأمین اختلاف هد جهت برقراری جریان به صورت ثقلی این مخزن در ارتفاع cm 125 سطح زمین قرار گرفت. مخزن در بالا توسط سوراخی با قطر ۲ سانتی متر توسط پمپ از فاضلاب خام پر می‌شود، دو مجرای خروجی در قسمت پایین مخزن با قطر ۱ سانتی متر با شیر جهت تغذیه دو پایلوت قرار دارد. شیر نصب شده در قسمت خروجی مخزن جهت تنظیم میزان جریان ورودی به پایلوت به منظور بهره برداری در زمان‌های ماند مختلف طراحی گردیده است.
شکل( ‏۳‑۱۱) پمپ تغذیه و مخزن تغذیه پایلوت
محل استقرار پایلوت
پایلوت بیوراکتور غشایی مورد نظر در تصفیه خانه فاضلاب شهرک اکباتان واقع در محدوده فضای بین فاز ۱ و ۲ شهرک در مساحتی حدود ۴ هکتار قرار گرفته است. این تصفیه خانه در سال ۱۳۶۶ با گنجایش ۱۰۰۰۰۰ نفر با روش هوادهی گسترده بهره برداری شده است که از ابتدای سال ۱۳۸۹ به روش A2O با هوادهی از زیر تغییر یافت. این تصفیه خانه دارای دو واحد حوض هوادهی ، دو واحد حوض ته نشینی ، یک واحد تغلیظ ، یک واحد تثبیت لجن و دو واحد سانتریفیوژ جهت آبگیری لجن می‌باشد. در این تصفیه خانه فاضلاب به طریق ثقلی از شبکه جمع آوری به تصفیه خانه هدایت می‌شود و پس از آشغال گیری وارد حوض دانه گیر می‌گردد. پس از تصفیه مقدماتی بر روی فاضلاب خام ورودی فاضلاب در حوض مقسم به دو بخش مساوی تقسیم و وارد حوض هوادهی می‌شود. هوادهی در این حوض‌ها از A2O می‌باشد که پس از تأمین زمان ماند ۶ تا ۱۰ ساعت فاضلاب به حوضچه ته نشینی وارد می‌شود. در انتها پساب خروجی در واحد کلر زنی گندزدایی می‌شود. لجن مازاد به حوض‌های تغلیظ و تثبیت لجن رفته و از آنجا وارد واحد سانتریفیوژ جهت تولید کیک لجن می‌شود.
شکل( ‏۳‑۱۲) پایلوت بیوراکتور غشایی واقع در تصفیه خانه اکباتان تهران
راه اندازی و بهره برداری از پایلوت
با عنایت به اینکه روش MBR یک نوع فرایند ترکیبی لجن فعال و فیلتراسیون می‌باشد بنابراین پایه و اساس ان همانند روش لجن فعال می‌باشد. در مطالعات پایلوت، میکرو ارگانیسم‌های موجود تصفیه خانه اکباتان جهت راه اندازی پایلوت بکار می‌روند. بدین منظور از لجن برگشتی تصفیه خانه اکباتان که دارای میکرو ارگانیسم‌های فعال بالایی می‌باشد استفاده گردید تا هم به طور چشمگیری از زمان ماند لازم جهت تولید مثل و تکثیر توده بیولوژیکی کاسته شود و هم در صورت راه اندازی پایلوت با غلظت MLVSS پایین زمان رسیدن به تعادل و احتمال وقوع شوک بیشتر است. کیفیت توده بیولوژیکی بکار رفته در راه اندازی پایلوت و سازگاری فرایند نقش عمده ای در راندمان پایلوت دارند . با توجه به محل استقرار پایلوت در تصفیه خانه شهرک اکباتان ویژگی‌های فاضلاب ورودی به تصفیه خانه در یک دوره ۳ ماهه قبل از شروع پژوهش مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت و حداکثر داده های فاضلاب خام به عنوان مقادیر بحرانی جهت طراحی ملاک عمل قرار گرفت.
جدول( ‏۳‑۲) ویژگی‌های فاضلاب ورودی تصفیه خانه فاضلاب شهرک اکباتان (مقادیر بحرانی)

پارامتر

مقدار