روش MBBR به معنای “متمم خوانده شده با بیوفیلم” است و برای تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود. در این روش، میکروب‌هایی که در عملیات تصفیه فاضلاب نقش تصفیه کننده را دارند، به صورت بیوفیلم روی سطح حامل‌های غوطه ور متمم خوانده شده متمرکز می‌شوند.
سیستم MBBR شامل یک مخزن یا محفظه تصفیه است که در داخل آن حامل‌های غوطه‌ور (به عنوان مثال قرص‌ها یا بسترهای پلاستیکی) قرار می‌گیرند. این حامل‌ها سطح سطحی بزرگی دارند که برای رشد میکروب‌ها مناسب است. در فرآیند تصفیه، فاضلاب به طور مداوم به مخزن اضافه می‌شود و در این حامل‌های غوطه‌ور پخش می‌شود.
میکروب‌های موجود در فاضلاب، به صورت خودکار بر روی سطح حامل‌های غوطه ور متمرکز می‌شوند و یک بیوفیلم تشکیل می‌دهند. این بیوفیلم حاوی باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های دیگری است که قادر به تصفیه و زدودن آلودگی‌ها از فاضلاب هستند. بیوفیلم به عنوان یک لایه نازک روی سطح حامل‌ها شکل می‌گیرد و با افزایش زمان میزان رشد و اندازه آن افزایش می‌یابد.
میکروب‌های موجود در بیوفیلم قادر به تصفیه آلودگی‌ها هستند. آلودگی‌ها به عنوان غذا برای میکروب‌ها عمل می‌کنند و آنها را برای تصفیه فاضلاب می‌خورند. در حین این فرآیند، میکروب‌ها آلودگی‌ها را تجزیه می شود.
روش MBBR پیک فناوری تصفیه فاضلاب است که در آن بیوفیلم به عنوان محیط رشد میکروبی استفاده می‌شود.
در ادامه، چندین نوع روش تصفیه فاضلاب با استفاده از MBBR توضیح داده شده است:
تصفیه MBBR مستقیم
در این روش، فاضلاب به صورت مستقیم به مخزن MBBR منتقل می‌شود و توسط بیوفیلم بر روی حامل‌های غوطه‌ور تصفیه می‌شود. این فرآیند شامل فعالیت‌های بیولوژیکی و تجزیه بیولوژیکی است که منجر به حذف آلودگی‌های آلی و تخریب مواد آلی می‌شود.
تصفیه MBBR پیش‌تصفیه
در این روش، MBBR به عنوان یک مرحله پیش‌تصفیه در سیستم تصفیه فاضلاب بکار می‌رود. فاضلاب ابتدا از مراحل اولیه تصفیه مانند رسوبگیری و ته‌نشینی عبور می‌کند، سپس به مخزن MBBR منتقل می‌شود تا با استفاده از بیوفیلم در آن تصفیه شود. این روش باعث بهبود عملکرد سیستم تصفیه فاضلاب در حذف آلودگی‌های آلی و جامدات معلق می‌شود.
تصفیه MBBR پس‌تصفیه
در این روش، MBBR به عنوان یک مرحله پس‌تصفیه در سیستم تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود. فاضلاب پس از انجام مراحل اصلی تصفیه مانند فعال‌کربنی و فعال‌شناسی، به مخزن MBBR هدایت می‌شود. در این مرحله، بیوفیلم در MBBR باقی مانده از مراحل قبلی تصفیه، بهبودی دیگر در کیفیت فاضلاب ایجاد می‌کند و می‌تواند برای حذف آلودگی‌های باقیمانده و بهبود معیارهای مورد نیاز استفاده شود.
تصفیه MBBR در تصفیه فاضلاب صنعتی
روش MBBR برای تصفیه فاضلاب صنعتی نیز استفاده می‌شود. این روش به دلیل قابلیت تطبیق با بارهای آلودگی متغیر و توانایی افزایش ظرفیت تصفیه، در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، شیمیایی و فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مزایا:
کاهش نیاز به فضای بزرگ و تجهیزات پیچیده.
افزایش قدرت تصفیه و بهره‌وری بالا در مصرف انرژی.
توانایی مقابله با تغییرات بار آلودگی و شرایط عملیاتی متغیر.
امکان تغییر و بهبود سریع سیستم تصفیه بر اساس نیازهای خاص.
هرچند که روش MBBR دارای مزایاست، اما نیاز به نظارت دقیق و کنترل مناسب برای حفظ عملکرد بهینه و کیفیت تصفیه فاضلاب دارد. همچنین، پارامترهای عملیاتی مانند غلظت بیوفیلم، زمان اقامت میکروبی و میزان اکسیژن محیطی باید به‌طور مرتب کنترل شوند.
روش MBBR دارای برخی معایب است که در زیر توضیح داده شده است:
نیاز به نگهداری و کنترل دقیق
برای حفظ عملکرد بهینه و کیفیت تصفیه، نیاز به نظارت دقیق و کنترل مناسب بر روی پارامترهای عملیاتی مانند غلظت بیوفیلم، زمان اقامت میکروبی و میزان اکسیژن محیطی است. این نیاز به نگهداری و کنترل دقیق می‌تواند نیازمند زمان و منابع بیشتری باشد.
تشکیل رسوبات
در برخی موارد، ممکن است رسوبات و توده‌های بیولوژیکی در داخل مخازن MBBR تشکیل شوند. این رسوبات می‌توانند منجر به افزایش مقاومت جریان و کاهش عملکرد تصفیه شوند و نیازمند تمیزکاری و پاکسازی می‌شوند.
تأثیر در دمای محیط
دمای محیط بر روی عملکرد MBBR تأثیر می‌گذارد. در مناطق با دماهای پایین، رشد میکروبی کاهش می‌یابد و در نتیجه عملکرد تصفیه نیز کاهش می‌یابد. بنابراین، نیاز به تنظیم دمای مناسب برای حفظ عملکرد مطلوب است.
حساسیت به تغییرات بار آلودگی
در صورت وجود تغییرات ناگهانی در بار آلودگی و شرایط فاضلاب، MBBR ممکن است با مشکلات عملکردی روبرو شود. نیاز به تنظیمات و تغییرات سریع در پارامترهای عملیاتی می‌تواند الزامات دقیقی داشته باشد.
محدودیت در حذف آلودگی‌های خاص
در برخی موارد، MBBR ممکن است با محدودیت‌هایی در حذف آلودگی‌های خاص مواجه شود. برای حل این مسئله، ممکن است نیاز به مراحل تصفیه تکمیلی دیگری مانند فیلتراسیون غشاوی یا حذف مواد معلق باشد.
اهمیت این معایب بستگی به شرایط خاص هر پروژه و نیازهای تصفیه فاضلاب دارد. در عمل، با طراحی، نظارت و بهره‌برداری مناسب، بسیاری از این معایب می‌توانند مدیریت شوند و عملکرد قابل قبولی در سیستم MBBR حاصل شود.
مراحل تصفیه فاضلاب با استفاده از روش MBBR عموماً شامل مراحل زیر است:
پیش‌تصفیه (در صورت لزوم)
فاضلاب ورودی به سیستم MBBR ممکن است نیازمند مراحل پیش‌تصفیه باشد. این مراحل می‌توانند شامل رسوبگیری اولیه، صافی‌کردن و ته‌نشینی باشند. هدف از این مرحله، حذف جامدات خام و مواد غیرقابل تصفیه از فاضلاب است.
بخش MBBR اصلی
فاضلاب پس از مراحل پیش‌تصفیه (اگر وجود داشته باشد) به بخش اصلی MBBR هدایت می‌شود. در این بخش، حامل‌های غوطه‌ور (مانند قرص‌ها یا بسترهای پلاستیکی) درون مخزن قرار می‌گیرند. میکروب‌ها روی سطح حامل‌ها رشد کرده و بیوفیلمی تشکیل می‌دهند.
تصفیه بیولوژیکی
بیوفیلم حاوی میکروب‌ها بر روی سطح حامل‌ها به عنوان بیوفیلم برای تصفیه فاضلاب عمل می‌کند. میکروب‌ها آلودگی‌ها را تجزیه می‌کنند و مواد آلی را تخریب می‌کنند. این فرآیند شامل تجزیه بیولوژیکی مواد آلی و تبدیل آنها به مواد کمتر آلوده و قابل قبول است.
پس‌تصفیه (در صورت لزوم)
در صورت نیاز، فاضلاب پس از عبور از بخش MBBR اصلی ممکن است به مراحل پس‌تصفیه دیگری مانند فیلتراسیون غشایی یا حذف مواد معلق هدایت شود. این مراحل پس‌تصفیه می‌توانند برای حذف آلودگی‌های باقیمانده و بهبود کیفیت نهایی فاضلاب استفاده شوند.
مهمترین بخش از فرآیند MBBR توسعه و حفظ بیوفیلم است. برای این منظور، میزان اکسیژن و تغذیه میکروب‌ها، غلظت بیوفیلم و زمان اقامت میکروبی باید به‌طور دقیق کنترل شوند تا عملکرد بهینه به دست آید. همچنین، مراقبت و پاکسازی مخازن MBBR می‌تواند برای حفظ عملکرد بهینه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار باشد.
روش تصفیه فاضلاب MBBR در موارد مختلف و گسترده‌ای کاربرد دارد. برخی از کاربردهای اصلی آن عبارتند از:
تصفیه فاضلاب شهری
روش MBBR برای تصفیه فاضلاب شهری و بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش می‌تواند به طور موثر به حذف مواد آلی و آلودگی‌های مختلف در فاضلاب کمک کند و کیفیت آن را به میزان قابل قبولی ارتقاء دهد.
تصفیه فاضلاب صنعتی
این روش می‌تواند در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، شیمیایی، دارویی، فولادی و معدنی برای تصفیه فاضلاب صنعتی استفاده شود. این روش توانایی تصفیه بارهای آلودگی متغیر را دارد و به عنوان یک راه حل کارآمد در حفظ محیط زیست و انطباق با مقررات محیط زیست صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تصفیه فاضلاب خانگی و مسکونی
MBBR می‌تواند به عنوان روشی کارآمد در تصفیه فاضلاب خانگی و مسکونی مورد استفاده قرار گیرد. این روش قادر است به حذف آلودگی‌ها و کاهش میزان مواد آلی و نیتروژن و فسفر در فاضلاب منزل‌ها کمک کند و فاضلاب را قبل از تخلیه به محیط زیست پاک کند.
تصفیه فاضلاب در مناطق دورافتاده
MBBR به دلیل ساختار ساده و نیاز کمتر به فضا و تجهیزات پیچیده، به عنوان روشی مناسب در تصفیه فاضلاب در مناطق دورافتاده و مناطقی که به آب و برق محدود دسترسی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مزیت اصلی MBBR در تمام این کاربردها، ارائه عملکرد تصفیه قوی، کارایی بالا و نیاز کمتر به فضا و منابع است.
