Treatment of refinery wastewater using crossflow membrane bioreactor (CF-MBR)

Abstract

مع تطور تقنيات صناعة الأغشية النسيجية اكتسب استخدام الغشاء المعالج الحيوي اهتمام كبير في السنوات الأخيرة في مجال معالجة النفايات الصناعية. الغشاء المعالج الحيوي معترض الجريان هو أحد النماذج المعدلة لعملية تنشيط الحماءة. يشتمل المعالج الحيوي على غشاء وحوض تهوية يحتوي على خليط المواد العالقة (MLSS) مما يجعله أفضل من نظام المعالجة التقليدي، كما أن نظام التدفق وطريقة أداء هذا النظام العوامل التشغيلية المصاحبة لعملية المعالجة تعتبر مهمة لأغراض التصميم ومطابقة المواصفات. الهدف الرئيس من هذه الدراسة هو تتبع حركة وأداء المعالج الحيوي الغشائي المعترض للجريان عند استخدامه في معالجة مخلفات تكرير البترول في وجود نسب مختلفة لتركيز العوالق (5000 و 3000 ملجرام/لتر). لقد تم قياس الأداء بناءً على الكفاءة الهيدروليكية (تغير الدفق، زمن الحجز والضغط عبر الغشاء) بالإضافة لكفاءة إزالة الأكسجين الكيميائي المطلوب (COD). تم قياس عدد من المكونات العضوية (الأكسجين الحيوي المطلوب BOD، الكربون العضوي TOC، الزيوت والشحوم، الفينول والنشادر) والبكتريا الحيوية لتقييم جودة المياه المعالجة خلال فترة الدراسة. أيضاً تمت دراسة أثر زمن البقاء الهيدروليكي وطريقة نظافة الغشاء على أداء نظام المعالجة. وجدت نسبة إزالة عالية (93-94%) عند دراسة الحركة الأحياء في نظام المعالجة عند درجات تركيز عوالق 5000 ملجرام/لتر و 3000 ملجرام/لتر ولم يلاحظ أي تحسن عندي زيادة تركيز المواد العالقة من 3000 ملجرام/لتر إلى 5000 ملجرام/لتر. عند تركيز 5000 ملجرام/ليتر كانت معاملات الحركة: (Y = 0.276 mg/mg, kd = 0.07day-1, m = 0.653 day-1 ad Ks = 496.62 mg) بينما كان تركيز الأكسجين الكيميائي المطلوب 0.222 ملجرام/ملجرام 0.90 /يوم، 1.2/يوم و 659.45 ملجرام لتركيز 3000 ملجرام/لتر على التوالي. اظهر نظام المحاكاة الذي أجرى على أزمنة مختلفة لحجز المواد الصلبة أن هناك توافق كبير بين نتائج نموذج المحاكاة والنتائج المخبرية. يمكن استخدام نموذج المحاكاة لتمثيل استراتيجيات وعمليات تشغيل مختلفة. يتناسب معدل الدفق طرديا مع السرعة خلال الغشاء ويمكن تمثيل ذلك بالعلاقة J - kVn حيث وجد أن k و n تعتمد على تركيز المواد العالقة. عند دراسة أثر زمن الحجز الهيدروليكي على أداء نظام المعالجة وجد أن نسبة إزالة الأكسجين الكيميائي تصل إلى