บทนำกระบวนการไบโอรีแอคเตอร์เมมเบรน MBR

ส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์บำบัดน้ำเสีย MBR คือเมมเบรน MBR แบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ แบบภายนอก แบบจม และแบบคอมโพสิต MBR แบ่งออกเป็นแบบแอโรบิกและแบบแอนแอโรบิกตามความจำเป็นของออกซิเจนในเครื่องปฏิกรณ์ MBR แบบแอโรบิกมีระยะเวลาเริ่มต้นใช้งานสั้นและมีประสิทธิภาพการระบายน้ำที่ดี ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ แต่ปริมาณตะกอนสูงและใช้พลังงานสูง MBR แบบแอนแอโรบิกใช้พลังงานต่ำ ผลิตตะกอนและผลิตก๊าซชีวภาพต่ำ แต่ใช้เวลานานในการเริ่มต้นใช้งาน และประสิทธิภาพในการกำจัดสารมลพิษไม่ดีเท่า MBR แบบแอโรบิก ตามวัสดุเมมเบรนที่แตกต่างกัน MBR สามารถแบ่งออกเป็นเมมเบรนไมโครฟิลเตรชัน MBR, เมมเบรนอัลตราฟิลเตรชัน MBR และอื่นๆ วัสดุเมมเบรนที่นิยมใช้ใน MBR ได้แก่ เมมเบรนไมโครฟิลเตรชันและเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชัน

 

ตามปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมดูลเมมเบรนและไบโอรีแอคเตอร์ MBR จะถูกแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ "MBR สำหรับการเติมอากาศ" "MBR สำหรับการแยก" และ "MBR สำหรับการสกัด"

 

MBR แบบเติมอากาศ หรือที่เรียกว่า Membrane Aerated Bioreactor (MABR) วิธีการเติมอากาศของเทคโนโลยีนี้เหนือกว่าการเติมอากาศแบบฟองอากาศขนาดใหญ่ที่มีรูพรุนหรือรูพรุนขนาดเล็กแบบดั้งเดิม เมมเบรนที่ก๊าซซึมผ่านได้ถูกนำมาใช้เพื่อการเติมอากาศแบบไร้ฟองอากาศเพื่อจ่ายออกซิเจน และมีอัตราการใช้ออกซิเจนสูง ไบโอฟิล์มบนเมมเบรนที่ระบายอากาศได้จะสัมผัสกับน้ำเสียอย่างเต็มที่ และเมมเบรนที่ระบายอากาศได้จะจ่ายออกซิเจนให้กับจุลินทรีย์ที่ติดอยู่กับไบโอฟิล์ม และย่อยสลายสารมลพิษในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

MBR ชนิดแยก หรือที่เรียกว่า MBR ชนิดแยกของแข็ง-ของเหลว ผสมผสานเทคโนโลยีการแยกเมมเบรนเข้ากับเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพแบบดั้งเดิม ประสิทธิภาพการแยกของแข็ง-ของเหลว และเนื่องจากปริมาณตะกอนเร่งในถังเติมอากาศเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพในการเกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีจึงดีขึ้น และสารมลพิษอินทรีย์ก็ลดลง MBR ชนิดแยกนี้นิยมใช้มากที่สุดในโครงการบำบัดน้ำเสียแบบ MBR

 

ระบบ MBR แบบสกัด (Extractive MBR) ผสมผสานกระบวนการแยกด้วยเมมเบรนเข้ากับการย่อยสลายแบบไร้อากาศ เมมเบรนแบบเลือกสรรจะสกัดสารพิษออกจากน้ำเสีย จุลินทรีย์แบบไร้อากาศจะเปลี่ยนสารอินทรีย์ในน้ำเสียให้เป็นมีเทน ซึ่งเป็นก๊าซพลังงาน และเปลี่ยนสารอาหาร (เช่น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) ให้อยู่ในรูปแบบทางเคมีมากขึ้น ส่งผลให้สามารถนำทรัพยากรจากน้ำเสียกลับมาใช้ประโยชน์ได้สูงสุด