Abstract
Membrane bioreactors (MBR) are an effective technology for urban and industrial effluent treatment. These systems may replace the sedimentation tank of the classical activated sludge systems. The MBR membranes are used to separate the sludge and provide a well-treated effluent, often superior to that of the tertiary systems.
Despite the significant advantages these systems offer, they have a major drawback that prevents their further application. Fouling of the membrane is the major flaw that occurs during the filtration process. Fouling increases the operating and maintenance costs of the unit as it reduces the performance and lifetime of the membrane. Therefore, additional costs are required, including the application of high ventilation to reduce fouling, the chemical cleaning of the membrane, and the replacement of the membrane with anew ones.
This paper is a review that provides information on the phenomenon of fouling in membrane bioreactors as well as on the methods that can be used for its control and remediation. The mechanisms, stages and types of fouling are also discussed. The main factors that cause and affect membrane fouling, including membrane characteristics, operating conditions feed composition and biomass characteristics, are analyzed. Finally, the methods that can be used to suppress fouling in membrane bioreactors are presented, while considering new strategies for controlling and reducing the various factors contributing to membrane contamination. These strategies include addition of chemicals to the mixed fluid, modification of the membrane, and proper manipulation of the operating conditions of the bioreactor
Εικόνες 12 , Πίνακες 2, Διαγράμματα 0
Περίληψη
Οι βιοαντιδραστήρες μεμβράνης (MBR) αποτελούν μια αποτελεσματική τεχνολογία επεξεργασίας αστικών και βιομηχανικών λυμάτων. Τα συστήματα αυτά αντικαθιστούν την δεξαμενή καθίζησης του κλασσικού συστήματος ενεργού ιλύος. Οι μεμβράνες του συστήματος MBR χρησιμοποιούνται ώστε να διαχωρίσουν την ιλύ και να προσφέρουν μια καλά επεξεργασμένη εκροή, που πολλές φορές είναι ποιοτικά ανώτερη και από την αντίστοιχη των τριτοβάθμιων συστημάτων.
Παρά τα σημαντικά πλεονεκτήματα που προσφέρουν oι βιοαντιδραστήρες μεμβράνης, εμφανίζουν ένα κύριο μειονέκτημα που εμποδίζει την περαιτέρω εφαρμογή τους. Η έμφραξη της μεμβράνης είναι το σημαντικότερο ελάττωμα που παρουσιάζεται κατά την διαδικασία της διήθησης. Η έμφραξη αυξάνει το λειτουργικό κόστος και το κόστος συντήρησης της μονάδας καθώς μειώνει την απόδοση και τον χρόνο ζωής της μεμβράνης. Επομένως, απαιτούνται περαιτέρω δαπάνες: για την εφαρμογή υψηλού αερισμού με σκοπό τον περιορισμό της έμφραξης, για τον χημικό καθαρισμό της μεμβράνης αλλά και για την αντικατάστασή της από νέα.
Η εργασία αυτή, αποτελεί μια ανασκόπηση που παρέχει πληροφορίες για το φαινόμενο της έμφραξης σε βιοαντιδραστήρες μεμβρανών καθώς και για τις μεθόδους ελέγχου και μείωσης του. Περιγράφονται οι μηχανισμοί και τα στάδια της έμφραξης, όπως επίσης οι κατηγορίες στις οποίες διαχωρίζεται. Αναλύονται οι κύριοι παράγοντες που προκαλούν και επηρεάζουν την έμφραξη της μεμβράνης, συμπεριλαμβανομένων των χαρακτηριστικών της μεμβράνης, των συνθηκών λειτουργίας και των χαρακτηριστικών της τροφοδοσίας και της βιομάζας. Τέλος, παρουσιάζονται οι μέθοδοι αντιμετώπισης του φαινομένου της έμφραξης σε βιοαντιδραστήρες μεμβρανών ενώ παράλληλα εξετάζονται οι νέες στρατηγικές για τον έλεγχο και τη μείωση των διαφόρων παραγόντων που συντελούν στην ρύπανση της μεμβράνης. Οι στρατηγικές αυτές περιλαμβάνουν την προσθήκη χημικών στο ανάμικτο υγρό, την τροποποίηση της μεμβράνης και τον ορθό χειρισμό των λειτουργικών συνθηκών του βιοαντιδραστήρα.
