راكتورهاي غشايي Membrane reactor

javadaria61

عضو جدید
راکتورهاي غشايي
در اين نوع راکتورها عمل اصلي بوسيله يک غشاء انجام مي شود.عمل جداسازي بوسيله نفوذ يک جز از ميان غشاء صورت مي گيرد.بطور کلي خلوص مواد (واکنشگرها و يا محصولات) باعث مصرف کمتر انرژي مي گردد و عمليات واحد و هزينه هاي جاري را بشدت کاهش مي دهد. در اين راستا غشا و فرايندهاي غشايي نقش منحصر بفردي را ايفا مي کنند که هم مي توان آنرا براي گزينش پذيري از بين چند واکنشگر و يا براي گزينش پذيري از بين چند محصول در راکتور غشايي به کار برد.
بطور خاص در اين پروژه ، ما با استفاده از راکتور غشايي يکي از محصولات را از صحنه عمل بطور انتخابي جدا ميکنيم تا راندمان واکنش افزايش يافته کنترل پارامترها و متغيرهاي واکنش با سهولت بيشتر امکانپذير گردد. البته سعي شده است تا با ارائه اشکال متنوع و گويا از زياده گويي و خطاي برداشت شخصي پرهيز شود.
نمونه هايي از اين راکتورها به گونه اي طراحي شده اند که محصولات واکنش قابليت نفوذ از ميانحفره هايغشا را داشته و از انجام واکنشهاي ثانويه که منجر به از بين رفتن محصول و يا توليد مواد نا خواسته مي گردد جلوگيري مي کند. استفاده از اين راکتورها در حال حاضر محدود به واحدهايي ميشود که بتوان ميزان گزينش پذيري محصولات را افزايش داد.


پايداري گرمايي و شيميايي
مهمترين فاکتور مورد نياز برای طراحی راکتور غشايي، پايداري گرمايي و شيميايي غشا آنست که بر اساس جدول زير غشاهايي از جنس سيليکات پايداري گرمايي و شيميايي خوبي از خود نشان داده اند و براي اين سنتز بکار گرفته مي شوند.
 

پیوست ها

  • 1.JPG
    1.JPG
    28.4 کیلوبایت · بازدیدها: 0

javadaria61

عضو جدید
شکل غشا کمپوزيت و نوع و تعداد لايه های آن در زير نشان داده شده است:
 

پیوست ها

  • 2.JPG
    2.JPG
    30.4 کیلوبایت · بازدیدها: 0

javadaria61

عضو جدید
در شکل زير کاربرد جالبي از غشاها براي تبديل متان به گاز سنتز نشان داده شده است . در طرف چپ گاز متان و در طرف راست هوا قرار دارد:
 

پیوست ها

  • 3.JPG
    3.JPG
    19.8 کیلوبایت · بازدیدها: 0

javadaria61

عضو جدید
دو نمونه از شکل راکتور غشايي که برای آزمايش بکار می رود در شکل زير نمايش داده شده است:
 

پیوست ها

  • 4.JPG
    4.JPG
    11.8 کیلوبایت · بازدیدها: 0
  • 5.JPG
    5.JPG
    17.5 کیلوبایت · بازدیدها: 0

javadaria61

عضو جدید
دوستان عزيز كسي اطلاعات كميلي بيتري درباره راكتورهاي غشايي داره...
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
بیوراکتور غشایی (MBR)

بیوراکتور غشایی (MBR)

بیوراکتور غشایی (MBR)
بیوراکتور غشایی (MBR) از یک راکتور بیولوژیکی(biological reactor) با بیومس معلق و ممبرن های میکروفیلتراسیون با سوراخهای به قطر اسمی 0.1 تا 0.4 میکرومتر جهت جداسازی مواد جامد ، تشکیل شده و کاربرد زیادی در صنعت تصفیه آب و فاضلاب دارد. برای جداسازی پساب تصفیه شده از بیومس فعال ممکن است بیوراکتورهای رشد معلق هوازی یا بی هوازی به همراه راکتور غشایی بیولوژیکی بکار رود.سیستم های غشایی می توانند پسابی در حد ترکیب پساب های حوض ته نشینی ثانویه و میکروفیلتراسیون پساب خروجی از تصفیه خانه تولید نماید.از این راکتورها می توان برای تصفیه فاضلاب شهری،صنعتی و نیزمصارف استفاده مجدد استفاده کرد.

مزایای سیستم بیوراکتور غشایی (MBR)

مفهوم سیستم های MBR عبارت است از استفاده از یک بیوراکتور و میکروفیلتراسیون به عنوان یک واحد فرایندی جهت تصفیه فاضلاب از طریق جابجایی و تکمیل روش جداسازی مواد جامد در زلال ساز ثانویه و واحد فیلتراسیون نهایی.قابلیت حذف زلال ساز ثانویه و بهره برداری در غلضت های بالاتر MLSS مزایای زیر را به همراه خواهد داشت:
1-میزان بارگذاری حجمی بالاتر و در نتیجه زمان ماند هیدرولیکی(HRT) پایین تر.
2-زمان طولانی ماند برای ذرات جامد و متعاقب آن کاهش تولید لجن در حد صفر و در نتیجه عدم نیاز به تجهیزات جمع آوری و دفع لجن.
3-راهبری در مقادیر پایین تر اکسیژن محلول(DO) و احتمال به وقوع پیوستن همزمان نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون در SRT بالاتر.
4-کیفیت بالای پساب خروجی و در مقابل،میزان پایین کدورت،باکتری،TSS و BOD.
5-فضای کم مورد نیاز برای تصفیه آب و فاضلاب.

جدول زیر مقادیر معمول برخی پارامترها را در خروجی سیستم بیوراکتور غشایی نشان می دهد.
پارامتر واحد غلظت معمول
BOD mg/l 5>
COD mg/l 30>
NH3 mg/l 1>
Total N mg/l 10>
P mg/l 0.5>
کدورت NTU 1>
کاربردهای سیستم بیوراکتور غشایی
به دلیل قابلیت بالای این سیستم در تصفیه آب و فاضلاب و کیفیت بسیار بالای پساب خروجی، در موارد بسیاری از این سیستم استفاده می شود. از جمله موارد کاربرد این سیستم عبارتند از:

  • تصفیه فاضلاب های شهری و بهداشتی
  • تصفیه فاضلاب های صنعتی از قبیل فاضلاب های حاوی فلزات سنگین و مواد سمی
  • جداسازی و بازیافت مواد با ارزش از قبیل فلزات گرانبها از فاضلاب برخی واحدهای تولیدی ویژه
  • تصفیه فاضلاب های نفتی، پالایشگاهی و پتروشیمی
  • تصفیه فاضلابهای آبکاری و فاضلاب های حاوی رنگ
  • تصفیه فاضلاب کارخانه های فولاد و آهن
  • نمک زدایی و شیرین سازی آب های شور
  • بازیابی و استفاده مجدد از پساب در کشاورزی و صنعت و حتی قابلیت تولید آب با کیفیتی در حد شرب
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
بیو راکتور غشائی ( MBR )

بیو راکتور غشائی ( MBR )

بیو راکتور غشائی ( MBR )
بیوراکتورهای غشائی طی سالهای اخیر به عنوان سیستم های پیشرفته تصفیه پساب کاربرد گسترده ای داشته اند. هنگامی که تصفیه پساب با استفاده از فرایندهای بیولوژیکی هوازی یا بی هوازی باشد، پایداری سیستم و کیفیت آب تصفیه شده معمولا وابسته به جداسازی لجن باقیمانده در انتهای فرایند است. در واقع در فرایندهای لجن فعال جهت این جداسازی اجزای معلق محیط کشت باید به صورت لخته در آیند. علاوه بر این، دفع مقدار زیاد لجن تولید شده در این فرایند موجب افزایش هزینه ها می گردد. با استفاده از بیوراکتور غشائی (MBR) برای تصفیه فاضلاب می توان بر مشکلات جاری فرایندهای لجن فعال که اکثرا مربوط به جداسازی توده میکروبی از آب تصفیه شده است، فائق آمد. در این نوع بیوراکتورها میکرو یا الترافیلتراسیون جایگزین فرایند ته نشین سازی شده است. در این روش به دلیل حبس کامل باکتری ها و ویروس ها کیفیت آب تصفیه شده افزایش می یابد. همچنین امکان افزایش غلظت توده میکروبی به میزان قابل توجهی وجود دارد که موجب کاهش حجم راکتور و همچنین کاهش نرخ تولید لجن می شود. افزون بر آن فضای مورد نیاز واحد تصفیه پساب به دلیل حذف تانک های ته نشینی و کاهش سایز بیوراکتور، به دلیل افزایش غلظت توده میکروبی، کاهش می یابد.

مزایای بیوراکتور غشائی
امروزه از بیوراکتورهای غشائی به منظور تصفیه انواع مختلف پساب نظیر فاضلاب شهری، فاضلاب با بار آلی بالا و پساب های سنگین استفاده می شود. از مزایای بیوراکتورهای غشائی در مقایسه با روش های مرسوم لجن فعال به موارد زیر می توان اشاره کرد.
- حذف کامل جامدات
- ضد عفونی کردن پساب تصفیه شده
- جداسازی زمان ماند هیدرولیکی hrt و زمان ماند لجن SRT
- قابلیت بارگزاری بیشتر و زمان ماند لجن طولانی تر
- تولید لجن به مقدار کمتر و یا حتی صفر
- فعال شدن سریع سیستم
- سایز کوچکتر
- مصرف کمتر انرژی

فرآیند MBR
در فرآیند MBR روش‌های قدیمی فیلتراسیون با فرآیندهای غشایی تکامل یافته‌اند. در این فرآیندها از غشاهای نیمه تراوا به عنوان عامل اصلی جداسازی استفاده می‌شود. فرآیندهایی که براساس انواع غشا پی‌ریزی گردیده‌اند، قادر به جداسازی مواد با اندازه‌های مختلف از سیال می‌باشند. بیوراکتورهای غشایی به طور کلی سیستم‌هایی هستند که در آن‌ها تصفیه بیولوژیکی با فیلتراسیون غشایی ترکیب شده است. در این سیستم‌ها فیلتراسیون غشایی جایگزین فرایندهای ته‌نشینی،فیلتر شنی و گندزدایی به کار رفته در روش‌های مرسوم لجن فعال شده است. این سیستم‌ها به طور گسترده مورد آزمایش قرار گرفته‌اند و نتایج گویای موثر بودن آن‌ها در حذف آلاینده‌های آلی و معدنی بوده است. سهولت کنترل فعالیت‌های بیولوژیکی، پساب خروجی‌ با کیفیت بالا و عاری از باکتری و پاتوژن‌ها ، نیاز به فضای کم و تحمل نرخ بارگذاری بالا از جمله مزایای راکتورهای غشایی هستند.عمده کاربردهای فعلی آن شامل استفاده مجدد از پساب تصفیه شده در ساختمان‌های بزرگ، تصفیه فاضلاب خانگی در جوامع کوچک، تصفیه فاضلاب صنعتی و تصفیه شیرابه می‌باشد. کاربرد
واحدهای غشایی از استفاده به تنهایی در تصفیه تکمیلی تا ترکیب و یکی شدن با تصفیه ثانویه گسترش پیدا کرد.


بیوراکتورهای غشایی مزایای زیادی دارند که آن‌ها را تبدیل به جایگزینی با ارزش برای دیگر سیستم‌های تصفیه کرده است. مهم‌ترین آن‌ها گیرانداختن و حذف همه مواد معلق و بیشتر ترکیبات محلول در بیوراکتور است. این امر باعث می‌شود پساب خروجی کیفیتی بسیار خوب و در حد استانداردهای سختگیرانه داشته باشد. توانایی این سیستم‌ها در حذف همه باکتری‌ها و ویروس‌ها منجر به عدم استفاده از گندزداها و در نتیجه عدم تولید جانبی خطرناک آن‌ها می‌شود. در این سیستم ته‌نشینی اولیه وجود ندارد و کل جداسازی مواد معلق در بیوراکتور انجام می‌شود. به طور معمول با کنترل زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و زمان ماند سلولی (SRT) می‌توان جمعیت میکروبی را بهینه کرد و در نتیجه انعطاف‌پذیری سیستم را در هنگام بهره‌برداری بیشتر کرد. بیوراکتورهای غشایی علاوه بر این‌که تمام جرم بیولوژیکی را گیر می‌اندازند، از فرار آنزیم‌های سلولی و اکسید کننده‌های محلول که قابلیت تجزیه منابع کربنی و ایجاد بافت بیولوژیکی را دارند، ممانعت می‌کنند. بیوراکتورهای غشایی مشکلات و مسائل مربوط به ته‌نشینی را که از پردردسر‌ترین قسمت‌های تصفیه‌خانه است را حذف می‌کنند. پتانسیل بهره‌برداری این سیستم‌ها در SRT‌های بالا و بدون ته‌نشینی، باعث می‌شود غلظت جرم بیولوژیکی (بیومس) بالا رفته در نتیجه فاضلاب‌هایی با بار آلودگی بالا بتوانند تصفیه شوند و نرخ تولید بیومس به دلیل فعالیت خودخوری کاهش پیدا کند. این امر همچنین باعث می‌شود که این سیستم‌ها نسبت به سیستم‌های متداول فشرده‌تر شده و فضای مورد نیاز تصفیه‌خانه به طور قابل توجهی کاهش پیدا کند. این سیستم‌ها همچنین نوسانات و تغییرات در غلظت نوترینت‌ها را که از سازگاری بیولوژیکی گسترده و غلظت بالای بیومس (MLSS) ناشی می‌شود، تحمل می‌کند. بیوراکتورهای غشایی از دو قسمت اصلی واحد بیولوژیکی (تجزیه بیولوژیکی) و مدول غشا (جداکننده فیزیکی پساب از بیومس تصفیه شده) تشکیل شده‌اند. مهمترین ساختارهای مدول غشایی عبارتند از: الیاف توخالی و مارپیچی، مدول‌های لوله‌ای، صفحه و قاب.منبع : موژ
 
بالا