المفاعل الغشائي عبارة عن تقنية عالية الكفاءة لمعالجة المياه تجمع بين تقنية الفصل الغشائي وعمليات المعالجة البيولوجية التقليدية لتحقيق تنقية المياه وإزالة الملوثات. وفيما يلي مقدمة مفصلة لعملية المعالجة بالمفاعل الغشائي.
يتضمن تدفق معالجة مفاعل الغشاء بشكل أساسي الخطوات الرئيسية التالية:
1. مدخل المياه والمعالجة المسبقة: تدخل مياه الصرف الصحي أولاً إلى نظام مفاعل الأغشية الحيوية. في هذه المرحلة، تتم إزالة المواد الصلبة العالقة الكبيرة وبعض المواد العضوية من خلال مرافق المعالجة المسبقة (مثل المصافي وغرف الحصباء) لمنعها من انسداد معدات المعالجة اللاحقة وحماية مفاعل الغشاء الحيوي الرقيق.
2. التحلل الحيوي: تدخل مياه الصرف الصحي المعالجة مسبقاً إلى المفاعل الحيوي، حيث تتلامس مع الغشاء الحيوي الرقيق الذي ينمو على سطح المادة المالئة. إن الغشاء الحيوي الرقيق هو نظام بيئي معقد يتكون من مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة التي تمتص الملوثات العضوية في مياه الصرف الصحي وتمتصها وتحللها، وتحولها إلى مواد غير ضارة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون. هذه العملية عبارة عن معالجة بيولوجية هوائية تتطلب إمدادات كافية من الأكسجين، وهو ما يتحقق عادةً من خلال نظام تهوية.
3. الفصل الغشائي: يتم فصل الماء بعد التحلل الحيوي إلى سائل وصلب من خلال تجميع الغشاء. ويستخدم تجميع الغشاء عادةً غشاء الترشيح الدقيق أو غشاء الترشيح الفائق، الذي يتميز بحجم مسام صغير جداً ويمكنه اعتراض الأغشية الحيوية الرقيقة والمواد العالقة والمواد العضوية الجزيئية الكبيرة لضمان نقاء النفايات السائلة. وتحل عملية الفصل الغشائي محل خزان الترسيب الثانوي في العملية التقليدية، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة فصل المواد الصلبة عن السائلة وتنقية مياه الصرف الصحي.
4. مياه المخرج وإعادة الاستخدام: المياه التي يتم ترشيحها بواسطة وحدة الغشاء هي مياه المخرج المعالجة، والتي تتمتع بجودة مياه ممتازة، مع مواد صلبة عالقة وتعكر قريب من الصفر، ويتم إزالة البكتيريا والفيروسات إلى حد كبير. ويمكن إعادة استخدامها مباشرةً كمياه بلدية غير صالحة للشرب، مثل مياه التنظيف في المراحيض، والري الأخضر، وغسيل الطرق، وما إلى ذلك.
5. معالجة الحمأة: يتم تفريغ الحمأة الزائدة المتراكمة في مفاعل الأغشية الحيوية بانتظام لمزيد من المعالجة، مثل التركيز والهضم والتجفيف، وأخيرًا التخلص منها أو إعادة تدويرها. ونظرًا لأن مفاعل الأغشية الحيوية الرقيقة يمكن أن يعمل بحمولة حجمية عالية وحمولة حمأة منخفضة، فإن ناتج الحمأة الزائدة يكون منخفضًا نسبيًا، مما يقلل من تكلفة معالجة الحمأة.
6. تنظيف الغشاء وصيانته: أثناء التشغيل، سوف تتراكم الملوثات تدريجياً على مجموعة الغشاء أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى انخفاض تدفق الغشاء. من أجل الحفاظ على كفاءة تشغيل الغشاء، يجب تنظيف الغشاء بانتظام. تشمل طرق التنظيف التنظيف الفيزيائي (مثل الغسل العكسي والغسل الميكانيكي) والتنظيف الكيميائي (مثل النقع بالعوامل الكيميائية) لإزالة طبقة التلوث على سطح الغشاء واستعادة نفاذية الغشاء.
تتميز المفاعلات الغشائية بمزايا مياه الصرف الصحي عالية الجودة والمستقرة، والبصمة الصغيرة، والتشغيل والإدارة المريحين. وهي تستخدم على نطاق واسع في مياه الصرف الصحي البلدية ومياه الصرف الصناعي وغيرها من المجالات. من خلال التحسين المستمر لعملية المعالجة وأداء مكونات الغشاء، ستلعب مفاعلات الأغشية دورًا أكثر أهمية في مجال معالجة المياه في المستقبل.
