Ενόργανες Αναλυτικές Τεχνικές για τον έλεγχο και την αποτελεσματικότητα συστήματος επεξεργασίας υγρών αποβλήτων με χρήση μεμβρανών

Abstract

Τα βασικότερο πλεονεκτήματα της τεχνολογίας συστήματος μεμβρανών (MBR) σε σχέση με τα συμβατικά συστήματα βιολογικών καθαρισμών, είναι η εξοικονόμηση χώρου της εγκατάστασης, η σταθερή ποιότητα εκροής του επεξεργασμένου αποβλήτου και η υψηλή απομάκρυνσης οργανικού και μικροβιακού φορτίου. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα των συστημάτων MBR το οποίο παρουσιάζεται και στην πράξη είναι η σταδιακή έμφραξή των μεμβρανών τους λόγω της σταδιακής ρύπανσής των, που μειώνει την αποτελεσματικότητα του συστήματος. Υπάρχει γενικότερη τεχνολογική αδυναμία παρόλο που γίνονται συνεχείς προσπάθειες στον έλεγχο και κυρίως στην αντιμετώπιση της έμφραξης των μεμβρανών. Ένα ακόμα μειονέκτημα είναι η ελλιπής βιβλιογραφία σε πειραματικά δεδομένα του καθαρισμού αποβλήτων, που έχουν πολύ υψηλές συγκεντρώσεις επικίνδυνων ενώσεων όπως το κυάνιο (κυρίως σε απόβλητα βιομηχανίας εξόρυξης χρυσού) μέσω συστημάτων MBR. Για τους ανωτέρω λόγους, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ένα μικρής κλίμακας πιλοτικό σύστημα βιοαντιδραστήρα μεμβρανών, του οποίου η λειτουργία προσομοιάζει την αντίστοιχη συστημάτων MBR πραγματικής κλίμακας. Ελέγχθηκαν για πρώτη φορά διεξοδικά πλήθος φυσικοχημικών παραμέτρων για την κατ’ αρχήν αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της μονάδας MBR σε εφαρμογή καθαρισμού προσομοιωμένου αστικού απόβλητου. Τα αποτελέσματα έδειξαν σχεδόν ολική απομείωση στερεών ουσιών, πολύ μεγάλη οργανικού φορτίου >97% σε όρους COD και >96% σε όρους BOD, καθώς και μεγάλη απομείωση ολικού φωσφόρου >91% και αζώτου >55%. Στην συνέχεια ελέγχθηκε ο συνδυασμός μονάδων MBR-RO που έδωσε επί πλέον βελτίωση των παραπάνω απομειώσεων. Συγκεκριμένα η απομάκρυνση οργανικού φορτίου σε όρους BOD ήταν σχεδόν 98% και σε όρους COD 99%. Με βάση την ανωτέρω εξαιρετική λειτουργία της μονάδας σε προκαταρκτικό επίπεδο, εφαρμόστηκαν καινοτόμες τεχνικές για τον καθαρισμού μεμβρανών με στόχο τον έλεγχο και την αντιμετώπιση της έμφραξης αυτών όπως : εφαρμογή αντίστροφης πλύσης με νερό αυξημένων θερμοκρασιών και διαφορετικών περιόδων πλύσης. Η παραπάνω τεχνική οδήγησε σε ικανοποιητική μείωση της διαμεμβρανικής πίεσης σε ποσοστά ώς και 30% σε σχέση με τις τιμές της διαμεμβρανικής πίεσης πριν από την διαδικασία καθαρισμού. Επίσης η εφαρμογή αντίστροφης πλύσης των στοιχείων διήθησης με διάφορα χημικά μέσα παρουσίασε αντίστοιχα ποσοστά μείωσης κατά 11-35% σχέση με τις τιμές της διαμεμβρανικής πίεσης πριν από την διαδικασία της πλύσης . Τέλος η επεξεργασία προσομοιωμένου αστικού αποβλήτου επιβαρυμένο με κυάνιο τριών συγκεντρώσεων 1-3-10 mg/l έδειξε max απομακρύνσεις των κυανιόντων >90% οι οποίες αξιολογούνται πολύ ικανοποιητικές, σε σχέση με την υπάρχουσα βιβλιογραφία (45-90%).