Zanieczyszczanie wód jest procesem bardzo powszechnym. Polega na wprowadzeniu do niej substancji zanieczyszczających, co skutkuje zmianą parametrów fizykochemicznych. Wody powierzchniowe są najbardziej narażone na zanieczyszczenia, ponieważ często trafiają do nich ścieki komunalne oraz przemysłowe. Wśród form ochrony wód najbardziej efektywną staje się więc oczyszczanie ścieków.

Charakter bioreaktora membranowego
Stosowanie procesów membranowych do oczyszczania wody i ścieków może mieć charakter samodzielny lub też stanowić połączenie z procesami jednostkowymi (tzw. systemy hybrydowe, do których można zaliczyć bioreaktory membranowe). Bioreaktory membranowe to urządzenia szeroko stosowane w ochronie środowiska, przede wszystkim do oczyszczania ścieków pochodzących z różnych gałęzi przemysłu. Procesy w nich prowadzone charakteryzują się wysoką sprawnością. Ponadto istnieje możliwość ponownego wykorzystania oczyszczonych wód bez ryzyka zakażenia mikrobiologicznego.

Lepsze od metod konwencjonalnych
Bioreaktory membranowe posiadają wiele zalet w stosunku do konwencjonalnych metod biologicznego oczyszczania ścieków. Wśród nich wymienić można:
• całkowity stopień wyeliminowania zawiesin,
• zapewnienie dezynfekcji wody poprzez usunięcie z niej bakterii i wirusów,
• mniejsze zapotrzebowanie na powierzchnię instalacji,
• większa sprawność przeprowadzanych procesów.

Bioreaktory membranowe pozwalają na uzyskanie lepszej jakości wody oczyszczanej z uwagi na następujące
parametry:
• MBR, które pracują przy wysokim stężeniu biomasy, co w rezultacie skutkuje zmniejszeniem objętości reaktora,
• ze względu na to, iż grawitacja nie jest potrzebna, jak ma to miejsce w osadniku wtórnym; unoszący się na powierzchni wody osad nie jest zjawiskiem niekorzystnym,
• membrana stanowi barierę dla zawiesiny, dzięki czemu uzyskuje się bardziej oczyszczone ścieki.

Oczyszczanie ścieków w Pekinie
Yu i współpracownicy prowadzili w Pekinie badania na oczyszczalni ścieków zawierających duże ilości związków azotu. Jej pojemność wynosiła 60 000 m³/d, a ścieki do niej dopływające charakteryzowały się wysokim stężeniem ChZT i BZT, zawierały także duże ilości związków azotu. Oczyszczalnia ścieków składała się z 4 ciągów, każdy z nich zawierał komorę anaerobową, anoksyczną oraz tlenową. Na końcu znajdował się kapilarny moduł membranowy o średnicy porów 0,4 μm.
Yu i współpracownicy zaobserwowali, że system MBR pozwala na utrzymanie wysokiego poziomu stężenia biomasy oraz przyrostu liczby bakterii nitryfikacyjnych. Stopień usunięcia poszczególnych zanieczyszczeń utrzymywał się na poziomie minimum 96%.

* * *
Przeprowadzone przez licznych naukowców badania dowodzą, iż bioreaktory membranowe mogą być szeroko stosowane w ochronie środowiska do oczyszczenia ścieków z różnymi grupami zanieczyszczeń.W ściekach komunalnych często związki azotu przekraczają dopuszczalną normę określoną w rozporządzeniu ministra środowiska. Aby je usunąć, należy kontrolować proces nitryfikacji. Ważne jest zapewnienie odpowiednich warunków do wzrostu i rozwoju bakterii nitryfikacyjnych w systemie, gdyż bakterie te wrażliwe są na zmienne warunki środowiskowe.
Ścieki zawierające substancje powierzchniowo czynne trudno oczyścić metodami konwencjonalnymi. Zastosowanie technologii MBR pozwoliło na redukcję anionowych związków powierzchniowo czynnych do poziomu nieprzekraczającego 0,04 g/dm³.
System MBR można z powodzeniem stosować do oczyszczania ścieków o zmiennych wartościach przepływów, które wynikają z sezonowej działalności branży turystycznej.

Więcej przeczytacie Państwo w magazynie "Chemia Przemysłowa" 5/2013