چیکده:
بیوراکتورهای غشایی (MBRs) طی سال‌های اخیر به عنوان سیستم‌های پیشرفته تصفیه پساب کاربرد گسترده‌ای داشته‌اند. البته مشکل رسوب‌گیری در این سیستم‌ها باعث کاهش توان رقابتی آنها گردیده است. به طور کلی، رسوب‌گیری در غشاهای آبگریز بیشتر از غشاهای آبدوست رخ می‌دهد که این امر به دلیل تعاملات آبگریز بین مواد محلول، سلول‌های میکروبی و مواد غشایی است. همچنین رسوب‌گیری غشایی می‌تواند به دلیل جذب گونه‌های آلی رسوب کردن گونه‌های معدنی کم‌محلول و چسبیدن سلول‌های میکروبی بر روی سطح غشایی می‌تواند به دلیل جذب گونه‌های آلی، رسوب کردن گونه‌های معدنی کم‌محلول و چسبیدن سلول‌های میکروبی بر روی سطح غشا باشد. یکی از روش‌های اصلاح سطح غشاء، آماده‌سازی با پلاسمای CO2 است. به نظر می‌رسد که سایز منفذ و تخلخل غشاء بعد از آماده‌سازی با پلاسما افزایش و در صورتی که زمان آماده‌سازی طولانی شود، کاهش می‌یابد. روش دیگر تثبیت نانوذرات TiO2 بر روی اتوی غشاء است. TiO2 نشسته بر روی غشاء تاثیر بیشتری بر کاهش رسوب‌گیری در مقایسه با TiO2 محبوس در غشا دارد که این امر به دلیل ازدیاد نانوذرات جای گرفته بر روی غشاء است. صرف‌نظر از نوع ماده پلیمری رسوب‌گیری غشایی با تثبیت نانوذرات TiO2 کاهش می‌یابد. در نتیجه غشاهایی که در آنها تثبیت TiO2 صورت گرفته است، انتخابی ساده و موثر برای کاهش رسوب‌گیری در بیوراکتورهای غشایی هستند.
با استفاده از بیوراکتورهای غشایی، برای تصفیه پساب می‌توان بر مشکلات جاری فرآیندهای لجن فعال که اکثراً مربوط به جداسازی توده میکروبی از آب تصفیه شده است، فائق آمد. در این نوع بیوراکتورها میکرو یا اولترافیلتراسیون جایگزین فرآیند ته‌نشین‌سازی (معمولاً برای جداسازی توده میکروبی از آب تصفیه است) شده است. در این روش به دلیل حبس کامل باکتری‌ها و ویروس‌ها کیفیت آب تصفیه شده افزایش می‌یابد. همچنین امکان افزایش غلظت توده میکروبی به میزان قابل توجهی وجود دارد که موجب کاهش حجم راکتور و همچنین کاهش نرخ تولید لجن می‌شود. افزون بر آن، فضای مورد نیاز برای واحد تصفیه پساب به دلیل حذف تانک‌های ته‌نشینی و کاهش سایز بیوراکتور، به دلیل افزایش غلظت توده میکروبی، کاهش می‌یابد.
مزایای بیوراکتورهای غشایی
امروزه از بیوراکتورهای غشایی برای تصفیه انواع مختلف پساب نظیر پساب شهری، پساب با بار آلی بالا و پسابهای سنگین صنعتی استفاده می‌شود. از مزایای بیوراکتورهای غشایی در مقایسه با روش‌های مرسوم لجن فعال به موارد زیر می‌توان اشاره نمود:
حذف کامل جامدات؛
ضدعفونی کردن پساب تصفیه شده؛
جداسازی زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و زمان ماند لجن (SRT)؛
قابلیت بارگیری بیشتر و زمان ماند لجن طولانی‌تر؛
تولید لجن به مقدار کم‌تر و یا حتی صفر؛
فعال شدن سریع؛
سایر کوچک‌تر؛
مصرف انرژی کم‌تر.
مشکل بیوراکتورهای غشایی
عمده مشکل سیستم‌های غشایی در تصفیه پساب رسوب‌گیری غشاء است که منجر به کاهش فلاکس نفوذی می‌شود. در نتیجه باید غشاء مرتباً تعویض و یا تمیز گردد که این امر افزایش هزینه را دربر دارد. رسوب‌گیری غشایی در نتیجه تعامل بین غشاء و عصاره لجن فعال است.
نتیجه‌گیری
به طور کلی عوامل هیدرودینامیکی (تنش‌های برشی، فشار و ...) یا بیولوژیکی (دما، Ph، غلظت مواد مغذی و ...) و شرایطی که باعث تغییر رفتار بیولوژیکی سوسپانسیون و به تبع آن ترکیبات محلول (پلی‌ساکارید، فسفولیپید، پروتئین و ...) شوند، می‌توانند نقش مهمی در رسوب‌گیری غشاء ایفا کنند. از آنجایی که رسوب‌گیری غشایی در غشاهای آبگریز خیلی جدی‌تر از غشاهای آبدوست است، توجه زیادی برای کاهش رسوب‌گیری غشایی با تبدیل مواد آبگریز به مواد نسبتاً آبدوست معطوف شده است. یکی از روش‌هایی که برای بهبود سطح بکار می‌رود، آماده‌سازی با پلاسمای CO2 است. با این روش سایز منافذ و میزان تخلخل غشاء افزایش می‌یابد.
تبلور
مقدمه
تبلور، تشکیل ذرات جامد در فاز همگن است. تبلور به صورت ذرات جامد در فاز بخار، مثل برف یا انجماد مذاب یا مایع، مثل تک بلورهای درشت یا تبلور در محلول مایع ظاهر می‌شود.
تبلور محلول در صنعت چون مواد مختلفی به صورت بلور در بازار عرضه می‌شود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. کاربرد گسترده آن اصولی دوگانه دارد: بلوری که در محلولی ناخالص تشکیل می‌شود، خود خالص است (مگر اینکه بلورها به صورت مخلوط ظاهر شوند) و تبلور روشی عملی برای بدست آوردن مواد شیمیایی خالص در شرایط مطلوب برای بسته‌بندی و نگهداری است.
ماگما در تبلور صنعتی محلول، مخلوط دوفازی محلول مادر و بلورهای با اندازه‌های مختلف که متبلور کننده را اشغال می‌کند و به صورت محصول از آن خارج می‌شوند را ماگما گویند.
هندسه بلور
بلور، سازمان یافته‌ترین نوع ماده بی‌جان است. خصوصیت بلور، این است که ذرات تشکیل دهنده آن، اتم، مولکول یا یون است و در آرایش‌های منظم سه‌بعدی به نام شبکه‌های فضایی کنار هم چیده شده‌اند. در نتیجه این طرز قرار گرفتن ذرات کنار یکدیگر، اگر بلور بدون هیچ مانعی ناشی از بلورهای دیگر یا اجسام بیرونی تشکیل شود، آنها به صورت چندوجهی‌هایی با گوشه‌های تیز و پهلو یا وجوه تخت ظاهر می‌شوند.
دستگاه تبلور
ظروف تبلور تجارتی ممکن است به صورت پیوسته یا ناپیوسته کار کنند. به جز در کاربردهای خاص، عملیات پیوسته ترجیح داده می‌شود. اولین شرط در هر ظرف تبلور ایجاد محلول فوق اشباع است، چون تبلور بدون فوق اشباع صورت نمی‌گیرد. سه روش در تولید فوق اشباع بکار می‌رود که در درجه اول بستگی به نوع منحنی حلالیت ماده حل شده دارد. مواد حل شده‌ای چون نیترات پتاسیم و سولفیت سدیم در دماهای خیلی زیاد انحلال‌پذیرند تا در دماهای کم، لذا فوق اشباع را می‌توان صرف با سردسازی بوجود آورد. اگر انحلال‌پذیری تقریباً مستقل از دما باشد، مثل نمک طعام یا با افزایش دما کاهش یابد، فوق اشباع با تبخیر حاصل می‌شود. در موارد بینابین، تلفیقی از تبخیر و سرمایش موثر است. مثلاً نیترات سدیم را می‌توان با سرمایش بدون تبخیر، تبخیر بدون سرمایش یا تلفیقی از سرمایش و تبخیر به صورت رضایت‌بخشی متبلور ساخت.