طور الباحثون النرويجيون تقنية MBBR في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات. كان هدف MBBR هو التعويض عن بعض المشكلات التي تميز طرق معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية الأخرى، وقد فعلت ذلك بفعالية. تجمع MBBR بين العديد من نقاط القوة في العمليات البيولوجية، وخاصة عملية الحمأة غير المنشطة ووسائط الأغشية الحيوية، مع القضاء على أوجه القصور التي تميل إلى المجيء مع العمليات البيولوجية لمعالجة مياه الصرف الصحي أو تقليلها.

نظرًا للعديد من الفوائد التي تقدمها، أصبحت MBBR طريقة شائعة لمعالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية. تستخدم MBBR حاملات بلاستيكية مغطاة بالأغشية الحيوية لتحلل النفايات. بالإضافة إلى كونها وسيلة فعالة لإزالة المواد العضوية، تعد MBBR أيضًا طريقة مبتكرة للنترتة وإزالة النتروجين.

كما هو الحال مع عمليات المعالجة البيولوجية الأخرى، غالبًا ما تكون MBBR جزءًا من نظام متعدد الخطوات لمعالجة مياه الصرف الصحي، مع عمليات أخرى تركز على جوانب مختلفة من التنقية. لهذا السبب غالبًا ما يتضمن مخطط تدفق عملية MBBR خطوات أخرى، مثل إزالة الحصى والتطهير. يمكن للمصانع الفردية تخصيص عملية MBBR نفسها ونظام معالجة مياه الصرف الصحي الشامل الخاص بها لتلبية احتياجات التنقية بشكل صحيح.

مكونات تصميم MBBR

فيما يلي تفصيل لكيفية عمل عملية MBBR. إحدى الطرق المفيدة لفهم هذه العملية هي النظر في مكونات تصميم MBBR المختلفة التي تعمل معًا لجعل هذه التقنية ممكنة.

الحوض:

تتم عملية MBBR في حوض، يُعرف أيضًا باسم المفاعل أو خزان التهوية. يعتمد حجم هذا الوعاء على احتياجات الترشيح لمصنع معين. يدخل الوارد إلى هذا الحوض للمعالجة، وقد يدخل حوضًا ثانيًا لمزيد من معالجة MBBR أو لنوع آخر من عملية معالجة المياه. خزانات تهوية MBBR مفتوحة في الأعلى، مما يعرض الماء للهواء الطلق، مما يجعل هذه عملية ترشيح هوائية.

الوسائط:

الحوض مليء بآلاف الرقائق البلاستيكية الصغيرة، تسمى الوسائط أو الحاملات. قد تشغل هذه الوسائط ما يصل إلى 50 إلى 70٪ من الخزان. إن تصميم هذه الناقلات يزيد من مساحة السطح التي توفرها لنمو الأغشية الحيوية عليها. وتشبه العديد من الناقلات المعكرونة ذات الشكل الدائري. وهي تحاكي كثافة الماء، مما يسمح لها بالاختلاط في جميع أنحاء السائل، بدلاً من الطفو أو الانسكاب.

شبكة التهوية:

هناك شيء آخر يساعد الوسائط على التحرك بشكل فعال في جميع أنحاء الخزان وهو شبكة التهوية. هذا الجهاز عبارة عن مروحة تقع في الجزء السفلي من خزان المفاعل. تساعد شبكة التهوية في إبقاء الناقلات في حالة حركة حتى تتمكن من ملامسة جميع النفايات الموجودة وتحليلها بكفاءة، كما أنها تقدم المزيد من الأكسجين إلى الخزان.

المنخل:

عند تصور نظام MBBR الموصوف حتى الآن، قد يتساءل المرء كيف تبقى الوسائط في الخزان، بدلاً من الهروب من خلال المخرج. سيكون ذلك مشكلة إذا لم يكن هناك منخل متصل بالخزان. تسمح مادة الشبكة بمرور الماء، لكنها تحافظ على الناقلات البلاستيكية داخل الحوض.

مع تقدير المكونات التي تجعل MBBR ممكنًا، فمن السهل فهم كيفية عمل هذه العملية. تستهلك الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بالوسائط في الخزان النفايات الموجودة في الماء، مما يجعلها أنظف وأكثر أمانًا لإعادة الاستخدام أو التخلص منها. يعتمد نوع الكائنات الحية الدقيقة التي يتم إدخالها إلى الخزان على نوع النفايات التي يجب التخلص منها.

كما ذكرنا سابقًا، لا تعمل عملية MBBR على استهلاك النفايات العامة فحسب. بل تلعب أيضًا دورًا في النترتة وإزالة النترتة. النترتة هي عملية تحويل الأمونيوم إلى نترات، وتحدث عملية إزالة النترتة عندما يتم استقلاب الأكسجين ويتحول النترات إلى غاز النيتروجين. ولأن هاتين العمليتين بيولوجيتين، فإن عملية MBBR هي طريقة ممتازة لتسهيلهما.

في أي حالة تتطلب عملية بيولوجية لتحسين جودة مياه الصرف الصحي، فإن عملية MBBR هي طريقة قيمة يجب مراعاتها.