الماضي والحاضر لـ MABR - قم بتخريب تصورك للتهوية على مدار 60 عامًا
منذ العام الماضي، كان هناك المزيد من الناس يناقشون تكنولوجيا MABR في صناعة معالجة مياه الصرف الصحي. أعتقد أن العملاء الماليزيين أوصونا بشدة دائمًا بالبدء في بيع MABR، وأخبروني أن تقنية MABR لها آفاق كبيرة، وهي تقنية MBBR المستقبلية، لذلك من خلال هذه المقالة، يمكننا فهم MABR مسبقًا.
في البداية، لم تكن تقنية MABR قد تم تطويرها بعد. استمع بعض العاملين في الصناعة إلى مقدمة فلوينس لعملية MABR في IFAT في ميونيخ. في ذلك الوقت، كانت شركة Fluence تسمى أيضًا Emefcy (اسم متجانس MFC، مما يشير إلى أن هذه الشركة لها علاقة بخلايا الوقود الميكروبية). في ذلك الوقت، شعرت أن التكنولوجيا كانت قوية جدًا، ولكن لأسباب تجارية، لم تتح لي الفرصة لتقديم التكنولوجيا. والآن بعد أن سمحت الظروف بذلك، أود أن أقدم عملية MABR على مرحلتين. سأتحدث اليوم أولاً عن الماضي والحاضر لـ MABR.
1. ما هو MABR؟
MABR، الاسم الكامل للمفاعل الحيوي للتهوية الغشائية، هو مفاعل حيوي للتهوية الغشائية. كما يوحي الاسم، فهي عملية بيولوجية تستخدم الأغشية للتهوية، لكن لا تفهموني خطأ. إن ما يسمى بالتهوية الغشائية لا يشير إلى التهوية الدقيقة؛ MABR هي نسخة مطورة من عملية الحمأة المنشطة التقليدية، ويمكن أن تعتمد على سعة الخزان الحالية. ومن ناحية أخرى، يمكن معالجة المزيد من مياه الصرف الصحي باستهلاك أقل للطاقة في نقل الأكسجين.
كيف يفعل ذلك؟
قد يخبرك مندوب المبيعات الذي يبيع عملية MABR: "لدينا غشاء قابل للتنفس تم تطويره ذاتيًا والذي ينقل الأكسجين إلى الغشاء الحيوي الملتصق بالغشاء القابل للتنفس. مثل الرئة البشرية، هذا غشاء قابل للتنفس."
لم أفهم المبيعات؟ دعونا نراجع تاريخ تطورها أولاً.
2. فترة مهدها MABR
يمكن إرجاع البحث في عملية MABR إلى الستينيات. استخدم FJ Ludzack و Morris Ettinger الشهيران فيلمًا بلاستيكيًا قابلاً للتنفس للأكسدة في عام 1960. وقد تمكنا بالفعل من رؤية نمو البيوفيلم على الفيلم البلاستيكي.
لسبب ما، ظلت الأبحاث في هذا المجال صامتة لمدة 30 عامًا تقريبًا. حتى عام 1978، تم استنساخ الأبحاث ذات الصلة - نشر فريق البروفيسور تشارلز جينكينز من جامعة وست فرجينيا مقالًا بعنوان "مفاعل الأكسجين النقي ذو الغشاء الثابت" في مجلة قسم الهندسة البيئية. لقد استخدموا أنابيب تفلون الشعرية لصنع أغشية قابلة للتنفس ومياه الصرف الصحي الاصطناعية للتجارب، ويبدو أن التأثير جيد - حتى في ظل ظروف الحمل العضوي العالية، وكان معدل إزالة الطلب الأوكسجيني البيولوجي يصل إلى 90٪. لكنهم أطلقوا على المفاعل المصمم اسم MABR، ولكنه أطلقوا عليه اسم Aerobic Media Trickling Filter. أعتقد شخصيًا أن السبب في ذلك هو أن مرشح التقطير البيولوجي أصبح مألوفًا أكثر، لأنه كان أحد أكثر عمليات معالجة مياه الصرف الصحي شيوعًا في النصف الأول من القرن الماضي.
لماذا فكروا في تجربة الشعيرات الدموية التيفلون؟ يُقال أنه مستوحى من مقال في "Science" في 1972-يستخدم الأطباء الأمريكيون الشعيرات الدموية الاصطناعية لإجراء زراعة الخلايا في المختبر. لقد قمت بتسليم النص الأصلي، والمبدأ مشابه جدًا بالفعل. فهل يعني هذا أن الكثير من الابتكارات في صناعة الصرف الصحي تحتاج إلى الإمساك بفخذي صناعة الأحياء والكيمياء؟
3. الطريق إلى الاختبار التجريبي
ولكن بعد ذلك، يبدو أن بحث MABR قد تم إسقاطه مرة أخرى. لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1986 عندما نشر الدكتور الكندي بيير كتيه والعديد من زملائه الآخرين المقال التالي في مجلة علوم الأغشية، حيث عاد بحث MABR إلى المسار الصحيح.
بداية البحث الذي نشره الدكتور بيير كتيه وزملاؤه عام 1986|المصدر: جيستور
فيما يلي رسم تخطيطي لوحدة غشاء الألياف المجوفة التي رسمها (لم يكن من السهل رسم صورة في ذلك العام): نظرًا لأنه تم نقل الأكسجين من أحد جانبي الغشاء إلى الجانب الآخر من الغشاء من خلال الانتشار، لم يتم تشكيل أي فقاعات. تم إنشاؤها، لذلك أطلقوا عليها اسم التهوية الخالية من الفقاعات.
رسم تخطيطي لنقل الأكسجين في غشاء الألياف المجوفة رسمه الدكتور Cté|المصدر: جيستور
لكن لاحقًا، ذهب الكندي للعمل على أشياء أكثر أهمية، فقد ذهب إلى شركة كبيرة لتطوير أغشية الترشيح الفائق. هذه الشركة تسمى ZENON Enviroment. أصبح مديرًا للتكنولوجيا في الشركة في عام 1998 حتى استحوذت عليها شركة جنرال إلكتريك لاحقًا.
لحسن الحظ، لم يكن الدكتور Cté هو الوحيد الذي كان يعبث بهذه الأشياء في ذلك الوقت، وكان البروفيسور مايكل سيمنز من جامعة مينيسوتا يقوم أيضًا بإجراء أبحاث ذات صلة. في عام 1999، نشر فريقه مقالًا بعنوان "المعالجة النباتية التجريبية لمياه الصرف الصحي عالية القوة في مصنع الجعة باستخدام مفاعل حيوي للتهوية الغشائية" في مجلة أبحاث بيئة المياه. تم إطلاق مصطلح MABR رسميًا ويدخل مرحلة الاختبار التجريبي.
لحسن الحظ، لم يكن الدكتور Cté هو الوحيد الذي كان يعبث بهذه الأشياء في ذلك الوقت، وكان البروفيسور مايكل سيمنز من جامعة مينيسوتا يقوم أيضًا بإجراء أبحاث ذات صلة. في عام 1999، نشر فريقه مقالًا بعنوان "المعالجة النباتية التجريبية لمياه الصرف الصحي عالية القوة في مصنع الجعة باستخدام مفاعل حيوي للتهوية الغشائية" في مجلة أبحاث بيئة المياه. تم إطلاق مصطلح MABR رسميًا ويدخل مرحلة الاختبار التجريبي.
مراجعة للمفاعلات الغشائية كتبها فريق سيمنز|مقتبس من قبل أحد المزارعين في قرية وا، المرجع: JSTOR
وفي نفس العام البروفيسور إيوين كيسي'كما قدم فريق من جامعة دبلن في أيرلندا تقريرًا عن التقدم البحثي لمواد نقل الأكسجين الغشائي في المجلة الدولية للتكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية، واستخدم أيضًا الاختصار MABR. والفرق الوحيد هو أن A هنا يشير إلى التهوية وليس التهوية. يرجى فهم الفرق.
