Çalışma prensibi
Membran Biyoreaktör (MBR) sistemleri, biyolojik arıtmanın yapıldığı aktif çamur sisteminin son çökeltme tankı yerine nano gözeneklere sahip membran filtrelerin birleştirildiği sistemlerdir. Biyolojik olarak parçalanabilen atıksudaki kirleticiler mikroorganizmalar yardımıyla ayrıştırılır; katı-sıvı ayrımı ise biyolojik tanka daldırılan membran filtrelerle sağlanır.
Membrandan geçen arıtılmış suda bakteri, bulanıklık ve askıda katı madde bulunmaz; birçok virüs de tutulur. Klasik atıksu arıtma sistemlerine göre çok az alan kaplayan ve az atık çamur çıkaran bu sistemlerden elde edilen arıtılmış su, birçok alanda kullanım suyu olarak değerlendirilebilir.
Başlıca avantajlar
- Yüksek çıkış kalitesi
- Bakteri ve virüs giderimi
- Düşük alan ihtiyacı; çökeltme ve flokülasyon havuzlarına gerek yok
- Kimyasal dezenfeksiyon ihtiyacının azalması
- Düşük çamur üretimi
- Arıtılmış suyun geri kazanımı ve yeniden kullanımı
MemBioSS
Firmamız, üretim tesislerinde MemBioSS markası ile ürettiği membran modül ve reaktörleriyle yerli atıksu arıtımı ve geri kazanımı yapmaktadır. MBR ve MBBR sistemlerinin birleştirilmesiyle yüksek verimli arıtma ve geri kazanım da mümkündür.
Akademik ve Ar-Ge birikimimiz
Kurucumuz Prof. Dr. Okan Tarık Komesli’nin yüksek lisans ve doktora tezleri membran biyoreaktörler üzerinedir. Yayınlarından bazıları:
- Komesli, O.T., Muz, M., Ak, M.S., Bakirdere, S., Gokcay, C.F. (2017). Comparison of EDCs removal in full and pilot scale membrane bioreactor plants: Effect of flux rate on EDCs removal in short SRT. Journal of Environmental Management, 203, 847–852.
- Komesli, O.T., Muz, M., Ak, S., Gokcay, C.F. (2015). Prolonged reuse of domestic wastewater after membrane bioreactor treatment. Desalination and Water Treatment, 53(12), 3295–3302.
- Komesli, O.T., Gokcay, C.F. (2014). Investigation of sludge viscosity and its effects on the performance of a vacuum rotation membrane bioreactor. Environmental Technology, 35(5), 645–652.
- Sözüdoğru, O. ve diğerleri (2022). Performance Evaluation of A/O Membrane Bioreactor System in the Effective Removal of Endocrine-Disrupting Chemicals: the Effect of SRT and Flux Rate. Water, Air, & Soil Pollution, 233(4).
- Calik, S. ve diğerleri (2020). Removal of Heavy Metals by a Membrane Bioreactor Combined with Activated Carbon. Analytical Letters.
Kaynak: AVESİS (Atatürk Üniversitesi). Ar-Ge projeleri: TÜBİTAK 1507 (mobil MBR), KOSGEB (membran modül seri üretimi), SMART MBR.
Tasarım ve kurulum
MBR sistemlerini evsel ve endüstriyel atıksu için tasarlar, kurar ve işletiriz. Önce atıksuyun arıtılabilirliğini pilot ölçekte deneyebilir, sonra tesisin projelendirmesine geçebiliriz.
Nasıl çalışır?
MBR sisteminin mantığı, klasik aktif çamur prosesine bir katı-sıvı ayırma adımının eklenip ikinci bir ayırma yerine membranın kullanılmasıdır. Ham atıksu önce kaba ve ince eleme ile yağ-kum tutma gibi ön arıtmadan geçer; ardından biyolojik reaktöre girer. Reaktörde mikroorganizmalar, çözünmüş ve kolloidal organik kirleticileri, azot bileşiklerini ve gerektiğinde fosforu biyokütleye dönüştürür. Burada önemli fark, biyokütlenin yüksek derişimde tutulabilmesidir; çünkü çökeltme tankında taşma riski olmadığı için karışık sıvıdaki askıda katı madde klasik sistemlere göre çok daha yüksek seviyelerde işletilir.
Asıl ayırma, reaktöre daldırılmış ya da ayrı bir membran tankında bulunan modüllerde gerçekleşir. Membran yüzeyine uygulanan düşük vakumla suyun gözeneklerden geçmesi sağlanır; biyokütle ve partiküller yüzeyde tutulur ve reaktöre geri döner. Membran yüzeyinde zamanla biyofilm ve kek tabakası oluştuğundan, kesikli havalandırma veya geri yıkama ile yüzey periyodik olarak temizlenir. Bu nedenle sistemde iki ayrı hava ihtiyacı vardır: biyolojik süreç için oksijen, membran yüzeyini sıyırmak için ise karıştırma havası.
- Ana üniteler: ön arıtma, biyolojik reaktör (havalandırmalı veya anoksik bölgeli), membran modülleri, vakum ve permeat pompası, havalandırma sistemi, çamur geri devir hattı
Hangi atıksular için uygun, hangi durumlarda uygun değil?
MBR, kalitesi yüksek çıkış suyu talep edilen ve yer sıkıntısı olan tesislerde öne çıkar. Evsel atıksular, konaklama ve sağlık dışı hizmet tesisleri, gıda işleme ve içecek üretimi gibi organik yükü yüksek ama biyolojik olarak parçalanabilir endüstriyel atıksular bu sistemin tipik uygulama alanlarıdır. Arıtılmış suyun tekrar kullanılması hedefleniyorsa, bahçe sulama, peyzaj veya bazı proses suyu uygulamalarında MBR çıkışı ön plana çıkar.
Bunun yanında bazı durumlarda sistem sınırlı kalabilir:
- Yağ, gres, lif ve kum içeriği yüksek atıksularda ön arıtma yetersizse membran tıkanması hızlanır.
- Toksik veya biyolojik inhibisyon yaratan sürekli şok yükleri olan tesislerde biyokütle aktivitesi düşer.
- Çok değişken debi ve yük profili olan, işletme kapasitesi yetersiz tesislerde membran akı yönetimi zorlaşır.
- Yalnızca basit organik giderimin yeterli olduğu, düşük çıkış standartlı durumlarda yatırım gerekçesi zayıf kalabilir.
Karar vermeden önce atıksuyun karakterizasyonu ve mümkünse pilot ölçekte deneme yapılması, tasarım ve işletme beklentilerini gerçekçi kılar.
Avantajlar ve sınırlamalar
| Avantaj | Sınırlama |
|---|---|
| Çıkış suyu çok yüksek kalitede, askıda katı madde neredeyse sıfır | Membran yüzeyinin tıkanması ve periyodik temizlik ihtiyacı |
| Bakteri ve büyük oranda virüs giderimi sağlar | Membran modüllerinin ilk yatırım maliyeti klasik sisteme göre yüksek olabilir |
| Çökeltme tankı olmadığı için alan ihtiyacı küçüktür | Havalandırma ve vakum nedeniyle enerji tüketimi daha fazladır |
| Yüksek biyokütle derişimi ile kompakt reaktör çalışması | Membran ömrü, işletme disiplinine ve besleme kalitesine bağlıdır |
| Düşük fazla çamur üretimi, çamur yönetimi kolaylaşır | Kimyasal temizlik ihtiyacı ve kullanılmış kimyasalların yönetimi gerekir |
| Arıtılmış suyun geri kazanımına uygun, esnek bir çıkış sunar | Yağ, lif ve kum gibi girişlere karşı ön arıtma hassasiyeti yüksektir |
| Dezenfeksiyon ihtiyacı azalabilir | Uzman operatör ve düzenli izleme gereksinimi vardır |
Tasarım ve işletmede dikkat edilecekler
Tasarımın başında atıksuyun kimyasal ve fiziksel karakterizasyonu, debi ve yük dalgalanmaları doğru belirlenmelidir. Membran akısı, reaktördeki biyokütle derişimi ve hidrolik bekleme süresi birbiriyle ilişkilidir; bunlardan birinin aşırı zorlanması diğerlerini de etkiler. Akı değeri, membranın tıkanma eğilimine göre konservatif seçilmeli ve işletme sırasında izlenmelidir.
- Ön arıtma, kaba eleme, ince eleme ve gerekirse yağ-gres tutma ile membrana giren yükü azaltacak şekilde kurgulanmalıdır.
- Havalandırma kapasitesi hem biyolojik oksijen ihtiyacını hem de membran yüzeyini sıyırma ihtiyacını karşılayacak büyüklükte planlanmalıdır.
- Membran modüllerine erişim, değişim ve bakım için tank tasarımında yeterli boşluk bırakılmalıdır.
- Basınç farkı, geçirgenlik ve sıcaklık gibi parametreler sürekli takip edilmeli; eğilimler temizlik planına girdi sağlamalıdır.
- Biyokütle derişimi ve çamur yaşı, bölgesel deşarj hedeflerine göre optimize edilmelidir.
- Operatör eğitimi ve düzenli laboratuvar analizi, hem biyolojik performans hem de membran sağlığı için kritik öneme sahiptir.
Sık görülen işletme sorunları ve çözüm yolları
| Belirti | Olası neden | Ne yapılır |
|---|---|---|
| Membran basınç farkı hızla yükseliyor | Kek tabakası oluşumu, aşırı akı, yetersiz sıyırma havası | Akı değerini düşürün, havalandırma ve kesikli çalışma programını gözden geçirin, geri yıkama sıklığını artırın |
| Permeat geçirgenliği kalıcı olarak düşüyor | Organik ve inorganik tıkanma, biyofilm birikimi | Kimyasal temizlik planını uygulayın, besleme kalitesini ve ön arıtmayı kontrol edin |
| Permeatta bulanıklık artıyor | Membran bütünlüğünde bozulma, modül hasarı | Bütünlük testi yapın, hasarlı modülleri izole edip değiştirin |
| Biyolojik performans düşüyor, koku oluşuyor | Oksijen yetersizliği, şok yük, toksik girdi | Çözünmüş oksijen seviyesini kontrol edin, giriş yükünü ve kaynağını inceleyin |
| Biyokütle derişimi kontrolden çıkıyor | Çamur atımının yetersiz olması veya çamur yaşının yanlış ayarlanması | Çamur atım programını yeniden kurgulayın, çamur yaşını operasyonel verilere göre düzeltin |
| Enerji tüketimi beklenenin üzerinde | Gereksiz vakum ve havalandırma, tıkanmaya bağlı yüksek basınç | Enerji verilerini izleyin, akı ve havalandırma stratejisini optimize edin, temizlik ihtiyacını erken fark edin |
Sık sorulan sorular
MBR ile klasik aktif çamur arasındaki fark nedir?
Klasik aktif çamurda biyolojik tanktan sonra çökeltme tankında katı-sıvı ayrımı yapılır. MBR'da bu ayrım, biyolojik tanka daldırılan nano gözenekli membran filtrelerle yapılır. Böylece bakteri ve askıda katı madde membranda tutulur.
MBR hangi durumlarda tercih edilir?
Yer kısıtı olan tesislerde, yüksek çıkış kalitesi gereken durumlarda ve arıtılmış suyun yeniden kullanılacağı projelerde tercih edilir. Uygunluğu atıksuyun özelliğine ve işletme koşullarına göre değerlendirilir.
MemBioSS nedir?
MemBioSS, firmamızın üretim tesislerinde ürettiği membran modül ve reaktörlerinin markasıdır. Atıksu arıtımı ve geri kazanımında yerli üretim sistemler olarak sunulur.
MBR sistemi için ön arıtma ne kadar önemlidir?
Ön arıtma, MBR sisteminin ömrünü ve işletme sürekliliğini doğrudan belirler. Membran yüzeyine ulaşan lif, yağ, gres ve kum gibi maddeler tıkanmayı hızlandırır ve temizlik sıklığını artırır. Bu nedenle kaba ve ince eleme, gerekirse yağ tutma ve kum ayırma üniteleri, membran öncesinde mutlaka düşünülmelidir. Yetersiz ön arıtma çoğu zaman sonradan en pahalı işletme sorununa dönüşür.
MBR çıkış suyu geri kullanıma uygun mudur?
MBR çıkış suyu, askıda katı madde ve mikrobiyolojik yük bakımından çok yüksek kaliteli olduğu için birçok geri kullanım uygulamasına uygun hale gelebilir. Bahçe sulama, peyzaj, tuvalet rezervuarı ve bazı proses suyu ihtiyaçları için sık tercih edilir. Ancak kullanım amacına göre ek dezenfeksiyon ya da ileri arıtma gerekebilir. Uygulamaya karar vermeden önce mevzuat şartlarının ve kullanım yerinin özelliklerinin değerlendirilmesi gerekir; bu konuda ilgili yönetmelik şartları esas alınmalıdır.
MBR sisteminde membran ne sıklıkla temizlenir?
Temizlik sıklığı, atıksu karakterine, membran akısına ve işletme koşullarına bağlı olarak değişir. Genellikle fiziksel geri yıkama ve sıyırma rutin olarak uygulanır, kimyasal temizlik ise basınç farkı veya geçirgenlik kaybı belirgin hale geldiğinde planlanır. Operasyonel verilerin düzenli izlenmesi, temizliği önceden planlamayı ve plansız duruşları azaltmayı sağlar.
Son güncelleme: 13 Ekim 2026