Tipuri de Configuratii cu Membrana Bioreactor

Separarea prin membrană se realizează fie prin filtrare sub presiune cu membrane externe (fig ), fie cu membrane imersate direct in bioreactor(fig ) , care funcționează în mod static (dead-end). Cea mai comună configurație MBR pentru tratarea apei uzate este cea din urmă , cu membrane scufundate, deși este posibilă și configurația cu membrane externe, cu apa uzată pompată prin modulul membranei și apoi întoarsă la bioreactor.

Consumul de energie necesară pentru filtrare în MBR scufundată este cu mult mai scăzut (Tabel ). Ambele configurații necesită o forfecare peste suprafața membranei pentru a preveni ancrasarea membranei cu constituenți ai amestecului lichid. Configurația cu membrane externe oferă această forfecare prin pompare, ca multe alte procese membranare, în timp ce procesele imersate folosesc aerare în bioreactor pentru a o oferi.

Fig Filtrare sub presiune cu membrane externe

Fig Membrane imersate direct in bioreactor

Configurațiile de MBR se bazează pe geometrii cilindrice sau plane. Există cinci configurații principale utilizate în prezent în practică:

Hollow Fiber (HF)

Înfașurare-spirală

Placă-și-cadru

Cartuș filtru cutat

Tubulare.

În modulul HF, cantități mari de membrane HF fac o legătura, iar capetele fibrelor sunt sigilate și conectate cu exteriorul carcasei (Fig ). Apa poate curge atât din interiorul spre exteriorul membranei, cat și din exterior spre interior; depinde de producători. Aceste membrane pot funcționa sub presiune și sub vid (Fig ).

Configurația înfașurare-spirală este flolosită în principal pentru procesele de nanofiltrare și osmoză inversă. Membranele sunt înfașurate în jurul tubului perforat prin care iese permeatul (Fig ). Modulele înfășurare-spirală sunt fabricate in dimensiuni standard de toți producătorii mari, ceea ce face instalarea mai ușoara și producția de membrană mai puțin costisitoare. Multe module membranare pot fi instalate împreună în serie sau paralel în instalații cu o capacitate mare (Fig ).

Fig Modul membranar Hollow-fiber (HF)

Fig Modul membranar Hollow-fiber (HF) imersat (Yenon, Canada) filtrând nămolul activ sub vid

Fig Parte din membrană înfașurare-spirală

Fig Conectarea elementelor înfășurare-spirală

Modulele membranare placă-și-cadru cuprind membrane foaie plată cu separatoare și/sau membrane suport. Piesele acestor foi sunt prinse pe o placă. Apa traversează membrana și permeatul este colectat prin conducte emergente din interiorul modulului membranar într-un proces care funcîionează sub vid (Fig ).

Există de asemenea configurații ca și cartuș filtru cutat și modul tubular, dar nu sunt utilizate atât de larg ca celelalte trei module menționate mai sus. În mod obișnuit, membranele tubulare sunt închise în recipiente sub preiune și amestecul lichid este pompat la ele.

Modulele Hollow-fiber (HF) și placă-și-cadru sunt in mare parte imersate direct in amestecul lichid cu permeatul tras prin membrane folosind pompe de vid.

Fig Modul membranar placă-și-cadru imersat (Kubota, Japonia)

Performanța biologică a MBR

Aspecte microbiologice

În etapa biochimică de epurare a apelor uzate, carbonul organic si nutrienții sunt îndepartați din apa uzată de microbi. Acești microbi trăiesc și cresc încurcat în substanțe polimerice extracelulare (SPE) care îi leagă in micro-colonii discrete formând structuri microbiale agregate tridimensionale numite flocoane. Capacitatea microorganismelor de a forma flocoane este vitală pentr tratamentul cu nămol activ al apelor uzate. Structura unui flocon permite nu numai adsorbția subtraturilor solubile, dar și adsorbția materiei coloidale și a macromoleculelor găsite în plus în apele uzate. Diversitatea comunității microbiene în nămolul activ este foarte mare, conținând procariote (bacterii), eucariote (protozoare, nematode, rotifere) și virusuri. În acest microsistem complex, bacteria domină populația microbiană și joacă un rol cheie în procesul de degradare. Tehnologia MBR cu stadiul biochimic și nămol de separare integrate într-un singur pas implică o generație continuă de nămol nou cu consumul hrănirii materiei organice, în timp ce o masă de nămol este descompusă de respirația endogenă. Respirația endogenă implică un consum de substrat inter-celular , care duce la o pierdere a activității și o ușoară reducere a biomasei. Respirația endogenă implică toate formele de pierdere de biomasă și cerințe de energie care nu sunt asociate cu creșterea considerând repirația în condiții aerobe: degradare, întreținere, respirație endogenă, moarte. Poate fi aerobă și anoxică, deși in condiții anoxice este mult mai lentă și mai ales protozoarele sunt considerabil mai puțin active în condiții denitrificatoare. Respirația endogenă a unei comunități microbiene în MBR poate fi încurajată de vârsta de nămol foarte ridicată. Energia disponibilă microorganismelor este determinată de aprovizionarea substratului. Prin creșterea timpului de retenție a nămolului (TRN), care crește concentrația biomasei, teoretic ar fi posibil să se ajungă la o situație în care cantitatea de energie furnizată să fie egală cu cererea de întreținere. Acest concept a fost introdus pentru prima dată de Pirt, unde energia de întreținere este definită ca valoarea energiei biochimice strict necesară pentru nămolul respirației endogene. Microorganismele își satisfac cerințele de întreținere a energiei în favoarea producerii de biomasă suplimentară. Prin urmare, in condițiile scăderii aprovizionării de nutrienți, substratul extern este folosit numai pentru întreținerea funcțiilor vitale bacteriene, în timp ce cantitatea de bacterii nu este schimbată. Mai mult decât atât, cu cât este mai mare concentrația de biomasă, cu atât este mai mică incărcarea nămolului. Când nămolul de încărcare devine suficient de scăzut, se produce puțin sau deloc nămol în exces. Low et al. au raportat o producție de nămol redusă cu 44% când concentrația de biomasă crește în MBR de la 1,7 la 10,3 g/L. În diferite studii cu aplicații cu MBR în epurarea apelor uzate, a fost stabilită producțtia de nămol zero la diferite rapoarte F/M, în mod evident, depinzând de compoziția hranei care determină creșterea populației microbiene. Totuși, există o concentrație optimă de biomasă pentru o fucționare cu succes a MBR. Retenția de biomasă rezultă la o creștere lentă a populației cu vârste mari de nămol, undecelulele moarte reduc viabilitatea populației. Un exemplu de schimbări în producția de nămol și concentrația de biomasă cu vârsta nămolului este prezentat în Fig 11 (TRH- timp de retenție hidraulică, k- rata constantă pentru metabolismul endogen, kd- rata constantă pentru dezintegrarea biomasei.

Sunt sugerate mai multe explicații pentru acest fenomen. Deoarece nămolul MBR acționează ca un fluid non-Newtonian, prin creșterea concentrației solidelor în suspensie, vâscozitatea nămolului crește exponențial.

Fig 11 Randament net observat …și concentrația de biomasă in funcție de vârsta nămolului în MBR, TRH=2,7 h; Y=0,4; k=0,07d-1 ; k d = 0,06 d-1

Operarea eficientă a unui sistem MBR rămâne un subiect de argument, deoarece există o lipsă de informații cu privire la dezvoltarea structurii comunității microbiene din reactor. Caracteristicile morfologice ale nămolului (bacterii dispersate, cantitate mică de bacterii filamentoase mari) joacă cu siguranță un rol important în eficiența îndepărtării, dar, afecteaza filtrabilitatea nămolului și mecanismele de colmatare. Sub condiții de încărcări organice mari, spumarea și nămolul de umplere pot să crească.

În particular, modificarea structurii nămolului induse de separarea membranară comparativ cu o separare de decantare este incă neclară.

Nitrificarea/denitrificarea și îndepartarea fosforului

O utilizare irațională a îngrașămintelor și pesticidelor agricole și evacuarea apelor uzate municipale și industriale tratate incomplet dau naștere la concentrații mari de azot și fosfat în apele de suprafață și subterane. De obicei, această îmbogățire duce la o eutrofizare excesivă a lacurilor și a altor corpuri de apă, promovând o creștere excesivă a anumitor specii buruienoase. Deoarece atât nitrații cât și fosfații sunt „limitatori” pentru procesul de eutrofizare (creșterea extraordinară a algelor), îndepărtarea lor este de o importanță crucială pentru tratarea cu succes a apelor uzate. Nitrații și nitriții- alimentări cu apă contaminată influențează multe boli, cum ar fi methemoglobinemia care apare la sugari, numită și boala „baby blue”. În plus, acești doi compuși pot induce mutații ale ADN-ului, cauzând cancer gastric.

Nitrificarea biologică este un proces oxic de conversie a amoniacului la nitrit (NO2 ) și apoi la nitrat (NO3 ). În urma nitrificării, azotul poate fi îndepărtat din apa uzată prin reducerea nitratului la azot gaz (N2 ) în procesul de denitrificare anoxică. Din cauza ratei de creștere scăzută și randamentului celulei scăzut al bacteriilor nitrificatoare, nitrificarea este in general un pas de limitare în performanța de îndepărtare a azotului biologic. Cerința cheie pentru ca nitrificarea să apară este ca rata netă de acumulare a biomasei ( și, prin urmare, rata netă de retragere a biomasei din sistem) să fie mai mică decât rata de creștere a bacteriilor nitrificatoare. Un timp de retenție mare aplicat în MBR previne bacteriile nitrificatoare de a fi spălate din bioreactor, care îmbunătațesc capacitatea de nitrificare a nămolului activ. Mai mult decât atât, nitrificatorii sunt mai puțin în pericol de creșterea rapidă a bacteriilor heterotrofe care sunt competitori mai buni pentru azotul amoniacal (NH3-N). Multe studii au dovedit că MBR poate funcționa ca o tehnologie nitrificatoare cu rată ridicată care poate fi aplicată în nitrificarea apelor uzate conținând o concentrație ridicată de azot amoniacal. Pentru a spori denitrificarea, de obicei se adaugă un rezervor anoxic amonte de rezervorul aerat. De asemenea, condițiile anoxice pot fi introduse prin funcționarea MBR într-un mod de aerare intermitent , chiar și atunci când avem MBR scufundat care necesită barbotare permanentă. În aerarea intermitentă a MBR ,amoniul este nitrificat în cea mai mare parte în nitriți și majoritatea fosfaților sunt eliminați în cursul perioadei aerobe (aerare), unde nitratul acumulat este complet denitrificat în cursul perioadei anoxice (non-aerare), și fosforul este reluat. Eliminarea fosforului net se realizează prin pierderea nămolului după perioada aerobă când biomasa conține un nivel ridicat de polifosfat. Fosforul se găsește in apa uzată ca fosfați ( ortofosfați, fosfați condensați, fracții de fosfat organic ) și poate fi eliminat fie prin precipitație și/sau adsorbție, fie prin absorbție de lux. Doar o cantitate mică de fosfor este utilizată pentru metabolismul celular și creștere (1-2 % din totalul solidelor în suspensie din amestecul lichid). Procesele de precopitație si adsorbție necesită un pH adecvat, prezența fierului sau ioni de calciu etc. În stațiile de tratare a apelor uzate, absorbția de lux de fosfor este realizată prin introducerea unei faze anaerobe în linia de tratare a apei uzate înainte de faza aerobă și reciclarea nămolului prin faze aerobe și anaerobe. Expunând amestecul lichid la o secvență anaerobă/aerobă selectează fosfatul să acumuleze microorganisme datorită unei competiții între microorganisme și alte organisme aerobe. Acest mecanism de competiție este bazat pe o asimilare anaerobă completă a acizilor grași inferiori de organisme de polifosfat, care asigură că in faza aerobă nu sunt lăsați acizi grași. Organismele de polifosfat folosesc substratul intern stocat în timpul condițiilor aerobe în timp ce alte organisme aerobe sunt lipsite de substrat. Acest proces este de obicei menționat ca îmbunătățirea procesului de eliminare a fosforului. Procesul îmbunătățit de îndepărtare a fosforului biologic poate fi stabilit în MBR prin funcționarea unui mod de aerare intermitentă. Mai mult, eliminarea fosforului va fi îmbunătățită semnificativ în MBR de o reținere fizică a microorganismelor, a căror dimensiune este mai mare de 0,5 µm. Deoarece microfiltrarea (0,2 µm) va acționa ca o barieră fizică pentru a reține microorganismele în reactor, este prevăzuită suficientă biomasă pentru ca mecanismul de îmbunătățire de eliminare a fosforului să aibă loc.

Aerarea intermitentă în MBR poate realiza îndepărtarea azotului și fosforului printr-o nitrificare și denitrificare simultană fosforul absorbit si eliminat în același reactor, în conformitate cu timpul ciclului de aerare si non-aerare. Cu toate acestea, chiar dacă aerarea intermitentă a avut succes în îndepărtarea azotului, îndepărtarea fosforului este dificilă de atins la un nivel superior. Aceasta este probabil datorită inhibării de nitrat. În etapa anaerobă nitratul reduce eliberarea fosfatului, iar în etapa aerobă diminueaza absorbția acestuia.

Denitrificarea are capacitate de eliberare mai mare decât fosforul cu privire la competiția de substrat. Acest lucru se datorează faptului că nitratul va fi utilizat ca un acceptor de electroni final în dezvoltarea heterotrofelor non-polifosfat. Astfel, cantitatea de substrat disponibilă pentru organismele polifosfate este redusă, si prin urmare eliminarea fosforului este coborâtă. Există unele studii care confirmă capacitatea organismelor polifosfate pentru denitrificare, cu toate acestea, nu toate microorganismele pot folosi nitratul ca acceptor de electroni.

În plus, aerarea intermitentă în MBR arată o instabilitate a îndepărtării azotului în aplicațiile ei de a trata canalizările menajere din așezările rurale din cauza denitrificării incomplete. Nitrificarea poate fi menținută stabilă cât timp concentrația de oxigen este suficient de ridicată. Chiemchaisri et al. au constatat că prin reducerea concentrației de oxigen dizolvat (OD) nitrificarea a fost inhibată semnificativ, deși și-a revenit complet după creșterea concentrației de OD la 1 mg/l.

Sunt multe de cercetat privind timpul de retenție al nămolului (TRN) asupra performanței MBR în măsura în care nitrificarea/denitrificarea și îndepărtarea fosforului sunt în cauză. Conform lui Cicek et al., există o scădere a ratei de nitrificare la TRN foarte scăzut (2 zile), se presupune că din cauza pierderilor parțiale de microorganisme nitrificatoare. Pe de altă parte, LI et al. au observat o tendință de scădere a nitrificatorilor odată cu creșterea concentrației nămolului. Un alt studiu a confirmat o influență negativă a TRN lung asupra performanțelor de nitrificare care a fost explicat de impiedicarea transferului de oxigen și substrat datorită unei creșteri a concentrației de solide în suspensie. Observații similare cu privire la efectul TRN asupra îndepărtării fosforului au fost luate de Yoon et al. care a înregistrat o scădere a îndepartării fosforului la TRN lung. În acest caz, este probabil din cauza faptului că microorganismele sunt supuse în condiții de concurență cu organismele acumulatoare de glicogen la TRN mai mare de 20 de zile.

Aceste rezultate indică faptul că ar trebui să fie găsit un compromis între TRN necesar suficient de lung pentru a preveni spălarea nitrificatorilor și influența negativă a unui TRN prea lung (scade transferul de masă din cauza aerării slabe, concurența cu organismele acumulatoare de glicogen etc). Cu toate acestea, îndepartarea a peste 90% de NH3-N este de obicei realizată în sisteme MBR aproape independente de TRN. Pollice et al. au investigat o performanță a unui sistem MBR al cărui start s-a făcut fără nicio inoculare de nămol. Sistemul a fost amplasat pe o canalizare municipală în scopul de a favoriza selecția de biomasă bazată pe condițiile de operare impuse.

Alți factori importanți care trebuiesc luați in considerare pentru îndepărtarea azotului sunt alcalinitatea, temperatura și sarcinile organice și ale azotului( raportul C/N). Deși acest raport este un factor important care trebuie luat în considerare pentru indepartarea cu succes a azotului, depinde de componentele materiei organice care au fost ușor degradabile, cum ar fi acizii grași volatili. În ceea ce provește temperatura, se consideră că aceasta trebuie menținuta sub 40º C pentru a asigura nitrificare suficientă. Dacă temperatura este controlată, poate fi obținută rata de nitrificare de peste 99% în ciuda variațiilor concentrațiilor de intrare ale azotului total.

MBR cu aerare oferă două avantaje majore în eliminarea fosforului: îndepărtarea completă a tuturor particulelor (conținând de obicei până la 0,1 mg de fosfor per mg de solide totale) și aerarea, care previne eliberarea fosfatului care are loc in condiții anoxice. Mai mult decât atât, există o creștere de interes pentru aplicarea MBR ca tehnologie pentru reciclarea fosforului.

Multe cercetări au confirmat faptul că MBR este o tehnologie foarte viabilă în tratarea apelor reziduale în ceea ce privește nitrificarea/denitrificarea și îndepărtarea fosforului. Regulamentul european actual descrie îndrumările pentru totalul de fosfor și azot în efluentul tratat. Reglementări mai stricte sunt de așteptat să intre în vigoare în unele țări, a căror împlinire vor solicita îmbunătățiri în tratamentele existente și punerea în aplicare a celor suplimentare.

Îndepartarea materiei organice și a solidelor în suspensie

Cunoștințele despre mecanismele de eliminare a cererii de oxigen chimic care apar când se amestecă nămol activ cu apă uzată sunt încă insuficiente. Răspunsul microbian la condițiile dinamice într-o unitate reală de tratare a apelor uzate poate fi diferit de la o simplă creștere a numărului de celule (de exemplu creșterea populației microbiene) și include alte mecanisme de îndepărtare a substratului ca sorbția, acumularea și depozitarea. Au fost realizate mai multe investigații privind eficiența tratamentului proceselor MBR și CAS (sistemul cu nămol activ convențional) funcționând în condiții comparabile care au demonstrat performanțe îmbunătățite semnificativ la MBR în eliminare de cerere de oxigen chimic, NH3-N și solide în suspensie.sunt mai mulți factori care pot contribui la scăderea conținutului de carbon organic la efluenții MBR comparativ cu procesele CAS, cum ar fi timp de retenție lung, dimensiuni reduse ale flocoanelor etc.

Côté et al. au atribuit îmbunătățirea îndepărtării cererii de oxigen chimic la evitarea problemelor de spălare a biomasei întâlnite frecvent în procesul cu nămol activ, precum și de a finaliza retenția particulelor de membrană. Vârste mari de nămol, care sunt realizate de TRN lung permit mineralizarea mai completă a organicelor biodegradabile de apă brută, dar și o adaptare a microorganismelor la compuși mai puțin biodegradabili. Prin urmare, biomasa se poate deprinde la apa uzată fără a fi limitată la microorganismele cu creștere rapidă și formare a flocoanelor. Într-un stidiu al lui Al-Malack et al., îndepărtarea eficientă a cererii de oxigen chimic în MBR imersată a fost găsită pentru a crește semnificativ cu creșterea concentrației solidelor în suspensie,cu toate acestea efectul TRN asupra permeatului cererii de oxigen chimic a devenit nesemnificativ pentru concentrația de solide în suspensie peste 3 g/l, ceea ce înseamnă probabil că rata de încărcare organică nu a fost suficient de mare pentru a arăta o diferență semnificativă la concentrații mai mari de biomasă.

Performanța mai bună a MBR care operează la TRN lung poate fi explicată de asemenea prin prezența bacteriilor dispersate care sunt avantajoase în competiția populației totale când concentrația substratului devine foarte scăzută. Flocoanele în bioreactor s-au dovedit a fi mai mici (Fig 13), ceea ce poate explica transferul de masă sporit atât pentru oxigen cât și pentru carbon, permițând astfel o rată de eliminare mai mare și adaptabilitate mai bună la schimbările calității și cantității influentului. Într-un alt studiu s-a demonstrat că flocoanele au fost mai active și au afișsat mai bine diversitatea speciilor.

Capacitatea totală de biomasă pentru a degrada diferite substraturi de carbon nu se modifică semnificativ la TRN diferite, ceea ce confirmă faptul că MBR este capabilă să degradeze o mare varietate de substraturi de carbon într-o manieră similară. Această robustețe a tehnologiei MBR privind eliminarea turbidității și a materiei organice a fost confirmată în multe studii. Xing et al. au înregistrat eficiență ridicată a tratamentului, indiferent de nivelul absolut de concentrație al nămolului în MBR și neafectată de variațiile concentrațiilor de solide în suspensie și solide volatile în suspensie. Un alt studiu a raportat că procesul de mineralizare nu a fost afectat nici cu schimbările în compoziția morfologică a populației microbiene, nici cu apariția unui număr mare de bacterii filamentoase. Pollice et al. au testat o performanță a MBR când startul s-a făcut fără inoculare nămol. Biodegradarea cererii de oxigen chimic, precum și nitrificarea completă au fost obținute în mod constant deja în primele zile de funcționare, ceea ce demonstrează capacitatea de reacție a MBR. În aerarea MBR pierderea cererii de oxigen chimic este de asemenea un rezultat al producerii de compuși volatili care sunt eliminați din sistem în condiții de aerare.

Fig 13 Distribuțiile dimensiunilor particulelor de nămol la diferite TRN-uri

În ceea ce privește îndepărtarea turbidității, datorită unei retenții complete a pulberilor în suspensie de către membrană, nu se găsesc solide în suspensie în efluentul MBR, spre deosebire de efluentul unui proces convențional. Membranele UF/MF pot captura toate solidele în suspensie în reactor din cauza dimensiunilor fine ale porilor. De aceea, compușii organici non-biodegradabili sunt eliminați prin filtrarea particulelor și evacuați cu nămolul. Gander et al. au raportat ca, contribuția membranei la îndepărtarea materiei organice a fost de aproximativ 30% , aceasta egalează aproximativ fracția insolubilă care a fost eliminată prin biomasa activă. În alt studiu, cu un modul de membrană externă, cererea de oxigen chimic totală îndepărtată a fost în medie de 97%, unde 85% a fost îndepărtat de bioreactor și numai 12% rezultat din separarea prin membrană.

În ceea ce privește timpul de retenție hidraulic (TRH), rezultatele lui Sun et al. au indicat o influență clară a timpului de funcționare asupra concentrației de biomasă (Fig 14). TRH scurt duce la o concentrație mare de biomasă deoarece încărcarea organică volumetrică este mai mare, deși oxidarea materiei organice s-ar putea să nu fie completă. Pe de altă parte, Chaize et al. au înregistrat o nitrificare completă și îndepartarea de organice la TRH de numai 2 ore.

Fig 14 Creșterea concentrațiilor de solide in suspensie in MBR scufundat la diferite TRH-uri

Fluxul de aerare este de asemenea unul dintre principalii factori care afectează procesul biochimic de eliminare a cererii de oxigen biochimic si a cererii de oxigen chimic. Cantitatea corectă de oxigen trebuie să fie furnizată la microorganisme, ca răspuns la cele trei cereri specifice:

cererea de oxigen biochimic de carbon (conversia materiei organice carbon în apa uzată la celula de țesuturi și diverse produse finite),

cererea de oxigen biochimic azotat (în procesul de nitrificare azotul amoniacal este oxidat la produsul intermediar nitrit care este apoi transformat în nitrat),

cererea de oxigen chimic anorganic (oxidarea compușilor anorganici reduși în apele uzate).

Caracteristicile biomasei, ca produsele microbiene solubile și substanțele polimerice extracelulare influențează puternic transferul de oxigen, astfel încât ele vor determina rata de îndepărtare organică. Produsele microbiene solubile sunt solubile, si astfel sunt în faza lichidă, iar substanțtele polimerice extracelulare sunt delimitate de celule și fac parte din faza solidă. În scopul de a ajunge la licuri active pe membrana celulei bacteriene, oxigenul trebuie să penetreze pelicula de lichid din jurul flocoanelor și apoi să difuzeze prin matca flocoanelor. Substanțele polimerice extracelulare diferă cu modificările în starea microbiană și condițiile de funcționare în bioreactor. În aerarea intermitentă a MBR acestea cresc proporțional cu timpul de non-aerare. Cu toate acestea, Ujang et al. au raportat o diferență nesemnificativă în eficiența îndepărtării cererii de oxigen chimic când variază timpul de aerare și non-aerare,indicând faptul că în aerarea intermitentă la MBR materia organică poate fi degradată atât în condiții aerobe cât și anaerobe. De asemenea, supra-aerarea poate aduce caracteristici slabe ale nămolului cum ar fi structură slabă a flocoanelor și indice de volum de nămol destul de scăzut.

În concluzie, MBR scufundată este puternic capabilă să reziste la sarcini de șoc, și variații ale turbidității și ale conținutului de materie organică nu au niciun efect asupra eficienței lor de eliminare. Eliminarea poluanților organici în ceea ce privește cererea de oxigen chimic și solide în suspensie s-a dovedit a fi foarte ridicată și o bună calitate a efluentului poate fi realizată în timpul funcționării pe termen lung. Cu toate acestea, cum se operează eficient un sistem MBR rămâne un subiect de argument, deoarece există o lipsă de informații cu privire la deyvoltarea structurii comunității microbiene în MBR în timpul nitrificării.

Îmdepartarea virusurilor și bacteriilor

Calitatea microbiologică a apei este de obicei măsurată prin monitorizarea organismelor care ar putea indica faptul că apa este contaminată cu materii fecale sau că dezinfectarea este inadecvată. Aceste organiste sunt denumite „organisme indicator” și nu sunt dăunătoare sănătății, dar coexistă în cantități mari unde sunt prezemți agenții patogeni. Cele mai frecvente organisme indicator folosite în controlul calității apei potabile sunt bacteriile coliforme totale în timp ce pentru evaluarea apelor uzate sunt utilizați coliformi fecali și bacterii Escherichia coli. Pe de altă parte, este de așteptat ca virusurile să fie organisme indicatori mai potriviți decât bacteriile deoarece aceștia sunt mult mai mici și mai greu de strecurat decât bacteriile, și de asemenea considerați a fi mult mai rezistenți la dezinfectantele comune. Îndepărtarea enterovirusurilor necesită o atenție specială, având în vedere doza infecțioasă scăzută, supraviețuirea pe termen lung în mediul înconjurător și eficiența scăzută de îndepărtare în tratamentul apelor reziduale convenționale. Datorită dificultății în testarea virusurilor animale, bacteriofagii au fost sugerați ca indicatori virali deoarcece se aseamănă îndeaproape cu enterovirusurile în ceea ce privește structura, morfologia, dimensiunea și comportamentul. O varietate de bacteriofagi au fost prezentate ca potențiale modele de organisme pentru îndepartarea virusurilor din stațiile de tratare a apei potabile.

Dacă acești patogeni (de exemplu, microorganisme capabile sa cauzeze boli) nu sunt eliminați prin tratarea apei sau dezinfecție și rămân în apă, consumatorii pot suferi boli infecțioase cum ar fi holera, hepatita și un număr de alte boli bacteriene, virale și parazitare. Tratamentul canalizării poate reduce numărul de la zece la zece mii de ori, depinzând de natura și gradul tratamentului. Totuși, nici tratamentul terțiar al canalizării nu va elimina toate virusurile. În producția de apă potabilă, este acceptabil un număr de bacterii care depind de asemenea de tipul de bacterie. Conținutul mediu de virusuri în apa potabilă ar trebui să fie în jurul valorii de 10-8 virusuri l-1. Prin urmare, având în vedere doyele infecțioase mici, supraviețuirea pe termen lung în mediu și eficiența de îndepărtare scăzută în tratamentul apei uzate convenționale, eliminarea enterovirusurilor necesită o atenție specială. Pentru eliminarea lor, cel mai important pas în tratarea apei uzate si potabile este dezinfecția, în timpul căreia numărul de organisme patogene din apă este scăzut la o valoare acceptabilă. Metodele primare de dezinfecție sunt clorinarea, cloramina și lumina ultravioletă. Alte metode de dezinfectare includ dioxidul de clor și tratarea cu permanganat de potasiu. Aceste procese sunt adesea insoțite de dezinfecții mutagene/cancerigene și toxice care sunt dăunătoare pentru oameni și organisme acvatice. Un alt dezavantaj al metodelor de sterilizare chimică este acela că ucid microorganismele prezente fără a le îndepărta pe cele moarte, care sunt o sursă de pirogeni (compuși care pot provoca o creștere a temperaturii unui corp).

Una dintre cele mai avansate opțiuni pentru dezinfecție este tratamentul MBR, unde eliminarea microorganismelor se realizează prin filtrare. Tratamentele membranelor s-au dovedit a fi foarte eficiente în îndepărtarea bacteriilor vegetative. Unele studii au arătat că, în condiții adecvate membranele sunt capabile să îndepărteze complet virusuri (UF) sau semnificativ (MF). Cooper și Staube au constatat că osmoza inversă poate elimina în mod eficient virusurile din apele uzate fără niciun tratament suplimentar.

Din aceste studii s-a constatat că rolul principal în eliminarea bacteriilor și virusurilor îl joacă un biofilm format pe suprafața membranei. În absența biofilmului, practic nu s-a observat nicio eliminare a bacteriofagilor, în timp ce în prezența lui s-a observat o mai bună eliminare a bacteriofagilor la concentrații mari de nămol.a fost sugerat că mecanismele poentru această eliminare cuprind o componentă fizică datorată reducerii dimensiunilor porilor, o componentă chimică datorată adsorbției pe biofilm și o componentă biologică rezultată din predarea bacteriofagilor prin alte microorganisme. Un biofilm având suficient timp pentru a se dezvolta, eliminarea se îmbunătățește semnificativ deoarece suprafața membranei devine complet acoperită cu straturi de gel în timp ce sunt observate în porii membranei blocare internă și acoperire parțială. Într-un studiu efectuat de Shang et al. membrana singură a dovedit o îndepărtare deficitară a virusurilor. Aceasta era de așteptat, deoarece dimensiunea medie a porilor fibrelor membranei este mult mai mare (0,4 µm) decât dimensiunea bacteriofagilor (0,02 µm). Eliminarea totală a crescut substanțial cu prezența biomasei și a biofilmului. Este, de asemenea, de așteptat ca bacteriofagii să se asocieze cu flocoanele de biomasă și apoi să fie eliminați prin floculare sau absorbție celulară în rezervorul de aerare.

Este evident că dimensiunea porilor nu descrie în mod necesar abilitatea unui filtru de a elimina particulele din soluție. În afară de stratul de gel de la suprafața membranei, factori importanți pentru adsorbția virusurilor pe membrană sunt compoziția chimică a membranei, raportul dintre diametrul porilor membranei și diametrul virusurilor, și interacțiunile hidrofobe și electrostatice. Încărcarea majorității virusurilor va fi negativă în condiții prezente în majoritatea efluenților apelor uzate(adica pH=6-7).

Pentru interacția electrostatică a virusurilor, grosimea stratului limită, cum e descris de Gerba, joacă cel mai important rol, care este reglementat de pH și de prezența sărurilor din încărcătura soluțiilor (Fig 15).

Fig 15 Ilustrarea schematică a structurii virusului cu straturi duble electrocinetice

Prezența enterovirusurilor este un risc major asociat cu reutilizarea apei uzate.

Virusurile sunt transportați în aval și durata de timp în care rămân detectabili depinde de temperatură, de gradul de absorbție în sedimente, penetrarea luminii solare în apă, pH și mulți alți factori. În consecință, enterovirusurile pot fi găsite la prizele de apă la stațiile de epurare. În ultimii ani, reutilizarea apei uzate în scopuri nepotabile a câștigat multă atenție. Cu toate acestea, trebuie studiat în continuare cum să facem față apelor uzate când coexistă diferite tipuri de virusuri și cum să dispunem de excesul de nămol purtător de virusuri.

Îndepărtarea urmelor de compuși organici de o membrană bioreactor

Stațiile de epurare a apelor uzate care tratează apa uzată de la municipalități și industrii au fost prezentate ca surse majore de numeroși poluanți de mediu. Acești poluanți provin de obicei din substanțe chimice sintetice care au fost utilizate pe scară largă în scopuri industriale, agricole și de uz casnic. Compușii ca produsele chimice industriale, compușii activi farmaceutici, pesticidele sunt produse la nivel mondial pe o scara de 100 000 t. După utilizarea lor pentru scopul propus, o mare parte din aceste substanțe sunt deversate in apa uzată nemodificate sau în formă de produși de degradare care sunt adestea greu de eliminat in SEAU convenționale. În funcție de eficiența tratamentului și de natura chimică a compusului, ajung în efluenții SEAU și în apele de suprafață în anumite concentrații. În cel mai rău caz, sunt prezente în apa de băut, în ciuda etapelor costisitoare de tratament.

Deși este încă neclar efectul exact al contaminanților organici, nu există nicio îndoială că are consecințe negative semnificative pentru sănătatea publică. De exemplu, antibioticele și metaboliții acestora pot crește în mod semnificativ rezistența la antibiotice în rândul populației. Hormonii sintetici pot acționa ca perturbatori ai sistemului endocrin prin imitarea sau blocarea hormonilor perturbând funcțiile normale ale organismului. Datorită polarității lor, pot fi eliminați doar incomplet în timpul tratamentului apelor uzate. Compuși degradabili sbab polarizați au fost detectați în concentrații mari și comparabile în efluenții numeroaselor SEAU din toată Europa. Pentru a evita astfel de contaminanți ar trebui introdusă o tratare avansată sau măsuri de evitare și înlocuire pentru poluantul respectiv. Una dintre cele mai promițătoare tehnologii este tehnologia MBR. Potențialul MBR de a elimina eficient substanțele periculoase din apele uzate este adesea evidențiat. Pe lângă faptul că există o reținere fizică a tuturor moleculelor mai mari decât greutatea moleculară de separare din membrană, substanțele hidrofobe au tendința să se acumuleze pe nămol, ăi prin urmare acestea sunt eliminate din efluent.

Îndepărtarea compușilor activi farmaceutici

Cele mai multe substanțe farmaceutice sunt, prin natura lor active biologic si hidrofile, astfel încât organismul uman le poate absorbi cu ușurință și persistente pentru a se evita degradarea lor înainte de a avea un efect de conservare. În funcție de farmacologia unei substanțe medicale, aceasta va fi eliminată ca un amestec de metaboliți ca substanță nemodificată sau conjugată cu un compus de inactivare atașat la moleculă. Odată ce intră intr-o SEAU, de obicei reziduurile farmaceutice nu sunt complet degradate sau reținute prin adsorbție de nămol. Prin urmare, trec prin epurarea apelor uzate și sfârșesc în apele primite într-un anumit procent. Îndepărtarea lor în SEAU este variabilă și depinde de proprietățile substanței și parametrii procesului ( TRN, TRH și temperatură). Este eliminat greu un număr mare de compuși activi farmaceutici și prin urmare detectați in efluenții SEAU. Deși prezente în concentrații scăzute în mediu, medicamentele pot avea efecte adverse asupra organismelor acvatice. Aceste efecte sunt mai degrabă cronice decât efecte toxice, în funcție de factorul de expunere (biodisponibilitate), degradabilitate și sensibilitatea compusului respectiv. Rezultatele întăresc preocupările legate de compușii farmaceutici excretați de la sistemele de apă uzată care pot ajunge la alimentarea cu apă, generând efecte negative pentru oameni și mediu.

Cele mai importante căi de îndepărtare a compușilor organici în timpul tratării apelor uzate sunt biotransformarea/biodegradarea, adsorbția la nămol (îndepărtarea excesului de nămol) și separarea prin aerare (volatilizare).

Este de așteptat ca procesul membrană-nămol activ să sporească îndepartarea compușilor organici într-o măsură mai mare decât sistemul convențional (Fig 16). Există multe motive pentru această ipoteză: vârsta mai mare a nămolului, concentrație mai mare de biomasă, retenție completă de solide și microorganisme etc. Mai multe studii efectuate au confirmat avantaje ale MBR peste CAS atunci când este vorba despre îndepărtarea farmaceuticelor.

Fig 16 Rata de eliminare a compușilor activi farmaceutici în MBR și CAS

Totuși, unii autori raportează rate de eliminare comparabile pentru aceste două procese. Întelegerea actuală a biotransformării compușilor activi farmaceutici în SEAU și MBR și a căilor lor de biodegradare este încă incompletă. Deși a fost descrisă biodegradarea unor produse farmaceutice în reactoare, este incă neclar modul în care această informație se referă la procesele de biotransformare în condiții reale de CAS.

Multe studii au confirmat o biodegradare completă a unui unui medicament antiinflamator, ibuprofen în CAS și MBR, unde s-a ajuns la o eliminare mai mare de 95% a acestuia. Deși a fost raportată o eliminare foarte mare a acestui medicament în timpul tratamentului apei uzate, este frecvent găsit în apele subterane și de suprafață. Aceasta nu este o surpriză având în vedere utilizarea largă și dozele terapeutice mari prescrise pentru tratamentul durerii, inflamației și febrei, care îl face unul dintre cei mai importanți contaminanți farmaceutici găsiți în stațiile de epurare ale apelor uzate. De asemenea, Stumpf et al. au constatat că hidroxil-ibuprofen a fost destul de stabil în timpul tratamentului convențional în stațiile de epurare, în timp ce carboxi-ibuprofen, principalul metabolit la om, a dispărut. În plus, izomerul activ farmacologic de ibuprofen este cea mai proeminentă formă detectată în probele de mediu, care ar putea fi explicat prin faptul că microorganismele principale utilizează izomerul său inactiv.

În testele de biodegradare pe termen scurt cu intalație pilot cu apă menajeră și reactor biofilm, acidul clofibric și diclofenacul s-au dovedit a fi foarte persistente. Cu toate acestea, astfel de instalații pilot nu pot fi simulări adecvate ale proceselor actuale care au loc în timpul tratamentului apelor uzate. În unele stații de epurare s-a raportat o atenuare de 50-70% din diclofenac. Datele din literatură pe această temă sunt foarte contradictorii. Multe studii au raportat eficiența foarte scăzută a tratamentului conventional în îndepărtarea diclofenacului (doar 10-30%). Acidul clofibric a fost, de asemenea, dovedit a fi un contaminant refractar în tratamentul apelor uzate.

Carbamazepina este un medicament folosit pentru controlul epilepsiei psihomotorie. De asemenea, este utilizată în tratamentul nevralgiei de trigemen și depresiei bipolare. Au fost detectate în ape diferite de suprafață concentrații de câteva sute de nanograme pe litru al acestui medicament. Eliminarea necorespunzătzoare a acestui medicament neutru a fost raportată anterior de mulți autori. Carbamazepina nu este adsorbită pe nămol. De asemenea, dimensiunea porilor membranelor MF aplicate de obicei în procesele de tratare a apelor uzate nu permit nicio reținere ulterioară a moleculei. Prin urmare, carbamazepina trece și prin CAS și prin MBR fără nicio reducere, concentrația efluentului a fost măsurat în multe studii. Așa cum este cazul adesea, concentrațiile de carbamazepină ale efluentului sunt detectate ca fiind mai mari decât cele ale influentului. Acest lucru poate fi explicat prin prezența compușilor conjugați care sunt retransformați în timpul tratamentului în compuși originali.

Variații inexplicabile ale concentrațiilor în timp pot fi observate pentru antibioticele sulfamide, probabil și din cauza proceselor de conjugare și deconjugare care pot apărea în timpul contactului cu nămolul activ.

Teoretic, eliminarea urmelor de organice ar trebui să fie mai eficientă în MBR decât în CAS din cauza TRN-ului ridicat și retenția nămolului pe membrane. Acestea permit adaptarea biologică, în timp ce este indusă sinteza pentru enzimele specializate pentru biodegradarea micropoluanților. Date din literatură arată că vârsta mai mare de nămol din MBR poate îmbunătății semnificativ îndepărtarea compușilor specifici. Pentru compuși ca trimetoprim și antibiotice macrolide, azitromicina, eritromicina și claritromicina a fost găsită o creștere clară în transformare la vârste ale nămolului de 60-80 de zile. În același studiu, a fost observată o reducere mai mare de roxitromicyn deja la TRN de 33 de zile.

În general, cu cât este mai hidrofob chimicalul, cu atât cantitatea adsorbită va fi mai mare.

Cu toate acestea, sunt mulți factori care pot să contribuie la concentrația finală a poluanților organici în apele menajere.

Există mai multe mecanisme responsabile pentru sorbția unui anumit compus organic pe nămolul activ: adsorbția pe structura lipidelor bacteriene, sorbția pe structurile polizaharidice în afara celulelor bacteriene, și legarea chimică de proteine bacteriene și acizi nucleici.

Cunoștințele despre îndepărtarea urmelor de compuși organici de MBR sun foarte limitate. Au fost mai multe investigații efectuate asupra eficienței CAS în eliminarea compușilor activi farmaceutici din apele uzate în comparație cu tratamentul avansat al MBR. Pentru majoritatea compușilor farmaceutici investigați, concentrațiile efluenților MBR au fost de obicei în mod semnificativ mai mici decât în efluentul unui tratament convențional. Sunt eliminate din apele uzate în timpul tratamentului cu membrană prin sorbție, degradare, sau o combinație de ambele. O mai bună îndepărtare a microparticulelor ușor biodegradabile în MBR ar putea fi din cauza dimensiunilor mici a flocoanelor de nămol, care sporesc transferul de masă prin difuzie, și prin urmare crește eliminarea. Considerând compoziția nămolului provenind dintr-o membrană bioreactor este de așteptat îmbunătățirea eliminării. În general, nu au fost găsite până în prezent relații între structurile micropoluanților și eliminarea lor pe durata tratamentului apei uzate.

Urbanizarea și creșterea constantă a populației sunt de natură să mențină creșterea cantităților de ape uzate evacuate la stațiile de epurare. De asemenea, având în vedere dezvoltarea rapidă în industria farmaceutică și îmbătrânirea generală a populației, se poate presupune ca, compușii farmaceutici vor fi mai consumați și cu dezvoltare de compuși noi care au soartă și efecte necunoscute asupra mediului. În același timp, crește de asemenea cererea pentru apă potabilă. Prin urmare, tehnologii noi pentru tratamentul apelor uzate, ca MBR vor avea un interes în creștere. Deși eficiența MBR ca barieră pentru micropoluanți ca și compușii farmaceutici nu este clară încă, se pare a fi un mijloc promițător de eliminare al acestora.

Îndepărtarea de hormoni

Substanțele estrogenice au fost identificate și cuantificate într-o mare varietate în mediu asociate cu efluenții industriali și municipali, precum și evacuările urbane și agricole. Efectele adverse negative ale sănătații asupra organismelor acvatice care ar putea fi atribuite la compușii perturbatori ai sistemului endocrin sunt raportate de mai multi autori. Compușii perturbatori ai sistemului endocrin sunt substanțe care interferează cu sistemul hormonal al animalelor si al oamenilor. Când sunt absorbite în organism, ele imită sau blochează hormonii și perturbă funcțiile normale ale corpului. Această perturbare se poate realiza prin modificarea nivelurilor normale de hormoni, prin oprirea sau stimularea producției, sau prin schimbarea modului in care „călătoresc” prin organism, afectând astfel funcțiile pe care acești hormoni le controlează. Potrivit unei descrieri a Comisiei Europene (CEC 1999), un disruptor endocrin este o substanță exogenă sau un amestec care modifică funcțiile sistemului endocrin și, prin urmare, produce efecte adverse asupra sănătății într-un organism intact , sau descendenții acesteia. Pot fi identificate două clase diferite de substanțe care provoacă perturbări endocrine: substanțe naturale, incluzând hormonii sexuali naturali (estrogeni, progesteron și testosteron) și fitoestrogeni (chimicale produse de plante care acționează ca estrogeni în celulele animale și organisme), substanțe xenobiotice.

Excreția umană este considerată a fi principala sursă de estrogeni si progesteron. Deși sunt supuși diferitelor transformări în ficatul omului și al mamiferelor (oxidare, hitroxilare etc), estrogenii sunt în principal excretați ca și conjugați polari inactivi ai acidului glucuronid și sulfat. Totuși, acești conjugați pot fi scindați în stațiile de epurare datorită prezenței β- glucoronidase și enzimelor arilsulfatază dintr-un nămol bacterian, iar ei reformează compuși originali. De aceea, estrogenitatea efluentului este mult mai mare, deoarece potențialele estrogenice a formelor conjugate de estrogeni sunt în mod clar mult mai mici.

Deoarece compușii care afectează sistemul endocrin sunt suspectați că intră în râuri, fluxuri și ape de suprafață, eliminarea acestor substanțe în stațiile de epurare este de interes elementar. Se aplică diferite procese cu eficiențe diferite. În ceea ce privește tratarea convențională a apelor uzate, unii autori consideră că în actualele stații europene de tratare cu nămol activ cu un TRH nu mai mare de 14 ore, nu este completă eliminarea estrogenilor și progesteronului prezenți în influent. Tehnici avansate de purificare a apei ca radiațiile UV, ozonizare pot îmbunătăți semnificativ eliminarea perturbatorilor endocrini, dar aceste tehnici nu sunt aplicate în linii mari din cauza costurilor ridicate.

Tehnologia MBR este o modalitatea de a îmbunătăți îndepărtarea compușilor care afectează sistemul endocrin.

Factori cum ar fi vârste mari de nămol și sarcini organice mici nu au putut fi încă corelate la îmbunătățirea capacității de degradare, deși compoziția de biomasă ar putea influența eliminarea hormonilor în MBR.

Într-un stiudiu eliminarea de estrogeni naturali în MBR a fost văzută ca fiind mai mare decât în CAS. Ratele mai mari de înedpărtare în MBR comparativ cu CAS ar putea fi explicate prin dimensiunea mai mică a flocoanelor din nămolul MBR: 10-100 µm la MBR și 100-500 µm la CAS. Grosimea stratului limită este estimat la 10-20 µm pentru MBR și 20-30 µm pentru flocoanele CAS.

În general, membranele MF și UF nu nu prezintă o barieră cu efect asupra hormonilor, dar în comparație cu sistemele convenționale secundare și terțiare, se poate aștepta la o eliminare mare din cauza retenției complete de particule pe flocoanele de nămol. Deși poate fi de așteptat o anumită activitate estrogenică în efluentul MBR, tehnologia MBR reprezintă o combinație bună de diferite mecanisme pentru îndepărtarea de endocrine. Pe de o parte, dimensiunile mai mici ale flocoanelor și activitatea nămolului mare sporesc biodegradarea, iar pe de altă parte excluderea dimensiunii particulelor permite reținerea compușilor adsorbiți.

Îndepărtarea surfactanților și a produșilor de degradare ai lor

Substanțele active de suprafață sunt un grup de substanțe chimice utilizate pe scară largă, de exemplu, detergenți de uz casnic, formulări de pesticide, produse industriale etc. Mai multe clase de surfactanți ( de exemplu alchilbenzensulfonați lineari, etoxilați alchifenol și etoxilați de alcool) au arătat omniprezența în mediul înconjurător, prezentănd probleme serioase ale mediului. Pe lângă etoxilați alchilfenol, etoxilați octilfenol și etoxilați de nonilfenol sunt surfactanții cei mai comuni pe piață. Etoxilatii de nonilfenol reprezintă aproximativ 80% din consumul total de etoxilați alchilfenol: sunt utilizați pe scară largă în industrie, agricultură și gospodărie ca detergenți, emulgatori, agenți de umectare, spermicide și pesticide etc. Aproximativ 500 000 de tone sunt produse anual în intreaga lume, din care 60% ajung în mediul acvatic. Surfactanții anionici alchilbenzensulfonații lineari sunt utilizați în principal ca detergenți de rufe și agenți de curățare.

Au fost raportate numeroase date privind biodegradarea primară și finală a alchilbenzensulfonați lineari. Este de așteptat ca acești compuși să se supună unei degradări primare de 93-97%. Au fost găsite în unele stații de epurare care folosesc procese aerobe niveluri foarte ridicate de biodegradare (97-99%). De aceea, alchilbenzensulfonații lineari sunt în general priviți ca surfactanți biodegradabili. Cu toate acestea, degradarea biologică a alchilbenzensulfonaților lineari în stațiile de epurare nu este completă, deoarece se găsesc în mod regulat, în efluenții stațiilor de epurare intermediari de degradare aerobă carboxilați sulfofenil. Într-un studiu care a acoperit opt stații de epurare din Europa de Vest, carboxilații sulfofenili au fost detectați în efluenți în concentrații medii de 57 µg/l. În afară de îndepărtarea lor biologică, apare de asemenea în stațiile de epurare procesul de adsorbție la particulele de nămol. Eliminarea alchilbenzensulfonaților lineari în MBR a fost raportată de mai mulți autori ca fiind similară cu cea din tratamentul convențional. Atât alchilbenzensulfonații lineari cât și carboxilații sulfofenili au fost raportați pentru a fi eliminați într-o mare măsură în aceste două procese de tratare (96-98%).

Comparativ cu tratamentul convențional, tehnologia MBR are avantajul de a da un efluent cu concentrație mai mică de metaboliți lipofili.

Având în vedere că degradarea primară a etoxilaților alchifenol a rezultat în formarea diferiților metaboliți persistenți, care sunt de obicei slab eliminați chiar și în cele mai eficiente stații de epurare, și au o eliminare îmbunătățită semnificativ în MBR, tehnologia cu membrană oferă așteptări prin care cu această alternativă de tratare a apelor uzate riscul ecologic asociat cu surfactanți ionici și neionici poate fi redus drastic. Utilizarea MBR în stațiile de epurare municipale poate asigura eliminarea eficientă și biodegradarea etoxilaților alchifenol, reducând astfel ecotoxicitatea efluenților generată de acești compuși.