این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد.

چكيده
در تحقیق صورت گرفته عملکرد بیوراکتور غشایی مستغرق با غشاء هالو فایبر در تصفیه فاضلاب شهری، فاضلاب صنعتی و اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی کارایی تصفیه فاضلاب شهری از فاضلاب موجود در تصفیه خانه اکباتان تهران استفاده شد. همچنین فاضلاب صنعتی یا مقاومت بالا با افزایش پارامترهای BOD، COD و TSS به ترتیب به حدود 1000، 2000 و 5000 میلی گرم در لیتر شبیه سازی گردید. فاضلاب اختلاط شهری و صنعتی نیز با ترکیب این دو به دست آمده که خصوصیاتی بین فاضلاب شهری و صنعتی را داشت. برای هر سه نوع فاضلاب مورد استفاده در تحقیق بهینه کردن زمان ماند هیدرولیکی مورد نظر قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده زمان ماند هیدرولیکی بهینه برای فاضلاب شهری 5 ساعت، فاضلاب صنعتی 17 ساعت و اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی برابر 7 ساعت حاصل گردید. بر اساس نتایج درصد حذف برای BOD، COD، NH4 و TP در اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی برابر 83/96%، 21/96%، 71/95% و 14/90% بدست آمد.  نتایج بدست آمده نشان داد که بیوراکتورهای غشایی مستغرق با غشاء هالو فایبر برای فاضلاب شهری به طور غیر اقتصادی عمل کرده و همچنین در فاضلاب صنعتی نیز زمان ماند به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش می‌یابد. در مقایسه با فاضلاب شهری و صنعتی، فاضلاب مختلط دارای خصوصیاتی بوده که باعث افزایش کارایی حذف و کاهش زمان ماند هیدرولیکی توسط بیوراکتور غشایی مستغرق و ایجاد شرایط اقتصادی برای تصفیه فاضلاب می‌شود. همچنین با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و توابع پایه شعاعی برای اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی مدل سازی صورت گرفت. نتایج حاصل از مدل ارائه شده مربوط به داده های آموزش و تست برای BOD، COD، NH4 و TP بسیار موفق بوده و تطبیق داده های مدل شبکه عصبی با مدل آزمایشگاهی صورت گرفت.
كليد واژه: بیوراکتور غشایی مستغرق، تصفیه فاضلاب، زمان ماند بهینه، فاضلاب مختلط.

 
فهرست مطالب
عنوان    صفحه
فهرست جدول‌ها    ه
فهرست شكل‌‌ها    ‌و
فصل 1-    کلیات    1
1-1-    مقدمه        1
1-2-    روش‌های نوین تصفیه فاضلاب    3
1-2-1-    بیوراکتور غشایی MBR    3
1-2-2-    رآکتورهای بیولوژیکی با بستر متحرک MBBR    4
1-2-3-    سیستم رآکتورهای منفرد متوالی SBR    4
1-2-4-    سیستم UASB    5
1-2-5-    سیستم USBF    5
1-2-6-    سیستم بیولاک    6
1-2-7-    فرآیند صافی چکنده    7
فصل 2-    سیستم بیوراکتور غشایی (MBR) و مروری بر منابع    8
2-1-    مقدمه        8
2-2-    معرفی و بررسی سیستم    9
2-2-1-    انواع بیوراکتورهای غشایی از لحاظ چیدمان مدول غشایی    11
2-2-2-    انواع سیستم‌های MBR از لحاظ فرآیند کلی    13
2-2-3-    پارامترهای مهم در سیستم غشایی MBR    15
2-2-4-    مزایای سیستم بیوراکتور غشایی    MBR    16
2-2-5-    معایب سیستم  MBR    17
2-3-    معرفی غشا و بررسی انواع غشاها    18
2-3-1-    تقسیم بندی غشاها بر اساس دامنه جداسازی    18
2-3-2-    انواع غشاء از حیث شکل    20
2-3-2-1-    غشاهای مسطح (Flat)    20
2-3-2-2-    غشاهای لوله ای (Tubular)    20
2-3-2-3-    اسپیرال (Spiral-wound)    21
2-3-2-4-    مقایسه و ویژگی انواع غشاء ها    22
2-3-3-    انواع غشا از لحاظ جنس    23
2-3-4-    انواع غشا از حیث کاربری فیلتراسیون    23
2-3-5-    انتخاب غشا     24
2-3-6-    گرفتگی غشا    24
2-3-6-1-    مکانیزم‌های گرفتگی    25
2-3-6-2-    راهكارهاي کاهش گرفتگی غشا:    27
2-4-    نمونه ای از تحقیقات انجام گرفته در دنیا (MBR)    27
2-5-    جمع بندی    35
فصل 3-    مواد و روش های مورد استفاده در تحقیق    36
3-1-    مقدمه            36
3-2-    هدف تحقیق    37
3-3-    پایلوت بیوراکتور غشایی (MBR)    37
3-3-1-    مخزن بیوراکتور    38
3-3-1-1-    مدول غشایی        39
3-3-1-2-    پمپ مکش        41
3-3-1-3-    فشارسنج        41
3-3-1-4-    پمپ بکواش        42
3-3-1-5-    سیستم هوا دهی        43
3-3-2-    مخزن یا حوضچه آنوکسیک    44
3-3-3-    مخزن یا حوضچه بی هوازی    45
3-3-4-    مخزن تغذیه پایلوت    46
3-4-    محل استقرار پایلوت    47
3-5-    راه اندازی و بهره برداری از پایلوت    48
3-6-    آزمایشات انجام شده    49
3-6-1-    اندازه گیری BOD    49
3-6-2-    اندازه گیری COD    50
3-6-3-    اندازه گیری TP، NH4، NO3    50
3-6-4-    اندازه‌گيري PH    50
3-6-5-    اندازه‌گيري MLSS و MLVSS    51
فصل 4-    تئوری مدل سازی با شبکه عصبی     52
4-1-    مقدمه        52
4-2-    ایده شبکه های عصبی مصنوعي    53
4-3-    نحوه عملکرد  شبکه های عصبی مصنوعي    55
4-4-    شبكه عصبي مصنوعي    58
4-4-1-    شبكه‎هاي تک لایه    58
4-4-2-    شبكه‎هاي چند لایه    59
4-5-    توابع تحريك شبكه‎هاي عصبي    61
4-5-1-    تابع تحريك پله‌‌اي    61
4-5-2-    تابع تحريك خطي    61
4-5-3-    توابع تحريك سيگمويد    61
4-6-    باياس        62
4-7-    آموزش شبكه عصبي    63
4-8-    مدهاي عملكردي شبكه عصبي    63
4-9-    شبكه عصبي تابع بنيادي شعاعي (RBF)    64
4-9-1-    نكات قابل توجه در خصوص شبكه‎ تابع بنيادي شعاعي    65
4-9-1-1-    نرمال سازی بردارهاي ورودي    67
4-9-2-    آموزش شبكه RBF    68
فصل 5-    تحلیل و تفسیر نتایج    69
5-1-    نتایج آزمایشات    69
5-2-    نتایج فاضلاب شهری    70
5-2-1-    نتایج آزمایشات BOD    70
5-2-2-    نتایج آزمایشات COD    73
5-2-3-    نتایج آزمایشات NH4    76
5-2-4-    نتایج آزمایشات TP    78
5-2-5-    نتایج آزمایشات TSS    79
5-2-6-    نتایج آزمایشات PH    80
5-3-    نتایج فاضلاب صنعتی    81
5-3-1-    نتایج آزمایشات BOD    81
5-3-2-    نتایج آزمایشات COD    84
5-3-3-    نتایج آزمایشات NH4    87
5-3-4-    نتایج آزمایشات TP    89
5-3-5-    نتایج آزمایشات TSS    90
5-4-    نتایج اختلاط فاضلاب شهری و صنعتی    91
5-4-1-    نتایج آزمایشات BOD    91
5-4-2-    نتایج آزمایشات COD    95
5-4-3-    نتایج آزمایشات NH4    97
5-4-4-    نتایج آزمایشات TP    100
5-4-5-    نتایج آزمایشات TSS    101
5-5-    نتایج مدل سازی برای فاضلاب مختلط    102
5-5-1-    مدل سازی BOD خروجی    103
5-5-2-    مدل سازی COD خروجی    107
5-5-3-    مدل سازی NH4 خروجی    111
5-5-4-    مدل سازی TP خروجی    115
فصل 6-    نتیجه گیری و پیشنهادات    120
6-1-    نتیجه گیری    120
6-2-    پیشنهادات    122
فهرست مراجع    123
پیوست                127
فهرست جدول‌ها
عنوان    صفحه
جدول( ‏2 1) مزایا و معایب چيدمان مدول غشایی در حالت غوطه‌ور و خارج از بیوراکتور    13
جدول( ‏2 2) مقایسه اشکال مختلف غشاهاي مورد استفاده در MBR از جنبه های گوناگون    22
جدول( ‏2 3) مزایا و معایب هر یک از اشکال غشاهاي مورد استفاده در MBR    22
جدول( ‏3 1) مشخصات غشاء هالو فایبر مورد استفاده در پایلوت    40
جدول( ‏3 2) ویژگی‌های فاضلاب ورودی تصفیه خانه فاضلاب شهرک  اکباتان (مقادیر بحرانی)    49
جدول( ‏5 1) مشخصات متغییر های ورودی و خروجی در شبکه عصبی مصنوعی    102
جدول( ‏5 2) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت جداگانه    105
جدول( ‏5 3) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه دو تایی    106
جدول( ‏5 4) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه سه تایی    106
جدول( ‏5 5) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه چهار تایی    107
جدول( ‏5 6) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت جداگانه    109
جدول( ‏5 7) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه دو تایی    110
جدول( ‏5 8) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه سه تایی    110
جدول( ‏5 9) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه چهار تایی    111
جدول( ‏5 10) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت جداگانه    113
جدول( ‏5 11) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه دو تایی    114
جدول( ‏5 12) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه سه تایی    114
جدول( ‏5 13) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه چهار تایی    115
جدول( ‏5 14) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت جداگانه    117
جدول( ‏5 15) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه دو تایی    118
جدول( ‏5 16) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه سه تایی    118
جدول( ‏5 17) مشخصات مربوط به مدل حاصل از متغییر های ورودی به صورت گروه چهار تایی    119

فهرست شكل‌‌ها
عنوان    صفحه
شکل( ‏2 1) طرح شماتیک دو بعدی از یک سیستم بیوراکتور غشایی    9
شکل( ‏2 2) نحوه تجزیه بیولوژیکی و جداسازی فیزیکی در سیستم بیوراکتور غشایی    11
شکل( ‏2 3) بیوراکتور غشایی در دو حالت غوطه‌ور و خارج از بیوراکتور    12
شکل( ‏2 4) انواع بیوراکتورهای غشايي از حيث فرآيند كلي    14
شکل( ‏2 5) تقسیم بندی انواع غشاء ها بر اساس دامنه جداسازی    18
شکل( ‏2 6) غشا  مسطح مورد استفاده در بیوراکتورهای غشایی    20
شکل( ‏2 7) غشا هالو فایبر یا رشته ای مورد استفاده در بیوراکتورهای غشایی    21
شکل( ‏2 8) غشاي اسپيرال    22
شکل( ‏2 9) انواع غشا از حیث کاربری فیلتراسیون    24
شکل( ‏2 10) شكل شماتيك انواع مکانیزم‌های گرفتگي    25
شکل( ‏3 1) مخزن بیوراکتور غشایی به همراه متعلقات مربوط به آن    38
شکل( ‏3 2) غشاء هالو فایبر و متعلقات آن در مخزن بیوراکتور غشایی    39
شکل( ‏3 3) غشاء هالو فایبر و لوله های متصل به آن    41
شکل( ‏3 4) پمپ مکش مورد استفاده در پایلوت    41
شکل( ‏3 5) فشار سنج    42
شکل( ‏3 6) پمپ بکواش    42
شکل( ‏3 7) غشاء هالو فایبر و لوله های متصل به آن    43
شکل( ‏3 8) آرایش هواده ها در بیوراکتور    44
شکل( ‏3 9) حوضچه آنوکسیک مورد استفاده در پایلوت    45
شکل( ‏3 10) حوضچه بی هوازی مورد استفاده در پایلوت    46
شکل( ‏3 11) پمپ تغذیه و مخزن تغذیه پایلوت    47
شکل( ‏3 12) پایلوت بیوراکتور غشایی واقع در تصفیه خانه اکباتان تهران    48
شکل( ‏3 13) دستگاه اسپکتروفوتومتر جهت اندازه گیری میزان نمونه ها    50
شکل( ‏3 14) دستگاه PH متر    51
شکل( ‏4 1) شمایی از نواحي اصلي يك نرون بيولوژيكي    56
شکل( ‏4 2) شمایی از ساختار يك نرون مصنوعي    56
شکل( ‏4 3) شمایی از ساختار يك شبكه تک لایه    59
شکل( ‏4 4) شمایی از ساختار يك شبكه دو لایه    60
شکل( ‏4 5) منحني نمايش تابع تحريك نرون های RBF    65
شکل( ‏4 6) مسطح پاسخ يك نرون RBF با دو ورودي    66
شکل( ‏4 7) ساختار يك شبكه RBF    68
شکل( ‏5 1) تغییرات غلظت BOD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    70
شکل( ‏5 2) تغییرات غلظت MLSS و MLVSS و درصد MLVSS/MLSS نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    71
شکل( ‏5 3) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب BOD    72
شکل( ‏5 4) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب BOD    73
شکل( ‏5 5) تغییرات غلظت COD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    74
شکل( ‏5 6) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب COD    75
شکل( ‏5 7) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب COD    75
شکل( ‏5 8) تغییرات غلظت NH4 ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    76
شکل( ‏5 9) تغییرات غلظت NO3 ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    77
شکل( ‏5 10) تغییرات غلظت TP ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    78
شکل( ‏5 11) تغییرات غلظت TSS ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    79
شکل( ‏5 12) تغییرات غلظت PH ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    80
شکل( ‏5 13) تغییرات غلظت BOD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    81
شکل( ‏5 14) تغییرات غلظت MLSS و MLVSS و درصد MLVSS/MLSS نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    82
شکل( ‏5 15) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب BOD    83
شکل( ‏5 16) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب BOD    84
شکل( ‏5 17) تغییرات غلظت COD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    85
شکل( ‏5 18) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب COD    86
شکل( ‏5 19) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب COD    86
شکل( ‏5 20) تغییرات غلظت NH4 ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    87
شکل( ‏5 21) تغییرات غلظت NO3 ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    88
شکل( ‏5 22) تغییرات غلظت PH ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    89
شکل( ‏5 23) تغییرات غلظت TP ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    90
شکل( ‏5 24) تغییرات غلظت TSS ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    91
شکل( ‏5 25) تغییرات غلظت BOD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    92
شکل( ‏5 26) تغییرات غلظت MLSS و MLVSS و درصد MLVSS/MLSS نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    93
شکل( ‏5 27) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب BOD    94
شکل( ‏5 28) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب BOD    94
شکل( ‏5 29) تغییرات غلظت COD ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    95
شکل( ‏5 30) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی K و Ks بر حسب COD    96
شکل( ‏5 31) منحنی تعیین ثابت‌های سینتیکی زیستی Y و Kd بر حسب COD    97
شکل( ‏5 32) تغییرات غلظت NH4 ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    98
شکل( ‏5 33) تغییرات غلظت NO3 ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    99
شکل( ‏5 34) تغییرات غلظت PH ورودی و خروجی نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    100
شکل( ‏5 35) تغییرات غلظت TP ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    101
شکل( ‏5 36) تغییرات غلظت TSS ورودی و خروجی و درصد حذف نسبت به زمان ماند هیدرولیکی    102
شکل( ‏5 37)مدل مربوط به غلظت BOD خروجی برای داده های تست و مشخصات آن    103
شکل( ‏5 38)مدل مربوط به غلظت BOD خروجی برای داده های آموزش و مشخصات آن    104
شکل( ‏5 39)مدل مربوط به غلظت BOD خروجی برای داده های کل و مشخصات آن    104
شکل( ‏5 40)مدل مربوط به غلظت COD خروجی برای داده های تست و مشخصات آن    107
شکل( ‏5 41)مدل مربوط به غلظت COD خروجی برای داده های آموزش و مشخصات آن    108
شکل( ‏5 42)مدل مربوط به غلظت COD خروجی برای داده های کل و مشخصات آن    108
شکل( ‏5 43)مدل مربوط به غلظت NH4 خروجی برای داده های تست و مشخصات آن    111
شکل( ‏5 44)مدل مربوط به غلظت NH4 خروجی برای داده های آموزش و مشخصات آن    112
شکل( ‏5 45)مدل مربوط به غلظت NH4 خروجی برای داده های کل و مشخصات آن    112
شکل( ‏5 46)مدل مربوط به غلظت TP خروجی برای داده های تست و مشخصات آن    115
شکل( ‏5 47)مدل مربوط به غلظت TP خروجی برای داده های آموزش و مشخصات آن    116
شکل( ‏5 48)مدل مربوط به غلظت TP خروجی برای داده های کل و مشخصات آن    116
 
فصل 1-    کلیات

فصل اول
کلیات

1-1-    مقدمه
امروزه به دلیل افزایش جمعیت و حجم زیاد فاضلاب نیاز به سیستم‌های جدید برای تصفیه فاضلاب احساس می‌شود. سیستم‌های جدید مزایایی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به کیفیت بهتر آب خروجی اشاره کرد، دیگر اینکه سیستم‌های جدید فضای کمتری را اشغال می‌کنند، ابعاد تصفیه خانه کوچک شده و حتی به نصف سیستم‌های قدیمی می‌رسند، همچنین لجن تولیدی نیز کاهش می‌یابد. یکی از مزایای مهم سیستم‌های جدید کاهش  ابعاد راکتور تا 40 تا 60 درصد می‌باشد.]1[ در این فصل به چند مورد از سیستم‌های جدید اشاره می‌شود.
عمده تصفیه خانه های موجود در ایران به روش لجن فعال، تصفیه را انجام می‌دهند.]2[ از آنجا که مخازن ته نشینی ثانویه یکی از اجزای اصلی این روش به شمار می‌روند، توجه به مشکلات بهره برداری آن‌ها بسیار مهم می‌باشد. مخازن ته نشینی ثانویه نقش حذف جامدات بیولوژیکی تولید شده در راکتور هوادهی، زلال سازی پساب و تغلیظ اولیه لجن را به عهده دارند. لیکن این مخازن با محدودیت‌های فراوانی  مواجه هستند که کارایی و سودمندی آن‌ها را کاهش می‌دهد.]3[ در تحقیق صورت گرفته سعی بر آن شد تا کارایی روش بیوراکتورهای غشایی در مقیاس پایلوت در تصفیه اختلاط فاضلاب‌های شهری و صنعتی مورد بررسی قرار گیرد که در این راستا از فاضلاب تصفیه خانه اکباتان استفاده گردید.
در فصل اول این تحقیق به شرح مختصری درباره کلیات تصفیه فاضلاب، انواع روش‌های تصفیه و فرایندهای بیولوژیکی پرداخته شده است.
در فصل دوم شرح تفصیلی فرایند MBR  انواع غشا و مزایا و معایب MBR و تاریخچه ای از مطالعات انجام شده به روش MBR، پرداخته شده است.
در فصل سوم روش تحقیق، چگونگی ساخت و بهره برداری از پایلوت، مهیا نمودن شرایط لازم و مواد و وسایل مورد استفاده در تحقیق ارائه گردیده است.
در فصل چهارم مفاهیم مربوط به مدل سازی با شبکه عصبی مصنوعی ارائه شده است.
فصل پنجم به ارائه نتایج حاصل از انجام آزمایشات به تجزیه و تحلیل و تفسیر نتایج اختصاص یافته است.
در فصل ششم  به نتیجه گیری و جمع بندی کلی پرداخته شده و پیشنهادات جهت تحقیقات آتی ارائه گردیده است.
1-2-    روش‌های نوین تصفیه فاضلاب 
وجود آلاینده ها در آب باعث تغییراتی در خواص فیزیکی و شیمیایی و حتی بیولوژیکی آب شده  و در نهایت باعث اثرات منفی بر روی سلامت انسان و محیط زیست می‌شود.]4[ بنابراین تصفیه فاضلاب‌ها و حذف عوامل آلاینده موجود در آن از اهمیت خاصی برخوردار است.]5[ روش‌های تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی تقسیم بندی کرد. همان طور که قبلاً اشاره گردید اکثر تصفیه خانه های موجود در ایران از نوع لجن فعال بوده و این گونه تصفیه خانه ها مورد توجه وزارت نیرو کشور می‌باشد. در ادامه بحث به روش‌های نوین تصفیه فاضلاب می‌پردازیم و آن‌ها را معرفی می‌کنیم زیرا سیستم‌های نوین دارای مزیت‌های فراوانی نسبت به روش‌های سنتی تصفیه فاضلاب می‌باشد.]1[
1-2-1-    بیوراکتور غشایی MBR
رآکتورهای غشایی بیولوژیکی MBR که از یک راکتور بیولوژیکی (بیوراکتور) با بیومس معلق و غشاهای میکرو فیلتراسیون با قطر 4-1 میکرون جهت جداسازی جامدات تشکیل شده‌اند و دارای کاربردهای زیادی در تصفیه فاضلاب هستند. سیستم‌های MBR ممکن است با بیوراکتورهای دارای بیومس معلق هوازی یا بی هوازی استفاده شوند.]6[ سیستم‌های غشایی می‌توانند فاضلاب خروجی را به کیفیت فاضلاب خروجی از ترکیب ته نشینی ثانویه و میکروفیلراسیون برسانند. MBR ها برای تصفیه فاضلاب‌های بهداشتی و صنعتی و استفاده مجدد آب کاربرد دارند. این سیستم ترکیبی از سیستم لجن فعال متعارف و فیلتراسیون غشایی با فشار پایین می‌باشد که نیازی به زلال ساز ندارند.]7[ فرآیند جداگانه غشایی یک فیزیکی را جهت جلوگیری از عبور ارگانیسم‌ها ایجاد می‌نماید به طوری که ارگانیسم‌های بیشتری حتی تا سه برابر روش متعارف در فرآیند تصفیه مشارکت می‌کنند. این روش همچنین نسبت به روش متعارف نیاز به فضای کمتری داشته و کیفیت پساب خروجی آن نیز بالاتر می‌باشد.]3[
1-2-2-    رآکتورهای بیولوژیکی با بستر متحرک MBBR
بیوراکتورهای با بستر متحرک MBBR از اواخر قرن نوزدهم در اروپا مورد استفاده قرار گرفتند. این رآکتورها دارای مزایایی نظیر افت فشار کم و مقاومت در برابر عواملی مانند تغییرات دما ، وجود سموم، تغییرات  PHو محدودیت‌های موقتی تغذیه را دارا هستند. فرآیند MBBR ترکیبی از فرآیند بیوفیلم چسبیده با فرآیند لجن فعال می‌باشد . این  سیستم  یک  فرآیند  هوادهی رشد چسبیده است که در آن باکتری‌ها و میکروارگانیسم ها به شکل یک لایه بیوفیلم بر یک بستر کوچک متحرک عمل می‌کنند تا رشد و محافظت از بیومس را بهینه نمایند. این بسترهای متحرک مساحت سطحی بالایی را جهت بهینه نمودن تماس باکتری‌ها با هوا و فاضلاب را بر عهده دارند.]8[ راکتور های بیوفیلمی متحرک به دلیل عدم نیاز به شستشوی معکوس ، عدم گرفتگی ، توزیع یکنواخت بار در تمام سطح حامل‌ها در بیوفیلم مستغرق، افت هد ناچیز و سطح ویژه مناسب باری رشد بیوفیلم می‌باشد. حدود 70 درصد حجم این رآکتورها با حامل بیوفیلمی که عموماً از جنس پلی اتیلن می‌باشند پر شده که توسط همزن یا تزریق هوا به صورت معلق در می‌آیند. ]9[
1-2-3-    سیستم رآکتورهای منفرد متوالی SBR 
واحد SBR ها در تمام جهان از سال١٩٢٠ استفاده می‌شوند.با افزايش محبوبيت اين سيستم در اروپا و چين همانند ايالات متحده، به طور موفق جهت تصفيه پسماندهاي شهري و صنعتي. استفاده می‌شوند.  SBRها يک فرآيند تغيير يافته لجن فعال می‌باشد.آن‌ها از حوزه هاي لجن فعل متمايز هستند زیرا همه مراحل تصفيه و فرآيندها به يک حوزه تبديل می‌شوند. این سیستم دارای پنج مرحله اصلی، پر کردن واکنش ، ته نشینی ،