اين اختراع در زمينه مهندسي محيط زيست و در زير مجموعه تصفيه فاضلاب با استفاده از روش‌هاي بيولوژيكي مطرح شده است. استفاده مجدد از پساب در سال‌هاي اخير به يكي از اهداف اصلي در صنعت آب و فاضلاب تبديل شده و توجه بسياري را به خود معطوف نموده است. بيورآكتورهاي غشايي با تلفيق فيلتراسيون غشايي و تصفيه بيولوژيكي بوده از پيشروترين فناوريها در زمينه بازيافت پساب‌ مي‌باشد. نظر به محدوديت ايجاد شده در كاربرد اين رآكتور در اثر پديده گرفتگي، در اين اختراع رآكتور بي‌هوازي غشايي نانوكامپوزيتي بافلدار (AnNMBR) طراحي و ساخته شده است. علاوه بر استفاده از غشا نانوكامپوزيتي، از بيوگاز توليدي در رآكتور بافلدار بي‌هوازي در شستشوي معكوس به‌منظور كنترل هرچه بيشتر گرفتگي استفاده گرديد. بيورآكتور غشايي نانوكامپوزيتي بافلدار قادر به كاهش گرفتگي، توليد پساب مطابق با استانداردهاي ملي و بين المللي منطبق بر اهداف استفاده مجدد، كاهش استفاده از مواد شيميايي و كاهش هزينه‌ها مي‌باشد.

‏به منظور ارتقاي هيدروليكي و بيولوژيكي راكتور بافلدار بي هوازي متداول ( ABR ‏) از فرآيند الكتروليز شيميايي براي ارتقاي فرآيندي و پايداري بيشتر بهره برداري استفاده گرديد. تلفيق اين فرآيند با راكتور بافلدار بي هوازي كه براي اولين بار صورت مي گيرد، مي تواند با استفاده از جريان الكتريسيته و يونيزاسيون افقي و قائم بصورت تدريجي در بخش هاي راكتور مشكلات فني متعارف آن را برطرف نمايد. بدين شيوه علاوه بر ايجاد ميدان الكتريكي عمود بر مسير جريان فاضلاب و ايجاد اختلاط مورد نياز و پرهيز از شكل گيري جريان كوتاه، با جذب يون هاي هيدروژن يك گراديان pH ‏ در داخل راكتور ايجاد كرده و با خروج گاز هيدروژن از محيط، شرايط را براي تكميل فرآيند مهيا نمايد. اين روش مي تواند بصورت منقطع و پيوسته اجرا گردد. مطابق واكنش تعادلي زير كه در مرحله استات سازي انجام شده و مرحله اي اساسي براي فرايند متان سازي تلقي مي شود. اثر غلظت گاز هيدروژن، يون هيدروژن و استات و ساير تركيبات يوني مشخص است. تفكيك و يونيزاسيون در اين مرحله مي تواند روشي كنترلي براي فرايند بي هوازي محسوب شود. ‏ ‏اين راكتور به سادگي مي تواند در تمامي سيستم هاي تصفيه آب و فاضلاب بصورت متمركز و غيرمتمركز استفاده شده و با توجه به مزاياي متعددي كه از تلفيق دو سيستم ABR ‏ و الكتروليز دارا مي باشد هزينه هاي ساخت و بهره برداري را كاهش داده و پايداري سيستم را افزايش مي دهد.

خلاصه حجيم شدن لجن و تشكيل لجن شناور كه در نهايت منجر به كيفيت غير استاندارد پساب خروجي تضفيه خانه هاي فاضلاب شهري به روش لجن فعال مي گردد، يكي از مشكلات معمول راهبري بسياري از تصفيه خانه هاي مذكور است. بر اساس تجربيات موجود در چند دهه اخير مي توان گفت كه روش هاي بكارگيري شده اغلب با مشكلات و هزينه هاي فراوان همراه بوده و راهكاري مستمر با كارآمدي قابل قبول در درازمدت به ندرت مشاهده مي شود. بررسي دلايل اين پديده نشان مي دهد كه تنفس و تبديل كردن كربن به دي اكسيد كربن در مرحله تصفيه بيولوژيكي تاثير بسزايي بر اين پديده دارد. نتايج بررسي هاي موجود نشان دهنده تخريب فلوك ها در نتيجه كمبود كلسيم و غالب شدن باكتري هاي رشته اي است. توجه به دو نكته اساسي در اين خصوص يعني اسيدي شدن مرحله بيولوژيكي و كمبود كلسيم و دستيابي به راهكاري مناسب جهت مقابله با آنها و ايجاد شرايط مناسب ته نشيني فلوك هاي لجن از اهميت بسزايي برخوردار است. استفاده از مصالح طبيعي ارزان قيمت به عنوان جايگزيني مناسب براي مواد شيميايي معمول مصرفي، هم از لحاظ زيست محيطي توجيه پذير است. هدف از اين ابتكار، استفاده از سنگ دولوميت طبيعي جهت بهبود قابليت ته نشيني فلوك هاي لجن است. نتايج آزمايش هاي انجام شده، نشان دهنده ي تاثير بسزاي استفاده از دولوميت در كاهش SVI لجن بوده و مشخصات لجن را بهبود مي بخشد. درتحقيقات انجام شده ميزان تزريق بهينه دولوميت، زمان ماند و دور بهينه همزن، تاثير MLSS، دما و قطر ذرات تعيين گرديده است، بعلاوه تغيير در شرايط ميكروبي لجن بعد از تزريق سنگ دولوميت با استفاده از ميكروسكوپ نوري و لوپ نيز بررسي شده است. ميزان تزريق بهينه دولوميت 100 گرم بر ليتر، زمان ماند 10 دقيقه، دور بهينه همزن 50 دور بر دقيقه بدست آمده است. تاثير MLSS به اين صورت بوده است كه افزايش MLSS كاهش SVI وكاهش MLSS افزايش SVI راه به همراه داشته است اما تغييرات دما تاثيري در مقدار بهينه تزريق بهينه دولوميت نداشته است. ميزان تزريق دولوميت در Dolomix با توجه به سيستم پيوسته آن ها بيشتر از مقادير بدست آمده در حالت هاي غيرپيوسته است و اين مسئله به دليل اين است كه مصرف دولوميت در سيستم پيوسته انجام مي گيرد.

تامين آب شرب يا آب مصرفي و توليد انرژي از منابع تجديد پذير همواره بعنوان دو ركن اصلي توسعه پايدار جوامع بشري مورد توجه قرار مي گيرند. در بسياري از مناطق خشك و نيمه خشك جهان از جمله ايران به دليل بحران كمبود آب قابل دسترس و مسائل و معضلات زيست محيطي همچون خشك شدن درياچه ها و تالاب ها، به كارگيري تاسيسات انتقال آب و آبشيرين كن از معدود راهكارهاي متداول مي باشد كه به دليل مصرف بالاي انرژي در اينگونه تاسيسات، بكارگيري آنها محدود گرديده است. در سامانه ي ارائه شده ي معكوس الكترودياليز نهرگونه (PF-RED) از غشاهاي تبادل يوني (آنيوني-كاتيوني) به صورت يك درميان در مجموعه اي به نام استك يا محفظه مولد استفاده شده است، دو محلول با غلظتهاي شوري متفاوت در آبراهه هاي نهرگونه موجود در دو سمت هر غشا جريان مي يابند. نظر به اينكه غشاهاي تبادل يوني مورد استفاده ( به دليل چيدمان ويژه آنها) به ترتيب تنها به كاتيونها و آنيونها اجازه ي عبور مي دهند، با عبور آنيون هاي موجود در محلول با غلظت شوري بيشتر از غشاي آنيوني و عبور كاتيون ها از غشاي كاتيوني به سمت محلول با غلظت شوري كمتر، اختلاف پتانسيل در دو سمت سلول ايجاد مي شود. اختلاف پتانسيل حاصل باعث اكسايش و كاهش الكتروليت بر روي الكترودهاي آند و كاتد نصب شده در دو سوي محفظه ي مولد مي گردد كه با حركت الكترون ها در نتيجه ي اختلاف پتانسيل موجود، جريان الكتريكي در مدار خارجي سامانه برقرار مي شود. بر اساس بررسي هاي انجام شده، اين سامانه قادر است ميزان غلظت شوري آب را بيش از 7 درصد و انرژي الكتريكي برابر 6/. وات بر متر مربع غشاء مصرفي توليد نمايد. اجزاي اين سامانه ساده، راهبري بهينه ي آن مطابق با مباني و شاخص هاي راكتورهاي الكتروشيميايي ممكن و عملكرد و نتايج حاصل از آن همسو با استاندارهاي محيط زيست و بازيافت آب و انرژي مي باشد. بنابراين ادعا مي شود كه سامانه ي معكوس الكترودياليز نهرگونه (PF-RED) طراحي نوين است و قادر مي-باشد علاوه بر توليد انرژي الكتريكي از اختلاف غلظت شوري، ميزان غلظت شوري در جريان آب خروجي را نيز كاهش دهد. اين سامانه را ميتوان در موارد ذيل مورد استفاده قرار داد. 1- توليد برق از رقيق سازي پساب آب شيرين كن ها در اختلاط با آب دريا. 2- تامين برق مورد نياز براي احياي درياچه هاي شور از اختلاط با منابعي همچون آب دريا، درياچه ها و رودخانه ها. 3- توليد برق از اختلاط آب رودخانه با آب دريا. 4- توليد برق از اختلاط پساب تخليه شده ي تصفيه خانه هاي ساحلي با دريا در نهايت ميتوان گفت كه سامانه ي معكوس الكترودياليز نهرگونه (PF-RED) سامانه اي مناسب و راهكاري مطمئن براي تامين بخشي از انرژي مورد نياز تاسيسات مورد نياز موارد فوق از منبعي تجديدپذير مي باشد و گامي مهم در راستاي استفاده ي هرچه بهتر و گسترده تر از تاسيسات فوق براي توسعه ي پايدار كشور مي باشد.