+86-15267462807
Kieli
Aikakaudella, joka on määritelty kasvavan veden niukkuuden, populaatiovaatimusten ja tiukempien ympäristömääräyksien lisääntymisessä, pyrkimys edistyneisiin jätevedenkäsittelyratkaisuihin ei ole koskaan ollut kriittisempiä. Perinteiset menetelmät, vaikkakin tehokkaat, usein kamppailevat vastaamaan nykyaikaisia vaatimuksia korkealaatuisista jätevesien ja tehokkaasta resurssien hallinnasta. Tämä kiireellinen tarve on tasoittanut tietä innovatiivisille tekniikoille, joista Membraanin bioreaktori (MBR) kalvo erottuu muuttuvana ratkaisuna.
Sen ytimessä membraanin bioreaktorijärjestelmä (MBR) edustaa kahden vakiintuneen prosessin hienostunutta fuusiota: biologinen hoito ja kalvon suodatus .
Määritelmä ja perusperiaatteet: MBR: ssä läpäisevä kalvo integroidaan suoraan biologiseen reaktoriin tai heti sen jälkeen (tyypillisesti aktivoitu liettejärjestelmä). Biologinen komponentti on vastuussa orgaanisten epäpuhtauksien ja ravinteiden hajottamisesta jätevedessä, aivan kuten tavanomainen aktivoitu lietteen prosessi. Sen sijaan, että luottaisi painovoiman laskeutumiseen (sedimentaatio) käsitellyn veden erottamiseksi biomassasta, MBR käyttää kuitenkin fyysistä estettä - kalvoa - tämän tärkeän erotuksen suorittamiseksi. Tämä kalvo on ehdottomana esteenä suspendoituneille kiintoaineille, bakteereille ja jopa joillekin viruksille, mikä varmistaa huomattavan selkeän ja korkealaatuisen tunteen.
Kuinka MBR: t yhdistävät kalvojen suodatuksen ja biologisen käsittelyn: Näiden kahden tekniikan välinen synergia antaa MBR: lle selkeät edut. Biologinen prosessi luo sekoitettua viinaa suspendoituneita kiintoainetta (MLSS), joka on huomattavasti korkeampi kuin tavanomaisissa järjestelmissä, mikä johtaa kompaktimpaan ja tehokkaampaan biologiseen hajoamisyksikköön. Sitten kalvo säilyttää tehokkaasti tämän korkean biomassan pitoisuuden reaktorissa, poistaen toissijaisen selkeän tarpeen ja usein tertiäärisen suodatusvaiheen. Tämä suora erotus johtaa erinomaiseen jätevesien laatuun, mikä mahdollistaa suoran purkauksen tai edelleen kiillottamisen erilaisille uudelleenkäyttösovelluksille.
MBR -tekniikan matka syntyvästä konseptista laajalti hyväksyttyyn ratkaisuun heijastaa vuosikymmenien innovaatiota sekä materiaalitieteessä että prosessitekniikassa.
Varhainen kehitys membraanitekniikassa: MBR-tekniikan juuret voidaan jäljittää 1900-luvun puoliväliin, ja synteettisten kalvojen alkuperäinen tutkimus erilaisille erotusprosesseille. Kalvojen varhaiset sovellukset vedenkäsittelyssä, pääasiassa mikrofiltraatioon ja ultrasuodatukseen, loivat perustan niiden integrointiin biologisiin järjestelmiin. Alkuperäiset haasteet, erityisesti kalvon likaantuminen ja korkeat kustannukset, rajoittivat kuitenkin niiden laajalle levinnyttä.
Tärkeimmät virstanpylväät MBR: n kehityksessä: 1960 -luvun lopulla MBR: ien ensimmäiset käsitteelliset mallit. Merkittävä läpimurto tapahtui 1980-luvulla kehittymällä vankka, korkeavirta ja kustannustehokkaammat polymeerikalvot, erityisesti ontot kuitu- ja litteät arkki kokoonpanot. Siirtyminen ulkoisista (Sidestream) membraanimoduuleista energiatehokkaampiin ja kompakteihin upotettuihin kokoonpanoihin 1990-luvulla merkitsi toista keskeistä hetkeä, mikä parantaa huomattavasti MBR-järjestelmien taloudellista elinkelpoisuutta ja toiminnan yksinkertaisuutta. Kalvomateriaalien, moduulien ja toimintastrategioiden jatkuvat edistykset ovat jatkuvasti työntäneet MBR: n suorituskyvyn rajoja.
Nykyiset suuntaukset ja tulevaisuudennäkymät: Nykyään MBR -tekniikka on kypsä ja todistettu ratkaisu monenlaiseen jätevedenhoitohaasteeseen maailmanlaajuisesti. Nykyiset suuntaukset keskittyvät kalvon likaantumisen resistenssin parantamiseen uusien materiaalien ja pintamuutosten avulla, parantamaan energiatehokkuutta (erityisesti ilmastusta) ja integroimaan MBR: ää muihin edistyneisiin hoitoprosesseihin vielä korkeamman veden laadun ja resurssien palautumisen saavuttamiseksi. MBR: ien tulevaisuus on valmis jatkuvaan kasvuun, sillä on yhä tärkeämpi rooli kestävässä vedenhallinnassa, veden uudelleenkäytössä ja joustavien kaupunkivesisyklien luomisessa.
Käytetty kalvon tyyppi vaikuttaa syvästi MBR -järjestelmän tehokkuuteen ja toimintaominaisuuksiin. Kalvot luokitellaan pääasiassa niiden materiaalikoostumuksen ja fyysisen kokoonpanon perusteella bioreaktorissa.
Polymeerikalvot hallitsevat MBR-markkinoita monipuolisuuden, kustannustehokkuuden ja vakiintuneiden valmistusprosessien vuoksi.
Yleisimmät materiaalit (esim. PES, PVDF):
Polyvinylideenifluoridi (PVDF): Tämä on yksi MBR -kalvojen yleisimmin käytetyistä materiaaleista. PVDF -kalvot ovat tunnettuja erinomaisesta kemiallisesta resistenssistään, etenkin vahvoista hapettimista (kuten kloori, jota usein käytetään puhdistukseen) ja hapoihin/emäksiin, mikä tekee niistä erittäin kestäviä monipuolisissa jäteveden olosuhteissa. Niillä on myös hyvä mekaaninen lujuus ja lämpöstabiilisuus.
Polyethersulfone (PES) / polysulfoni (PSU): Nämä polymeerit ovat myös yleisiä valintoja, joiden arvo on niiden hyvien mekaanisten ominaisuuksien, korkean vuonopeuden ja suhteellisen laajan pH -toleranssin suhteen. PES -kalvoja käytetään usein sovelluksissa, joissa korkea suorituskyky ja hyvä likaantumiskestävyys ovat kriittisiä, vaikka niillä voi olla hiukan vähemmän kemiallista resistenssiä voimakkaille hapettimille PVDF: ään verrattuna.
Polypropeeni (PP) ja polyeteeni (PE): Nämä materiaalit ovat vähemmän yleisiä primaarisilla MBR -markkinoilla, mutta niitä käytetään tietyissä sovelluksissa, tarjoamalla hyvää kemiallista resistanssia ja mekaanista lujuutta, etenkin mikropreagaatioalueilla.
Edut ja haitat:
Edut:
Kustannustehokas: Yleensä alhaisemmat valmistuskustannukset verrattuna keraamisiin kalvoihin.
Suunnittelun joustavuus: Voidaan helposti valmistaa erilaisiin geometrioihin (ontto kuitu, litteä arkki) ja moduulikokoja.
Hyvä kemiallinen vastus: Monet polymeerikalvot on suunniteltu kestämään jätevesikäsittelyssä käytettyjä yleisiä puhdistuskemikaaleja.
Perustettu valmistus: Kypsät tuotantotekniikat varmistavat johdonmukaisen laadun ja saatavuuden.
Haitat:
Likaantuminen: herkkyys: Edistyksiä on tapahtunut, mutta polymeerikalvot ovat edelleen alttiita orgaaniselle ja biologiselle likaantumiselle, mikä vaatii säännöllistä puhdistusta.
Lämpötilan rajoitukset: Tyypillisesti toimii alhaisemmissa lämpötiloissa verrattuna keraamisiin kalvoihin rajoittaen niiden käyttöä korkean lämpötilan teollisuusvirroilla.
Mekaaninen hauraus: Voi olla alttiita fyysisille vaurioille, jos niitä ei käsitellä ja jota ei käytetä oikein, vaikka modernit mallit ovat vankkoja.
Keraamiset kalvot edustavat vankkaa vaihtoehtoa polymeerisille kollegoille, jotka sopivat erityisesti jätevesivirtojen haastamiseen.
Materiaalikoostumus ja ominaisuudet: Keraamiset kalvot on tyypillisesti valmistettu epäorgaanisista materiaaleista, kuten alumiinioksidista (AL2O3), zirkoniumoksidista (ZRO2), Titaniasta (TiO2) tai piiharbidista (sic). Nämä materiaalit sintrataan korkeissa lämpötiloissa huokoisen rakenteen muodostamiseksi. Niiden keskeisiin ominaisuuksiin sisältyy poikkeuksellinen kovuus, kemiallinen inertti ja lämpöstabiilisuus.
Edut tietyissä sovelluksissa (esim. Korkeat lämpötilat, aggressiiviset kemikaalit):
Äärimmäinen kemiallinen vastus: Erittäin kestävä vahvoille hapoille, emäksille ja aggressiivisille hapettimille, mikä tekee niistä ihanteellisia erittäin syövyttäville teollisuusjätevesille.
Korkea lämmönvakaus: Voi toimia tehokkaasti paljon korkeammissa lämpötiloissa kuin polymeerikalvot (usein yli 100 ° C), jotka sopivat kuumiin teollisuusvirtaisiin.
Ylivoimainen mekaaninen lujuus: Erittäin kestävä ja vastustuskyky hankaukselle, vähemmän alttiita fyysisille vaurioille.
Pidempi käyttöikä: Vahvan luonteensa vuoksi keraamisilla kalvoilla on usein pidempi käyttöikä.
Likaantumisen vastus (suhteellinen): Vaikka niiden hydrofiilinen luonne ja kyky kestää ankaraa kemiallista puhdistusta, voivat tehdä niistä joustavampaa tietyissä korkean korotuksen ympäristöissä.
Haitat:
Korkeammat pääomakustannukset: Valmistus on huomattavasti kalliimpaa kuin polymeerikalvot, mikä johtaa korkeampiin alkuinvestointeihin.
Hauras luonne: Vaikka ne ovat vahvoja, ne ovat myös hauraita ja voivat murtaa isku- tai nopean lämpöokkien alla.
Rajoitetut geometriat: Ensisijaisesti saatavana putkimaisissa tai monikanavaisissa kokoonpanoissa, mikä voi johtaa suurempiin jalanjälkiin verrattuna kompakteihin polymeerimoduuleihin.
Materiaalin lisäksi MBR -järjestelmän kalvojen fyysinen järjestely sanelee sen toimintatavan ja soveltuvuuden eri sovelluksiin.
Kokoonpanon kuvaus: Upotetussa MBR -järjestelmässä membraanimoduulit (tyypillisesti ontto kuitu tai litteä arkki) upotetaan suoraan aktivoidun lietteen säiliön sekoitettuun viinaan. Permeaatti vedetään kalvojen läpi levittämällä lievää tyhjiö (imu) permeaattipuolelta. Ilma on tyypillisesti karkaistu kalvomoduulien alapuolella pesua ja vähentää likaantumista.
Edut ja haitat:
Edut:
Pienempi energiankulutus (pumppaus): Toimii alhaisella kalvon läpäisevällä paineella (TMP), mikä vaatii vähemmän energiaa läpäisevälle imulle verrattuna ulkoisiin järjestelmiin.
Pienempi jalanjälki: Kalvojen integrointi biologiseen säiliöön säästää tilaa poistamalla erillisten selkeys- ja pumppuasemien tarve biologisten ja kalvoyksiköiden välillä.
Helppokäyttö ja ylläpito: Suhteellisen suoraviivainen toimintaan, ja huolto (kuten puhdistus) voidaan usein suorittaa in situ .
Tehokas likaantumisen hallinta: Jatkuva ilmastus tarjoaa kalvon pinnan tehokkaan pesun, mikä auttaa lieventämään likaantumista.
Haitat:
Alempi flux: Yleensä toimii alhaisemmilla vuotojen keskimääräisellä nopeudella likaantumisen minimoimiseksi ulkoisiin järjestelmiin verrattuna.
Vaatii suuren säiliön määrän: Kalvomoduulit vievät tilaa bioreaktorissa, mikä vaatii tietyn kapasiteetin suuremman säiliön kokonaismäärän verrattuna tavanomaiseen aktivoituun lietteeseen.
Herkkyys vaurioille: Kalvot altistuvat suoraan sekoitetulle viinaan, mikä lisää suurten roskien vaurioiden riskiä, jos esikäsittely ei ole riittävä.
Hakemukset, joissa upotetut MBR: t ovat parempia: Upotetut MBR: t ovat yleisin kokoonpano kuntien jätevesikäsittelyyn, pieniin ja keskisuuriin teollisuuslaitoksiin ja sovelluksiin, joissa tila on premium ja energiatehokkuus on keskeinen näkökohta. Ne soveltuvat erityisen hyvin korkealaatuisiin jätevesien tuotantoon ja veden uudelleenkäyttöprojekteihin.
Kokoonpanon kuvaus: Ulkoisessa tai sivuvirran MBR -järjestelmässä membraanimoduulit sijaitsevat pääbiologisen reaktorin ulkopuolella. Sekoitettua viinaa pumpataan jatkuvasti bioreaktorista korkeapaineisen silmukan läpi kalvomoduuleihin, joissa tunkeutuminen erotetaan. Sitten väkevöity sekoitettu viina palautetaan bioreaktoriin.
Edut ja haitat:
Edut:
Suurempi flux: Voi toimia suuremmilla kalvon läpäisemättömillä paineilla ja siten korkeammilla vuonopeuksilla johtuen kyvystä pumppata suuremmilla nopeuksilla kalvon pinnan yli.
Moduulin vaihtaminen/huolto: helpompi: Kalvoihin pääsee tarkemmin tarkastus-, siivous- (CIP) ja korvaamiseen häiritsemättä biologista prosessia.
Parempi hallinta käyttöolosuhteissa: Pumppaus mahdollistaa ristivirtausnopeuden tarkan hallinnan, mikä auttaa likaantumisen hallintaan.
Vähemmän tilaa bioreaktorissa: Biologisessa säiliössä ei ole membraanimoduuleja, mikä mahdollisesti mahdollistaisi bioreaktorin tilavuuden tehokkaamman käytön biologiseen aktiivisuuteen.
Haitat:
Suurempi energiankulutus (pumppaus): Vaatii merkittävää energiaa sekoitetun viinan pumppaamiseksi suurella nopeudella kalvomoduulien läpi.
Suurempi jalanjälki: Yleensä vaatii suuremman yleisen jalanjäljen johtuen kalvon liukumisen ja niihin liittyvän pumppausinfrastruktuurin erillisestä sijainnista.
Korkeammat pääomakustannukset: Monimutkaisemmat putkisto- ja pumppausjärjestelyt voivat johtaa korkeampiin alkuinvestointeihin.
Lisääntynyt likaantumispotentiaali: Jos ylivirtausnopeutta ei ole optimoitu, likaantuminen voi silti olla merkittävä ongelma.
Sovellukset, joissa ulkoiset MBR: t ovat parempia: Ulkoiset MBR: t valitaan usein suurille teollisuuden jätevedenkäsittelylaitoksille, sovelluksille, joissa on erittäin tiivistettyjä tai vaikeasti hoidettavia jätevesiä tai joissa tarvitaan erityisiä moduulien geometrioita (kuten putkimaisia keraamisia kalvoja). Ne ovat myös suositeltavia, kun moduulien poistamista vaativat vankat puhdistusmenettelyt odotetaan.
MBR -prosessi on integroitu järjestelmä, joka on suunniteltu hoitamaan jätevettä tehokkaasti fyysisten ja biologisten vaiheiden sarjassa. Vaikka tarkka konfiguraatio voi vaihdella, ydinvaiheet pysyvät yhdenmukaisina, mikä varmistaa vankan epäpuhtauksien poistamisen.
Tehokas esikäsittely on ensiarvoisen tärkeää minkä tahansa MBR-järjestelmän pitkän aikavälin, vakaan toiminnan kannalta. Se suojaa loppupään membraanimoduuleja vaurioista ja liiallisesta likaantumisesta, jotka ovat kriittisiä järjestelmän suorituskyvyn ja pitkäikäisyyden ylläpitämiseksi.
Seulonta ja hiekan poistaminen: Aivan ensimmäinen puolustuslinja, seulonta sisältää raa'an jäteveden ohittamisen näytöiden läpi, joissa on asteittain hienommat aukot. Tämä vaihe poistaa suuria roskia, kuten rievut, muovit ja muut kiinteät jätteet, jotka voivat tukkia pumppuja tai vahingoittaa kalvoja fyysisesti. Seulonnan jälkeen hiekanpoistojärjestelmät (kuten hiekkakammiot) käytetään raskaampien epäorgaanisten hiukkasten, kuten hiekan, soran ja lietteen, laskeutumiseen, jotka voivat aiheuttaa laitteiden hankaavaa kulumista ja kertyä säiliöihin. MBR: ien kohdalla hieno seulonta (tyypillisesti 1-3 mm, joskus jopa hienompi) on välttämätöntä herkkien kalvojen suojaamiseksi.
Tasapainotus: Jäteveden vaikuttaminen voi vaihdella merkittävästi virtausnopeudessa, pitoisuudessa ja lämpötilassa koko päivän. Tasoitussäiliö toimii puskurina, tasoittaen nämä variaatiot. Tarjoamalla suhteellisen yhdenmukaisen virtauksen ja laadun alavirran biologiseen käsittelyyn, tasapainottaminen auttaa estämään iskukuormat mikrobiyhteisölle ja minimoivat membraanien käyttöolosuhteiden äkilliset muutokset parantaen siten järjestelmän yleistä vakautta ja suorituskykyä.
Tämä on MBR -järjestelmän sydän, jossa mikro -organismit hajottavat aktiivisesti epäpuhtaudet.
Aktivoitu lietteen prosessi MBR: ssä: Toisin kuin tavanomaiset aktivoidut liettejärjestelmät, jotka luottavat painoarvoon kiinteän nesteen erottelun suhteen, MBR integroi kalvot suoraan biologiseen reaktoriin tai sen jälkeen. Tämä mahdollistaa bioreaktorin sisällä huomattavasti korkeammat pitoisuudet sekoitetun viinan suspendoituneiden kiintoaineiden (MLSS) pitoisuuksien (MLSS), usein 8 000-18 000 mg/l, verrattuna 2 000–4 000 mg/l tavanomaisissa järjestelmissä. Tämä korkeampi biomassan pitoisuus tarkoittaa:
Parannettu biohajoaminen: Orgaanisen aineen (BOD/COD) kuluttamiseen on enemmän mikro -organismeja, mikä johtaa nopeampaan ja tehokkaampaan epäpuhtauksien poistoon.
Vähentynyt jalanjälki: Lisääntynyt hoitotehokkuus mahdollistaa pienemmät reaktorimäärät saman hoitokapasiteetin saavuttamiseksi.
Pidempi lietteen retentioaika (SRT): Kalvot säilyttävät biomassan, mikä mahdollistaa paljon pidemmän SRT: n kuin hydraulinen retentioaika (HRT). Pidempi SRT edistää hitaammin kasvavien, erikoistuneiden mikro-organismien kasvua, jotka kykenevät hajottamaan monimutkaisia epäpuhtauksia ja parantamaan lietteen laskeutumisominaisuuksia (vaikka asettumista ei käytetä suoraan erotteluun).
Vähentynyt lietteen tuotanto: Pidemmissä SRT: issä toimiminen johtaa yleensä alhaisempaan nettolietteen tuotantoon vähentäen hävittämiskustannuksia.
Ravinteiden poisto (typpi ja fosfori): MBR: t ovat erittäin tehokkaita ravinteiden poistamisessa, usein ylittäviä tavanomaisia järjestelmiä johtuen niiden kyvystä ylläpitää ihanteellisia olosuhteita bakteerien nitrifioinnissa ja denitrifioinnissa.
Typen poisto: Saavutettu yhdistelmällä aerobisia ja hapettuneita (tai anoksisia/anaerobisia) vyöhykkeitä. Aerobisissa vyöhykkeissä ammoniakki muuttuu nitriitiksi ja sitten nitraatiksi (nitrifikaatio). Ooksisissa vyöhykkeillä, hapen puuttuessa ja käytettävissä olevan hiililähteen kanssa nitraatti muuttuu typpikaasuksi (denitrifikaatio), joka sitten vapautuu ilmakehään. Liuenneen hapen korkea MLSS ja tarkka kontrolli helpottavat tehokasta nitrifikaation ja denitrifikaation.
Fosforin poisto: Biologinen fosforinpoisto (BPR) voidaan saavuttaa sisällyttämällä anaerobinen vyöhyke, jossa fosforiakeruu organismit (PAOS) imeytyvät liukoisen fosforin anaerobisissa olosuhteissa ja vapauttavat sen sitten aerobisissa olosuhteissa, ottaen vielä suuremman määrän fosforia. Kemiallinen fosforinpoisto (esim. Annostus metallisuoloilla) voidaan myös integroida helposti, usein suoraan MBR-säiliöön tai hoidon jälkeisenä vaiheessa, kun kalvot varmistavat kemiallisesti saostuvan fosforin täydellisen poistamisen.
Tämä on fyysinen erotusvaihe, joka erottaa MBR: n tavanomaisesta biologisesta hoidosta.
Erotusprosessin yleiskatsaus: Biologisesti käsitelty sekoitettu lipeä saatetaan kosketukseen kalvon pinnan kanssa. Liikevoima, tyypillisesti pieni imu (upotetuille MBR: ille) tai paineelle (ulkoisille MBR: ille), vetää puhtaan veden (läpäistä) kalvon mikroskooppisten huokosten läpi. Suspendoituneet kiinteät aineet, bakteerit, virukset ja korkean molekyylipainoiset orgaaniset yhdisteet pidetään fyysisesti kalvon pinnalla tai sen huokosten sisällä. Tämä fyysinen este varmistaa jätevesien, joka on käytännössä vapaa suspendoituneista kiinteistä aineista ja vähenee huomattavasti taudinaiheuttajissa.
Flux ja transmembraanin paine (TMP):
Flux: Viittaa kalvon pinta -alayksikköä kohti tuotetun tunteen määrään aikayksikköä kohti (esim. L/m²/h tai LMH). Se on mitta kalvon tuottavuudesta. Korkeampi vuoto tarkoittaa enemmän vettä, jota on käsitelty vähemmän kalvoalueella.
Läpäisevä paine (TMP): Tämä on paine -ero kalvossa, joka ohjaa suodatusprosessia. Se on voima, joka vaaditaan veden vetämiseen kalvon läpi.
Suhde: Suodatuksen edetessä materiaali kertyy kalvon pinnalle ja sen huokosten sisällä, mikä johtaa lisääntyneeseen virtauskestävyyteen. Jatkuvan vuon ylläpitämiseksi TMP: n on kasvatettava ajan myötä. Sitä vastoin, jos TMP pidetään vakiona, virtaus vähenee likaantumisen edetessä. Fluxin ja TMP: n välisen suhteen seuranta on ratkaisevan tärkeää kalvon suorituskyvyn ja puhdistussyklien ymmärtämiseksi. Säännöllinen puhdistus (fysikaalinen ja/tai kemikaali) on välttämätöntä likaantumisen hallitsemiseksi ja optimaalisen TMP: n ja vuon ylläpitämiseksi.
Vaikka MBR -jätevesi on poikkeuksellisen korkealaatuinen, tietyt sovellukset saattavat vaatia edelleen kiillotusta.
Desinfiointi: Sovelluksissa, joissa vaaditaan erittäin korkea patogeenin poisto, kuten suoraa juomakelpoista uudelleenkäyttöä tai päästöä herkille virkistysvesille, voidaan käyttää lisä desinfiointia. Yleisiä desinfiointimenetelmiä ovat:
Ultravioletti (UV) desinfiointi: Käyttää UV -valoa jäljellä olevien mikro -organismien inaktivoimiseen vahingoittamalla niiden DNA: ta. Se on tehokas, ei jätä jäännöksiä ja sitä suositellaan usein uudelleenkäyttösovelluksiin.
Klooraus/deklorinaatio: Klooriyhdisteiden lisääminen taudinaiheuttajien tappamiseen, mitä seuraa kloorauskloorin poistamiseksi ennen purkautumista tai uudelleenkäyttöä.
Otsonatio: Käyttää otsonikaasua (voimakas hapettia) mikropullutatien desinfiointiin ja poistamiseen.
Kiillotus: Erittäin erikoistuneissa sovelluksissa, kuten teollisuusprosessivettä tai epäsuoraa juomakelpoista uudelleenkäyttöä, voi olla tarpeen lisää kiillotusvaiheita jäännösten liuenneiden epäpuhtauksien (esim. Suolat, hivenaineet orgaanisten yhdisteiden) poistamiseksi. Näihin voi kuulua:
Käänteinen osmoosi (RO): Erittäin hieno membraaniprosessi, joka poistaa liuennetut suolat ja käytännöllisesti katsoen kaikki muut epäpuhtaudet, tuottaen ultrapiurista vettä. MBR-jätevesi toimii erinomaisena esikäsittelynä RO: lle, joka suojaa RO-kalvoja likaantumiselta.
Nanofiltraatio (NF): Kalvoprosessi karkeampi kuin RO, mutta hienompi kuin ultrafiltraatio, jota käytetään monivalvojen ionien ja suurempien orgaanisten molekyylien selektiiviseen poistamiseen.
Aktivoitu hiilen adsorptio: Käytetään poistamaan orgaanisia epäpuhtauksia, hajuja ja värejä.
Ioninvaihto: Tiettyjen ionien kohdennettuun poistamiseen.
MBR -tekniikan integroidut luonto- ja edistyneet erotteluominaisuudet tarjoavat monia etuja tavanomaisiin jätevedenkäsittelymenetelmiin verrattuna, mikä tekee siitä pakollisen valinnan monille sovelluksille.
Yksi MBR-järjestelmien merkittävimmistä eduista on niiden kyky tuottaa jatkuvasti poikkeuksellisen korkealaatuista käsitellyt jätevesi.
Suspendoituneiden kiintoaineiden ja patogeenien poistaminen: Toisin kuin tavanomaiset aktivoidut liettejärjestelmät, jotka luottavat painovoiman sedimentaatioon, MBR: issä käytetään fyysistä membraanisuojaa. Tämä este säilyttää käytännössä kaikki suspendoituneet kiinteät aineet (TSS), mukaan lukien bakteerit, alkueläimet ja jopa monet virukset. Permeaatti on kristallinkirkas ja siinä on jatkuvasti erittäin pieni sameus. Tämä korkea suodatus varmistaa, että käsitellyssä vedessä ei ole hiukkasista, jotka voivat muuten johtaa uudelleen saostumiseen tai virheellisiin prosesseihin.
Tiukkojen vastuuvapausstandardien täyttäminen: MBR: ien ylivoimainen jätevesien laatu ylittää usein tavallisen purkausluvan vaatimukset. Tämä on yhä tärkeämpää alueilla, joilla on tiukat ympäristömääräykset, jolloin laitokset voivat täyttää tai ylittää biokemiallisen hapen kysynnän (BOD), kemiallisen hapen kysynnän (COD), suspendoituneiden kiinteiden aineiden (TSS), typpi ja fosforin rajat. Tämä kyky tarjoaa ympäristön noudattamisen ja voi tarjota paremman toiminnan joustavuuden vastuuvapauden mukaan.
Avaruus on arvokas hyödyke, etenkin kaupunkialueilla ja teollisuuslaitoksilla. MBR-tekniikka tarjoaa huomattavia tilaa säästäviä etuja.
Vertailu tavanomaisiin jätevedenpuhdistamoihin: MBR -järjestelmät voivat saavuttaa saman tai jopa paremman käsittelykapasiteetin huomattavasti pienemmällä fysikaalisella alueella verrattuna tavanomaisiin aktivoituihin lietteen kasveihin. Tämä johtuu pääasiassa kahdesta tekijästä:
Toissijaisten selkeysten poistaminen: Kalvot korvaavat suoraan suuret, maaintensiiviset sekundaariset selkeyttimet, joita käytetään kiinteän nesteen erottamiseen tavanomaisissa kasveissa.
Suurempi biomassan pitoisuus: MBR: t toimivat bioreaktorissa paljon korkeammat aktiivisen biomassan (MLSS) pitoisuudet. Tämä tarkoittaa enemmän biologista hoitoa pienemmässä säiliömäärässä.
Tilaa säästävät edut: Tämä vähentynyt jalanjälki on erityisen edullinen:
Kaupunkialueet: Missä maa on kallista ja niukkaa.
Olemassa olevien kasvien jälkiasennus: Mahdollistaa kapasiteettipäivitykset olemassa olevan sivuston rajan sisällä.
Teollisuustilat: Jos käytettävissä olevaa maata voidaan rajoittaa tai tarvita ydintuotantoprosesseihin.
MBR -järjestelmille on ominaista niiden tehostettu hoitotehokkuus useissa parametreissa.
Lisääntynyt biomassan pitoisuus: Kuten mainittiin, kalvojen kyky säilyttää kaikki biomassa reaktorissa sallii MLSS -pitoisuuksien useita kertoja korkeammat kuin perinteiset järjestelmät. Tämä johtaa:
Nopeampi reaktioasteet: Läsnä on enemmän mikro -organismeja epäpuhtauksien hajottamiseksi tilavuutta kohti.
Parannettu vastus iskukuormille: Suurempi, vankka mikrobipopulaatio pystyy paremmin käsittelemään äkillisiä muutoksia vaikuttavan laadun tai määrän.
Pidempi lietteen retentioaika (SRT): Kalvot mahdollistavat erittäin pitkän SRT: n, joka mahdollistaa hitaasti kasvavien nitrifiointibakteerien ja erikoistuneiden organismien kasvun monimutkaisen epäpuhtauksien hajoamiseen, mikä parantaa ravinteiden kokonaispoistoa ja vähentää lietteen satoa.
Vähentynyt lietteen tuotanto: Pitkien SRT: ien ja orgaanisen aineen tehokkaan hajoamisen vuoksi MBR: ien tuottaman ylimääräisen lietteen määrä on yleensä alhaisempi kuin tavanomaisista aktivoiduista lietteprosesseista. Tämä kääntyy suoraan vähentyneisiin lietteenkäsittely-, vedenpoisto- ja hävityskustannuksiin, jotka voivat olla merkittävä toimintakulu.
MBR: t tarjoavat useita etuja, jotka edistävät helpompaa ja vakaampaa toimintaa.
Automaattinen toiminta: Nykyaikaiset MBR -järjestelmät ovat erittäin automatisoituja, ja edistyneillä ohjausjärjestelmillä valvonta -avainparametrit, kuten kalvon läpäisypaine (TMP), vuon ja liuenneen hapen. Tämä mahdollistaa optimoidun suorituskyvyn, automatisoidut puhdistussyklit ja etävalvontaominaisuudet.
Vähentynyt operaattorin interventio: Operaattoreilta vaaditaan MBR-prosessin korkeaa automaatiotaso ja luontainen stabiilisuus edellyttää vähemmän päivittäistä manuaalista interventiota tavanomaisiin kasveihin verrattuna. Vaikka ammattitaitoiset operaattorit ovat edelleen ratkaisevan tärkeitä valvontaa ja ylläpitoa varten, järjestelmä käsittelee monia rutiininomaisia säätöjä automaattisesti, vapauttaen henkilöstön muihin tehtäviin ja vähentämällä inhimillisten virheiden riskiä. Selkärangan operatiivisten kysymysten (kuten bulking tai vaahtoaminen) eliminointi yksinkertaistaa myös päivittäistä hallintaa.
MBR -järjestelmien tuottama huomattava laatu yhdistettynä niiden kompaktiin suunnitteluun ja operatiivisiin hyötyihin on johtanut niiden laajaan käyttöönottoon eri aloilla. Kunnan jäteveden käsittelystä erikoistuneisiin teollisuusprosesseihin ja elintärkeisiin veden uudelleenkäyttöaloitteisiin MBR -tekniikka on osoittautunut nykyaikaisen vedenhallinnan kulmakiveksi.
MBR -tekniikan ensisijainen ja laajin levittäminen on kotimaisen jäteveden käsittelyssä.
Kotimaan jäteveden käsittely: MBR: ää suositaan yhä enemmän kuntien jätevedenpuhdistamoihin (WWTPS), etenkin kaupunki- ja esikaupunkialueilla, joilla maan saatavuus on rajoitettu tai jos tiukempia vastuuvapauden määräyksiä on voimassa. Ne poistavat tehokkaasti orgaanista ainetta, ripustettuja kiinteitä aineita ja taudinaiheuttajia kotitalouksista ja kaupallisista jätevesistä, tuottaen jatkuvasti jätevesiä, joka on huomattavasti puhtaampi kuin tavanomaisista aktivoiduista lietteen prosesseista. Tämä johtaa vähentyneisiin ympäristövaikutuksiin vesien vastaanottamiseen.
Kaupunkien veden uudelleenkäyttövaatimusten täyttäminen: Kasvavien populaatioiden ja kasvavan vesistressin myötä kaupungit ympäri maailmaa etsivät jätevettä arvokkaana resurssina kuin jätetuotteena. MBR -jätevesi, joka on korkealaatuinen (alhainen sameus, käytännöllisesti katsoen suspendoituneita kiinteitä aineita ja korkea patogeenin poisto), sopii mieluiten rehuna edelleen edistyneisiin hoitoprosesseihin veden uudelleenkäyttösovelluksiin. Tähän sisältyy julkisten puistojen, golfkenttien ja maatalousmaiden kastelu, mutta ei rajoittuen, sekä teollisuusprosessiveden ja pohjavesikerroksen lataus.
Teollisille jätevesille on usein ominaista korkeat tiettyjen epäpuhtauksien pitoisuudet, vaihtelevat kuormat ja haastavat kemialliset koostumukset. MBR: t tarjoavat vankan ja mukautuvan ratkaisun näille monimutkaisille virroille.
Sovellukset elintarvikkeissa ja juomissa, lääkkeissä, tekstiileissä ja kemianteollisuudessa:
Ruoka ja juoma: Elintarvikkeiden ja juomien jalostuksen jätevesi sisältää usein suuria orgaanisia kuormituksia, rasvoja, öljyjä ja rasvaa (sumu). MBR: t käsittelevät näitä kuormia tehokkaasti, mikä mahdollistaa päästörajojen noudattamisen tai jopa sisäisen uudelleenkäyttöön sopivan veden tuotannon (esim. Washdown, kattilan rehu).
Lääkkeet: Farmaseuttinen jätevesi voi sisältää monimutkaisia ja joskus esviävia orgaanisia yhdisteitä sekä aktiivisia farmaseuttisia ainesosia (API). MBR: t, joiden pitkän lietteen retentioajat ja stabiili biomassa, ovat tehokkaita hajottamaan nämä yhdisteet ja tuottavat korkealaatuisia jätevesiä minimoimalla voimakkaiden kemikaalien ympäristön vapautumisen.
Tekstiilit: Tekstiili jätevesi on usein erittäin värillinen ja sisältää erilaisia väriaineita ja kemikaaleja. MBR: t voivat tehokkaasti poistaa väri- ja orgaaniset epäpuhtaudet, jotka auttavat vaatimustenmukaisuudessa ja mahdollisesti helpottamaan veden uudelleenkäyttöä värjäysprosessissa tai muihin ei-käyttämättömiin käyttötarkoituksiin.
Kemianteollisuus: Kemialliset kasvit tuottavat monipuolisia ja usein vaarallisia jätevesivirtoja. MBR: ien vankka luonne, etenkin kun hyödynnetään kemiallisesti kestäviä polymeerisiä tai keraamisia kalvoja, mahdollistaa haastavien jätevesien hoidon vähentäen usein tarvetta kalliiden ulkopuolisten hävittämisen tarvetta.
Erityinen epäpuhtauden poisto: Yleisten orgaanisten ja suspendoituneiden kiintoaineiden poistamisen lisäksi MBR: t ovat taitavia kohdistamaan spesifiset epäpuhtaudet. Heidän kykynsä ylläpitää monipuolista ja erittäin väkevöityä mikrobipopulaatiota mahdollistaa palautumisen orgaanisten yhdisteiden hajoamisen ja typen poistoajan tehokkaan nitrifikaatiota/denitrifikaatiota, mikä on ratkaisevan tärkeää monille teollisuuden jätevesille. Yhdistettynä muihin prosesseihin (esim. Jauhettu aktivoitu hiili) MBR: t voivat jopa käsitellä nousevia epäpuhtauksia, kuten mikropullutantteja.
Vaikka MBR: t kohtelevat pääasiassa jätevesiä, niiden jätevesien laatu tekee niistä erinomaisen esikäsittelyvaihetta järjestelmille, joiden tarkoituksena on tuottaa juomavettä, etenkin heikentyneistä vesilähteistä tai edistyneistä vedenpuhdistusjärjestelmistä.
MBR esikäsittelynä käänteisosmoosille: Kun perimmäinen tavoite on tuottaa juomakelpoista vettä (tai jopa korkeampaa, ultrapiureisiin teollisuussovelluksiin), käänteisosmoosi (RO) on usein valittu tekniikka liuenneiden suolojen ja hiven epäpuhtauksien poistamiseksi. RO -kalvot ovat kuitenkin erittäin alttiita likaantumiselle suspendoituneiden kiintoaineiden, orgaanisten aineiden ja mikro -organismien avulla. MBR -jätevesi, joka on käytännössä vapaa näistä foulanteista, toimii ihanteellisena rehuna RO -järjestelmille. Tämä MBR-RO-yhdistelmä pidentää merkittävästi RO-kalvojen elinkaarta, vähentää niiden puhdistustaajuutta ja alentaa yleisiä toimintakustannuksia, mikä tekee edistyneestä vedenpuhdistuksesta taloudellisesti kannattavamman.
Korkealaatuisen juomaveden tuottaminen: Epäsuorissa juomakelpoisissa uudelleenkäytössä (IPR) tai suorassa juomakeittimen uudelleenkäyttöjärjestelmissä (DPR) -järjestelmissä, MBR-RO-järjestelmissä, joita seuraa usein edistyneet hapettumisprosessit (AOP), ovat eturintamassa tuottamassa vettä, joka täyttää tai ylittää tiukat juomaveden standardit. Tämän ansiosta yhteisöt voivat lisätä juomaveden tarvikkeitaan käsitellyn jäteveden avulla, mikä edistää merkittävästi vesiturvallisuutta.
MBR: ien kyky tuottaa korkealaatuista, desinfioitua jätevettä sijoittaa ne suoraan avaintekniikkana erilaisille veden uudelleenkäyttö- ja kierrätyssovelluksille vähentäen riippuvuutta makean veden lähteistä.
Kastelu: MBR -jätevesiä käytetään laajasti maatalouskasvien, golfkenttien, julkisten maisemien ja asuinalueiden rajoittamattomaan kasteluun. Sen alhaiset suspendoivat kiinteät aineet ja patogeenimäärät minimoivat terveysriskit ja estävät kastelujärjestelmien tukkeutumisen.
Teollisuusjäähdytys: Monet teollisuudenalat vaativat suuria vettä jäähdytystorneihin ja prosessijäähdytykseen. MBR-käsitellyt vesi voi kompensoida merkittävästi tuoreen meikkiveden kysyntää, mikä vähentää toimintakustannuksia ja ympäristövaikutuksia. MBR -jätevesien matala likaantumispotentiaali on erityisen hyödyllinen lämmönvaihtolaitteille.
Epäsuora juomakelpoinen uudelleenkäyttö: Tähän sisältyy erittäin käsitellyn jäteveden tuominen ympäristöpuskuriin, kuten pohjaveden pohjavesikerrokseen tai pintavesisäiliöön, ennen kuin se uutetaan ja käsitellään edelleen juomavesilaitoksella. MBR-järjestelmät ovat kriittinen komponentti tällaisten järjestelmien monibarrieri-lähestymistapaan, mikä varmistaa ympäristön puskuriin tulevan veden laadun. Korkealaatuinen MBR-läpäisy minimoi ympäristölle ja tuleville juomaveden tarvikkeille.
Vaikka MBR -tekniikka tarjoaa huomattavia etuja, se ei ole ilman haasteita. Näiden rajoitusten ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää MBR -järjestelmien onnistuneelle suunnittelulle, toiminnalle ja ylläpitämiselle.
Kalvojen likaantuminen on edelleen merkittävin toimintahaaste MBR -järjestelmissä. Se viittaa erilaisten materiaalien kertymiseen kalvon pinnalle tai sen huokosten sisällä, mikä johtaa läpäisevän vuon vähentymiseen ja kalvon paineen (TMP) lisääntymiseen.
Likaantumistyypit (orgaaninen, epäorgaaninen, biologinen):
Orgaaninen likaantuminen: Liukoisten orgaanisten yhdisteiden (kuten proteiinien, polysakkaridien, humiinien aineiden ja rasvojen, öljyjen ja rasvan - sumun) aiheuttamasta jätevedestä kalvon pinnalle ja sen huokosiin ja sen huokosiin ja huokosiin. Nämä tahmeat aineet muodostavat "kakkukerroksen" tai lohko -huokoset, mikä lisää huomattavasti hydraulista resistanssia.
Epäorgaaninen likaantuminen (skaalaus): Tapahtuu, kun liuenneen epäorgaaniset suolat (esim. Kalsiumkarbonaatti, magnesiumhydroksidi, piidioksidi ja raudan saostumat) ylittävät liukoisuusrajat ja saostuvat suoraan kalvon pinnalle. Tämä muodostaa kovat, kiteiset kerrokset, joita on vaikea poistaa.
Biologinen likaantuminen (biokerho): Sisältää mikro -organismien (bakteerien, sienten, levien) kasvun kalvon pinnalla, muodostaen limaisen, sitkeän biofilmin. Nämä biofilmit eivät vain lisää hydraulista vastustusta, vaan voivat myös erittää solunulkoisia polymeerisiä aineita (EPS), jotka parantavat edelleen orgaanista likaantumista ja ovat erittäin resistenttejä poistolle.
Kolloidinen likaantuminen: Tulokset hienojen, ei-leimattomien hiukkasten (esim. Savi, lietteen, metallihydroksidien) kertymisestä, jotka kerrostuvat kalvon pinnalle tai majoille sen huokosiin.
Likaantumiseen vaikuttavat tekijät: Likaantuminen on monimutkainen ilmiö, johon vaikuttavat monet tekijät:
Jäteveden ominaisuudet: Suspendoituneiden kiintoaineiden, orgaanisten aineiden, ravinteiden ja spesifisten epäorgaanisten ionien pitoisuudet vaikuttavat voivat pahentaa likaantumista.
Käyttöolosuhteet: Korkeat vuonopeudet, riittämätön ilmastus (upotettujen MBR: ien pesemiseen), lyhyet hydrauliset retentioajat (HRT) ja epävakaat sekoitetut liuosominaisuudet (esim. PH -vaihtelut, heikko lietteen suodattomuus) voivat kiihdyttää likaantumista.
Kalvoominaisuudet: Materiaali (hydrofobisuus/hydrofiilisyys), huokoskoko, pintavaraus ja itse kalvon karheus voivat vaikuttaa sen herkkyyteen likaantumiselle.
Pitkäaikaisista eduista huolimatta MBR-järjestelmien alkuperäinen pääoma ja jatkuva toimintakustannukset voivat olla korkeammat kuin perinteiset hoitomenetelmät.
Alkuinvestointikustannukset: MBR -järjestelmiin liittyy tyypillisesti korkeammat alkuperäiset investoinnit verrattuna perinteisiin aktivoituihin lietteen kasveihin, pääasiassa:
Kalvomoduulin kustannukset: Itse kalvot ovat merkittävä osa pääomakustannuksia.
Erikoistuneet laitteet: MBR: t vaativat erikoistuneita pumppuja, puhaltimia kalvojen pesemiseen ja edistyneisiin ohjausjärjestelmiin lisäämällä alkuinvestointeja.
Esikäsittelyvaatimukset: Hienomman seulonnan tarve ja joskus ylimääräiset esikäsittelyvaiheet kalvojen suojaamiseksi voivat nousta etukäteen.
On kuitenkin tärkeää huomata, että vähentynyt jalanjälki voi joskus korvata maan hankintakustannukset tiheästi asutuilla alueilla.
Operatiiviset kustannukset (energia, kemikaalit):
Energiankulutus: MBR: t ovat yleensä energiaintensiivisempiä kuin tavanomaiset järjestelmät, ja ilmasto (sekä biologisen aktiivisuuden että kalvojen pesu) on suurin energian kuluttaja, ja sen osuus on usein 50–70% kokonaisen energian kysynnästä. Permeate -pumppaus myötävaikuttaa myös energiankulutukseen.
Kemialliset kustannukset: Vaikka MBR: t vähentävät lietteen tuotantoa, niille aiheutuu kalvojen puhdistuksessa käytettyjen kemikaalien kustannuksia (esim. Kloori, hapot, alkalit) ja joskus kemiallisen fosforinpoisto- tai pH -säädön suhteen.
Kalvon korvaaminen: Kalvoilla on rajallinen elinikä (tyypillisesti 5-10 vuotta toiminnasta riippuen), ja niiden säännöllinen korvaaminen edustaa merkittävää toistuvaa toimintakustannusta.
Kalvojen fyysisen eheyden ylläpitäminen on ensiarvoisen tärkeää jätevesien laadun varmistamiseksi.
Mahdollisuus kalvovaurioihin: Kalvot, erityisesti ontot kuidut, voivat olla alttiita fyysisille vaurioille:
Hioma -hiukkaset: Riittämätön esikäsittely, joka johtaa terävien tai hankaavien hiukkasten esiintymiseen sekoitetussa viinissä.
Liiallinen mekaaninen jännitys: Korkeat imupaineet, aggressiivinen ilman peseminen tai virheellinen käsittely asennuksen tai kunnossapidon aikana voivat johtaa kuidun rikkoutumiseen tai arkin repimiseen.
Kemiallinen hajoaminen: Altistuminen liian aggressiivisille puhdistuskemikaaleille tai korkeille hapettimien pitoisuuksille pitkien ajanjaksojen aikana voi heikentää kalvomateriaalia.
Seuranta ja ylläpito: Kalvovaurioiden riskien lieventämiseksi ja johdonmukaisen jätevesien laadun varmistamiseksi tiukat seuranta- ja ylläpitoprotokollat ovat välttämättömiä:
Online -seuranta: Läpäilyn sameuden, läpäisevän paineen (TMP) ja fluxin jatkuva seuranta voi tarjota välittömiä merkkejä kalvon eheyden rikkomisesta. Turbiditeetin äkillinen lisääntyminen on punainen lippu.
Rehellisyystestaus: Säännölliset eheyskokeet, kuten paineen hajoamiskokeet (PDT) tai kuplapisteen testit, suoritetaan pienten vuotojen tai kuitujen murtumien havaitsemiseksi, ennen kuin ne vaikuttavat merkittävästi jätevesien laatuun. Nämä testit sisältävät membraanimoduulin paineistamisen ilmalla ja painepudotuksen seurantaa, mikä osoittaa vuodon.
Visualitarkastukset: Membraanimoduulien säännölliset visuaaliset tarkastukset voivat auttaa tunnistamaan kaikki näkyvät vaurioiden merkit tai liiallinen likaantuminen.
Korjaus/vaihtaminen: Vaurioituneet kuidut tai moduulit on korjattava viipymättä (esim. Kytkemällä rikkoutuneet kuidut) tai vaihdettava järjestelmän suorituskyvyn ja jätevesien laadun ylläpitämiseksi.
Tehokas ylläpito ja oikea -aikainen puhdistus ovat ehdottoman kriittisiä MBR -kalvojen jatkuvan suorituskyvyn, pitkäikäisyyden ja taloudellisen elinkelpoisuuden kannalta. Ilman tiukkaa puhdistusohjelmaa membraanin likaantuminen tekisi järjestelmästä nopeasti käyttökelvottoman.
Ennakoiva päivittäinen ja viikoittainen seuranta ja yksinkertaiset fyysiset toimenpiteet muodostavat MBR: n ylläpidon selkärangan.
TMP: n ja fluxin seuranta: Kalvon paineen jatkuvan seuranta (TMP) ja permeaattivuoto on MBR -järjestelmien tärkein toimintaindikaattori.
TMP -trendi: Normaalin toiminnan aikana TMP kasvaa vähitellen, kun lievä, palautuva foulanttikerros kasvaa. TMP: n jyrkkä tai äkillinen kasvu tarkoittaa nopeaa likaantumista, mikä osoittaa, että tarvitaan intensiivisempi puhdistus tai vianetsintä.
Flux -trendi: Vakaan vuon ylläpitäminen on avain. Vuon väheneminen vakiona TMP: llä tai kyvyttömyys ylläpitää kohdevuon, merkitsee myös likaantumista ja toiminnan tarvetta.
Operaattorit käyttävät näitä suuntauksia puhdistussyklien ajoittamiseen ja niiden tehokkuuden arvioimiseen. Trendikäs historiallinen tieto mahdollistaa puhdistustaajuuksien ennustavan ylläpidon ja optimoinnin.
Visualitarkastukset: Kalvomoduulien ja bioreaktorin säännölliset visuaaliset tarkastukset ovat välttämättömiä. Tämä sisältää:
Ilman pesujakauma: Varmistetaan, että kalvojen alla olevien ilman hajottimet tarjoavat yhtenäisiä ja voimakkaita ilman pesua, jotta ne voidaan poistaa tehokkaasti kalvon pinnalta. Estetyt hajottimet voivat johtaa paikalliseen likaantumiseen.
Kalvon pinta: Etsitkö näkyvää lietteen keräämistä, biokasvua tai merkkejä fyysisistä vaurioista kalvokuiduissa tai arkeissa.
Bioreaktorin terveys: Tarkkailemalla sekoitettua viinaa vaahtoamisen, bulking tai epätavallisen värin merkkejä varten, mikä voi viitata epäterveelliseen biologiseen prosessiin, joka vaikuttaa kalvon suorituskykyyn.
Ilmaston optimointi: Pelkästään pesemisen lisäksi ilmasto on optimoitava sekä biologista aktiivisuutta (saadaan happea mikro -organismeille) että kalvonpuhdistukseen. Oikea ilman virtausnopeus ja jakauma estävät tiheän, peruuttamattoman kakkukerroksen muodostumisen kalvon pinnalle, mikä varmistaa löysästi kiinnitettyjen hiukkasten jatkuvan irtoamisen.
MBR -puhdistusmenetelmät luokitellaan tyypillisesti niiden voimakkuuden ja taajuuden perusteella, rutiininomaisesta fysikaalisesta puhdistuksesta aggressiivisempiin kemiallisiin interventioihin.
Takapesu (tai backflushing):
Kuvaus: Tämä on yleisin ja vähiten aggressiivinen puhdistusmenetelmä. Siihen sisältyy hetkeksi kääntämistä läpäisevän virtauksen läpi kalvon läpi, työntäen kertyneet foulantit kalvon pinnalta ja takaisin sekoitettuun viinaan. Upotettujen MBR: ien kohdalla tähän sisältyy usein pienen positiivisen paineen kohdistaminen puhtaan läpäisevän veden (tai joskus käsitellyn jätevesien) sisäpuolelta (permeaattipuolelta) kalvon ulkopuolelle (sekoitettu viinapuoli). Ilman pesu jatkuu yleensä takaisinpesun aikana siirtymisen helpottamiseksi.
Taajuus ja tehokkuus: Takapesu suoritetaan usein, usein 10-20 minuutin välein 30-60 sekunnin ajan. Se on erittäin tehokas poistamaan löysät, palautuvat virheet (kuten dynaaminen kalvo tai kevyesti adsorboituneet hiukkaset) ja suhteellisen stabiilin vuodon ylläpitämiseen normaalin toiminnan aikana. Sitä pidetään fyysisenä puhdistusmenetelmänä.
Kemiallisesti parantunut takapesu (CEB):
Kuvaus: CEB on intensiivisempi fysikaalinen puhdistusmenetelmä, jossa takapesuveteen lisätään alhainen puhdistuskemikaalin pitoisuus. Kemiallinen liuos pulssitaan kalvon läpi tai annetaan liota lyhyeksi ajaksi ennen kuin se on takapesua. Tässä yhdistyvät takapesun fysikaalinen poisto liuenneen tai hajaantumisen kemiallisiin vaikutuksiin.
Kemikaalien käyttö takaisinpesun parantamiseksi: CEB käyttää tyypillisesti hapettimia, kuten natriumhypokloriittia (NACLO) orgaanisille ja biologisille foulanteille tai hapoille (esim. Sitruunahappo) epäorgaaniseen skaalaamiseen. Kemiallinen konsentraatio on pienempi kuin täydessä kemiallisessa puhdistuksessa, ja kosketusaika on lyhyempi.
Taajuus ja tehokkuus: CEBS suoritetaan harvemmin kuin tavalliset takapesut, yleensä kerran päivässä kerran viikoittain, likaantumisnopeuksista riippuen. Ne ovat tehokkaasti poistamaan pysyvämpiä, mutta silti suurelta osin palautuvia, foulantteja ja auttavat viivyttämään täydellisten kemiallisten puhdistuksen tarvetta.
Kemiallinen puhdistus (puhdas paikalla-CIP):
Kuvaus: CIP on aggressiivisempi ja harvempi puhdistusmenetelmä, joka on suunniteltu palauttamaan kalvon läpäisevyys, kun fysikaaliset ja kemiallisesti parannetut takapesut eivät ole enää riittäviä. Siihen sisältyy kalvomoduulin tai pankin eristäminen, sekoitetun viinan tyhjentäminen ja sitten kiertäminen tiivistettyihin kemiallisten puhdistusliuoksiin moduulin läpi pitkään (tunteja yöhön).
Puhdistusaineiden tyypit (hapot, alkalit, hapettimet):
Alkalipuhdistusaineet (esim. Natriumhypokloriitti - naclo, natriumhydroksidi - NaOH): Erittäin tehokas orgaanisten foulanttien (proteiinit, polysakkaridit, humic -aineet) ja biologiset kalvot liuottaen ja dispergointiin. Naclo toimii myös desinfiointiaineena.
Happamat puhdistusaineet (esim. Sitruunahappo, oksaalihappo, suolahappo - HCl): Ensisijaisesti käytetty epäorgaanisten skaalausten liuottamiseen (esim. Kalsiumkarbonaatti, magnesiumhydroksidi, raudan saostumat).
Muut erikoistuneet puhdistusaineet: Erityisestä foulantikoostumuksesta riippuen voidaan käyttää muita kemikaaleja, kuten entsyymejä (spesifisiä orgaanisia yhdisteitä), pinta -aktiivisia aineita tai omia formulaatioita.
Puhdistusprotokollat: CIP sisältää tyypillisesti vaiheiden sekvenssin:
Eristäminen ja tyhjentäminen: Kalvomoduuli otetaan offline -tilassa ja tyhjennetään sekoitetusta viinasta.
Huuhtelu: Huuhdettu permeaatti löysien kiinteiden aineiden poistamiseksi.
Kemiallinen liotus/kierrätys: Sopiva puhdistusliuos (happo tai emäksinen, usein peräkkäin) otetaan käyttöön ja joko annetaan liota tai jatkuvasti kierrättää kalvomoduulin läpi määritettyä kestoa ja lämpötilaa varten (usein kohonnut puhdistuksen parantamiseksi).
Huuhtelu: Perusteellinen huuhtelu puhtaalla vedellä on välttämätöntä kemiallisen puhdistuksen jälkeen kaikkien kemiallisten tähteiden poistamiseksi.
Palaa palveluun: Moduuli palautetaan palvelukseen, usein valvotulla aloitusvaiheella.
Taajuus ja tehokkuus: CIP: t suoritetaan paljon harvemmin, tyypillisesti kerran kuukaudessa muutaman kuukauden välein tai TMP-trendin sanelemana edeltävän kynnyksen saavuttamiseksi. Ne ovat erittäin tehokkaita palauttamaan merkittävän osan kalvon alkuperäisestä läpäisevyydestä, poistaen itsepäiset, peruuttamattomat foulantit, jotka kerääntyvät ajan myötä.
Offline-puhdistus (sijan puhdistus-poliisi): Joissakin vakavissa likaantumisskenaarioissa tai määräajoin syväpuhdistuksesta kalvomoduulit voidaan poistaa säiliöstä ja liottaa tai puhdistaa erillisessä ulkopuolisessa puhdistussäiliössä. Tämä mahdollistaa aggressiivisemmat kemikaalit, korkeammat lämpötilat tai pidemmät liottamisajat, ja se voi olla erityisen tehokas voimakkaasti likaantuneille moduuleille.
Vaikka MBR-tekniikan teoreettiset edut ja toimintamekanismit ovat pakottavia, sen todellinen vaikutus osoitetaan parhaiten onnistuneiden reaalimaailman toteutusten avulla. Nämä tapaustutkimukset korostavat MBR: ien monipuolisuutta ja tehokkuutta eri asteikkojen ja sovellusten välillä tarjoamalla arvokkaita näkemyksiä niiden suorituskyvystä ja opittuista oppitunneista.
Tässä tutkimme muutamia hypoteettisia esimerkkejä, jotka edustavat yleisiä ja merkittäviä MBR -sovelluksia. Kun kirjoitat todellisen artikkelisi, sinun kannattaa löytää erityisiä, julkaistuja tapaustutkimuksia konkreettisella tiedoilla.
Esimerkki 1: Kaupunkien kunnallinen jätevedenkäsittely veden uudelleenkäyttöön
Sijainti/projekti: Kuvittele "Aquatch Recovery Project" tiheästi asutussa rannikkokaupungissa (esim. Jossain kokenut veden niukkuutta, kuten Barcelona, Singapore tai Kalifornian osat).
Ongelma osoitettu: Kaupungilla oli lisääntynyt veden kysyntä, vähenevät makean veden resurssit ja tiukat purkausrajat tavanomaiselle jätevedenpuhdistamolle (WWTP). Nykyinen kasvi oli myös lähellä kapasiteettiaan ja miehitti arvokasta kaupunkimaata.
MBR -ratkaisu: Uusi, keskitetty MBR -laitos rakennettiin, suunniteltiin hoitamaan 50 000 m³/päivä (noin 13,2 mgd) kunnallista jätevettä. Järjestelmä käytti upotettuja polymeerisiä (PVDF) kalvoja. Korkealaatuinen MBR-jätevesi käsiteltiin sitten edelleen UV-desinfioinnilla ja pienellä osalla käänteisosmoosilla teollisuusprosessivettä varten ja epäsuora juomakelpoinen uudelleenkäyttö.
Suorituskykytiedot:
Jätevesien laatu: Saavutettu jatkuvasti TSS <1 mg/l, BOD <3 mg/L, kokonaistyppi <5 mg/l ja käytännössä täydellinen ulosteen koliformien poisto. Turbiditeetti on tyypillisesti alle 0,1 NTU.
Jalanjäljen vähentäminen: Korvasi tavanomaisen järjestelmän 3 -kertaisesti sen koon, vapauttaen merkittävän maan julkiseen käyttöön.
Veden uudelleenkäyttö: Antoi kaupungille mahdollisuuden kompensoida 30% ei-keskiasteen veden kysyntään ja edistää pohjavesikerroksen lataamista, mikä parantaa veden turvallisuutta.
Tärkein takeway: Osoittaa MBR: n kyvyn käsitellä suuria kunnallisia virtauksia tarjoamalla samalla korkealaatuisia jätevesiä, jotka soveltuvat edistyneeseen uudelleenkäyttöön, ja kaupunkiympäristöissä on merkittäviä tilaa säästäviä etuja.
Esimerkki 2: Teollisuuden jätevedenkäsittely elintarvikkeiden jalostuslaitoksessa
Sijainti/projekti: "Greenfoods -prosessointilaitos" maaseudulla, jossa on tiukat paikalliset vastuuvapauden määräykset (esim. Meijeritila- tai juomalaitos Alankomaissa, joka tunnetaan korkeista ympäristöstandardeista).
Ongelma osoitettu: Elintarvikkeiden jalostuslaitos tuotti erittäin lujuuden jätevettä vaihtelevilla orgaanisilla kuormilla (korkea BOD/COD, rasvat, öljyt ja rasva) ja kohtasi lisääntyvän purkausmaksun ja mahdolliset lupirikkomukset. Makean veden kulutusta oli myös halu vähentää.
MBR -ratkaisu: Ulkoinen (sivuvirta) MBR -järjestelmä keraamisilla putkimaisilla kalvoilla asennettiin prosessin jäteveden hoitamiseksi 1000 m³/päivä (noin 0,26 mgd). Keraamisten kalvojen valinta johti potentiaalia korkean lämpötilan puhdistukseen ja vankka suorituskyky haastavia teollisuusvirheita vastaan. Käsitellyä vettä käytettiin uudelleen kosketukseen jäähdytys- ja pesusovelluksiin.
Suorituskykytiedot:
Saasteiden poisto: Saavutettu> 98% BOD: n poisto,> 95% COD -poisto ja tehokkaasti hallittu sumu, joka täyttää kaikki paikalliset purkausrajat.
Veden kierrätys: Mahdollisti noin 70% käsitellyn jäteveden kierrätyksen vähentäen merkittävästi makean veden saantia ja purkausmäärää.
Vahvuus: Osoitettu joustavuus orgaanisiin iskukuormiin ja tehokkaaseen puhdistukseen tietyille teollisuusvirheille.
Tärkein takeway: Kuvaa MBR: n voimakasta suorituskykyä haastavissa teollisuusympäristöissä, etenkin keraamisilla kalvoilla, mikä helpottaa merkittävää veden uudelleenkäyttöä ja noudattamista.
Esimerkki 3: Etäyhteisön jäteveden hoito
Sijainti/projekti: "Mountain View Eco-Resort" arkaluontoisella ekologisella vyöhykkeellä (esim. Kansallispuisto tai syrjäinen turistikohde).
Ongelma osoitettu: Lomakeskus tarvitsi kompakti, luotettavan jätevedenkäsittelyratkaisun, joka tuotti poikkeuksellisen puhtaita jätevesiä koskemattoman paikallisen ympäristön suojelemiseksi ja paikan päällä tapahtuvalle kastelulle. Tavanomaiset järjestelmät olivat liian suuria ja monimutkaisia toimimaan etäyhteydessä.
MBR -ratkaisu: Asennettiin kompakti, modulaarinen upotettu MBR -järjestelmä (200 m³/päivä, noin 0,05 mgd). Sen automatisoidut säätimet ja minimaalinen jalanjälki olivat ihanteellisia etäpaikkaan.
Suorituskykytiedot:
Jätevesien laatu: Tuotettu jätevesi, joka soveltuu suoriin purkautumiseen herkille vesille ja rajoittamattomalle kastelulle, täydentää jatkuvasti erittäin alhaisia ravintoaine- ja taudinaiheuttajia.
Operatiivinen yksinkertaisuus: Etävalvonta- ja automatisoidut puhdistussyklit minimoivat vakiokäyttöisen käytön läsnäolon tarpeen.
Ympäristönsuojelu: Ei varmistanut haitallisia vaikutuksia paikalliseen ekosysteemiin.
Tärkein takeway: Korostaa MBR: n soveltuvuutta hajautettuihin sovelluksiin, etäpaikkoihin ja herkäihin ympäristöihin sen kompakti luonteen, korkean jätevesien laadun ja toiminnan vakauden vuoksi.
Aikaisempien MBR -toteutusten analysointi tarjoaa tärkeitä näkemyksiä tuleville hankkeille, jotka auttavat välttämään yleisiä sudenkuoppia ja optimoimaan suorituskykyä.
Yleiset sudenkuopat ja kuinka välttää niitä:
Riittämätön esikäsittely: Tämä on yleisin syy MBR: n toimintakysymyksiin ja kalvovaurioihin. Ratkaisut sisältävät vankan hienon seulonnan (1-3 mm tai vähemmän), tehokkaan hiekanpoistoa ja joskus liuennettua ilmavalo (DAF) suurille sumukuormille.
Asianmukaisen suunnittelun puute likaantumisen hallitsemiseksi: Erityisten jäteveden ominaisuuksien huomioon ottaminen tai riittämättömän ilman peseminen voi johtaa nopeaan ja peruuttamattomaan likaantumiseen. Tämän välttäminen vaatii perusteellista pilottestausta ja kokeneita MBR -suunnittelijoita.
Riittämätön operaattorin koulutus: MBR: t ovat hienostuneita järjestelmiä. Operaattorit tarvitsevat kattavaa koulutusta automatisoiduista ohjaimista, kalvojen puhdistusprotokollista, eheyden testaamisesta ja vianetsinnästä.
Energiakustannusten aliarviointi: Vaikka MBR: t ovat kompakteja, ne voivat olla energiaintensiivisiä, pääasiassa ilmaston vuoksi. Energiatehokkuuden huolellinen suunnittelu (esim. Optimoitu ilman pesua, tehokkaita puhaltimia) on ratkaisevan tärkeää.
Huono kemiallisen puhdistusstrategia: Väärien kemikaalien, väärien pitoisuuksien tai riittämättömien liottamisaikojen käyttäminen voi johtaa tehottomaan puhdistukseen tai jopa kalvovaurioon. Systemaattinen lähestymistapa kemialliseen puhdistukseen, jota usein ohjaavat kalvon toimittajat, on elintärkeää.
Parhaat käytännöt MBR: n toimintaan:
Ennakoiva likaantumisen hallinta: Toteuta säännölliset takapesut ja CEB: t TMP -trendien perusteella. Älä odota vakavaa likaantumista CIP: n suorittamiseksi.
Johdonmukainen esikäsittely: Varmista, että seulat puhdistetaan ja ylläpidetään säännöllisesti, ja hiekanpoistojärjestelmät optimoidaan.
Pidä vakaa biologia: Seuraa tärkeimpiä biologisia parametreja (esim. MLSS, liuennut happi, pH) terveellisen ja stabiilin mikrobiyhteisön varmistamiseksi, mikä on ratkaisevan tärkeää yleisen suorituskyvyn ja vähentyneen likaantumisen kannalta.
Säännöllinen eheystestaus: Suorita rutiininomaisesti paineen rappeutuminen tai kuplapisteen testit kalvojen rikkomiseksi varhaisessa vaiheessa suojaamalla jätevesien laatua.
Optimoi ilmastus: Varmista, että Air Scour on riittävä ja jakautunut tasaisesti pitämään kalvot puhtaina ilman liiallista energiankulutusta.
Kattava tietojen kirjaaminen: Kerää ja analysoi toimintatiedot (TMP, Flux, puhdistustaajuudet, kemiallinen käyttö) suuntausten tunnistamiseksi, prosessien optimoimiseksi ja ylläpitotarpeiden ennustamiseksi.
Valmistajan ohjeet ja tuki: Noudata tarkasti kalvon valmistajan toiminta- ja siivousohjeet ja hyödyntää niiden teknistä tukea.
86-571-88647609
+ 86-15267462807
Englanti
عربي
español