Τι είναι το MBR;
Το MBR, επίσης γνωστό ως βιοαντιδραστήρα μεμβράνης, είναι μια νέα τεχνολογία επεξεργασίας νερού που συνδυάζει την ενεργοποιημένη επεξεργασία ιλύος με τεχνολογία διαχωρισμού μεμβράνης. Επί του παρόντος, υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι μεμβρανών MBR: μεμβράνες κοίλων ινών, μεμβράνες επίπεδων φύλλων, κεραμικές μεμβράνες και σωληνοειδείς μεμβράνες.
Οι κοίλες μεμβράνες ινών (επίσης γνωστές ως μεμβράνες κουρτίνας) και οι μεμβράνες επίπεδων φύλλων αναφέρονται συλλογικά ως "οργανικές μεμβράνες". Το κύριο υλικό τους είναι το PVDF (φθορίδιο πολυβινυλιδενίου), το κυρίαρχο υλικό για όλες τις μεμβράνες που βρίσκονται στην αγορά. Εντούτοις, το PTFE (Polytetrafluoroethylene) εμφανίστηκε πρόσφατα και λέγεται ότι είναι ανώτερο από το PVDF, με αποτέλεσμα μια πιο ομοιόμορφη κατανομή μεγέθους πόρων κατά τη διάρκεια της μεμβράνης, κερδίζοντας το ψευδώνυμο "Ο βασιλιάς των πλαστικών".
Οι κεραμικές μεμβράνες εμφανίστηκαν πρόσφατα και αναφέρονται συλλογικά ως "μεμβράνες επίπεδης φύλλων" μαζί με οργανικές μεμβράνες επίπεδης φύλλων. Οι κεραμικές μεμβράνες έχουν εξαιρετική χημική σταθερότητα και είναι ανθεκτικές σε οξέα, αλκάλια, οργανικούς διαλύτες και υψηλές θερμοκρασίες. Προσφέρουν επίσης πλεονεκτήματα, όπως μια στενή κατανομή μεγέθους πόρων και υψηλή απόδοση διαχωρισμού. Οι κεραμικές μεμβράνες που έχω συναντήσει είναι κυρίως κατασκευασμένες από οξείδιο του αργιλίου, οξείδιο του τιτανίου και ενδεχομένως οξείδιο του πυριτίου.
Οι οργανικές σωληνοειδείς μεμβράνες, ένας τύπος στοιχείου μεμβράνης, είναι κατάλληλοι για τεχνολογίες διαχωρισμού μεμβράνης όπως υπερδιήθηση, μικροπιστροφή και ακόμη και νανοδιήθηση. Τα πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν ευρύτατα κανάλια ροής, τυρβώδη ροή εντός των σωλήνων και χαμηλές απαιτήσεις για ακρίβεια προεπεξεργασίας. Οι σωληνοειδείς μεμβράνες είναι εύκολο να καθαριστούν, χρησιμοποιώντας χημικούς καθαριστικούς παράγοντες καθώς και μηχανικό καθαρισμό. Οι σωληνοειδείς μονάδες μεμβράνης προσφέρουν απώλεια χαμηλής πίεσης, επιτρέποντας τα κανάλια μακράς ροής (έως και 48 μέτρα σε σειρά), με αποτέλεσμα την υψηλή αποτελεσματικότητα διήθησης.
Μια επίπεδη - μεμβράνη πλάκας είναι ένα ενιαίο φύλλο (τυπικά ABS) με ένα κανάλι ροής, διπλό - επένδυση με πλάτη και φύλλα μεμβράνης PVDF, απρόσκοπτα συγκολλημένα μαζί για να σχηματίσουν μία μεμβράνη. Υπάρχουν επίσης δύο τύποι μεμβρανών που ονομάζονται επίσης επίπεδες - μεμβράνες πλάκας: μεμβράνες μαλακών φύλλων και εύκαμπτες μεμβράνες. Ένα επίπεδη - συγκρότημα μεμβράνης πλάκας συνήθως αποτελείται από ένα πλαίσιο συγκολλημένο από 304 ανοξείδωτο χάλυβα, στο οποίο εισάγονται και ασφαλίζονται τα φύλλα μεμβράνης. Οι σωλήνες αερισμού και οι σωλήνες συλλογής νερού εγκαθίστανται στη συνέχεια, δημιουργώντας μια μονάδα μεμβράνης. Επί του παρόντος, οι ενότητες συνήθως περιέχουν οπουδήποτε από 10 έως 250 μεμβράνες, ανεξάρτητα από το μέγεθος των μεμονωμένων μεμβρανών. Θεωρητικά, εάν μια μεμβράνη είναι κατεστραμμένη και η παραγωγή νερού πέφτει, μπορεί να επιθεωρηθεί και να αντικατασταθεί μεμονωμένα, εξοικονομώντας κόστος αντικατάστασης.
Πώς να επιλέξετε μια μονάδα μεμβράνης;
Επιλέξτε μια ροή μεμβράνης με βάση την ποιότητα του νερού, συνήθως 10-26 L/M²H. Για παράδειγμα, για τα εγχώρια λύματα, συνιστάται 18-22 L/m²H, ενώ για ηλεκτρολυτική, φαρμακευτική και άλλα λύματα, συνιστάται 12,5-15 l/m²h. Εξετάστε επίσης τη σύνθεση του νερού που εισέρχεται στη δεξαμενή μεμβράνης, συμπεριλαμβανομένου του εάν περιέχει σημαντικές ποσότητες ιόντων πετρελαίου, ασβεστίου και μαγνησίου ή οργανικών διαλυτών που είναι συμβατοί με τη μεμβράνη.
Τύπος υπολογισμού δεξαμενής μεμβράνης:
Αριθμός μεμβρανών n=q ÷ n ÷ a x 1000
Ε: Καθημερινός όγκος επεξεργασίας νερού (T/D)
N: ροή μεμβράνης (L/M²/D) (η επιλογή ροής αναφέρεται παραπάνω, μπορεί να μετατραπεί σε ημέρες. Προσπαθήστε να διατηρήσετε τη χαμηλότερη δυνατή τιμή.)
Α: Η αποτελεσματική περιοχή ανά μεμβράνη (τα κοινά μεγέθη είναι επίσης 1,5 και 0,8 m², αλλά είναι επίσης διαθέσιμα 2, 1,6, 1,0 και 0,9 m².)
Επειδή η επιλογή της περιοχής της μεμβράνης σχετίζεται με την επιθυμητή δεξαμενή, το βάθος της δεξαμενής πρέπει πρώτα να προσδιοριστεί. Για ένα αποτελεσματικό βάθος νερού 3-3,5 μέτρων, μπορεί να επιλεγεί μια μεμβράνη 1,5 m². Για ένα αποτελεσματικό βάθος νερού 2,2-2,5 μέτρων, μπορεί να επιλεγεί μια μεμβράνη 0,8-1,0 m. Γενικά, χρησιμοποιείται μεμβράνη 1,5 μ. Για πολιτικές δεξαμενές και χρησιμοποιείται μεμβράνη 0,8 m για δεξαμενές χάλυβα.
Κατά την επιλογή μιας δεξαμενής μεμβράνης, το αποτελεσματικό βάθος του νερού καθορίζει το μέγεθος της μεμβράνης, το μήκος της δεξαμενής καθορίζει τον αριθμό των εγκατεστημένων μονάδων και το πλάτος της δεξαμενής καθορίζει τον αριθμό των μεμβρανών ανά μονάδα.
Λαμβάνοντας μια επίπεδη μεμβράνη περίπου 1,5 τετραγωνικών μέτρων ως παράδειγμα, το μήκος της είναι περίπου 1600-1800 mm, το πλάτος του είναι 470-550 mm και το πάχος του είναι 5-7,5 mm. Αυτά είναι γενικά παρόμοια.
Χρησιμοποιώντας μια μονάδα επεξεργασίας εγχώριων αποχέτευσης 100 T/D ως παράδειγμα, υπολογίστε τον αριθμό των φύλλων μεμβράνης:
Σύμφωνα με τον τύπο: n=100 ÷ 400 ÷ 0.8 x 1000=312.5 (φύλλα). Εάν ο αριθμός δεν είναι ακέραιος, γύρω του. Δεδομένου ότι 400 L/m²D είναι το ελάχιστο, 300 φύλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας. Μια μονάδα 100 φύλλων απαιτεί 3 μονάδες και μια μονάδα 150 φύλλων απαιτεί 2 μονάδες. Επιλέξτε τον σωστό αριθμό με βάση το μέγεθος της δεξαμενής μεμβράνης.
Τα απαιτούμενα μεγέθη δεξαμενών μεμβράνης για αυτούς τους δύο τύπους είναι:
Για 3 μονάδες: 4 x 2,5 x 2,8m ή 3,5 x 2,5 x 2,8m
Για 2 μονάδες: 3 x 3.2 x 2.8m
Το μήκος της δεξαμενής μεμβράνης είναι ο αριθμός των μονάδων συν 1 μέτρο για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη τοποθέτηση των μονάδων. Εάν υπάρχει μεγάλος αριθμός μονάδων, η συμπίεση είναι αποδεκτή, αλλά αν υπάρχουν λιγότερα, αυτό δεν συνιστάται. Πρέπει να ληφθούν υπόψη οι εκτιμήσεις εγκατάστασης.
Το πλάτος της δεξαμενής μεμβράνης θα πρέπει να σχεδιάζεται για να επιτρέπει άφθονο χώρο για σωληνώσεις στα συστήματα αερισμού και νερού, καθώς και για ευκολία εγκατάστασης και συντήρησης από τους εργαζόμενους. Τα τυπικά πλάτη μονάδας υπολογίζονται με βάση τα 11-14 mm ανά μεμβράνη. Αφήστε 200 mm για τα ράφια σε κάθε άκρο και 350 mm τόσο για τα συστήματα συλλογής νερού όσο και για τα συστήματα αερισμού. Το απαιτούμενο πλάτος για 100 μεμβράνες είναι: 100 x 14 + 400 + 700=2500 mm.
Πώς καθαρίζονται οι μονάδες μεμβράνης;
Η επίπεδη - μεμβράνη πλάκας λειτουργεί με πίεση 0 - 35 kPa. Το μεικτό υγρό στη δεξαμενή μεμβράνης αντλείται μέσω μικροπορώδους μεμβράνης από πολυμερές υλικό από έναν εαυτό - αντλία εκκίνησης (με 10 - λεπτό κύκλο λειτουργίας, 8 λεπτά άντλησης και 2 λεπτά ανάπαυσης). Το ενιαίο μέγεθος πόρων της μεμβράνης παγιδεύει σωματίδια και βακτήρια στο νερό, εμποδίζοντας τους να περάσουν και να απομακρυνθούν. Αυτό φιλτράρει τα λύματα με λάσπη στη δεξαμενή βιοχημικής αντίδρασης, επιτυγχάνοντας διαχωρισμό νερού ιλύος.
Επομένως, η επίπεδη - μεμβράνη πλάκας εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες φιλτραρίσματος:
1. Οι μικροοργανισμοί της μεμβράνης στη δεξαμενή αντίδρασης, αυξάνοντας σημαντικά τη συγκέντρωση της ενεργοποιημένης ιλύος στη δεξαμενή (συνήθως περίπου 6.000-12.000 mg/L), επιτρέποντας τη βιοχημική αποικοδόμηση των λυμάτων να προχωρήσουν ταχύτερα και διεξοδικά.
2. Η υψηλή ακρίβεια διήθησης της μεμβράνης εξασφαλίζει σαφή και διαφανή απόβλητα, με αποτέλεσμα την υψηλή παραγωγή νερού -. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι μεμβράνες δεν είναι παντοδύναμες. Έχουν μεγέθη πόρων και δεν μπορούν να φιλτράρουν τίποτα που μπορεί να περάσει από αυτά. Μην αποδέσετε τις ελπίδες σας για βελτίωση της ποιότητας των υδάτων αποκλειστικά σε αυτή τη διαδικασία. Οτιδήποτε δεν μπορεί να φιλτραριστεί θα σχηματίσει φράγμα κοντά στους πόρους της μεμβράνης, κάτι που ονομάζουμε μπλοκάρισμα μεμβράνης, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή παραγωγή νερού και την ανεπαρκή ροή. Όταν συζητάμε για την παρεμπόδιση της μεμβράνης, πρέπει να συζητήσουμε τον καθαρισμό της μονάδας μεμβράνης, η οποία κατηγοριοποιείται κυρίως ως online και offline.
Εδώ, θα επικεντρωθούμε στον ηλεκτρονικό καθαρισμό, ο οποίος γενικά χρησιμοποιεί μια online μέθοδο χημικής καθαρισμού. Η συχνότητα καθαρισμού εξαρτάται από το επίπεδο μόλυνσης της μεμβράνης. Για την καλή ποιότητα των υδάτων, όπως τα εγχώρια λύματα, ο καθαρισμός μπορεί να απαιτείται κάθε τρεις έως τέσσερις μήνες, ενώ για κακή ποιότητα των υδάτων, όπως το στραγγαλισμό χώρου υγειονομικής ταφής, μπορεί να απαιτείται καθαρισμός κάθε 15 έως 20 ημέρες. Η συγκεκριμένη συχνότητα καθαρισμού εξαρτάται από την παραγωγή νερού και την αρνητική πίεση. Όσον αφορά την παρασκευή διαλύματος, μια κοινή μέθοδος είναι να εκτελέσετε πρώτα ένα αλκαλικό πλύσιμο ακολουθούμενο από ένα πλύσιμο οξέος, ανάλογα με την κατάσταση. Υπάρχουν επίσης περιπτώσεις όπου εκτελείται πρώτα ένα πλύσιμο οξέος και στη συνέχεια ένα αλκαλικό πλύσιμο.
Οι αλκαλικές πλύσεις συνήθως χρησιμοποιούν ένα μικτό υδατικό διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου και υδροξειδίου του νατρίου. Το οξαλικό οξύ ή το κιτρικό οξύ χρησιμοποιείται συνήθως για πλύσεις οξέος. Το οξαλικό οξύ πρέπει να αποφεύγεται εάν η συγκέντρωση είναι υψηλή. Διαφορετικοί κατασκευαστές θα παρέχουν συγκεκριμένες παραμέτρους για αυτό, αλλά γενικά, 3-5L διαλύματος ανά μεμβράνη είναι επαρκή. Απλά υπολογίστε το απαιτούμενο ποσό. Η δοσολογία μπορεί να γίνει με ροή βαρύτητας ή με αντλία δοσολογίας.
Απλή διαδικασία καθαρισμού:
Όταν η μεμβράνη είναι ελαφρώς μολυσμένη, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ηλεκτρονικός καθαρισμός. Αυτή η μέθοδος είναι απλή, φθηνή και αποτελεσματική. Ο καθαρισμός του αλκαλίου εκτελείται γενικά πρώτα, ακολουθούμενος από καθαρισμό οξέος, χρησιμοποιώντας είτε τη ροή βαρύτητας είτε τη δοσολογία της αντλίας μέτρησης.
Αλκαλικός καθαρισμός: Προετοιμάστε ένα μικτό υδατικό διάλυμα 2000 - 5000 mg/l υποχλωριώδες νάτριο και 1000 mg/L υδροξείδιο του νατρίου. Χρησιμοποιήστε ένα υψηλό - δεξαμενή καθαρισμού επιπέδων για να υδροστατικά πίεση-εγχύστε το διάλυμα στη γραμμή αναρρόφησης στο στοιχείο μεμβράνης, χρησιμοποιώντας 3-5 L διαλύματος ανά στοιχείο. Απολαύστε για τουλάχιστον 5 ώρες.
Καθαρισμός οξέος: Προετοιμάστε ένα διάλυμα 1000 mg/L οξαλικού οξέος (ή κιτρικού οξέος) για online καθαρισμό, χρησιμοποιώντας τον ίδιο όγκο νερού όπως παραπάνω και απορροφά για 3-5 ώρες.
Σημείωση: Τα παραπάνω αντιδραστήρια υπολογίζονται με βάση την καθαρότητα 100%. Εάν το επιλεγμένο αντιδραστήριο περιέχει ακαθαρσίες, υπολογίστε την κατάλληλη δοσολογία με βάση την καθαρότητα. Χρησιμοποιήστε τη ροή βαρύτητας για να εισαγάγετε το διάλυμα στη μεμβράνη μέσω της θύρας δοσολογίας στη γραμμή αναρρόφησης της μεμβράνης για να καθαρίσετε τη μεμβράνη.
Ο καθαρισμός εκτός σύνδεσης, επίσης γνωστός ως καθαρισμός συντήρησης, εκτελείται συνήθως μία φορά το χρόνο ή όταν ο διαδικτυακός καθαρισμός δεν αποτυγχάνει να αποκαταστήσει τη ροή της μεμβράνης. Μια δεξαμενή καθαρισμού εκτός σύνδεσης ή σε - καθαρισμό δεξαμενών έχει ρυθμιστεί, όπου ολόκληρη η δεξαμενή δοσολογείται και βυθίζεται, με αερισμό και έκπλυση για την αποκατάσταση της ροής.