Μια απότομη αύξηση της διαμεμβρανικής πίεσης (TMP) μπορεί να οδηγήσει σε οτιδήποτε, από μειωμένη ροή διηθήματος έως θραύση ινών μεμβράνης και πλήρη αστοχία της μονάδας, με τις αντικαταστάσεις να κοστίζουν εκατοντάδες χιλιάδες δολάρια. Ακόμη πιο ενοχλητικό είναι ότι οι υπερτάσεις πίεσης σπάνια προκαλούνται από έναν μόνο παράγοντα. η βασική αιτία παραμένει άγνωστη, με προβλήματα να επαναλαμβάνονται επανειλημμένα.
Οι βασικές αιτίες των αυξήσεων πίεσης είναι γενικά οι ίδιες λίγες. Η κατανόηση αυτών των αιτιών παρέχει σαφήνεια και αποτρέπει τον πανικό κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων.
Συσσώρευση ρύπανσης μεμβράνης - Ο πιο κοινός αλλά και ο πιο υποτιμημένος δολοφόνος
Η αυξημένη διαμεμβρανική πίεση προκαλείται κυρίως από ρύπανση της μεμβράνης. Κατά τη λειτουργία, διαλυμένη οργανική ύλη, κολλοειδή σωματίδια και αιωρούμενα στερεά από το μίγμα λάσπης εναποτίθενται συνεχώς στην επιφάνεια της μεμβράνης και εντός των πόρων, σχηματίζοντας ένα στρώμα γέλης και στρώμα κέικ φίλτρου. Όσο πιο παχύ αυτό το «κέλυφος», τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση στο νερό, αυξάνοντας φυσικά τη διαφορά πίεσης.
Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν λανθασμένα ότι αρκεί η τακτική ηλεκτρονική πλύση. Στην πραγματικότητα, το online backwashing αφαιρεί μόνο χαλαρές εναποθέσεις στην επιφάνεια της μεμβράνης και είναι σχεδόν ανίσχυρο έναντι των οργανικών και βιολογικών ρύπων που έχουν διεισδύσει βαθιά στους πόρους της μεμβράνης. Ειδικά όταν η εισροή περιέχει μεγάλη ποσότητα διαλυμένων μικροβιακών μεταβολιτών (SMPs), ένα κολλώδες βιοφίλμ θα προσκολληθεί στο εσωτερικό τοίχωμα των πόρων της μεμβράνης, το οποίο δεν μπορεί να αφαιρεθεί με τακτική αντίστροφη πλύση.
Επομένως, κατά την αξιολόγηση της ρύπανσης της μεμβράνης, μην κοιτάτε μόνο την πτώση του TMP μετά την αντίστροφη πλύση. Εάν η διαφορά πίεσης αυξηθεί ξανά γρήγορα μετά την αντίστροφη πλύση, σημαίνει ότι έχει σχηματιστεί βαθιά ρύπανση. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να οργανωθεί χημικός καθαρισμός εκτός σύνδεσης, χρησιμοποιώντας εναλλασσόμενο εμποτισμό με υποχλωριώδες νάτριο και κιτρικό οξύ για την αποτελεσματική απομάκρυνση των ρύπων από τους πόρους.
Επιδείνωση των ιδιοτήτων της λάσπης – Ο αόρατος οδηγός της διαφοράς πίεσης
Ενώ η ρύπανση της μεμβράνης είναι η άμεση αιτία, σε πολλές περιπτώσεις, η βασική αιτία βρίσκεται στην ίδια τη λάσπη. Υπερβολικά υψηλές συγκεντρώσεις MLSS, μη φυσιολογική διαστολή SVI και υπερβολικός πολλαπλασιασμός νηματωδών βακτηρίων-αυτά τα προβλήματα ιδιοτήτων λάσπης μπορούν να προκαλέσουν απότομη αύξηση στο ιξώδες του μικτού υγρού, πολλαπλασιάζοντας την αντίσταση στη διήθηση.
Ακολουθεί ένα πραγματικό-παράδειγμα: Το σύστημα MBR μιας μονάδας επεξεργασίας τροφίμων σχεδιάστηκε με MLSS (Mixed Liquor Spectrum Sulfate) 8000-12000 mg/L. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της πραγματικής λειτουργίας, οι χειριστές, φοβούμενοι την απώλεια λάσπης από την απόρριψη λάσπης, οι παρατεταμένες περίοδοι χωρίς αφαίρεση λάσπης προκάλεσαν την εκτίναξη του MLSS στα 18000 mg/L. Το ανακατεμένο υγρό έγινε σαν μια λεπτή πάστα και ένα πυκνό στρώμα κέικ φίλτρου σχηματίστηκε γρήγορα στην επιφάνεια της μεμβράνης. Η διαφορά πίεσης διαμεμβράνης αυξήθηκε από 15 kPa σε 45 kPa μέσα σε μια εβδομάδα. Αργότερα, η αύξηση του ρυθμού εκκένωσης της λάσπης μείωσε το MLSS σε περίπου 10000 mg/L και η διαφορά πίεσης σταδιακά μειώθηκε.
Ο νηματώδης όγκος είναι ένα άλλο σημαντικό πρόβλημα. Τα νηματώδη βακτήρια συνυφαίνονται μεταξύ των κροκίδων λάσπης, προκαλώντας τη χαλάρωση της δομής του κροκιδώματος, αφήνοντας πολλά μικροσκοπικά θραύσματα να επιπλέουν στο αναμεμειγμένο υγρό. Αυτά τα μικροσωματίδια διεισδύουν εύκολα στους πόρους της μεμβράνης, προκαλώντας μη αναστρέψιμο μπλοκάρισμα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το απλό πλύσιμο της μεμβράνης είναι μόνο μια προσωρινή λύση. Η προσαρμογή της αναλογίας F/M, του επιπέδου DO (Διαλυμένο οξυγόνο) και της αναλογίας θρεπτικών συστατικών είναι η βασική λύση.
Βλάβη συστήματος αερισμού – Ανεπαρκής δύναμη έκπλυσης οδηγεί σε απόφραξη της μεμβράνης
Ο βασικός μηχανισμός με τον οποίο τα MBR διατηρούν την καθαρότητα της μεμβράνης είναι ο ισχυρός αερισμός στο κάτω μέρος της ζώνης της μεμβράνης. Καθώς οι φυσαλίδες ανεβαίνουν, ξεπλένουν και ανακινούν τις ίνες της μεμβράνης, απομακρύνοντας τα σωματίδια λάσπης που εναποτίθενται στην επιφάνεια της μεμβράνης. Εάν ο ρυθμός αερισμού είναι ανεπαρκής, αυτός ο μηχανισμός "αυτο-καθαρισμού" αποτυγχάνει.
Τα προβλήματα αερισμού είναι πιο συνηθισμένα από όσο φανταζόμαστε. Ανεμιστήρες μικρού μεγέθους, μερικές εμπλοκές σε σωλήνες αερισμού και ξένα αντικείμενα που καλύπτουν τις οπές αερισμού στο κάτω μέρος του πλαισίου της μεμβράνης – αυτά τα σφάλματα ενδέχεται να μην είναι άμεσα εμφανή. Μπορεί να εκδηλωθούν μόνο ως εξασθενημένη δύναμη έκπλυσης σε μερικές μονάδες μεμβράνης, προκαλώντας μια αργή αύξηση στην τοπική διαφορά πίεσης. Μέχρι να ειδοποιήσει ολόκληρο το σύστημα, η ζημιά είναι συχνά πολύ αργά.
Μια άλλη λεπτομέρεια που παραβλέπεται εύκολα: η ανομοιόμορφη εγκατάσταση της μονάδας μεμβράνης και τα ανομοιόμορφα κενά στο κάτω μέρος αναγκάζουν τη ροή του αέρα αερισμού να "συντόμευση", συγκεντρώνοντας τα μεγαλύτερα κενά, αφήνοντας άλλες περιοχές των ινών της μεμβράνης χωρίς αποτελεσματική έκπλυση. Ο τακτικός έλεγχος της ομοιομορφίας του αερισμού και η οπτική παρατήρηση εάν η αναταράξεις της επιφάνειας του υγρού είναι συνεπής μπορεί να σας βοηθήσει να εντοπίσετε πολλά πιθανά προβλήματα έγκαιρα.
Λανθασμένες παράμετροι λειτουργίας – Οι βόμβες πτώσης πίεσης κρύβονται στις λεπτομέρειες
Υπερβολικά υψηλές ρυθμίσεις ροής μεμβράνης, παράλογες αναλογίες διακοπής{0}}αντλίας και ανεπαρκής συχνότητα αντίστροφης πλύσης – αυτά τα σφάλματα παραμέτρων λειτουργίας μπορούν επίσης να ωθήσουν την πτώση πίεσης της διαμεμβράνης σε επικίνδυνα εύρη.
Η υπερβολική ροή είναι η πιο χαρακτηριστική "μετά από βιαστική κατασκευή". Κατά την περίοδο έναρξης λειτουργίας του έργου, προκειμένου να επιτευχθούν οι στόχοι των λυμάτων, η ροή ορίζεται πάνω από την κρίσιμη ροή. Ενώ τα απόβλητα μπορεί να είναι καλά βραχυπρόθεσμα, ο ρυθμός ρύπανσης της μεμβράνης αυξάνεται εκθετικά και η πτώση πίεσης αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα από το κανονικό. Μέχρι τη στιγμή που θέλετε να μειώσετε τη ροή για να αποκαταστήσετε την κανονική ροή, το στρώμα ρύπανσης έχει ήδη συμπιεστεί και η πτώση πίεσης δεν μπορεί να μειωθεί. Η κρίσιμη ροή δεν είναι μια αυθαίρετη τιμή. πρέπει να προσδιοριστεί μέσω δοκιμών σταδιακής ροής. Λειτουργία 10%-20% κάτω από την κρίσιμη τιμή είναι η ασφαλής ζώνη.
Ο λόγος διακοπής της αντλίας-είναι επίσης κρίσιμος. Η παρατεταμένη συνεχής άντληση οδηγεί σε παχύτερο στρώμα κέικ φίλτρου στην επιφάνεια της μεμβράνης. μια πολύ σύντομη παύση επιτρέπει στο κέικ φίλτρου να μην επαρκεί για να αποσπαστεί. Γενικά, 8-10 λεπτά άντλησης σε συνδυασμό με 1-2 λεπτά παύσης είναι ένας σχετικά ασφαλής ρυθμός, αλλά η συγκεκριμένη ρύθμιση πρέπει να γίνει με βάση την πραγματική συγκέντρωση λάσπης και τον τύπο της μεμβράνης. Πρακτικές συμβουλές: Όταν αντιμετωπίζετε μια διαρκή αύξηση της διαφοράς πίεσης στη διαμεμβράνη, μην βιαστείτε να προσθέσετε χημικά για καθαρισμό. Πρώτα, ελέγξτε με αυτή τη σειρά: ① Ελέγξτε εάν ο αερισμός είναι ομοιόμορφος και αποτελεσματικός. ② Ελέγξτε εάν τα MLSS και SVI βρίσκονται εντός του κανονικού εύρους. ③ Επαληθεύστε την αναλογία ροής και διακοπής αντλίας. ④ Επιβεβαιώστε εάν η συχνότητα πλύσης/καθαρισμού συντήρησης είναι επαρκής. Εάν τα τρία πρώτα είναι καλά, τότε σκεφτείτε τον χημικό καθαρισμό εκτός σύνδεσης.
Τελικά, ένα κύμα στη διαφορά πίεσης της διαμεμβράνης δεν συμβαίνει ποτέ ξαφνικά. υποδεικνύεται από δεδομένα. Οι τάσεις είναι πιο σημαντικές από τις αριθμητικές τιμές-να καταγράφουν τις αλλαγές TMP καθημερινά, να σχεδιάζουν μια γραμμή τάσης και να είστε σε εγρήγορση αν δείτε αυξανόμενη κλίση. μην περιμένετε να ηχήσει συναγερμός πριν αναλάβετε δράση.
Εν κατακλείδι
Η διάρκεια ζωής και η λειτουργική σταθερότητα των μεμβρανών MBR εξαρτώνται κατά 70% από τη συντήρηση και 30% από τη σχεδίαση. Η αύξηση της διαφοράς πίεσης δεν είναι τρομακτική. Αυτό που είναι τρομακτικό είναι η επανειλημμένη αντιμετώπιση προβλημάτων χωρίς να βρεθεί η αιτία. Κατανοήστε πλήρως τις τέσσερις διαστάσεις της ρύπανσης της μεμβράνης, τα χαρακτηριστικά της λάσπης, το σύστημα αερισμού και τις παραμέτρους λειτουργίας και αντιμετωπίστε προβλήματα ένα προς ένα. Οι περισσότερες ανωμαλίες διαφορικής πίεσης μπορούν να επιλυθούν νωρίς. Μην περιμένετε μέχρι το πρόβλημα να γίνει σοβαρό πριν το πάρετε στα σοβαρά. μέχρι τότε, τα χρήματα και ο χρόνος που δαπανώνται θα ξεπεράσουν κατά πολύ εκείνον της τακτικής συντήρησης.