Što je MBR?
MBR, poznat i kao membranski bioreaktor, nova je tehnologija obrade vode koja kombinira aktiviranu obradu mulja s tehnologijom odvajanja membrane. Trenutno postoje četiri glavne vrste MBR membrana: membrane šupljih vlakana, membrane ravnih lima, keramičke membrane i tubularne membrane.
Membrane šupljih vlakana (poznate i kao membrane zavjesa) i membrane ravnih lima kolektivno se nazivaju "organske membrane". Njihov primarni materijal je PVDF (poliviniliden fluorid), prevladavajući materijal za sve membrane koje su trenutno na tržištu. Međutim, nedavno se pojavio PTFE (politetrafluoroetilen) i kaže se da je superiorniji od PVDF -a, što je rezultiralo ujednačenom raspodjelom veličine pora tijekom istezanja membrane, zarađujući ga nadimak "Kralj plastike".
Nedavno su se pojavile i keramičke membrane i kolektivno se nazivaju "ravne limne membrane", zajedno s organskim membranama ravnih lima. Keramičke membrane imaju izvrsnu kemijsku stabilnost i otporne su na kiseline, alkalije, organska otapala i visoke temperature. Oni također nude prednosti kao što su uska raspodjela veličine pora i visoka učinkovitost odvajanja. Keramičke membrane na koje sam naišao prvenstveno su izrađene od aluminijskog oksida, titanij oksida i eventualno silicij -oksida.
Organske tubularne membrane, vrsta membranskog elementa, prikladne su za tehnologije odvajanja membrane kao što su ultrafiltracija, mikrofiltracija, pa čak i nanofiltracija. Njihove prednosti uključuju široke kanale protoka, turbulentni protok unutar cijevi i niske zahtjeve za preciznost prethodne obrade. Tubularne membrane lako se čiste koristeći kemijsko sredstvo za čišćenje kao i mehaničko pročišćavanje. Moduli tubularne membrane nude gubitak niskog tlaka, omogućujući kanale dugog protoka (do 48 metara u nizu), što rezultira velikom učinkovitošću filtracije.
Membrana ravne ploče je jedan list (obično ABS) s kanalom protoka, dvostrane obloge i listova PVDF membrane, neprimjetno zavarenih zajedno kako bi tvorio jednu membranu. Postoje i dvije vrste membrana koje se nazivaju i membrane ravnih ploča: meke limne membrane i fleksibilne membrane. Sklop membrane s ravnim pločama obično se sastoji od okvira zavarenog od 304 nehrđajućeg čelika, u koji su membrani listovi umetnuti i pričvršćeni. Zatim se instaliraju cijevi za prikupljanje zračenja i cijevi za prikupljanje vode, stvarajući membranski modul. Trenutno moduli obično sadrže bilo gdje od 10 do 250 membrana, bez obzira na veličinu pojedinih membrana. Teoretski, ako je membrana oštećena i proizvodnja vode padne, može se pregledati i zamijeniti pojedinačno, štedeći troškove zamjene.
Kako odabrati membranski modul?
Odaberite tok membrane na temelju kvalitete vode, obično 10-26 l/m²h. Na primjer, za domaću kanalizaciju preporučuje se 18-22 l/m²h, dok se za elektroplatiranje, farmaceutske i druge otpadne vode preporučuje 12,5-15 l/m²h. Također razmotrite sastav vode koja ulazi u spremnik membrane, uključujući sadrži li značajne količine nafte, kalcija i magnezijevih iona ili organskih otapala koja su kompatibilna s membranom.
Formula izračuna membrane:
Broj membrana n=q ÷ n ÷ a x 1000
P: Dnevni volumen obrade vode (T/D)
N: membranski tok (l/m²/d) (odabir fluksa je gore spomenut; može se pretvoriti u dane. Pokušajte zadržati najnižu moguću vrijednost.)
O: Efektivna površina po membrani (uobičajene veličine su 1,5 i 0,8 m², ali dostupne su i 2, 1,6, 1,0 i 0,9 m².)
Budući da je odabir područja membrane povezan s željenim spremnikom, dubina spremnika mora se prvo odrediti. Za učinkovitu dubinu vode od 3-3,5 metara, može se odabrati membrana od 1,5 m²; Za učinkovitu dubinu vode od 2,2-2,5 metara, može se odabrati membrana od 0,8-1,0 m. Općenito, za civilne tenkove koristi se membrana od 1,5 m, a za čelične spremnike koristi se membrana od 0,8 m.
Pri odabiru spremnika membrane, efektivna dubina vode određuje veličinu membrane, duljina spremnika određuje broj instaliranih modula, a širina spremnika određuje broj membrana po modulu.
Uzimajući ravnu membranu od približno 1,5 četvornih metara kao primjer, njegova duljina je otprilike 1600-1800 mm, širina mu je 470-550 mm, a debljina 5-7,5 mm. Oni su općenito slični.
Koristeći domaće postrojenje za pročišćavanje kanalizacije od 100 t/d, izračunajte broj listova membrane:
Prema formuli: n=100 ÷ 400 ÷ 0.8 x 1000=312.5 (listovi). Ako broj nije cijeli broj, zaokružite ga. Budući da je 400 l/m²d minimum, 300 listova može se izravno koristiti. Modul od 100 lista zahtijeva 3 modula, a modul od 150 lista zahtijeva 2 modula. Odaberite pravi broj na temelju veličine spremnika membrane.
Potrebne veličine spremnika membrane za ove dvije vrste su:
Za 3 modula: 4 x 2,5 x 2,8m ili 3,5 x 2,5 x 2,8m
Za 2 modula: 3 x 3,2 x 2,8m
Duljina spremnika membrane je broj modula plus 1 metar kako bi se osiguralo čak i postavljanje modula. Ako postoji veliki broj modula, kompresija je prihvatljiva, ali ako je manje, to se ne preporučuje. Razmatranja instalacije moraju se uzeti u obzir.
Širina spremnika membrane trebala bi biti dizajnirana tako da omogući dovoljno prostora za cjevovode u sustavima prozračivanja i vode, kao i za lakše ugradnju i održavanje radnika. Tipične širine modula izračunavaju se na temelju 11-14 mm po membrani. Dopustite 200 mm za stalke na svakom kraju, a 350 mm za sustave za prikupljanje vode i za prozračivanje. Potrebna širina za 100 membrana je: 100 x 14 + 400 + 700=2500 mm.
Kako se očiste membranski moduli?
Membrana s ravnim pločama djeluje pod tlakom od 0-35 kPa. Mješovita tekućina u membranskom spremniku pumpa se kroz mikroporoznu membranu izrađenu od polimernog materijala pumpom za samo-zamicanje (s 10-minutnim operativnim ciklusom, 8 minuta pumpanja i 2 minute mirovanja). Ujednačena veličina pora zarobljava čestice i bakterije u vodi, sprečavajući ih da prođu i uklanjaju. Ovo filtrira otpadne vode s muljevima u biokemijskoj reakciji, postižući razdvajanje mulja.
Stoga membrana ravne ploče obavlja sljedeće funkcije filtriranja:
1. Membrana zaruči mikroorganizmi u reakcijskom spremniku, značajno povećavajući koncentraciju aktiviranog mulja u spremniku (obično oko 6 000-12 000 mg/L), omogućujući biokemijskoj degradaciji otpadnih voda da se brže i temeljito odvijaju.
2. Visoka točnost filtracije membrane osigurava jasne i transparentne otpadne vode, što rezultira visokokvalitetnom proizvodnjom vode. Važno je napomenuti da membrane nisu svemoćne. Imaju veličine pora i ne mogu filtrirati ništa što bi moglo proći kroz njih. Ne pričvrstite svoje nade za poboljšanje kvalitete vode samo na ovom procesu. Sve što se ne može filtrirati stvorit će začepljenje u blizini pora na membrani, a to je ono što nazivamo blokadom membrane, što rezultira nedovoljnom proizvodnjom vode i nedovoljnim tokom. Kada raspravljamo o blokadi membrane, moramo razgovarati o čišćenju modula membrane, što je prvenstveno kategorizirano kao online i izvan mreže.
Ovdje ćemo se usredotočiti na internetsko čišćenje, koje uglavnom koristi internetsku metodu kemijskog čišćenja. Učestalost čišćenja ovisi o razini onečišćenja membrane. Za dobru kvalitetu vode, poput domaće kanalizacije, čišćenje može biti potrebno svaka tri do četiri mjeseca, dok za lošu kvalitetu vode, poput iscjetka za odlagalište otpada, čišćenje može biti potrebno svakih 15 do 20 dana. Specifična učestalost čišćenja ovisi o proizvodnji vode i negativnom tlaku. Što se tiče pripreme otopine, uobičajena je metoda prvo izvesti alkalno pranje, nakon čega slijedi kiselo pranje, ovisno o situaciji. Postoje i slučajevi u kojima se prvo izvodi kiselo pranje, a zatim alkalno pranje.
Alkalna pranja obično koriste miješanu vodenu otopinu natrijevog hipoklorita i natrijevog hidroksida. Oksalna kiselina ili limunska kiselina obično se koriste za ispiranje kiseline. Oxalnu kiselinu treba izbjegavati ako je koncentracija visoka. Različiti proizvođači pružit će određene parametre za to, ali općenito je dovoljna 3-5L otopine po membrani; Jednostavno izračunajte potrebnu količinu. Doziranje se može izvesti gravitacijskim protokom ili pumpom za doziranje.
Jednostavan postupak čišćenja:
Kad je membrana malo zagađena, može se koristiti internetsko čišćenje. Ova je metoda jednostavna, jeftina i učinkovita. Čišćenje alkalija općenito se izvodi prvo, nakon čega slijedi čišćenje kiseline, koristeći gravitacijsko protok ili doziranje pumpe.
Alkalno čišćenje: Pripremite miješanu vodenu otopinu od 2000-5000 mg/L natrijevog hipoklorita i 1000 mg/L natrijevog hidroksida. Upotrijebite spremnik za čišćenje visoke razine kako biste hidrostatički pritiskali otopinu u usisnu liniju do elementa membrane, koristeći 3-5 L otopine po elementu. Namočite najmanje 5 sati.
Čišćenje kiseline: Pripremite otopinu od 1000 mg/L oksalne kiseline (ili limunske kiseline) za internetsko čišćenje, koristeći isti volumen vode kao gore, i natopite 3-5 sati.
Napomena: gornji reagensi izračunavaju se na temelju 100% čistoće. Ako odabrani reagens sadrži nečistoće, izračunajte odgovarajuću dozu na temelju čistoće. Upotrijebite gravitacijsku protok za ubrizgavanje otopine u membranu kroz priključak za doziranje na liniji usisavanja membrane za čišćenje membrane.
Offline čišćenje, poznato i kao čišćenje održavanja, obično se izvodi jednom godišnje ili kada internetsko čišćenje ne uspije vratiti tok membrane. Postavljen je izvanmrežni spremnik za čišćenje ili čišćenje na terenu, gdje se cijeli spremnik dozira i unosi, s prozračivanjem i ispiranjem za vraćanje toka.