Какво е MBR?
MBR, известен още като мембранен биореактор, е нова технология за пречистване на водата, която комбинира обработката на активирани утайки с технологията за разделяне на мембраната. Понастоящем има четири основни типа MBR мембрани: мембрани на кухи влакна, плоски мембрани, керамични мембрани и тръбни мембрани.
Мембраните на кухните влакна (известни също като мембрани на завесите) и плоските листови мембрани се наричат „органични мембрани“. Основният им материал е PVDF (поливинилиден флуорид), преобладаващият материал за всички мембрани, които в момента са на пазара. Въпреки това, PTFE (Polytetrafluoroethylene) наскоро се появи и се казва, че е по -добър от PVDF, което води до по -равномерно разпределение на размера на порите по време на мембранното разтягане, спечелвайки го прякора „Кралят на пластмасите“.
Керамичните мембрани също наскоро се появиха и се наричат колективно „мембрани с плоски листове“, заедно с органични плоски листови мембрани. Керамичните мембрани имат отлична химическа стабилност и са устойчиви на киселини, алкали, органични разтворители и високи температури. Те също така предлагат предимства като тясно разпределение на размера на порите и висока ефективност на разделяне. Керамичните мембрани, които срещнах, са направени предимно от алуминиев оксид, титанов оксид и евентуално силициев оксид.
Органичните тръбни мембрани, вид мембранен елемент, са подходящи за технологии за разделяне на мембраната като ултрафилтрация, микрофилтрация и дори нанофилтрация. Техните предимства включват канали с широк поток, турбулентен поток в епруветките и ниски изисквания за прецизност на предварителната обработка. Тръбните мембрани са лесни за почистване, като се използват химически почистващи средства, както и механично почистване. Тръбните мембранни модули предлагат загуба на ниско налягане, което позволява канали за дълъг поток (до 48 метра последователно), което води до висока ефективност на филтриране.
Мембраната с плоска плоча е единичен лист (обикновено ABS) с канал на потока, двустранна облицовка и PVDF мембранни листове, безпроблемно заварени заедно, за да образуват една мембрана. Има и два вида мембрани, наричани също мембрани с плоска плоча: меки листови мембрани и гъвкави мембрани. Мембната с плоска плоча обикновено се състои от рамка, заварена от 304 неръждаема стомана, в която мембранните листове се поставят и закрепват. След това се инсталират аерационни тръби и тръби за събиране на вода, създавайки мембранен модул. Понастоящем модулите обикновено съдържат от 10 до 250 мембрани, независимо от размера на отделните мембрани. Теоретично, ако мембраната е повредена и производството на вода падне, тя може да бъде инспектирана и заменена поотделно, спестявайки разходи за подмяна.
Как да избера мембранен модул?
Изберете мембранен поток въз основа на качеството на водата, обикновено 10-26 L/m²H. Например, за битова канализация се препоръчва 18-22 l/m²h, докато за електроплаване, фармацевтично и други отпадни води се препоръчва 12,5-15 L/m²h. Също така помислете за състава на водата, влизаща в мембранния резервоар, включително дали съдържа значителни количества масло, калций и магнезиеви йони или органични разтворители, които са съвместими с мембраната.
Формула за изчисляване на мембранния резервоар:
Брой мембрани n=q ÷ n ÷ a x 1000
Въпрос: Обемът на ежедневния обработка на водата (T/D)
N: Мембранен поток (L/m²/D) (Изборът на потока се споменава по -горе; може да се преобразува в дни. Опитайте се да запазите възможно най -ниската стойност.)
О: Ефективна площ на мембрана (общите размери са 1,5 и 0,8 м², но също са налични 2, 1,6, 1,0 и 0,9 м².)
Тъй като изборът на мембрана е свързан с желания резервоар, дълбочината на резервоара трябва първо да се определи. За ефективна дълбочина на водата от 3-3,5 метра може да се избере мембрана от 1,5 м²; За ефективна дълбочина на водата 2,2-2,5 метра може да бъде избрана 0,8-1,0 м мембрана. Като цяло за граждански резервоари се използва 1,5 m мембрана, а за стоманени резервоари се използва 0,8 m мембрана.
При избора на мембранен резервоар, ефективната дълбочина на водата определя размера на мембраната, дължината на резервоара определя броя на инсталираните модули, а ширината на резервоара определя броя на мембраните на модул.
Приемайки плоска мембрана от приблизително 1,5 квадратни метра като пример, дължината му е приблизително 1600-1800 мм, ширината му е 470-550 мм, а дебелината му е 5-7,5 мм. Те обикновено са сходни.
Използвайки като пример 100 T/D битово пречиствателна станция, изчислете броя на мембранните листове:
Според формулата: n=100 ÷ 400 ÷ 0,8 x 1000=312.5 (листове). Ако числото не е цяло число, закръглете го. Тъй като 400 l/m²D е минимумът, 300 листа могат да се използват директно. 100-листният модул изисква 3 модула, а 150-листният модул изисква 2 модула. Изберете правилния номер въз основа на размера на мембранния резервоар.
Необходимите размери на мембранните резервоари за тези два вида са:
За 3 модула: 4 x 2,5 x 2.8m или 3,5 x 2,5 x 2.8m
За 2 модула: 3 x 3.2 x 2.8m
Дължината на мембранния резервоар е броят на модулите плюс 1 метър, за да се гарантира равномерното поставяне на модулите. Ако има голям брой модули, компресията е приемлива, но ако има по -малко, това не се препоръчва. Трябва да се вземат предвид съображенията за инсталиране.
Ширината на мембранния резервоар трябва да бъде проектирана така, че да позволи достатъчно място за тръбопроводи в системите за аерация и вода за събиране, както и за по -лесно инсталиране и поддръжка от работниците. Типичните ширини на модула се изчисляват въз основа на 11-14 mm на мембрана. Оставете 200 mm за стелажите на всеки край и 350 mm както за системите за събиране на вода, така и за аерация. Необходимата ширина за 100 мембрани е: 100 x 14 + 400 + 700=2500 mm.
Как се почистват мембранните модули?
Мембраната с плоска плоча работи при налягане 0-35 kPa. Смесената течност в мембранния резервоар се изпомпва през микропореста мембрана, изработена от полимерен материал чрез помпа за самоприемчивост (с 10-минутен работен цикъл, 8 минути изпомпване и 2 минути почивка). Еднообразният размер на порите на мембраната улавя частици и бактерии във водата, като им пречи да преминат и да се отстраняват. Това филтрира натоварените с утайките отпадни води в резервоара за биохимична реакция, постигайки разделяне на утайките-вода.
Следователно мембраната с плоска плоча изпълнява следните функции за филтриране:
1. Мембраната улавя микроорганизмите в реакционния резервоар, като значително увеличава концентрацията на активирана утайка в резервоара (обикновено около 6 000-12 000 mg/L), което позволява биохимичното разграждане на отпадните води, за да продължи по-бързо и задълбочено.
2. Високата точност на филтрация на мембраната осигурява ясни и прозрачни отпадни води, което води до висококачествено производство на вода. Важно е да се отбележи, че мембраните не са всемогъщи. Те имат размери на порите и не могат да филтрират нищо, което може да премине през тях. Не притискайте надеждите си за подобряване на качеството на водата единствено при този процес. Всичко, което не може да бъде филтрирано, ще образува запушване в близост до мембранните пори, което наричаме блокиране на мембраната, което води до недостатъчно производство на вода и недостатъчен поток. Когато обсъждаме блокирането на мембраната, трябва да обсъдим почистването на мембранните модули, което се категоризира предимно като онлайн и офлайн.
Тук ще се съсредоточим върху онлайн почистването, което обикновено използва онлайн метод за почистване на химикали. Честотата на почистване зависи от нивото на замърсяване на мембраната. За добро качество на водата, като например битова канализация, може да се изисква почистване на всеки три до четири месеца, докато за лошо качество на водата, като например течност за депа, може да се изисква почистване на всеки 15 до 20 дни. Специфичната честота на почистване зависи от производството на вода и отрицателното налягане. По отношение на подготовката на разтвора, често срещаният метод е първо да се извърши алкално измиване, последвано от измиване на киселина, в зависимост от ситуацията. Има и случаи, при които първо се извършва измиване на киселина и след това алкално измиване.
Алкалните промивки обикновено използват смесен воден разтвор на натриев хипохлорит и натриев хидроксид. Оксаловата киселина или лимонената киселина обикновено се използва за промиване на киселина. Оксаловата киселина трябва да се избягва, ако концентрацията е висока. Различните производители ще предоставят специфични параметри за това, но като цяло 3-5L разтвор на мембрана е достатъчен; Просто изчислете необходимата сума. Дозирането може да се извърши чрез гравитационен поток или чрез доза помпа.
Проста процедура за почистване:
Когато мембраната е леко замърсена, може да се използва онлайн почистване. Този метод е прост, евтин и ефективен. Почистването на алкалите обикновено се извършва първо, последвано от почистване на киселини, като се използва или гравитационен поток, или дозиране на дозирането на помпата.
Алкално почистване: Пригответе смесен воден разтвор от 2000-5000 mg/L натриев хипохлорит и 1000 mg/L натриев хидроксид. Използвайте резервоар за почистване на високо ниво, за да инжектирате хидростатично налягане в разтвора в смукателната линия към мембранния елемент, като използвате 3-5 L разтвор на елемент. Накиснете поне 5 часа.
Почистване на киселини: Пригответе разтвор на 1000 mg/L оксалова киселина (или лимонена киселина) за онлайн почистване, като използвате същия обем на водата, както по-горе, и накиснете 3-5 часа.
Забележка: Горните реагенти се изчисляват въз основа на 100% чистота. Ако избраният реагент съдържа примеси, изчислете подходящата доза въз основа на чистотата. Използвайте гравитационния поток, за да инжектирате разтвора в мембраната през дозиращия порт на мембранната засмукателна линия, за да почистите мембраната.
Офлайн почистването, известно още като почистване на поддръжката, обикновено се извършва веднъж годишно или когато онлайн почистването не успее да възстанови мембранния поток. Създаден е офлайн резервоар за почистване или почистване в резервоара, където целият резервоар е дозиран и потопен, с аерация и промиване за възстановяване на потока.
