Minn: Kate
Email:kate@aquasust.com
Data: 4 ta’ Diċembru 2024
1. Ħarsa ġenerali lejn il-Proċess MBR
MBR (Bijo-Reattur tal-Membrana)hija teknoloġija ta 'trattament bijoloġiku tal-membrana użata fit-trattament tal-ilma. Hija sistema li tgħaqqad it-teknoloġija tas-separazzjoni tal-membrana u t-teknoloġija tat-trattament bijoloġiku tad-drenaġġ. Hija rikonoxxuta bħala waħda mill-aktar teknoloġiji avvanzati u effiċjenti għat-trattament tal-ilma mormi u l-irkupru tar-riżorsi fid-dinja llum.
It-teknoloġija MBR tutilizza l-funzjoni ta 'separazzjoni tal-membrani, tissostitwixxi t-tankijiet ta' sedimentazzjoni sekondarja tal-proċessi tal-ħama attivat tradizzjonali, filtri tar-ramel, unitajiet ta 'diżinfezzjoni, u komponenti oħra b'apparat ta' separazzjoni tal-membrana. Juża membrani ta 'mikrofiltrazzjoni/ultrafiltrazzjoni (MF/UF) biex jiffiltra direttament l-effluwent mit-tank tal-arjazzjoni. Solidi sospiżi fit-taħlita tal-ħama attivata jinżammu kompletament u jerġgħu jiġu ċċirkolati lura fir-reattur. Bħala riżultat, l-età tal-ħama tista 'tiġi estiża, il-konċentrazzjoni tal-ħama żdiedet, u t-tagħbija tal-ħama titnaqqas. Dan jaċċellera d-degradazzjoni mikrobjali tas-sustanzi li jniġġsu, itejjeb b'mod sinifikanti l-effiċjenza tat-trattament tal-ilma mormi, u jiżgura li l-kwalità tal-effluwent mhix biss stabbli u affidabbli iżda tissodisfa wkoll l-istandards tal-ilma reklamat ta 'kwalità għolja. Huwa adattat b'mod speċjali għall-aġġornament tal-impjanti tat-trattament tal-ilma mormi fiċ-Ċina biex jilħqu l-istandards il-ġodda ta 'skariku stabbiliti fl-2011, kif ukoll għall-użu mill-ġdid tal-ilma tad-drenaġġ industrijali.
Mikrofiltrazzjoni/Ultrafiltrazzjoni (MF/UF)membrani għandhom daqsijiet tal-pori u firxiet ta 'qtugħ ta' piż molekulari. Ġeneralment, id-daqs tal-pori tal-membrani tal-ultrafiltrazzjoni huwa bejn 0.01 sa 0.1 μm, b'medda ta' qtugħ ta' piż molekulari (MWCO) ta' 5,000 sa 500,{{ 9}} Dalton. L-MWCO nominali ta' membrani ta' mikrofiltrazzjoni tipikament użati fit-trattament tal-ilma mormi jvarja minn 30,000 sa 800,000 Dalton.
2. Vantaġġi tal-membrani MBR
L-MBR joffri vantaġġi sinifikanti li proċessi bijoloġiċi awtonomi oħra ma jistgħux jaqblu:
1.Kwalità Effluwent Eċċellenti u Stabbli
Dan huwa manifestat fl-effiċjenza għolja tas-separazzjoni solidu-likwidu. Is-solidi sospiżi tal-effluwent jistgħu kważi dejjem jinżammu qrib iż-żero, u mhux faċilment affettwati minn fatturi bħal dekompożizzjoni tal-ħama jew bulking tal-ħama fi żmien qasir.
2.Disinn ta' Reattur Kompatt
Ir-reattur huwa aktar kompatt minħabba li jista 'jopera normalment f'konċentrazzjonijiet għoljin ta' ħama, li jirriżulta f'effiċjenza għolja ta 'tneħħija organika filwaqt li jiffranka l-ispazju. M'hemmx bżonn ta 'sistema sekondarja ta' tank tas-sedimentazzjoni.
3.Favorevoli għall-Kultivazzjoni ta' Batterji Nitrifikanti Aerobiċi
Is-sistema ssaħħaħ il-kapaċità ta 'nitrifikazzjoni taż-żona aerobika. Dan huwa rifless fl-effiċjenza għolja tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja, li tibqa 'stabbli fuq perjodu twil.
4.Separazzjoni kompluta tal-Ħin taż-Żamma Idrawlika u l-Ħin taż-Żamma tal-Ħama
Is-separazzjoni sħiħa tal-ħin tar-retenzjoni idrawlika tar-reattur (HRT) u l-ħin ta 'ritenzjoni tal-ħama (SRT) tippermetti kontroll tal-operat aktar flessibbli.
5.Konċentrazzjoni Mikrobika Għolja u Reżistenza qawwija għat-Tagħbija tax-Xokk
Il-konċentrazzjoni mikrobjali fir-reattur hija għolja, u għandha reżistenza qawwija għal tagħbijiet ta 'xokk. B'età twila tal-ħama, is-separazzjoni tal-membrana tiżgura li molekuli kbar u diffiċli biex jiddegradaw fl-ilma tad-drenaġġ ikollhom biżżejjed ħin ta 'żamma fil-volum tar-reattur bijoloġikament limitat. Dan itejjeb ħafna l-effiċjenza tad-degradazzjoni tal-materja organika rekalċitranti. Ir-reattur jopera taħt tagħbijiet volumetriċi għoljin, tagħbijiet baxxi ta 'ħama, u etajiet twal ta' ħama, li jgħin biex inaqqas b'mod effettiv il-ħruġ tal-ħama.
3. Xejriet ta' Żvilupp Ġejjieni ta' Membrani MBR
1.Rwol Importanti tat-Teknoloġija MBR fit-Trattament tal-Ilma Mormi
F'dawn l-aħħar snin, l-esperjenza wriet li t-teknoloġija MBR hija matura, u d-disinn u l-operat b'suċċess jistgħu jinkisbu. Jista 'jintuża għat-trattament kemm tal-ilma tad-dranaġġ muniċipali kif ukoll tal-ilma tad-dranaġġ industrijali. Għalhekk, hekk kif it-teknoloġija MBR tkompli tiżviluppa u timmatura, hija mistennija li tiġi applikata b'mod wiesa 'globalment bħala teknoloġija ekonomikament effiċjenti u prattika.
2.Prospetti għall-Applikazzjoni MBR
L-applikazzjoni primarja għall-MBR għandha tkun it-trattament tad-drenaġġ muniċipali, speċjalment minħabba li l-bliet jeħtieġu żoni żgħar ta 'art għat-trattament tad-drenaġġ. Effluwent ta 'kwalità għolja jista' jerġa 'jintuża jew iservi bħala trattament minn qabel għan-nanofiltrazzjoni u reverse osmosis, u għandhom jintlaħqu standards stretti ta' rimi.
It-teknoloġija MBR hija wkoll effettiva fit-trattament tal-ilma tad-dranaġġ industrijali, bħall-ilma tad-drenaġġ tal-ipproċessar tal-ikel, l-ilma tad-drenaġġ tal-biċċerija, u lissija tal-miżbla. Wera effiċjenza eċċellenti tat-tneħħija għal sustanzi li jfixklu l-endokrini (EDS) fil-lissija tal-landfill u jista 'jneħħi n-nitrati fl-ilma tax-xorb (b'rata ta' tneħħija sa 98.5%).
3.Kontroll ta' Fouling tal-Membrana
Hija meħtieġa aktar riċerka dwar il-mekkaniżmi tal-fouling tal-membrana, partikolarment l-istudju tal-fouling bijoloġiku. Membrana aktar effettiva, kontrollabbli u minimizzata Għandhom jiġu żviluppati soluzzjonijiet ta’ fouling. L-użu tat-teknoloġija tal-kompjuter u tas-sensuri għall-kontroll tal-fouling tal-membrana onlajn għandu jiġi esplorat bis-sħiħ. Fit-titjib tal-metodi tat-tindif, għandha tingħata attenzjoni partikolari għall-użu ta 'kimiċi sikuri.
4.Għażla ta 'struttura tal-membrana u materjali bbażati fuq it-tip ta' ilma mormi
L-istruttura tal-membrana u l-materjali għandhom jintgħażlu b'mod korrett abbażi tat-tip ta 'ilma mormi. Għandhom jiġu adottati materjali ġodda tal-membrana effiċjenti fl-enerġija u ta 'prestazzjoni għolja u assemblaġġi tal-moduli. L-integrazzjoni tas-sistemi aerobiċi u anerobiċi MBR għandha tiġi promossa. Barra minn hekk, mudelli matematiċi u teknoloġija tal-kompjuter għandhom jiġu utilizzati bis-sħiħ biex jottimizzaw il-parametri operattivi biex tinkiseb kwalità aħjar tal-effluwent, u jagħmlu l-proċess aktar ekonomiku u effiċjenti.
4. Prinċipju Operattiv tal-Membrani MBR
F'applikazzjonijiet prattiċi ta 'inġinerija, il-proċess MBR (Membrane Bio-Reactor) mgħaddas huwa użat aktar komunement, u l-esperjenza tal-industrija b'dan it-tip ta' sistema hija relattivament matura. Għalhekk, se nużaw dan it-tip ta 'MBR bħala eżempju għall-analiżi. Il-prinċipju ġenerali huwa kif ġej:
L-ilma mhux ipproċessat jidħol fil-bijoreattur, fejn il-materja organika tiġi ossidizzata u dekomposta mill-ħama attivata mħallta b'konċentrazzjoni għolja. Taħt il-modulu tal-membrana hemm sistema ta 'arjazzjoni, li mhux biss tipprovdi biżżejjed ossiġnu maħlul (DO) għall-mikro-organiżmi fil-likur imħallat iżda wkoll tippromwovi taħlit bir-reqqa. L-aġitazzjoni kkawżata mill-bżieżaq, flimkien mal-fluss taċ-ċirkolazzjoni ffurmat fuq il-wiċċ tal-membrana, għandha effett ta 'għorik u shear fuq il-wiċċ tal-membrana, u effettivament tevita d-depożizzjoni irriversibbli ta' sustanzi li jniġġsu fuq il-wiċċ tal-membrana taħt kundizzjonijiet mhux artifiċjali. L-ilma trattat imbagħad jinġibed permezz ta 'pompa awto-priming u separati mill-membrana, bil-fażi likwida tgħaddi mill-membrana u tiġi skarikata mis-sistema.
Tipikament, il-proċess MBR għandu diversi parametri operattivi ewlenin, inkluż il-fluss tal-membrana, il-koeffiċjent tal-permeabilità, ir-rata ta 'ritenzjoni u l-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni.
1.Fluss tal-membrana
Il-fluss tal-membrana (J) jirreferi għall-ammont ta 'materjal li jgħaddi minn żona ta' unità tal-membrana għal kull unità ta 'ħin. Tipikament hija espressa f'unitajiet SI bħala [m³/(m²·s)] jew simplifikata għal m/s. F'kalkoli ta' inġinerija prattika, unitajiet mhux SI spiss jintużaw biex ikejlu l-fluss, bħal LMH (litri kull metru kwadru fis-siegħa), b'unitajiet ta' [L/(m²·h)]. Membrana MBR tipika li tissodisfa r-rekwiżiti ġenerali tat-trattament tad-drenaġġ għandha LMH ta' mill-inqas 10 L/(m²·h).
Il-fatturi li jinfluwenzaw il-fluss tal-membrana jinkludu l-forza li tmexxi għat-trasferiment tal-massa, ir-reżistenza tal-membrana, il-kundizzjoni tal-fluss tas-soluzzjoni tal-għalf fuq in-naħa tal-membrana (ekwivalenti għar-reżistenza tas-saff tal-konfini), u l-estent tal-fouling tal-membrana.
2.Koeffiċjent tal-Permeabilità
Il-koeffiċjent tal-permeabilità (Lp) ta 'membrana jirrappreżenta l-kwantità ta' materjal li jgħaddi mill-membrana għal kull unità ta 'ħin u unità ta' żona taħt pressjoni ta 'unità. Huwa sempliċement espress bħala l-fluss tal-membrana taħt kundizzjonijiet ta 'pressjoni ta' unità. Il-koeffiċjent tal-permeabilità huwa wieħed mill-parametri ewlenin għall-evalwazzjoni tal-prestazzjoni attwali tal-membrana.
3.Rata ta 'Żamma
Fil-proċess ta 'separazzjoni tal-membrana, il-likwidu li jgħaddi mill-membrana jissejjaħ il-permeat, u l-likwidu miżmum mill-membrana jissejjaħ ir-retentat. Ir-rata ta 'ritenzjoni tintuża biex tikkaratterizza l-prestazzjoni tas-separazzjoni tal-membrana, inkluża r-rata ta' żamma osservata/rapportata (Robs) u r-rata ta 'ritenzjoni attwali/intrinsika (Rat). Id-definizzjoni tiegħu hija kif ġej:
Fejn Cp u Cb jirrappreżentaw il-konċentrazzjonijiet tas-solut fis-soluzzjoni tal-permeat u tal-għalf, rispettivament, li jistgħu jitkejlu direttament. Madankollu, minħabba li s-soluti jinżammu u jeħel mal-wiċċ tal-membrana, il-konċentrazzjoni tas-solut (Cm) fuq il-wiċċ tal-membrana hija ogħla mill-konċentrazzjoni medja tas-soluzzjoni tal-għalf. Għalhekk, ir-rata attwali ta' żamma hija:
Il-valur ta' Cm ġeneralment ma jistax jitkejjel direttament u jeħtieġ li jiġi stmat bl-użu ta' mudell komputazzjonali.
4.Polarizzazzjoni tal-Konċentrazzjoni
Matul il-proċessi attwali mmexxija mill-pressjoni, il-fluss tal-membrana ħafna drabi jonqos maż-żmien, u r-rata ta 'żamma tas-solut tinbidel ukoll. Il-kawża ewlenija ta 'dan il-fenomenu hija l-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni u l-fouling tal-membrana.
Il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni tirreferi għall-fenomenu li fih, taħt kundizzjonijiet immexxija mill-pressjoni, is-solvent fis-soluzzjoni tal-għalf jgħaddi liberament mill-membrana, filwaqt li s-soluti jinżammu mill-membrana. Il-fluss tas-solvent kontinwament iġorr is-soluti lejn il-wiċċ tal-membrana, u jikkawża akkumulazzjoni tas-soluti fuq il-membrana. Bħala riżultat, il-konċentrazzjoni tas-solut (Cm) fuq il-wiċċ tal-membrana tiżdied gradwalment, li twassal għal gradjent ta 'konċentrazzjoni li tikkawża diffużjoni inversa mill-wiċċ tal-membrana għas-soluzzjoni tal-għalf. Wara perjodu ta 'stabbilizzazzjoni, meta l-fluss tas-soluzzjoni ta' l-għalf għall-wiċċ tal-membrana huwa ugwali għad-diffużjoni inversa, jiġi ffurmat saff tal-konfini tal-polarizzazzjoni ta 'konċentrazzjoni stabbli. Il-kundizzjoni taż-żamma sħiħa hija espressa bl-ekwazzjoni li ġejja:
Il-proporzjon Cm/Cb jissejjaħ il-proporzjon tal-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni. Aktar ma jkun għoli l-proporzjon, iktar ikun sfavorevoli għas-separazzjoni tal-membrana.
Il-fluss tal-membrana (J) huwa aktar faċli biex jitkejjel, iżda k huwa l-proporzjon tal-koeffiċjent tad-diffużjoni mal-ħxuna tas-saff tal-konfini. Il-valur ta 'k huwa relatat mal-kundizzjonijiet tal-fluss fuq il-wiċċ tal-membrana u jista' jiġi kkalkulat bl-użu tal-korrelazzjoni tan-numru mingħajr dimensjoni tat-trasferiment tal-massa jew determinat b'mod sperimentali. Il-metodi għad-determinazzjoni tal-valuri k jistgħu jinstabu fid-dokument minn Zeman u Zydney (1996).
