Iintroducere
Cu standarde de mediu din ce în ce mai stricte și o cerere în continuă creștere pentru reutilizarea apei, bioreactoarele cu membrană (MBR) au devenit tehnologia principală pentru tratarea avansată a apelor uzate și utilizarea resurselor. Materialele membranare, ca componentă de bază a MBR-urilor, determină în mod direct stabilitatea operațională a sistemului, eficiența tratamentului și costul total al ciclului de viață. Membranele organice tradiționale suferă de dezavantaje, cum ar fi susceptibilitatea la murdărire, durata de viață scurtă și rezistența scăzută la coroziune, făcându-le nepotrivite pentru condiții de apă complexe și dure. Membranele plate-de carbură de siliciu, cu proprietățile lor superioare de ultra-rezistență la coroziune, flux ridicat, durată de viață lungă și capacități puternice de anti-incrustare, oferă o soluție robustă pentru îmbunătățirea procesului MBR și sunt utilizate pe scară largă în apele uzate municipale, ape uzate industriale și tratarea saramură concentrată.
I. Introducere în Tehnologia MBR
1. Principiul procesului
MBR (Membrane Bioreactor) este un proces de tratare a apelor uzate care integrează profund tehnologiile de biodegradare și separare cu membrane. Înlocuiește rezervorul de sedimentare secundar în procesul tradițional de nămol activ cu un modul cu membrană de ultrafiltrare, realizând o separare eficientă a nămolului și apei. După ce apa uzată intră în bioreactor, microorganismele descompun poluanți precum COD, azotul amoniac și fosforul total; membrana de ultrafiltrare (dimensiunea porilor 0,02–0,1μm) captează cu precizie nămolul activat, coloizi, bacterii și particule în suspensie, rezultând efluent limpede și steril, rezolvând complet problemele de pierdere a nămolului și efluent tulbure în procesele tradiționale.
2. Caracteristicile de bază ale procesului
(1) Capacitate mare de tratare și calitate bună a efluentului
Procesul MBR are o sarcină mare și o eficiență de tratare mai mare decât reactoarele generale de tratare biologică. Calitatea efluentului este similară cu cea a apei de la robinet în aspect și poate îndeplini pe deplin cerințele pentru apa regenerată. În prezent, este tehnologia cu cea mai bună calitate a efluentului dintre toate procesele de tratare a apelor uzate.
(2) Rezistență puternică la sarcini de impact
Concentrația mare de nămol îi conferă MBR o rezistență puternică la sarcinile de șoc și are, de asemenea, o vârstă extrem de lungă a nămolului, rezultând o calitate foarte stabilă a efluentului.
(3) Efect bun de eliminare a azotului amoniac
Cu o concentrație mare de nămol, o vârstă îndelungată a nămolului și o sarcină scăzută de nămol, este deosebit de potrivit pentru nitrificare pentru a îndepărta azotul amoniac și poate elimina până la 1500 mg/L de azot amoniac.
(4) Mai puțin nămol rezidual
Nămolul MBR are o vârstă îndelungată a nămolului, microorganismele sunt în faza de respirație endogenă, producția de nămol în exces este scăzută, iar poluarea secundară este minimă.
(5) Salvează teren
Nu necesită un rezervor de sedimentare secundar sau alte dispozitive de filtrare și purificare. Procesul este simplu și ocupă o suprafață mică, doar aproximativ 1/3 din suprafața de teren cerută de procesele convenționale de tratare, făcându-l foarte potrivit pentru utilizare în locuri cu teren limitat.
(3) Control automat, ușor de echipat
MBR elimină problemele de înmulțire a nămolului și pierderea nămolului, produce niveluri scăzute de nămol rezidual și poate realiza un control complet automatizat, simplificând operarea și gestionarea.
II. Avantajele membranelor cu plăci plate din carbură de siliciu în procesele MBR
1. Extrem de rezistent la coroziune, potrivit pentru conditii extreme de lucru
Fabricat din pulbere de carbură de siliciu de{0}}puritate ridicată, recristalizată și sinterizată la 2400 de grade, este rezistent la acizi și alcalii în intervalul de pH 0-14 și poate rezista la coroziune de la acizi puternici, alcalii puternici, oxidanți cu-concentrație mare și solvenți organici. Poate funcționa stabil și fără îmbătrânire în condiții dure de apă, cum ar fi saramură concentrată, ape uzate chimice și levigatul depozitului de deșeuri pentru o lungă perioadă de timp.
2. Funcționare cu debit-înalt, care are ca rezultat o eficiență mai mare de procesare.
Suprafața membranei are un unghi de contact cu apa de numai 10,3 grade, ceea ce o face extrem de hidrofilă. Fluxul său de funcționare este stabil la 60-100 LMH, care este de 3-4 ori mai mare decât al membranelor organice. Pentru aceeași scară de tratament, necesită o suprafață mai mică a membranei, iar rezervorul cu membrană ocupă mai puțin spațiu, reducând semnificativ costurile de inginerie civilă.
3. Rezistenta puternica la pete, usor de curatat si restaurat
Suprafața membranei este puternic încărcată negativ, respingând electrostatic nămolul, coloizii și uleiul, ceea ce are ca rezultat o excelentă capacitate anti-incrustare. Aerarea și spălarea întârzie murdărirea, iar după murdărire, curățarea cu-concentrație mare de acid, alcali și oxidant poate restabili 100% din flux. Ciclul de curățare este lung, iar întreținerea este simplă.
4. Durată de viață ultra-lungă și cost total scăzut al duratei de viață.
Are rezistență mecanică ridicată, rezistență la uzură, fără risc de rupere a fibrei și o durată de viață mai mare sau egală cu 10 ani, care este de 3-4 ori mai mare decât a membranelor organice; volumul de aerare este doar jumătate din cel al membranelor organice, rezultând un consum redus de energie; nu necesită înlocuirea frecventă a membranei, reducând în mod semnificativ costurile consumabilelor și timpul de nefuncționare și are beneficii economice remarcabile pe parcursul întregului său ciclu de viață.
5. Foarte compatibil și ușor de actualizat și modificat.
Este pe deplin compatibil cu sistemele organice MBR existente și poate înlocui membranele organice in situ fără modificări majore ale echipamentelor; este potrivit pentru calități complexe ale apei, cum ar fi concentrația mare de nămol, conținutul ridicat de ulei și salinitatea ridicată și este ușor de actualizat și rapid de afișat rezultate.
III. Cazuri tipice de aplicare
Cazul 1: Un proiect de tratare a apelor uzate într-o anumită localitate
Capacitate de procesare: 3000 m³/zi
Schema procesului: Membrana plată din carbură de siliciu MBR este utilizată pentru a înlocui rezervorul de sedimentare secundar tradițional.
Rezultate aplicații: efluent stabil și conform, operare și întreținere simplă, rezolvând eficient problema deversării apelor uzate în zonele rurale.
Cazul 2: Proiect de modernizare a apelor uzate sărate concentrate dintr-o uzină chimică pe cărbune
Capacitate de procesare: 76 m³/h
Context de actualizare: Membrana organică originală a avut o durată de viață scurtă, a necesitat înlocuire frecventă și a fost costisitoare.
Rezultatele aplicării: După înlocuirea cu membrană plată din carbură de siliciu, stabilitatea operațională a fost îmbunătățită semnificativ, durata de viață a membranei a fost mult extinsă și costul de întreținere a fost redus semnificativ.
Cazul 3: Proiect de tratare a apelor uzate la o zonă de servicii
Capacitate de procesare: 120 m³/zi
Soluție de proces: Echipament MBR cu membrană plată din carbură de siliciu integrată
Rezultate aplicații: amprentă compactă, funcționare automată, tratarea stabilă a apelor uzate menajere descentralizate și efluenții îndeplinesc standardele de reutilizare.
Cazul 4: Un proiect de sistem MBR de ape uzate industriale în Singapore
Capacitate de procesare: 150 m³/zi
Efect de aplicare: Prin înlocuirea membranelor organice tradiționale cu membrane ceramice cu carbură de siliciu, se poate realiza tratarea în profunzime a apelor uzate industriale într-un spațiu limitat.
