Porast transmembranskog pritiska (TMP) može dovesti do bilo čega, od smanjenog protoka permeata do loma membranskih vlakana i potpunog kvara modula, uz zamjenu koja košta stotine hiljada dolara. Još više zabrinjava to što su skokovi pritiska retko uzrokovani jednim faktorom; osnovni uzrok ostaje neuhvatljiv, a problemi se ponavljaju iznova.
Osnovni uzroci skokova tlaka općenito je nekoliko istih. Razumijevanje ovih uzroka daje jasnoću i sprječava paniku tokom rješavanja problema.
Akumulacija onečišćenja membrane - Najčešći, ali najpodcijenjeniji ubica
Povećani transmembranski pritisak prvenstveno je uzrokovan zagađivanjem membrane. Tokom rada, rastvorena organska materija, koloidne čestice i suspendovane čvrste materije iz mešavine mulja neprekidno se talože na površini membrane i unutar pora, formirajući sloj gela i sloj filterskog kolača. Što je ova "ljuska" deblja, to je veća otpornost na vodu, prirodno povećavajući razliku pritiska.
Mnogi ljudi pogrešno vjeruju da je redovno ispiranje na mreži dovoljno. U stvarnosti, online ispiranje samo uklanja labave naslage na površini membrane i gotovo je nemoćno protiv organskih i bioloških nečistoća koje su prodrle duboko u pore membrane. Naročito kada influent sadrži veliku količinu otopljenih mikrobnih metabolita (SMP), ljepljivi biofilm će se zalijepiti za unutrašnji zid membranskih pora, koji se ne može ukloniti redovnim ispiranjem.
Stoga, kada procjenjujete zaprljanost membrane, nemojte samo gledati na pad TMP-a nakon povratnog ispiranja. Ako razlika tlaka brzo ponovo poraste nakon povratnog ispiranja, to ukazuje na stvaranje dubokog zaprljanja. U tom slučaju mora se organizirati vanmrežno kemijsko čišćenje, korištenjem naizmjeničnog namakanja s natrijum hipohloritom i limunskom kiselinom kako bi se efikasno uklonili zagađivači iz pora.
Pogoršanje svojstava mulja – nevidljivi pokretač razlike u pritisku
Dok je zaprljavanje membrane direktan uzrok, u mnogim slučajevima osnovni uzrok leži u samom mulju. Previše visoke koncentracije MLSS, abnormalna ekspanzija SVI i pretjerana proliferacija filamentoznih bakterija-ovi problemi sa svojstvima mulja mogu uzrokovati naglo povećanje viskoziteta miješane tekućine, umnožavajući otpor filtracije.
Evo stvarnog-primjera iz svijeta: MBR sistem u fabrici za preradu hrane je dizajniran sa MLSS (Mixed Liquor Spectrum Sulfate) od 8000-12000 mg/L. Međutim, tokom stvarnog rada, operateri, strahujući od gubitka mulja zbog ispuštanja mulja, produženi periodi bez uklanjanja mulja doveli su do porasta MLSS-a na 18000 mg/L. Pomiješana tekućina postala je poput tanke paste, a na površini membrane se brzo formirao gusti sloj filterskog kolača. Diferencija transmembranskog pritiska porasla je sa 15 kPa na 45 kPa u roku od nedelju dana. Kasnije je povećanje brzine ispuštanja mulja vratilo MLSS na oko 10000 mg/L, a razlika tlaka se postepeno smanjivala.
Filamentno nakupljanje je još jedan veliki problem. Filamentne bakterije se prepliću između flokula mulja, uzrokujući popuštanje strukture floka, ostavljajući brojne sitne fragmente koji plutaju u miješanoj tekućini. Ove mikročestice lako prodiru u pore membrane, uzrokujući nepovratnu blokadu. U takvim slučajevima, jednostavno pranje membrane je samo privremeno rješenje; podešavanje F/M omjera, nivoa DO (otopljenog kiseonika) i omjera nutrijenata je osnovno rješenje.
Kvar sistema za aeraciju – nedovoljna sila ispiranja dovodi do začepljenja membrane
Osnovni mehanizam pomoću kojeg MBR održavaju čistoću membrane je snažna aeracija na dnu membranske zone. Kako se mjehurići dižu, ispiraju i tresu vlakna membrane, uklanjajući čestice mulja taložene na površini membrane. Ako je brzina aeracije nedovoljna, ovaj mehanizam "-samočišćenja" ne uspijeva.
Problemi sa aeracijom su češći nego što se može zamisliti. Puhalice premale veličine, djelomične blokade u cijevima za aeraciju i strani predmeti koji pokrivaju otvore za aeraciju na dnu membranskog okvira – ovi nedostaci možda neće biti odmah vidljivi. Mogu se manifestirati samo kao oslabljena sila ispiranja u nekoliko membranskih jedinica, uzrokujući sporo povećanje lokalizirane razlike tlaka. Dok se cijeli sistem alarmira, šteta je često prekasna.
Još jedan detalj koji se lako previdi: neravnomjerna instalacija membranskog modula i neravni zazori na dnu uzrokuju da protok zraka za aeraciju "pređe prečicu", koncentrirajući se kroz veće praznine, ostavljajući druga područja membranskih vlakana bez efikasnog ispiranja. Redovna provjera ujednačenosti aeracije i vizualno promatranje da li je turbulencija površine tekućine konzistentna može vam pomoći da rano otkrijete mnoge potencijalne probleme.
Neodgovarajući radni parametri – Bombe sa padom pritiska kriju se u detaljima
Previše visoke postavke protoka membrane, nerazumni omjeri{0}}zaustavljanja pumpe i nedovoljna učestalost povratnog ispiranja – ove greške operativnih parametara također mogu dovesti pad transmembranskog tlaka u opasne opsege.
Prekomjerni protok je najtipičniji "nakon brze gradnje". Tokom perioda puštanja u rad projekta, kako bi se ispunili ciljevi efluenta, fluks se postavlja iznad kritičnog protoka. Iako efluent može biti u redu u kratkom roku, stopa onečišćenja membrane raste eksponencijalno, a pad tlaka raste mnogo brže od normalnog. U trenutku kada želite da smanjite fluks da biste vratili normalan protok, sloj zagađivanja je već zbijen i pad pritiska se ne može smanjiti. Kritični tok nije proizvoljna vrijednost; mora se odrediti stepenastim ispitivanjem fluksa. Rad 10%-20% ispod kritične vrijednosti je sigurna zona.
Omjer{0}}zaustavljanja pumpe je također ključan. Dugotrajno kontinuirano pumpanje dovodi do debljeg sloja filterskog kolača na površini membrane; prekratka pauza ostavlja filter kolaču nedovoljno vremena da se odvoji. Generalno, 8-10 minuta pumpanja u kombinaciji sa 1-2 minuta pauze je relativno siguran ritam, ali posebno podešavanje treba izvršiti na osnovu stvarne koncentracije mulja i tipa membrane. Praktični savjet: Kada naiđete na kontinuirano povećanje razlike transmembranskog tlaka, nemojte žuriti s dodavanjem kemikalija za čišćenje. Prvo provjerite ovim redoslijedom: ① Provjerite da li je aeracija ujednačena i efikasna; ② Provjerite da li su MLSS i SVI unutar normalnog raspona; ③ Provjeriti protok i omjer zaustavljanja pumpe; ④ Potvrdite da li je učestalost povratnog pranja/čišćenja pri održavanju adekvatna. Ako su prva tri u redu, razmislite o hemijskom čišćenju van mreže.
U konačnici, porast transmembranskog tlaka se nikada ne događa iznenada; to je naznačeno podacima. Trendovi su važniji od brojčanih vrijednosti-zabilježite TMP promjene dnevno, nacrtajte liniju trenda i budite oprezni ako vidite rastući nagib; nemojte čekati da se oglasi alarm prije nego što preduzmete akciju.
U zaključku
Životni vijek i radna stabilnost MBR membrana ovise 70% o održavanju i 30% o dizajnu. Porast diferencijalnog pritiska nije zastrašujući; ono što je zastrašujuće je stalno rješavanje problema bez pronalaženja uzroka. Temeljito razumjeti četiri dimenzije zaprljanja membrane, karakteristike mulja, sistem aeracije i radne parametre i rješavajte probleme jedan po jedan. Većina anomalija diferencijalnog pritiska može se rano riješiti. Nemojte čekati da problem postane ozbiljan prije nego što ga shvatite ozbiljno; do tada će utrošeni novac i vrijeme daleko premašiti rutinsko održavanje.