Iuvod
Sa sve strožim ekološkim standardima i stalno rastućom potražnjom za ponovnom upotrebom vode, membranski bioreaktori (MBR) postali su glavna tehnologija za napredni tretman otpadnih voda i korištenje resursa. Membranski materijali, kao osnovna komponenta MBR-a, direktno određuju operativnu stabilnost sistema, efikasnost tretmana i ukupne troškove životnog ciklusa. Tradicionalne organske membrane pate od nedostataka kao što su podložnost prljanju, kratak vijek trajanja i slaba otpornost na koroziju, što ih čini neprikladnim za složene i oštre uvjete vode. Plosnate membrane od silicijum karbida-, sa svojim superiornim svojstvima ultra-otpornosti na koroziju, visokim protokom, dugim vijekom trajanja i jakim sposobnostima protiv obraštanja, pružaju robusno rješenje za nadogradnju MBR procesa i široko se koriste u komunalnim otpadnim vodama, industrijskim otpadnim vodama i tretmanu koncentriranih slanih voda.
I. Uvod u MBR tehnologiju
1. Princip procesa
MBR (Membrane Bioreactor) je proces prečišćavanja otpadnih voda koji duboko integriše tehnologije biorazgradnje i membranskog odvajanja. On zamjenjuje sekundarni taložnik u tradicionalnom procesu aktivnog mulja sa ultrafiltracionim membranskim modulom, čime se postiže efikasno odvajanje mulja i vode. Nakon što otpadna voda uđe u bioreaktor, mikroorganizmi razgrađuju zagađivače kao što su COD, amonijačni dušik i ukupni fosfor; Ultrafiltracijska membrana (veličina pora 0,02–0,1 μm) precizno hvata aktivni mulj, koloide, bakterije i suspendirane čestice, što rezultira čistim i sterilnim efluentom, potpuno rješavajući probleme gubitka mulja i zamućenog efluenta u tradicionalnim procesima.
2. Osnovne karakteristike procesa
(1) Snažan kapacitet tretmana i dobar kvalitet otpadnih voda
MBR proces ima veliko opterećenje i veću efikasnost tretmana od reaktora opšteg biološkog tretmana. Kvalitet otpadnih voda je po izgledu sličan vodi iz slavine i može u potpunosti zadovoljiti zahtjeve za regenerisanu vodu. To je trenutno tehnologija s najboljim kvalitetom efluenta među svim procesima obrade otpadnih voda.
(2) Jaka otpornost na udarna opterećenja
Visoka koncentracija mulja daje MBR-u snažnu otpornost na udarna opterećenja, a također ima izuzetno dugu starost mulja, što rezultira vrlo stabilnim kvalitetom efluenta.
(3) Dobar efekat uklanjanja amonijačnog azota
Sa visokom koncentracijom mulja, dugom starošću mulja i malim opterećenjem mulja, posebno je pogodan za nitrifikaciju radi uklanjanja amonijačnog dušika i može ukloniti do 1500 mg/L amonijačnog dušika.
(4) Manje zaostalog mulja
MBR mulj ima dugu starost mulja, mikroorganizmi su u fazi endogenog disanja, proizvodnja viška mulja je mala, a sekundarno zagađenje minimalno.
(5) Štedi zemljište
Ne zahtijeva sekundarni taložnik ili druge uređaje za filtraciju i pročišćavanje. Proces je jednostavan i zauzima malu površinu, samo oko 1/3 površine zemljišta potrebne za konvencionalne procese tretmana, što ga čini vrlo pogodnim za upotrebu na mjestima sa ograničenim zemljištem.
(3) Automatska kontrola, laka za opremanje
MBR eliminiše probleme nagomilavanja mulja i gubitka mulja, proizvodi niske nivoe zaostalog mulja i može postići potpuno automatizovanu kontrolu, čineći rad i upravljanje jednostavnijim.
II. Prednosti ravnih membrana od silicijum karbida u MBR procesima
1. Izuzetno otporan na koroziju, pogodan za ekstremne uslove rada
Napravljen od praha silicijum karbida visoke -čistoće rekristalizovan i sinterovan na 2400 stepeni, otporan je na kiseline i alkalije u pH opsegu od 0-14, i može da izdrži koroziju jakih kiselina, jakih alkalija, oksidanata visoke{4}}koncentracije i organskih rastvarača. Može da radi stabilno i bez starenja u teškim vodenim uslovima kao što su koncentrisane slane vode, hemijske otpadne vode i procedne vode sa deponije tokom dužeg vremena.
2. Visoka-operacija koja rezultira većom efikasnošću obrade.
Površina membrane ima kontaktni ugao s vodom od samo 10,3 stepena, što je čini izuzetno hidrofilnom. Njegov radni tok je stabilan na 60-100 LMH, što je 3-4 puta više od organskih membrana. Za istu skalu tretmana, potrebno je manje površine membrane, a membranski rezervoar zauzima manje prostora, značajno smanjujući troškove niskogradnje.
3. Jaka otpornost na mrlje, lako se čisti i obnavlja
Površina membrane je snažno negativno nabijena, elektrostatički odbija mulj, koloide i ulje, što rezultira odličnim svojstvima protiv -obraštanja. Prozračivanje i ispiranje odlažu zagađivanje, a nakon prljanja, čišćenje visoke-koncentracije kiselina, lužina i oksidansa može vratiti 100% fluksa. Ciklus čišćenja je dug, a održavanje je jednostavno.
4. Ultra-dug životni vijek i niska ukupna cijena životnog vijeka.
Ima visoku mehaničku čvrstoću, otpornost na habanje, nema opasnosti od lomljenja vlakana i vijek trajanja veći od ili jednak 10 godina, što je 3-4 puta više od organskih membrana; zapremina aeracije je samo polovina manja od organskih membrana, što rezultira niskom potrošnjom energije; ne zahteva čestu zamenu membrane, značajno smanjuje troškove potrošnog materijala i vreme zastoja, i ima izuzetne ekonomske prednosti tokom čitavog životnog ciklusa.
5. Veoma kompatibilan i lak za nadogradnju i modifikaciju.
Potpuno je kompatibilan sa postojećim organskim MBR sistemima i može zamijeniti organske membrane in situ bez većih modifikacija opreme; Pogodan je za kompleksne kvalitete vode kao što su visoka koncentracija mulja, visok sadržaj ulja i visok salinitet, a lako se nadogradi i brzo pokazuje rezultate.
III. Tipični slučajevi primjene
Slučaj 1: Projekat prečišćavanja otpadnih voda u određenom naselju
Kapacitet prerade: 3000 m³/d
Šema procesa: Plosnate membrane od silicijum karbida MBR koristi se za zamjenu tradicionalnog sekundarnog taložnika.
Rezultati primjene: Stabilan i usklađen efluent, jednostavan rad i održavanje, efikasno rješava problem ispuštanja otpadnih voda u ruralnim područjima.
Slučaj 2: Projekat unapređenja koncentrovane slane otpadne vode iz hemijskog postrojenja za ugalj
Kapacitet prerade: 76 m³/h
Pozadina nadogradnje: Originalna organska membrana imala je kratak vijek trajanja, zahtijevala je čestu zamjenu i bila je skupa.
Rezultati primjene: Nakon zamjene ravnom membranom od silicij karbida, stabilnost rada je značajno poboljšana, vijek trajanja membrane je značajno produžen, a troškovi održavanja su značajno smanjeni.
Slučaj 3: Projekat tretmana otpadnih voda u uslužnom području
Kapacitet prerade: 120 m³/d
Rešenje procesa: Integrisana MBR oprema sa membranom od silicijum karbida sa ravnim pločama
Rezultati primene: Kompaktan otisak, automatizovan rad, stabilan tretman decentralizovane kućne kanalizacije i otpadnih voda ispunjavaju standarde za ponovnu upotrebu.
Slučaj 4: Projekt MBR sistema industrijskih otpadnih voda u Singapuru
Kapacitet prerade: 150 m³/d
Učinak primjene: Zamjenom tradicionalnih organskih membrana keramičkim membranama od silicijum karbida, može se postići dubinsko prečišćavanje industrijskih otpadnih voda u ograničenom prostoru.
