Ibevezető
Az egyre szigorodó környezetvédelmi szabványok és a folyamatosan növekvő víz-újrafelhasználási igény miatt a membrán bioreaktorok (MBR) a fejlett szennyvízkezelés és erőforrás-felhasználás fő technológiájává váltak. A membránanyagok, mint az MBR-k alapvető összetevői, közvetlenül meghatározzák a rendszer működési stabilitását, kezelési hatékonyságát és teljes életciklus-költségét. A hagyományos szerves membránok olyan hátrányokkal küzdenek, mint a szennyeződésre való hajlam, a rövid élettartam és a rossz korrózióállóság, így nem alkalmasak összetett és zord vízviszonyokra. A szilícium-karbid sík-lemez membránok kiváló tulajdonságaikkal – ultra-korrózióállóságukkal, nagy fluxussal, hosszú élettartamukkal és erős lerakódásgátló képességükkel – robusztus megoldást nyújtanak az MBR-folyamatok korszerűsítésére, és széles körben használják kommunális szennyvízben, ipari szennyvízben és koncentrált sóoldat kezelésében.
I. Bevezetés az MBR technológiába
1. A folyamat elve
Az MBR (Membrane Bioreactor) egy szennyvízkezelési eljárás, amely mélyen integrálja a biológiai lebomlást és a membránleválasztási technológiákat. A hagyományos eleveniszapos eljárásban a másodlagos ülepítő tartályt egy ultraszűrő membránmodulra cseréli, ami az iszap és a víz hatékony elválasztását biztosítja. Miután a szennyvíz belép a bioreaktorba, a mikroorganizmusok lebontják az olyan szennyező anyagokat, mint a KOI, az ammónia-nitrogén és az összes foszfor; az ultraszűrő membrán (pórusméret 0,02-0,1 μm) precízen felfogja az eleveniszapot, kolloidokat, baktériumokat és lebegő részecskéket, tiszta és steril szennyvizet eredményezve, teljesen megoldva a hagyományos eljárásokban az iszapveszteség és a zavaros szennyvíz problémáit.
2. A folyamat alapvető jellemzői
(1) Erős tisztítási kapacitás és jó szennyvízminőség
Az MBR eljárás nagy terhelésű és nagyobb kezelési hatékonysággal rendelkezik, mint az általános biológiai tisztítóreaktorok. Az elfolyó víz minősége hasonló a csapvízhez, és teljes mértékben megfelel a visszanyert vízre vonatkozó követelményeknek. Jelenleg ez a technológia a legjobb szennyvízminőséggel az összes szennyvízkezelési folyamat közül.
(2) Erős ütésállóság
A magas iszapkoncentráció az MBR-t erős lökésterhelésekkel szemben ellenállóvá teszi, emellett rendkívül hosszú iszapkora is van, ami nagyon stabil szennyvízminőséget eredményez.
(3) Jó ammónia-nitrogéneltávolító hatás
Magas iszapkoncentrációjával, hosszú iszapkorával és alacsony iszapterhelésével különösen alkalmas nitrifikációra az ammónia nitrogén eltávolítására, és akár 1500 mg/L ammónia nitrogént is képes eltávolítani.
(4) Kevesebb maradványiszap
Az MBR iszap hosszú iszapkorú, a mikroorganizmusok endogén légzési fázisban vannak, a felesleges iszapképződés alacsony, a másodlagos szennyezés minimális.
(5) Földet takarít meg
Nem igényel másodlagos ülepítő tartályt vagy más szűrő- és tisztítóberendezést. Az eljárás egyszerű és kis területet foglal el, a hagyományos kezelési eljárások által igényelt földterületnek csak körülbelül 1/3-át, így nagyon alkalmas a korlátozott földterületű helyekre.
(3) Automatikus vezérlés, könnyen felszerelhető
Az MBR kiküszöböli az iszap tömegesedéséből és az iszapveszteségből adódó problémákat, alacsony szintű maradékiszapot termel, és teljesen automatizált vezérlést tesz lehetővé, egyszerűbbé téve a kezelést és a kezelést.
II. A szilícium-karbid síklemez membránok előnyei az MBR-eljárásokban
1. Rendkívül korrózióálló, extrém munkakörülményekre alkalmas
A 2400 fokon átkristályosított és szinterezett, nagy-tisztaságú szilícium-karbid porból készült, 0–14 pH-tartományban ellenáll a savaknak és lúgoknak, valamint ellenáll az erős savak, erős lúgok, nagy-koncentrációjú oxidálószerek és szerves oldószerek okozta korróziónak. Stabilan és öregedés nélkül tud működni zord vízviszonyok között, például koncentrált sóoldatban, vegyi szennyvízben és hulladéklerakó csurgalékvízben, hosszú ideig.
2. Nagy-áteresztőképességű működés, ami nagyobb feldolgozási hatékonyságot eredményez.
A membrán felületének vízzel érintkezési szöge mindössze 10,3 fok, így rendkívül hidrofil. Működési fluxusa 60-100 LMH között stabil, ami 3-4-szerese a szerves membránokénak. Ugyanazon kezelési skálán kevesebb membránfelületet igényel, és a membrántartály kevesebb helyet foglal el, jelentősen csökkentve az építőmérnöki költségeket.
3. Erős foltállóság, könnyen tisztítható és helyreállítható
A membrán felülete erősen negatív töltésű, elektrosztatikusan taszítja az iszapot, kolloidokat és olajat, ami kiváló -lerakódásgátló tulajdonságokkal rendelkezik. A levegőztetés és az öblítés késlelteti a szennyeződést, és szennyeződés után a magas-koncentrációjú savas, lúgos és oxidálószeres tisztítás 100%-ban visszaállíthatja a fluxust. A tisztítási ciklus hosszú, a karbantartás pedig egyszerű.
4. Ultra-hosszú élettartam és alacsony teljes élettartam-költség.
Nagy a mechanikai szilárdsága, kopásállósága, nincs száltörés veszélye, élettartama pedig 10 év vagy annál nagyobb, ami 3-4-szerese a szerves membránokénak; a levegőztetés térfogata csak a fele a szerves membránokénak, ami alacsony energiafogyasztást eredményez; nem igényel gyakori membráncserét, jelentősen csökkentve a fogyóeszközök költségeit és az állásidőt, és kiemelkedő gazdasági előnyökkel jár a teljes életciklusa során.
5. Nagyon kompatibilis és könnyen frissíthető és módosítható.
Teljesen kompatibilis a meglévő szerves MBR rendszerekkel, és jelentősebb berendezésmódosítás nélkül in situ helyettesítheti a szerves membránokat; Alkalmas olyan összetett vízminőségekhez, mint a magas iszapkoncentráció, a magas olajtartalom és a magas sótartalom, valamint könnyen fejleszthető, és gyorsan megmutatja az eredményeket.
III. Tipikus alkalmazási esetek
1. eset: Szennyvízkezelési projekt egy bizonyos településen
Feldolgozási kapacitás: 3000 m³/nap
Eljárási séma: Az MBR szilícium-karbid síklemez membránt a hagyományos másodlagos ülepítő tartály helyettesítésére használják.
Alkalmazási eredmények: Stabil és előírásoknak megfelelő szennyvíz, egyszerű kezelés és karbantartás, hatékonyan oldja meg a vidéki területek szennyvízelvezetési problémáját.
2. eset: Szénkémiai üzemből származó tömény sós szennyvíz korszerűsítési projektje
Feldolgozási teljesítmény: 76 m³/h
Frissítési háttér: Az eredeti szerves membrán rövid élettartamú volt, gyakori cserét igényelt, és költséges volt.
Alkalmazási eredmények: A szilícium-karbid lapos lemezmembránra való cserét követően a működési stabilitás jelentősen javult, a membrán élettartama jelentősen meghosszabbodott, és a karbantartási költségek jelentősen csökkentek.
3. eset: Szennyvízkezelési projekt szolgáltatási területen
Feldolgozási kapacitás: 120 m³/nap
Eljárási megoldás: integrált szilícium-karbid síklemez membrán MBR berendezés
Alkalmazási eredmények: Kompakt lábnyom, automatizált működés, a decentralizált háztartási szennyvíz stabil kezelése és a szennyvíz megfelel az újrafelhasználásra vonatkozó szabványoknak.
4. eset: Ipari szennyvíz MBR rendszer projekt Szingapúrban
Feldolgozási kapacitás: 150 m³/nap
Alkalmazási hatás: A hagyományos szerves membránokat szilícium-karbid kerámia membránokra cserélve az ipari szennyvíz mélytisztítása elérhető korlátozott helyen.
