Le flux de membrane est l'un des paramètres les plus fréquemment discutés dans la conception de bioréacteurs à membrane (MBR).
Un flux plus élevé peut paraître attrayant car il peut réduire la surface de membrane requise pour une capacité de traitement donnée.chaque valeur de flux indiquée ne représente pas la même quantité de production réelle d'eau.
C'est là que se situe la différence entreflux brut et flux netdevient important.
Pour les ingénieurs, les entrepreneurs en EPC et les propriétaires de projets, la compréhension de cette différence peut fournir une base plus significative pour la taille de la membrane et la comparaison de la technologie.
Le flux de membrane décrit le volume de perméat produit à travers une unité de surface de membrane sur une période donnée.
Il est généralement exprimé comme suit:
Par exemple, une membrane fonctionnant à25 LMHproduit environ 25 litres de perméat par mètre carré de surface effective de membrane par heure pendant la période de filtration concernée.
Cependant, un système MBR ne produit pas nécessairement de perméat en continu pendant chaque minute de fonctionnement.
Selon la stratégie de fonctionnement, la membrane peut passer par:
- Filtration
- La détente
- Rétro-lavage, le cas échéant
- Nettoyage
- Autres périodes opérationnelles
Par conséquent, le flux pendant la filtration active peut ne pas représenter la production moyenne sur tout le cycle de fonctionnement.
Flux brutdésigne généralement le flux membranaire lors de la filtration active.
Par exemple:
Une membrane peut fonctionner à un flux de filtration brut de40 LMHpendant la période de filtration active.
Il peut s'agir d'une valeur opérationnelle valide.
Cependant, cela ne signifie pas automatiquement que la membrane produit du perméat en continu à 40 LMH pendant toute la période de fonctionnement.
Si le système comprend des périodes de relâchement ou d'autres périodes de non-production, le taux de production moyen sera inférieur.
C'est pourquoi un flux brut coté doit toujours être évalué avec son cycle d'exploitation.
Flux netreprésente la production moyenne effective de membrane après prise en compte des périodes où la production de perméat est réduite ou arrêtée.
Selon la conception du système, ces périodes peuvent inclure:
- La détente
- Rétro-lavage
- Nettoyage
- Maintenance
- Autres périodes de non-production
Une relation simplifiée est:
Par exemple, si une membrane fonctionne à un flux relativement élevé pendant la filtration active, mais passe une partie du cycle en relaxation,la production moyenne effective sera inférieure au flux de filtration actif.
Le calcul exact dépend de la stratégie opérationnelle.
Deux fournisseurs de membranes peuvent sembler offrir des valeurs de flux significativement différentes.
Avant de conclure qu'une membrane est nettement plus performante, les ingénieurs devraient se demander:
- La valeur cotée est-elle brute ou nette?
- C'est instantané ou moyen?
- Combien de temps dure la période de filtration active?
- Les périodes de détente sont-elles incluses?
- Le lavage arrière est-il inclus?
- Les périodes de nettoyage sont-elles incluses?
- Quelle température a été utilisée pour les eaux usées?
- Quelle concentration MLSS a été utilisée?
- Quelle qualité des eaux usées a été utilisée?
- Combien de temps le test a-t-il duré?
Sans ces informations, les comparaisons directes de flux peuvent être trompeuses.
Un flux d'exploitation coté plus élevé d'un fournisseur peut ne pas nécessairement entraîner un flux d'exploitationcapacité de production quotidienne nette.
La surface de membrane est généralement estimée en utilisant:
Cela rend la définition du flux particulièrement importante.
Si un flux de filtration brut est utilisé comme s'il s'agissait d'un flux de production nette continu, la surface théorique de la membrane peut être sous-estimée.
Prenons par exemple un système qui exige:
1,000 m3/jour
Si la base de conception est:
Flux net de 20 LMH
la surface théorique de la membrane est approximativement:
Toutefois, si la production nette réelle durable est inférieure à la valeur utilisée pour la dimensionnement, une surface de membrane supplémentaire peut être nécessaire.
C'est pourquoi la dimension de la membrane devrait être basée sur un flux de conception clairement défini plutôt que simplement sur le nombre le plus élevé indiqué sur une fiche de spécifications.
Pour un calcul détaillé:
- Je ne sais pas.Comment calculer la surface de membrane requise pour un système MBR
Une membrane capable d'obtenir un flux de filtration actif élevé peut également nécessiter:
- Périodes de détente
- Aération plus intensive
- Nettoyage plus fréquent
- Différents cycles de filtration
- Contrôles d'exploitation supplémentaires
Ces facteurs peuvent influer sur la production quotidienne réelle de perméat.
C'est pourquoi la question se pose:
Quel est le flux maximal de membrane?
peut être moins utile que:
¢ Quelle production nette la membrane peut-elle maintenir de manière fiable dans les conditions de fonctionnement prévues?
Pour les projets MBR à grande échelle, la deuxième question est généralement plus pertinente.
Il convient de distinguer ces trois notions.
Flux pendant la filtration active.
Production moyenne effective après prise en compte des périodes de non production.
Une valeur de conception réaliste à long terme sélectionnée selon:
- Caractéristiques des eaux usées
- Température
- Le système MLSS
- Comportement à l'encontre de la loi
- Stratégie de nettoyage
- Cycles de fonctionnement
- Marge d'exploitation requise
Une membrane peut atteindre un flux brut élevé tout en ayant un flux de conception durable à long terme inférieur.
Cela n'indique pas nécessairement une mauvaise performance de la membrane.
Elle pourrait plutôt refléter une approche plus réaliste du fonctionnement à long terme du MBR.
Pour les applications de membrane plate en céramique, le flux de conception durable doit être évalué en même temps que les conditions de fonctionnement réelles du MBR.
- Je ne sais pas.Membranes de tôle plate en céramique
La température est un autre facteur important lors de la comparaison des données de flux membranaire.
Une valeur de flux mesurée à une température relativement élevée des eaux usées peut ne pas représenter les conditions d'exploitation hivernales réelles.
Les températures plus basses augmentent généralement la viscosité de l'eau et la résistance à la filtration.
Par conséquent, les équipes de projet devraient envisager:
- Température moyenne des eaux usées
- Température minimale des eaux usées
- Variation saisonnière
- Exigences relatives au traitement hivernal
- Température utilisée pour l'essai des performances de la membrane
Pour les projets présentant des variations saisonnières importantes, la température minimale de fonctionnement peut être une condition de conception importante.
Pour une discussion plus détaillée:
- Je ne sais pas.Comment la température affecte les performances de la membrane dans les systèmes MBR
Considérons deux systèmes de membranes hypothétiques.
- Flux de filtration brut plus élevé
- Des périodes régulières de relaxation
- Temps de production effectif réduit
- Flux de filtration actif inférieur
- Temps de production effectif plus long
- Cycle de fonctionnement stable
En regardant uniquement le flux principal, on peut penser que le système A offre de meilleures performances.
Toutefois, les deux systèmes pourraient avoir une production nette quotidienne similaire.
La comparaison doit donc tenir compte des éléments suivants:
Flux brut → Cycle opérationnel → Flux net → Surface de membrane → Production quotidienne
plutôt que de regarder le flux brut seul.
Lors de l'évaluation des performances de la membrane, les questions suivantes peuvent aider à établir une base commune de comparaison:
- Le flux indiqué est-il brut, net ou instantané?
- Quelle est la durée de filtration active?
- Quels moments de détente sont inclus?
- Quelles périodes de nettoyage sont incluses?
- Quelle température a été utilisée pour les eaux usées?
- Quelle portée MLSS a été utilisée?
- Quelle qualité des eaux usées a été utilisée?
- Combien de temps a duré le test de performance?
- Quel cycle de fonctionnement a été utilisé?
- Quel flux de conception du réseau est recommandé pour un fonctionnement à long terme?
Ces questions peuvent rendre les comparaisons entre les différentes technologies de membrane beaucoup plus significatives.
Le flux brut et le flux net ne sont pas interchangeables.
Un flux élevé mesuré pendant la filtration active ne représente pas nécessairement la quantité moyenne d'eau produite sur un cycle de fonctionnement complet.
Pour la conception des systèmes MBR, la base la plus significative est souvent lacapacité de production nette durable dans des conditions réalistes de projet.
Les ingénieurs doivent donc aller au-delà des valeurs de flux générales et évaluer:
Flux + cycle de fonctionnement + température + MLSS + caractéristiques des eaux usées + contrôle des taches
L'objectif ne devrait pas être simplement de sélectionner la membrane avec le flux le plus élevé annoncé.
L'objectif est de sélectionner un système à membrane capable de fournirproduction d'eau fiable et durable tout au long de la durée de vie prévue du projet.
Pour l'évaluation préliminaire, les informations utiles sur le projet comprennent:
- Capacité de traitement
- Caractéristiques des eaux usées
- Le système MLSS
- Température moyenne et minimale
- Cycle de fonctionnement
- Production cible
- Surface de membrane requise
Ces paramètres peuvent aider à établir une dimension et une base de fonctionnement de la membrane plus réalistes.
- Je ne sais pas.Découvrez les membranes plates en céramique
- Je ne sais pas.Contactez l' équipe technique de Kegu.
