Πώς να υπολογίσετε την απαιτούμενη επιφάνεια μεμβράνης για ένα σύστημα MBR;

Η έκταση της μεμβράνης είναι μία από τις βασικές παραμέτρους στο σχεδιασμό ενός συστήματος βιοαντιδραστήρα μεμβράνης (MBR).

Σε βασικό επίπεδο, ο υπολογισμός είναι απλός:

Απαιτούμενη περιοχή μεμβράνης = Απαιτούμενη ροή ÷ καθαρή σχεδιαστική ροή

Ωστόσο, η επιλογή της κατάλληλης περιοχής μεμβράνης για ένα πραγματικό έργο επεξεργασίας λυμάτων περιλαμβάνει περισσότερα από την εφαρμογή μιας μόνος τιμής ροής.

Τα χαρακτηριστικά των λυμάτων, το MLSS, η θερμοκρασία λειτουργίας, η συμπεριφορά μόλυνσης, οι κύκλοι διήθησης και το απαιτούμενο περιθώριο λειτουργίας μπορούν να επηρεάσουν το τελικό μέγεθος της μεμβράνης.

Γιακεραμικές επίπεδες μεμβράνες φύλλου που χρησιμοποιούνται σε συστήματα βυθισμένης MBR, μια ρεαλιστική και βιώσιμη βάση σχεδιασμού είναι ιδιαίτερα σημαντική.

Η προκαταρκτική επιφάνεια της μεμβράνης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας:

Που:

• Α= Απαιτούμενη επιφάνεια μεμβράνης, m2
• Q= Απαιτούμενη ροή διαρροής, L/h
• J= Καθαρή ροή σχεδιασμού, LMH
• ΛΜΗ= λίτρα ανά τετραγωνικό μέτρο ανά ώρα

Για μια προκαταρκτική αξιολόγηση MBR, ο τύπος είναι απλός.

Ποια ροή σχεδιασμού δικτύου θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί;

Για τις εφαρμογές βυθισμένων MBR, οι μηχανικοί θα πρέπει να χρησιμοποιούν μια ρεαλιστική βάση σχεδιασμού αντί να επιλέγουν απλώς την υψηλότερη ροή που αναφέρεται σε βραχυπρόθεσμες ή ιδανικές συνθήκες δοκιμής.

Εξετάστε ένα σύστημα MBR με απαιτούμενη παραγωγή διεισδύσεως:

1,000 m3/ημέρα

Πρώτα, μετατρέψτε τη ροή σε λίτρα την ώρα:

1,000 m3/ημέρα = 1,000,000 L/ημέρα

Συνεπώς:

1,000,000 ÷ 24 = 41,667 λίτρα/ώρα

Υποθέστε μια εικονογραφημένη καθαρή ροή σχεδιασμού:

20 LMH

Η θεωρητική περιοχή της μεμβράνης είναι:

Συνεπώς, περίπου2,083 m2Η μέθοδος αυτή θα μπορούσε, θεωρητικά, να απαιτηθεί για την επιφάνεια της μεμβράνης.

Η τελική εγκατεστημένη έκταση της μεμβράνης μπορεί να είναι υψηλότερη αφού ληφθούν υπόψη οι κύκλοι λειτουργίας, η μόλυνση, η συντήρηση, η υπερβολική ποσότητα και οι απαιτήσεις σχεδιασμού ειδικού έργου.

Εάν αξιολογείτε ένα κεραμικό σύστημα MBR, η θεωρητική περιοχή της μεμβράνης είναι μόνο το σημείο εκκίνησης.βιώσιμη ροή, και διαμόρφωση συστήματος.

→ Εξερευνήστε τις κεραμικές μας επίπεδες μεμβράνες

Μία από τις σημαντικότερες σκέψεις στο μέγεθος της μεμβράνης MBR είναι η κατανόηση της διαφοράς μεταξύΑκαθάριστη ροή και καθαρή ροή.

Ένα σύστημα MBR μπορεί να περιλαμβάνει διήθηση, χαλάρωση, καθαρισμό και άλλες περιόδους λειτουργίας.η ροή κατά τη διάρκεια της ενεργού φιλτραρίσματος δεν αντιπροσωπεύει απαραίτητα την πραγματική μέση παραγωγικότητα της μεμβράνης κατά τον πλήρη κύκλο λειτουργίας.

Κατά την αξιολόγηση των επιδόσεων της μεμβράνης, οι μηχανικοί μπορεί να συναντήσουν όρους όπως:

• Αμέσως ροή
• Λειτουργική ροή
• Ακαθάριστη ροή
• Καθαρή ροή
• Βιώσιμη ροή σχεδιασμού

Οι τιμές αυτές δεν πρέπει να θεωρούνται αυτόματα ισοδύναμες.

Για τους υπολογισμούς της περιοχής της μεμβράνης,ρεαλιστική ροή σχεδιασμού δικτύουπαρέχει μια πιο ουσιαστική βάση από την απλή επιλογή της υψηλότερης διαθέσιμης ροής.

Για περισσότερες πληροφορίες:

→ Ακαθάριστη ροή έναντι καθαρής ροής στην MBR: Γιατί η διαφορά έχει σημασία

Μαθηματικά, μια υψηλότερη ροή μειώνει τη θεωρητική περιοχή της μεμβράνης που απαιτείται για μια δεδομένη ροή.

Για παράδειγμα:

Τα στοιχεία αυτά είναι:εικονογραφημένοι υπολογισμοί, όχι καθολικές συστάσεις σχεδιασμού.

Στα πραγματικά συστήματα MBR, μια υψηλότερη ροή σχεδιασμού μπορεί επίσης να μειώσει το διαθέσιμο περιθώριο λειτουργίας και να αυξήσει την ευαισθησία στις μεταβολές της μόλυνσης και των λυμάτων.

Οι πιθανές συνέπειες μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Μεγαλύτερη τάση μόλυνσης
• Αυξημένη αντοχή στη διήθηση
• Περισσότερη συχνότητα καθαρισμού
• Μειωμένη λειτουργική ευελιξία

Ως εκ τούτου, ο στόχος δεν πρέπει να είναι απλώς η ελαχιστοποίηση της επιφάνειας της μεμβράνης.

Η καλύτερη προσέγγιση είναι η ισορροπίαεπιφάνεια μεμβράνης, βιώσιμη ροή, έλεγχος μόλυνσης και μακροπρόθεσμη σταθερότητα λειτουργίας.

Η επιλεγμένη ροή σχεδιασμού θα πρέπει να αντικατοπτρίζει το πραγματικό αέριο.

Σημαντικές παραμέτρους μπορεί να είναι:

• ΔΕΠ
• ΔΕΠ
• ΤΣΣ
• Ελαιόλαδο και λίπος
• Χαρακτηριστικά αιωρούμενων στερεών ουσιών
• Απόδοση προεπεξεργασίας

Τα αστικά λύματα και τα βιομηχανικά λύματα μπορούν να έχουν σημαντικά διαφορετικές συμπεριφορές μόλυνσης και λειτουργικές απαιτήσεις.

Συνεπώς, δεν θα πρέπει να εφαρμόζεται αυτόματα η ίδια βάση μεγέθους μεμβράνης σε κάθε εφαρμογή.

→ Διαβάστε: Κεραμικές μεμβράνες για αστικά και βιομηχανικά λυμάτων

Για ένα βυθισμένο MBR,Μεικτά στερεά σε αιωρούμενη κατάσταση σε υγρό (MLSS)είναι μια άλλη σημαντική σκέψη.

Το MLSS μπορεί να επηρεάσει:

• Βυσκότητα των αναμειγνυμένων αλκοολικών ποτών
• Σχηματισμός στρώματος κέικ
• Αποτελεσματικότητα καθαρισμού αέρα
• Μεταφορά μάζας κοντά στην επιφάνεια της μεμβράνης
• Συμπεριφορά που προκαλεί σφάλμα

Συνεπώς, πρέπει να αξιολογείται το μέγεθος της μεμβράνης μαζί με τη βιολογική διαδικασία και το αναμενόμενο εύρος λειτουργίας του MLSS.

Η θερμοκρασία των λυμάτων μπορεί επίσης να επηρεάσει την απόδοση της μεμβράνης.

Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η ιξώδεςτητα του νερού γενικά αυξάνεται, γεγονός που μπορεί να αυξήσει την αντοχή στο φίλτρο.

Για έργα με εποχικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, οι μηχανικοί θα πρέπει να εξετάσουν:

• Μέση θερμοκρασία λειτουργίας
• Ελάχιστη θερμοκρασία λειτουργίας
• Εποχικές μεταβολές

Ένας σχεδιασμός που βασίζεται μόνο σε μέσες συνθήκες μπορεί να μην παρέχει επαρκές περιθώριο λειτουργίας κατά τις ψυχρότερες περιόδους.

→ Διαβάστε: Πώς η θερμοκρασία επηρεάζει την απόδοση της μεμβράνης στα συστήματα MBR

Η μόλυνση είναι μια σημαντική σκέψη για τη μακροπρόθεσμη λειτουργία των MBR.

Μπορεί να επηρεαστεί από τη σύνθεση των λυμάτων, το MLSS, τη ροή, την αερίωση, την προεπεξεργασία και τις συνθήκες λειτουργίας.

Συνεπώς, ένα σύστημα μεμβρανών θα πρέπει να σχεδιάζεται γύρω από μια ροή που μπορεί να διατηρηθεί υπό τις αναμενόμενες συνθήκες λειτουργίας.

Ο στόχος δεν είναι απλώς να επιτευχθεί ο υψηλότερος στιγμιαίος ρυθμός διήθησης.

Ο στόχος είναι να διατηρηθείσταθερή και βιώσιμη παραγωγή κατά την προβλεπόμενη περίοδο λειτουργίας.

Η μεμβράνη μπορεί να μην λειτουργεί υπό ίδιες συνθήκες καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου λειτουργίας.

Ανάλογα με τον σχεδιασμό του συστήματος, η διαδικασία μπορεί να περιλαμβάνει:

Φίλτρα → χαλάρωση → Φίλτρα → χαλάρωση

καθώς και περιόδους καθαρισμού και συντήρησης.

Ως εκ τούτου, η ενεργή ροή διήθησης και η αποτελεσματική ημερήσια παραγωγή μεμβράνης δεν είναι απαραίτητα το ίδιο.

Κατά τον υπολογισμό της επιφάνειας της μεμβράνης, οι μηχανικοί πρέπει να επιβεβαιώνουν εάν η επιλεγμένη ροή αντιπροσωπεύει:

Η ενεργός ροή διήθησης

ή

Ακαθάριστη ροή παραγωγής

Η διάκριση αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική κατά τη σύγκριση τεχνολογιών μεμβράνης ή δεδομένων προμηθευτών.

Ο τύπος:

παρέχει μια θεωρητική περιοχή μεμβράνης.

Η τελική εγκατεστημένη επιφάνεια μπορεί να χρειαστεί να λαμβάνει υπόψη:

• Αλλαγή ροής
• Εποχικές συνθήκες
• Καθαρισμός
• Καθαρισμός
• Διατήρηση
• Διαθεσιμότητα μεμβράνης
• Απολύσεις
• Μελλοντικές απαιτήσεις χωρητικότητας

Δεν υπάρχει καθολικό περιθώριο σχεδιασμού που να ισχύει για κάθε έργο MBR.

Το κατάλληλο περιθώριο θα πρέπει να καθορίζεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού διαδικασίας και αξιοπιστίας του έργου.

Για τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας κρίσιμων λυμάτων, η διατήρηση της ικανότητας επεξεργασίας ενώ ένα μέρος του συστήματος μεμβράνης δεν είναι διαθέσιμο μπορεί επίσης να αποτελέσει σημαντικό ζήτημα.

Συνεπώς:

Η θεωρητική περιοχή της μεμβράνης είναι το σημείο εκκίνησης, όχι απαραίτητα η τελική εγκατεστημένη περιοχή.

Μόλις καθοριστεί η απαιτούμενη έκταση της μεμβράνης, το επόμενο βήμα είναι η εκτίμηση του αριθμού των στοιχείων ή των μονάδων της μεμβράνης.

Η βασική σχέση είναι:

Η τελική διάταξη της μονάδας θα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη:

• Διαστάσεις δεξαμενής
• Υδραυλική διαμόρφωση
• Κατανομή αερισμού
• Χώρος εγκατάστασης
• Πρόσβαση συντήρησης
• Απολύσεις
• Ελαστικότητα λειτουργίας

Επομένως, η ποσότητα μεμβράνης θα πρέπει να αξιολογείται στο πλαίσιο του σχεδιασμού του πλήρους συστήματος MBR.

Μια πρακτική προκαταρκτική ροή εργασίας μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

Αυτή η ροή εργασίας παρέχει μια πιο αξιόπιστη βάση για την προκαταρκτική επιλογή μεμβράνης από το να διαιρείται απλά η ροή με την υψηλότερη προστιθέμενη ροή.

Για τα βυθισμένα έργα MBR,Κεραμικά επίπεδα φύλλα μεμβράνηςμπορεί να ληφθεί υπόψη όταν η αντοχή, η χημική αντοχή και η ανοχή καθαρισμού είναι σημαντικές σκέψεις.

Ωστόσο, το υλικό της μεμβράνης από μόνο του δεν καθορίζει το κατάλληλο σχέδιο.

Οι μηχανικοί πρέπει να αξιολογούν:

• Απαιτούμενη έκταση μεμβράνης
• Βιώσιμη ροή σχεδιασμού
• Χαρακτηριστικά των λυμάτων
• ΜΠΣΕ
• Θερμοκρασία λειτουργίας
• Έλεγχος της μόλυνσης
• Απαιτήσεις καθαρισμού
• Διαμόρφωση της μονάδας
• Μακροπρόθεσμες λειτουργικές απαιτήσεις

Οι διαλύσεις μας με κεραμικές επίπεδες μεμβράνες φύλλων έχουν σχεδιαστεί για εφαρμογές επεξεργασίας νερού και λυμάτων και μπορούν να αξιολογηθούν σύμφωνα με τις ειδικές συνθήκες λειτουργίας του έργου.

→ Εμφάνιση πλαστικής κεραμικής μεμβράνης

Ένας προκαταρκτικός υπολογισμός μπορεί να γίνει με βάση την ταχύτητα ροής και την καθαρή ροή σχεδιασμού, αλλά η διαμόρφωση του μεγέθους της μεμβράνης ανάλογα με το έργο απαιτεί πραγματικά δεδομένα λειτουργίας.

Για την αρχική αξιολόγηση, οι χρήσιμες πληροφορίες περιλαμβάνουν:

• Τύπος λυμάτων
• Μέση και μέγιστη ροή
• ΔΕΠ / ΔΕΠ / ΤΣΣ
• ΜΠΣΕ
• Ελάχιστη και μέση θερμοκρασία
• Διαμόρφωση βιολογικής επεξεργασίας
• Απαιτούμενη ποιότητα των απορριμμάτων
• Προϋποθέσεις λειτουργίας

Η παροχή αυτών των παραμέτρων επιτρέπει την αξιολόγηση της περιοχής και της διαμόρφωσης της μεμβράνης με πιο ρεαλιστική μηχανική βάση.

→ Επικοινωνήστε με την Τεχνική Ομάδα Kegu

Ο βασικός τύπος είναι:

Απαιτούμενη περιοχή μεμβράνης = Απαιτούμενη ροή ÷ καθαρή σχεδιαστική ροή

Το αποτέλεσμα παρέχει μια θεωρητική περιοχή μεμβράνης.

Ένα ρεαλιστικόκαθαρή ροή σχεδιασμούθα πρέπει να χρησιμοποιείται αντί της αυτόματης εφαρμογής μέγιστης ή στιγμιαίας τιμής ροής.

Ναι. Μια υψηλότερη ροή μειώνει τη θεωρητική έκταση της μεμβράνης που απαιτείται για μια δεδομένη ροή. Ωστόσο, μια υψηλότερη ροή μπορεί επίσης να μειώσει το περιθώριο λειτουργίας και να αυξήσει τις απαιτήσεις μόλυνσης ή καθαρισμού.

Σε μια ενδεικτική καθαρή ροή σχεδιασμού20 LMH, περίπου2,083 m2Το μέγεθος της θεωρητικής επιφάνειας της μεμβράνης απαιτείται.

Η ταχύτητα ροής, τα χαρακτηριστικά των λυμάτων, το MLSS, η θερμοκρασία λειτουργίας, η βιολογική διαδικασία, οι απαιτούμενες επιδόσεις επεξεργασίας και οι συνθήκες λειτουργίας αποτελούν χρήσιμα σημεία εκκίνησης για την προκαταρκτική αξιολόγηση.

Ο υπολογισμός της περιοχής της μεμβράνης MBR ξεκινά με μια απλή εξίσωση:

Αλλά ένας αξιόπιστος σχεδιασμός MBR απαιτεί κάτι παραπάνω από μαθηματικά.

Τα χαρακτηριστικά των λυμάτων, το MLSS, η θερμοκρασία, η μόλυνση, οι κύκλοι λειτουργίας, ο καθαρισμός, η διαθεσιμότητα της μεμβράνης και η αξιοπιστία του συστήματος μπορούν να επηρεάσουν την τελική περιοχή της μεμβράνης.

ΓιαΕφαρμογές με μεμβράνη πλαστικής πλαστικής κεραμικής ύλης, ο στόχος δεν είναι απλώς να ελαχιστοποιηθεί η επιφάνεια της μεμβράνης.ικανότητα μεμβράνης, βιώσιμη ροή, λειτουργική σταθερότητα, συντήρηση και μακροπρόθεσμη απόδοση.

Μια ρεαλιστική βάση σχεδιασμού αποτελεί το θεμέλιο ενός αξιόπιστου συστήματος MBR.