मेम्ब्रेन फ्लक्स, मेम्ब्रेन बायोरिएक्टर (एमबीआर) डिज़ाइन में सबसे अधिक बार चर्चा किए जाने वाले मापदंडों में से एक है।
एक उच्च प्रवाह आकर्षक लग सकता है क्योंकि यह किसी दी गई उपचार क्षमता के लिए आवश्यक झिल्ली क्षेत्र को कम कर सकता है। हालाँकि, प्रत्येक उद्धृत प्रवाह मूल्य वास्तविक जल उत्पादन की समान मात्रा का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।
यहीं पर बीच का अंतर हैसकल प्रवाह और शुद्ध प्रवाहमहत्वपूर्ण हो जाता है.
इंजीनियरों, ईपीसी ठेकेदारों और परियोजना मालिकों के लिए, इस अंतर को समझना झिल्ली आकार और प्रौद्योगिकी तुलना के लिए अधिक सार्थक आधार प्रदान कर सकता है।
झिल्ली प्रवाह एक निश्चित अवधि में एक इकाई झिल्ली क्षेत्र के माध्यम से उत्पादित पर्मेट की मात्रा का वर्णन करता है।
इसे सामान्यतः इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
उदाहरण के लिए, एक झिल्ली जो कार्य कर रही है25 एलएमएचप्रासंगिक निस्पंदन अवधि के दौरान प्रति घंटे प्रभावी झिल्ली क्षेत्र के प्रति वर्ग मीटर लगभग 25 लीटर पर्मेट का उत्पादन होता है।
हालाँकि, एक एमबीआर प्रणाली आवश्यक रूप से ऑपरेशन के हर मिनट में लगातार पर्मिट उत्पन्न नहीं करती है।
संचालन रणनीति के आधार पर, झिल्ली निम्न से गुजर सकती है:
- निस्पंदन
- विश्राम
- बैकवॉशिंग, जहां लागू हो
- सफाई
- अन्य परिचालन अवधि
इसलिए, सक्रिय निस्पंदन के दौरान प्रवाह पूरे परिचालन चक्र पर औसत उत्पादन का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है।
सकल प्रवाहआम तौर पर सक्रिय निस्पंदन के दौरान झिल्ली प्रवाह को संदर्भित करता है।
उदाहरण के लिए:
एक झिल्ली सकल निस्पंदन प्रवाह पर काम कर सकती है40 एलएमएचसक्रिय निस्पंदन अवधि के दौरान.
यह एक वैध परिचालन मान हो सकता है.
हालाँकि, इसका मतलब स्वचालित रूप से यह नहीं है कि झिल्ली पूरे परिचालन अवधि के दौरान 40 एलएमएच पर लगातार पर्मिट पैदा करती है।
यदि सिस्टम में छूट या अन्य गैर-उत्पादन अवधि शामिल है, तो औसत उत्पादन दर कम होगी।
यही कारण है कि उद्धृत सकल प्रवाह का मूल्यांकन हमेशा उसके परिचालन चक्र के साथ किया जाना चाहिए।
शुद्ध प्रवाहउन अवधियों के लिए लेखांकन के बाद प्रभावी औसत झिल्ली उत्पादन का प्रतिनिधित्व करता है जब पर्मेट उत्पादन कम हो जाता है या बंद हो जाता है।
सिस्टम डिज़ाइन के आधार पर, इन अवधियों में शामिल हो सकते हैं:
- विश्राम
- बैकवाशिंग
- सफाई
- रखरखाव
- अन्य गैर-उत्पादन अवधि
एक सरलीकृत संबंध है:
उदाहरण के लिए, यदि कोई झिल्ली सक्रिय निस्पंदन के दौरान अपेक्षाकृत उच्च प्रवाह पर काम करती है लेकिन चक्र का कुछ हिस्सा विश्राम में बिताती है, तो प्रभावी औसत उत्पादन सक्रिय निस्पंदन प्रवाह से कम होगा।
सटीक गणना परिचालन रणनीति पर निर्भर करती है।
ऐसा प्रतीत हो सकता है कि दो झिल्ली आपूर्तिकर्ता महत्वपूर्ण रूप से भिन्न फ्लक्स मान प्रदान करते हैं।
यह निष्कर्ष निकालने से पहले कि एक झिल्ली का प्रदर्शन काफी बेहतर है, इंजीनियरों को पूछना चाहिए:
- क्या उद्धृत मूल्य सकल या शुद्ध है?
- क्या यह तात्कालिक है या औसत?
- सक्रिय निस्पंदन अवधि कितनी लंबी है?
- क्या विश्राम अवधि शामिल है?
- क्या बैकवॉशिंग शामिल है?
- क्या सफ़ाई की अवधि शामिल है?
- किस तापमान पर अपशिष्ट जल का उपयोग किया गया?
- किस एमएलएसएस एकाग्रता का उपयोग किया गया था?
- किस गुणवत्ता के अपशिष्ट जल का उपयोग किया गया?
- परीक्षण कब तक आयोजित किया गया था?
इस जानकारी के बिना, प्रत्यक्ष प्रवाह तुलनाएं भ्रामक हो सकती हैं।
एक आपूर्तिकर्ता से उच्च उद्धृत परिचालन प्रवाह का परिणाम आवश्यक रूप से अधिक नहीं हो सकता हैशुद्ध दैनिक उत्पादन क्षमता.
झिल्ली क्षेत्र का अनुमान आमतौर पर इसका उपयोग करके लगाया जाता है:
यह फ्लक्स की परिभाषा को विशेष रूप से महत्वपूर्ण बनाता है।
यदि सकल निस्पंदन प्रवाह का उपयोग इस तरह किया जाता है जैसे कि यह एक सतत शुद्ध उत्पादन प्रवाह था, तो सैद्धांतिक झिल्ली क्षेत्र को कम करके आंका जा सकता है।
उदाहरण के लिए, एक ऐसी प्रणाली पर विचार करें जिसकी आवश्यकता है:
1,000 वर्ग मीटर/दिन
यदि डिज़ाइन का आधार है:
20 एलएमएच शुद्ध प्रवाह
सैद्धांतिक झिल्ली क्षेत्र लगभग है:
लेकिन यदि वास्तविक टिकाऊ शुद्ध उत्पादन आकार देने के लिए उपयोग किए गए मूल्य से कम है, तो अतिरिक्त झिल्ली क्षेत्र की आवश्यकता हो सकती है।
यही कारण है कि झिल्ली का आकार विनिर्देश शीट पर दिखाए गए उच्चतम संख्या के बजाय स्पष्ट रूप से परिभाषित डिज़ाइन प्रवाह पर आधारित होना चाहिए।
विस्तृत गणना के लिए:
→एमबीआर सिस्टम के लिए आवश्यक झिल्ली क्षेत्र की गणना कैसे करें
उच्च सक्रिय निस्पंदन प्रवाह प्राप्त करने में सक्षम झिल्ली की भी आवश्यकता हो सकती है:
- विश्राम की अवधि
- अधिक गहन वातन
- अधिक बार सफाई
- विभिन्न निस्पंदन चक्र
- अतिरिक्त परिचालन नियंत्रण
ये कारक वास्तविक दैनिक पेरीमेट उत्पादन को प्रभावित कर सकते हैं।
इसलिए, प्रश्न:
"अधिकतम झिल्ली प्रवाह क्या है?"
इससे कम उपयोगी हो सकता है:
"इच्छित परिचालन स्थितियों के तहत झिल्ली किस प्रकार का शुद्ध उत्पादन विश्वसनीय रूप से बनाए रख सकती है?"
पूर्ण-स्तरीय एमबीआर परियोजनाओं के लिए, दूसरा प्रश्न आम तौर पर अधिक प्रासंगिक है।
इन तीन अवधारणाओं को अलग किया जाना चाहिए।
सक्रिय निस्पंदन के दौरान प्रवाह.
गैर-उत्पादन अवधियों का हिसाब लगाने के बाद प्रभावी औसत उत्पादन।
एक यथार्थवादी दीर्घकालिक डिज़ाइन मूल्य इसके अनुसार चुना गया:
- अपशिष्ट जल की विशेषताएँ
- तापमान
- एमएलएसएस
- गंदा व्यवहार
- सफाई की रणनीति
- परिचालन चक्र
- आवश्यक ऑपरेटिंग मार्जिन
एक झिल्ली उच्च सकल प्रवाह प्राप्त कर सकती है जबकि कम टिकाऊ दीर्घकालिक डिजाइन प्रवाह प्राप्त कर सकती है।
यह आवश्यक रूप से खराब झिल्ली प्रदर्शन का संकेत नहीं देता है।
इसके बजाय, यह दीर्घकालिक एमबीआर संचालन के लिए अधिक यथार्थवादी दृष्टिकोण को प्रतिबिंबित कर सकता है।
सिरेमिक फ्लैट शीट झिल्ली अनुप्रयोगों के लिए, वास्तविक एमबीआर परिचालन स्थितियों के साथ टिकाऊ डिजाइन प्रवाह का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
झिल्ली प्रवाह डेटा की तुलना करते समय तापमान एक अन्य महत्वपूर्ण कारक है।
अपेक्षाकृत उच्च अपशिष्ट जल तापमान पर मापा गया फ्लक्स मान वास्तविक शीतकालीन परिचालन स्थितियों का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है।
कम तापमान आम तौर पर पानी की चिपचिपाहट और निस्पंदन प्रतिरोध को बढ़ाता है।
इसलिए, परियोजना टीमों को इस पर विचार करना चाहिए:
- औसत अपशिष्ट जल तापमान
- न्यूनतम अपशिष्ट जल तापमान
- मौसमी परिवर्तन
- शीतकालीन उपचार आवश्यकताएँ
- झिल्ली प्रदर्शन परीक्षण के लिए उपयोग किया जाने वाला तापमान
महत्वपूर्ण मौसमी बदलाव वाली परियोजनाओं के लिए, न्यूनतम ऑपरेटिंग तापमान एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन शर्त हो सकती है।
अधिक विस्तृत चर्चा के लिए:
→एमबीआर सिस्टम में तापमान झिल्ली के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है
दो काल्पनिक झिल्ली प्रणालियों पर विचार करें।
- उच्च सकल निस्पंदन प्रवाह
- नियमित विश्राम अवधि
- कम प्रभावी उत्पादन समय
- कम सक्रिय निस्पंदन प्रवाह
- लंबे समय तक प्रभावी उत्पादन समय
- स्थिर संचालन चक्र
केवल हेडलाइन फ्लक्स को देखने से यह पता चल सकता है कि सिस्टम ए बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है।
हालाँकि, दोनों प्रणालियों में समान शुद्ध दैनिक उत्पादन हो सकता है।
इसलिए तुलना पर विचार करने की आवश्यकता है:
सकल प्रवाह → परिचालन चक्र → शुद्ध प्रवाह → झिल्ली क्षेत्र → दैनिक उत्पादन
अकेले सकल प्रवाह को देखने के बजाय।
झिल्ली प्रदर्शन का मूल्यांकन करते समय, निम्नलिखित प्रश्न एक सामान्य तुलना आधार स्थापित करने में मदद कर सकते हैं:
- क्या उद्धृत प्रवाह स्थूल, शुद्ध या तात्कालिक है?
- सक्रिय निस्पंदन समय क्या है?
- कौन सी विश्राम अवधि शामिल हैं?
- कौन सी सफ़ाई अवधि शामिल हैं?
- किस तापमान पर अपशिष्ट जल का उपयोग किया गया?
- किस एमएलएसएस रेंज का उपयोग किया गया था?
- किस गुणवत्ता के अपशिष्ट जल का उपयोग किया गया?
- प्रदर्शन परीक्षण कब तक था?
- किस ऑपरेटिंग चक्र का उपयोग किया गया था?
- दीर्घकालिक संचालन के लिए किस नेट डिज़ाइन फ़्लक्स की अनुशंसा की जाती है?
ये प्रश्न विभिन्न झिल्ली प्रौद्योगिकियों के बीच तुलना को और अधिक सार्थक बना सकते हैं।
सकल प्रवाह और शुद्ध प्रवाह विनिमेय नहीं हैं।
सक्रिय निस्पंदन के दौरान मापा गया उच्च प्रवाह आवश्यक रूप से संपूर्ण परिचालन चक्र में उत्पादित पानी की औसत मात्रा का प्रतिनिधित्व नहीं करता है।
एमबीआर सिस्टम डिज़ाइन के लिए, अक्सर अधिक सार्थक आधार होता हैयथार्थवादी परियोजना स्थितियों के तहत टिकाऊ शुद्ध उत्पादन क्षमता.
इसलिए इंजीनियरों को हेडलाइन फ्लक्स मूल्यों से परे देखना चाहिए और मूल्यांकन करना चाहिए:
फ्लक्स + संचालन चक्र + तापमान + एमएलएसएस + अपशिष्ट जल विशेषताएँ + दूषण नियंत्रण
उद्देश्य केवल उच्चतम विज्ञापित फ्लक्स वाली झिल्ली का चयन करना नहीं होना चाहिए।
इसका उद्देश्य प्रदान करने में सक्षम झिल्ली प्रणाली का चयन करना हैपरियोजना के अपेक्षित परिचालन जीवन के दौरान विश्वसनीय और टिकाऊ जल उत्पादन.
प्रारंभिक मूल्यांकन के लिए, उपयोगी परियोजना जानकारी में शामिल हैं:
- उपचार क्षमता
- अपशिष्ट जल की विशेषताएँ
- एमएलएसएस
- औसत एवं न्यूनतम तापमान
- परिचालन चक्र
- लक्ष्य उत्पादन
- आवश्यक झिल्ली क्षेत्र
ये पैरामीटर अधिक यथार्थवादी झिल्ली आकार और संचालन आधार स्थापित करने में मदद कर सकते हैं।
