Fluks membran adalah salah satu angka pertama yang dilihat insinyur ketika mengevaluasi membran MBR.
Aliran yang lebih tinggi mungkin tampak menarik karena dapat mengurangi area membran yang dibutuhkan untuk kapasitas perawatan tertentu.Pemilihan membran untuk pabrik pengolahan air limbah nyata tidak dapat didasarkan hanya pada fluks tertinggi yang dicapai selama uji jangka pendek.
Untuk sistem MBR, pertanyaan yang lebih penting adalah:
Aliran membran apa yang dapat dipertahankan secara andal dalam jangka panjang di bawah air limbah dan kondisi operasi yang sebenarnya?
Ini adalah konsep di balikaliran desain yang realistis.
Fluks membran umumnya dinyatakan sebagai:
Ini mewakili volume permeat yang diproduksi per unit area membran per jam.
Misalnya, jika sistem membran beroperasi pada20 LMH, setiap meter persegi dari area membran efektif menghasilkan sekitar 20 liter permeat per jam di bawah kondisi operasi yang ditentukan.
Fluks adalah parameter desain yang penting karena secara langsung mempengaruhi area membran yang dibutuhkan.
Namun, fluks tidak boleh dianggap secara independen dari membrane fouling dan stabilitas operasi.
Untuk hubungan antara fluks dan area membran, lihat:
→Cara Menghitung Area Membran yang Dibutuhkan untuk Sistem MBR
Salah satu kesalahpahaman yang paling umum dalam pemilihan membran adalah memperlakukan aliran uji maksimum atau jangka pendek sebagai nilai desain yang tepat.
Membran dapat mencapai aliran yang relatif tinggi selama tes terkontrol dengan menguntungkan:
- Kualitas air
- Suhu
- Kondisi membran
- Kondisi operasi
Pabrik MBR skala penuh berbeda.
Air limbah yang sebenarnya mengandung konsentrasi zat padat tersuspensi yang bervariasi, zat organik, mikroorganisme, dan bahan yang berpotensi mencemari lainnya.
Suhu juga berubah sepanjang tahun, sementara kondisi operasi dan siklus pembersihan dapat bervariasi.
Oleh karena itu:
Aliran desain yang realistis harus mencerminkan kinerja yang dapat dengan wajar dipertahankan selama operasi jangka panjang.
Membran terus-menerus terpapar lumpur aktif.
Seiring proses filtrasi, foulan dapat menumpuk di atau dekat permukaan membran. Hal ini meningkatkan resistensi filtrasi dan dapat secara bertahap mengurangi permeabilitas.
Oleh karena itu, sistem MBR menggunakan strategi operasi yang berbeda untuk mengendalikan pencemaran, seperti:
- Membran aerasi
- Relaksasi
- Pencucian balik jika berlaku
- Pembersihan pemeliharaan kimia
- Pembersihan pemulihan berkala
- Kontrol proses biologis
Bahkan dengan tindakan-tindakan ini, pencemaran membran tetap menjadi pertimbangan penting dalam desain.
Jika suatu sistem dirancang terlalu dekat dengan arus praktis maksimumnya, membran mungkin mengalami kebocoran lebih cepat dan membutuhkan pembersihan yang lebih sering.
Aliran desain yang agak lebih konservatif dapat memberikan stabilitas dan fleksibilitas operasi yang lebih besar.
Hal ini sangat penting untuk pembangkit air limbah kota yang diharapkan beroperasi terus menerus selama bertahun-tahun.
Tidak ada aliran desain universal yang berlaku untuk setiap proyek MBR.
Nilai yang tepat tergantung pada beberapa faktor.
Sumber air limbah yang berbeda memiliki potensi pencemaran yang sangat berbeda.
Air limbah kotamadya, air limbah industri, air limbah pengolahan makanan, dan air limbah proses yang sangat terkonsentrasi seharusnya tidak secara otomatis menggunakan dasar desain membran yang sama.
Parameter penting dapat mencakup:
- COD
- BOD
- TSS
- Karakteristik zat padat tersuspensi
- Minyak dan lemak
- Karakteristik biologis
- Kondisi pra-pengolahan
Semakin menuntut air pakan, semakin hati-hati aliran desain harus dievaluasi.
MLSS adalah faktor penting lainnya dalam sistem MBR terbenam.
Konsentrasi biomassa yang lebih tinggi dapat mempengaruhi:
- Viskositas lumpur
- Pembentukan kue
- Transfer massa
- Perilaku yang merusak
Untuk alasan ini, fluks membran harus dievaluasi bersama dengan proses biologis dan kisaran operasi MLSS yang dipilih.
Suhu air limbah dapat berubah secara signifikan antara musim.
Suhu yang lebih rendah umumnya meningkatkan viskositas air, yang dapat mempengaruhi kinerja filtrasi membran.
Oleh karena itu, sistem membran yang dirancang hanya menggunakan data operasi musim hangat mungkin tidak memberikan margin operasi yang sama selama musim dingin.
Suhu air limbah minimum yang diharapkan harus dipertimbangkan selama ukuran membran.
Untuk diskusi yang lebih mendalam:
→Bagaimana Suhu Mempengaruhi Kinerja Membran dalam Sistem MBR
Membran aerasi memainkan peran penting dalam mengendalikan pencemaran dalam sistem MBR terendam.
Hubungan antara fluks membran, aerasi, pengendalian pencemaran, dan konsumsi energi oleh karena itu harus dipertimbangkan sebagai bagian dari desain sistem lengkap.
Aliran membran yang lebih tinggi dapat mengurangi area membran yang dibutuhkan, tetapi jika membutuhkan kontrol pencemaran yang jauh lebih besar, ekonomi sistem secara keseluruhan mungkin tidak selalu meningkat.
Ketika mengevaluasi kinerja membran, insinyur harus memeriksa dengan cermat bagaimana fluks yang dikutip didefinisikan.
Tergantung pada metode pengujian dan operasi, aliran yang dilaporkan dapat mewakili periode operasi tertentu daripada rata-rata produksi 24 jam yang sebenarnya.
Misalnya, MBR dapat mencakup periode filtrasi bersama dengan periode relaksasi atau periode non-produksi lainnya.
Oleh karena itu berguna untuk membedakan antara:
- Aliran instan atau operasi
- Aliran filtrasi rata-rata
- Aliran produksi bersih
- Aliran desain berkelanjutan jangka panjang
Nilai-nilai ini mungkin tidak sama.
Ketika membandingkan pemasok membran yang berbeda, insinyur harus memastikan bahwa basis yang sama digunakan.
Untuk penjelasan rinci:
→Aliran Bruto vs. Aliran Net di MBR: Mengapa Perbedaan Penting
Perbedaan ini dapat mencegah perbedaan yang tampaknya besar antara pemasok disalahpahami.
Kinerja membran sebaiknya dievaluasi selama periode operasi yang tepat.
Tes singkat dapat menunjukkan bahwa membran mampu mencapai fluks tertentu.
Namun, evaluasi jangka panjang dapat memberikan informasi lebih lanjut tentang:
- Perkembangan fouling
- Stabilitas aliran
- Tanggapan pembersihan
- Pemulihan permeabilitas
- Konsistensi operasi
- Kondisi membran
Untuk desain proyek, tujuannya bukan hanya untuk mencapai aliran awal tertinggi yang mungkin.
Tujuannya adalah untuk membangun jendela operasi yang dapat diandalkan yang memberikan kinerja perawatan yang stabil selama umur layanan yang diharapkan dari sistem membran.
Tidak tentu.
Aliran yang lebih tinggi dapat mengurangi luas membran yang diperlukan untuk tingkat aliran tertentu.
Namun, area membran hanya merupakan satu bagian dari total biaya sistem MBR.
Faktor lain dapat meliputi:
- Energi aerasi
- Persyaratan pemompaan
- Frekuensi pembersihan
- Konsumsi bahan kimia
- Penggantian membran
- Pemeliharaan
- Waktu istirahat
- Jejak peralatan
Oleh karena itu, desain yang optimal merupakan keseimbangan antara:
Area Membran + Aliran + Pengendalian Kotoran + Energi + Pembersihan + Biaya Siklus Hidup
Dalam beberapa proyek, aliran yang cukup konservatif dapat memberikan solusi keseluruhan yang lebih baik daripada beroperasi terus menerus pada aliran yang sangat tinggi.
Pendekatan praktis adalah untuk memulai dengan kondisi proyek yang sebenarnya daripada memilih nilai fluks terlebih dahulu.
Memahami sumber dan karakteristik kualitas air utama.
Tentukan konfigurasi perawatan dan rentang operasi MLSS yang diharapkan.
Pertimbangkan suhu operasi normal dan minimum yang diharapkan.
Pertimbangkan penyaringan, relaksasi, aerasi, pembersihan, dan parameter operasi lainnya.
Gunakan pengujian representatif atau pengalaman operasi yang validasi bila memungkinkan.
Nilai desain akhir harus memberikan kapasitas membran yang cukup sambil mempertahankan margin operasi yang tepat.
Pendekatan ini umumnya lebih dapat diandalkan daripada memilih membran yang hanya didasarkan pada fluks yang paling tinggi yang diiklankan.
Membran lembaran datar keramik menarik minat yang meningkat dalam aplikasi MBR karena kombinasi:
- Kekuatan mekanik
- Ketahanan kimia
- Toleransi pembersihan
- Daya tahan bahan jangka panjang
Karakteristik ini dapat memberikan fleksibilitas yang lebih besar ketika merancang strategi pembersihan membran dan operasi.
Namun, membran keramik tidak boleh dianggap kebal terhadap kotoran.
Prinsip dasar teknik yang sama masih berlaku:
Oleh karena itu, untuk aplikasi MBR yang terendam, membran lembaran datar keramik dapat dievaluasi ketika daya tahan jangka panjang dan operasi stabil adalah pertimbangan proyek yang penting.
→Membran lembaran datar keramik
Aliran desain yang tepat masih harus ditentukan dari air limbah yang sebenarnya, MLSS, suhu, siklus operasi, dan persyaratan pengolahan.
Untuk proyek MBR kotamadya dan industri, tidak ada satu angka fluks yang "benar".
Aliran desain yang wajar tergantung pada sistem yang lengkap.
Sebagai prinsip teknik umum, desainer harus membedakan antara:
Apa yang dapat dicapai membran
dan
Membran harus dirancang untuk mencapai terus menerus.
Pertanyaan kedua jauh lebih penting untuk pabrik pengolahan air limbah skala penuh.
Pendekatan desain berkelanjutan dapat membantu mengurangi risiko:
- Pencemaran yang berlebihan
- Operasi tidak stabil
- Pembersihan yang sering
- Margin operasi yang tidak cukup
- Penggantian membran prematur
Aliran desain yang realistis untuk membran MBR lembaran datar keramik tidak harus didefinisikan hanya dengan aliran tertinggi yang dicapai selama uji jangka pendek.
Sebaliknya, itu harus didasarkan pada kondisi operasi jangka panjang yang diharapkan dari proyek pengolahan air limbah yang sebenarnya.
Faktor penting termasuk:
Karakteristik Air Limbah + MLSS + Suhu + Aerasi + Perilaku Pengotoran + Strategi Pembersihan + Ekonomi Siklus Kehidupan
Untuk insinyur dan pengembang proyek, spesifikasi membran yang paling berguna tidak selalu:
¢Berapa arus maksimum?
tapi lebih tepatnya:
¢Apa aliran bersih berkelanjutan yang dapat dipertahankan membran ini dalam kondisi operasi kita yang sebenarnya?
Perbedaan ini dapat menyebabkan desain MBR yang lebih dapat diandalkan dan perbandingan yang lebih berarti antara teknologi membran.
Shaanxi Kegu New Material Technology Co., Ltd. menyediakan solusi membran keramik untuk pengolahan air dan air limbah, termasuk membran lembaran datar keramik yang dirancang untuk aplikasi MBR tenggelam.
Untuk evaluasi awal proyek, informasi yang berguna meliputi:
- Jenis air limbah
- Kapasitas pengolahan
- Tingkat aliran
- COD / BOD / TSS
- MLSS
- Suhu minimum dan rata-rata
- Proses pengolahan
- Target aliran operasi
