غشا های سرامیکی در مقابل پلیمری در MBR: مهندسان باید چه چیزی را در نظر بگیرند؟

انتخاب غشا یکی از مهمترین تصمیمات در یک پروژه بیوراکتور غشا (MBR) است.

غشای پلیمری برای سالهای زیادی در تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی به طور گسترده ای استفاده شده است.غشا های سرامیکی در حال جلب توجه برای برنامه هایی هستند که در آن دوام، مقاومت شیمیایی و ثبات عملیاتی طولانی مدت ملاحظات مهمی هستند.

این به این معنی نیست که یک ماده غشا به طور جهانی بهتر از دیگری است.

سوال مفيد تر اينه که:

کدام تکنولوژی غشا برای شرایط واقعی پروژه مناسب تر است؟

در این مقاله غشا های سرامیکی و پلیمر از دیدگاه طراحی MBR عملی مقایسه می شود.

اساسی ترین تفاوت مواد غشاست.

غشا های سرامیکی از مواد غیر ارگانیک مانند:

• آلومینیوم
• زرکونیا
• کربید سیلیکون
• مواد سرامیکی دیگر

ساختار غیر ارگانیک آنها به طور کلی قدرت مکانیکی بالا و مقاومت خوب در برابر محیط های شیمیایی سخت را فراهم می کند.

غشا های پلیمر از مواد پلیمر آلی ساخته می شوند.

مواد غشا رایج عبارتند از:

• PVDF
• PES
• PTFE
• پلیمرهای مهندسی دیگر

غشا های پلیمری به طور گسترده ای در برنامه های کاربردی MBR به دلیل تکنولوژی تولید بالغ، پیکربندی ماژول انعطاف پذیر و سرمایه گذاری اولیه نسبتا کم آنها تاسیس شده است.

هر دو تکنولوژی می توانند جدایی موثر غشا را فراهم کنند.

انتخاب مناسب بستگی به کاربرد دارد.

دوام مکانیکی می تواند زمانی که غشا در معرض شرایط سخت عملیاتی یا نگهداری قرار می گیرد، مهم باشد.

غشا های سرامیکی به طور کلی دارای قدرت مکانیکی بالا و ثبات ابعاد خوبی هستند.

این می تواند در برنامه هایی که شامل:

• تمیز کردن مکرر
• دستکاری مکانیکی
• دوره های عملیاتی طولانی
• شرایط دشوار آب فاضلاب

غشا های پلیمر نیز برای عملکرد طولانی مدت طراحی شده اند، اما ویژگی های مکانیکی و شیمیایی آنها به پلیمر خاص، ساختار غشا و طراحی ماژول بستگی دارد.

برای پروژه هایی که دوام فیزیکی طولانی مدت یک ملاحظه اصلی است، غشا های سرامیکی ممکن است ارزش ارزیابی دقیق تری داشته باشند.

تمیز کردن بخش مهمی از عملیات MBR طولانی مدت است.

آلودگی غشا می تواند ناشی از مواد آلی، مواد جامد معلق، مواد بیولوژیکی، مقیاس و سایر آلاینده ها باشد.

هر دو غشای سرامیکی و پلیمر نیاز به استراتژی های مناسب کنترل آلودگی و تمیز کردن دارند.

با این حال، مواد سرامیکی به طور کلی می توانند شرایط تمیز کردن شیمیایی را بهتر از بسیاری از مواد پلیمر تحمل کنند.

این امر می تواند به ویژه در موارد زیر اهمیت داشته باشد:

• توقع تمیز کردن مکرر
• ممکن است نیاز به مواد شیمیایی تمیز کننده قوی باشد.
• آب های فاضلاب حاوی فولانت های سخت است
• عملکرد بلند مدت غشا اولویت دارد

سازگاری تمیز کردن همیشه باید بر اساس مواد خاص غشا و توصیه های کار سازنده ارزیابی شود.

درجه حرارت می تواند بر عملکرد غشا در سیستم های MBR تأثیر بگذارد.

با کاهش دمای آب فاضلاب، به طور کلی لزگی آب افزایش می یابد، که می تواند بر مقاومت فیلتر و تولید نفوذ تأثیر بگذارد.

این امر می تواند به ویژه برای پروژه هایی که در آب و هوای سرد تر کار می کنند مهم باشد.

بنابراین مهندسان باید در نظر بگیرند:

• دمای متوسط فاضلاب
• حداقل دمای کار
• تغییرات فصلی
• ظرفیت زمستانی مورد نیاز

درجه حرارت باید همراه با جریان انتخاب شده غشا و استراتژی عملیاتی کلی MBR ارزیابی شود.

برای اطلاعات بیشتر:

→چگونگی تاثیر درجه حرارت بر عملکرد غشا در سیستم های MBR

جریان یکی از متداول ترین پارامترهای عملکرد غشا است.

یک جریان بالاتر ممکن است جذاب به نظر برسد زیرا می تواند سطح فرش نظری مورد نیاز برای یک ظرفیت درمان داده شده را کاهش دهد.

با این حال، مهندسان باید تعیین کنند که آیا ارزش ذکر شده نشان دهنده:

• جریان ناخالص
• جریان عملیاتی
• جریان خالص
• جریان طراحی پایدار

یک جریان بلند کوتاه مدت لزوما به معنای تولید بلند مدت بالاتر نیست.

برای طراحی MBR، سوال مهم تر این است:

در شرایط واقعی فاضلاب، غشا چه میزان تولید خالص پایدار را می تواند حفظ کند؟

برای اطلاعات بیشتر:

→جریان ناخالص در مقابل جریان خالص در MBR: چرا تفاوت مهم است

نه غشای سرامیکی و نه پلیمر از آلودگی مصون نیستند.

رفتار واقعی آلودگی بستگی به عوامل زیادی دارد، از جمله:

• ترکیب فاضلاب
• MLSS
• بارگذاری ارگانیک
• مواد جامد معلق
• جریان عملیاتی
• تهویه
• درمان اولیه
• استراتژی تمیز کردن

غشا های سرامیکی می توانند در کاربردهای سخت، مزایای مادی را ارائه دهند، اما مواد غشا به تنهایی آلودگی را از بین نمی برند.

یک سیستم MBR به خوبی طراحی شده باید غشا را همراه با درمان بیولوژیکی، هوا، شرایط عملیاتی و تمیز کردن در نظر بگیرد.

یکی از مهم ترین تفاوت های بین غشای سرامیکی و پلیمر می تواند ساختار اقتصادی باشد.

غشا های پلیمری به طور کلی سرمایه گذاری اولیه غشا را کمتر ارائه می دهند.

غشا های سرامیکی به طور کلی نیاز به سرمایه گذاری اولیه بیشتری دارند اما ممکن است در کاربردهایی که طول عمر طولانی، مقاومت در برابر تمیز کردن شیمیایی،و دوام به ویژه مهم است.

بنابراین، انتخاب غشا لزوماً نباید فقط بر اساس قیمت خرید باشد.

یک مقایسه مفید تر این است:

هزینه اولیه غشا در مقایسه با کل هزینه چرخه عمر

ارزیابی چرخه زندگی ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• تعویض غشا
• مواد شیمیایی تمیز کننده
• نگهداری
• مصرف انرژی
• زمان توقف
• مدت عمر
• قابلیت اطمینان عملیاتی

نتیجه می تواند از پروژه به پروژه متفاوت باشد.

جدول مقایسه کلی را ارائه می دهد. عملکرد واقعی به غشا، ماژول، فاضلاب و شرایط عملیاتی خاص بستگی دارد.

غشا های سرامیکی ممکن است ارزش در نظر گرفتن را داشته باشند:

• دوام طولانی مدت یک اولویت مهم است
• شرایط آب فاضلاب سخت است
• انتظار می رود که تمیز کردن شیمیایی مکرر
• قدرت مکانیکی بالا لازم است
• قابلیت اطمینان عملیاتی به ویژه مهم است
• عملکرد چرخه عمر مهم تر از حداقل هزینه اولیه است
• این پروژه شامل چالش آب های فاضلاب صنعتی است

برای برنامه های MBR غوطه ور،لوله های فلز فلز سرامیکیمی تواند در صورتی ارزیابی شود که دوام و ثبات عملیاتی بلند مدت ملاحظات مهم پروژه باشد.

→غشای ورق صاف سرامیکی

این نباید به عنوان یک توصیه جهانی تفسیر شود. غشا همیشه باید با آب فاضلاب واقعی و شرایط فرآیند ارزیابی شود.

غشا های پلیمری همچنان یک فناوری بسیار موثر و به طور گسترده استفاده می شود.

ممکن است در موارد زیر ترجیح داده شوند:

• سرمايه گذاري اوليه در نظر گرفته شده است
• ویژگی های آب فاضلاب نسبتا قابل پیش بینی است
• تجهیزات موجود در حال حاضر در اطراف ماژول های پلیمر طراحی شده اند
• نیاز به تعویض غشای معمولی
• تجربه عملیاتی محلی گسترده است
• شرایط عملیاتی انتظار می رود به خوبی تاسیس شده است

در بسیاری از پروژه ها، غشا های پلیمر می توانند راه حل موثری و اقتصادی ارائه دهند.

انتخاب درست بستگی به الزامات کامل پروژه دارد.

قبل از انتخاب هر یک از غشا های سرامیکی یا پلیمر، تیم های پروژه باید چند سوال کلیدی را در نظر بگیرند.

درک کن:

• منبع فاضلاب
• COD / BOD
• TSS
• MLSS
• بارگذاری ارگانیک
• مواد متضاد احتمالی

شرایط عملیاتی زمستانی می تواند برای اندازه گیری غشا و ارزیابی عملکرد مهم باشد.

تمرکز بر تولید پایدار بلند مدت به جای حداکثر عملکرد کوتاه مدت.

→ یک جریان طراحی واقع بینانه برای غشای MBR ورق صاف سرامیکی چیست؟

در نظر بگیرید که چه مدت باید تمیز کنید، سازگار بودن مواد شیمیایی و زمان توقف کار.

برنامه ریزی طولانی مدت جایگزینی می تواند تاثیر قابل توجهی بر اقتصاد چرخه عمر داشته باشد.

ارزیابی کنید:

غشا + انرژی + مواد شیمیایی + تعمیرات + تعویض + زمان توقف

به جای اینکه فقط قیمت خرید غشا باشد.

هیچ برنده جهانی وجود ندارد.

روش تصمیم گیری ساده عبارت است از:

سرمایه گذاری اولیه کمتر
→ غشا های پلیمر ممکن است جذاب باشند.

تکنولوژی MBR متعارف
→ غشا های پلیمر ممکن است جذاب باشند.

دوام مکانیکی بالا
→ غشا های سرامیکی ممکن است ارزش بررسی را داشته باشند.

تمیز کردن شیمیایی
→ غشای سرامیکی ممکن است مزایای زیادی داشته باشد.

عملکرد چرخه عمر طولانی مدت
→ ممکن است ارزش ارزیابی غشا های سرامیکی را داشته باشد.

شرایط دشوار آب فاضلاب
→ تکنولوژی سرامیک ممکن است مستحق ارزیابی فنی دقیق تر باشد.

با این حال، این ها فقط دستورالعمل های اولیه هستند.

انتخاب نهایی باید بر اساس ویژگی های واقعی فاضلاب، طراحی فرآیند، داده های عملکرد غشا، الزامات تمیز کردن و اقتصاد چرخه عمر باشد.

غشا های سرامیکی و پلیمر هر دو نقش مهمی در سیستم های MBR مدرن دارند.

پوشش های پلیمردر بسیاری از کاربردهای فاضلاب شهری و صنعتی انتخاب شده است.

غشای سرامیکیبه طور فزاینده ای برای کاربردهایی که در آن دوام مکانیکی، مقاومت شیمیایی، تحمل تمیز کردن و ثبات عملیاتی طولانی مدت مهم است، مورد توجه قرار می گیرند.

بنابراین مهم ترین سوال این نیست:

کدام ماده غشا به طور جهانی بهتر است؟

اينه:

• کدام تکنولوژی غشا بهترین راه حل بلندمدت را برای شرایط واقعی پروژه ارائه می دهد؟

طراحی MBR موفق باید تکنولوژی غشا را همراه با:

ویژگی های آب فاضلاب + دمای + MLSS + جریان + آلودگی + تمیز کردن + هزینه چرخه عمر

برای پروژه هایی که به تکنولوژی غشا سرامیکی فکر می کنند،غشای ورق صاف سرامیکی می تواند برای کاربردهای MBR غوطه ور ارزیابی شود، در حالی که سایر پیکربندی های سرامیکی ممکن است برای فرایندهای مختلف فیلتر و جدایی مناسب باشند.

برای ارزیابی فنی اولیه، اطلاعات مفید عبارتند از:

• نوع فاضلاب
• ظرفیت درمان
• نرخ جریان
• COD / BOD / TSS
• MLSS
• دمای کار
• فرآیند درمان
• جریان هدف
• الزامات تمیز کردن

→بررسی غشای صاف برقی سرامیکی

→با گروه فني "کگو" تماس بگير