چگونه مساحت غشای مورد نیاز برای یک سیستم MBR را محاسبه کنیم؟

مساحت غشا یکی از پارامترهای کلیدی در طراحی سیستم بیوراکتور غشا (MBR) است.

در سطح پایه، محاسبه ساده است:

سطح غشا مورد نیاز = جریان مورد نیاز ÷ جریان طراحی خالص

با این حال، انتخاب ناحیه مناسب غشا برای یک پروژه واقعی تصفیه فاضلاب شامل بیش از اعمال یک ارزش جریان واحد است.

ویژگی های آب فاضلاب، MLSS، دمای عملیاتی، رفتار آلودگی، چرخه های فیلتر و حاشیه عملیاتی مورد نیاز می تواند بر اندازه گیری نهایی غشا تأثیر بگذارد.

برایغشای ورق صاف سرامیکی مورد استفاده در سیستم های MBR غوطه ور، یک پایه طراحی واقع بینانه و پایدار به ویژه مهم است.

مساحت اولیه غشا را می توان با استفاده از:

کجا:

• A= مساحت مورد نیاز غشا، m2
• ق= جریان نفوذ مورد نیاز، L/h
• J= جریان طراحی خالص، LMH
• LMH= لیتر در هر متر مربع در هر ساعت

برای ارزیابی اولیه MBR، فرمول ساده است. سوال مهم تر این است:

چه فلوسی از طراحی شبکه باید استفاده شود؟

برای برنامه های MBR غوطه ور، مهندسان باید از یک پایه طراحی واقع بینانه استفاده کنند، نه اینکه به سادگی بیشترین جریان گزارش شده را در شرایط آزمایش کوتاه مدت یا ایده آل انتخاب کنند.

یک سیستم MBR را با تولید مطلوب نفوذ از:

1،000 متر3/روز

اول، جریان را به لیتر در ساعت تبدیل کنید:

1،000 متر3/روز = 1،000،000 لیتر/روز

بنابراین:

1,000،000 ÷ 24 = 41,667 لیتری/ساعت

فرض کنید یک جریان طراحی خالص نشان دهنده از:

20 LMH

ناحیه نظری غشا این است:

بنابراین، تقریبا2،083 متر مربعاز ناحیه غشا به طور نظری در این جریان طراحی مورد نیاز است.

این یک محاسبه اولیه است. منطقه نصب شده غشا نهایی ممکن است پس از در نظر گرفتن چرخه های عملیاتی، آلودگی، نگهداری، افزوده و نیازهای طراحی خاص پروژه بیشتر باشد.

اگر شما در حال ارزیابی یک سیستم MBR سرامیکی هستید، ناحیه فرش نظری فقط نقطه شروع است. انتخاب واقعی فرش باید بر اساس ویژگی های فاضلاب، شرایط عملیاتی،جریان پایدارو پیکربندی سیستم.

→ در مورد غشا های صاف سرامیکی ما تحقیق کنید

یکی از مهمترین ملاحظات در اندازه گیری غشا MBR درک تفاوت بینجریان ناخالص و جریان خالص.

یک سیستم MBR ممکن است شامل فیلتر، آرامش، تمیز کردن و دوره های عملیاتی دیگر باشد. در نتیجه،جریان در طول فیلتراسیون فعال لزوماً نشان دهنده متوسط بهره وری واقعی غشا در طول چرخه کار کامل نیست..

در هنگام ارزیابی عملکرد غشا، مهندسان ممکن است با اصطلاحاتی مانند:

• جریان لحظه ای
• جریان عملیاتی
• جریان ناخالص
• جریان خالص
• جریان طراحی پایدار

این مقادیر نباید به طور خودکار به عنوان معادل در نظر گرفته شوند.

برای محاسبات مساحت غشا،جریان طراحی واقعی شبکهیک پایه معنی دارتر از انتخاب ساده بالاترین جریان موجود را فراهم می کند.

برای اطلاعات بیشتر:

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

از نظر ریاضی، یک جریان بالاتر، ناحیه فرش نظری مورد نیاز برای یک جریان داده شده را کاهش می دهد.

به عنوان مثال:

این ارقاممحاسبات نمونه ای، نه توصیه های طراحی جهانی.

در سیستم های MBR واقعی، جریان طراحی بالاتر همچنین ممکن است حاشیه عملیاتی موجود را کاهش دهد و حساسیت به تغییرات آلودگی و فاضلاب را افزایش دهد.

عواقب احتمالی ممکن است شامل:

• تمایل بیشتر به آلودگی
• مقاومت بالاتری در فیلتر
• تمیز کردن بیشتر
• انعطاف پذیری عملیاتی کاهش یافته

بنابراین، هدف نباید به سادگی به حداقل رساندن سطح غشا باشد.

روش بهتر اينه که تعادل داشته باشيمساحت غشا، جریان پایدار، کنترل آلودگی و ثبات عملیاتی طولانی مدت.

جریان طراحی انتخاب شده باید آب فاضلاب واقعی را منعکس کند.

پارامترهای مهم ممکن است شامل موارد زیر باشند:

• COD
• BOD
• TSS
• روغن و چربی
• ویژگی های مواد جامد معلق
• عملکرد قبل از درمان

فاضلاب شهری و فاضلاب صنعتی می توانند رفتار آلودگی و الزامات عملیاتی بسیار متفاوتی داشته باشند.

بنابراین همان پایه اندازه گیری غشا نباید به طور خودکار برای هر کاربرد اعمال شود.

→ بخوانید: غشای سرامیکی برای فاضلاب شهری در مقابل فاضلاب صنعتی

برای یک MBR غوطه ور،مواد جامد معلق در مایعات مخلوط (MLSS)یکی دیگر از ملاحظات مهم است.

MLSS می تواند بر:

• ویسکوزیت مایعات مخلوط
• شکل گیری لایه کیک
• اثربخشی تمیز کردن هوا
• انتقال جرم در نزدیکی سطح غشا
• رفتارهای نقص آمیز

بنابراین اندازه گیری غشا باید همراه با فرآیند بیولوژیکی و محدوده عملیاتی MLSS مورد انتظار ارزیابی شود.

دمای آب فاضلاب نیز می تواند بر عملکرد غشا تأثیر بگذارد.

با کاهش دمای آب، غلظت آب به طور کلی افزایش می یابد، که می تواند مقاومت تصفیه را افزایش دهد.

برای پروژه هایی که تغییرات دمایی فصلی دارند، مهندسان باید در نظر بگیرند:

• متوسط دمای کار
• حداقل دمای کار
• تغییرات فصلی

طراحی مبتنی فقط بر شرایط متوسط ممکن است در دوره های سرد، حاشیه عملیاتی کافی را فراهم نکند.

→ بخوانید: چگونه درجه حرارت بر عملکرد غشا در سیستم های MBR تأثیر می گذارد

آلودگی یک ملاحظه مهم در عملیات MBR طولانی مدت است.

این می تواند تحت تاثیر ترکیب آب فاضلاب، MLSS، جریان، هوا، پیش ترمیم و شرایط عملیاتی باشد.

بنابراین یک سیستم غشا باید در اطراف یک جریان طراحی شود که می تواند در شرایط عملیاتی انتظار داشته شود.

هدف این نیست که به محض رسیدن به بالاترین میزان فیلتر کردن فوری،

هدف اینه کهتولید پایدار و پایدار در طول دوره عملیاتی برنامه ریزی شده.

غشا ممکن است در شرایط یکسان در طول کل چرخه کار کار نکند.

بسته به طراحی سیستم، این فرآیند ممکن است شامل موارد زیر باشد:

فیلتر کردن → آرامش دادن → فیلتر کردن → آرامش دادن

و همچنین دوره های تمیز کردن و نگهداری.

بنابراین، جریان فیلتراسیون فعال و تولید موثر روزانه غشا لزوماً یکسان نیستند.

هنگام محاسبه مساحت غشا، مهندسان باید تأیید کنند که آیا جریان انتخاب شده نشان دهنده:

جریان فیلتر کردن فعال

یا

جریان تولید خالص

این تمایز به ویژه هنگام مقایسه تکنولوژی های غشا یا داده های تامین کننده مهم است.

فرمولش:

یک ناحیه غشای نظری را فراهم می کند.

ممکن است لازم باشد که مساحت نصب نهایی شامل موارد زیر باشد:

• تغییرات جریان
• شرایط فصلی
• فولینگ
• تمیز کردن
• نگهداری
• در دسترس بودن غشا
• تخلیه
• نیازهای ظرفیت آینده

هیچ حاشیه طراحی جهانی وجود ندارد که برای هر پروژه MBR اعمال شود.

حاشیه مناسب باید با توجه به طراحی فرآیند و الزامات قابلیت اطمینان پروژه تعیین شود.

برای تاسیسات تصفیه فاضلاب حیاتی، حفظ ظرفیت تصفیه در حالی که بخشی از سیستم غشا در دسترس نیست نیز می تواند یک ملاحظه مهم باشد.

بنابراین:

ناحیه فرش نظری نقطه شروع است، نه لزوماً ناحیه نصب نهایی.

هنگامی که سطح غشا مورد نیاز تعیین شده است، مرحله بعدی تخمین تعداد عناصر غشا یا ماژول ها است.

رابطه ی اساسی این است:

ترتیب نهایی ماژول همچنین باید شامل موارد زیر باشد:

• ابعاد مخزن
• پیکربندی هیدرولیک
• توزیع هوا
• فضای نصب
• دسترسی نگهداری
• تخلیه
• انعطاف پذیری عملیاتی

بنابراین مقدار غشا باید به عنوان بخشی از طراحی کامل سیستم MBR ارزیابی شود.

یک جریان کاری مقدماتی را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:

این جریان کار پایه ای قابل اعتماد برای انتخاب اولیه غشا را فراهم می کند تا اینکه فقط جریان را با بالاترین جریان ذکر شده تقسیم کند.

برای پروژه های MBR غوطه ورلوله های فلز فلز سرامیکیمی تواند در نظر گرفته شود زمانی که دوام، مقاومت شیمیایی و تحمل تمیز کردن ملاحظات مهم هستند.

با این حال، مواد غشا به تنهایی طراحی مناسب را تعیین نمی کند.

مهندسان باید:

• مساحت مورد نیاز غشا
• جریان طراحی پایدار
• ویژگی های آب فاضلاب
• MLSS
• دمای کار
• کنترل آلودگی
• الزامات تمیز کردن
• پیکربندی ماژول
• الزامات عملیاتی بلند مدت

راه حل های غشا فلش فلش سرامیکی ما برای کاربردهای تصفیه آب و فاضلاب طراحی شده و می تواند با توجه به شرایط عملیاتی خاص پروژه ارزیابی شود.

→ مشاهده ماژول غشا سرامیکی صفحه صاف

یک محاسبه اولیه می تواند از میزان جریان و جریان طراحی خالص انجام شود، اما اندازه گیری غشا خاص پروژه نیاز به داده های عملیاتی واقعی دارد.

برای ارزیابی اولیه، اطلاعات مفید شامل:

• نوع فاضلاب
• جریان متوسط و اوج
• COD / BOD / TSS
• MLSS
• دمای حداقل و متوسط
• پیکربندی درمان بیولوژیکی
• کیفیت مطلوب فاضلاب
• شرایط عملیاتی

ارائه این پارامترها اجازه می دهد تا سطح غشا و پیکربندی آن بر اساس مهندسی واقع بینانه تر ارزیابی شود.

→ با گروه فنی Kegu تماس بگیرید

فرمول اساسي اينه:

سطح غشا مورد نیاز = جریان مورد نیاز ÷ جریان طراحی خالص

نتیجه یک ناحیه غشا نظری را فراهم می کند. ناحیه نصب نهایی همچنین باید چرخه های عملیاتی، آلودگی، دمای، تمیز کردن و الزامات طراحی را در نظر بگیرد.

یک واقعیتجریان طراحی خالصباید به جای استفاده خودکار از مقدار حداکثر یا فوریت جریان استفاده شود.

بله. یک جریان بالاتر باعث کاهش ناحیه فرش نظری مورد نیاز برای یک جریان داده شده می شود. با این حال، جریان بالاتر همچنین ممکن است حاشیه عملیاتی را کاهش دهد و الزامات آلودگی یا تمیز کردن را افزایش دهد.

در یک جریان طراحی خالص نشان دهنده20 LMH، حدود2،083 متر مربعاز ناحیه غشای نظری مورد نیاز است.

سرعت جریان، ویژگی های فاضلاب، MLSS، دمای کار، فرآیند بیولوژیکی، عملکرد مورد نیاز درمان و شرایط کار، نقاط شروع مفید برای ارزیابی اولیه هستند.

محاسبه مساحت غشا MBR با یک معادله ساده شروع می شود:

اما طراحی قابل اعتماد MBR نیازمند چیزی بیشتر از ریاضیات است.

ویژگی های آب فاضلاب، MLSS، درجه حرارت، آلودگی، چرخه های عملیاتی، تمیز کردن، در دسترس بودن غشا و قابلیت اطمینان سیستم همه می توانند بر منطقه نهایی غشا تأثیر بگذارند.

برایکاربردهای غشا برگهای صاف سرامیکی، هدف این نیست که فقط سطح غشا را به حداقل برسانیم بلکه برای دستیابی به تعادل مناسب بینظرفیت غشا، جریان پایدار، ثبات عملیاتی، نگهداری و عملکرد طولانی مدت.

یک پایه طراحی واقع بینانه پایه یک سیستم MBR قابل اعتماد است.