Strumień membrany to jedna z pierwszych liczb, na którą patrzą inżynierowie oceniając membranę MBR.
Wyższy strumień może wydawać się atrakcyjny, ponieważ może zmniejszyć powierzchnię membrany wymaganą dla danej wydajności oczyszczania. Jednakże dobór membrany do prawdziwej oczyszczalni ścieków nie może opierać się wyłącznie na najwyższym strumieniu uzyskanym podczas krótkotrwałego testu.
W przypadku systemu MBR ważniejsze pytanie brzmi:
Jaki strumień membrany można niezawodnie utrzymać w dłuższej perspektywie w rzeczywistych warunkach ścieków i pracy?
Taka jest koncepcja Arealistyczny strumień projektu.
Strumień membranowy jest ogólnie wyrażany jako:
Reprezentuje objętość permeatu wytwarzanego na jednostkę powierzchni membrany na godzinę.
Na przykład, jeśli system membranowy działa przy20 LMkażdy metr kwadratowy efektywnej powierzchni membrany wytwarza około 20 litrów permeatu na godzinę w podanych warunkach pracy.
Strumień jest ważnym parametrem projektowym, ponieważ bezpośrednio wpływa na wymaganą powierzchnię membrany.
Jednakże topnika nigdy nie należy rozpatrywać niezależnie od zanieczyszczenia membrany i stabilności działania.
Aby zapoznać się z zależnością między strumieniem a powierzchnią membrany, zobacz:
→Jak obliczyć wymaganą powierzchnię membrany dla systemu MBR
Jednym z najczęstszych nieporozumień przy doborze membran jest traktowanie maksymalnego lub krótkotrwałego strumienia testowego jako odpowiedniej wartości projektowej.
Membrana może osiągnąć stosunkowo duży strumień podczas kontrolowanego testu przy korzystnych:
- Jakość wody
- Temperatura
- Kondycjonowanie membrany
- Warunki pracy
Pełnowymiarowa instalacja MBR jest inna.
Rzeczywiste ścieki zawierają zmienne stężenia zawieszonych ciał stałych, materii organicznej, mikroorganizmów i innych potencjalnych substancji zanieczyszczających.
Temperatura również zmienia się w ciągu roku, natomiast warunki pracy i cykle czyszczenia mogą się różnić.
Dlatego:
Realistyczny strumień projektowy powinien odzwierciedlać wydajność, którą można w rozsądny sposób utrzymać podczas długotrwałej pracy.
Membrana jest stale wystawiona na działanie osadu czynnego.
W miarę postępu filtracji na powierzchni membrany lub w jej pobliżu mogą gromadzić się zanieczyszczenia. Zwiększa to opór filtracji i może stopniowo zmniejszać przepuszczalność.
Dlatego systemy MBR wykorzystują różne strategie działania w celu kontrolowania zanieczyszczeń, takie jak:
- Napowietrzanie membranowe
- Relaks
- W stosownych przypadkach płukanie wsteczne
- Chemiczne czyszczenie konserwacyjne
- Okresowe czyszczenie regeneracyjne
- Sterowanie procesami biologicznymi
Nawet przy zastosowaniu tych środków zanieczyszczenie membrany pozostaje ważnym czynnikiem projektowym.
Jeśli system został zaprojektowany zbyt blisko maksymalnego praktycznego strumienia, membrana może szybciej ulegać zanieczyszczeniu i wymagać częstszego czyszczenia.
Nieco bardziej konserwatywny projekt może zapewnić większą stabilność i elastyczność działania.
Jest to szczególnie istotne w przypadku oczyszczalni ścieków komunalnych, które mają pracować nieprzerwanie przez wiele lat.
Nie ma uniwersalnego strumienia projektowego, który miałby zastosowanie do każdego projektu MBR.
Odpowiednia wartość zależy od kilku czynników.
Różne źródła ścieków mają bardzo różny potencjał zanieczyszczania.
Ścieki komunalne, ścieki przemysłowe, ścieki z przetwórstwa spożywczego i ścieki technologiczne o wysokim stężeniu nie powinny automatycznie wykorzystywać tej samej podstawy konstrukcyjnej membran.
Do ważnych parametrów mogą należeć:
- DORSZ
- BZT
- TSS
- Charakterystyka zawiesin
- Olej i smar
- Charakterystyka biologiczna
- Warunki wstępnego leczenia
Im bardziej wymagająca jest woda zasilająca, tym dokładniej należy ocenić strumień projektowy.
MLSS to kolejny ważny czynnik w zanurzonych systemach MBR.
Wyższe stężenia biomasy mogą wpływać na:
- Lepkość osadu
- Formowanie ciasta
- Transfer masowy
- Zanieczyszczone zachowanie
Z tego powodu strumień membranowy należy oceniać łącznie z procesem biologicznym i wybranym zakresem pracy MLSS.
Temperatura ścieków może znacznie zmieniać się w zależności od pory roku.
Niższe temperatury zazwyczaj zwiększają lepkość wody, co może wpływać na wydajność filtracji membranowej.
Dlatego system membranowy zaprojektowany na podstawie danych eksploatacyjnych wyłącznie w ciepłym sezonie może nie zapewniać takiego samego marginesu operacyjnego w okresie zimowym.
Podczas doboru membrany należy wziąć pod uwagę minimalną oczekiwaną temperaturę ścieków.
Aby uzyskać głębszą dyskusję:
→Jak temperatura wpływa na wydajność membran w systemach MBR
Napowietrzanie membranowe odgrywa ważną rolę w kontrolowaniu zanieczyszczeń w zanurzonych systemach MBR.
Dlatego też związek pomiędzy przepływem membrany, napowietrzaniem, kontrolą zanieczyszczeń i zużyciem energii powinien być brany pod uwagę jako część kompletnego projektu systemu.
Większy strumień membrany może zmniejszyć wymaganą powierzchnię membrany, ale jeśli wymaga znacznie większej kontroli zanieczyszczeń, ogólna ekonomika systemu niekoniecznie ulegnie poprawie.
Oceniając wydajność membrany, inżynierowie powinni dokładnie sprawdzić, jak zdefiniowany jest podany strumień.
W zależności od metody testowania i działania raportowany strumień może reprezentować konkretny okres operacyjny, a nie rzeczywistą 24-godzinną średnią produkcję.
Na przykład MBR może obejmować okresy filtracji wraz z okresami relaksacyjnymi lub innymi okresami nieprodukcyjnymi.
Dlatego warto rozróżnić:
- Strumień chwilowy lub operacyjny
- Średni strumień filtracyjny
- Strumień produkcji netto
- Długoterminowy, zrównoważony rozwój projektowania
Wartości te mogą nie być identyczne.
Porównując różnych dostawców membran, inżynierowie powinni upewnić się, że korzystają z tej samej podstawy.
Aby uzyskać szczegółowe wyjaśnienie:
→Strumień brutto a strumień netto w MBR: dlaczego różnica ma znaczenie
To rozróżnienie może zapobiec błędnemu zrozumieniu pozornie dużych różnic między dostawcami.
W idealnym przypadku działanie membrany powinno być oceniane w odpowiednim okresie eksploatacji.
Krótki test może wykazać, że membrana jest w stanie osiągnąć określony strumień.
Jednakże ocena długoterminowa może dostarczyć więcej informacji na temat:
- Rozwój zanieczyszczeń
- Stabilność strumienia
- Reakcja czyszczenia
- Odzyskiwanie przepuszczalności
- Spójność działania
- Stan membrany
W przypadku projektowania projektu celem nie jest po prostu osiągnięcie możliwie najwyższego strumienia początkowego.
Celem jest ustalenie niezawodnego okna operacyjnego, które zapewni stabilną wydajność oczyszczania w oczekiwanym okresie użytkowania systemu membranowego.
Nie koniecznie.
Wyższy strumień może zmniejszyć powierzchnię membrany wymaganą dla danego natężenia przepływu.
Jednakże powierzchnia membrany stanowi tylko jedną część całkowitego kosztu systemu MBR.
Inne czynniki mogą obejmować:
- Energia napowietrzania
- Wymagania dotyczące pompowania
- Częstotliwość czyszczenia
- Zużycie środków chemicznych
- Wymiana membrany
- Konserwacja
- Przestój
- Ślad sprzętu
Optymalny projekt stanowi zatem równowagę pomiędzy:
Powierzchnia membrany + strumień + kontrola zanieczyszczeń + energia + czyszczenie + koszt cyklu życia
W niektórych projektach umiarkowanie konserwatywny strumień może zapewnić lepsze ogólne rozwiązanie niż ciągła praca przy bardzo wysokim strumieniu.
Praktyczne podejście polega na rozpoczęciu od rzeczywistych warunków projektu, zamiast wybierać najpierw wartość strumienia.
Zrozumienie źródła i głównych cech jakości wody.
Określ konfigurację leczenia i oczekiwany zakres działania MLSS.
Należy wziąć pod uwagę zarówno normalną, jak i minimalną oczekiwaną temperaturę roboczą.
Weź pod uwagę filtrację, relaksację, napowietrzanie, czyszczenie i inne parametry operacyjne.
Jeśli to możliwe, korzystaj z reprezentatywnych testów lub potwierdzonego doświadczenia operacyjnego.
Ostateczna wartość projektowa powinna zapewniać wystarczającą pojemność membrany przy zachowaniu odpowiedniego marginesu operacyjnego.
To podejście jest na ogół bardziej niezawodne niż wybieranie membrany opartej wyłącznie na najwyższym reklamowanym strumieniu.
Ceramiczne membrany płaskie cieszą się coraz większym zainteresowaniem w zastosowaniach MBR ze względu na połączenie:
- Wytrzymałość mechaniczna
- Odporność chemiczna
- Tolerancja czyszczenia
- Długotrwała trwałość materiału
Te cechy mogą zapewnić większą elastyczność przy projektowaniu strategii czyszczenia membran i działania.
Jednakże membran ceramicznych nie należy uważać za odporne na zabrudzenie.
Nadal obowiązują te same podstawowe zasady inżynieryjne:
W przypadku zanurzonych zastosowań MBR można zatem ocenić ceramiczne membrany płaskie, gdy długoterminowa trwałość i stabilna praca są ważnymi czynnikami projektowymi.
Odpowiedni strumień projektowy należy nadal określić na podstawie rzeczywistych ścieków, MLSS, temperatury, cyklu operacyjnego i wymagań dotyczących oczyszczania.
W przypadku projektów MBR komunalnych i przemysłowych nie ma jednej „poprawnej” liczby strumienia.
Rozsądny strumień projektowy zależy od całego systemu.
Zgodnie z ogólną zasadą inżynierską projektanci powinni rozróżnić:
Co może osiągnąć membrana
I
Co membrana powinna być zaprojektowana, aby osiągnąć ciągły efekt.
Drugie pytanie jest znacznie ważniejsze w przypadku pełnowymiarowej oczyszczalni ścieków.
Podejście do zrównoważonego projektowania może pomóc zmniejszyć ryzyko:
- Nadmierne zabrudzenie
- Niestabilna praca
- Częste czyszczenie
- Niewystarczająca marża operacyjna
- Przedwczesna wymiana membrany
Realistycznego strumienia projektowego dla płaskich membran ceramicznych MBR nie należy definiować po prostu na podstawie najwyższego strumienia uzyskanego podczas krótkotrwałego testu.
Zamiast tego powinien opierać się na oczekiwanych długoterminowych warunkach funkcjonowania rzeczywistego projektu oczyszczania ścieków.
Ważne czynniki obejmują:
Charakterystyka ścieków + MLSS + Temperatura + Napowietrzanie + Zanieczyszczanie + Strategia czyszczenia + Ekonomika cyklu życia
Dlatego dla inżynierów i twórców projektów najbardziej użyteczną specyfikacją membrany niekoniecznie jest:
„Jaki jest maksymalny strumień?”
ale raczej:
„Jaki zrównoważony strumień netto może utrzymać ta membrana w naszych rzeczywistych warunkach pracy?”
To rozróżnienie może prowadzić do bardziej niezawodnych projektów MBR i bardziej znaczących porównań między technologiami membranowymi.
Shaanxi Kegu New Material Technology Co., Ltd. dostarcza rozwiązania w zakresie membran ceramicznych do oczyszczania wody i ścieków, w tym ceramiczne membrany płaskie przeznaczone do zastosowań w zanurzonym MBR.
Do wstępnej oceny projektu przydatne informacje obejmują:
- Rodzaj ścieków
- Możliwości leczenia
- Natężenie przepływu
- COD/BOD/TSS
- MLSS
- Temperatura minimalna i średnia
- Proces leczenia
- Docelowy strumień operacyjny
