Membran akışı, membran biyoreaktör (MBR) tasarımında en sık tartışılan parametrelerden biridir.
Daha yüksek bir akı çekici görünebilir çünkü belirli bir arıtma kapasitesi için gereken membran alanını azaltabilir. Ancak, belirtilen her akı değeri aynı miktarda gerçek su üretimini temsil etmez.
Aradaki fark da buradabrüt akı ve net akıönemli hale gelir.
Mühendisler, EPC yüklenicileri ve proje sahipleri için bu farkı anlamak, membran boyutlandırması ve teknoloji karşılaştırması için daha anlamlı bir temel sağlayabilir.
Membran akışı, belirli bir süre boyunca birim membran alanından üretilen süzüntü hacmini tanımlar.
Yaygın olarak şu şekilde ifade edilir:
Örneğin, çalışan bir membran25 LMHilgili filtreleme periyodu boyunca etkin membran alanının metrekaresi başına saatte yaklaşık 25 litre süzüntü üretir.
Bununla birlikte, bir MBR sisteminin, çalışmanın her dakikası boyunca sürekli olarak süzüntü üretmesi şart değildir.
Operasyon stratejisine bağlı olarak membran şunlardan geçebilir:
- Filtrasyon
- Gevşeme
- Uygun olduğu yerde geri yıkama
- Temizlik
- Diğer operasyonel dönemler
Bu nedenle aktif filtreleme sırasındaki akış, tüm çalışma döngüsü boyunca ortalama üretimi temsil etmeyebilir.
Brüt akıgenellikle aktif filtrasyon sırasında membran akışını ifade eder.
Örneğin:
Bir membran, brüt filtrasyon akışında çalışabilir.40 LMHAktif filtreleme döneminde.
Bu geçerli bir çalışma değeri olabilir.
Ancak bu otomatik olarak membranın tüm çalışma süresi boyunca sürekli olarak 40 LMH'de süzüntü ürettiği anlamına gelmez.
Sistem dinlenme veya diğer üretim dışı dönemleri içeriyorsa ortalama üretim oranı daha düşük olacaktır.
Bu nedenle, teklif edilen brüt akı her zaman çalışma döngüsüyle birlikte değerlendirilmelidir.
Net akısüzüntü üretiminin azaldığı veya durdurulduğu dönemler hesaba katıldıktan sonra etkili ortalama membran üretimini temsil eder.
Sistem tasarımına bağlı olarak bu dönemler şunları içerebilir:
- Gevşeme
- Geri yıkama
- Temizlik
- Bakım
- Diğer üretim dışı dönemler
Basitleştirilmiş bir ilişki:
Örneğin, eğer bir membran aktif filtreleme sırasında nispeten yüksek bir akışta çalışıyorsa ancak döngünün bir kısmını gevşemede harcıyorsa, etkin ortalama üretim, aktif filtreleme akışından daha düşük olacaktır.
Kesin hesaplama çalışma stratejisine bağlıdır.
İki membran tedarikçisi önemli ölçüde farklı akı değerleri sunuyor gibi görünebilir.
Bir membranın önemli ölçüde daha iyi performansa sahip olduğu sonucuna varmadan önce mühendisler şunları sormalıdır:
- Belirtilen değer brüt mü yoksa net mi?
- Anlık mı yoksa ortalama mı?
- Aktif filtreleme süresi ne kadardır?
- Dinlenme süreleri dahil mi?
- Geri yıkama dahil mi?
- Temizlik süreleri dahil mi?
- Hangi atık su sıcaklığı kullanıldı?
- Hangi MLSS konsantrasyonu kullanıldı?
- Hangi atık su kalitesi kullanıldı?
- Test ne kadar sürede yapıldı?
Bu bilgi olmadan doğrudan akı karşılaştırmaları yanıltıcı olabilir.
Bir tedarikçiden daha yüksek teklif edilen işletme akışı, mutlaka daha yüksek bir fiyatla sonuçlanmayabilir.net günlük üretim kapasitesi.
Membran alanı genellikle aşağıdakiler kullanılarak tahmin edilir:
Bu, akının tanımını özellikle önemli kılmaktadır.
Brüt bir filtrasyon akısı, sürekli bir net üretim akısı gibi kullanılırsa, teorik membran alanı eksik tahmin edilebilir.
Örneğin, aşağıdakileri gerektiren bir sistemi düşünün:
1.000 m³/gün
Tasarımın temeli şuysa:
20 LMH net akı
teorik membran alanı yaklaşık olarak:
Ancak gerçek sürdürülebilir net üretimin boyutlandırma için kullanılan değerden düşük olması durumunda ilave membran alanına ihtiyaç duyulabilir.
Bu nedenle membran boyutlandırması, spesifikasyon sayfasında gösterilen en yüksek sayı yerine, açıkça tanımlanmış bir tasarım akışına dayanmalıdır.
Ayrıntılı bir hesaplama için:
→MBR Sistemi İçin Gerekli Membran Alanı Nasıl Hesaplanır?
Yüksek aktif filtrasyon akısı elde edebilen bir membran ayrıca aşağıdakileri de gerektirebilir:
- Dinlenme dönemleri
- Daha yoğun havalandırma
- Daha sık temizlik
- Farklı filtreleme döngüleri
- Ek çalıştırma kontrolleri
Bu faktörler gerçek günlük süzüntü üretimini etkileyebilir.
Bu nedenle soru:
“Maksimum membran akışı nedir?”
aşağıdakilerden daha az yararlı olabilir:
"Membran amaçlanan çalışma koşulları altında hangi net üretimi güvenilir bir şekilde koruyabilir?"
Tam ölçekli MBR projeleri için ikinci soru genellikle daha uygundur.
Bu üç kavramı birbirinden ayırmak gerekir.
Aktif filtreleme sırasında akı.
Üretim dışı dönemlerin muhasebeleştirilmesinden sonra etkin ortalama üretim.
Aşağıdakilere göre seçilen gerçekçi uzun vadeli tasarım değeri:
- Atık su özellikleri
- Sıcaklık
- ÇYS
- Kirlenme davranışı
- Temizlik stratejisi
- Çalışma döngüleri
- Gerekli işletme marjı
Bir membran, daha düşük sürdürülebilir uzun vadeli tasarım akışına sahipken yüksek bir brüt akış elde edebilir.
Bu mutlaka zayıf membran performansını göstermez.
Bunun yerine uzun vadeli MBR operasyonuna daha gerçekçi bir yaklaşımı yansıtabilir.
Seramik düz levha membran uygulamaları için sürdürülebilir tasarım akısı, gerçek MBR çalışma koşullarıyla birlikte değerlendirilmelidir.
Membran akı verilerini karşılaştırırken sıcaklık bir diğer önemli faktördür.
Nispeten yüksek atık su sıcaklığında ölçülen akı değeri, gerçek kış çalışma koşullarını temsil etmeyebilir.
Düşük sıcaklıklar genellikle suyun viskozitesini ve filtrasyon direncini artırır.
Bu nedenle proje ekipleri şunları dikkate almalıdır:
- Ortalama atık su sıcaklığı
- Minimum atık su sıcaklığı
- Mevsimsel değişim
- Kış tedavisi gereksinimleri
- Membran performans testi için kullanılan sıcaklık
Önemli mevsimsel değişimlerin olduğu projeler için minimum çalışma sıcaklığı önemli bir tasarım koşulu olabilir.
Daha ayrıntılı bir tartışma için:
→MBR Sistemlerinde Sıcaklık Membran Performansını Nasıl Etkiler?
İki varsayımsal membran sistemini düşünün.
- Daha yüksek brüt filtrasyon akısı
- Düzenli dinlenme dönemleri
- Daha düşük etkili üretim süresi
- Daha düşük aktif filtreleme akışı
- Daha uzun etkili üretim süresi
- Kararlı çalışma döngüsü
Yalnızca manşet akışına bakmak, Sistem A'nın daha iyi performans sağladığını düşündürebilir.
Ancak iki sistem de benzer net günlük üretime sahip olabilir.
Bu nedenle karşılaştırmada aşağıdakilerin dikkate alınması gerekir:
Brüt Akı → Çalışma Döngüsü → Net Akı → Membran Alanı → Günlük Üretim
tek başına brüt akışa bakmak yerine.
Membran performansını değerlendirirken aşağıdaki sorular ortak bir karşılaştırma temeli oluşturmaya yardımcı olabilir:
- Belirtilen akı brüt mü, net mi, yoksa anlık mı?
- Aktif filtreleme süresi nedir?
- Hangi dinlenme dönemleri dahildir?
- Hangi temizlik dönemleri dahildir?
- Hangi atık su sıcaklığı kullanıldı?
- Hangi MLSS aralığı kullanıldı?
- Hangi atık su kalitesi kullanıldı?
- Performans testi ne kadar sürdü?
- Hangi çalışma döngüsü kullanıldı?
- Uzun süreli çalışma için hangi net tasarım akışı önerilir?
Bu sorular farklı membran teknolojileri arasındaki karşılaştırmaları çok daha anlamlı hale getirebilir.
Brüt akı ve net akı birbirinin yerine kullanılamaz.
Aktif filtreleme sırasında ölçülen yüksek akış, tam bir çalışma döngüsü boyunca üretilen ortalama su miktarını temsil etmeyebilir.
MBR sistem tasarımı için daha anlamlı olan temel genellikleGerçekçi proje koşullarında sürdürülebilir net üretim kapasitesi.
Bu nedenle mühendisler manşet değişim değerlerinin ötesine bakmalı ve şunları değerlendirmelidir:
Akı + Çalışma Döngüsü + Sıcaklık + MLSS + Atık Su Özellikleri + Kirlenme Kontrolü
Amaç sadece reklamı yapılan en yüksek akıya sahip membranı seçmek olmamalıdır.
Amaç, aşağıdakileri sağlayabilecek bir membran sistemi seçmektir:Projenin beklenen işletme ömrü boyunca güvenilir ve sürdürülebilir su üretimi.
Ön değerlendirme için faydalı proje bilgileri şunları içerir:
- Arıtma kapasitesi
- Atık su özellikleri
- ÇYS
- Ortalama ve minimum sıcaklık
- Çalışma döngüsü
- Hedef üretim
- Gerekli membran alanı
Bu parametreler daha gerçekçi bir membran boyutlandırma ve çalışma temeli oluşturmaya yardımcı olabilir.
