Membran akısı, mühendislerin bir MBR membranını değerlendirirken ilk baktığı rakamlardan biridir.
Daha yüksek bir akı, belirli bir arıtma kapasitesi için gereken membran alanını azaltabileceğinden çekici görünebilir. Ancak gerçek bir atık su arıtma tesisi için membran seçimi, yalnızca kısa süreli bir test sırasında elde edilen en yüksek akıya dayandırılamaz.
Bir MBR sistemi için daha önemli soru şudur:
Gerçek atık su ve çalışma koşulları altında uzun vadede hangi membran akışı güvenilir bir şekilde muhafaza edilebilir?
Bu bir konseptin ardındaki kavramdır.gerçekçi tasarım akışı.
Membran akısı genel olarak şu şekilde ifade edilir:
Saatte birim membran alanı başına üretilen süzüntü hacmini temsil eder.
Örneğin bir membran sistemi çalışıyorsa20 LMH, etkili membran alanının her metrekaresi, belirtilen çalışma koşulları altında saatte yaklaşık 20 litre süzüntü üretir.
Akı önemli bir tasarım parametresidir çünkü gerekli membran alanını doğrudan etkiler.
Ancak akı hiçbir zaman membran kirlenmesinden ve çalışma stabilitesinden bağımsız olarak düşünülmemelidir.
Akı ve membran alanı arasındaki ilişki için bkz.:
→MBR Sistemi İçin Gerekli Membran Alanı Nasıl Hesaplanır?
Membran seçiminde en yaygın yanlış anlamalardan biri, maksimum veya kısa vadeli test akışının uygun tasarım değeri olarak ele alınmasıdır.
Bir membran kontrollü bir test sırasında nispeten yüksek bir akıya şu avantajlarla ulaşabilir:
- Su kalitesi
- Sıcaklık
- Membran şartlandırma
- Çalışma koşulları
Tam ölçekli bir MBR tesisi farklıdır.
Gerçek atık su, değişken konsantrasyonlarda askıda katı madde, organik madde, mikroorganizmalar ve diğer potansiyel kirletici maddeleri içerir.
Sıcaklık da yıl boyunca değişirken, çalışma koşulları ve temizleme döngüleri de değişiklik gösterebilir.
Öyleyse:
Gerçekçi bir tasarım akışı, uzun süreli çalışma sırasında makul bir şekilde sürdürülebilecek performansı yansıtmalıdır.
Membran sürekli olarak aktif çamura maruz kalır.
Filtrasyon ilerledikçe kirleticiler membran yüzeyi üzerinde veya yakınında birikebilir. Bu, filtreleme direncini artırır ve geçirgenliği kademeli olarak azaltabilir.
Bu nedenle MBR sistemleri kirlenmeyi kontrol etmek için aşağıdakiler gibi farklı çalışma stratejileri kullanır:
- Membran havalandırma
- Gevşeme
- Uygun olduğu yerde geri yıkama
- Kimyasal bakım temizliği
- Periyodik kurtarma temizliği
- Biyolojik proses kontrolü
Bu önlemlere rağmen membran kirlenmesi önemli bir tasarım hususu olmaya devam etmektedir.
Bir sistem maksimum pratik akıya çok yakın tasarlanmışsa, membran daha hızlı kirlenmeye maruz kalabilir ve daha sık temizlik gerektirebilir.
Biraz daha muhafazakar bir tasarım akışı, daha fazla çalışma kararlılığı ve esneklik sağlayabilir.
Bu durum özellikle uzun yıllar boyunca sürekli olarak çalışması beklenen belediye atıksu tesisleri için önemlidir.
Her MBR projesi için geçerli olan evrensel bir tasarım akışı yoktur.
Uygun değer çeşitli faktörlere bağlıdır.
Farklı atık su kaynaklarının çok farklı kirlenme potansiyeli vardır.
Belediye atık suyu, endüstriyel atık su, gıda işleme atık suyu ve yüksek konsantrasyonlu proses atık suyu otomatik olarak aynı membran tasarım esasını kullanmamalıdır.
Önemli parametreler şunları içerebilir:
- MORİNA
- BOİ
- TSS
- Askıda katı madde özellikleri
- Yağ ve gres
- Biyolojik özellikler
- Ön arıtma koşulları
Besleme suyu ne kadar zorlu olursa, tasarım akısı da o kadar dikkatli değerlendirilmelidir.
MLSS, batırılmış MBR sistemlerinde bir diğer önemli faktördür.
Daha yüksek biyokütle konsantrasyonları şunları etkileyebilir:
- Çamur viskozitesi
- Kek oluşumu
- Kütle transferi
- Kirlenme davranışı
Bu nedenle membran akısı biyolojik süreç ve seçilen MLSS çalışma aralığı ile birlikte değerlendirilmelidir.
Atık su sıcaklığı mevsimler arasında önemli ölçüde değişebilir.
Düşük sıcaklıklar genellikle su viskozitesini artırır ve bu da membran filtrasyon performansını etkileyebilir.
Bu nedenle, yalnızca sıcak mevsim işletme verileri kullanılarak tasarlanmış bir membran sistemi, kış aylarında aynı işletme marjını sağlayamayabilir.
Membran boyutlandırma sırasında beklenen minimum atık su sıcaklığı dikkate alınmalıdır.
Daha derin bir tartışma için:
→MBR Sistemlerinde Sıcaklık Membran Performansını Nasıl Etkiler?
Membran havalandırması, daldırılmış MBR sistemlerinde kirlenmenin kontrol edilmesinde önemli bir rol oynar.
Membran akışı, havalandırma, kirlenme kontrolü ve enerji tüketimi arasındaki ilişki bu nedenle tüm sistem tasarımının bir parçası olarak düşünülmelidir.
Daha yüksek bir membran akısı, gerekli membran alanını azaltabilir, ancak eğer önemli ölçüde daha fazla kirlenme kontrolü gerektiriyorsa, genel sistem ekonomisi mutlaka iyileşmeyebilir.
Membran performansını değerlendirirken mühendisler, belirtilen akının nasıl tanımlandığını dikkatlice kontrol etmelidir.
Test ve çalıştırma yöntemine bağlı olarak rapor edilen akış, gerçek 24 saatlik üretim ortalamasından ziyade belirli bir çalışma dönemini temsil edebilir.
Örneğin bir MBR, dinlenme veya diğer üretim dışı dönemlerle birlikte filtreleme dönemlerini de içerebilir.
Bu nedenle aşağıdakileri ayırt etmek faydalıdır:
- Anlık veya işletme akısı
- Ortalama filtrasyon akışı
- Net üretim akışı
- Uzun vadeli sürdürülebilir tasarım akışı
Bu değerler aynı olmayabilir.
Farklı membran tedarikçilerini karşılaştırırken mühendisler aynı temelin kullanıldığından emin olmalıdır.
Detaylı açıklama için:
→MBR'de Brüt Akı ve Net Akı: Fark Neden Önemli?
Bu ayrım, tedarikçiler arasındaki görünüşte büyük farklılıkların yanlış anlaşılmasını önleyebilir.
Membran performansı ideal olarak uygun bir çalışma süresi boyunca değerlendirilmelidir.
Kısa bir test, bir zarın belirli bir akıya ulaşma kapasitesine sahip olduğunu gösterebilir.
Ancak uzun vadeli değerlendirme aşağıdaki konularda daha fazla bilgi sağlayabilir:
- Kirlenme gelişimi
- Akı stabilitesi
- Temizleme yanıtı
- Geçirgenlik geri kazanımı
- Çalışma tutarlılığı
- Membran durumu
Proje tasarımında amaç yalnızca mümkün olan en yüksek başlangıç akışını elde etmek değildir.
Amaç, membran sisteminin beklenen hizmet ömrü boyunca istikrarlı arıtma performansı sağlayan güvenilir bir çalışma penceresi oluşturmaktır.
Mutlaka değil.
Daha yüksek bir akı, belirli bir akış hızı için gereken membran alanını azaltabilir.
Ancak membran alanı toplam MBR sistem maliyetinin yalnızca bir kısmını oluşturur.
Diğer faktörler şunları içerebilir:
- Havalandırma enerjisi
- Pompalama gereksinimleri
- Temizleme sıklığı
- Kimyasal tüketimi
- Membran değişimi
- Bakım
- Arıza süresi
- Ekipman ayak izi
Bu nedenle optimum tasarım aşağıdakiler arasındaki dengeyi temsil eder:
Membran Alanı + Akı + Kirlenme Kontrolü + Enerji + Temizleme + Yaşam Döngüsü Maliyeti
Bazı projelerde, orta derecede muhafazakar bir akış, sürekli olarak çok yüksek bir akışta çalışmaktan daha iyi bir genel çözüm sağlayabilir.
Pratik bir yaklaşım, ilk önce bir akı değeri seçmek yerine gerçek proje koşullarıyla başlamaktır.
Kaynağı ve ana su kalitesi özelliklerini anlayın.
Tedavi konfigürasyonunu ve beklenen MLSS çalışma aralığını belirleyin.
Hem normal hem de beklenen minimum çalışma sıcaklıklarını göz önünde bulundurun.
Filtreleme, rahatlama, havalandırma, temizleme ve diğer çalışma parametrelerini göz önünde bulundurun.
Mümkün olan her yerde temsili testler veya doğrulanmış işletim deneyimi kullanın.
Nihai tasarım değeri, uygun bir işletme marjını korurken yeterli membran kapasitesini sağlamalıdır.
Bu yaklaşım genellikle yalnızca reklamı yapılan en yüksek akışa dayalı bir membran seçmekten daha güvenilirdir.
Seramik düz tabaka membranlar, aşağıdaki kombinasyonlardan dolayı MBR uygulamalarına artan ilgi çekmektedir:
- Mekanik dayanım
- Kimyasal direnç
- Temizleme toleransı
- Uzun süreli malzeme dayanıklılığı
Bu özellikler, membran temizleme ve çalıştırma stratejileri tasarlanırken daha fazla esneklik sağlayabilir.
Ancak seramik membranların kirlenmeye karşı dayanıklı olduğu düşünülmemelidir.
Aynı temel mühendislik ilkeleri hala geçerlidir:
Daldırılmış MBR uygulamaları için, seramik düz levha membranlar bu nedenle, uzun vadeli dayanıklılık ve kararlı çalışmanın önemli proje hususları olduğu durumlarda değerlendirilebilir.
Uygun tasarım akısı yine de gerçek atık su, MLSS, sıcaklık, çalışma döngüsü ve arıtma gereksinimlerinden belirlenmelidir.
Belediye ve endüstriyel MBR projeleri için tek bir "doğru" akı numarası yoktur.
Makul bir tasarım akışı sistemin tamamına bağlıdır.
Genel bir mühendislik ilkesi olarak tasarımcılar aşağıdakileri birbirinden ayırmalıdır:
Bir membran neler başarabilir?
Ve
Sürekli olarak elde edilebilecek bir membran tasarlanmalıdır.
Tam ölçekli bir atık su arıtma tesisi için ikinci soru çok daha önemlidir.
Sürdürülebilir bir tasarım yaklaşımı aşağıdaki risklerin azaltılmasına yardımcı olabilir:
- Aşırı kirlenme
- Kararsız çalışma
- Sık temizlik
- Yetersiz faaliyet marjı
- Erken membran değişimi
Seramik düz levha MBR membranları için gerçekçi bir tasarım akısı, kısa süreli bir test sırasında elde edilen en yüksek akı ile basitçe tanımlanmamalıdır.
Bunun yerine, gerçek atık su arıtma projesinin beklenen uzun vadeli işletme koşullarına dayanmalıdır.
Önemli faktörler şunları içerir:
Atık Su Özellikleri + MLSS + Sıcaklık + Havalandırma + Kirlenme Davranışı + Temizleme Stratejisi + Yaşam Döngüsü Ekonomisi
Mühendisler ve proje geliştiriciler için en kullanışlı membran spesifikasyonu bu nedenle mutlaka aşağıdakiler olmak zorunda değildir:
"Maksimum akı nedir?"
ama daha ziyade:
"Bu membran gerçek çalışma koşullarımızda hangi sürdürülebilir net akışı koruyabilir?"
Bu ayrım, daha güvenilir MBR tasarımlarına ve membran teknolojileri arasında daha anlamlı karşılaştırmalara yol açabilir.
Shaanxi Kegu New Material Technology Co., Ltd., daldırılmış MBR uygulamaları için tasarlanmış seramik düz levha membranlar da dahil olmak üzere, su ve atık su arıtımına yönelik seramik membran çözümleri sunmaktadır.
Ön proje değerlendirmesi için yararlı bilgiler şunları içerir:
- Atıksu tipi
- Arıtma kapasitesi
- Akış hızı
- KOİ / BOİ / TSS
- ÇYS
- Minimum ve ortalama sıcaklık
- Tedavi süreci
- Hedef çalışma akışı
