Στήλη MBR Membrane Module

Η στήλη MBR (Membrane Bioreactor) (συγκρότημα βιοαντιδραστήρα εξωτερικής/βυθισμένης στήλης μεμβράνης) είναι ένας βασικός εξοπλισμός επεξεργασίας νερού που ενσωματώνει διαχωρισμό μεμβράνης υψηλής ακρίβειας και αποτελεσματική βιοχημική αντίδραση. Αποτελείται κυρίως από δέσμες μεμβράνης κοίλων ινών που είναι ενθυλακωμένες σε μια δομή στήλης, χωρισμένες σε δύο κύριους τύπους: εξωτερική πίεση-οδηγούμενη και βυθισμένη υπό κενό-οδήγηση. Χρησιμοποιείται ευρέως στην προηγμένη επεξεργασία βιομηχανικών λυμάτων, την προεπεξεργασία καθαρού νερού και τα έργα επαναχρησιμοποίησης υψηλού{5}ανακτημένου νερού, ο εξοπλισμός διαθέτει υψηλή πυκνότητα συσκευασίας μονάδας μεμβράνης, ισχυρή αντιρρυπαντική ικανότητα και εξαιρετική λειτουργική σταθερότητα. Μπορεί να επιτύχει βαθιά αναχαίτιση αιωρούμενων στερεών, μικροοργανισμών και πυρίμαχων ρύπων στα λύματα, με ποιότητα εκροής ανώτερη από αυτή του επίπεδου-φύλλου MBR. Ως προτιμώμενος εξοπλισμός για σενάρια επεξεργασίας νερού υψηλού επιπέδου, είναι κατάλληλος για μεγάλα και μεσαίου μεγέθους έργα κεντρικής επεξεργασίας νερού και ειδικές ανάγκες καθαρισμού ποιότητας νερού.

Βάσει της αρχής συνεργασίας της "βιοαποικοδόμησης + διαχωρισμού μεμβράνης", η στήλη MBR διαφέρει σημαντικά από την επίπεδη-φύλλο MBR στη δομή της μονάδας μεμβράνης και στον τρόπο λειτουργίας. Πραγματοποιεί αποτελεσματικό διαχωρισμό στερεών-υγρών μέσω μεμβρανών κοίλων ινών που είναι ενθυλακωμένες σε μορφή στήλης. Η βασική αρχή αποτελείται από τρία στάδια, εξισορρόπηση της απόδοσης υποβάθμισης και έλεγχο ρύπανσης μεμβράνης:
1. Βιοαποικοδόμηση
Η εξωτερική μονάδα στήλης MBR απαιτεί έναν ανεξάρτητο βιοαντιδραστήρα, όπου το αναμεμειγμένο υγρό αντλείται στη στήλη μεμβράνης. Η υποβρύχια μονάδα στήλης MBR τοποθετείται απευθείας στον αντιδραστήρα, όπου μικροβιακές κοινότητες (αερόβια βακτήρια, βακτήρια νιτροποίησης, βακτήρια απονιτροποίησης κ.λπ.) στην ενεργοποιημένη ιλύ αποσυνθέτουν οργανικούς ρύπους, άζωτο αμμωνίας και άλλες επιβλαβείς ουσίες. Η δομή στήλης βελτιστοποιεί το υδραυλικό μοτίβο ροής στον αντιδραστήρα, επιτρέποντας την πλήρη επαφή μεταξύ του μικτού υγρού και των μικροοργανισμών, παρατείνοντας τον χρόνο αντίδρασης και ενισχύοντας την επίδραση αποδόμησης των πυρίμαχων ρύπων. Ο χρόνος κατακράτησης λάσπης (SRT) μπορεί να διατηρηθεί σε 40-80 ημέρες, υψηλότερος από αυτόν του MBR επίπεδων φύλλων.

2. Διαχωρισμός και αναχαίτιση μεμβράνης
Η εξωτερική μονάδα στήλης MBR χρησιμοποιεί μια ενισχυτική αντλία για την παροχή ισχύος, επιτρέποντας στο μικτό υγρό να περάσει μέσα από το τοίχωμα της μεμβράνης με κοίλες ίνες (μέγεθος πόρων μεμβράνης: 0,01-0,2μm) υπό πίεση. Το επεξεργασμένο νερό συγκεντρώνεται στην εσωτερική κοιλότητα των ινών της μεμβράνης και απορρίπτεται, ενώ η αναχαιτισμένη ιλύς ρέει πίσω στον αντιδραστήρα. Η βυθισμένη στήλη MBR παράγει νερό μέσω αναρρόφησης κενού. Ο συμπαγής σχεδιασμός ενθυλάκωσης της στήλης μεμβράνης εξασφαλίζει ομοιόμορφη διάταξη των ινών της μεμβράνης και υψηλότερη απόδοση αναχαίτισης, διατηρώντας αποτελεσματικά τα κροκίδια ενεργοποιημένης λάσπης, τα βακτήρια, τους ιούς και ορισμένες οργανικές ουσίες μικρού μορίου. Η εκροή SS (Suspended Solids) είναι μικρότερη ή ίση με 3 mg/L και η συγκέντρωση MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) στον αντιδραστήρα διατηρείται στα 10.000-20.000 mg/L, βελτιώνοντας περαιτέρω τη βιοχημική απόδοση.

3. Βοηθητική αντιρρύπανση-Λειτουργία
Η εξωτερική μονάδα στήλης MBR είναι εξοπλισμένη με σύστημα αντίστροφης πλύσης που χρησιμοποιεί τακτικά παραγόμενο νερό για την αντίστροφη πλύση των ρύπων στην επιφάνεια της μεμβράνης, σε συνδυασμό με κύκλους χημικού καθαρισμού για παράταση της διάρκειας ζωής της μεμβράνης. Η βυθισμένη μονάδα στήλης MBR είναι εξοπλισμένη με σύστημα αερισμού πυθμένα, όπου η ροή του αέρα προκαλεί τη διαταραχή του μικτού υγρού για να καθαρίσει τη λάσπη στην επιφάνεια της στήλης της μεμβράνης και να τροφοδοτήσει με οξυγόνο τους μικροοργανισμούς. Ορισμένα-μοντέλα υψηλής τεχνολογίας είναι εξοπλισμένα με μια ηλεκτρονική μονάδα καθαρισμού που μπορεί-να παρακολουθεί σε πραγματικό χρόνο την κατάσταση ρύπανσης της μεμβράνης, να προσαρμόζει δυναμικά τη συχνότητα της αντίστροφης πλύσης και να καθυστερεί σημαντικά τον ρυθμό ρύπανσης της μεμβράνης.

1. Σύνθεση Δομής Εξοπλισμού
Η μονάδα στήλης MBR υιοθετεί σχεδιασμό ενθυλάκωσης υψηλής- αντοχής, που αποτελείται κυρίως από μια μονάδα στήλης μεμβράνης, σύστημα στήριξης και στερέωσης, σύστημα ισχύος (αντλία ενίσχυσης/αναρρόφησης), σύστημα έκπλυσης και μονάδα ελέγχου. Η δομή του είναι πιο συμπαγής και πιο ανθεκτική σε κρούση-από αυτή του επίπεδου-φύλλου MBR:

• Μονάδα στήλης μεμβράνης:Ο πυρήνας είναι δέσμες μεμβράνης κοίλων ινών, κυρίως κατασκευασμένες από PVDF (φθοριούχο πολυβινυλιδένιο), με ορισμένα μοντέλα υψηλής-τελικής τεχνολογίας που χρησιμοποιούν PTFE (πολυτετραφθοροαιθυλένιο). Η εσωτερική διάμετρος των ινών της μεμβράνης είναι 0,5-1,0 mm και η εξωτερική διάμετρος είναι 1,0-2,0 mm. Ενθυλακωμένα σε ένα κυλινδρικό κέλυφος, τα δύο άκρα του κελύφους είναι εξοπλισμένα με εισόδους, εξόδους και εξόδους νερού προϊόντος. Η πυκνότητα πλήρωσης της δέσμης μεμβράνης φτάνει τα 3.000-5.000 m²/m³, πολύ υψηλότερη από αυτή των μεμβρανών με επίπεδο φύλλο.
• Σύστημα υποστήριξης και στερέωσης:Συμπεριλαμβάνονται βραχίονες στήλης μεμβράνης, βάσεις και σύνδεσμοι. Οι βραχίονες είναι κατασκευασμένοι από ανοξείδωτο χάλυβα 304/316 και η βάση έχει λειτουργία απορρόφησης κραδασμών, η οποία μπορεί να στερεώσει αποτελεσματικά τη στήλη της μεμβράνης, να αποφύγει τη φθορά των ινών της μεμβράνης που προκαλείται από την πίεση ή τη διαταραχή της ροής του αέρα κατά τη λειτουργία και να προσαρμοστεί στο περιβάλλον λειτουργίας υψηλής{3} πίεσης εξωτερικών μοντέλων.
• Σύστημα τροφοδοσίας και έκπλυσης:Τα εξωτερικά μοντέλα είναι εξοπλισμένα με-αντλίες ενίσχυσης υψηλής πίεσης, αντλίες αντίστροφης πλύσης και δεξαμενές χημικού καθαρισμού. Τα βυθισμένα μοντέλα είναι εξοπλισμένα με αντλίες αναρρόφησης, φυσητήρες αερισμού και κεφαλές αερισμού. Η πίεση της αντλίας αντίστροφης πλύσης μπορεί να φτάσει τα 0,2-0,4 MPa, η οποία μπορεί να αποκολλήσει γρήγορα τους ρύπους στην επιφάνεια της μεμβράνης και το αποτέλεσμα έκπλυσης είναι καλύτερο από τον καθαρισμό με ένα μόνο αερισμό μεμβρανών με επίπεδα φύλλα.
• Μονάδα ελέγχου:Ενσωματώνοντας ένα σύστημα ελέγχου PLC, αισθητήρα πίεσης και παρακολούθησης ροής, παρακολουθεί σε πραγματικό χρόνο παραμέτρους όπως η πίεση διαμεμβράνης (TMP), ο όγκος παραγωγής νερού και η ποιότητα του εισερχόμενου νερού, ενεργοποιεί αυτόματα διαδικασίες αντίστροφης πλύσης και χημικού καθαρισμού, υποστηρίζει απομακρυσμένη παρακολούθηση και ρύθμιση παραμέτρων και έχει υψηλότερο βαθμό λειτουργικού αυτοματισμού.
• Βοηθητικά εξαρτήματα:Συμπεριλαμβανομένων βαλβίδων αντεπιστροφής, φίλτρων και συσκευών δοσομέτρησης χημικών. Το φίλτρο μπορεί να αφαιρέσει μεγάλες-ακαθαρσίες σωματιδίων στο αναμεμειγμένο υγρό για να αποφευχθεί η απόφραξη των ινών της μεμβράνης. Η συσκευή δοσομέτρησης χημικών χρησιμοποιείται για την προσθήκη οξέων, αλκαλίων και οξειδωτικών κατά τη διάρκεια του χημικού καθαρισμού για να διασφαλιστεί η καθαριστική δράση.

2. Βασικοί τύποι προϊόντων
Σύμφωνα με τις μεθόδους εγκατάστασης, τα υλικά μεμβράνης και τα σενάρια εφαρμογής, οι κύριες μονάδες στήλης MBR χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες, εστιάζοντας σε διαφορετικές υψηλές{0}}ανάγκες επεξεργασίας νερού:

• Εξωτερική μονάδα PVDF Columnar MBR:Υιοθέτηση μεμβρανών κοίλης ίνας PVDF υψηλής αντοχής-με μέγεθος πόρων μεμβράνης 0,05-0,2μm, ροή μεμβράνης 15-30L/(m²·h), πίεση λειτουργίας 0,1-0.3MPa αντίστασης p2base-1 και εύρος μεμβράνης p2bas-1 και εύρος οξέος-βάσης-1. Κατάλληλο για επεξεργασία βιομηχανικών λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης και στραγγισμάτων χωματερής, έχει διάρκεια ζωής 4-6 χρόνια και την καλύτερη αντοχή στη ρύπανση και στην κρούση.
• Βυθισμένη μονάδα PVDF Columnar MBR:Εξισορροπώντας τη συμπαγή και την ενεργειακή απόδοση, έχει μέγεθος πόρων μεμβράνης 0,1-0,3μm, ροή μεμβράνης 12-25L/(m²·h), δεν χρειάζεται αντλίες υψηλής-πίεσης και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας από τα εξωτερικά μοντέλα. Με εύρος αντίστασης σε όξινα-βάση pH 2-11, είναι κατάλληλο για έργα προηγμένης επεξεργασίας αστικών λυμάτων και έργα επαναχρησιμοποίησης νερού υψηλής ποιότητας, με ισορροπημένη σχέση κόστους-απόδοσης.
• Μονάδα PTFE Columnar MBR:Χρησιμοποιώντας ίνες μεμβράνης PTFE, έχει καλύτερη αντοχή στη θερμοκρασία και στη διάβρωση, μέγεθος πόρων μεμβράνης 0,01-0,1μm, ροή μεμβράνης 10-20L/(m²·h), εύρος αντίστασης οξέος-βάσης pH 1-13 και μπορεί να αντέξει σε υψηλές θερμοκρασίες και ίσες με Lero8 σε υψηλές θερμοκρασίες και ίσο με 8 βαθμούς διάβρωσης λύματα. Κατάλληλο για βιομηχανικά λύματα υψηλής ποιότητας όπως ηλεκτρονικά και φαρμακευτικά προϊόντα, καθώς και ειδικά σενάρια επεξεργασίας νερού, έχει διάρκεια ζωής 5-8 χρόνια.

Η επιλογή θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη την ποιότητα του εισερχόμενου νερού, την ικανότητα επεξεργασίας, τα πρότυπα εκροής, τον χώρο εγκατάστασης και την πίεση λειτουργίας. Οι παράμετροι επιλογής πυρήνα είναι οι εξής, υπογραμμίζοντας τα χαρακτηριστικά υψηλής-προσαρμογής πίεσης και αντιρρύπανσης των μονάδων στήλης μεμβράνης:

Εστιάζοντας σε σενάρια επεξεργασίας νερού υψηλού-τελικού, η στήλη MBR χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικά, δημοτικά και ειδικά πεδία επεξεργασίας νερού λόγω της ισχυρής αντιρρυπαντικής ικανότητας και της εξαιρετικής ποιότητας εκροής, κατάλληλη για μεγάλα και μεσαία- έργα και σενάρια υψηλής-ζήτησης:

1. Πλεονεκτήματα βασικής θεραπείας

Ανώτερη ποιότητα εκροής: Με λεπτότερο μέγεθος πόρων μεμβράνης και υψηλότερη απόδοση αναχαίτισης από το επίπεδο-φύλλου MBR, το απόβλητο SS μικρότερο ή ίσο με 3 mg/L και θολότητα μικρότερη ή ίση με 0,3 NTU. Μπορεί να αφαιρέσει αποτελεσματικά μικρομοριακές οργανικές ουσίες και ιόντα βαρέων μετάλλων, με σταθερή ποιότητα νερού που πληροί τα πρότυπα κλάσης 1A+ και άνω και μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας σε σενάρια επαναχρησιμοποίησης υψηλού-τελικού.

Ισχυρή αντιρρυπαντική ικανότητα: Η κολωνική ενθυλάκωση εξασφαλίζει ομοιόμορφη πίεση στις ίνες της μεμβράνης, μειώνοντας τον κίνδυνο θραύσης των ινών. Σε συνδυασμό με το διπλό σύστημα οπισθόπλυσης και χημικού καθαρισμού, το ποσοστό ρύπανσης της μεμβράνης μειώνεται κατά 40%-60% και ο κύκλος λειτουργίας είναι μεγαλύτερος, ιδιαίτερα κατάλληλος για λύματα υψηλής-ρύπανσης και υψηλού ιξώδους.

Αποτελεσματική επεξεργασία λάσπης: Μπορεί να διατηρήσει υψηλότερη συγκέντρωση MLSS (10.000-20.000 mg/L) και μεγαλύτερο χρόνο κατακράτησης λάσπης. Η πλεονάζουσα παραγωγή ιλύος είναι 20%-30% μικρότερη από αυτή του MBR με επίπεδο φύλλο, μειώνοντας περαιτέρω το κόστος διάθεσης της ιλύος.

2. Δομικά και Λειτουργικά Πλεονεκτήματα

Σταθερή και ανθεκτική δομή: Οι ίνες μεμβράνης είναι σφιχτά εγκλωβισμένες με υψηλή μηχανική αντοχή. Τα εξωτερικά μοντέλα μπορούν να αντέξουν τη λειτουργία υψηλής-πίεσης και δεν καταστρέφονται εύκολα. Τα μοντέλα υλικών PTFE έχουν διάρκεια ζωής 5-8 ετών, πολύ μεγαλύτερη από αυτή των επίπεδων MBR.

Υψηλή λειτουργική δυνατότητα ελέγχου: Εξοπλισμένο με πλήρες σύστημα έκπλυσης και παρακολούθησης, διαθέτει υψηλό βαθμό αυτοματοποίησης, μπορεί να προσαρμόσει σε πραγματικό χρόνο τις παραμέτρους λειτουργίας για να προσαρμοστεί στις διακυμάνσεις της ποιότητας του εισερχόμενου νερού, έχει χαμηλό ποσοστό αστοχίας και μεγάλο κύκλο συντήρησης (μόνο 1-2 επιθεωρήσεις ρουτίνας το μήνα).

Ευέλικτη αρθρωτή επέκταση: Κάθε στήλη λειτουργεί ανεξάρτητα και ο αριθμός των στηλών μεμβράνης μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί ανάλογα με την ικανότητα επεξεργασίας. Τα μεγάλα έργα μπορούν να υιοθετήσουν έναν παράλληλο σχεδιασμό στηλών πολλαπλών μεμβρανών, διευκολύνοντας την εγκατάσταση και επέκταση και προσαρμόζοντας τις σταδιακές κατασκευαστικές ανάγκες.