Mbr süreci nedir?

Mbr (membran bio-reaktör) atıksu arıtımı yaygın olarak kullanılan modern bir atıksu arıtma yöntemidir. Biyolojik arıtma teknolojisi ve membran ayırma teknolojisini birleştiren yeni bir teknoloji olan membran biyoreaktör teknolojisini kullanır. Geleneksel işlemlerde ikincil sedimantasyon tankını değiştirir ve katı-sıvı ayrımını verimli bir şekilde gerçekleştirebilir ve doğrudan kullanılabilecek kararlı geri kazanılmış suya neden olur. Mbr süreci Ss (askıda katı madde) için 99% 'in üzerinde bir kaldırma oranı, bulanıklık için 90%, morina için 94% (kimyasal oksijen talebi), bod için 96% (biyokimyasal oksijen talebi) ve amonyak azot için 97%.

Biyolojik arıtma teknolojisi, organik maddeyi ve bazı inorganik toksinleri (siyanitler ve sülfitler gibi) atık sularda oksitlemek ve parçalamak için mikroorganizmaları kullanan, onları kararlı ve zararsız inorganik maddelere dönüştüren bir atıksu arıtma yöntemidir.

Membran ayırma, membran malzemelerini ayırma ortamı olarak kullanır. Bir itici güç (basınç farkı, konsantrasyon farkı veya potansiyel fark gibi) membranın her iki tarafında oluşturulduğunda, bileşenler ayrıştırma elde etmek için zardan seçici olarak nüfuz eder. Mbr işleminde kullanılan membranlar genellikle mikrofiltration syondur (mf) membranlar ve ultrafiltration syondur (uf) membranlardır.

• Mikrofiltrasyon membranlarının gözenek boyutu tipik olarak 1,000–10 mikron, 1,000–500,000 dalton molekül ağırlığı kesme aralığı ile düşer. Askıda katı maddeleri, çoğu bakterileri ve bazı virüsleri sudan etkili bir şekilde kaldırabilirler. Mikrofiltrasyon, basınca bağlı bir membran ayırma işlemidir. Filtration syonun akış yukarı ve aşağı akış arasındaki basınç farkı altında, sudaki membran gözenek boyutundan daha büyük parçacıklar mikrofiltrasyon membranı tarafından tutulur veya adsorbe edilir, bu da daha saf bir sıvı aşağı akışına neden olur ve katı-sıvı ayrımına ulaşır.
• Ultrafiltrasyon membranlarının gözenek büyüklüğü, nanofiltrasyon membranları ve mikrofiltrasyon membranları arasındadır. Ultrafiltrasyon membranlarının ayırma gözenek boyutu, büyük molekülleri, bakterileri, virüsleri vb. tutabilen 500–200,000 dalton molekül ağırlığı kesme aralığı ile 0.001–0.1 μm 'ye düşer. Ultrafiltrasyon esas olarak belirli basınçların (0.1–0.6 mpa) altında, membran gözenek boyutundan daha küçük çözücüler ve çözücüler membran gözenekinden geçebilirken, membran gözenek boyutundan daha büyük çözücüler üzerinde çalışır, böylece çözeltinin saflaştırılması, ayrılması ve konsantrasyonuna ulaşır.

Membran biyoreaktörü, bir membran modülü ile biyolojik tedavi teknolojisinin sonunda geleneksel ikincil sedimantasyon tankının yerini alır. Biyoreaktörde yüksek konsantrasyonda aktif çamur tutar ve biyolojik tedavinin organik yükünü arttırır, böylece atıksu arıtma tesislerinin ayak izini ve düşük çamur yükünü koruyarak fazla çamur miktarını azaltır. Esas olarak suda aktif çamur ve makromoleküler organik maddeyi korumak için membran ayırma ekipmanı kullanır.

Membran modülünün ve biyoreaktörün kombinasyon yöntemine göre mbr iki türe ayrılabilir: ayrı ve entegre. Ayrı bir mbr'de, membran ayırma cihazı biyoreaktörün dışında bağımsız olarak çalışır ve kontrol etmeyi ve temizlemeyi kolaylaştırır. Entegre mbr, membran modülünü biyoreaktöre batırır. Bir vakum pompasının emme hareketi ile düşük membran basınç farkı altında çalışır.

Atık su şebekeden geçtikten ve düzenleme tankına girdikten sonra, kaldırma pompası ile biyoreaktöre pompalanır. Havalandırıcı, biyoreaktörü oksijenlendirmek için plc kontrolörü tarafından aktive edilir. Biyoreaktörden gelen atık, sirkülasyon pompası ile membran ayırma tedavi ünitesine pompalanır. Konsantre su, düzenleme tankına döner ve membran ayırımından gelen su, depolama tankına girmeden önce klorlanmış ve dezenfekte edilir. Bu tipik bir mbr işlem akışı. Yapıları su kalitesinin özelliklerine göre ayarlayabilirsiniz.

Mbr işlemi esas olarak aşağıdaki 5 üniteyi içerir: düzenleme tankı, anoxic tankı, mbr tankı, ekipman odası ve temiz su deposu. Dahili bileşenleri biyoreaktörler, membran modülleri, tanklar, üfleyici havalandırma sistemleri, kaldırma pompaları, boru hatları, vanalar, aletler vb.

• Düzenleme tankı. Düzenleme tankı esas olarak atıksuların miktarını ve kalitesini ayarlar ve acil drenaj için bir depolama yeri olarak da hizmet edebilir.
• Anoxic tankı. Atıksuların denitrifikasyonu için bir yer sağlarken, büyük organik moleküller hidrolitik enzimlerin etkisi altında küçük moleküllere ayrılır ve atıksuların biyobozunabilirliğini arttırır.
• Mbr tankı. Membran biyoreaktörü (mbr), mikroorganizmaların organik maddeyi bozduğu bir yerdir.
• Temiz su deposu. Berrak su deposu bir depolama tankı olarak hizmet verir ve ayrıca membran temizliği için bir dozajlama tankı olarak kullanılır. Ayrıca, emme pompası çalışmayı durdurduğunda sifonlamayı önlemek için yüksek seviyeli bir su deposu olarak işlev görür.
• Ekipman odası. Ekipman odası elektromekanik ekipman yerleştirmek için bir yerdir.

• Sıcaklık

  Membran biyoreaktörü sistemi 15 °c – 35 °c 'de çalışmalıdır. Sıcaklık arttıkça, aktif çamur karışık likörün viskozitesini azaltır, böylece nüfuz direncini azaltır ve membran akısını arttırır.

• Çalışma basıncı

  Aktif çamur karışık likörün özelliklerinin temel olarak değişmemesi koşuluyla, membran akı basınçtaki artış ile artar; bununla birlikte, basınç belirli bir değere ulaştığında, yani konsantrasyon polarizasyonu membran yüzeyindeki solute konsantrasyonunun limit konsantrasyonuna ulaşmasına neden olduğunda, Basıncı arttırmak zar akısını zorlukla geliştirebilir ve bunun yerine membran kirlenmesini şiddetlendirebilir. Batık mbr'nin transmembran basınç farkı 0.05 mpa'yı geçmemelidir.

• Çözünmüş oksijen

  Çözünmüş oksijen, organik maddenin kaldırma verimliliğini etkileyen önemli bir faktördür. Özellikle azot ve fosfor giderilmesinin hedef olduğu durumlarda, çözünmüş oksijen konsantrasyonunun kontrol edilmesi daha da önemli hale gelir. Farklı tipte membran biyoreaktörü süreçlerinde, biyoreaktörde aerobik, anoksik ve anaerobik bölgeleri çeşitli şekillerde oluşturur. Reaksiyon tankının her bölümünde yapılan kontrol aralığı aşağıdaki gibidir: anaerobik bölüm 0.2 mg/l'nin altındadır, anoxic bölümü 0.2 mg/l ve 0.5 mg/l arasındadır ve aerobik bölümünde çözünmüş oksijen konsantrasyonu 2 mg/l'den az olmamalıdır.

• Membran yüzey hızı

  Membran yüzey hızının ve membran akı üzerindeki basıncın etkisi birbiriyle ilişkilidir. Basınç düşük olduğunda, membran yüzey hızı membran akı üzerinde çok az etkiye sahiptir, ancak basınç yüksek olduğunda, membran yüzey hızı membran akı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bir yandan, membran yüzey hızındaki artış, su akışının kesme kuvvetini arttırır, membran yüzeyinde kirleticilerin birikmesini azaltır; öte yandan, hızı arttırmak konvektif kütle transfer katsayısını artırabilir, sınır tabakasının kalınlığını azaltabilir, ve konsantrasyon polarizasyonunun etkilerini azaltır.

• Mlss (karışık likör askıda katı madde konsantrasyonu)

  Batık bir mbr'nin aerobik bölgesinde çamur konsantrasyonu 3,000 mg/l – 20.000 mg/l içinde kontrol edilmelidir. Genel olarak, belirli bir membran yüzey hızında, yem sıvısındaki çamur konsantrasyonu arttığında, yüksek çamur konsantrasyonu, filtrasyon direncini artıran ve membran akısını azaltan kalın bir çamur tabakası oluşturan membran yüzeyinde çamur birikimine kolayca neden olabilir. Bununla birlikte, yem sıvısındaki çamur konsantrasyonu çok düşük olmamalıdır, aksi takdirde kirleticilerin bozunma oranı düşüktür ve çözünmüş organik madde için aktif çamurun adsorpsiyonu ve bozunma kapasitesi zayıflayacaktır, bu da karışık likörün süpernatanesinde çözünmüş organik maddenin konsantrasyonunda bir artışa neden olur. Bu, membran yüzeyinde adsorpsiyona, filtrasyon direncinin artmasına ve membran akısının azalmasına neden olabilir. Bu nedenle, besleme sıvısında uygun bir çamur konsantrasyonunu korumak gereklidir, çünkü çok yüksek veya çok düşük su akısını azaltacaktır.

• Ph değeri

  Membran biyoreaktörünün etkili ph değeri 6–9 olmalıdır.

• Membran modülü, makromoleküler bileşikleri ve mikroorganizmaları ayırabilir ve doğrudan yeniden kullanılabilen iyi atık kaliteye neden olabilir;
• Ön işlem süreci basittir, büyük miktarda kimyasal katkı maddesi gerektirmez ve işlem süreci basittir;
• Mbr yüksek hacimsel bir yüke ve güçlü darbe direncine sahiptir;
• Mbr, ayak izini azaltan ve maliyetleri düşüren ikincil sedimantasyon tankı adımını taklit ederek çamur ve suyu doğrudan ayırabilir;
• Mbr işleminin güçlü modüler özellikleri vardır, kullanımı kolaydır ve otomatikleştirilmesi kolaydır.

• Yüksek yatırım. Membran modüllerinin maliyeti yüksektir ve geleneksel tedavi yöntemlerine kıyasla yaklaşık 30%–50% 'lik bir yatırım artışı ile sonuçlanır.
• Yüksek enerji tüketimi. Öncelikle, mbr çamur-su ayırma işlemi belirli bir membran sürüş basıncını muhafaza etmelidir. İkincisi, mbr tankındaki mlss konsantrasyonu çok yüksektir, yeterli oksijen transfer oranını korumak için artan havalandırma yoğunluğunu gerektirir. Ek olarak, membran akısını arttırmak ve membran kirlenmesini azaltmak için, membran yüzeyini temizlemek için akış hızı arttırılmalıdır. Bu nedenle, mbr'nin enerji tüketimi geleneksel biyolojik tedavi süreçlerinden daha yüksektir.
• Membranlar kirlenmeye eğilimlidir ve düzenli temizlik gerektirir. Bu, operasyon yönetimine rahatsızlık verir ve ayrıca bazı kimyasalları tüketir.
• Membran malzemesi ile sınırlıdır. Malzeme teknolojisi nedeniyle, membranların mevcut ömrü nispeten kısadır. Membran modüllerinin genel ömrü yaklaşık 5 yıldır, bundan sonra değiştirilmesi gerekiyor, maliyetleri artırıyor.