Mjerenje performansi membrana šupljih vlakana za membrane bioreaktore (MBR) ključno je za osiguravanje učinkovitih procesa pročišćavanja otpadnih voda. Kao dobavljač membrana šupljih vlakana za MBR -ove, razumijem značaj točne procjene performansi. U ovom ću blogu raspravljati o ključnim parametrima i metodama koje se koriste za mjerenje performansi ovih membrana.
1. Parametri ključnih performansi
1.1 Propusnost
Propusnost je jedan od najvažnijih pokazatelja performansi membrana šupljeg vlakana. Predstavlja sposobnost membrane da dopušta prolazak vode kroz nju pod određenom razlikom tlaka. Veća propusnost znači da više vode može proći kroz membranu u određenom roku, što je ključno za postizanje visokog propusnog pročišćavanja otpadnih voda.
Propusnost (LP) obično se izračunava pomoću sljedeće formule:
[Lp = \ frac {j} {\ delta p}]
gdje je (j) tok (volumen vode koja prolazi kroz membranu po jedinici površine po jedinici vremena) i (\ delta p) je tlak transmembranskog. Jedinica propusnosti je obično (l/(m^{2} \ cdot h \ cdot MPA)).
1,2 stopa odbacivanja
Stopa odbacivanja mjeri sposobnost membrane da zadržava specifične onečišćenja, poput suspendiranih krutih tvari, bakterija i nekih otopljenih organskih tvari. Definiran je kao postotak koncentracije određenog onečišćenja u otopini dovoda koju membrana odbacuje.
Stopa odbacivanja ((r)) može se izračunati pomoću formule:
[R = \ lijevo (1 - \ frac {c_p} {c_f} \ desno) \ Times100%]
gdje je (c_p) koncentracija onečišćenja u permeatu i (c_f) je koncentracija onečišćenja u dovodu.
1.3 Otpornost na obradu
Fouling je glavni izazov u operacijama MBR -a. Javlja se kada se onečišćenja akumuliraju na površini membrane ili unutar njegovih pora, smanjujući propusnost membrane i povećavajući tlak transmembrane. Otpornost na namirnicu važan je parametar za procjenu sposobnosti protiv membrane.
Otpornost na obradu ((R_F)) može se izračunati mjerenjem promjene tlaka transmembranskog ili toka tijekom vremena. Membrana s nižim otpornošću na naražavanje otpornija je na kršenje i zahtijeva rjeđe čišćenje.
1.4 mehanička čvrstoća
Hollow Fiber membrane moraju imati dovoljnu mehaničku čvrstoću da izdrže radne uvjete u MBR -ovima, poput sila smicanja stvorenih prozračivanjem i postupkom ispiranja. Mehanička čvrstoća obično se procjenjuje mjerenjem vlačne čvrstoće i produženja pri prekidu vlakana.
2. Metode mjerenja
2.1 Mjerenje propusnosti
Za mjerenje propusnosti membrana šupljih vlakana, može se koristiti jednostavna mrtva - krajnja filtracija ili poprečna filtracija protoka. U sustavu za filtraciju mrtvog završetka, otopina dovoda se prisiljava kroz membranu pod konstantnim tlakom, a volumen permeata prikupljenog u određeno vrijeme mjeri se. Zatim se izračunava tok, a propusnost se može odrediti pomoću gore spomenute formule.
U sustavu za filtraciju unakrsnog protoka, otopina dovoda teče paralelno s površinom membrane, dok njegov dio prožima kroz membranu. Ovo postavljanje može smanjiti obrađivanje i reprezentativniji je za stvarne - svjetske MBR operacije.
2.2 Mjerenje stope odbacivanja
Za mjerenje brzine odbacivanja, uzorci otopine dovoda i permeata prikupljaju se i analiziraju na koncentraciju ciljnih onečišćenja. Uobičajene analitičke metode uključuju mjerenje zamućenosti za suspendirane krute tvari, mikrobnu analizu za bakterije i kemijsku analizu za otopljene organske tvari, poput ukupne analize organskog ugljika (TOC).
2.3 Mjerenje otpornosti na rast
Postoji nekoliko načina za mjerenje otpora na debele. Jedna od uobičajenih metoda je praćenje tlaka transmembrane (TMP) tijekom vremena. Povećanje TMP -a ukazuje na pojavu obraslog. Druga metoda je mjerenje stope pada fluksa. Kontinuirano mjerenjem toka tijekom postupka filtracije, može se odrediti brzina pri kojoj se tok smanjuje, što odražava brzinu faliranja.
2.4 Mjerenje mehaničke čvrstoće
Mehanička čvrstoća membrana šupljih vlakana mjeri se pomoću stroja za ispitivanje zatezanja. Pojedino vlakno ili snop vlakana stezano je na oba kraja, a postupno se povećava zatezna sila dok se vlakno ne razbije. Za procjenu mehaničkih svojstava vlakana zabilježena je maksimalna sila pri prekidu i produženje prekida.
3. Važnost mjerenja performansi u različitim primjenama
3.1Membrane za općinsku pročišćavanje otpadnih voda
U općinskom pročišćavanju otpadnih voda potrebna je velika propusnost za upravljanje velikim količinama otpadnih voda. Istodobno, potrebna je visoka brzina odbacivanja za uklanjanje suspendiranih krutih tvari, bakterija i drugih onečišćenja kako bi se ispunili standardi pražnjenja. Mjerenje performansi membrana šupljih vlakana može pomoći osigurati da MBR sustav djeluje učinkovito i proizvodi visoku kvalitetu otpadnih voda.
3.2Izravno liječenje UF -a
Ispitivanje s odlagališta sadrži visoku koncentraciju organskih i anorganskih onečišćenja. Membrane koje se koriste u izravnom liječenju UF -a moraju imati izvrsna svojstva odbacivanja i otpornost na odbacivanje. Mjerenje performansi može pomoći odabrati najprikladnije membrane i optimizirati postupak liječenja.
3.3Proizvodnja otpadnih voda za ispiranje odlagališta otpada
Slično kao izravno liječenje ispiranja UF -a, pročišćavanje otpadnih voda za ispiranje odlagališta zahtijeva membrane s visokom stopom odbacivanja i dobrom otpornošću na obradu. Točno mjerenje performansi može pomoći u procjeni dugoročne performanse membrana i predviđanju njihovog radnog vijeka.
4. Čimbenici koji utječu na performanse membrane
4.1 Nahrani kvalitetu vode
Kvaliteta dovodne vode, uključujući koncentraciju suspendiranih krutih tvari, organske tvari i otopljenih soli, ima značajan utjecaj na performanse membrane. Voda visoke koncentracije može povećati stopu propadanja i smanjiti propusnost membrane.
4.2 Radni uvjeti
Radni uvjeti kao što su transmembranski tlak, brzina protoka i temperatura također utječu na performanse membrane. Veći tlak transmembrane može povećati tok, ali također može ubrzati istrebljenje. Optimiziranje radnih uvjeta ključno je za održavanje dobrih performansi membrane.
4.3 Membranski materijal i struktura
Materijal i struktura membrane šupljeg vlakana igraju ključnu ulogu u njegovom izvedbi. Različiti materijali membrane imaju različita kemijska i fizička svojstva, koja utječu na njihovu propusnost, brzinu odbacivanja i otpornost na obradu. Veličina pora i raspodjela membrane također utječu na njegovu učinkovitost odvajanja.
5. Zaključak
Mjerenje performansi membrana šupljih vlakana za MBRS složen je, ali bitan zadatak. Preciznom procjenom parametara kao što su propusnost, brzina odbacivanja, otpornost na obradu i mehaničku čvrstoću, možemo osigurati učinkovit rad MBR sustava u različitim aplikacijama za pročišćavanje otpadnih voda. Kao dobavljač membrana šupljih vlakana za MBR -ove, posvećeni smo pružanju visokih kvalitetnih membrana s izvrsnim performansama. Ako ste zainteresirani za naše proizvode i želite razgovarati o detaljima nabave, slobodno nas kontaktirajte. Radujemo se što ćemo raditi s vama na postizanju učinkovitih i održivih rješenja za pročišćavanje otpadnih voda.
Reference
- Cheryan, M. (1998). Priručnik za ultrafiltraciju i mikrofiltraciju. Technomic Publishing Company.
- Judd, S. (2006). Knjiga MBR -a: Načela i primjene membranskih bioreaktora u obradi vode i otpadnih voda. Elsevier.
- Nghiem, LD, Schäfer, AI, & Elelech, M. (2008). Napredak u osmozi naprijed: mogućnosti i izazovi. Journal of Membrane Science, 319 (1 - 2), 1 - 21.