Hidrodinamički uvjeti igraju ključnu ulogu u performansama i pravljenju ponašanja membrana šupljeg vlakana koji se koriste u membranskim bioreaktorima (MBR). Kao dobavljač membrana šupljih vlakana za MBR, iz prve sam ruke bio svjedok utjecaja tih uvjeta na odbacivanje membrane. U ovom postu na blogu, udubit ću se u učinke hidrodinamičkih uvjeta na obradu membrane i raspravljati o tome kako možemo optimizirati ove uvjete kako bismo poboljšali učinkovitost i dugovječnost MBR sustava.
Razumijevanje membrane u MBRS -u
Membrano obrađivanje značajan je izazov u MBR sustavima, jer smanjuje propusnost membrane, povećava potrošnju energije i u konačnici dovodi do zamjene membrane. Obražavanje se događa kada suspendirane krute tvari, koloidi i otopljene organske tvari akumuliraju se na površini membrane ili unutar membranskih pora, tvoreći sloj za obračun koji ograničava protok vode kroz membranu.
Sloj obrađivanja može se klasificirati u dvije glavne vrste: reverzibilno obrađivanje i nepovratno obrađivanje. Reverzibilno obrađivanje može se ukloniti fizičkim metodama čišćenja kao što su ispiranje leđa, čišćenje zraka ili ispiranje površine, dok nepovratno obrađivanje zahtijeva kemijsko čišćenje ili zamjenu membrane.
Hidrodinamički uvjeti i obrađivanje membrane
Hidrodinamički uvjeti, uključujući brzinu poprečnog protoka, intenzitet prozračivanja i propusnost, imaju značajan utjecaj na odbacivanje membrane u MBRS-u. Ovi uvjeti utječu na prijenos mase FouLants na površinu membrane, stvaranje i uklanjanje sloja za odgoj i ukupne performanse MBR sustava.
Brzina protoka
Brzina unakrsnog protoka odnosi se na brzinu tekućine koja teče paralelno s površinom membrane. Veća brzina unakrsnog protoka može smanjiti odbacivanje membrane povećanjem naprezanja smicanja na površini membrane, što pomaže u sprječavanju taloženja FouLants-a i uklanjanjem sloja za uklanjanje. Međutim, povećanje brzine protoka također povećava potrošnju energije i može uzrokovati oštećenje membrane zbog visokog stresa smicanja.
Stoga je ključno optimizirati brzinu unakrsnog protoka kako bi se uravnotežila smanjenje membrane i potrošnja energije MBR sustava. Općenito, za MBR sustave preporučuje se brzina poprečnog protoka od 0,1 - 0,3 m/s koji koriste membrane šuplje vlakna.
Intenzitet prozračivanja
Intenzitet zračenja odnosi se na količinu zraka koji se isporučuje u MBR sustav. Prozračivanje igra ključnu ulogu u MBR -ovima pružanjem kisika za proces biološkog liječenja, miješanjem otpadnih voda i aktiviranog mulja i sprječavanjem taloženja foulanta na površini membrane.
Viši intenzitet prozračivanja može umanjiti membranu povećanjem turbulencije i naprezanja smicanja u MBR sustavu, što pomaže u sprječavanju taloženja FouLants -a i uklanjanjem sloja za uklanjanje. Međutim, povećanje intenziteta prozračivanja također povećava potrošnju energije i može uzrokovati oštećenje membrane zbog visokog stresa smicanja.
Stoga je neophodno optimizirati intenzitet prozračivanja kako bi se uravnotežila smanjenje membrane i potrošnja energije MBR sustava. Općenito, za MBR sustave preporučuje se intenzitet prozračivanja od 1 - 3 m³/m²/h koji koriste membrane šuplje vlakana.
Propust
Permeate Flux odnosi se na brzinu protoka vode kroz membranu. Veći protok permeata može povećati produktivnost MBR sustava, ali također povećava rizik od razbijanja membrane. To je zato što viši protok permeata povećava pokretačku silu za prijenos mase na površinu membrane, što dovodi do stvaranja debljeg sloja za uklanjanje.
Stoga je ključno optimizirati protok permeata kako bi se uravnotežila produktivnost MBR sustava i rizik od razbijanja membrane. Općenito, za MBR sustave preporučuje se permeatni tok od 10 - 20 l/m²/h koji koriste membrane šuplje vlakana.
Optimiziranje hidrodinamičkih uvjeta za smanjenje propadanja membrane
Da bi se optimizirali hidrodinamički uvjeti i smanjili membranu u MBR sustavima, mogu se usvojiti sljedeće strategije:
Optimizacija dizajna
Dizajn MBR sustava može imati značajan utjecaj na hidrodinamičke uvjete i membranu. Na primjer, konfiguracija modula membrane, dizajn sustava prozračivanja i uzorak protoka u MBR spremniku mogu utjecati na brzinu poprečnog protoka, intenzitet prozračivanja i propusnost propuha.
Stoga je ključno optimizirati dizajn MBR sustava kako bi se osigurala ujednačena raspodjela protoka, odgovarajuća prozračivanja i odgovarajuća brzina protoka. To se može postići korištenjem računalnih simulacija dinamike fluida (CFD) za predviđanje hidrodinamičkog ponašanja MBR sustava i optimizacije dizajnerskih parametara.
Operativna optimizacija
Operativni parametri MBR sustava, poput brzine unakrsnog protoka, intenziteta prozračivanja i fluksa permeata, također se mogu optimizirati kako bi se smanjila membrana. Na primjer, brzina protoka i intenzitet protoka može se prilagoditi na temelju statusa membrane, dok se protok permeata može kontrolirati za održavanje stabilnog rada MBR sustava.
Osim toga, redovite metode fizičkog čišćenja, poput ispiranja leđa, čišćenja zraka i ispiranja površine, mogu se koristiti za uklanjanje reverzibilnog sloja za uklanjanje i održavanje propusnosti membrane. Kemijsko čišćenje se također može koristiti za uklanjanje nepovratnog sloja za odvajanje, ali treba ga koristiti štedljivo za izbjegavanje oštećenja membrane.
Odabir membrane
Odabir membrane je također presudan za smanjenje odštete membrane u MBR sustavima. Različite vrste membrana imaju različita površinska svojstva, veličine pora i materijalne sastava, što može utjecati na ponašanje membrane.
Na primjer, membrane s hidrofilnom površinom manje su sklone začinjavanju od membrana s hidrofobnom površinom, jer imaju niži afinitet prema organskoj tvari. Membrane s manjom veličinom pora također mogu smanjiti odbacivanje membrane sprječavajući prolazak većih čestica i koloida.
Kao dobavljač membrana šupljih vlakana za MBR, nudimo širok spektar membranskih proizvoda, uključujući18m2 1,0 mm mbr bioreaktorski obrada kanalizacije Spiralni modul rane membrana,,Membrane za općinsku pročišćavanje otpadnih voda, iKeramička ultrafiltracijska membrana. Ove su membrane dizajnirane tako da imaju izvrsna svojstva protiv bojenja i visoku propusnost, što može pomoći u smanjenju membrane i poboljšanju performansi MBR sustava.
Zaključak
Hidrodinamički uvjeti imaju značajan utjecaj na ponašanje membrana šupljih vlakana koje se koriste u MBRS -u. Optimiziranjem brzine unakrsnog protoka, intenziteta prozračivanja i propuhavanja protoka, kao i usvajanjem odgovarajućih dizajnerskih i operativnih strategija, možemo smanjiti membranu i poboljšati učinkovitost i dugovječnost MBR sustava.
Kao dobavljač membrana šupljih vlakana za MBR, posvećeni smo pružanju visokokvalitetnih membranskih proizvoda i tehničkoj podršci našim kupcima. Ako ste zainteresirani za naše proizvode ili imate bilo kakvih pitanja o odvajanju membrane u MBR sustavima, slobodno nas kontaktirajte za više informacija. Radujemo se što ćemo raspravljati o vašim specifičnim potrebama i pronalaženju najboljih rješenja za vaše MBR aplikacije.
Reference
- Judd, S. (2016). Knjiga MBR -a: Načela i primjene membranskih bioreaktora za obradu vode i otpadnih voda. Elsevier.
- Le-Clech, P., Chen, V., & Fane, AG (2006). Obražavanje u membranskim bioreaktorima koji se koriste u liječenju otpadnih voda. Journal of Membrane Science, 284 (1 - 2), 17 - 53.
- Meng, F., Nguyen, AV, & Stevens, GW (2009). Pregled membrane u bioreaktorima membrane (MBRS): karakteristike, mehanizmi i strategije ublažavanja. Istraživanje vode, 43 (6), 1489. - 1512.