0102030405
نظام حزمة المفاعل الحيوي الغشائي MBR محطة معالجة مياه الصرف الصحي
مبدأ عمل المفاعل الحيوي الغشائي mbr
المفاعل الحيوي الغشائي MBR (MBR) هو طريقة فعالة لمعالجة مياه الصرف الصحي تجمع بين تكنولوجيا فصل الغشاء وتكنولوجيا المعالجة البيولوجية. يعتمد مبدأ عمله بشكل أساسي على النقاط التالية:
تقنية فصل الغشاء: يتم فصل غشاء MBR بواسطة تقنية غشاء الترشيح الفائق أو الترشيح الدقيق، ليحل محل خزان الترسيب الثانوي ووحدة الترشيح التقليدية في عملية معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية. هذه التكنولوجيا يمكنها احتجاز الحمأة المنشطة والمواد العضوية الجزيئية بشكل فعال، وذلك لتحقيق فصل الصلبة والسائلة.
فصل المواد الصلبة والسائلة عالي الكفاءة: إن قدرة فصل المواد الصلبة والسائلة عالية الكفاءة للمفاعل الحيوي الغشائي MBR تجعل جودة المياه المتدفقة جيدة، والمواد المعلقة والتعكر قريبة من الصفر، ويمكن أن تحبس الملوثات البيولوجية مثل الإشريكية القولونية. من الواضح أن جودة النفايات السائلة بعد المعالجة تتفوق على عملية معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية، وهي تكنولوجيا فعالة واقتصادية لإعادة تدوير موارد مياه الصرف الصحي.
تحسين تأثير المعالجة: تعمل عملية غشاء MBR على تقوية وظيفة المفاعل الحيوي بشكل كبير من خلال تقنية فصل الغشاء، وهي واحدة من أكثر تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي الجديدة الواعدة مقارنة بطرق المعالجة البيولوجية التقليدية. إنها تتمتع بمزايا واضحة مثل معدل إزالة الملوثات العالي، والمقاومة القوية لتورم الحمأة، وجودة النفايات السائلة المستقرة والموثوقة.
خصائص المعدات: تشمل خصائص معدات معالجة مياه الصرف الصحي المحلية ذات عملية غشاء MBR معدل إزالة عالي للملوثات، ومقاومة قوية لتورم الحمأة، ونوعية مياه الصرف الصحي المستقرة والموثوقة، والإغلاق الميكانيكي للغشاء لتجنب فقدان الكائنات الحية الدقيقة، ويمكن أن يكون تركيز الحمأة العالي الحفاظ عليها في المفاعل الحيوي.
مفاعل حيوي غشائي MBR من خلال المبادئ المذكورة أعلاه، لتحقيق تأثير فعال ومستقر لمعالجة مياه الصرف الصحي، ويستخدم على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية، ومعالجة مياه الصرف الصناعي وغيرها من المجالات.
تكوين المفاعل الحيوي الغشائي MBR
يتكون نظام المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) بشكل عام من الأجزاء التالية:
1. بئر مدخل المياه: بئر مدخل المياه مجهز بمنفذ فائض وبوابة دخول المياه. في حالة تجاوز كمية المياه حمل النظام أو تعرض نظام المعالجة لحادث، يتم إغلاق بوابة دخول المياه، ويتم تصريف مياه الصرف الصحي مباشرة إلى النهر أو شبكة الأنابيب البلدية القريبة من خلال منفذ الفائض.
2. الشبكة: غالبًا ما تحتوي مياه الصرف الصحي على الكثير من الحطام، من أجل ضمان التشغيل الطبيعي للمفاعل الحيوي الغشائي، من الضروري اعتراض جميع أنواع الألياف والخبث ونفايات الورق وغيرها من الحطام خارج النظام، لذلك من الضروري ضبطها الشبكة قبل النظام، وتنظيف خبث الشبكة بانتظام.
3. خزان التنظيم: تتغير كمية ونوعية مياه الصرف الصحي المجمعة مع مرور الوقت. من أجل ضمان التشغيل الطبيعي لنظام المعالجة اللاحقة وتقليل حمل التشغيل، من الضروري ضبط كمية ونوعية مياه الصرف الصحي، لذلك تم تصميم خزان التنظيم قبل الدخول إلى نظام المعالجة البيولوجية. يجب تنظيف خزان التكييف من الرواسب بانتظام. يتم ضبط المجمع التنظيمي بشكل عام على الفائض، مما يضمن التشغيل الطبيعي للنظام عندما يكون الحمل كبيرًا جدًا.
4. مجمع الشعر: في نظام معالجة المياه، نظرًا لأن مياه الصرف الصحي المجمعة تحتوي على كمية صغيرة من الشعر والألياف وغيرها من الحطام الدقيق الذي لا تستطيع الشبكة اعتراضه بالكامل، فسوف يتسبب ذلك في انسداد المضخة ومفاعل MBR، وبالتالي تقليل كفاءة المعالجة، لذلك تم تركيب المفاعل الحيوي الغشائي الذي تنتجه شركتنا على جهاز تجميع الشعر.
5. خزان تفاعل MBR: يتم إجراء تحلل الملوثات العضوية وفصل الطين والماء في خزان تفاعل MBR. باعتباره الجزء الأساسي من نظام المعالجة، فإن خزان التفاعل يشمل المستعمرات الميكروبية، ومكونات الغشاء، ونظام تجميع المياه، ونظام النفايات السائلة، ونظام التهوية.
6. جهاز التطهير: وفقًا لمتطلبات الماء، تم تصميم نظام MBR الذي تنتجه شركتنا مع جهاز تطهير، والذي يمكنه التحكم تلقائيًا في الجرعة.
7. جهاز القياس: من أجل ضمان التشغيل الجيد للنظام، يستخدم نظام MBR الذي تنتجه شركتنا أجهزة القياس مثل عدادات التدفق وعدادات المياه للتحكم في معلمات النظام.
8. جهاز التحكم الإلكتروني: صندوق التحكم الكهربائي المثبت في غرفة المعدات. إنه يتحكم بشكل أساسي في مضخة السحب والمروحة ومضخة الشفط. التحكم متاح في النماذج اليدوية والآلية. تحت تحكم PLC، تعمل مضخة المياه الداخلة تلقائيًا وفقًا لمستوى الماء في كل حوض تفاعل. يتم التحكم في تشغيل مضخة الشفط بشكل متقطع حسب الفترة الزمنية المحددة مسبقا. عندما يكون مستوى الماء في حوض تفاعل MBR منخفضًا، تتوقف مضخة الشفط تلقائيًا لحماية مجموعة الغشاء.
9. حوض سباحة نظيف: حسب كمية المياه واحتياجات المستخدم.
أنواع غشاء MBR
تنقسم الأغشية في MBR (المفاعل الحيوي الغشائي) بشكل أساسي إلى الأنواع التالية، ولكل منها خصائص فريدة:
غشاء الألياف المجوفة:
الشكل المادي: غشاء الألياف المجوف عبارة عن هيكل حزمة، يتكون من آلاف الألياف المجوفة الصغيرة، الجزء الداخلي من الألياف هو القناة السائلة، الجزء الخارجي هو مياه الصرف الصحي المراد معالجتها.
الميزات: كثافة المنطقة العالية: هناك مساحة سطحية كبيرة للغشاء لكل وحدة حجم، مما يجعل المعدات مدمجة وصغيرة الحجم. غسيل مريح بالغاز: يمكن غسل سطح الغشاء مباشرة من خلال التهوية، مما يساعد على تقليل تلوث الغشاء.
سهل التركيب والاستبدال: تصميم معياري لسهولة الصيانة والترقيات.
توزيع حجم المسام موحد: تأثير الفصل جيد، ومعدل الاحتفاظ بالمواد المعلقة والكائنات الحية الدقيقة مرتفع.
التصنيف: بما في ذلك فيلم الستارة والفيلم المسطح، غالبًا ما يستخدم فيلم الستارة لـ MBR المغمور، والفيلم المسطح مناسب لـ MBR الخارجي.
فيلم مسطح:
الشكل المادي: يتم تثبيت الحجاب الحاجز على الدعامة، ويكون الجانبان على التوالي هما مياه الصرف الصحي المراد معالجتها والسائل المتخلل.
سمات:
هيكل مستقر: غشاء أملس، قوة ميكانيكية عالية، ليس من السهل تشوه، قدرة ضغط قوية.
تأثير تنظيف جيد: السطح سهل التنظيف، ويمكن إزالة الملوثات بشكل فعال عن طريق التنظيف الكيميائي والفرك الجسدي.
مقاومة التآكل: في التشغيل طويل الأمد، يكون تآكل سطح الفيلم صغيرًا، وعمر الخدمة طويل نسبيًا.
مناسبة للفصل بين المواد الصلبة والسائلة: تأثير اعتراض المواد المعلقة مع الجزيئات الكبيرة ممتاز بشكل خاص.
مناسبة للمشاريع واسعة النطاق: التصميم المعياري سهل التوسيع ومناسب لمرافق معالجة مياه الصرف الصحي واسعة النطاق.
فيلم أنبوبي:
الشكل المادي: يتم تغليف مادة الغشاء على جسم الدعم الأنبوبي، وتتدفق مياه الصرف الصحي في الأنبوب وتخترق السائل من جدار الأنبوب.
سمات:
قدرة قوية على مقاومة التلوث: يسهل تصميم قناة التدفق الداخلي تكوين الاضطراب ويقلل من ترسب الملوثات على سطح الغشاء.
قدرة جيدة على التنظيف الذاتي: يساعد تدفق السائل عالي السرعة في الأنبوب على غسل سطح الغشاء وتقليل تلوث الغشاء.
التكيف مع مياه الصرف الصحي ذات المواد المعلقة العالية: يتمتع التركيز العالي للمواد المعلقة والمواد الليفية بقدرة معالجة أفضل.
سهولة الصيانة: عند تلف أحد مكونات الغشاء، يمكن استبداله بشكل منفصل، دون التأثير على تشغيل النظام بشكل عام.
فيلم السيراميك:
الشكل المادي: فيلم مسامي متكلس من مواد غير عضوية (مثل الألومينا والزركونيا وغيرها)، مع بنية صلبة مستقرة.
سمات:
ثبات كيميائي ممتاز: مقاوم للأحماض والقلويات والمذيبات العضوية ودرجات الحرارة المرتفعة، ومناسب لبيئات معالجة مياه الصرف الصناعي القاسية.
مقاومة التآكل، مضادة للتلوث: سطح غشاء أملس، ليس من السهل امتصاص المواد العضوية، معدل استرداد التدفق العالي بعد التنظيف، عمر طويل.
فتحة دقيقة ويمكن التحكم فيها: دقة فصل عالية، مناسبة للفصل الدقيق وإزالة الملوثات المحددة.
قوة ميكانيكية عالية: مقاومة للكسر، مناسبة لتشغيل الضغط العالي والغسيل العكسي المتكرر.
التصنيف حسب حجم الفتحة:
غشاء الترشيح الفائق: الفتحة صغيرة (عادة ما بين 0.001 و 0.1 ميكرون)، وذلك بشكل أساسي لإزالة البكتيريا والفيروسات والغرويات والمواد العضوية الجزيئية الكبيرة وما إلى ذلك.
غشاء الترشيح الدقيق: الفتحة أكبر قليلاً (حوالي 0.1 إلى 1 ميكرون)، وهي تعترض بشكل أساسي المواد الصلبة العالقة والكائنات الحية الدقيقة وبعض المواد العضوية الجزيئية الكبيرة.
التصنيف حسب الموضع:
الغمر: يتم غمر مكون الغشاء مباشرة في السائل المختلط في المفاعل الحيوي، ويتم استخراج السائل النفاذ عن طريق الشفط أو استخراج الغاز.
خارجيًا: يتم تعيين وحدة الغشاء بشكل منفصل عن المفاعل الحيوي. يتم ضغط السائل المراد معالجته بواسطة المضخة ويتدفق عبر وحدة الغشاء. يتم جمع السائل المتخلل المنفصل والسائل المركز بشكل منفصل.
باختصار، أنواع الأغشية في MBR متنوعة ولها خصائصها الخاصة، واختيار الغشاء يعتمد على خصائص مياه الصرف الصحي المحددة، ومتطلبات المعالجة، والميزانية الاقتصادية، وظروف التشغيل والصيانة وعوامل أخرى. يحتاج المصممون والمستخدمون إلى إجراء اختيار معقول وفقًا للوضع الفعلي لضمان التشغيل الفعال والمستقر لنظام MBR.
دور المفاعل الحيوي الغشائي MBR في معالجة مياه الصرف الصحي
ويتجلى دور نظام MBR في معالجة مياه الصرف الصحي بشكل رئيسي في الجوانب التالية:
كفاءة فصل الصلبة والسائلة. يستخدم MBR الغشاء لتحقيق فصل فعال للسائل الصلب، مما يحسن بشكل كبير جودة النفايات السائلة، ويقترب من الصفر من المواد العالقة والتعكر، ويزيل البكتيريا والفيروسات بشكل كبير.
تركيز ميكروبي عالي. إن MBR قادر على الحفاظ على تركيز عالٍ من الحمأة المنشطة وزيادة الحمل العضوي للمعالجة البيولوجية، وبالتالي تقليل البصمة البيئية لمنشأة معالجة مياه الصرف الصحي.
تقليل الحمأة الزائدة. نظرًا لتأثير اعتراض MBR، يمكن تقليل إنتاج الحمأة المتبقية ويمكن تقليل تكلفة معالجة الحمأة. 34
الإزالة الفعالة لنيتروجين الأمونيا. يمكن لنظام MBR احتجاز الكائنات الحية الدقيقة بدورة توليد طويلة، مثل البكتيريا الآزوتية، وذلك لتحليل نيتروجين الأمونيا في الماء بشكل فعال.
توفير المساحة وتقليل استهلاك الطاقة. نظام MBR من خلال الفصل الفعال للسائل الصلب والتخصيب الحيوي، يتم تقصير وقت الإقامة الهيدروليكي لوحدة المعالجة بشكل كبير، ويتم تقليل أثر المفاعل الحيوي بشكل مماثل، كما يتم تقليل استهلاك الطاقة لوحدة المعالجة بشكل مماثل بسبب الكفاءة العالية الغشاء.
تحسين نوعية المياه. توفر أنظمة MBR مياهًا سائلة عالية الجودة تلبي معايير التفريغ الأكثر صرامة أو متطلبات إعادة الاستخدام.
باختصار، يلعب المفاعل الحيوي الغشائي MBR دورًا مهمًا في معالجة مياه الصرف الصحي، بما في ذلك الفصل الفعال للسائل الصلب، وزيادة تركيز الميكروبات، وتقليل الحمأة المتبقية، وإزالة نيتروجين الأمونيا بشكل فعال، وتوفير المساحة وتقليل استهلاك الطاقة، وما إلى ذلك. إنها مياه صرف صحي فعالة واقتصادية تكنولوجيا الموارد.
مجال تطبيق غشاء MBR
في أواخر التسعينيات، دخل المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) مرحلة التطبيق العملي. في الوقت الحاضر، تم استخدام المفاعلات الحيوية الغشائية (MBR) على نطاق واسع في المجالات التالية:
1. معالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية وإعادة استخدام المياه في المباني
في عام 1967، تم بناء محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي باستخدام عملية MBR من قبل شركة في الولايات المتحدة، والتي عالجت 14 متر مكعب في اليوم من مياه الصرف الصحي. في عام 1977، تم تطبيق نظام إعادة استخدام مياه الصرف الصحي في مبنى شاهق في اليابان. وفي منتصف التسعينيات، كان هناك 39 محطة من هذا النوع قيد التشغيل في اليابان، بقدرة معالجة تصل إلى 500 متر مكعب في اليوم، وأكثر من 100 مبنى شاهق يستخدم MBR لمعالجة مياه الصرف الصحي وإعادتها إلى المجاري المائية الوسطى.
2. معالجة مياه الصرف الصناعي
منذ التسعينيات، استمرت كائنات معالجة MBR في التوسع، بالإضافة إلى إعادة استخدام المياه، ومعالجة مياه الصرف الصحي البرازية، كما أصبح تطبيق MBR في معالجة مياه الصرف الصناعي موضع اهتمام على نطاق واسع، مثل معالجة مياه الصرف الصحي في صناعة الأغذية، ومياه الصرف الصحي المعالجة المائية، ومياه الصرف الصحي لتربية الأحياء المائية. ، مياه الصرف الصحي لإنتاج مستحضرات التجميل، ومياه الصرف الصحي الصبغية، ومياه الصرف الصحي البتروكيماوية، حصلت على نتائج معالجة جيدة.
3. تنقية مياه الشرب الملوثة بالميكروبات
ومع الاستخدام الواسع النطاق للأسمدة النيتروجينية والمبيدات الحشرية في الزراعة، أصبحت مياه الشرب ملوثة أيضًا بدرجات متفاوتة. في منتصف التسعينيات، طورت الشركة عملية MBR مع وظائف إزالة النيتروجين البيولوجي، وامتصاص المبيدات الحشرية وإزالة التعكر في نفس الوقت، ويكون تركيز النيتروجين في النفايات السائلة أقل من 0.1 ملجم NO2 / لتر، وتركيز المبيدات الحشرية أقل أقل من 0.02 ميكروجرام/لتر
4. معالجة مياه الصرف الصحي البرازية
محتوى المواد العضوية في مياه الصرف الصحي البرازية مرتفع جدًا، وتتطلب طريقة معالجة إزالة النتروجين التقليدية تركيزًا عاليًا للحمأة، كما أن الفصل الصلب عن السائل غير مستقر، مما يؤثر على تأثير المعالجة الثلاثية. ظهور MBR يحل هذه المشكلة بشكل جيد، ويجعل من الممكن معالجة مياه المجاري البرازية مباشرة دون تخفيف.
5. معالجة المادة المرتشحة من الأسمدة
تحتوي المادة المرتشحة من مدافن النفايات/السماد على تركيزات عالية من الملوثات، وتختلف جودة وكمية المياه باختلاف الظروف المناخية وظروف التشغيل. تم استخدام تقنية MBR في العديد من محطات معالجة مياه الصرف الصحي قبل عام 1994. ومن خلال الجمع بين تقنية MBR وRO، لا يمكن إزالة SS والمواد العضوية والنيتروجين فحسب، بل يمكن أيضًا إزالة الأملاح والمعادن الثقيلة بشكل فعال. يستخدم MBR خليطًا طبيعيًا من البكتيريا لتكسير الهيدروكربونات والمركبات المكلورة في المادة المرتشحة ومعالجة الملوثات بتركيزات أعلى من 50 إلى 100 مرة من وحدات معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية. السبب في تأثير العلاج هذا هو أن MBR يمكنه الاحتفاظ بالبكتيريا عالية الكفاءة وتحقيق تركيز بكتيري يبلغ 5000 جم / م 2. في الاختبار التجريبي الميداني، يكون COD للسائل الداخل من عدة مئات إلى 40000mg/L، ومعدل إزالة الملوثات أكثر من 90%.
آفاق تطوير غشاء MBR:
المجالات الرئيسية واتجاهات التطبيق
أ. تطوير محطات معالجة مياه الصرف الصحي الموجودة في المناطق الحضرية، وخاصة محطات المياه التي يصعب تلبية جودة مياه الصرف الصحي للمعايير أو التي يزداد تدفق معالجتها بشكل كبير والتي لا يمكن توسيع مساحتها.
ب. المناطق السكنية التي لا يوجد بها شبكة صرف صحي مثل المناطق السكنية والمنتجعات السياحية والأماكن السياحية وغيرها.
ج. المناطق أو الأماكن التي تحتاج إلى إعادة استخدام مياه الصرف الصحي، مثل الفنادق، ومغاسل السيارات، وطائرات الركاب، والمراحيض المتنقلة، وما إلى ذلك، تفسح المجال كاملاً لخصائص MBR، مثل مساحة الأرضية الصغيرة، والمعدات المدمجة، والتحكم الآلي، والمرونة والراحة .
د. تركيز عالي، سام، يصعب تحلل معالجة مياه الصرف الصناعي. مثل الورق والسكر والكحول والجلود والأحماض الدهنية الاصطناعية وغيرها من الصناعات، هو مصدر التلوث المشترك. يمكن لـ MBR معالجة مياه الصرف الصحي بشكل فعال والتي لا يمكنها تلبية معايير عملية المعالجة التقليدية وتحقيق إعادة الاستخدام.
هـ. معالجة المادة المرتشحة في مدافن النفايات وإعادة استخدامها.
و. تطبيق محطات الصرف الصحي الصغيرة (المحطات). تعتبر خصائص تكنولوجيا الأغشية مناسبة جدًا لمعالجة مياه الصرف الصحي على نطاق صغير.
أصبح نظام المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) أحد التقنيات الجديدة لمعالجة مياه الصرف الصحي وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي بسبب جودة المياه النظيفة والواضحة والمستقرة. في معايير بيئة المياه الصارمة بشكل متزايد اليوم، أظهرت MBR إمكاناتها التنموية الكبيرة، وسوف تصبح منافسًا قويًا لتحل محل تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية في المستقبل.