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Bioreattore a membrana MBR Package System Impianto di trattamento delle acque reflue
Il principio di funzionamento del bioreattore a membrana mbr
Il bioreattore a membrana MBR (MBR) è un efficiente metodo di trattamento delle acque reflue che combina la tecnologia di separazione a membrana e la tecnologia di trattamento biologico. Il suo principio di funzionamento si basa principalmente sui seguenti punti:
Tecnologia di separazione a membrana: la membrana MBR è separata mediante tecnologia a membrana di ultrafiltrazione o microfiltrazione, sostituendo il serbatoio di sedimentazione secondaria e l'unità di filtrazione convenzionale nel tradizionale processo di trattamento delle acque reflue. Questa tecnologia può intrappolare efficacemente i fanghi attivi e la materia organica macromolecolare, in modo da ottenere la separazione solido-liquido.
Separazione solido-liquido ad alta efficienza: la capacità di separazione solido-liquido ad alta efficienza del bioreattore a membrana MBR rende la qualità dell'acqua effluente buona, la materia sospesa e la torbidità vicine allo zero e può intrappolare inquinanti biologici come E. coli. La qualità degli effluenti dopo il trattamento è ovviamente superiore al tradizionale processo di trattamento delle acque reflue e si tratta di una tecnologia di riciclaggio delle risorse delle acque reflue efficiente ed economica.
Ottimizzazione dell'effetto del trattamento: il processo a membrana MBR rafforza notevolmente la funzione del bioreattore attraverso la tecnologia di separazione a membrana ed è una delle nuove tecnologie di trattamento delle acque reflue più promettenti rispetto ai tradizionali metodi di trattamento biologico. Presenta evidenti vantaggi come un elevato tasso di rimozione degli inquinanti, una forte resistenza al rigonfiamento dei fanghi, una qualità dell'effluente stabile e affidabile.
Caratteristiche dell'attrezzatura: Le caratteristiche delle apparecchiature per il trattamento delle acque reflue domestiche con processo a membrana MBR comprendono un elevato tasso di rimozione degli inquinanti, una forte resistenza al rigonfiamento dei fanghi, una qualità dell'acqua effluente stabile e affidabile, la chiusura meccanica della membrana per evitare la perdita di microrganismi e un'elevata concentrazione di fanghi può essere mantenuto nel bioreattore.
Bioreattore a membrana MBR attraverso i principi di cui sopra, per ottenere un effetto di trattamento delle acque reflue efficiente e stabile, ampiamente utilizzato nel trattamento delle acque reflue domestiche, nel trattamento delle acque reflue industriali e in altri campi.
Composizione del bioreattore a membrana MBR
Il sistema bioreattore a membrana (MBR) è generalmente composto dalle seguenti parti:
1. Pozzo di ingresso dell'acqua: il pozzo di ingresso dell'acqua è dotato di una porta di troppopieno e di un cancello di ingresso dell'acqua. Nel caso in cui la quantità di acqua superi il carico del sistema o si verifichi un incidente nel sistema di trattamento, la saracinesca di ingresso dell'acqua viene chiusa e le acque reflue vengono scaricate direttamente nel fiume o nella rete di condotte municipali nelle vicinanze attraverso la porta di troppopieno.
2. Griglia: le acque reflue spesso contengono molti detriti, per garantire il normale funzionamento del bioreattore a membrana, è necessario intercettare tutti i tipi di fibre, scorie, carta straccia e altri detriti all'esterno del sistema, quindi è necessario impostare la griglia prima dell’impianto, e pulire regolarmente le scorie della griglia.
3. Serbatoio di regolazione: la quantità e la qualità delle acque reflue raccolte cambiano nel tempo. Al fine di garantire il normale funzionamento del successivo sistema di trattamento e ridurre il carico operativo, è necessario regolare la quantità e la qualità delle acque reflue, pertanto il serbatoio di regolazione viene progettato prima di entrare nel sistema di trattamento biologico. Il serbatoio di condizionamento deve essere pulito regolarmente dai sedimenti. La piscina di regolazione è generalmente impostata su traboccamento, il che può garantire il normale funzionamento del sistema quando il carico è troppo grande.
4. Collettore di capelli: nel sistema di trattamento dell'acqua, poiché le acque reflue del bagno raccolte contengono una piccola quantità di capelli, fibre e altri detriti fini che la griglia non può intercettare completamente, ciò causerà il blocco della pompa e del reattore MBR, riducendo così la efficienza del trattamento, quindi il bioreattore a membrana prodotto dalla nostra azienda è stato installato un raccoglitore di capelli.
5. Serbatoio di reazione MBR: la degradazione degli inquinanti organici e la separazione di fango e acqua vengono effettuate nel serbatoio di reazione MBR. Essendo la parte centrale del sistema di trattamento, il serbatoio di reazione comprende colonie microbiche, componenti della membrana, sistema di raccolta dell'acqua, sistema di effluenti e sistema di aerazione.
6. Dispositivo di disinfezione: In base ai requisiti dell'acqua, il sistema MBR prodotto dalla nostra azienda è progettato con un dispositivo di disinfezione, che può controllare automaticamente il dosaggio.
7. Dispositivo di misurazione: al fine di garantire il buon funzionamento del sistema, il sistema MBR prodotto dalla nostra azienda utilizza dispositivi di misurazione come flussometri e contatori dell'acqua per controllare i parametri del sistema.
8. Dispositivo di controllo elettronico: quadro di controllo elettrico installato nel locale tecnico. Controlla principalmente la pompa di aspirazione, la ventola e la pompa di aspirazione. Il controllo è disponibile in modalità manuale e automatica. Sotto il controllo del PLC, la pompa dell'acqua in ingresso funziona automaticamente in base al livello dell'acqua di ciascuna vasca di reazione. Il funzionamento della pompa di aspirazione è controllato in modo intermittente in base al periodo di tempo preimpostato. Quando il livello dell'acqua nella vasca di reazione dell'MBR è basso, la pompa di aspirazione si ferma automaticamente per proteggere il gruppo pellicola.
9. Piscina pulita: in base alla quantità di acqua e alle esigenze dell'utente.
Tipi di membrana MBR
Le membrane nell'MBR (bioreattore a membrana) si dividono principalmente nelle seguenti tipologie, ciascuna con caratteristiche uniche:
Membrana a fibra cava:
Forma fisica: La membrana a fibra cava è una struttura a fascio, composta da migliaia di piccole fibre cave, l'interno della fibra è il canale del liquido, l'esterno è l'acqua reflua da trattare.
Caratteristiche: Elevata densità di area: è presente un'ampia superficie della membrana per unità di volume, rendendo l'apparecchiatura compatta e con un ingombro ridotto. Comodo lavaggio con gas: la superficie del film può essere lavata direttamente attraverso l'aerazione, il che aiuta a ridurre l'inquinamento della membrana.
Facile da installare e sostituire: design modulare per una facile manutenzione e aggiornamenti.
La distribuzione delle dimensioni dei pori è uniforme: l'effetto di separazione è buono e il tasso di ritenzione delle sostanze sospese e dei microrganismi è elevato.
Classificazione: inclusa la pellicola per tende e la pellicola piatta, la pellicola per tende è spesso utilizzata per l'MBR sommerso, la pellicola piatta è adatta per l'MBR esterno.
Pellicola piatta:
Forma fisica: Il diaframma è fissato sul supporto, e le due facce rappresentano rispettivamente il refluo da trattare ed il liquido permeante.
Caratteristiche:
Struttura stabile: diaframma liscio, elevata resistenza meccanica, non facile da deformare, forte capacità di compressione.
Buon effetto pulente: la superficie è facile da pulire e gli inquinanti possono essere rimossi efficacemente mediante pulizia chimica e lavaggio fisico.
Resistenza all'usura: nel funzionamento a lungo termine, l'usura della superficie del film è ridotta e la durata è relativamente lunga.
Adatto alla separazione solido-liquido: particolarmente ottimo l'effetto di intercettazione dei materiali sospesi con particelle di grandi dimensioni.
Adatto a progetti su larga scala: il design modulare è facile da espandere e adatto a impianti di trattamento delle acque reflue su larga scala.
Pellicola tubolare:
Forma fisica: il materiale della membrana è avvolto sul corpo tubolare di supporto e le acque reflue scorrono nel tubo e penetrano attraverso il liquido dalla parete del tubo.
Caratteristiche:
Forte capacità antinquinamento: il design del canale di flusso interno facilita la formazione di turbolenze e riduce la deposizione di inquinanti sulla superficie della membrana.
Buona capacità autopulente: il flusso di liquido ad alta velocità nel tubo aiuta a lavare la superficie della membrana e a ridurre l'inquinamento della membrana.
Adattarsi alle acque reflue ad alto contenuto di sostanze sospese: l'elevata concentrazione di sostanze sospese e fibre ha una migliore capacità di trattamento.
Facile manutenzione: quando un singolo componente della membrana è danneggiato, può essere sostituito separatamente, senza compromettere il funzionamento complessivo del sistema.
Pellicola ceramica:
Forma fisica: film poroso sinterizzato da materiali inorganici (come allumina, zirconia, ecc.), con struttura rigida stabile.
Caratteristiche:
Eccellente stabilità chimica: resistente agli acidi, agli alcali, ai solventi organici e alle alte temperature, adatto per ambienti difficili di trattamento delle acque reflue industriali.
Resistenza all'usura, anti-inquinamento: superficie liscia della membrana, materia organica non facile da assorbire, elevato tasso di recupero del flusso dopo la pulizia, lunga durata.
Apertura precisa e controllabile: elevata precisione di separazione, adatta per la separazione fine e la rimozione di sostanze inquinanti specifiche.
Elevata resistenza meccanica: resistente alla rottura, adatto al funzionamento ad alta pressione e frequenti controlavaggi.
Classificazione per dimensione dell'apertura:
Membrana di ultrafiltrazione: l'apertura è piccola (solitamente tra 0,001 e 0,1 micron), principalmente per rimuovere batteri, virus, colloidi, materia organica macromolecolare e così via.
Membrana di microfiltrazione: l'apertura è leggermente più grande (da circa 0,1 a 1 micron) e intercetta principalmente solidi sospesi, microrganismi e parte della materia organica macromolecolare.
Classificazione per posizionamento:
Immersione: il componente della membrana viene immerso direttamente nel liquido miscelato nel bioreattore e il liquido permeabile viene estratto mediante aspirazione o estrazione del gas.
Esterno: il modulo a membrana è impostato separatamente dal bioreattore. Il liquido da trattare viene pressurizzato dalla pompa e fluisce attraverso il modulo a membrana. Il liquido permeante separato e il liquido concentrato vengono raccolti separatamente.
In sintesi, i tipi di membrana nell'MBR sono diversi e hanno le proprie caratteristiche e la scelta della membrana dipende dalle proprietà specifiche delle acque reflue, dai requisiti di trattamento, dal budget economico, dalle condizioni di funzionamento e manutenzione e da altri fattori. I progettisti e gli utenti devono effettuare una selezione ragionevole in base alla situazione reale per garantire il funzionamento efficiente e stabile del sistema MBR.
Il ruolo del bioreattore a membrana MBR nel trattamento delle acque reflue
Il ruolo del sistema MBR nel trattamento delle acque reflue si riflette principalmente nei seguenti aspetti:
Separazione solido-liquido efficiente. MBR utilizza la membrana per ottenere un'efficiente separazione solido-liquido, migliorando significativamente la qualità dell'effluente, sostanze sospese e torbidità vicine allo zero e rimuovendo significativamente batteri e virus.
Alta concentrazione microbica. L'MBR è in grado di mantenere un'elevata concentrazione di fanghi attivi e di aumentare il carico organico del trattamento biologico, riducendo così l'impronta dell'impianto di trattamento delle acque reflue.
Ridurre i fanghi in eccesso. Grazie all'effetto di intercettazione dell'MBR, la produzione di fanghi residui può essere ridotta e il costo del trattamento dei fanghi può essere ridotto. 34
Rimozione efficace dell'azoto ammoniacale. Il sistema MBR è in grado di intrappolare microrganismi con un lungo ciclo di generazione, come i batteri nitrificanti, in modo da degradare efficacemente l’azoto ammoniacale presente nell’acqua.
Risparmia spazio e riduci il consumo energetico. Sistema MBR attraverso un'efficiente separazione solido-liquido e bioarricchimento, il tempo di residenza idraulica dell'unità di trattamento è notevolmente ridotto, l'ingombro del bioreattore è corrispondentemente ridotto e anche il consumo energetico dell'unità di trattamento è corrispondentemente ridotto grazie all'elevata efficienza di la membrana.
Migliorare la qualità dell'acqua. I sistemi MBR forniscono effluenti di alta qualità che soddisfano standard di scarico o requisiti di riutilizzo più rigorosi.
In sintesi, il bioreattore a membrana MBR svolge un ruolo importante nel trattamento delle acque reflue, compresa l'efficiente separazione solido-liquido, l'aumento della concentrazione microbica, la riduzione dei fanghi residui, la rimozione efficace dell'azoto ammoniacale, il risparmio di spazio e la riduzione del consumo di energia, ecc. È un liquame efficiente ed economico tecnologia delle risorse.
Campo di applicazione della membrana MBR
Alla fine degli anni '90, il bioreattore a membrana (MBR) è entrato nella fase di applicazione pratica. Al giorno d'oggi, i bioreattori a membrana (MBR) sono stati ampiamente utilizzati nei seguenti campi:
1. Trattamento delle acque reflue urbane e riutilizzo dell'acqua negli edifici
Nel 1967, un'azienda statunitense costruì un impianto di trattamento delle acque reflue utilizzando il processo MBR, che trattava 14 m3/giorno di acque reflue. Nel 1977, un sistema di riutilizzo delle acque reflue fu messo in pratica in un grattacielo in Giappone. A metà degli anni ’90, in Giappone erano in funzione 39 impianti di questo tipo, con una capacità di trattamento fino a 500 m3/giorno, e più di 100 grattacieli utilizzavano l’MBR per trattare le acque reflue nei corsi d’acqua centrali.
2. Trattamento delle acque reflue industriali
Dagli anni '90, gli oggetti di trattamento MBR continuano ad espandersi, oltre al riutilizzo dell'acqua, al trattamento delle acque reflue fecali, anche l'applicazione MBR nel trattamento delle acque reflue industriali è stata ampiamente interessata, come il trattamento delle acque reflue dell'industria alimentare, delle acque reflue di lavorazione acquatica, delle acque reflue dell'acquacoltura , le acque reflue della produzione di cosmetici, le acque reflue coloranti, le acque reflue petrolchimiche, hanno ottenuto buoni risultati di trattamento.
3. Depurazione dell'acqua potabile microinquinata
Con l’ampia applicazione di fertilizzanti azotati e insetticidi in agricoltura, anche l’acqua potabile è stata inquinata a vari livelli. A metà degli anni '90, l'azienda ha sviluppato il processo MBR con le funzioni di rimozione biologica dell'azoto, adsorbimento di insetticidi e rimozione della torbidità allo stesso tempo, la concentrazione di azoto nell'effluente è inferiore a 0,1 mgNO2/L e la concentrazione di pesticidi è inferiore superiore a 0,02μg/l.
4. Trattamento delle acque reflue fecali
Il contenuto di materia organica nelle acque reflue fecali è molto elevato, il metodo tradizionale di trattamento di denitrificazione richiede un'elevata concentrazione di fanghi e la separazione solido-liquido è instabile, il che influisce sull'effetto del trattamento terziario. L'emergere dell'MBR risolve bene questo problema e consente di trattare direttamente i liquami fecali senza diluizione.
5. Trattamento del percolato di discarica/fertilizzante
Il percolato di discarica/compost contiene elevate concentrazioni di sostanze inquinanti e la qualità e la quantità di acqua variano in base alle condizioni climatiche e operative. La tecnologia MBR è stata utilizzata in molti impianti di trattamento delle acque reflue prima del 1994. Attraverso la combinazione della tecnologia MBR e RO, è possibile rimuovere non solo SS, materia organica e azoto, ma anche sali e metalli pesanti. L'MBR utilizza una miscela naturale di batteri per scomporre gli idrocarburi e i composti clorurati nel percolato e tratta i contaminanti a concentrazioni da 50 a 100 volte superiori rispetto alle unità convenzionali di trattamento delle acque reflue. La ragione di questo effetto del trattamento è che l'MBR può trattenere batteri altamente efficienti e raggiungere una concentrazione batterica di 5000 g/m2. Nel test pilota sul campo, il COD del liquido in ingresso è compreso tra diverse centinaia e 40.000 mg/l e il tasso di rimozione degli inquinanti è superiore al 90%.
La prospettiva di sviluppo della membrana MBR:
Aree chiave e direzioni di applicazione
A. Potenziamento degli impianti esistenti di trattamento delle acque reflue urbane, in particolare degli impianti idrici la cui qualità degli effluenti è difficile da soddisfare lo standard o il cui flusso di trattamento aumenta notevolmente e la cui area non può essere ampliata.
B. Aree residenziali prive di sistema di rete fognaria, come zone residenziali, località turistiche, punti panoramici, ecc.
C. Aree o luoghi con necessità di riutilizzo delle acque reflue, come hotel, autolavaggi, aerei passeggeri, servizi igienici mobili, ecc., sfruttano appieno le caratteristiche dell'MBR, come piccola superficie, attrezzature compatte, controllo automatico, flessibilità e comodità .
D. Trattamento delle acque reflue industriali ad alta concentrazione, tossiche, difficili da degradare. Come carta, zucchero, alcol, cuoio, acidi grassi sintetici e altre industrie, è una fonte di inquinamento punto comune. L'MBR può trattare efficacemente le acque reflue che non possono soddisfare gli standard del processo di trattamento convenzionale e realizzarne il riutilizzo.
E. Trattamento e riutilizzo del percolato di discarica.
F. Applicazione di impianti di depurazione di piccola scala (stazioni). Le caratteristiche della tecnologia a membrana sono molto adatte per il trattamento delle acque reflue su piccola scala.
Il sistema bioreattore a membrana (MBR) è diventato una delle nuove tecnologie di trattamento e riutilizzo delle acque reflue grazie alla qualità dell'acqua pulita, chiara e stabile. Negli attuali standard sempre più rigorosi per l'ambiente idrico, MBR ha mostrato il suo grande potenziale di sviluppo e diventerà un forte concorrente per sostituire in futuro la tradizionale tecnologia di trattamento delle acque reflue.