0102030405
ממברנה Bioreactor MBR Package System מתקן לטיהור שפכים
עקרון העבודה של bioreactor ממברנה mbr
MBR membrane bioreactor (MBR) היא שיטת טיפול יעילה בשפכים המשלבת טכנולוגיית הפרדת ממברנות וטכנולוגיית טיפול ביולוגי. עקרון העבודה שלו מבוסס בעיקר על הנקודות הבאות:
טכנולוגיית הפרדת ממברנה: ממברנת MBR מופרדת על ידי טכנולוגיית ממברנות אולטרה סינון או מיקרופילטרציה, ומחליפה את מיכל השקיעה המשני ויחידת הסינון הקונבנציונלית בתהליך הטיפול המסורתי בשפכים. טכנולוגיה זו יכולה ללכוד ביעילות בוצה פעילה וחומר אורגני מקרו-מולקולרי, כדי להשיג הפרדה מוצק-נוזל.
הפרדת מוצק-נוזל ביעילות גבוהה: יכולת הפרדת מוצק-נוזל ביעילות גבוהה של ביוריאקטור ממברנת MBR הופכת את איכות מי הקולחין לטובה, חומר מרחף ועכירות קרובים לאפס, ויכולה ללכוד מזהמים ביולוגיים כגון E. coli. איכות הקולחים לאחר הטיפול עדיפה כמובן על תהליך הטיפול המסורתי בשפכים, וזוהי טכנולוגיית מיחזור משאבי שפכים יעילה וחסכונית.
אופטימיזציה של השפעת הטיפול: תהליך ממברנת MBR מחזק מאוד את תפקוד הביו-ריאקטור באמצעות טכנולוגיית הפרדת ממברנות, והוא אחד הטכנולוגיות החדשות והמבטיחות ביותר לטיפול בשפכים בהשוואה לשיטות טיפול ביולוגיות מסורתיות. יש לו יתרונות ברורים כמו שיעור סילוק גבוה של מזהמים, עמידות חזקה בפני התנפחות בוצה, איכות קולחים יציבה ואמינה.
מאפייני הציוד: המאפיינים של ציוד לטיפול בשפכים ביתי בתהליך ממברנה MBR כוללים שיעור סילוק גבוה של מזהמים, עמידות חזקה בפני התנפחות בוצה, איכות מי קולחין יציבה ואמינה, סגירה מכנית של הממברנה כדי למנוע אובדן של מיקרואורגניזמים, וריכוז בוצה גבוה יכול להישמר בביוריאקטור.
ביוריאקטור ממברנה MBR באמצעות העקרונות לעיל, להשגת אפקט טיפול יעיל ויציב בביוב, בשימוש נרחב בטיפול בשפכים ביתיים, טיפול בשפכים תעשייתיים ותחומים אחרים.
הרכב של ביוריאקטור ממברנה MBR
מערכת ביוריאקטור ממברנה (MBR) מורכבת בדרך כלל מהחלקים הבאים:
1. באר כניסת מים: באר כניסת המים מצוידת בפתח הצפת ושער כניסת מים. במקרה שכמות המים עולה על עומס המערכת או שמערכת הטיפול עברה תאונה, שער כניסת המים נסגר, והביוב מוזרם ישירות לנהר או לרשת הצנרת העירונית הסמוכה דרך נמל הגלישה.
2. רשת: ביוב מכיל לעתים קרובות הרבה פסולת, על מנת להבטיח את פעולתו הרגילה של ביו-ריאקטור הממברנה, יש צורך ליירט כל מיני סיבים, סיגים, פסולת נייר ופסולת אחרת מחוץ למערכת, ולכן יש צורך להגדיר את הרשת לפני המערכת, ולנקות באופן קבוע את סיגי הרשת.
3. מיכל ויסות: הכמות והאיכות של הביוב שנאסף משתנות עם הזמן. על מנת להבטיח את פעולתה התקינה של מערכת הטיהור העוקבת ולהפחית את עומס התפעול, יש צורך להתאים את כמות ואיכות הביוב, ולכן מיכל הוויסות מתוכנן לפני הכניסה למערכת הטיפול הביולוגי. יש לנקות את מיכל המיזוג ממשקעים באופן קבוע. בריכת הוויסות מוגדרת בדרך כלל לגלישה, מה שיכול להבטיח את הפעולה הרגילה של המערכת כאשר העומס גדול מדי.
4. קולט שיער: במערכת הטיפול במים, מכיוון ששפכי האמבט הנאספים מכילים כמות קטנה של שיער וסיבים ושאר פסולת עדינה שהרשת אינה יכולה ליירט לחלוטין, זה יגרום לחסימה למשאבה ולכור MBR, ובכך יפחית את יעילות הטיפול, ולכן ביו-ריאקטור הממברנה המיוצר על ידי החברה שלנו הותקן אספן שיער.
5. מיכל תגובה MBR: במיכל התגובה MBR מתבצעים פירוק של מזהמים אורגניים והפרדה של בוץ ומים. כחלק הליבה של מערכת הטיפול, מיכל התגובה כולל מושבות חיידקים, רכיבי ממברנה, מערכת איסוף מים, מערכת קולחים ומערכת אוורור.
6. מכשיר חיטוי: על פי דרישות המים, מערכת MBR המיוצרת על ידי חברתנו מתוכננת עם מכשיר חיטוי, שיכול לשלוט באופן אוטומטי על המינון.
7. מכשיר מדידה: על מנת להבטיח פעילות תקינה של המערכת, מערכת MBR המיוצרת על ידי חברתנו משתמשת במכשירי מדידה כגון מדי זרימה ומדדי מים לשליטה על הפרמטרים של המערכת.
8. התקן בקרה אלקטרוני: קופסת בקרה חשמלית המותקנת בחדר הציוד. הוא שולט בעיקר על משאבת היניקה, המאוורר ומשאבת היניקה. הבקרה זמינה בצורה ידנית ואוטומטית. תחת בקרת PLC, משאבת המים הנכנסת פועלת אוטומטית בהתאם למפלס המים של כל בריכת תגובה. פעולת משאבת היניקה נשלטת לסירוגין לפי פרק הזמן שנקבע מראש. כאשר מפלס המים של בריכת התגובה MBR נמוך, משאבת היניקה נעצרת אוטומטית כדי להגן על מכלול הסרט.
9. בריכה צלולה: לפי כמות המים וצרכי המשתמש.
סוגי ממברנת MBR
ממברנות ב-MBR (ממברנה ביוריאקטור) מחולקות בעיקר לסוגים הבאים, שלכל אחד מהם מאפיינים ייחודיים:
קרום סיבים חלולים:
צורה פיזית: קרום הסיבים החלולים הוא מבנה צרור, המורכב מאלפי סיבים חלולים קטנים, החלק הפנימי של הסיב הוא תעלת הנוזל, החיצוני הוא מי השפכים שיש לטפל בהם.
מאפיינים: צפיפות שטח גבוהה: יש שטח ממברנה גדול ליחידת נפח, מה שהופך את הציוד לקומפקטי וטביעת רגל קטנה. שטיפת גז נוחה: ניתן לשטוף את פני הסרט ישירות באמצעות אוורור, מה שעוזר להפחית את זיהום הממברנה.
קל להתקנה והחלפה: עיצוב מודולרי לתחזוקה ושדרוגים קלים.
התפלגות גודל הנקבוביות אחידה: אפקט ההפרדה טוב, ושיעור השמירה של חומר מרחף ומיקרואורגניזמים גבוה.
סיווג: כולל סרט וילון וסרט שטוח, סרט וילון משמש לעתים קרובות ל-MBR שקוע, סרט שטוח מתאים ל-MBR חיצוני.
סרט שטוח:
צורה פיזית: הסרעפת מקובעת על התמיכה, ושני הצדדים הם בהתאמה מי השפכים לטיפול והנוזל החודר.
מאפיינים:
מבנה יציב: דיאפרגמה חלקה, חוזק מכני גבוה, לא קל לעיוות, יכולת דחיסה חזקה.
אפקט ניקוי טוב: המשטח קל לניקוי, וניתן להסיר מזהמים ביעילות על ידי ניקוי כימי וקרצוף פיזי.
עמידות בפני שחיקה: בפעולה ארוכת טווח, בלאי משטח הסרט קטן, וחיי השירות ארוכים יחסית.
מתאים להפרדה מוצק-נוזל: השפעת היירוט של חומר מרחף עם חלקיקים גדולים מעולה במיוחד.
מתאים לפרויקטים בקנה מידה גדול: העיצוב המודולרי קל להרחבה ומתאים למתקני טיהור שפכים בקנה מידה גדול.
סרט צינורי:
צורה פיזית: חומר הממברנה עטוף על גוף התומך הצינורי, והשפכים זורמים בצינור וחודרים דרך הנוזל מדופן הצינור.
מאפיינים:
יכולת אנטי זיהום חזקה: עיצוב תעלות הזרימה הפנימית מקל על היווצרות מערבולות ומפחית את שקיעת המזהמים על פני הממברנה.
יכולת ניקוי עצמי טובה: זרימת נוזלים מהירה בצינור עוזרת לשטוף את פני הממברנה ולהפחית את זיהום הממברנה.
התאמה לשפכי חומר מרחף גבוה: ריכוז גבוה של חומר מרחף וחומר סיבי יש יכולת טיפול טובה יותר.
תחזוקה קלה: כאשר רכיב ממברנה בודד ניזוק, ניתן להחליפו בנפרד, מבלי להשפיע על פעולת המערכת הכוללת.
סרט קרמיקה:
צורה פיזית: סרט נקבובי מחומרים אנאורגניים (כגון אלומינה, זירקוניה וכו'), עם מבנה קשיח יציב.
מאפיינים:
יציבות כימית מעולה: עמיד בפני חומצה, אלקלי, ממסים אורגניים וטמפרטורות גבוהות, מתאים לסביבות טיפול בשפכים תעשייתיות קשות.
עמידות בפני שחיקה, אנטי זיהום: משטח ממברנה חלק, לא קל לספוג חומרים אורגניים, שיעור התאוששות שטף גבוה לאחר ניקוי, חיים ארוכים.
צמצם מדויק וניתן לשליטה: דיוק הפרדה גבוה, מתאים להפרדה עדינה והרחקת מזהמים ספציפית.
חוזק מכני גבוה: עמיד בפני שבירה, מתאים לפעולה בלחץ גבוה ולשטיפה לאחור תכופה.
סיווג לפי גודל צמצם:
קרום סינון אולטרה: הצמצם קטן (בדרך כלל בין 0.001 ל-0.1 מיקרון), בעיקר כדי להסיר חיידקים, וירוסים, קולואידים, חומר אורגני מקרומולקולרי וכן הלאה.
קרום מיקרו-פילטרציה: הצמצם מעט גדול יותר (בערך 0.1 עד 1 מיקרון), מיירט בעיקר מוצקים מרחפים, מיקרואורגניזמים וכמה חומר אורגני מקרו-מולקולרי.
סיווג לפי מיקום:
טבילה: רכיב הממברנה טובל ישירות בנוזל המעורב בביוריאקטור, והנוזל החדיר מופק על ידי שאיבה או מיצוי גז.
חיצוני: מודול הממברנה מוגדר בנפרד מהביוריאקטור. הנוזל לטיפול נלחץ על ידי המשאבה וזורם דרך מודול הממברנה. הנוזל החודר המופרד והנוזל המרוכז נאספים בנפרד.
לסיכום, סוגי הממברנות ב-MBR מגוונים ובעלי מאפיינים משלהם, ובחירת הממברנה תלויה בתכונות השפכים הספציפיות, דרישות הטיפול, התקציב הכלכלי, תנאי התפעול והתחזוקה וגורמים נוספים. מעצבים ומשתמשים צריכים לבצע בחירה סבירה בהתאם למצב בפועל כדי להבטיח את הפעולה היעילה והיציבה של מערכת MBR.
תפקידו של ביוריאקטור ממברנה MBR בטיפול בשפכים
תפקידה של מערכת MBR בטיפול בשפכים בא לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים:
הפרדה יעילה של מוצק-נוזל. MBR משתמשת בממברנה כדי להשיג הפרדה יעילה של מוצק-נוזל, שיפור משמעותי באיכות הקולחים, קרוב לאפס חומר מרחף ועכירות, והסרה משמעותית של חיידקים ווירוסים.
ריכוז חיידקים גבוה. MBR מסוגלת לשמור על ריכוז גבוה של בוצה פעילה ולהגדיל את העומס האורגני של הטיפול הביולוגי, ובכך להקטין את טביעת הרגל של המתקן לטיפול בשפכים.
הפחת עודפי בוצה. בשל השפעת היירוט של MBR, ניתן להפחית את ייצור הבוצה שיורית ולהפחית את עלות הטיפול בבוצה. 34
סילוק יעיל של חנקן אמוניה. מערכת MBR יכולה ללכוד מיקרואורגניזמים בעלי מחזור דור ארוך, כמו חיידקים מחנקים, כדי לפרק ביעילות חנקן אמוניה במים.
חסוך מקום והפחתת צריכת האנרגיה. מערכת MBR באמצעות הפרדה יעילה של מוצקים-נוזלים והעשרה ביולוגית, זמן השהייה ההידראולי של יחידת הטיפול מתקצר מאוד, טביעת הרגל של הביוריאקטור מצטמצמת בהתאם, וצריכת האנרגיה של יחידת הטיפול גם מופחתת בהתאם בגלל היעילות הגבוהה של הממברנה.
שפר את איכות המים. מערכות MBR מספקות שפכים באיכות גבוהה העומדים בתקני הזרמה מחמירים יותר או דרישות שימוש חוזר.
לסיכום, ביוריאקטור ממברנה MBR ממלא תפקיד חשוב בטיפול בשפכים, לרבות הפרדה יעילה של מוצקים-נוזלים, הגדלת ריכוז חיידקים, הפחתת בוצה שיורית, סילוק יעיל של חנקן אמוניה, חיסכון במקום והפחתת צריכת אנרגיה ועוד. זהו ביוב יעיל וחסכוני. טכנולוגיית משאבים.
תחום יישום של ממברנת MBR
בשנות ה-90 המאוחרות, ביו-ריאקטור ממברנה (MBR) נכנס לשלב היישום המעשי. כיום, נעשה שימוש נרחב בכורי ממברנה (MBR) בתחומים הבאים:
1. טיפול בביוב עירוני ושימוש חוזר במים במבנים
בשנת 1967 נבנה מפעל טיהור שפכים בתהליך MBR על ידי חברה בארצות הברית שטיפלה ב-14 מ"ק ליום של שפכים. בשנת 1977 הוכנסה לפועל מערכת שימוש חוזר בביוב בבניין רב קומות ביפן. באמצע שנות ה-90, היו 39 מפעלים כאלה בפעילות ביפן, עם קיבולת טיפול של עד 500 מ"ר ליום, ויותר מ-100 בניינים רבי קומות השתמשו ב-MBR כדי לטפל בשפכים בחזרה לתוך נתיבי מים אמצעיים.
2. טיפול בשפכים תעשייתיים
מאז שנות ה-90, חפצי טיפול ב-MBR ממשיכים להתרחב, בנוסף לשימוש חוזר במים, טיפול בשפכים צואתיים, יישום MBR בטיפול בשפכים תעשייתיים היה מודאג גם הוא, כגון טיפול בשפכים של תעשיית המזון, שפכים לעיבוד מימי, שפכים של חקלאות ימית , שפכים לייצור קוסמטיקה, שפכים לצביעה, שפכים פטרוכימיים, השיגו תוצאות טיפול טובות.
3. טיהור מי שתייה מזוהמים במיקרו
עם היישום הרחב של דשן חנקן וחומרי הדברה בחקלאות, גם מי השתייה זוהמו בדרגות שונות. באמצע שנות ה-90 החברה פיתחה את תהליך MBR עם פונקציות של סילוק חנקן ביולוגי, ספיחת קוטלי חרקים וסילוק עכירות במקביל, ריכוז החנקן בשפכים נמוך מ-0.1mgNO2/L וריכוז חומרי ההדברה נמוך יותר. מ-0.02 מיקרוגרם/ליטר.
4. טיפול בשפכים צואה
תכולת החומר האורגני בשפכים צואתיים גבוהה מאוד, שיטת הטיפול המסורתית בדניטריפיקציה דורשת ריכוז בוצה גבוה, והפרדת מוצק-נוזל אינה יציבה, מה שמשפיע על השפעת הטיפול השלישוני. הופעת MBR פותרת בעיה זו היטב, ומאפשרת לטפל ישירות בשפכים צואתיים ללא דילול.
5. טיפול בשטיפת הטמנה/דשן
שטיפת הטמנה/קומפוסט מכילה ריכוזים גבוהים של מזהמים, ואיכות המים וכמות המים משתנות בהתאם לתנאי האקלים ותנאי ההפעלה. טכנולוגיית MBR שימשה במפעלי טיהור שפכים רבים לפני 1994. באמצעות שילוב של טכנולוגיית MBR ו-RO, ניתן להסיר ביעילות לא רק SS, חומרים אורגניים וחנקן, אלא גם מלחים ומתכות כבדות. ה-MBR משתמש בתערובת הקיימת באופן טבעי של חיידקים כדי לפרק פחמימנים ותרכובות כלוריות בתשטוף ומטפל במזהמים בריכוזים הגבוהים פי 50 עד 100 מאשר יחידות טיפול קונבנציונליות בשפכים. הסיבה לאפקט הטיפול הזה היא ש-MBR יכול לשמר חיידקים יעילים ביותר ולהשיג ריכוז חיידקים של 5000g/m2. במבחן הפיילוט בשטח, ה-COD של נוזל הכניסה הוא כמה מאות עד 40000mg/L, ושיעור ההסרה של מזהמים הוא יותר מ-90%.
סיכויי הפיתוח של ממברנת MBR:
תחומי מפתח וכיווני יישום
א.שדרוג מכוני טיהור שפכים עירוניים קיימים, ובמיוחד מפעלי מים שאיכות הקולחין שלהם קשה לעמוד בתקן או שזרימת הטיהור שלהם עולה באופן דרמטי ולא ניתן להרחיב את שטחם.
ב. אזורי מגורים ללא מערכת רשת ניקוז, כגון אזורי מגורים, אתרי נופש, נקודות נוף וכו'.
ג. אזורים או מקומות עם צרכי שימוש חוזר בשפכים, כגון בתי מלון, שטיפת מכוניות, מטוסי נוסעים, שירותים ניידים וכו', נותנים משחק מלא למאפיינים של MBR, כגון שטח רצפה קטן, ציוד קומפקטי, בקרה אוטומטית, גמישות ונוחות .
ד ריכוז גבוה, רעיל, קשה לפירוק טיפול בשפכים תעשייתיים. כגון נייר, סוכר, אלכוהול, עור, חומצות שומן סינתטיות ותעשיות אחרות, הוא זיהום נקודתי שכיח. MBR יכול לטפל ביעילות בשפכים שאינם יכולים לעמוד בסטנדרט של תהליך טיפול קונבנציונלי ולממש שימוש חוזר.
ה. טיפול ושימוש חוזר בתחמיץ במזבלה.
ו.יישום מפעלי ביוב בקנה מידה קטן (תחנות). המאפיינים של טכנולוגיית הממברנות מתאימים מאוד לטיפול בשפכים בקנה מידה קטן.
מערכת ביוריאקטור ממברנה (MBR) הפכה לאחת הטכנולוגיות החדשות של טיפול בשפכים ושימוש חוזר בשפכים בגלל איכות המים הנקייה, הצלולה והיציבה שלה. בתקני סביבת המים המחמירים של ימינו, MBR הראתה את פוטנציאל הפיתוח הגדול שלה, והיא תהפוך למתחרה חזקה שתחליף את הטכנולוגיה המסורתית לטיפול בשפכים בעתיד.