Iintroduktion
Med allt strängare miljökrav och en ständigt ökande efterfrågan på vattenåteranvändning har membranbioreaktorer (MBR) blivit den vanliga tekniken för avancerad avloppsvattenrening och resursanvändning. Membranmaterial, som kärnkomponenten i MBR, bestämmer direkt systemets driftsstabilitet, behandlingseffektivitet och totala livscykelkostnad. Traditionella organiska membran lider av nackdelar som känslighet för nedsmutsning, kort livslängd och dålig korrosionsbeständighet, vilket gör dem olämpliga för komplexa och hårda vattenförhållanden. Platta-kiselkarbidmembran, med sina överlägsna egenskaper av ultra-korrosionsbeständighet, högt flöde, lång livslängd och starka anti-fouling-egenskaper, ger en robust lösning för MBR-processuppgraderingar och används ofta i kommunalt avloppsvatten, industriellt avloppsvatten och koncentrerad saltlösning.
I. Introduktion till MBR-teknik
1. Processprincip
MBR (Membrane Bioreactor) är en reningsprocess för avloppsvatten som djupt integrerar teknologier för biologisk nedbrytning och membranseparation. Den ersätter den sekundära sedimenteringstanken i den traditionella aktiverade slamprocessen med en ultrafiltreringsmembranmodul, vilket ger en effektiv separering av slam och vatten. Efter att avloppsvattnet kommer in i bioreaktorn bryter mikroorganismer ned föroreningar som COD, ammoniakkväve och totalt fosfor; ultrafiltreringsmembranet (porstorlek 0,02–0,1 μm) fångar aktivt slam, kolloider, bakterier och suspenderade partiklar exakt, vilket resulterar i klart och sterilt avlopp, vilket helt löser problemen med slamförlust och grumligt avlopp i traditionella processer.
2. Kärnfunktioner i processen
(1) Stark reningskapacitet och god avloppskvalitet
MBR-processen har en hög belastning och högre reningseffektivitet än allmänna biologiska reaktorer. Avloppskvaliteten liknar kranvatten till utseendet och kan till fullo uppfylla kraven för återvunnet vatten. Det är för närvarande den teknik som har den bästa avloppskvaliteten bland alla avloppsvattenreningsprocesser.
(2) Starkt motstånd mot stötbelastningar
Den höga slamkoncentrationen ger MBR en stark motståndskraft mot stötbelastningar och den har dessutom en extremt lång slamålder vilket ger en mycket stabil avloppskvalitet.
(3) Bra ammoniak-kväveavlägsnande effekt
Med hög slamkoncentration, lång slamålder och låg slambelastning är den särskilt lämplig för nitrifikation för att avlägsna ammoniakkväve och kan ta bort upp till 1500 mg/L ammoniakkväve.
(4) Mindre restslam
MBR-slam har lång slamålder, mikroorganismerna befinner sig i den endogena respirationsfasen, överskottsslamproduktionen är låg och sekundärföroreningarna är minimala.
(5) Sparar mark
Den kräver inte en sekundär sedimenteringstank eller andra filtrerings- och reningsanordningar. Processen är enkel och upptar en liten yta, endast cirka 1/3 av den markyta som krävs av konventionella reningsprocesser, vilket gör den mycket lämplig för användning på platser med begränsad mark.
(3) Automatisk kontroll, lätt att utrusta
MBR eliminerar problemen med slambulkning och slamförlust, producerar låga halter av restslam och kan uppnå helautomatisk kontroll, vilket gör drift och hantering enklare.
II. Fördelar med platta kiselkarbidmembran i MBR-processer
1. Extremt korrosionsbeständig, lämplig för extrema arbetsförhållanden
Tillverkat av kiselkarbidpulver med hög -renhet, omkristalliserat och sintrat vid 2400 grader, är det resistent mot syror och alkalier i pH-intervallet 0–14, och tål korrosion från starka syror, starka alkalier, hög-koncentration av oxidanter och organiska lösningsmedel. Den kan fungera stabilt och utan att åldras under tuffa vattenförhållanden som koncentrerad saltlösning, kemiskt avloppsvatten och lakvatten från deponier under lång tid.
2. Hög-genomströmning, vilket resulterar i högre bearbetningseffektivitet.
Membranytan har en vattenkontaktvinkel på endast 10,3 grader, vilket gör den extremt hydrofil. Dess driftsflöde är stabilt på 60–100 LMH, vilket är 3–4 gånger så mycket som organiska membran. För samma behandlingsskala kräver den mindre membranyta och membrantanken tar mindre plats, vilket avsevärt minskar anläggningskostnaderna.
3. Stark motståndskraft mot fläckar, lätt att rengöra och återställa
Membranytan är starkt negativt laddad och avvisar elektrostatiskt slam, kolloider och olja, vilket resulterar i utmärkta anti{0}}foulingegenskaper. Luftning och spolning fördröjer nedsmutsning, och efter nedsmutsning kan hög-rengöring av syra, alkali och oxidationsmedel återställa 100 % av flödet. Rengöringscykeln är lång och underhållet är enkelt.
4. Ultra-lång livslängd och låg total livslängdskostnad.
Den har hög mekanisk hållfasthet, slitstyrka, ingen risk för fiberbrott och en livslängd på mer än eller lika med 10 år, vilket är 3-4 gånger så mycket som organiska membran; luftningsvolymen är bara hälften av den för organiska membran, vilket resulterar i låg energiförbrukning; det kräver inte frekventa membranbyten, vilket avsevärt minskar förbrukningskostnaderna och stilleståndstiden, och har enastående ekonomiska fördelar under hela sin livscykel.
5. Mycket kompatibel och lätt att uppgradera och modifiera.
Den är helt kompatibel med befintliga organiska MBR-system och kan ersätta organiska membran på plats utan större utrustningsmodifieringar; den är lämplig för komplexa vattenkvaliteter som hög slamkoncentration, hög oljehalt och hög salthalt, och är lätt att uppgradera och visar snabbt resultat.
III. Typiska applikationsfall
Fall 1: Ett reningsprojekt i en viss kommun
Bearbetningskapacitet: 3000 m³/d
Processschema: MBR-membran av platt kiselkarbid används för att ersätta den traditionella sekundära sedimentationstanken.
Applikationsresultat: Stabilt och följsamt avloppsvatten, enkel drift och underhåll som effektivt löser problemet med avloppsutsläpp på landsbygden.
Fall 2: Uppgraderingsprojekt för koncentrerat saltavloppsvatten från en kolkemisk anläggning
Bearbetningskapacitet: 76 m³/h
Uppgraderingsbakgrund: Det ursprungliga organiska membranet hade en kort livslängd, krävde ofta utbyte och var kostsamt.
Appliceringsresultat: Efter att ha ersatts med platt kiselkarbidmembran förbättrades driftsstabiliteten avsevärt, membranets livslängd förlängdes avsevärt och underhållskostnaden reducerades avsevärt.
Fall 3: Reningsprojekt för avloppsvatten vid ett serviceområde
Bearbetningskapacitet: 120 m³/d
Processlösning: Integrerad kiselkarbid plattmembran MBR-utrustning
Applikationsresultat: Kompakt fotavtryck, automatiserad drift, stabil behandling av decentraliserat hushållsavlopp och avloppsvatten uppfyller standarderna för återanvändning.
Fall 4: Ett MBR-systemprojekt för industriellt avloppsvatten i Singapore
Bearbetningskapacitet: 150 m³/d
Appliceringseffekt: Genom att ersätta traditionella organiska membran med kiselkarbidkeramiska membran kan djupbehandling av industriellt avloppsvatten uppnås på ett begränsat utrymme.
