Máy phản ứng sinh học màng (MBR) là gì?

AMáy phản ứng sinh học màng (MBR)là một công nghệ tích hợp quy trình tiên tiến kết hợp xử lý nước thải sinh học thông thường ("bioreactor") với lọc màng chọn lọc.Không giống như các quy trình bùn hoạt động truyền thống dựa trên các chất làm rõ trọng lực thứ cấp để tách nước sạch khỏi sinh khối, một MBR sử dụng các rào cản vật lý chính xácUltrafiltration (UF)hoặcvi lọc (MF)màng để đạt được sự tách rời hoàn toàn chất rắn-nước.

Bằng cách thay thế chất làm rõ trọng lực bằng một hàng rào màng không thấm, MBR cho phép giữ lại hoàn toàn các vi sinh vật trong lò phản ứng sinh học, bất kể đặc điểm lắng đọng.Điều này dẫn đến nồng độ chất rắn lơ lửng hỗn hợp nước (MLSS) cao đặc biệt, giảm đáng kể dấu chân lò phản ứng, và chất lượng nước thải phù hợp cho việc tái sử dụng nước công nghiệp cao cấp.

Các kỹ sư xác định các hệ thống MBR dựa trên vị trí của các mô-đun màng tương đối với lò phản ứng sinh học:

Các mô-đun màng được đặt trực tiếp bên trong bể sinh học khí quyển (hoặc trong bể màng chuyên dụng).

• Cơ chế:Nổ chân không kéo nước được xử lý (thâm nhập) qua màng trong khi chất rắn sinh học (lầy) vẫn còn trong bể.

• Ưu điểm kỹ thuật:Tiêu thụ năng lượng thấp hơn do sử dụng thông khí bong bóng thô để cả hai oxy hóa sinh khối và lau bề mặt màng (scrubbing).

Các mô-đun màng nằm bên ngoài lò phản ứng sinh học.

• Cơ chế:Một máy bơm lưu thông chất lỏng hỗn hợp từ lò phản ứng sinh học thông qua các đơn vị màng áp suất bên ngoài.

• Ưu điểm kỹ thuật:Tốc độ lưu lượng màng cao và dễ dàng tiếp cận bảo trì, vì các mô-đun màng không bị hạn chế về mặt vật lý bởi bể thông khí.dẫn đến nhu cầu năng lượng cao hơn đáng kể.

Các hạn chế hoạt động chính trong kỹ thuật MBR làbẩn màng, nơi các chất rắn sinh học, chất polyme ngoài tế bào (EPS) và chất colloid tích tụ trên hoặc bên trong lỗ chân lông màng, làm giảm luồng thâm nhập ($ J $, được thể hiện trong $ text{L/m} ^ 2cdottext{h} $).

Các kỹ sư làm giảm bớt sự ô nhiễm thông qua:

• Làm sạch không khí:Lượng lớn, luồng khí bong bóng thô tạo ra căng thẳng cắt ở bề mặt màng để loại bỏ các chất rắn tích tụ.

• Động ngược:Lập tức đảo ngược dòng chảy của xuyên qua màng để đẩy các hạt bị mắc kẹt ra khỏi lỗ chân lông.

• Làm sạch hóa học (CIP):Rửa theo kế hoạch bằng clo hoặc axit citric để hòa tan các lớp bẩn hữu cơ và vô cơ không thể đảo ngược (đào).

• Sử dụng lại nước tinh khiết cao:Chuyển đổi nước thải đô thị hoặc công nghiệp thành nước xử lý chất lượng cao cho nồi hơi, tháp làm mát hoặc tưới tiêu, giảm đáng kể chi phí khai thác nước ngọt.

• Nước thải công nghiệp có độ bền cao:Điều trị hiệu quả các chất thải công nghiệp phức tạp, có COD cao từ các ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống và dệt may, nơi sự lắng đọng thông thường bị ức chế bởi các vi sinh vật phát triển chậm hoặc sợi.

• Hệ thống phi tập trung nhỏ gọn:Cung cấp điều trị hiệu suất cao cho các cơ sở xa xôi, khu nghỉ mát hoặc khu công nghiệp nơi có bất động sản để xây dựng bị hạn chế nghiêm trọng.

Hệ thống MBR đòi hỏi vật liệu mạnh mẽ và kỹ thuật chính xác để tồn tại trong môi trường khắc nghiệt, ăn mòn:

• Phương tiện màng:Thường được sản xuất từ các polyme có độ bền cao nhưPVDF (polyvinylidene fluoride)hoặcPES (polyethersulfone), được thiết kế để chống hóa học trong chu kỳ phản xung và CIP.

• Vật liệu của tàu:Đối với các nhà máy MBR công nghiệp quy mô lớnthủy tinh hợp kim với thép (GFS)Công nghệ này là tiêu chuẩn công nghiệp cho các lò phản ứng sinh học chính.Lớp phủ thủy tinh-silica trơ chống lại các hóa chất hung hăngĐiều này tạo ra một hệ thống bền cao phù hợp với hàng thập kỷ hoạt động liên tục.

• Tuân thủ quy định:Thiết kế kỹ thuật phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn đô thị và công nghiệp quốc tế về xả nước thải (ví dụ: Chỉ thị khung nước của EU hoặc hướng dẫn EPA của Hoa Kỳ),yêu cầu thiết bị đo độ mờ chính xác, TOC, và giám sát chất dinh dưỡng.

Bạn đang định kích thước một hệ thống MBR cho một dự án tái sử dụng nước mới, hoặc bạn cần trợ giúp tính toán diện tích bề mặt màng và tốc độ lưu lượng cần thiết cho một tải lượng nước thải cụ thể?