خلاصه: سیستم غشا MBR مزایای فرآیند سنتی لجن فعال و فرآیند غشا را ترکیب می کند.در نتیجه کیفیت آب فیلتر شده بسیار بالاتر از آب فیلتر شده با یک تکنولوژی است.علاوه بر این، با بهبود فعلی استانداردهای تخلیه فاضلاب، افزایش فرآیندهای غشا و کاهش هزینه غشا،سیستم های غشا فرآیند MBR به طور گسترده ای استفاده شده است، و تحقیقات نظری در مورد سیستم های غشاء فرآیند MBR به تدریج بهبود یافته است.سیستم غشا فرآیند MBR عمدتاً به تکنولوژی جدایی جامد از مایع غشا متکی است، با درمان بیولوژیکی غالب و جدایی جامد از مایع کلیدی است.این مقاله در مورد فن آوری های کلیدی طراحی سیستم غشا فرآیند MBR برای پروژه های تصفیه فاضلاب شهری توضیح می دهدکلمات کلیدی: تصفیه فاضلاب؛ فرآیند غشا MBR 1 نقاط طراحی ماژول غشا MBR 1.1 نقطه انتخاب مواد فیبر غشا انتخاب مواد فیبر غشا پایه و کلید کل سیستم فرآیند است، و انتخاب مواد آن نه تنها بر عمر غشا تأثیر می گذارد، بلکه بر عملکرد غشا نیز تاثیر می گذارد. مواد فیبر غشا به دو بخش تقسیم می شود:غشای ارگانیک و غشای غیر ارگانیک، هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. هر کارخانه مناسب ترین نوع غشا را با توجه به نیازهای مختلف خود انتخاب می کند. فیلم های ارگانیک مزایای زیر را دارند: هزینه پایین,با این حال، فیلم های ارگانیک نیز معایب خاصی مانند زمان استفاده کوتاه تر و حساسیت به آلودگی دارند.غشای غیر ارگانیک از مزایای عدم تحت تاثیر محلول های ارگانیک استمقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر فرسایش، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت قوی در برابر اسید و قلیغشای غیر ارگانیک اغلب برای تصفیه فاضلاب کارخانه با آلودگی شدید و فرسایش استفاده می شودرایج ترین غشا در حال حاضر PVDF در غشا های ارگانیک است که برای داشتن هیدروفیلیتی پایدار بهبود یافته است و توسط اکثر کارخانه ها مورد علاقه است.
1.2 نکات کلیدی برای انتخاب عملکرد فیبر غشا: هنگام انتخاب فیبر غشا، دو جنبه باید در نظر گرفته شود: مقاومت شیمیایی و خواص مکانیکی.مقاومت شیمیایی و خواص مکانیکی دو عامل مهم تعیین کننده عمر خدمت غشا هستندمقاومت شیمیایی فیبرهای غشا به توانایی آنها در مقاومت در برابر فرسایش مواد شیمیایی تا حد ممکن اشاره دارد، یعنیآنها باید قادر به تمیز کردن هر چه بیشتر انواع مواد شیمیایی باشند.، با مقاومت آنتی اکسیدان و فرسایش بالا. خواص مکانیکی فیبرهای غشا به توانایی آنها در مقاومت در برابر اثرات خارجی طولانی مدت اشاره دارد.مانند تاثیر آب جریان بالا و تمیز کردن اصطکاک هوادرجه شکستگی و کشش در هنگام شکستن فیبرهای غشا شاخص های مهمی هستند که ویژگی های مکانیکی را منعکس می کنند.مقدار عددی نشان دهنده درجه ای است که غشا تحت فشار خارجی قرار می گیرد، و به طور غیرمستقیم میزان آسیب به غشا را در طول استفاده نشان می دهد. این یک شاخص اندازه گیری مهم برای اندازه گیری کیفیت غشا است.3 نکات کلیدی برای انتخاب اندازه منافذ فیبر غشا در سیستم های غشا فرآیند MBR، دو اندازه منافذ غشا به طور معمول استفاده می شود. یک نوع دارای اندازه منافذ بین 0.01 و 0.1 μ m است و این نوع غشا غشا ultrafiltration نامیده می شود، همچنین به عنوان غشا UF شناخته می شود؛نوع دیگری از غشا با اندازه منافذ بین 0.1 و 0.4 μ m، همچنین به عنوان غشاء میکروفیلتراسیون یا MF شناخته می شود. در کاربردهای عملی، هر دو نوع غشاء نیازهای فرآیند را برآورده می کنند و هیچ تفاوت قابل توجهی بین این دو وجود ندارد.اندازه منافذ غشا ذکر شده در آن داده های دقیق اندازه گیری نشده استدر حال حاضر هیچ استاندارد ملی واحدی برای اندازه منافذ غشا وجود ندارد.و کیفیت غشا بستگی به کیفیت آب فیلتر شده دارد.عملکرد تصفیه غشا عمدتاً به سه جنبه بستگی دارد: اول، عملکرد تصفیه و غربالگری منافذ غشا خود؛ دوم،عملکرد جذب بین منافذ غشا و سطح غشا۲- نکات کلیدی برای طراحی پارامترهای سیستم غشا فرآیند MBR1 جریان غشا جریان غشا یک عامل مهم است که بر ثبات سیستم غشا فرآیند MBR تأثیر می گذارد، و انتخاب جریان مناسب غشا می تواند به طور موثر سرعت تخریب نفوذ را کاهش دهد. اما انتخاب جریان غشا لزوماً بهتر نیست،آن نیاز به در نظر گرفتن نیازهای کاربردی و حداکثر بار است که غشا می تواند از طریق جریان آب عبور کندجریان غشا بخش اصلی کل سیستم فرآیند است، که به حداکثر جریان آب اشاره دارد که می تواند از طریق غشا جریان یابد، به شرطی که در هر واحد منطقه در هر واحد زمان باشد.چهار حالت جریان غشا وجود داردیکی جریان میانگین غشاست که به سرعت جریان ایده آل در غشا در طول طراحی اشاره دارد. دوم جریان میانگین لحظه ای غشاست.که به فلوسی اشاره دارد که در آن غشا در واقع در کار شرکت می کندسوم، حداکثر جریان لحظه ای غشاست که تحت تاثیر عوامل مانند مقدار اوج آب گردش و زمان تمیز کردن غشاست.هنگام اندازه گیری حداکثر جریان لحظه ای غشا، بدترین از دو عامل باید به عنوان اندازه گیری حداکثر جریان فوری غشا انتخاب شود. چهارم جریان لحظه ای غشا است.که مربوط به چرخه تمیز کردن شیمیایی است.هنگامی که جریان غشا افزایش می یابد اما چرخه تمیز کردن شیمیایی به طور قابل توجهی کاهش می یابد، جریان غشا اندازه گیری شده جریان لحظه ای غشا است.جریان فوري بحرانی غشا یک معیار آزمایشی مهم در سیستم های غشا فرآیند MBR است.در سیستم های غشا، ما نیاز داریم که تمام جریان غشا نباید از جریان لحظه ای غشا بیش باشد. هنگام طراحی جریان غشا،مهم است که جریان مناسب غشا را بر اساس وضعیت واقعی انتخاب کنید. انتخاب جریان غشا لزوماً بهتر نیست ، معمولاً در محدوده ای خاص. افزایش جریان غشا می تواند تعداد غشا استفاده شده را کاهش دهد و هزینه های کمتری را کاهش دهد.اما وقتی که جریان غشا به یک مقدار مشخص برسد، افزایش جریان غشا ممکن است منجر به پیری سریع سیستم غشا، کاهش عمر خدمت غشا و افزایش فرکانس و هزینه جایگزینی غشا شود.
2.2 دمای طراحی آب یک عامل عمده بر جریان غشا است. در محدوده ای مشخص، با افزایش دمای آب، فعالیت مواد شیمیایی در آب افزایش می یابد.غلظت کاهش می یابد، و جریان غشا افزایش می یابد؛ اگر دمای آب بیش از حد پایین باشد، فعالیت مواد شیمیایی در آب کاهش می یابد، لزوم افزایش می یابد و جریان غشا کاهش می یابد.چون سیستم غشا فرآیند MBR یک سیستم جریان ثابت است، تغییرات جریان غشا ناشی از دمای آب می تواند با تغییر تفاوت فشار transmembrane تنظیم شود.1 گروه بندی سیستم های غشا به منظور تسهیل کار و پردازش، سیستم های غشا معمولاً روش های پردازش گروه بندی را اتخاذ می کنند. گروه بندی سیستم های غشا دارای الزامات خاصی است.و به صورت تصادفی گروه بندی یا تعیین اندازه یک گروه واحد مجاز نیستگروه بندی باید پس از بهینه سازی مقایسه فنی و اقتصادی تعیین شود.یک سیستم غشا نباید به بسیاری از اجزای غشا متصل شود تا از مشکلات مانند ورود آب جلوگیری شود.از نظر اقتصادی، اگر مقیاس یک سیستم غشا بیش از حد بزرگ باشد، منجر به افزایش تعداد پمپ های مکش، خط لوله ها،و اجزای مربوطه، و همچنین کاهش تعداد تجهیزات، آشکارسازها و غیره و کاهش طول هر خط لوله.لازم است که مزیت های فنی و اقتصادی را به طور جامع مقایسه کنیم.3.2 پشتیبان گیری از سیستم غشا برای کاهش حوادث غیر منتظره، برخی از سیستم های پشتیبان برای سیستم غشا تنظیم می شود.اما ایجاد تجهیزات پشتیبان نیاز به افزایش محاسبه سیستم غشا داردبنابراین اپراتور می تواند تصمیم بگیرد که آیا برای راه اندازی یک سیستم غشا پشتیبان به تنهایی. اگر هیچ بودجه ای برای راه اندازی یک سیستم پشتیبان وجود ندارد، برخی از اقدامات اضطراری می تواند انجام شود. به طور کلی،پشتیبان گیری از سیستم های غشا شامل جنبه های زیر است:اول اینکه، تجهیزات اصلی موجود در سیستم غشا می توانند به روش های مختلفی و یکی از آنها به عنوان پشتیبان استفاده شوند.دوم این است که سرعت جریان غشا و قطر خط لوله مربوطه از یک سیستم غشا واحد را افزایش دهد، و تعداد گروه ها باید بیشتر از یا برابر با چهار گروه باشد. سوم، هنگام طراحی سیستم غشا، مقدار خاصی از فضا باید برای پشتیبان گیری اختصاص داده شود.معمولاً ۱۰ تا ۱۵ درصد از فضا باید برای پشتیبان گیری اختصاص داده شود..4 نکات کلیدی برای طراحی عملیات سیستم غشا فرآیند MBR 4.1 طراحی چرخه کار غشا سیستم غشا فرآیند MBR عمدتاً حالت عملیات تخلیه آب متناوب را اتخاذ می کند.بعد از استخراج آب، سیستم برای مدت زمان قبل از ادامه استخراج آب متوقف می شود. زمان استخراج حدود 8 تا 12 دقیقه است و زمان توقف حدود 30 تا 120 ثانیه است.انواع مختلف سیستم ها حالت توقف متفاوتی دارند.، برخی از آنها فقط وقفه های عادی هستند، در حالی که دیگران در طول زمان وقفه شستشو انجام می دهند. هر استخراج و وقفه به عنوان یک چرخه محسوب می شود،و کوتاه کردن زمان چرخه باعث کاهش میزان ازدحام لجن می شوداما اگر زمان چرخه بیش از حد کوتاه باشد، مشکل کنترل سیستم غشا برای پرسنل را افزایش می دهد و عمر اجزای غشا را کاهش می دهد.2 طراحی فشار کار غشا: آیا غشا آلوده است و درجه آلودگی تحت تاثیر فشار کار است. فشار کار غشا دارای یک ارزش فشار بحرانی است.و زمانی که مقدار فشار بحرانی از مقدار فشار عملیاتی بیشتر باشد، افزایش مقدار فشار باعث افزایش جریان غشا می شود. هنگامی که مقدار فشار بحرانی کمتر از مقدار فشار عملیاتی باشد، درجه آلودگی غشا را تشدید می کند.و تغییر در ارزش فشار در این زمان تقریبا هیچ تاثیری بر جریان غشا ندارددر کاربردهای عملی، ارزش فشار عملیاتی غشا باید تا حد ممکن به حداقل برسد.یک ارزش فشار عملیاتی پایین غشا برای بهبود بهره وری استفاده از انرژی غشا مفید است، افزایش جریان غشا در طول یک دوره طولانی تر از زمان، و افزایش عمر خدمت غشا تا حدودی.
دو نوع حالت عملکرد غشا وجود دارد: کنترل فشار ثابت و کنترل جریان ثابت. در سیستم های غشا فرآیند MBR ، کنترل جریان ثابت به دلایل مختلفی انتخاب می شود.اول از همه، می تواند آلودگی غشا را کاهش دهد و به طور موثر آلودگی غشا را کنترل کند. دوم، می تواند چرخه تمیز کردن غشا را افزایش دهد و کارایی عملیاتی آن را بهبود بخشد. سوم،می تواند جریان غشا را در مدت زمان طولانی افزایش دهد.چهارمین، می تواند عملکرد پایدار و منظم کل سیستم غشا فرآیند MBR را تضمین کند.کنترل فشار ثابت عمدتا در سیستم هایی که تغییر جریان غشا را با زمان اجرا اندازه گیری می کنند استفاده می شودنتیجه گیری: به دلیل مزایای متعدد سیستم غشا MBR، توسط بسیاری از کارخانه ها مورد علاقه قرار گرفته است، اما در پروژه های تصفیه فاضلاب شهری،این تکنولوژی هنوز در عمل استفاده نشده و تبلیغ نشده است.بنابراین، بر اساس تجربه خودمان در ساخت کارخانه های تصفیه فاضلاب،این مقاله در مورد فن آوری های کلیدی برای طراحی سیستم های غشا فرآیند MBR در پروژه های تصفیه فاضلاب شهری توضیح می دهد، از جمله طراحی قطعات غشا فرآیند MBR، طراحی پارامترها، طراحی طرح بندی و نقاط طراحی عملیاتی، به منظور ارائه مرجع برای پروژه های آینده تصفیه فاضلاب شهری.
