Różnica w funkcji i zastosowaniu między bioreaktorem membranowym (MBR) a ultrafiltracją zanurzeniową. Co należy stosować w jakiej sytuacji?
MBR umieszcza się w zbiorniku napowietrzającym lub osadniku wtórnym, z dużą ilością osadu czynnego w dopływie. Ultrafiltracja zanurzeniowa jest względna w stosunku do ultrafiltracji ciśnieniowej, która jest umieszczana w zbiorniku membranowym i wymaga szerszego zakresu wymagań dotyczących dopływu oraz silniejszych zdolności anty-zanieczyszczających. Mówiąc ogólnie, jeśli filtracja ultrafiltracyjna jest bezpośrednio stosowana bez dalszego oczyszczania po metodach biochemicznych, stosuje się MBR. Jeśli konieczne jest dalsze oczyszczanie (głównie w celu usunięcia ChZT), ultrafiltracja zanurzeniowa jest stosowana w ostatnim etapie.
Zalety: Proces MBR jest prosty, inwestycje są niskie, ultrafiltracja zanurzeniowa ma duży przepływ roboczy, wysoki wskaźnik odzysku i dobrą jakość wody
Wady: MBR charakteryzuje się niskim przepływem roboczym i wymaga większej liczby membran do wytworzenia tej samej ilości wody. Proces ultrafiltracji zanurzeniowej jest złożony i wymaga stosowania wielu urządzeń peryferyjnych.
zdjęcie
zdjęcie
Proces MBR
W dziedzinie oczyszczania ścieków i ponownego wykorzystania zasobów wodnych MBR, znany również jako bioreaktor membranowy, to nowa technologia uzdatniania wody, która łączy proces osadu czynnego i technologię separacji membranowej.
krótkie wprowadzenie
W dziedzinie oczyszczania ścieków i ponownego wykorzystania zasobów wodnych MBR, znany również jako Membrane Bio Reactor, to nowa technologia uzdatniania wody, która łączy proces osadu czynnego z technologią separacji membranowej. Istnieją różne rodzaje membran, klasyfikowane według mechanizmów separacji, w tym membrany reakcyjne, membrany jonowymienne, membrany przepuszczalne itp.; Zgodnie z właściwościami membran istnieją membrany naturalne (biofilmy) i membrany syntetyczne (membrany organiczne i nieorganiczne); Zgodnie z typami strukturalnymi membran istnieją płaskie typy płytowe, rurowe, spiralne i z włókien pustych.
Skład procesu
Bioreaktor membranowy składa się głównie z komponentów separacji membranowej i bioreaktora. Często wymieniany bioreaktor membranowy jest w rzeczywistości ogólnym terminem dla trzech typów reaktorów: ① Bioreaktor membranowy napowietrzający (AMBR); ② Bioreaktor membranowy ekstrakcyjny (EMBR); ③ Bioreaktor membranowy rozdzielający ciało stałe/ciecz (SLSMBR).
Membrana napowietrzająca
Bioreaktor membranowy napowietrzania został po raz pierwszy zaobserwowany w Cote P i in. w 1988 r., gdzie doniesiono, że zastosowanie oddychających gęstych membran (takich jak membrany z gumy silikonowej) lub mikroporowatych membran (takich jak membrany z hydrofobowego polimeru) w modułach płytowych lub z włókien pustych może zapewnić napowietrzanie bez pęcherzyków w bioreaktorach, utrzymując jednocześnie cząstkowe ciśnienie gazu poniżej punktu pęcherzyków. Cechą charakterystyczną tego procesu jest poprawa czasu kontaktu i wydajności transferu tlenu, co sprzyja kontroli procesu napowietrzania i nie jest zależne od czynników wielkości pęcherzyków i czasu przebywania w tradycyjnym napowietrzaniu. Jak pokazano na rysunku [1].
Membrana ekstrakcyjna
Bioreaktor membranowy ekstrakcyjny, znany również jako EMBR (bioreaktor membranowy ekstrakcyjny). Ze względu na wysoką kwasowość lub obecność substancji toksycznych dla organizmów, niektóre ścieki przemysłowe nie powinny być oczyszczane przez bezpośredni kontakt z mikroorganizmami; Gdy w ściekach obecne są lotne substancje toksyczne, jeśli stosowane są tradycyjne tlenowe procesy biologicznego oczyszczania, zanieczyszczenia mają tendencję do odparowywania wraz z przepływem powietrza napowietrzającego, co powoduje odgazowanie. Prowadzi to nie tylko do niestabilnych efektów oczyszczania, ale również powoduje zanieczyszczenie powietrza. Aby sprostać tym wyzwaniom technicznym, brytyjski uczony Livingston zbadał i opracował EMB. Ścieki i osad czynny są oddzielone membraną, a ścieki przepływają wewnątrz membrany, podczas gdy osad czynny zawierający pewne wyspecjalizowane bakterie przepływa poza membraną. Ścieki nie mają bezpośredniego kontaktu z mikroorganizmami, a zanieczyszczenia organiczne mogą selektywnie przechodzić przez membranę i być rozkładane przez mikroorganizmy po drugiej stronie.Ze względu na niezależną naturę jednostek bioreaktora i jednostek cyrkulacji ścieków po obu stronach membrany ekstrakcyjnej, przepływ wody każdej jednostki ma niewielki wpływ na siebie nawzajem. Składniki odżywcze i warunki życia mikroorganizmów w bioreaktorze nie są dotknięte jakością ścieków, co skutkuje stabilną wydajnością oczyszczania wody. Warunki pracy systemu, takie jak HRT i SRT, można kontrolować w optymalnym zakresie, aby utrzymać maksymalną szybkość degradacji zanieczyszczeń.
Membrana rozdzielająca ciecz-ciało stałe
Bioreaktor membranowy do separacji cieczy stałych jest najszerzej i najdokładniej badanym typem bioreaktora membranowego w dziedzinie uzdatniania wody. Jest to technologia uzdatniania wody, która wykorzystuje proces separacji membranowej w celu zastąpienia zbiornika sedymentacji wtórnej w tradycyjnym procesie osadu czynnego. W tradycyjnej technologii biologicznego oczyszczania ścieków separacja wody osadowej jest wykonywana grawitacyjnie w zbiorniku sedymentacji wtórnej, a jej wydajność separacji zależy od wydajności sedymentacji osadu czynnego. Im lepsza wydajność sedymentacji, tym wyższa wydajność separacji wody osadowej. Właściwości sedymentacyjne osadu zależą od warunków pracy zbiornika napowietrzania, a poprawa właściwości sedymentacyjnych osadu wymaga ścisłej kontroli warunków pracy zbiornika napowietrzania, co ogranicza stosowalność tej metody. Ze względu na wymóg separacji cieczy stałych w zbiorniku sedymentacji wtórnej, osad w zbiorniku napowietrzania nie może utrzymać wysokiego stężenia, na ogół około 1,5-3,5 mg/l, co ogranicza szybkość reakcji biochemicznej.
Czas retencji hydraulicznej (HRT) i wiek osadu (SRT) są od siebie zależne, a zwiększanie obciążenia objętościowego i zmniejszanie obciążenia osadu często powodują sprzeczność. System generuje również dużą ilość osadu resztkowego podczas pracy, a koszt jego utylizacji stanowi 25% do 40% kosztów operacyjnych oczyszczalni ścieków. Tradycyjne systemy oczyszczania osadu czynnego są również podatne na ekspansję osadu, co powoduje obecność zawiesiny w ściekach i pogorszenie jakości wody.
W odpowiedzi na powyższe problemy, MBR łączy technologię separacji membranowej z tradycyjną technologią oczyszczania biologicznego. MBR osiąga separację czasu retencji osadu i czasu retencji hydraulicznej, znacznie poprawiając wydajność separacji ciało stałe-ciecz. Ponadto, ze względu na wzrost stężenia osadu czynnego w zbiorniku napowietrzającym i pojawienie się określonych bakterii (zwłaszcza dominujących grup bakterii) w osadzie, szybkość reakcji biochemicznej ulega zwiększeniu. Jednocześnie, poprzez zmniejszenie stosunku F/M w celu zmniejszenia ilości wytwarzanego nadmiaru osadu (nawet do zera), wiele znaczących problemów występujących w tradycyjnych procesach osadu czynnego zostało zasadniczo rozwiązanych.
Osad czynny jest usuwany, a następnie filtrowany przez membranę pod ciśnieniem zewnętrznym. Ta forma bioreaktora membranowego eliminuje potrzebę układu cyrkulacji cieczy mieszanej i opiera się na zasysaniu wody, co skutkuje stosunkowo niskim zużyciem energii; zajmuje więcej miejsca i jest bardziej kompaktowy niż oddzielny typ, a w ostatnich latach zyskał szczególną uwagę w dziedzinie uzdatniania wody. Jednak strumień membrany jest na ogół stosunkowo niski, co sprawia, że jest podatny na zanieczyszczenie membrany i trudny do czyszczenia i wymiany po zanieczyszczeniu.
Bioreaktor z kompozytową membraną również należy do zintegrowanych bioreaktorów membranowych, przy czym różnica polega na dodaniu wypełniaczy do wnętrza bioreaktora w celu utworzenia bioreaktora z kompozytową membraną, co zmienia pewne właściwości reaktora.
Charakterystyka procesu
W porównaniu z wieloma tradycyjnymi procesami biologicznego oczyszczania wody, MBR charakteryzuje się następującymi głównymi cechami:
1、 Wysoka jakość i stabilna jakość ścieków
Dzięki skutecznemu efektowi separacji membrany, wydajność separacji jest znacznie lepsza niż w przypadku tradycyjnych zbiorników sedymentacyjnych. Oczyszczone ścieki są niezwykle przejrzyste, z zawiesiną i zmętnieniem bliskim zeru. Bakterie i wirusy są w znacznym stopniu usuwane, a jakość ścieków jest lepsza niż standard jakości wody komunalnej różnorakiej wydany przez Ministerstwo Budownictwa (CJ25.1-89). Może być bezpośrednio ponownie wykorzystana jako niezdatna do picia miejska woda różnorakiej.
Jednocześnie separacja membranowa całkowicie przechwytuje mikroorganizmy w bioreaktorze, co pozwala systemowi utrzymać wysokie stężenie mikroorganizmów. To nie tylko poprawia ogólną wydajność usuwania zanieczyszczeń przez urządzenie reakcyjne, ale także zapewnia dobrą jakość ścieków. Jednocześnie reaktor ma dobrą zdolność adaptacji do różnych zmian obciążenia wlotowego (jakości i ilości wody), jest odporny na obciążenia udarowe i może stabilnie uzyskiwać wysokiej jakości ścieki.
2. Niska produkcja osadu nadmiernego
Proces ten może być przeprowadzany przy dużym obciążeniu objętościowym i małym obciążeniu osadem, przy niewielkiej ilości powstającego osadu resztkowego (teoretycznie osiągając zerowy zrzut osadu), co pozwala na redukcję kosztów oczyszczania osadu.
3. Niewielkie rozmiary, nieograniczona przez lokalizację ustawienia
Bioreaktor może utrzymywać wysokie stężenie biomasy mikrobiologicznej, przy dużym obciążeniu objętościowym urządzenia do obróbki i dużej powierzchni, co skutkuje znacznymi oszczędnościami kosztów; Ten proces jest prosty, ma zwartą strukturę i zajmuje niewielką powierzchnię. Nie jest ograniczony przez miejsce instalacji i nadaje się na każdą okazję. Może być wykonany w wersji naziemnej, półpodziemnej i podziemnej.
4、 Może usuwać azot amonowy i trudną do rozkładu materię organiczną
Dzięki całkowitemu przechwyceniu mikroorganizmów w bioreaktorze ułatwia to retencję i wzrost wolno proliferujących mikroorganizmów, takich jak bakterie nitryfikacyjne, poprawiając w ten sposób wydajność nitryfikacji systemu. Jednocześnie może zwiększyć hydrauliczny czas retencji niektórych opornych związków organicznych w systemie, co jest korzystne dla poprawy wydajności degradacji opornych związków organicznych.
5、 Wygodna obsługa i zarządzanie, łatwe osiągnięcie automatycznej kontroli
Proces ten zapewnia całkowite oddzielenie czasu retencji hydraulicznej (HRT) i czasu retencji osadu (SRT), dzięki czemu sterowanie operacyjne jest bardziej elastyczne i stabilne. Jest to nowa technologia, którą łatwo wdrożyć w oczyszczaniu ścieków i która umożliwia automatyczne sterowanie mikrokomputerem, dzięki czemu zarządzanie operacyjne jest wygodniejsze.
6、 Łatwa transformacja z tradycyjnego rzemiosła
Proces ten może służyć jako jednostka głębokiego oczyszczania w tradycyjnych procesach oczyszczania ścieków i ma szerokie perspektywy zastosowania w takich obszarach, jak głębokie oczyszczanie ścieków z miejskich oczyszczalni ścieków wtórnych (umożliwiając tym samym ponowne wykorzystanie ścieków miejskich na dużą skalę).
Bioreaktory membranowe mają również pewne wady. Objawiają się one głównie w następujących aspektach:
Wysoki koszt membran wiąże się z większymi nakładami inwestycyjnymi na infrastrukturę bioreaktorów membranowych w porównaniu z tradycyjnymi procesami oczyszczania ścieków;
Membrana może się zanieczyszczać, co utrudnia obsługę i zarządzanie;
Wysokie zużycie energii: Po pierwsze, proces separacji wody osadowej MBR musi utrzymywać określone ciśnienie napędowe membrany. Po drugie, stężenie MLSS w zbiorniku MBR jest bardzo wysokie. Aby utrzymać wystarczającą szybkość transferu tlenu, konieczne jest zwiększenie intensywności napowietrzania. Aby zwiększyć strumień membrany i zmniejszyć zanieczyszczenie membrany, konieczne jest zwiększenie szybkości przepływu i przepłukanie powierzchni membrany, co skutkuje wyższym zużyciem energii przez MBR w porównaniu z tradycyjnymi procesami oczyszczania biologicznego.
Przetwarzanie filmu
Membrana może być przygotowana z różnych materiałów, w tym fazy ciekłej, fazy stałej, a nawet fazy gazowej. Zdecydowana większość obecnie stosowanych membran separacyjnych to membrany fazy stałej. Ze względu na różne rozmiary porów można je podzielić na membrany mikrofiltracyjne, membrany ultrafiltracyjne, membrany nanofiltracyjne i membrany odwróconej osmozy; Ze względu na różne materiały można je podzielić na membrany nieorganiczne i membrany organiczne. Membrany nieorganiczne to głównie membrany klasy mikrofiltracyjnej. Membrana może być jednorodna lub niejednorodna i może być naładowana lub elektrycznie obojętna. Membrany szeroko stosowane w oczyszczaniu ścieków to głównie stałe membrany asymetryczne przygotowane z organicznych materiałów polimerowych.
Kryteria klasyfikacji i klasyfikacja membran:
1、 Materiał membrany MBR
1. Materiały polimerowe organiczne: poliolefina, polietylen, poliakrylonitryl, polisulfon, poliamid aromatyczny, fluoropolimer itp.
Membrany organiczne mają stosunkowo niskie koszty, są niedrogie, mają dojrzałe procesy produkcyjne, różne rozmiary i formy porów oraz są szeroko stosowane. Są jednak podatne na zanieczyszczenie podczas pracy, mają niską wytrzymałość i krótki okres użytkowania.
2. Membrana nieorganiczna: Jest to rodzaj stałej membrany, która jest półprzepuszczalną membraną wykonaną z materiałów nieorganicznych, takich jak metale, tlenki metali, ceramika, szkło porowate, zeolity, nieorganiczne materiały polimerowe itp.
Membrany nieorganiczne obecnie stosowane w MBR to głównie membrany ceramiczne, które mają tę zaletę, że można je stosować w środowiskach o pH=0-14, ciśnieniu P<10MPa i temperaturze<350 ℃. Mają wysoki strumień i stosunkowo niskie zużycie energii, co czyni je wysoce konkurencyjnymi w oczyszczaniu ścieków przemysłowych o wysokim stężeniu; Wadami są: wysoki koszt, odporność na alkalia, niska elastyczność i trudności w przetwarzaniu i przygotowywaniu folii.
2、 Rozmiar porów membrany MBR
W technologii MBR najczęściej stosuje się membrany mikrofiltracyjne (MF) i ultrafiltracyjne (UF), najczęściej o wielkości porów 0,1-0,4 μm, co jest wystarczające w przypadku reaktorów membranowych z separacją faz stałej i ciekłej.
Do powszechnie stosowanych materiałów polimerowych do membran mikrofiltracyjnych zalicza się poliwęglan, ester celulozy, polifluorek winylidenu, polisulfon, politetrafluoroetylen, polichlorek winylu, polieteroimid, polipropylen, polieteroeteroketon, poliamid itp.
Do powszechnie stosowanych materiałów polimerowych do ultrafiltracji zalicza się polisulfon, polieterosulfon, poliamid, poliakrylonitryl (PAN), polifluorek winylidenu, ester celulozy, polieteroeteroketon, poliimid, polieteroamid itp.
3、 Moduł membrany MBR
Aby ułatwić produkcję przemysłową i instalację, poprawić wydajność membrany i osiągnąć maksymalną powierzchnię membrany na jednostkę objętości, membrana jest zwykle montowana w podstawowym sprzęcie jednostkowym w pewnej formie, a pod wpływem pewnej siły napędowej następuje oddzielenie różnych składników w mieszanym płynie. Ten typ urządzenia nazywa się modułem membranowym.
W przemyśle powszechnie stosuje się pięć form elementów membranowych:
Moduł płytowy i ramowy, moduł spiralny, moduł rurowy, moduł włókien pustych i moduł kapilarny. Pierwsze dwa wykorzystują folię płaską, a trzy ostatnie folię rurową. Średnica membrany rurki kołowej >10 mm; Typ kapilarny -0,5~10,0 mm; Typ włókien pustych <0,5 mm>.
Tabela: Charakterystyka różnych składników membrany
Najczęściej używane formy modułów membranowych w procesie MBR obejmują typ płyty ramowej, typ rury okrągłej i typ włókna pustego. Typ płyty i ramy:
Jest to jedna z najwcześniejszych form modułów membranowych stosowanych w technologii MBR, o wyglądzie podobnym do zwykłej prasy filtracyjnej płytowej i ramowej. Zalety to: prosta produkcja i montaż, wygodna obsługa, łatwa konserwacja, czyszczenie i wymiana. Wady to: złożone uszczelnienie, duża strata ciśnienia i niska gęstość upakowania.
Typ rury okrągłej:
Składa się z membrany i nośnika membrany, i ma dwa tryby pracy: typ ciśnienia wewnętrznego i typ ciśnienia zewnętrznego. W praktyce często stosuje się typ ciśnienia wewnętrznego, w którym woda wlotowa wpływa z wnętrza rury, a permeat wypływa z zewnątrz rury. Średnica membrany wynosi od 6 do 24 mm. Zalety membrany rurowej o przekroju kołowym to: ciecz wlotowa może kontrolować przepływ turbulentny, nie jest łatwa do zablokowania, jest łatwa do czyszczenia i ma niską stratę ciśnienia. Wadą jest niska gęstość upakowania.
Typ włókna pustego:
Średnica zewnętrzna wynosi zazwyczaj 40-250 μm, a średnica wewnętrzna 25-42 μm. Zalety to wysoka wytrzymałość na ściskanie i odporność na odkształcenia. W MBR komponenty są często umieszczane bezpośrednio w reaktorze bez potrzeby stosowania naczyń ciśnieniowych, tworząc zanurzony bioreaktor membranowy. Zazwyczaj jest to zewnętrzny komponent membrany ciśnieniowej. Zalety to: wysoka gęstość upakowania; stosunkowo niski koszt; długa żywotność, można stosować nylonowe membrany z włókien pustych o stabilnych właściwościach fizycznych i chemicznych oraz niskiej przepuszczalności; membrana ma dobrą odporność na ciśnienie i nie wymaga materiałów pomocniczych. Wadą jest to, że jest wrażliwa na zatykanie, a zanieczyszczenia i polaryzacja stężeń mają znaczący wpływ na wydajność separacji membrany.
Ogólne wymagania dotyczące projektowania modułów membranowych MBR:
Zapewnij odpowiednie wsparcie mechaniczne membrany, zadbaj o gładkie kanały przepływu i wyeliminuj martwe punkty oraz obszary stojącej wody;
Niskie zużycie energii, minimalizacja polaryzacji stężeń, poprawa wydajności separacji i redukcja zanieczyszczeń membrany;
Najwyższa możliwa gęstość upakowania, łatwa instalacja, czyszczenie i wymiana;
O Posiada wystarczającą wytrzymałość mechaniczną oraz stabilność chemiczną i termiczną.
Przy wyborze komponentów membrany należy kompleksowo uwzględnić ich koszt, gęstość upakowania, scenariusze zastosowań, procesy systemowe, zanieczyszczenie i czyszczenie membrany, okres eksploatacji itp.
obszar zastosowań
W połowie lub pod koniec lat 90. bioreaktory membranowe weszły w fazę praktycznego zastosowania za granicą. Zenon, kanadyjska firma, jako pierwsza wprowadziła na rynek bioreaktor membranowy rurowy do ultrafiltracji i zastosowała go w miejskiej oczyszczalni ścieków. Aby zaoszczędzić na zużyciu energii, firma opracowała również moduły membranowe z zanurzonymi włóknami pustymi. Bioreaktor membranowy opracowany przez firmę został zastosowany w ponad dziesięciu miejscach, w tym w Stanach Zjednoczonych, Niemczech, Francji i Egipcie, w skali od 380 m3/d do 7600 m3/d. Mitsubishi Rayon jest również znanym dostawcą zanurzonych membran z włóknami pustymi na świecie i zgromadził lata doświadczenia w stosowaniu MBR. Zbudował wiele rzeczywistych projektów MBR w Japonii i innych krajach. Kubota Corporation w Japonii to kolejna konkurencyjna firma w praktycznym zastosowaniu bioreaktorów membranowych, produkująca membrany płytowe o takich cechach, jak wysoki przepływ, odporność na zanieczyszczenia i prosty proces. Niektórzy krajowi badacze i przedsiębiorstwa również podejmują próby praktycznego zastosowania MBR.
Obecnie bioreaktory membranowe znajdują zastosowanie w następujących dziedzinach:
1、 Oczyszczanie ścieków miejskich i ponowne wykorzystanie wody w budynkach
Pierwsza oczyszczalnia ścieków wykorzystująca technologię MBR została zbudowana przez amerykańską firmę Dorr Oliver w 1967 roku, która oczyszczała 14 m3 ścieków dziennie. W 1977 roku w Japonii wprowadzono do użytku system ponownego wykorzystania ścieków w wieżowcu. W 1980 roku Japonia zbudowała dwie oczyszczalnie MBR o wydajności odpowiednio 10 m3/d i 50 m3/d. Na początku lat 90. w Japonii działało 39 takich fabryk o maksymalnej wydajności 500 m3/d, a ponad 100 wieżowców wykorzystywało MBR do oczyszczania ścieków i ponownego wykorzystywania ich w pośrednich drogach wodnych. W 1997 roku Wessex uruchomił największy na świecie system MBR w Porlock w Wielkiej Brytanii o dziennej wydajności 2000 m3.W 1999 roku Wessex zbudował również zakład MBR o wydajności 13 000 m3/d w Swanage, Dorset.
W maju 1998 r. zintegrowany system pilotażowy bioreaktora membranowego prowadzony przez Uniwersytet Tsinghua przeszedł krajową certyfikację. Na początku 2000 r. Uniwersytet Tsinghua zbudował praktyczny system MBR w szpitalu Haidian Township w Pekinie w celu oczyszczania ścieków szpitalnych. Projekt został ukończony i oddany do użytku w czerwcu 2000 r. i obecnie działa normalnie. We wrześniu 2000 r. profesor Yang Zaoyan i jej zespół badawczy z Uniwersytetu Tianjin ukończyli projekt demonstracyjny MBR w budynku Puchen w Parku Przemysłowym Nowych Technologii w Tianjin. System oczyszcza 25 ton ścieków dziennie, z których wszystkie są wykorzystywane do spłukiwania toalet i zraszania terenów zielonych. System zajmuje powierzchnię 10 metrów kwadratowych i zużywa 0,7 kW · h energii na tonę ścieków.
2、 Oczyszczanie ścieków przemysłowych
Od lat 90. obiekty oczyszczania MBR były stale rozszerzane. Oprócz ponownego wykorzystania odzyskanej wody i oczyszczania ścieków fekalnych, MBR zyskało również szerokie zainteresowanie w oczyszczaniu ścieków przemysłowych, takich jak oczyszczanie ścieków przemysłu spożywczego, ścieków z przetwórstwa wodnego, ścieków z akwakultury, ścieków z produkcji kosmetyków, ścieków z farbiarstwa i ścieków petrochemicznych, z których wszystkie osiągnęły dobre efekty oczyszczania. Na początku lat 90. Stany Zjednoczone zbudowały system MBR w Ohio w celu oczyszczania ścieków przemysłowych z pewnej fabryki samochodów. Wydajność oczyszczania wynosiła 151 m3/d, a ładunek organiczny systemu osiągnął 6,3 kgChZT/m3 · d. Współczynnik usuwania ChZT wynosił 94%, a zdecydowana większość oleju i smaru uległa degradacji. W Holandii zakład ekstrakcji i przetwarzania tłuszczu wykorzystuje tradycyjną technologię oczyszczania ścieków w rowach utleniających do oczyszczania ścieków produkcyjnych. Ze względu na rozbudowę skali produkcji osad pęcznieje i jest trudny do oddzielenia.Wreszcie, moduły membranowe Zenon stosowane są zamiast zbiorników sedymentacyjnych, a efekt działania jest dobry.
3、 Oczyszczanie wody pitnej z mikro zanieczyszczeń
Wraz z powszechnym stosowaniem nawozów azotowych i insektycydów w rolnictwie, woda pitna również została zanieczyszczona w różnym stopniu. Lyonnaise des Eaux opracował proces MBR w połowie lat 90., który ma funkcje biologicznej denitryfikacji, adsorpcji insektycydów i usuwania mętności. W 1995 roku firma zbudowała fabrykę w Douchy we Francji o dziennej zdolności produkcyjnej 400 m3 wody pitnej. Stężenie azotu w ściekach wynosi poniżej 0,1 mg/l NO2, a stężenie insektycydów wynosi poniżej 0,02 μ g/l.
4、 Oczyszczanie ścieków kałowych
Zawartość materii organicznej w ściekach kałowych jest wysoka, a tradycyjne metody oczyszczania denitryfikacyjnego wymagają wysokiego stężenia osadu. Separacja ciało stałe-ciecz jest niestabilna, co wpływa na skuteczność oczyszczania trzeciorzędowego. Pojawienie się MBR skutecznie rozwiązało ten problem i umożliwiło bezpośrednie oczyszczanie ścieków kałowych bez rozcieńczania.
Japonia opracowała technologię oczyszczania kału i moczu znaną jako system NS, której głównym elementem jest połączenie płaskiego urządzenia membranowego i tlenowego bioreaktora osadu czynnego o wysokim stężeniu. System NS został zbudowany w Echigo City, prefektura Saitama, Japonia w 1985 roku, z wydajnością produkcyjną 10 kL/d. W 1989 roku zbudowano nowe zakłady oczyszczania ścieków w prefekturach Nagasaki i Kumamoto. Płaska folia w systemie NS jest instalowana równolegle z dziesiątkami grup, każda o powierzchni około 0,4 m2, aby stworzyć urządzenie ramowe, które może automatycznie otwierać się i przepłukiwać. Materiałem membrany jest polisulfonowa membrana ultrafiltracyjna o masie cząsteczkowej odcięcia 20000. Stężenie osadu w reaktorze jest utrzymywane w zakresie 15000-18000 mg/l.W 1994 roku w Japonii działało ponad 1200 systemów MBR, które oczyszczały ścieki fekalne pochodzące od ponad 40 milionów ludzi.
5、 Oczyszczanie odcieków ze składowiska odpadów/kompostu
Odciek ze składowisk odpadów/kompostu zawiera wysokie stężenia zanieczyszczeń, a jakość i ilość wody zmieniają się w zależności od klimatu i warunków eksploatacji. Technologia MBR była stosowana w wielu oczyszczalniach ścieków do oczyszczania tego typu ścieków przed 1994 r. Połączenie technologii MBR i RO pozwala nie tylko usuwać SS, materię organiczną i azot, ale także skutecznie usuwać sole i metale ciężkie. Niedawno Envirogen Corporation w Stanach Zjednoczonych opracowała MBR do oczyszczania odcieków ze składowisk odpadów i zbudowała urządzenie o dziennej wydajności przetwarzania 400000 galonów (około 1500 m3/d) w New Jersey, które zostało uruchomione pod koniec 2000 r. Ten MBR wykorzystuje naturalnie występujące bakterie mieszane do rozkładu węglowodorów i związków chlorowanych w odciekach, a jego stężenie oczyszczanych zanieczyszczeń jest 50-100 razy większe niż w przypadku konwencjonalnych urządzeń do oczyszczania ścieków.Powodem osiągnięcia tego efektu oczyszczania jest to, że MBR może zatrzymać wydajne bakterie i osiągnąć stężenie bakterii na poziomie 50000 mg/l. W teście pilotażowym na miejscu, COD na wlocie wahało się od kilkuset do 40000, a wskaźnik usuwania zanieczyszczeń osiągnął ponad 90%.
Główne obszary zastosowań i odpowiadające im stawki procentowe MBR w kraju i za granicą:
Udział procentowy rodzajów ścieków (%)
Ścieki przemysłowe 27 Ścieki miejskie 12
Ścieki budowlane 24 śmieci 9
Ścieki bytowe 27
