Mòdul de membrana MBR de columna

El mòdul columnar MBR (Bioreactor de membrana) (conjunt de bioreactor de membrana columnar extern/submergit) és un equip bàsic de tractament d'aigua que integra una separació de membrana d'alta -precisió i una reacció bioquímica eficient. Consisteix principalment en feixos de membranes de fibres buides encapsulades en una estructura columnar, dividits en dos tipus principals: impulsats per pressió-externa i impulsats per buit-submergits. Ampliament utilitzat en el tractament avançat d'aigües residuals industrials, el pretractament de preparació d'aigua pura i els projectes de reutilització d'aigua recuperada de gamma alta-, l'equip presenta una alta densitat d'embalatge de mòduls de membrana, una forta capacitat anti-contaminació i una excel·lent estabilitat operativa. Pot aconseguir una intercepció profunda de sòlids en suspensió, microorganismes i contaminants refractaris a les aigües residuals, amb una qualitat de l'efluent superior a la del MBR de fulla plana-. Com a equip preferit per a escenaris de tractament d'aigua-de gamma alta, és adequat per a projectes de tractament d'aigua centralitzats de mida gran i mitjana- i necessitats especials de purificació de la qualitat de l'aigua.

Basat en el principi col·laboratiu de "biodegradació + separació de membrana", el mòdul MBR columnar difereix significativament del MBR de full-plane en l'estructura del mòdul de membrana i en el mode de funcionament. Realitza una separació eficient de sòlids-líquids mitjançant membranes de fibra buida encapsulades en forma columnar. El principi bàsic consta de tres passos, equilibrant l'eficiència de la degradació i el control de l'encrassement de la membrana:
1. Biodegradació
El mòdul MBR columnar extern requereix un bioreactor independent, on el licor barrejat es bombeja a la columna de membrana. El mòdul MBR columnar submergit es col·loca directament al reactor, on les comunitats microbianes (bacteris aeròbics, bacteris nitrificants, bacteris desnitrificants, etc.) al fang activat descomponen contaminants orgànics, nitrogen amoníac i altres substàncies nocives. L'estructura columnar optimitza el patró de flux hidràulic al reactor, permetent el contacte total entre el licor barrejat i els microorganismes, allargant el temps de reacció i millorant l'efecte de degradació dels contaminants refractaris. El temps de retenció de llots (SRT) es pot mantenir en 40-80 dies, superior al de l'MBR de fulla plana.

2. Separació i intercepció de membranes
El mòdul MBR columnar extern utilitza una bomba de reforç per proporcionar energia, permetent que el licor barrejat passi a través de la paret de la membrana de fibra buida (mida dels porus de la membrana: 0,01-0,2μm) sota pressió. L'aigua tractada s'acumula a la cavitat interior de les fibres de la membrana i es descarrega, mentre que els fangs interceptats retornen al reactor. El mòdul MBR columnar submergit produeix aigua mitjançant la succió al buit. El disseny compacte d'encapsulació de la columna de membrana garanteix una disposició uniforme de les fibres de la membrana i una major eficiència d'intercepció, conservant eficaçment els flocs de fang activat, bacteris, virus i algunes substàncies orgàniques de molècules petites. L'efluent SS (sòlids en suspensió) és inferior o igual a 3 mg/L, i la concentració de MLSS (sòlids en suspensió de licor mixt) al reactor es manté a 10.000-20.000 mg/l, millorant encara més l'eficiència bioquímica.

3. Funció auxiliar anti-fouling
El mòdul MBR columnar extern està equipat amb un sistema de rentat que utilitza regularment l'aigua produïda per rentar els contaminants a la superfície de la membrana, combinat amb cicles de neteja químics per allargar la vida útil de la membrana. El mòdul MBR columnar submergit està equipat amb un sistema d'aireació inferior, on el flux d'aire impulsa la pertorbació del licor barrejat per fregar els fangs a la superfície de la columna de la membrana i subministrar oxigen als microorganismes. Alguns models-de gamma alta estan equipats amb un mòdul de neteja en línia que pot controlar-en temps real l'estat d'encrassement de la membrana, ajustar dinàmicament la freqüència de rentat i retardar significativament la taxa de contaminació de la membrana.

1. Composició de l'estructura de l'equip
El mòdul MBR columnar adopta un disseny d'encapsulació{0}}de gran resistència, compost principalment per un mòdul de membrana columnar, un sistema de suport i fixació, un sistema d'alimentació (bomba de reforç/aspiració), un sistema de rentat i un mòdul de control. La seva estructura és més compacta i -resistent als impactes que la del MBR-plans:

• Mòdul de membrana columnar:El nucli són paquets de membranes de fibres buides, fets principalment de PVDF (fluorur de polivinilidè), amb alguns models de gamma alta-que utilitzen PTFE (politetrafluoroetilè). El diàmetre interior de les fibres de la membrana és de 0,5-1,0 mm i el diàmetre exterior és d'1,0-2,0 mm. Encapsulats en una carcassa cilíndrica, els dos extrems de la carcassa estan equipats amb entrades d'aigua, sortides i sortides d'aigua del producte. La densitat d'embalatge del paquet de membranes arriba als 3.000-5.000 m²/m³, molt superior a la de les membranes de fulla plana.
• Sistema de suport i fixació:Inclou suports de columna de membrana, bases i connectors. Els suports estan fets d'acer inoxidable 304/316 i la base té una funció d'absorció de cops, que pot fixar eficaçment la columna de la membrana, evitar els danys de la fibra de la membrana causats per la pressió o pertorbacions del flux d'aire durant el funcionament i adaptar-se a l'entorn operatiu d'alta pressió dels models externs.
• Sistema d'alimentació i neteja:Els models externs estan equipats amb bombes de reforç d'alta pressió-, bombes de rentat a contracor i dipòsits de neteja de productes químics; Els models submergits estan equipats amb bombes d'aspiració, ventiladors i capçals d'aireació. La pressió de la bomba de rentat a contracor pot arribar a 0,2-0,4MPa, cosa que pot eliminar ràpidament els contaminants de la superfície de la membrana, i l'efecte de rentat és millor que la neteja d'aireació única de les membranes de fulla plana.
• Mòdul de control:La integració d'un sistema de control PLC, un sensor de pressió i un monitor de flux, controla en -paràmetres en temps real com ara la pressió transmembrana (TMP), el volum de producció d'aigua i la qualitat de l'aigua afluent, activa automàticament els procediments de rentat i neteja químic, admet el control remot i l'ajust de paràmetres i té un grau d'automatització operacional més alt.
• Components auxiliars:Inclou vàlvules de retenció, filtres i dispositius de dosificació de productes químics. El filtre pot eliminar les impureses de partícules-grans del licor barrejat per evitar l'obstrucció de la fibra de la membrana. El dispositiu de dosificació química s'utilitza per afegir àcids, àlcalis i oxidants durant la neteja química per garantir l'efecte de neteja.

2. Tipus de productes bàsics
Segons els mètodes d'instal·lació, els materials de la membrana i els escenaris d'aplicació, els mòduls MBR columnars principals es divideixen en tres categories, centrades en diferents necessitats de tractament d'aigua-de gamma alta:

• Mòdul MBR columnar de PVDF extern:Adopció de membranes de fibra buida de PVDF d'alta resistència amb una mida dels porus de la membrana de 0,05{4}}0,2μm, un flux de membrana de 15-30L/(m²·h), una pressió de funcionament de 0,1-0,3MPa i un rang de resistència àcid-base de 2. pH2-1. Apte per al tractament d'aigües residuals industrials d'alta concentració i lixiviats d'abocador, té una vida útil de 4-6 anys i la millor resistència a la contaminació i als impactes.
• Mòdul MBR columnar de PVDF submergit:Equilibrant la compacitat i l'eficiència energètica, té una mida de porus de membrana de 0,1-0,3μm, un flux de membrana de 12-25L/(m²·h), no calen bombes d'alta-pressió i un consum d'energia més baix que els models externs. Amb un rang de resistència àcid-base de pH 2-11, és adequat per al tractament avançat d'aigües residuals municipals i projectes de reutilització d'aigua recuperada de gamma alta, amb una relació cost-rendiment equilibrada.
• Mòdul MBR columnar de PTFE:Utilitzant fibres de membrana de PTFE, té una millor resistència a la temperatura i a la corrosió, una mida dels porus de la membrana de 0,01-0,1μm, un flux de membrana de 10-20L/(m²·h), un rang de resistència àcid-base de pH 1-13 i pot suportar altes temperatures (menys o igual a 80 graus de corrosió). Adequat per a aigües residuals industrials de gamma alta com ara productes electrònics i farmacèutics, així com escenaris especials de tractament d'aigua, té una vida útil de 5-8 anys.

La selecció ha de tenir en compte la qualitat de l'aigua afluent, la capacitat de tractament, els estàndards d'efluents, l'espai d'instal·lació i la pressió de funcionament. Els paràmetres bàsics de selecció són els següents, destacant les característiques d'adaptabilitat a alta-pressió i anti-contaminació dels mòduls de membrana columnar:

Centrat en escenaris de tractament d'aigües-de gamma alta, el mòdul MBR columnar s'utilitza àmpliament en camps industrials, municipals i de tractament d'aigües especials a causa de la seva forta capacitat anticontaminació i d'una excel·lent qualitat dels efluents, adequat per a projectes grans i mitjans-i escenaris d'alta-exigència:

1. Avantatges del tractament bàsic

Qualitat superior dels efluents: Amb una mida de porus de membrana més fina i una eficiència d'intercepció més alta que la-MBR plana, l'efluent SS Menor o igual a 3 mg/L i terbolesa Menor o igual a 0,3 NTU. Pot eliminar de manera eficaç les substàncies orgàniques de molècules petites-i els ions de metalls pesants, amb una qualitat estable de l'aigua que compleix amb els estàndards de classe 1A+ i superiors, i es pot utilitzar directament en escenaris de reutilització-de gamma alta.

Forta capacitat anti-contaminació: L'encapsulació columnar garanteix una tensió uniforme a les fibres de la membrana, reduint el risc de trencament de la fibra. Combinat amb el sistema dual de rentat a contracor i neteja química, la taxa de contaminació de la membrana es redueix en un 40%-60% i el cicle de funcionament és més llarg, especialment adequat per a aigües residuals d'alta-contaminació i alta viscositat.

Tractament eficient de fangs: Pot mantenir una concentració de MLSS més alta (10.000-20.000 mg/L) i un temps de retenció de fang més llarg. L'excés de producció de fangs és entre un 20% i un 30% inferior a la del MBR de fulla plana, reduint encara més els costos d'eliminació de fangs.

2. Avantatges estructurals i operatius

Estructura estable i duradora: Les fibres de la membrana estan ben encapsulades amb una gran resistència mecànica. Els models externs poden suportar operacions d'alta-pressió i no es fan malbé fàcilment. Els models de material de PTFE tenen una vida útil de 5-8 anys, molt més que la dels MBR de fulla plana.

Alta control operacional: Equipat amb un sistema complet de rentat i monitorització, té un alt grau d'automatització, pot ajustar els paràmetres de funcionament-en temps real per adaptar-se a les fluctuacions de la qualitat de l'aigua afluent, té una taxa de fallada baixa i un cicle de manteniment llarg (només 1-2 inspeccions rutinàries al mes).

Expansió modular flexible: Cada columna funciona de manera independent i el nombre de columnes de membrana es pot augmentar o disminuir segons la capacitat de tractament. Els grans projectes poden adoptar un disseny paral·lel de múltiples columnes de membrana, facilitant la instal·lació i l'expansió i adaptant-se a les necessitats de construcció per fases.