MBR membrāna

MBR tehnoloģija ir efektīva un uzticama ūdens attīrīšanas tehnoloģija, kas galvenokārt piemērota augstas koncentrācijas un augsta piesārņojuma notekūdeņu attīrīšanai un ūdens resursu atkārtotai izmantošanai. Galvenais princips ir caur bioreaktoru no ūdens atdalīt organiskās vielas un barības vielas, piemēram, slāpekli un fosforu, un pēc tam izmantot membrānas separācijas tehnoloģiju, lai atdalītu mikroorganismus no suspendētajām cietajām vielām un citiem piemaisījumiem reaktora notekūdeņos, tādējādi sasniedzot mērķi radīt tīru un caurspīdīgu ūdens kvalitāti.

MBR membrānai ir daudz priekšrocību. Pirmkārt, salīdzinot ar tradicionālajiem aktīvo dūņu procesiem, MBR dzelzceļiem ir augstāki izvadīšanas rādītāji un labāki apstrādes efekti. Otrkārt, sedimentācijas tvertņu un citu iekārtu likvidēšanas dēļ MBR tehnoloģijai ir nepieciešama mazāka apstrādes vieta, tā aizņem mazāku zemes platību un ir kompaktāka, padarot to piemērotu apgabaliem, kur zemes attīstība nav ērta. Treškārt, MBR ir augstāka ūdens savākšanas kvalitāte, tuvāk krāna ūdens kvalitātei, kas var atbilst daudzām ūdens atkārtotas izmantošanas shēmām un ietaupīt daudz ūdens resursu. Turklāt MBR tehnoloģijai ir vienkārša darbība, augsta automatizācijas pakāpe un zemākas pārvaldības un uzturēšanas izmaksas.

Dažādām MBR pielietojuma jomām ir jāizvēlas dažādi membrānu materiāli un strukturālās konfigurācijas. Membrānu klasifikācija tika minēta iepriekš, un šeit mēs detalizēti paskaidrosim: reakcijas membrānas galvenokārt izmanto membrānu bioreaktoros, lai atdalītu reaģentus un produktus, padarot reakciju pilnīgāku; Jonu apmaiņas membrānas galvenokārt izmanto sālsūdens attīrīšanas jomā, atdalot sāli un ūdeni, izmantojot membrānas atdalīšanas tehnoloģiju; Caurlaidīgās membrānas galvenokārt izmanto jūras ūdens atsāļošanā, lai no jūras ūdens atdalītu sāli un iegūtu izmantojamu saldūdeni. Dabiskajās membrānās parasti tiek izmantotas bioplēves, kurām ir augsta pielietojuma vērtība to augstās pretapaugšanas veiktspējas un spēcīgas pašattīrīšanās spējas dēļ; Sintētiskās membrānas iedala organiskajās un neorganiskajās membrānās. Organiskās membrānas parasti ir trauslas, bet tām ir spēcīga bloķēšanas spēja; Neorganiskās membrānas galvenokārt ir keramikas membrānas, kurām ir spēcīga izturība pret koroziju un kuras ir viegli tīrāmas un kopjamas.

Rezumējot, MBR membrānai ir plašs pielietojumu klāsts notekūdeņu attīrīšanā un ūdens resursu atkārtotā izmantošanā, un tā ir efektīva, uzticama un ekonomiska ūdens attīrīšanas tehnoloģija. Ar enerģisku vides aizsardzības un enerģijas taupīšanas veicināšanu mēs uzskatām, ka MBR tehnoloģija mums kļūs arvien pazīstamāka un tai būs lielāka loma.

76 kubikmetri stundā Datang Duolun Coal Chemical Project

Galvenais iemesls, kāpēc SiC (silīcija karbīda) membrānas tiek izvēlētas, nevis alumīnija oksīda membrānas, ir tas, ka SiC membrānas pārspēj alumīnija oksīda membrānas galvenajos veiktspējas aspektos, piemēram, augsta -temperatūras izturība, ķīmiskā stabilitāte, mehāniskā izturība un pretapaugšanas īpašības, padarot tās piemērotākas prasīgiem darbības apstākļiem (piemēram, augstas-temperatūras katalīze, apstrāde ar skābēm un sārmiem augsta-cietvielu-satura šķidruma filtrēšana).

Galvenās atšķirības un atlases loģika ir šāda:

Augsta-temperatūras izturība un termiskā stabilitāte

Alumīnija oksīda membrānu ilgtermiņa darbības temperatūra parasti ir aptuveni 500–800 grādi. Virs šīs temperatūras notiek kristālu transformācija (piemēram, -Al₂O3 par -Al₂O3), kas izraisa membrānas poru sabrukšanu un struktūras bojājumus. Turpretim SiC membrānām ir ārkārtīgi augsta -temperatūras izturība, un ilgstoša{10}}darba temperatūra sasniedz 1000–1400 grādus. Turklāt to termiskās izplešanās koeficients ir ārkārtīgi zems. Ātras sildīšanas/dzesēšanas apstākļos (piemēram, augstas temperatūras dūmgāzu filtrēšana un termokatalītiskās reakcijas savienojuma filtrēšana) tie neplaisās termiskā stresa dēļ, demonstrējot daudz labāku stabilitāti salīdzinājumā ar alumīnija oksīda membrānām.

Ķīmiskā stabilitāte

Spēcīga skābju un sārmu izturība: alumīnija oksīda membrānas ir pakļautas šķīdināšanai vai korozijai stipras skābes (piemēram, sālsskābes, sērskābes) vai stipru sārmu (piemēram, NaOH) vidē, īpaši sistēmās ar pH < 2 vai pH > 12, kur to kalpošanas laiks ir ievērojami saīsināts.

SiC membrānas ir ārkārtīgi ķīmiski inertas un var izturēt ilgstošu-koroziju no stiprām skābēm, spēcīgiem sārmiem un spēcīgiem oksidētājiem (piemēram, ūdeņraža peroksīda, nātrija hipohlorīta), tāpēc tās ir piemērotas filtrēšanai īpaši kodīgās vidēs, piemēram, ķīmiskajos notekūdeņos un metalurģijas kodināšanas notekūdeņos.

Izturība pret organiskiem šķīdinātājiem

Dažos organiskos šķīdinātājos (piemēram, ketonos, esteros) alumīnija oksīda membrānas var uzbriest vai pasliktināties, savukārt SiC membrānas ir stabilas pret lielāko daļu organisko šķīdinātāju, padarot tās piemērotas tādiem lietojumiem kā organiskās sintēzes šķidrumi un šķīdinātāja atgūšana.

Mehāniskā izturība un nodilumizturība

Alumīnija oksīda membrānām ir zema mehāniskā izturība un vāja triecienizturība un nodilumizturība. Strādājot ar ātrgaitas šķidrumiem, kas satur cietas daļiņas (piem., dūņas, katalizatora pulveri), membrānas virsma ir viegli erozija un nodilums, un var pat rasties membrānas atdalīšanās. SiC membrānām ir ārkārtīgi augsta cietība (Mosa cietība ir 9,2, otrā pēc dimanta) un lieces izturība, kas uzrāda izcilu nodilumizturību un triecienizturību. Tie var izturēt ilgstošu-berzēšanu, ko izraisa šķidrumi ar augstu-cieto vielu-saturu, kā arī iztur liela{10}}spiediena ietekmi, ko rada atpakaļskalošana, tādējādi nodrošinot ilgāku kalpošanas laiku.

Attiecībā uz izturību pret netīrumiem un tīrīšanas vieglumu

Alumīnija oksīda membrānām ir ļoti hidrofila virsma, bet to poru struktūru viegli aizsprosto organiskās vielas un koloīdi, kas apgrūtina tīrīšanu pēc piesārņojuma (spēcīga skābes un sārmu tīrīšana var sabojāt membrānu). Savukārt SiC membrānām ir regulāra poru struktūra un gluda virsma, kas apgrūtina piesārņotāju pielipšanu. Turklāt, pateicoties to spēcīgajai ķīmiskajai stabilitātei, tos var efektīvi tīrīt, izmantojot dažādas metodes, piemēram, stipras skābes, stiprus sārmus un oksidētājus, kā rezultātā pēc tīrīšanas tiek nodrošināts augsts plūsmas atgūšanas ātrums un saglabāta stabila filtrēšanas veiktspēja ilgu laiku.

Piemērojamo scenāriju atšķirības

Alumīnija oksīda membrānu priekšrocība ir zemākas izmaksas, un tās ir piemērotas viegliem darbības apstākļiem ar vidēju līdz zemu temperatūru, vājām skābēm un sārmiem un zemu cietvielu saturu, piemēram, dzeramā ūdens attīrīšanai un pārtikas un dzērienu dzidrināšanai.

Lai gan SiC membrānas ir dārgākas, tās ir nepārspējama izvēle skarbām vidēm, kas saistītas ar augstu temperatūru, spēcīgu koroziju, augstu nobrāzumu un augstu piesārņojumu (piemēram, augstas{0}}temperatūras rūpniecisko dūmgāzu putekļu noņemšana, augsta-sāļu ķīmiskā notekūdeņu attīrīšana un augstas{2}temperatūras sterilizācijas filtrēšana biofarmaceitiskā filtrācijā).

Īsumā: ja darbības apstākļi ir viegli un izmaksas rada bažas, izvēlieties alumīnija oksīda membrānu; ja darbības apstākļi ir skarbi un nepieciešams ilgs kalpošanas laiks un augsta stabilitāte, izvēlieties SiC membrānu.