Tie, kas nodarbojas ar notekūdeņu ekspluatāciju un apkopi, neapšaubāmi ir dzirdējuši par MBR (Membrane Bioreactor) procesu. Vienkārši sakot, tā galvenā loģika ir ļoti vienkārša: MBR=bioķīmiskā reakcija + membrānas atdalīšana. Tās galvenā funkcija ir aizstāt sekundāro sedimentācijas tvertni tradicionālajos procesos, panākot efektīvāku dūņu-ūdens atdalīšanu. Neatkarīgi no tā, vai tie ir paredzēti sadzīves notekūdeņu vai rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai, arvien vairāk projektu izvēlas MBR, jo tas atrisina daudzus sekundāro sedimentācijas tvertņu -dūņu sāpju punktus notekūdeņos, sliktu nosēdināšanas efektu un lielu nospiedumu.
Daudziem MBR jaunpienācējiem var šķist, ka to ir "grūti darbināt un uzturēt, tie ir pakļauti membrānas aizsērēšanai". Tomēr, tiklīdz jūs saprotat kombinēto "bioķīmiskās reakcijas + membrānas atdalīšanas" loģiku un saprotat tās galvenās priekšrocības, nomainot sekundārās sedimentācijas tvertnes, ikdienas darbība un apkope kļūst pavisam vienkārša. Pamatojoties uz ekspluatācijas un apkopes pieredzi, šodien mēs rūpīgi izskaidrosim MBR, aptverot tā pamatprincipus, priekšrocības, nomainot sekundārās sedimentācijas tvertnes, galvenos punktus par -uz vietas darbību un apkopi, bieži sastopamām problēmām un risinājumiem-visu praktisko un kodolīgu informāciju, kas ļauj iesācējiem ātri sākt darbu un pieredzējušiem operatoriem aizpildīt visas savas zināšanas.
Pirmkārt, izceliet galvenos punktus: MBR (Membrane Bioreactor) nav "pilnīgi jauns process", bet gan sekundārās sedimentācijas tvertnes nomaiņa ar membrānas moduļiem, kuru pamatā ir tradicionālie bioloģiskie procesi (aerobos un anaerobos). Tās galvenās priekšrocības ir rūpīgāka dūņu-ūdens atdalīšana un stabilāka notekūdeņu kvalitāte. Darbības un apkopes atslēga ir "membrānas uzturēšana + stabila bioloģiskā apstrāde", jo abi darbojas kopā, lai maksimāli palielinātu MBR efektivitāti.
I. Izpratne par MBR pamatloģiku-Bioloģiskā apstrāde + membrānu atdalīšana, sekundārās sedimentācijas tvertnes nomaiņas būtība
Tradicionālajos notekūdeņu attīrīšanas procesos pēc tam, kad bioloģiskās attīrīšanas tvertne noārda ĶSP un amonjaka slāpekli, ir nepieciešama sekundārā sedimentācijas tvertne, lai atdalītu dūņas un ūdeni, ļaujot aktīvajām dūņām nosēsties, bet supernatantu izvadīt kā notekūdeņus. Tomēr sekundārās sedimentācijas tvertnes atdalīšanas efektivitāti lielā mērā ietekmē dūņu nostādināšanas veiktspēja. Ja notiek dūņu masas palielināšanās vai deflokulācija, tas izraisīs dūņu veidošanos notekūdeņos un pārmērīgu suspendēto cietvielu (SS) daudzumu. Turklāt sekundārajām sedimentācijas tvertnēm ir liels nospiedums un ierobežota atdalīšanas efektivitāte.
MBR procesa galvenais uzlabojums ir sekundārās sedimentācijas aizstāšana ar membrānas atdalīšanu. Kopējo procesu var vienkārši saprast šādi: Notekūdeņi → Priekšapstrāde (smilšu siets, smilšu kamera) → Bioloģiskās attīrīšanas tvertne (aerobā/anaerobā, piesārņojošo vielu noārdīšana ar mikrobiem) → Membrānas modulis (membrānas atdalīšana, aktīvo dūņu aizture) → Notekūdeņi, kas atbilst standartiem.
"Bioloģiskā apstrāde" šeit pilnībā atbilst bioloģiskās attīrīšanas tvertnei tradicionālajos procesos. Kodols joprojām ir atkarīgs no aktīvajām dūņām esošajiem mikroorganismiem, lai noārdītu piesārņotājus, piemēram, ĶSP, amonjaka slāpekli un kopējo fosforu notekūdeņos. Šo mikroorganismu vielmaiņas loģika un uztura prasības neatšķiras no tradicionālajiem bioloģiskās apstrādes procesiem. "Membrānas atdalīšana" ir MBR kodols. Tas būtībā aizstāj sekundārās sedimentācijas tvertnes "gravitācijas sedimentāciju" ar membrānas "fizisko aizturi". Neatkarīgi no dūņu nosēdināšanas veiktspējas, membrāna var stingri noturēt aktīvās dūņas un suspendētās daļiņas, ļaujot cauri iziet tikai tīram ūdenim.
Īsāk sakot, MBR (mehāniskais bioreaktors) aizstāj sekundārās sedimentācijas tvertnes, būtībā aizstājot gravitācijas nosēdināšanu ar fizisku pārtveršanu. Tas atrisina sekundāro sedimentācijas tvertņu pamatproblēmu, kuras lielā mērā ir atkarīgas no dūņu nosēdināšanas veiktspējas, vienlaikus uzlabojot dūņu{1}}ūdens atdalīšanas efektivitāti un samazinot nospiedumu. Tas ir galvenais iemesls tās plašajai pielietošanai.
Galvenās MBR īpašības uz vietas identificēšanā: tai ir aerācijas sistēma, kas ir līdzīga tradicionālajām bioloģiskās attīrīšanas tvertnēm, un tā ir aprīkota ar membrānas moduļiem (plakanu lokšņu membrānām, dobu šķiedru membrānām utt.), bez lielas sekundārās sedimentācijas tvertnes; notekūdeņi ir dzidri, ar gandrīz nulli suspendēto vielu (SS); darbības laikā ir nepieciešama regulāra membrānas tīrīšana, lai novērstu membrānas aizsērēšanu.
II. Galvenās priekšrocības: kādi ir patiesie ieguvumi no MBR, aizstājot sekundārās sedimentācijas tvertnes?
Daudzos projektos tiek atteikties no sekundārajām sedimentācijas tvertnēm un izvēlēties MBR, nevis akli sekojot tendencēm, bet gan tāpēc, ka tās priekšrocības ir reālas un var atrisināt daudzas darbības un apkopes problēmas uz vietas. Tas ir īpaši piemērots scenārijiem ar augstām notekūdeņu prasībām un maziem nospiedumiem. Konkrētās priekšrocības var apkopot 5 punktos, kurus var personīgi pieredzēt frontes operācijās:
1. Pilnīgāka dūņu-ūdens atdalīšana un stabilāka notekūdeņu kvalitāte: tā ir vissvarīgākā priekšrocība. Sekundārās sedimentācijas tvertnes ir atkarīgas no dūņu gravitācijas nosēdināšanas. Ja dūņas deflokulējas un izplešas, notekūdeņi saturēs dūņas un pārsniegs suspendēto vielu (SS) standartus. Turpretim MBR membrānas moduļiem ir ārkārtīgi augsta aiztures precizitāte, kas spēj aizturēt gandrīz visas aktīvās dūņas, suspendētās daļiņas un pat dažas koloidālās vielas. Izplūdes SS var pastāvīgi būt zem 10 mg/l, un ĶSP un amonjaka slāpekļa līmenis ir arī stabilāks, viegli atbilst A klases un augstākiem izplūdes standartiem.
2. Ievērojami samazināta platība, ietaupot vietas izmaksas: Tradicionālās sekundārās sedimentācijas tvertnes aizņem lielu platību, veidojot 30–40% no notekūdeņu attīrīšanas iekārtas kopējās platības. MBR membrānas moduļi ir maza izmēra un tiem ir augsta atdalīšanas efektivitāte, un tiem nav nepieciešama liela nosēšanās vieta. Nospiedums ir tikai 50–70% no tradicionālajiem procesiem (bioloģiskās + sekundārās sedimentācijas tvertnes), tāpēc tās ir īpaši piemērotas projektiem ar ierobežotu telpu (piemēram, komunālo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas un notekūdeņu attīrīšana rūpnieciskajos cehos).
3. Augstāka dūņu koncentrācija un uzlabota bioķīmiskā efektivitāte: sekundārās sedimentācijas tvertnes ierobežo dūņu nostādināšanas veiktspēja, un MLSS (dubļu koncentrācija) tiek kontrolēta tikai pie 2000-4000 mg/L. MBR membrānas moduļi tomēr efektīvi aiztur dūņas, palielinot MLSS līdz 8000-12000 mg/l. Tas nodrošina lielāku kopējo mikrobu skaitu un efektīvāku piesārņojošo vielu noārdīšanos, padarot to īpaši piemērotu augstas koncentrācijas un nepastāvīgu notekūdeņu attīrīšanai, ievērojami uzlabojot ĶSP un amonjaka slāpekļa atdalīšanas ātrumu.
4. Novērš dūņu zudumu un samazina sistēmas triecienu: Tradicionālās sekundārās sedimentācijas tvertnes ir pakļautas dūņu zudumiem (piemēram, nepareiza dūņu novadīšana, hidrauliskais trieciens), kas izraisa nepietiekamu kopējo mikrobu skaitu un samazina apstrādes efektivitāti. MBR membrānas moduļi efektīvi aiztur dūņas, novēršot dūņu zudumus pat nelielas dūņu deflokulācijas gadījumos. Tas ievērojami uzlabo sistēmas stabilitāti un samazina apkopes sarežģītību.
5. Vienkāršots process un samazināta apkope: pēc tam, kad MBR nomaina sekundāro sedimentācijas tvertni, vairs nav jākontrolē dūņu slāņa biezums un izplūdes tilpums, samazinot apkopes posmus (piemēram, dūņu skrāpēšanu un izplūdes regulēšanu). Apkope tagad ir vērsta uz bioloģiskās attīrīšanas tvertni un membrānas moduļiem. Kamēr ir pievienota membrānas tīrīšana, kopējās apkopes grūtības nav palielinājušās; patiesībā to ir vieglāk pārvaldīt.
Brīdinājums: MBR ir arī trūkumi, piemēram, augstākas membrānas moduļa izmaksas, nepieciešamība regulāri tīrīt un nedaudz lielāks enerģijas patēriņš nekā tradicionālajiem procesiem. Tomēr projektiem ar augstām notekūdeņu kvalitātes prasībām un ierobežotu telpu šie trūkumi ievērojami pārsniedz tā priekšrocības.
III. Galvenie punkti MBR darbībai un uzturēšanai uz vietas: membrānas apkope + bioķīmiskā stabilizācija — abi ir neaizstājami
MBR darbības un uzturēšanas kodols ir "bioķīmiskās sistēmas stabilizēšana + membrānas moduļa uzturēšana". Abi darbojas kopā, lai efektīvi darbotos-bioķīmiskā sistēma ir atbildīga par piesārņojošo vielu noārdīšanos, un membrānas modulis ir atbildīgs par dūņu-ūdens atdalīšanu. Ja kāds no tiem nedarbojas, tas radīs tādas problēmas kā pārmērīga notekūdeņu kvalitāte un membrānas aizsērēšana. Konkrēti darbības un apkopes punkti ir sadalīti divās daļās, kas ir tieši piemērojamas vietnē-:
(I) Bioķīmiskās sistēmas darbība un uzturēšana (atbilstoši tradicionālajiem procesiem, koncentrējoties uz stabilizējošu darbību)
MBR bioķīmiskās tvertnes darbības un apkopes loģika ir tieši tāda pati kā tradicionālajām aerobajām un anaerobajām tvertnēm. Galvenais mērķis ir stabilizēt mikrobu darbību un nodrošināt efektīvu piesārņojošo vielu noārdīšanos. Trīs galvenie punkti ir ļoti svarīgi:
1. Barības vielu attiecības kontrole: Papildiniet slāpekļa un fosfora avotus atbilstoši C:N:P attiecībai 100:5:1, lai izvairītos no barības vielu nelīdzsvarotības, kas izraisa mikrobu aktivitātes samazināšanos. Jo īpaši tāpēc, ka MBR dūņu koncentrācija ir augsta, barības vielu patēriņš ir ātrāks, tādēļ nepieciešama regulāra ūdens kvalitātes kontrole un savlaicīga papildināšana.
2. Stabilizēt DO koncentrāciju: aerobā stadijā DO jākontrolē pie 2,0–3,0 mg/L, lai nodrošinātu pietiekamu mikrobu metabolismu un novērstu nepilnīgu ĶSP un amonjaka slāpekļa sadalīšanos nepietiekama DO dēļ. Vienlaikus izvairieties no pārmērīgas-aerācijas, lai novērstu dūņu floku sadalīšanos un palielinātu membrānas aizsērēšanas risku.
3. Kontroles dūņu vecums (SRT): MBR SRT var kontrolēt 10–20 dienas, kas ir ilgāks nekā tradicionālajos procesos. Bieža dūņu novadīšana nav nepieciešama; periodiska neliela -apjoma dūņu izplūde ir pietiekama, lai novērstu dūņu novecošanos un membrānas aizsērēšanu. Dūņu izplūdes ātrums ir jāpielāgo, pamatojoties uz MLSS (uztur 8000–12000 mg/l).
(II) Membrānas moduļa darbība un apkope
Membrānas modulis ir MBR "sirds". Kad tas ir aizsērējis, tas samazina notekūdeņu plūsmu, palielina enerģijas patēriņu un pat membrānas moduļa bojājumus. Darbības un apkopes atslēga ir "novēršana aizsērējumiem un bieža tīrīšana", īpaši koncentrējoties uz četriem punktiem:
1. Regulāra tiešsaistes tīrīšana (TMP uzraudzība ir ļoti svarīga): tiešsaistes tīrīšana ietver gaisa mazgāšanu un mazgāšanu ar ūdeni. Gaisa mazgāšanā galvenokārt izmanto aerāciju, lai no membrānas virsmas noskalotu dūņas, novēršot dūņu saķeri. Mazgājot ar ūdeni, membrānas poras skalo ar tīru ūdeni, noņemot smalkos piemaisījumus. Regulāras darbības un apkopes laikā ir jāuzrauga transmembrānas spiediena starpība (TMP). Ja TMP pārsniedz 0,1 MPa, tīrīšanas biežums nekavējoties jāpalielina.
2. Regulāra tīrīšana bezsaistē: tiešsaistes tīrīšana nevar pilnībā noņemt noturīgus piesārņotājus (piemēram, organiskās vielas un koloīdus) no membrānas virsmas. Bezsaistes tīrīšana jāveic ik pēc 3–6 mēnešiem, izmantojot ķīmiskus līdzekļus (piemēram, nātrija hipohlorītu vai citronskābi), lai piesūcinātu membrānas moduli, noņemot noturīgos piesārņotājus un atjaunojot membrānas plūsmu.
3. Kontrolējiet ieplūstošā ūdens kvalitāti, lai nepieļautu, ka piemaisījumi aizsprosto membrānas poras. Nostipriniet pirmapstrādi, lai nodrošinātu sieta un smilšu kameras normālu darbību, noņemot smiltis, lielas suspendētās daļiņas, matiņus un citus piemaisījumus, ko nes ieplūde. Neļaujiet šiem piemaisījumiem iekļūt membrānas modulī un aizsprostot poras. Rūpnieciskajiem notekūdeņiem iepriekš noņemiet nepaklausīgās organiskās vielas un taukus, lai samazinātu membrānas piesārņojumu.
4. Novērst membrānas moduļa izžūšanu un bojājumus: Membrānas modulim vienmēr jābūt iegremdētam ūdenī; žāvēšana ir stingri aizliegta, jo tas izraisīs membrānas poru saraušanos un bojājumus. Tāpat izvairieties no asiem priekšmetiem atsist pret membrānas virsmu, lai novērstu membrānas bojājumus. Ja tiek konstatēti membrānas bojājumi, nekavējoties nomainiet to, lai novērstu dūņu iekļūšanu notekūdeņos un pārmērīgu notekūdeņu kvalitāti.
IV. Biežākās MBR darbības un uzturēšanas problēmas un risinājumi
Ekspluatācijā un apkopē uz vietas MBR problēmas galvenokārt ir saistītas ar "membrānas aizsērēšanu" un "pārmērīgu notekūdeņu plūsmu". Būtībā tas ir saistīts ar nestabilitāti bioloģiskajā attīrīšanas sistēmā vai nepietiekamu membrānas moduļa uzturēšanu. Šeit ir četras visbiežāk sastopamās problēmas un konkrēti risinājumi, ar kuriem viegli tikt galā pat iesācēji:
1. 1. problēma: membrānas moduļa aizsērēšana, samazināta notekūdeņu plūsma (visbiežāk)
Risinājums:
① Nekavējoties palieliniet tiešsaistes tīrīšanas biežumu (mazgāšana ar gaisu + mazgāšana ar ūdeni), lai no membrānas virsmas noskalotu nogulsnes;
② Ja TMP turpina pieaugt, veiciet bezsaistes ķīmisko tīrīšanu, lai noņemtu noturīgos piesārņotājus;
③ Izpētiet ieplūstošā ūdens kvalitāti, pastipriniet pirmapstrādi un noņemiet piemaisījumus;
④ Pārbaudiet bioloģiskās apstrādes sistēmu, lai novērstu dūņu novecošanos un deflokulāciju, samazinot dūņu saķeri ar membrānas virsmu.
2. 2. problēma: pārmērīgs ĶSP un amonjaka slāpeklis notekūdeņos (nestabila bioloģiskā sistēma)
Risinājums: ① Pārbaudiet DO koncentrāciju, pārliecinoties, ka DO aerobajā sadaļā ir lielāka vai vienāda ar 2,0 mg/L, un noregulējiet aerācijas ātrumu; ② Papildiniet slāpekļa un fosfora avotus, lai nodrošinātu barības vielu līdzsvaru; ③ Kontrolējiet ieplūdes slodzi, lai izvairītos no lielas-koncentrācijas notekūdeņu ietekmes, un, ja nepieciešams, samaziniet ieplūdes plūsmas ātrumu; ④ Pārbaudiet dūņu īpašības. Ja dūņas ir novecojušas, attiecīgi palieliniet dūņu novadīšanu un papildiniet ar svaigām dūņām.
3. Problēma 3: Bojāts membrānas modulis, pārmērīgs SS notekūdeņos
Risinājums: ① Pārbaudiet notekūdeņus SS. Ja SS pēkšņi palielinās, pārbaudiet, vai membrānas modulis nav bojāts; ② Atrodiet bojāto membrānas moduli un nekavējoties nomainiet to; ③ Pārbaudiet pirmapstrādi, lai novērstu asu piemaisījumu iekļūšanu un bojājumus membrānas modulī; ④ Pielāgojiet aerācijas intensitāti, lai izvairītos no pārmērīgas aerācijas ietekmes uz membrānas virsmu.
4. Problēma 4: Dūņas pārāk ātri uzkrājas uz membrānas virsmas (paātrināta membrānas piesārņošana)
Risinājumi:
① Palieliniet gaisa mazgāšanas biežumu un intensitāti, lai uzlabotu membrānas virsmas mazgāšanu;
② Optimizējiet bioloģisko sistēmu, lai kontrolētu dūņu īpašības un novērstu dūņu deflokulāciju un sabiezēšanu;
③ Atbilstoši palielināt dūņu novadīšanu, lai samazinātu MLSS koncentrāciju un kopējo dūņu tilpumu;
④ Pievienojiet nelielu daudzumu koagulanta, lai veicinātu dūņu flokulāciju un samazinātu dūņu saķeri.
V. Pamata kopsavilkums
MBR galvenā loģika: bioloģiskā apstrāde + membrānas atdalīšana, sekundārās sedimentācijas tvertnes nomaiņa. Būtībā tā izmanto membrānas fizisko aizturi, lai novērstu nepilnīgas dūņu -ūdens atdalīšanas problēmas sekundārajā sedimentācijas tvertnē. Tās priekšrocības ir stabils notekūdeņu daudzums, mazs nospiedums un augsta efektivitāte. Darbības un apkopes pamatā ir "bioloģiskās sistēmas stabilizēšana un membrānas komponentu uzturēšana". Bioloģiskā sistēma stabilizē mikrobu darbību, un membrānas sastāvdaļas tiek attīrītas un novērstas no aizsērēšanas. Šo divu kombinācija nodrošina stabilu MBR darbību un viegli sasniedz atbilstošu izlādi.
