Iintroduktion
Med stadig strengere miljøstandarder og en konstant stigende efterspørgsel efter vandgenbrug, er membranbioreaktorer (MBR'er) blevet den almindelige teknologi til avanceret spildevandsbehandling og ressourceudnyttelse. Membranmaterialer, som kernekomponenten i MBR'er, bestemmer direkte systemets driftsstabilitet, behandlingseffektivitet og samlede livscyklusomkostninger. Traditionelle organiske membraner lider af ulemper såsom modtagelighed for tilsmudsning, kort levetid og dårlig korrosionsbestandighed, hvilket gør dem uegnede til komplekse og barske vandforhold. Flade-siliciumcarbidplademembraner med deres overlegne egenskaber som ultra-korrosionsbestandighed, høj flux, lang levetid og stærke anti-begroningsegenskaber giver en robust løsning til MBR-procesopgraderinger og er meget udbredt i kommunalt spildevand, industrispildevand og koncentreret saltvandsbehandling.
I. Introduktion til MBR-teknologi
1. Procesprincip
MBR (Membrane Bioreactor) er en spildevandsbehandlingsproces, der dybt integrerer bionedbrydnings- og membranseparationsteknologier. Den erstatter den sekundære sedimentationstank i den traditionelle aktiverede slamproces med et ultrafiltreringsmembranmodul, der opnår effektiv adskillelse af slam og vand. Efter at spildevandet kommer ind i bioreaktoren, nedbryder mikroorganismer forurenende stoffer som COD, ammoniak-nitrogen og totalfosfor; ultrafiltreringsmembranen (porestørrelse 0,02-0,1μm) fanger præcist aktiveret slam, kolloider, bakterier og suspenderede partikler, hvilket resulterer i klart og sterilt spildevand, som fuldstændig løser problemerne med slamtab og grumset spildevand i traditionelle processer.
2. Processens kerneegenskaber
(1) Stærk behandlingskapacitet og god spildevandskvalitet
MBR-processen har en høj belastning og højere renseeffektivitet end almindelige biologiske rensereaktorer. Spildevandskvaliteten ligner postevand i udseende og kan fuldt ud opfylde kravene til genvundet vand. Det er i øjeblikket teknologien med den bedste spildevandskvalitet blandt alle spildevandsbehandlingsprocesser.
(2) Stærk modstand mod stødbelastninger
Den høje slamkoncentration giver MBR en stærk modstandsdygtighed over for stødbelastninger, og den har desuden en ekstrem lang slamalder, hvilket giver en meget stabil spildevandskvalitet.
(3) God ammoniak nitrogen fjernelse effekt
Med høj slamkoncentration, lang slamalder og lav slambelastning er den særdeles velegnet til nitrifikation for at fjerne ammoniak-kvælstof, og kan fjerne op til 1500 mg/L ammoniak-kvælstof.
(4) Mindre restslam
MBR-slam har en lang slamalder, mikroorganismerne er i den endogene respirationsfase, den overskydende slamproduktion er lav, og den sekundære forurening er minimal.
(5) Sparer jord
Det kræver ikke en sekundær sedimentationstank eller andre filtrerings- og rensningsanordninger. Processen er enkel og optager et lille areal, kun omkring 1/3 af det areal, der kræves af konventionelle behandlingsprocesser, hvilket gør den meget velegnet til brug på steder med begrænset areal.
(3) Automatisk kontrol, let at udstyre
MBR eliminerer problemerne med slamopfyldning og slamtab, producerer lave niveauer af restslam og kan opnå fuldautomatisk kontrol, hvilket gør drift og håndtering enklere.
II. Fordele ved flade siliciumcarbidmembraner i MBR-processer
1. Ekstremt korrosionsbestandig, velegnet til ekstreme arbejdsforhold
Fremstillet af siliciumcarbidpulver med høj-renhed, omkrystalliseret og sintret ved 2400 grader, er det modstandsdygtigt over for syrer og baser i pH-området 0-14 og kan modstå korrosion fra stærke syrer, stærke alkalier, høj-koncentration af oxidanter og organiske opløsningsmidler. Den kan fungere stabilt og uden ældning under barske vandforhold såsom koncentreret saltlage, kemisk spildevand og lossepladsperkolat i lang tid.
2. Høj-gennemløbsdrift, hvilket resulterer i højere behandlingseffektivitet.
Membranoverfladen har en vandkontaktvinkel på kun 10,3 grader, hvilket gør den ekstremt hydrofil. Dens driftsflux er stabil ved 60-100 LMH, hvilket er 3-4 gange større end organiske membraner. For den samme behandlingsskala kræver det mindre membranareal, og membrantanken optager mindre plads, hvilket reducerer anlægsomkostningerne betydeligt.
3. Stærk modstandsdygtighed over for pletter, let at rengøre og restaurere
Membranoverfladen er stærkt negativt ladet og afviser elektrostatisk slam, kolloider og olie, hvilket resulterer i fremragende anti-begroningsegenskaber. Luftning og skylning forsinker tilsmudsning, og efter tilsmudsning kan høj-koncentration af syre-, alkali- og oxidantrensning genoprette 100 % af fluxen. Rengøringscyklussen er lang, og vedligeholdelsen er enkel.
4. Ultra-lang levetid og lave samlede levetidsomkostninger.
Den har høj mekanisk styrke, slidstyrke, ingen risiko for fiberbrud og en levetid på mere end eller lig med 10 år, hvilket er 3-4 gange så meget som organiske membraner; beluftningsvolumenet er kun det halve af organiske membraner, hvilket resulterer i lavt energiforbrug; det kræver ikke hyppig membranudskiftning, hvilket reducerer omkostningerne til forbrugsstoffer og nedetid markant og har enestående økonomiske fordele gennem hele dets livscyklus.
5. Meget kompatibel og nem at opgradere og ændre.
Den er fuldt ud kompatibel med eksisterende organiske MBR-systemer og kan erstatte organiske membraner in situ uden større udstyrsmodifikationer; den er velegnet til komplekse vandkvaliteter såsom høj slamkoncentration, højt olieindhold og høj saltholdighed, og er nem at opgradere og hurtig til at vise resultater.
III. Typiske anvendelsessager
Case 1: Et spildevandsrensningsprojekt i en bestemt by
Behandlingskapacitet: 3000 m³/d
Processkema: Siliciumcarbid fladplademembran MBR bruges til at erstatte den traditionelle sekundære sedimentationstank.
Anvendelsesresultater: Stabilt og kompatibelt spildevand, enkel betjening og vedligeholdelse, der effektivt løser problemet med spildevandsudledning i landdistrikter.
Case 2: Opgraderingsprojekt for koncentreret saltspildevand fra et kulkemisk anlæg
Behandlingskapacitet: 76 m³/h
Opgraderingsbaggrund: Den originale organiske membran havde en kort levetid, krævede hyppig udskiftning og var dyr.
Anvendelsesresultater: Efter udskiftning med siliciumcarbid fladplademembran blev driftsstabiliteten væsentligt forbedret, membranens levetid blev væsentligt forlænget, og vedligeholdelsesomkostningerne blev væsentligt reduceret.
Case 3: Spildevandsrensningsprojekt på et serviceområde
Behandlingskapacitet: 120 m³/d
Procesløsning: Integreret siliciumcarbid fladplade MBR-udstyr
Anvendelsesresultater: Kompakt fodaftryk, automatiseret drift, stabil behandling af decentralt husspildevand og spildevand opfylder standarderne for genbrug.
Case 4: Et industrielt spildevands MBR-systemprojekt i Singapore
Behandlingskapacitet: 150 m³/d
Anvendelseseffekt: Ved at erstatte traditionelle organiske membraner med siliciumcarbid keramiske membraner kan der opnås dybdebehandling af industrispildevand på et begrænset rum.
