1. Mengapa menggunakan MBR?
Kekurangan dan masalah kaedah tradisional (proses enapcemar diaktifkan):
Rawatan air sisa tradisional bergantung terutamanya pada enap cemar teraktif (jisim gelatin yang dibentuk oleh mikroorganisma dan bahan organik dan bukan organik yang mereka patuhi) untuk mengurai bahan pencemar. Selepas itu, campuran diarahkan ke tangki pemendapan di mana enap cemar mendap secara semula jadi, manakala air jernih mengalir keluar dari bahagian atas. Kaedah ini telah digunakan selama berabad-abad, namun ia menghadapi beberapa cabaran yang berterusan:
Kawasan yang besar diperlukan: Tangki pemendapan yang besar diperlukan untuk membolehkan lumpur mendap dengan perlahan.
Enap cemar terdedah kepada "bengkak": jika enap cemar tidak mendap dengan betul, ia berkemungkinan mengalir bersama air, mengakibatkan kualiti efluen yang tidak baik.
Enapcemar berlebihan yang berlebihan: Sejumlah besar enapcemar berlebihan dihasilkan, dengan kos rawatan menyumbang lebih daripada 25% daripada kos operasi.
Kepekatan enap cemar dalam tangki tindak balas tidak boleh ditingkatkan: ia hanya boleh dikekalkan pada 1.5 hingga 3.5 gram seliter, mengehadkan kecekapan tindak balas.
Kemunculan MBR telah memberikan penyelesaian kepada masalah yang disebutkan di atas!
MBR menggantikan tangki pemendapan sekunder dengan modul membran, mencapai pemisahan enapcemar dan air yang lebih teliti. Mikroorganisma dipintas oleh membran, membolehkan mereka kekal dalam sistem semasa air dilepaskan melalui membran!
Hasilnya, kepekatan enap cemar boleh ditingkatkan kepada 8 hingga 15 gram seliter, iaitu 3 hingga 5 kali lebih tinggi daripada kaedah tradisional.
Tidak lagi bimbang tentang isu pukal enap cemar. Dengan pemeriksaan saiz liang membran, tidak kira sama ada gumpalan enap cemar longgar atau tidak, atau sama ada terapung atau tidak, membran secara langsung memerangkap semua enap cemar. Tidak kira betapa pukal enap cemar atau betapa buruk pemendapannya, ia tidak boleh melalui liang membran dan tidak akan hilang bersama efluen, memastikan kualiti efluen yang stabil.
Kualiti air efluen sangat baik, dengan pepejal terampai hampir sifar dan kekeruhan di bawah 1 NTU.
2. Prinsip Teras MBR
Komposisi MBR
MBR adalah bersamaan dengan bioreaktor ditambah modul membran. Bioreaktor adalah tempat bakteria berfungsi, manakala modul membran berfungsi sebagai penapis untuk mengasingkan air berlumpur.
Klasifikasi mengikut kedudukan modul membran
Jenis rendaman (jenis bersepadu): Membran direndam terus dalam tangki biologi, dan air diekstrak melalui sedutan tekanan negatif. Kelebihan kaedah ini adalah penggunaan tenaga yang rendah dan jejak kecil, tetapi kelemahannya adalah fluks membran yang agak rendah.
Jenis luaran (berasingan): Membran ditetapkan secara berasingan, dan cecair campuran ditekan oleh pam dan kemudian melalui membran. Kelebihannya ialah operasi yang stabil dan pembersihan yang mudah, tetapi penggunaan tenaga lebih tinggi.
Pada masa ini, MBR yang direndam digunakan secara meluas di pasaran, terutamanya sesuai untuk merawat kumbahan domestik.
Pengelasan mengikut bentuk modul membran
Jenis gentian berongga: ketumpatan pembungkusan tinggi, jejak kecil, tetapi terdedah kepada pecah dan tersumbat wayar, dan sukar dibersihkan.
Jenis rata: mudah untuk dikeluarkan, mudah diselenggara dan mudah dibersihkan, tetapi dengan ketumpatan pembungkusan yang lebih rendah.
Jenis tiub: tidak terdedah kepada tersumbat, tahan terhadap pencemaran, mudah dibersihkan, tetapi dengan ketumpatan pembungkusan terendah dan harga yang lebih tinggi.
Bagaimanakah "penapisan" dalam MBR berfungsi?
Teras MBR terletak pada penapisan membran. Bergantung pada mod operasi, penapisan membran boleh dikategorikan kepada dua jenis:
Penapisan tekanan berterusan: Ia seperti menolak ayak dengan daya tetap. Pada mulanya, air jernih mengalir dengan cepat, tetapi apabila permukaan ayak tersumbat dengan enap cemar, aliran menjadi perlahan. Kadar pengeluaran air terus menurun dari semasa ke semasa!
Penapisan aliran berterusan: Ia bertujuan untuk "kadar keluaran air malar". Untuk mencapai matlamat ini, apabila membran menjadi tercemar dan rintangan meningkat, sistem secara automatik akan meningkatkan daya sedutan (perbezaan tekanan transmembran meningkat) untuk mengekalkan keluaran air yang sama. Pada masa yang sama, melalui pengudaraan biasa menyental atau pembilasan terbalik, bahan pencemar pada permukaan membran diterbangkan dan dihanyutkan, membolehkan membran "mengambil nafas". Pendekatan ini bukan sahaja berkesan mengawal pencemaran membran, memanjangkan kitaran pembersihan, tetapi juga mengekalkan kecekapan pengeluaran air yang tinggi, membolehkan sistem beroperasi secara stabil untuk masa yang lama.
Bagaimanakah mikroorganisma "makan" bahan pencemar?
Rawatan biologi dalam MBR pada asasnya adalah proses penguraian bahan organik oleh mikroorganisma di bawah keadaan aerobik. Selepas menelan bahan organik, mikroorganisma melakukan dua perkara:
Anabolisme: Sebahagian daripada bahan organik digunakan untuk membina badan sendiri, yang membawa kepada peningkatan bilangan mikroorganisma.
Metabolisme penguraian: Satu lagi bahagian bahan organik diuraikan sepenuhnya menjadi bahan yang stabil dan tidak berbahaya seperti karbon dioksida dan air, sambil membebaskan tenaga untuk mikroorganisma untuk mengekalkan kehidupan. (Intipatinya serupa dengan enap cemar teraktif)
3. Kelebihan dan Kekurangan MBR
Kelebihan teras MBR
Kualiti efluen sangat baik: pepejal terampai dalam efluen MBR hampir sifar, dengan kekeruhan di bawah 1 NTU, dan penunjuk seperti COD dan nitrogen ammonia adalah jauh lebih baik daripada proses tradisional. Ia boleh digunakan semula secara terus untuk mencuci tandas, menghijau, mencuci kereta, menambah air landskap, dll.
Jejak kecil: Menghapuskan keperluan untuk tangki pemendapan sekunder, prosesnya pendek dan boleh direka bentuk sebagai jenis bawah tanah, menjadikannya sangat sesuai untuk bandar atau kawasan kediaman dengan tanah terhad.
Pengeluaran enap cemar berlebihan yang rendah: MBR boleh beroperasi dalam keadaan umur enap cemar yang lama, membolehkan enap cemar mencerna dirinya sendiri, menghasilkan volum pengeluaran enap cemar yang hanya satu-satu pertiga-separuh daripada kaedah tradisional, mengurangkan kos pelupusan enap cemar dengan ketara.
Rintangan yang kuat terhadap beban hentakan: Ia tidak takut dengan penggembungan enap cemar, kerana enapcemar-kepekatan tinggi memberikan kapasiti penimbalan yang kuat.
Tahap automasi yang tinggi: Masa pengekalan hidraulik dan umur enapcemar diasingkan sepenuhnya, menjadikannya mudah untuk mencapai kawalan automatik sepenuhnya dan operasi dan pengurusan yang mudah.
Kekurangan dan cabaran MBR
Pelaburan tinggi: Kos komponen membran adalah tinggi, dan pelaburan projek adalah 30% hingga 50% lebih tinggi daripada kaedah tradisional.
Penggunaan tenaga yang tinggi: proses seperti pengudaraan membran dan sedutan menggunakan sejumlah besar elektrik!
Kekotoran membran: Membran boleh tersumbat dan memerlukan pembersihan yang kerap. Kekotoran membran dibahagikan kepada tiga peringkat - kekotoran awal (penjerapan dalam beberapa jam), kekotoran perlahan (pengumpulan koloid dalam beberapa minggu) dan kekotoran cepat (penurunan tekanan transmembran meningkat dalam masa beberapa hari), memerlukan tahap langkah pembersihan yang berbeza.
Kos penggantian membran yang tinggi: Jangka hayat membran biasanya sekitar 5 tahun, dan ia perlu diganti apabila ia tamat tempoh, yang merupakan perbelanjaan yang besar untuk-pengoperasian jangka panjang.
Keperluan prarawatan adalah ketat: jeriji ultra-halus (1 hingga 2 milimeter) mesti dipasang, jika tidak, rambut dan gentian akan menjerat gentian membran, menyebabkan pencemaran teruk dan juga kerosakan membran. Pada masa yang sama, ia juga sangat sensitif terhadap bahan berminyak.