Ipengenalan
Dengan piawaian alam sekitar yang semakin ketat dan permintaan yang terus meningkat untuk penggunaan semula air, bioreaktor membran (MBR) telah menjadi teknologi arus perdana untuk rawatan air sisa termaju dan penggunaan sumber. Bahan membran, sebagai komponen teras MBR, secara langsung menentukan kestabilan operasi sistem, kecekapan rawatan dan jumlah kos kitaran hayat. Membran organik tradisional mengalami kelemahan seperti mudah terdedah kepada kekotoran, jangka hayat yang pendek dan rintangan kakisan yang lemah, menjadikannya tidak sesuai untuk keadaan air yang kompleks dan keras. Membran kepingan leper-silikon karbida, dengan sifat unggul ultra-rintangan kakisan, fluks tinggi, jangka hayat yang panjang dan keupayaan anti-kotoran yang kuat, menyediakan penyelesaian yang teguh untuk peningkatan proses MBR dan digunakan secara meluas dalam air sisa perbandaran, air sisa industri dan rawatan air garam pekat.
I. Pengenalan kepada Teknologi MBR
1. Prinsip Proses
MBR (Membrane Bioreactor) ialah proses rawatan air sisa yang mengintegrasikan secara mendalam teknologi biodegradasi dan pengasingan membran. Ia menggantikan tangki pemendapan sekunder dalam proses enapcemar teraktif tradisional dengan modul membran ultraturasan, mencapai pemisahan enapcemar dan air yang cekap. Selepas air sisa memasuki bioreaktor, mikroorganisma menguraikan bahan pencemar seperti COD, ammonia nitrogen, dan jumlah fosforus; membran ultraturasan (saiz liang 0.02–0.1μm) dengan tepat memerangkap enapcemar teraktif, koloid, bakteria, dan zarah terampai, menghasilkan efluen jernih dan steril, menyelesaikan sepenuhnya masalah kehilangan enapcemar dan efluen keruh dalam proses tradisional.
2. Ciri Teras Proses
(1) Kapasiti rawatan yang kuat dan kualiti efluen yang baik
Proses MBR mempunyai beban yang tinggi dan kecekapan rawatan yang lebih tinggi daripada reaktor rawatan biologi am. Kualiti efluen adalah serupa dengan air paip dari segi rupa dan boleh memenuhi sepenuhnya keperluan untuk air tebus guna. Ia kini merupakan teknologi dengan kualiti efluen terbaik antara semua proses rawatan air sisa.
(2) Rintangan kuat terhadap beban hentaman
Kepekatan enap cemar yang tinggi memberikan MBR rintangan yang kuat terhadap beban kejutan, dan ia juga mempunyai umur enap cemar yang sangat lama, menghasilkan kualiti efluen yang sangat stabil.
(3) Kesan penyingkiran nitrogen ammonia yang baik
Dengan kepekatan enap cemar yang tinggi, umur enap cemar yang lama, dan beban enap cemar yang rendah, ia amat sesuai untuk nitrifikasi untuk mengeluarkan nitrogen ammonia, dan boleh mengeluarkan sehingga 1500 mg/L nitrogen ammonia.
(4) Kurang enapcemar sisa
Enap cemar MBR mempunyai umur enap cemar yang panjang, mikroorganisma berada dalam fasa respirasi endogen, pengeluaran enap cemar berlebihan adalah rendah, dan pencemaran sekunder adalah minimum.
(5) Menjimatkan tanah
Ia tidak memerlukan tangki pemendapan sekunder atau peranti penapisan dan penulenan lain. Prosesnya mudah dan menduduki kawasan yang kecil, hanya kira-kira 1/3 daripada keluasan tanah yang diperlukan oleh proses rawatan konvensional, menjadikannya sangat sesuai digunakan di tempat yang mempunyai tanah yang terhad.
(3) Kawalan automatik, mudah untuk melengkapkan
MBR menghapuskan masalah penimbunan enapcemar dan kehilangan enapcemar, menghasilkan paras sisa enapcemar yang rendah, dan boleh mencapai kawalan automatik sepenuhnya, menjadikan operasi dan pengurusan lebih mudah.
II. Kelebihan Silicon Carbide Flat Sheet Membrane dalam Proses MBR
1. Sangat tahan kakisan, sesuai untuk keadaan kerja yang melampau
Diperbuat daripada serbuk silikon karbida -ketulenan tinggi yang dihablurkan semula dan disinter pada 2400 darjah , ia tahan kepada asid dan alkali dalam julat pH 0–14, dan boleh menahan kakisan daripada asid kuat, alkali kuat, oksidan berkepekatan tinggi-dan pelarut organik. Ia boleh beroperasi dengan stabil dan tanpa penuaan dalam keadaan air yang keras seperti air garam pekat, air sisa kimia dan bahan larut larut resapan untuk jangka masa yang lama.
2. Operasi daya-tinggi, menghasilkan kecekapan pemprosesan yang lebih tinggi.
Permukaan membran mempunyai sudut sentuhan air hanya 10.3 darjah, menjadikannya sangat hidrofilik. Fluks operasinya stabil pada 60–100 LMH, iaitu 3–4 kali ganda daripada membran organik. Untuk skala rawatan yang sama, ia memerlukan lebih sedikit kawasan membran dan tangki membran menduduki ruang yang lebih sedikit, dengan ketara mengurangkan kos kejuruteraan awam.
3. Rintangan yang kuat terhadap kotoran, mudah dibersihkan dan dipulihkan
Permukaan membran bercas negatif dengan kuat, menolak enap cemar, koloid dan minyak secara elektrostatik, menghasilkan keupayaan anti-kotoran yang sangat baik. Pengudaraan dan pembilasan melambatkan kekotoran, dan selepas pengotoran,-pembersihan asid, alkali dan oksidan kepekatan tinggi boleh memulihkan 100% fluks. Kitaran pembersihan adalah panjang dan penyelenggaraan adalah mudah.
4. Jangka hayat ultra-panjang dan jumlah kos jangka hayat yang rendah.
Ia mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi, rintangan haus, tiada risiko pecah gentian, dan hayat perkhidmatan Lebih daripada atau sama dengan 10 tahun, iaitu 3-4 kali ganda daripada membran organik; isipadu pengudaraan hanya separuh daripada membran organik, menyebabkan penggunaan tenaga yang rendah; ia tidak memerlukan penggantian membran yang kerap, mengurangkan kos penggunaan dan masa henti dengan ketara, dan mempunyai faedah ekonomi yang luar biasa sepanjang keseluruhan kitaran hayatnya.
5. Sangat serasi dan mudah untuk dinaik taraf dan diubah suai.
Ia serasi sepenuhnya dengan sistem MBR organik sedia ada dan boleh menggantikan membran organik in situ tanpa pengubahsuaian peralatan utama; ia sesuai untuk kualiti air yang kompleks seperti kepekatan enapcemar yang tinggi, kandungan minyak yang tinggi, dan kemasinan yang tinggi, dan mudah dinaik taraf dan cepat menunjukkan hasil.
III. Kes Permohonan Biasa
Kes 1: Projek rawatan kumbahan di perbandaran tertentu
Kapasiti pemprosesan: 3000 m³/h
Skim proses: Membran kepingan rata silikon karbida MBR digunakan untuk menggantikan tangki pemendapan sekunder tradisional.
Keputusan permohonan: Efluen yang stabil dan patuh, operasi dan penyelenggaraan yang mudah, menyelesaikan masalah pembuangan kumbahan di kawasan luar bandar dengan berkesan.
Kes 2: Projek Menaik Taraf Air Sisa Garam Pekat daripada Loji Kimia Arang Batu
Kapasiti pemprosesan: 76 m³/j
Latar Belakang Naik Taraf: Membran organik asal mempunyai jangka hayat yang singkat, memerlukan penggantian yang kerap dan mahal.
Keputusan permohonan: Selepas diganti dengan membran kepingan rata silikon karbida, kestabilan operasi bertambah baik dengan ketara, hayat membran dipanjangkan dengan ketara, dan kos penyelenggaraan berkurangan dengan ketara.
Kes 3: Projek Rawatan Air Sisa di Kawasan Perkhidmatan
Kapasiti pemprosesan: 120 m³/d
Penyelesaian Proses: Peralatan MBR Membran Lembaran Rata Silikon Karbida Bersepadu
Keputusan permohonan: Jejak padat, operasi automatik, rawatan stabil kumbahan domestik terdesentralisasi, dan efluen memenuhi piawaian untuk digunakan semula.
Kes 4: Projek Sistem MBR Air Sisa Industri di Singapura
Kapasiti pemprosesan: 150 m³/d
Kesan penggunaan: Dengan menggantikan membran organik tradisional dengan membran seramik silikon karbida, rawatan mendalam terhadap air sisa industri boleh dicapai dalam ruang yang terhad.
