عملیات و نگهداری MBR توضیح داده شده است

کسانی که در بهره برداری و نگهداری فاضلاب هستند، بدون شک در مورد فرآیند MBR (ممبران بیوراکتور) شنیده اند. به بیان ساده، منطق اصلی آن بسیار ساده است: MBR=واکنش بیوشیمیایی + جداسازی غشاء. عملکرد اصلی آن جایگزینی مخزن ته نشینی ثانویه در فرآیندهای سنتی، دستیابی به جداسازی لجن{4}}کارآمدتر از آب است. چه برای تصفیه فاضلاب خانگی و چه برای تصفیه فاضلاب صنعتی، پروژه های بیشتر و بیشتری MBR را انتخاب می کنند زیرا بسیاری از نقاط درد مخازن رسوب ثانویه را حل می کند-لجن در پساب، اثر ته نشینی ضعیف، و ردپای بزرگ.

بسیاری از تازه واردان به MBR ممکن است "عملکرد و نگهداری آن را دشوار، مستعد گرفتگی غشا" بدانند. با این حال، هنگامی که منطق ترکیبی "واکنش بیوشیمیایی + جداسازی غشایی" را درک کنید و مزایای اصلی آن را در جایگزینی مخازن ته نشینی ثانویه درک کنید، عملیات روزانه و نگهداری بسیار ساده می شود. بر اساس تجربه عملیات و تعمیر و نگهداری خط مقدم، امروز به طور کامل MBR را توضیح خواهیم داد، که اصول اصلی آن، مزایای جایگزینی مخازن ته نشینی ثانویه، نکات کلیدی-عملکرد و نگهداری در سایت، مشکلات و راه حل های رایج-همه اطلاعات عملی و مختصر را توضیح خواهیم داد، که به مبتدیان اجازه می دهد تا به سرعت شروع به کار کنند و اپراتورهای مجرب دانش خود را تکمیل کنند.

ابتدا، نکات کلیدی را برجسته کنید: MBR (ممبران بیوراکتور) یک "فرایند کاملا جدید" نیست، بلکه جایگزینی برای مخزن رسوب ثانویه با ماژول های غشایی مبتنی بر فرآیندهای بیولوژیکی سنتی (هوازی و بی هوازی) است. مزایای اصلی آن جداسازی کاملتر لجن-آب و کیفیت پایدارتر پساب است. کلید بهره برداری و نگهداری در "نگهداری غشاء + تصفیه بیولوژیکی پایدار" نهفته است، زیرا هر دو با هم کار می کنند تا کارایی MBR را به حداکثر برسانند.

در فرآیندهای سنتی تصفیه فاضلاب، پس از اینکه مخزن تصفیه بیولوژیکی COD و نیتروژن آمونیاکی را تجزیه می کند، به یک مخزن ته نشینی ثانویه برای جداسازی لجن و آب نیاز است که اجازه می دهد لجن فعال ته نشین شود و مایع رویی به عنوان پساب تخلیه شود. با این حال، راندمان جداسازی مخزن ته نشینی ثانویه تا حد زیادی تحت تأثیر عملکرد ته نشینی لجن است. در صورت حجیم شدن لجن یا دفع لجن، لجن در پساب و مواد جامد معلق بیش از حد (SS) منجر می شود. علاوه بر این، مخازن ته نشینی ثانویه دارای ردپای بزرگ و راندمان جداسازی محدودی هستند.

بهبود اصلی فرآیند MBR جایگزینی رسوب ثانویه با جداسازی غشایی است. فرآیند کلی را می توان به سادگی به این صورت درک کرد: فاضلاب ← پیش تصفیه (صفحه شن، محفظه شن) ← مخزن تصفیه بیولوژیکی (هوازی/بی هوازی، تخریب میکروبی آلاینده ها) ← ماژول غشایی (جداسازی غشاء، حفظ لجن فعال) → استانداردهای برآورده شدن پساب.

«تصفیه بیولوژیکی» در اینجا کاملاً با مخزن تصفیه بیولوژیکی در فرآیندهای سنتی سازگار است. هسته همچنان به میکروارگانیسم های موجود در لجن فعال برای تجزیه آلاینده هایی مانند COD، نیتروژن آمونیاکی و فسفر کل موجود در فاضلاب متکی است. منطق متابولیک و نیازهای تغذیه ای این میکروارگانیسم ها هیچ تفاوتی با فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی سنتی ندارد. "جدایی غشایی" هسته MBR است. اساساً "رسوب گرانشی" مخزن ته نشینی ثانویه را با "نگهداری فیزیکی" غشاء جایگزین می کند. صرف نظر از عملکرد ته نشینی لجن، غشاء می تواند لجن فعال و ذرات معلق را محکم نگه دارد و تنها به آب شفاف اجازه عبور می دهد.

به طور خلاصه، MBR (بیوراکتور مکانیکی) با جایگزینی اساساً ته نشینی گرانشی با رهگیری فیزیکی، جایگزین مخازن ته نشینی ثانویه می شود. این مشکل اصلی مخازن ته نشینی ثانویه را حل می کند، که به شدت به عملکرد ته نشینی لجن متکی هستند، در حالی که به طور همزمان بازده جداسازی لجن-آب را بهبود می بخشد و ردپا را کاهش می دهد. این دلیل اصلی کاربرد گسترده آن است.

ویژگی های کلیدی MBR در{0}}شناسایی سایت: دارای سیستم هوادهی مشابه مخازن تصفیه بیولوژیکی سنتی است و مجهز به ماژول های غشایی (غشاهای صفحه تخت، غشاهای فیبر توخالی و غیره) بدون مخزن ته نشینی ثانویه بزرگ است. پساب با مواد جامد معلق تقریباً صفر (SS) شفاف است. در حین کار، تمیز کردن منظم غشاء برای جلوگیری از گرفتگی غشا لازم است.

بسیاری از پروژه ها مخازن ته نشینی ثانویه را رها می کنند و MBR را انتخاب می کنند، نه اینکه کورکورانه از روندها پیروی کنند، بلکه به این دلیل که مزایای آن واقعی است و می تواند بسیاری از مشکلات-عملکرد و نگهداری در سایت را حل کند. به ویژه برای سناریوهایی با نیاز به پساب بالا و ردپای کوچک مناسب است. مزایای خاص را می توان در 5 نکته خلاصه کرد که همه آنها را می توان شخصاً در عملیات خط مقدم تجربه کرد:

1. جداسازی کاملتر لجن-آب و کیفیت پساب پایدارتر: این مهمترین مزیت است. مخازن ته نشینی ثانویه متکی به ته نشینی لجن از طریق جاذبه هستند. اگر لجن جدا شود و منبسط شود، پساب حاوی لجن خواهد بود و از استانداردهای جامدات معلق (SS) فراتر می رود. در مقابل، ماژول های غشایی MBR دارای دقت نگهداری بسیار بالایی هستند و می توانند تقریباً تمام لجن فعال، ذرات معلق و حتی برخی از مواد کلوئیدی را حفظ کنند. پساب SS می تواند به طور مداوم زیر 10 میلی گرم در لیتر باشد و سطوح COD و نیتروژن آمونیاکی نیز پایدارتر هستند و به راحتی استانداردهای تخلیه کلاس A و بالاتر را برآورده می کنند.

2. کاهش قابل توجه رد پا، صرفه جویی در هزینه های سایت: مخازن رسوب ثانویه سنتی منطقه بزرگی را اشغال می کنند و 30٪ تا 40٪ از کل مساحت تصفیه خانه فاضلاب را تشکیل می دهند. ماژول های غشایی MBR اندازه کوچکی دارند و راندمان جداسازی بالایی دارند و به فضای ته نشینی زیادی نیاز ندارند. ردپای تنها 50 تا 70 درصد از فرآیندهای سنتی (مخازن رسوب بیولوژیکی + ثانویه) است که آنها را به ویژه برای پروژه هایی با فضای محدود (مانند تصفیه خانه های فاضلاب شهری و تصفیه فاضلاب در کارگاه های صنعتی) مناسب می کند.

3. غلظت لجن بالاتر و راندمان بیوشیمیایی بهبود یافته: مخازن ته نشینی ثانویه با عملکرد ته نشینی لجن محدود می شوند و MLSS (غلظت لجن) فقط در 2000-4000 میلی گرم در لیتر کنترل می شود. با این حال، ماژول های غشایی MBR به طور موثر لجن را حفظ می کنند و MLSS را به 8000-12000 میلی گرم در لیتر افزایش می دهند. این منجر به تعداد کل میکروبی بالاتر و تجزیه آلاینده کارآمدتر می‌شود، که آن را به ویژه برای تصفیه فاضلاب با غلظت بالا و مقاوم‌سازی مناسب می‌سازد و به طور قابل توجهی نرخ حذف COD و نیتروژن آمونیاک را بهبود می‌بخشد.

4. از تلفات لجن جلوگیری می کند و شوک سیستم را کاهش می دهد: مخازن ته نشینی ثانویه سنتی مستعد از دست دادن لجن هستند (مثلاً تخلیه نامناسب لجن، شوک هیدرولیکی) که منجر به تعداد کل میکروبی ناکافی و کاهش راندمان تصفیه می شود. ماژول های غشایی MBR به طور موثر لجن را حفظ می کنند و از هدر رفتن لجن حتی در مواردی که لجن زدایی خفیف لجن هستند جلوگیری می کند. این به طور قابل توجهی ثبات سیستم را بهبود می بخشد و پیچیدگی تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد.

5. فرآیند ساده و تعمیر و نگهداری کاهش می یابد: پس از جایگزینی MBR مخزن ته نشینی ثانویه، دیگر نیازی به کنترل ضخامت لایه لجن و حجم تخلیه، کاهش مراحل نگهداری (مانند خراش دادن لجن و تنظیمات تخلیه) نیست. تعمیر و نگهداری اکنون بر روی مخزن تصفیه بیولوژیکی و ماژول های غشایی متمرکز شده است. در حالی که تمیز کردن غشاء اضافه شده است، دشواری کلی تعمیر و نگهداری افزایش نیافته است. در واقع، مدیریت آن آسان تر است.

یک نکته احتیاط: MBR همچنین دارای معایبی است، مانند هزینه بالاتر ماژول غشاء، نیاز به تمیز کردن منظم و مصرف انرژی کمی بالاتر از فرآیندهای سنتی. با این حال، برای پروژه‌هایی با کیفیت پساب بالا و فضای محدود، این معایب بسیار بیشتر از مزایای آن است.

هسته عملیات و نگهداری MBR "تثبیت سیستم بیوشیمیایی + حفظ ماژول غشاء" است. هر دو با هم کار می کنند تا به طور مؤثر عمل کنند-سیستم بیوشیمیایی مسئول تخریب آلاینده ها است، و ماژول غشایی مسئول جداسازی لجن-آب است. اگر یکی از آنها بد کار کند، منجر به مشکلاتی مانند کیفیت بیش از حد پساب و گرفتگی غشا خواهد شد. نقاط عملیاتی و نگهداری خاص به دو بخش تقسیم می‌شوند که مستقیماً در-سایت قابل اعمال است:

(I) بهره برداری و نگهداری سیستم بیوشیمیایی (سازگار با فرآیندهای سنتی، با تمرکز بر فعالیت تثبیت کننده)

منطق عملکرد و نگهداری مخزن بیوشیمیایی MBR دقیقاً مشابه تانک های هوازی و بی هوازی سنتی است. هسته اصلی تثبیت فعالیت میکروبی و اطمینان از تخریب موثر آلاینده است. سه نکته کلیدی بسیار مهم است:

1. کنترل نسبت مواد مغذی: برای جلوگیری از عدم تعادل مواد مغذی که منجر به کاهش فعالیت میکروبی می شود، منابع نیتروژن و فسفر را مطابق با نسبت C:N:P 100:5:1 تکمیل کنید. به خصوص از آنجایی که غلظت لجن MBR زیاد است، مصرف مواد مغذی سریعتر است و نیاز به نظارت منظم بر کیفیت آب و تکمیل به موقع دارد.

2. تثبیت غلظت DO: در مرحله هوازی، DO باید در 2.0 ~ 3.0 میلی گرم در لیتر کنترل شود تا متابولیسم میکروبی کافی تضمین شود و از تجزیه ناقص COD و نیتروژن آمونیاکی به دلیل DO ناکافی جلوگیری شود. به طور همزمان، از هوادهی بیش از حد برای جلوگیری از شکستن لخته های لجن و افزایش خطر گرفتگی غشا جلوگیری کنید.

3. سن لجن کنترل (SRT): SRT MBR را می توان در 10 تا 20 روز، طولانی تر از فرآیندهای سنتی کنترل کرد. تخلیه مکرر لجن غیر ضروری است. تخلیه لجن با حجم کم دوره ای برای جلوگیری از پیری لجن و گرفتگی غشا کافی است. میزان تخلیه لجن باید بر اساس MLSS تنظیم شود (در 8000 تا 12000 میلی گرم در لیتر).

(II) عملیات و تعمیر و نگهداری ماژول غشاء

ماژول غشایی "قلب" MBR است. هنگامی که مسدود می شود، منجر به کاهش جریان خروجی، افزایش مصرف انرژی و حتی آسیب ماژول غشا می شود. کلید بهره برداری و نگهداری "جلوگیری از گرفتگی و تمیز کردن مکرر" است، به طور خاص با تمرکز بر چهار نکته:

1. تمیز کردن منظم آنلاین (نظارت TMP بسیار مهم است): نظافت آنلاین شامل شستشوی هوا و شستشو با آب است. شستشوی هوا در درجه اول از هوادهی برای تخلیه لجن از سطح غشا استفاده می کند و از چسبندگی لجن جلوگیری می کند. شستشو با آب از شستشوی معکوس برای شستشوی منافذ غشایی با آب تمیز استفاده می کند و ناخالصی های ریز را از بین می برد. در طول عملیات و تعمیر و نگهداری معمول، اختلاف فشار غشایی (TMP) باید کنترل شود. هنگامی که TMP از 0.1 مگاپاسکال فراتر رفت، فرکانس تمیز کردن باید به سرعت افزایش یابد.

2. تمیز کردن آفلاین منظم: تمیز کردن آنلاین نمی تواند آلاینده های سرسخت (مانند مواد آلی و کلوئیدها) را به طور کامل از سطح غشاء پاک کند. تمیز کردن آفلاین باید هر 3 تا 6 ماه، با استفاده از عوامل شیمیایی (مانند هیپوکلریت سدیم یا اسید سیتریک) برای خیساندن ماژول غشا، حذف آلاینده‌های سرسخت و بازیابی جریان غشا انجام شود.

3. کنترل کیفیت آب ورودی برای جلوگیری از ناخالصی ها از مسدود شدن منافذ غشایی: برای اطمینان از عملکرد طبیعی صفحه و محفظه شن، حذف شن، مواد جامد معلق بزرگ، مو و سایر ناخالصی های حمل شده توسط پساب، پیش تصفیه را تقویت کنید. از ورود این ناخالصی ها به ماژول غشا و مسدود شدن منافذ جلوگیری کنید. برای فاضلاب صنعتی، مواد آلی مقاوم و گریس را از قبل حذف کنید تا رسوب غشاء کاهش یابد.

4. جلوگیری از خشک شدن و آسیب ماژول غشا: ماژول غشاء باید همیشه در آب غوطه ور باشد. خشک کردن اکیدا ممنوع است، زیرا باعث کوچک شدن منافذ غشا و آسیب می شود. همچنین از برخورد اجسام تیز به سطح غشاء برای جلوگیری از آسیب دیدن غشا خودداری کنید. در صورت مشاهده آسیب غشا، بلافاصله آن را تعویض کنید تا از ورود لجن به پساب و ایجاد کیفیت بیش از حد پساب جلوگیری شود.

در{0}}عملیات و نگهداری در سایت، مشکلات MBR عمدتاً بر روی "انسداد غشاء" و "جریان بیش از حد پساب" متمرکز است. اساساً، اینها به دلیل بی ثباتی در سیستم تصفیه بیولوژیکی یا نگهداری ناکافی ماژول غشایی است. در اینجا چهار مورد از رایج ترین مشکلات و راه حل های خاص وجود دارد که حتی افراد مبتدی نیز می توانند به راحتی از عهده آنها برآیند:

1. مشکل 1: گرفتگی ماژول غشاء، کاهش جریان خروجی (متداول ترین)

راه حل:
① فوراً فرکانس تمیز کردن آنلاین (شستشوی با هوا + شستشو با آب) را افزایش دهید تا لجن از سطح غشاء خارج شود.
② اگر TMP به افزایش خود ادامه داد، تمیز کردن شیمیایی آفلاین را برای حذف آلاینده های سرسخت انجام دهید.
③ بررسی کیفیت آب ورودی، تقویت پیش تصفیه و حذف ناخالصی ها.
④ سیستم تصفیه بیولوژیکی را بازرسی کنید تا از پیری لجن و لخته زدایی جلوگیری شود و چسبندگی لجن به سطح غشاء کاهش یابد.

2. مشکل 2: COD و نیتروژن آمونیاک بیش از حد در پساب (سیستم بیولوژیکی ناپایدار)

راه حل: ① غلظت DO را بررسی کنید، اطمینان حاصل کنید که DO در بخش هوازی بزرگتر یا مساوی 2.0 میلی گرم در لیتر است و سرعت هوادهی را تنظیم کنید. ② منابع نیتروژن و فسفر را برای اطمینان از تعادل مواد مغذی تکمیل کنید. ③ کنترل بار ورودی برای جلوگیری از تأثیر- غلظت بالای فاضلاب، و کاهش سرعت جریان ورودی در صورت لزوم. ④ خواص لجن را بررسی کنید. اگر لجن کهنه شده است، تخلیه لجن را به طور مناسب افزایش داده و با لجن تازه پر کنید.

3. مشکل 3: ماژول غشاء آسیب دیده، SS بیش از حد در پساب

راه حل: ① پساب SS را آزمایش کنید. اگر SS به طور ناگهانی افزایش یافت، بررسی کنید که آیا ماژول غشاء آسیب دیده است یا خیر. ② ماژول غشاء آسیب دیده را بیابید و به سرعت آن را تعویض کنید. ③ برای جلوگیری از ورود ناخالصی های تیز و آسیب رساندن به ماژول غشا، پیش تصفیه را بررسی کنید. ④ شدت هوادهی را تنظیم کنید تا از تأثیر هوادهی بیش از حد بر سطح غشاء جلوگیری شود.

4. مسئله 4: لجن خیلی سریع روی سطح غشا جمع می شود (تسریع رسوب غشاء)

راه حل ها:
① فرکانس و شدت شستشوی هوا را افزایش دهید تا شستشوی سطح غشا را افزایش دهید.
② بهینه سازی سیستم بیولوژیکی برای کنترل خواص لجن و جلوگیری از لخته شدن و ضخیم شدن لجن.
③ افزایش مناسب تخلیه لجن برای کاهش غلظت MLSS و حجم کل لجن.
④ برای تقویت لخته شدن لجن و کاهش چسبندگی لجن، مقدار کمی ماده منعقد کننده اضافه کنید.

منطق اصلی MBR: تصفیه بیولوژیکی + جداسازی غشایی، جایگزینی مخزن رسوب ثانویه. اساساً از حفظ فیزیکی غشا برای حل نقطه درد ناشی از جداسازی لجن ناقص-آب در مخزن ته نشینی ثانویه استفاده می کند. از مزایای آن می توان به پساب پایدار، ردپای کوچک و راندمان بالا اشاره کرد. هسته عملیات و تعمیر و نگهداری "تثبیت سیستم بیولوژیکی و حفظ اجزای غشا" است. سیستم بیولوژیکی فعالیت میکروبی را تثبیت می کند و اجزای غشاء تمیز می شوند و از گرفتگی آن جلوگیری می شود. ترکیب این دو عملکرد پایدار MBR را تضمین می کند و به راحتی تخلیه سازگار را به دست می آورد.