Iمقدمه
با استانداردهای سختگیرانه زیست محیطی فزاینده و افزایش تقاضای مداوم برای استفاده مجدد از آب، بیوراکتورهای غشایی (MBRs) به فناوری اصلی برای تصفیه فاضلاب پیشرفته و استفاده از منابع تبدیل شدهاند. مواد غشایی، به عنوان جزء اصلی MBR ها، به طور مستقیم پایداری عملیاتی، کارایی تصفیه و هزینه کل چرخه عمر سیستم را تعیین می کنند. غشاهای ارگانیک سنتی از معایبی مانند حساسیت به رسوب، طول عمر کوتاه و مقاومت ضعیف در برابر خوردگی رنج می برند که آنها را برای شرایط پیچیده و سخت آب نامناسب می کند. غشاهای تخت{3}}کاربید سیلیکون، با ویژگیهای برتر خود مانند مقاومت در برابر خوردگی فوقالعاده، شار بالا، طول عمر طولانی، و قابلیتهای ضد رسوب قوی، راهحلی قوی برای ارتقاء فرآیند MBR ارائه میکنند و به طور گسترده در فاضلاب شهری، تصفیه فاضلاب صنعتی و تصفیه آب غلیظ استفاده میشوند.
I. مقدمه ای بر فناوری MBR
1. اصل فرآیند
MBR (ممبران بیوراکتور) یک فرآیند تصفیه فاضلاب است که عمیقاً فناوری های تجزیه زیستی و جداسازی غشایی را ادغام می کند. این مخزن ته نشینی ثانویه را در فرآیند لجن فعال سنتی با یک ماژول غشای اولترافیلتراسیون جایگزین می کند و به جداسازی کارآمد لجن و آب دست می یابد. پس از ورود فاضلاب به بیوراکتور، میکروارگانیسم ها آلاینده هایی مانند COD، نیتروژن آمونیاکی و فسفر کل را تجزیه می کنند. غشای اولترافیلتراسیون (اندازه منافذ 0.02-0.1μm) به طور دقیق لجن فعال، کلوئیدها، باکتری ها و ذرات معلق را به دام می اندازد و در نتیجه پساب شفاف و استریل ایجاد می شود و به طور کامل مشکلات از بین رفتن لجن و پساب کدر در فرآیندهای سنتی را حل می کند.
2. ویژگی های اصلی فرآیند
(1) ظرفیت تصفیه قوی و کیفیت پساب خوب
فرآیند MBR دارای بار بالا و راندمان تصفیه بالاتر نسبت به راکتورهای تصفیه بیولوژیکی عمومی است. کیفیت پساب از نظر ظاهری مشابه آب لوله کشی است و می تواند به طور کامل نیازهای آب بازیافتی را برآورده کند. در حال حاضر این فناوری با بهترین کیفیت پساب در بین کلیه فرآیندهای تصفیه فاضلاب است.
(2) مقاومت قوی در برابر بارهای ضربه ای
غلظت بالای لجن به MBR مقاومت قوی در برابر بارهای ضربه ای می دهد و همچنین دارای عمر لجن بسیار طولانی است که در نتیجه کیفیت پساب بسیار پایداری دارد.
(3) اثر حذف نیتروژن آمونیاک خوب
با غلظت لجن بالا، عمر طولانی لجن و بار کم لجن، به ویژه برای نیتریفیکاسیون برای حذف نیتروژن آمونیاک مناسب است و می تواند تا 1500 میلی گرم در لیتر نیتروژن آمونیاکی را حذف کند.
(4) لجن باقیمانده کمتر
لجن MBR دارای سن لجن طولانی است، میکروارگانیسم ها در فاز تنفس درون زا هستند، تولید لجن اضافی کم است و آلودگی ثانویه حداقل است.
(5) زمین را نجات می دهد
نیازی به مخزن ته نشینی ثانویه یا سایر دستگاه های تصفیه و تصفیه ندارد. این فرآیند ساده است و مساحت کوچکی را اشغال میکند، فقط حدود 1/3 از مساحت زمین مورد نیاز فرآیندهای تصفیه معمولی است، که آن را برای استفاده در مکانهایی با زمین محدود بسیار مناسب میکند.
(3) کنترل خودکار، آسان برای تجهیز
MBR مشکلات حجیم شدن لجن و از دست دادن لجن را از بین می برد، سطوح پایین لجن باقیمانده را تولید می کند و می تواند به کنترل کاملاً خودکار دست یابد، عملیات و مدیریت را ساده تر کند.
II. مزایای غشاء ورق تخت سیلیکون کاربید در فرآیندهای MBR
1. بسیار مقاوم در برابر خوردگی، مناسب برای شرایط کاری شدید
ساخته شده از پودر کاربید سیلیکون با خلوص بالا و تبلور مجدد و تف جوشی شده در 2400 درجه، در برابر اسیدها و قلیاها در محدوده pH 0 تا 14 مقاوم است و می تواند در برابر خوردگی اسیدهای قوی، قلیایی های قوی، اکسیدان های{4} با غلظت بالا و حلال های آلی مقاومت کند. این می تواند به طور پایدار و بدون پیری در شرایط آب سخت مانند آب نمک غلیظ، فاضلاب شیمیایی و شیرابه دفن زباله برای مدت طولانی کار کند.
2. عملکرد بالا-که منجر به راندمان پردازش بالاتر می شود.
سطح غشاء دارای زاویه تماس آب تنها 10.3 درجه است که آن را بسیار آبدوست می کند. شار عملیاتی آن در 60-100 LMH پایدار است، که 3-4 برابر غشاهای آلی است. برای مقیاس تصفیه یکسان، به سطح غشاء کمتری نیاز دارد و مخزن غشایی فضای کمتری را اشغال میکند و هزینههای مهندسی عمران را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد.
3. مقاومت قوی در برابر لکه ها، آسان برای تمیز کردن و بازیابی
سطح غشاء به شدت دارای بار منفی است، لجن، کلوئید و روغن را به صورت الکترواستاتیکی دفع می کند و در نتیجه قابلیت ضد رسوب بسیار خوبی دارد. هوادهی و فلاشینگ رسوب را به تاخیر می اندازد و پس از رسوب گیری، تمیز کردن اسید، قلیایی و اکسیدان با غلظت بالا می تواند 100٪ شار را بازیابی کند. چرخه تمیز کردن طولانی است و تعمیر و نگهداری ساده است.
4. طول عمر فوق العاده- و هزینه کل طول عمر پایین.
دارای استحکام مکانیکی بالا، مقاومت در برابر سایش، بدون خطر شکستن الیاف، و عمر مفید بیشتر یا برابر با 10 سال است که 3-4 برابر غشاهای آلی است. حجم هوادهی تنها نصف غشاهای آلی است که در نتیجه مصرف انرژی کم است. نیازی به تعویض مکرر غشا ندارد و هزینه های مصرفی و زمان خرابی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و در کل چرخه عمر خود دارای مزایای اقتصادی قابل توجهی است.
5. بسیار سازگار و آسان برای ارتقاء و اصلاح.
کاملاً با سیستمهای MBR ارگانیک موجود سازگار است و میتواند بدون تغییرات عمده تجهیزات جایگزین غشاهای آلی در محل شود. برای کیفیت های پیچیده آب مانند غلظت لجن بالا، محتوای روغن بالا و شوری بالا مناسب است و به راحتی ارتقا داده می شود و به سرعت نتایج را نشان می دهد.
III. موارد کاربردی معمولی
مورد 1: پروژه تصفیه فاضلاب در یک شهرستان خاص
ظرفیت پردازش: 3000 متر مکعب در روز
طرح فرآیند: غشاء ورق مسطح کاربید سیلیکون MBR برای جایگزینی مخزن ته نشینی ثانویه سنتی استفاده می شود.
نتایج کاربرد: پساب پایدار و سازگار، بهره برداری و نگهداری ساده، به طور موثر مشکل تخلیه فاضلاب در مناطق روستایی را حل می کند.
مورد 2: پروژه ارتقاء فاضلاب نمک غلیظ از یک کارخانه شیمیایی زغال سنگ
ظرفیت پردازش: 76 متر مکعب در ساعت
پیشینه ارتقا: غشای آلی اولیه عمر کوتاهی داشت، نیاز به تعویض مکرر داشت و هزینه بر بود.
نتایج کاربرد: پس از جایگزینی با غشاء ورق مسطح کاربید سیلیکون، پایداری عملیاتی به طور قابل توجهی بهبود یافت، عمر غشا به میزان زیادی افزایش یافت و هزینه نگهداری به طور قابل توجهی کاهش یافت.
مورد 3: پروژه تصفیه فاضلاب در یک منطقه خدماتی
ظرفیت پردازش: 120 متر مکعب در روز
راه حل فرآیند: تجهیزات MBR غشاء ورق تخت کاربید سیلیکون یکپارچه
نتایج کاربرد: ردپای فشرده، عملیات خودکار، تصفیه پایدار فاضلاب خانگی غیرمتمرکز، و پساب با استانداردهای استفاده مجدد مطابقت دارد.
مورد 4: پروژه سیستم MBR فاضلاب صنعتی در سنگاپور
ظرفیت پردازش: 150 متر مکعب در روز
اثر کاربرد: با جایگزینی غشاهای آلی سنتی با غشاهای سرامیکی کاربید سیلیکون می توان به تصفیه عمیق فاضلاب صنعتی در فضای محدود دست یافت.
