Соответствие условиям эксплуатации
Перед выбором мембраны MBR необходимо подтвердить эффективность биологического процесса
Мембрана MBR не предназначена для замены всего технологического процесса очистки сточных вод. Она используется для разделения твердых частиц при высоком содержании взвешенных веществ, когда в проекте требуется сохранение активной биомассы, устойчивость к колебаниям нагрузки и получение стабильного пермеата.
Подходит для предварительной оценки.
Требуется дополнительное подтверждение.
- Свойства биоразлагаемости, токсичность, соленость, содержание аммиачного азота и баланс питательных веществ для материалов COD и BOD
- Температурные условия, параметры pH, характеристики осадка, образование пены, содержание нефтепродуктов и длительные колебания нагрузки
- Объем существующих биологических резервуаров, параметры HRT и SRT, мощность аэрации и условия удаления осадка
- Цель последующего сброса или повторного использования, а также необходимость применения установок NF, RO или иных средств доочистки
- Нагрузка на входе
- Удельный поток, параметры COD и BOD, содержание аммиачного азота, общее содержание азота, показатели SS, нефтепродукты и степень нестабильности состава
- Биологические условия
- MLSS, HRT, SRT, содержание растворенного кислорода, температура, pH, соленость и питательные вещества
- Существующая система
- Объем резервуаров, аэрация, возврат и удаление осадка, доступное пространство на площадке и наличие коммуникаций
- Цель очистки
- Сброс в окружающую среду, повторное использование, подача исходного потока в NF/RO или подключение к ступеням доочистки
Технологическая схема
Биологическое разложение и внешнее поперечно-поточное разделение образуют непрерывный цикл
На схеме показаны основные границы системы. Зонирование реакторов, комплекты насосов, количество мембранных блоков, точки рециркуляции, метод CIP и последующие технологические ступени определяются качеством исходной воды, требуемой производительностью и условиями площадки
- 01Биологический реактор
При соблюдении условий, заданных для HRT и SRT, а также параметров температуры, содержания растворенного кислорода и питательных веществ, происходит разложение органических соединений и удаление целевых загрязнителей.
- 02Исходный поток для секции с мембраной
Насос подает смешанную суспензию в внешний контур с трубчатыми мембранами. Параметры на входе насоса и меры защиты определяются характеристиками осадка.
- 03Контур с поперечным потоком для мембран
В контуре с трубчатыми мембранами поддерживается тангенциальный поток, обеспечивающий удержание осадка, взвешенных частиц и других компонентов, в то время как пермеат проходит сквозь мембрану.
- 04Пермеат и последующие технологические ступени
Пермеат направляется на сбор, сброс, повторное использование или доочистку с применением таких средств, как NF/RO, в зависимости от требуемого качества воды.
- 05Возврат концентрированного осадка
Концентрированный концентрат мембраны возвращается в биологическую систему; избыточный осадок удаляется с учетом срока его нахождения в системе и материального баланса.
Основной инженерный принцип:Биологическая часть определяет возможность преобразования загрязняющих веществ; трубчатая мембрана обеспечивает надежное разделение активированного ила и пермеата. Границы проектирования этих двух элементов не позволяют формулировать единый показатель их совместной эффективности.
Ответственность за технологический процесс
Биологическая система обеспечивает разложение веществ; трубчатая мембрана отделяет твердые частицы
Необходимо четкое разграничение обязанностей для корректной интерпретации данных по COD, аммонийному азоту, MLSS, содержанию взвешенных частиц в пермеате и последующим ступеням очистки. Это предотвратит ошибочное отождествление характеристик мембранных модулей с общей эффективностью всей биологической системы.
- Биологическая часть
- Обезвреживание органических веществ и целевых загрязнителей осуществляется с учетом их биоразлагаемости, нагрузки, температуры и условий аэробной или анаэробной среды.
- Блок мембранной сепарации
- Удержание активного ила, взвешенных частиц и твердых фракций необходимо для поддержания биомассы и получения пермеата с минимальным содержанием твердых веществ.
- Последующая технологическая ступень
- В зависимости от требований к сбросу или повторному использованию воды применяются NF, RO, активированный уголь, методы окисления или иные методы доочистки. Следует понимать, что пермеат после мембранной обработки не всегда сразу соответствует всем конечным параметрам.
Использование одной лишь трубчатой мембраны не гарантирует полного извлечения COD, аммонийного азота и общего азота. Итоговые показатели зависят от биоразлагаемости исходной воды, параметров биологической очистки, режима эксплуатации и последующих технологических ступеней.
Инженерные ограничения
В качестве справочного материала для предварительной оценки следует использовать лишь подтвержденный диапазон значений MLSS.
Информация из каталогов, данные по реально реализованным проектам и гарантируемые показатели для новых проектов представляют собой разные уровни доказательности. На данной странице не производится перенос значений удельного потока, энергопотребления или циклов промывки с одного проекта на другой.
| Инженерный элемент | Текущие публичные данные по реализованным проектам | Подтверждение параметров для конкретного проекта |
|---|---|---|
| Суспензия MLSS | Общеизвестные данные по поперечно-поточной системе MBR: 12–40 g/L | Диапазон параметров устанавливается на основе вязкости осадка, температуры, солености, фильтруемости и условий циркуляции |
| Фактический удельный поток мембраны | Универсальных проектных параметров не существует | Приведенный удельный поток относится только к конкретному проекту; для новых проектов его значения следует рассчитывать на основе свойств исходной воды, осадка, температуры и методики очистки |
| Условия циркуляции потока в режиме поперечного тока | Универсальных открытых обезличенных данных не существует | Значения следует определять с учетом геометрии каналов, количества мембранных модулей, гидравлических потерь, характеристик осадка, конфигурации насосов и поставленных энергетических целей |
| Параметры пермеата и мембран | Универсальных значений для COD, аммиака и SS в качестве гарантий не существует | Необходимо различать эффективность биологической очистки, способность мембран отделять твердые частицы, место отбора проб и требования последующих технологических ступеней |
| Энергопотребление и срок службы мембраны | Не предусмотрены никакие гарантии в общем порядке | Зависят от масштаба системы, способа циркуляции, уровня мембранного загрязнения, методов очистки и условий эксплуатации O&M |
| Условия эксплуатации CIP и периодичность технического обслуживания | Определяются в зависимости от конкретного проекта | Необходимо проверить совместимость с характеристиками исходной воды, температурным режимом, химическими веществами, показателями извлечения компонента и условиями слива на объекте |
В официальной технической документации должны быть отдельно указаны проектные условия, расчетные параметры, гарантийные значения, методы анализа, места отбора проб, период оценки и ограничения
Выбор технологической схемы MBR
Поперечно-поточные, пневматические и анаэробные системы MBR предназначены для различных технологических задач
Данные технологические схемы не представляют собой простых уровней иерархии. При выборе необходимо учитывать тип биологической обработки, параметры MLSS, способ циркуляции, степень биоразлагаемости сточных вод, энергетические условия и цели по извлечению полезных компонентов.
Внешняя трубчатая мембрана типа «кросс-флоу» MBR
- Биологическая обработка
- В основном аэробная или заданная проектом биологическая обработка с принудительной циркуляцией потока по схеме «кросс-флоу» с использованием внешнего насоса.
- Характеристики оценки и подбора
- Высокие показатели MLSS, высокая нагрузка, большое содержание взвешенных частиц либо значительная изменчивость исходного потока.
- Публичные обезличенные данные по реализованным проектам
- MLSS 12–40 g/L; прочие параметры определяются для конкретного проекта.
Эрлифтный трубчатый MBR
- Биологическая обработка
- Аэробная биологическая очистка в сочетании с разделением потока с помощью трубчатой мембраны с применением эжектора.
- Характеристики оценки и подбора
- Для аэробных процессов с умеренным MLSS, если эрлифтная циркуляция соответствует гидравлическим условиям проекта.
- Публичные обезличенные данные по реализованным проектам
- MLSS 8–12 g/L; необходимо проанализировать параметры аэрации, циркуляции и характеристики осадка.
Анаэробная трубчатая мембрана MBR (AnMBR)
- Биологическая обработка
- Анаэробная обработка в сочетании с разделением потока с помощью трубчатой мембраны.
- Характеристики оценки и подбора
- Сточные воды с высоким содержанием органики, поддающиеся биоразложению, а также задачи по извлечению полезных компонентов.
- Основное подтверждение.
- Содержание органики, токсичность, температурный режим, использование биогаза и последующая очистка от азота.
Для окончательного выбора технологической схемы могут потребоваться испытания реального образца, проверка фильтруемости осадка или пилотные испытания; при этом нельзя полагаться лишь на общее название отрасли или единственное значение параметра COD.
Область применения решения
Необходимо отдельно определить контур мембранной системы, биологический блок и границы взаимодействия с объектом.
Приведенная информация предназначена для предварительной оценки и детального проектирования. Это не означает, что в каждом проекте обязательно предусматриваются все компоненты, строительные работы, монтаж или гарантии по показателям.
Основной блок мембран
- Модули трубчатых мембран, каркасы и комплекты насосов для поперечно-поточной циркуляции
- Контуры подачи исходной воды, пермеата, рециркуляции, сброса и CIP
- Датчики давления, расхода, уровня и прочие элементы измерительных и управляющих систем
Дополнительный объем инженерных работ
- Анализ технологической схемы биореакторов, системы аэрации и возврата осадка
- Устройства для усреднения состава, предварительной обработки, CIP, дозирования и автоматизации
- Интерфейсы для последующих технологических ступеней, включая NF, RO, повторное использование и доочистку
Взаимодействие заказчика с системой EPC
- Резервуары, здания, магистральные трубопроводы и вспомогательные коммуникации
- Утилизация осадка, хранение реагентов и отвод стоков CIP
- Местные нормы, требования безопасности, правила монтажа и общезаводские блокировки
Окончательный объем работ, ответственность за биологическую эффективность, гарантии по мембранной сепарации, обязанности по проектированию и условия взаимодействия определяются взаимно согласованными техническими и коммерческими документами.
Варианты применения технологической схемы
Определять варианты применения следует на основе степени биоразлагаемости и нагрузки на систему
Перечисленные отрасли могут пройти предварительную оценку, однако не вправе использовать данный MLSS, удельный поток, энергопотребление, цикл очистки или показатели эффективности обработки.
Фильтрат полигона ТКО
При высокой органической нагрузке, содержании аммонийного азота, солености и нестабильности параметров следует подбирать биологическую очистку, поперечно-поточный MBR и последующие технологические ступени NF/RO.
Сточные воды химической и фармацевтической промышленности
Перед определением биологической нагрузки, концентрации осадка и границ применения мембранной сепарации необходимо оценить степень биоразлагаемости, токсичность и соленость.
Сточные воды пищевой и перерабатывающей промышленности
Необходимо спроектировать биологическую очистку и систему циркуляции мембран с учетом колебаний органической нагрузки и режима подачи исходной воды, уделяя особое внимание жирам, температурному режиму и условиям очистки мембран.
Сточные воды с высоким содержанием нефтепродуктов и твердых веществ
Требуется определить тип нефтепродуктов и их влияние на биологические процессы и мембранное загрязнение; при необходимости предусмотреть предшествующие ступени удаления нефти или предварительную обработку.
Смешанные сточные воды промышленного комплекса
Необходимо спроектировать систему усреднения, биологической очистки и резервирования мембран с учетом разнообразия источников, резких колебаний нагрузки и изменчивости состава исходного потока.
Модернизация биологической системы при высоких нагрузках
При модернизации, когда традиционные методы осаждения оказываются недостаточными, требуется обеспечить удержание большого количества биомассы перед стадией доочистки.
Подтверждение реализации проекта
Предварительная оценка на основании фактической производительности, технологической схемы и эксплуатационных данных
Имена заказчиков не раскрываются. Значения удельного потока и параметров пермеата MLSS относятся исключительно к данному проекту и конкретным условиям эксплуатации; они не могут служить исходными данными или гарантийными показателями при проектировании новых объектов.
Фильтрат полигона ТКО · Введено в эксплуатацию 2017
Внешний трубчатый модуль с поперечным потоком MBR модели 425 m³/d, установленный на обезличенном полигоне ТКО в городе Фошань.
- Схема
- Внешний трубчатый модуль с поперечным потоком MBR; двухступенчатая схема очистки NF; обработка концентрата.
- MLSS
- Исходный поток поступает на мембрану 15,000 mg/L; параметры пермеата не превышают значений 1 mg/L.
- Референтный уровень удельного потока
- 60–100 LMH; только для данного проектного примера
Изображение объекта по данному проекту не является общедоступным
Фильтрат полигона ТКО · Введено в эксплуатацию 2018
На полигоне ТКО в Гуанчжоу установлена трубчатая мембрана 4,000 m³/d с внешним поперечным потоком MBR
- Схема
- Внешняя трубчатая мембрана типа «кросс-флоу» MBR
- MLSS
- Исходный поток поступает на мембрану 15,000 mg/L; параметры пермеата не превышают значений 1 mg/L.
- Референтный уровень удельного потока
- 60–80 LMH; данные относятся только к этому проекту
Информация о проекте взята из доступных открытых материалов. Наименование заказчика, авторские права на изображения и количественные показатели подлежат окончательному согласованию перед публикацией
Ресурсы
Материалы для подбора оборудования и дальнейшие шаги
Выход продуктаОписание технических характеристик трубчатой мембраны PEK
Открытый материалБрошюра о трубчатых мембранах
Подготовка проектаАнкета для оценки проекта
Технические характеристики FAQ
Часто задаваемые вопросы по трубчатой мембране с внешним поперечным потоком MBR
Какова функция биореактора и трубчатой мембраны в системе с поперечным потоком MBR?
При подходящих условиях биореактор преобразует биоразлагаемые загрязнители. Трубчатая мембрана удерживает активный ил, взвешенные частицы и твердые фракции, выдавая чистый пермеат. Мембранная сепарация сама по себе не заменяет биохимические процессы и не гарантирует соблюдение всех параметров по COD, аммонийному азоту и общему азоту
Можно ли использовать значения MLSS и 12–40 g/L непосредственно в качестве проектных параметров для любого проекта?
Нет. Это опубликованные обезличенные данные по реализованным проектам, предназначенные для оценки и подбора мембран типа MBR в режиме тангенциальной фильтрации. При этом допустимый диапазон рабочих условий определяется также вязкостью осадка, температурой, соленостью, степенью фильтруемости, гидравликой циркуляции, биологической нагрузкой и условиями технического обслуживания.
Можно ли применять данные по 60–100 LMH и 60–80 LMH при разработке нового проекта?
Нет. Это данные эксплуатации двух действующих объектов по обработке фильтратов свалок, представляющие лишь информацию по конкретным проектам. Для нового проекта необходимо определять удельный поток и площадь мембраны на основе реальных характеристик исходной воды, свойств осадка и результатов проверочных испытаний.
В каких случаях следует применять поперечно-поточный MBR вместо эрлифтного или анаэробного MBR?
MBR с тангенциальной фильтрацией обычно рассматривают для аэробных процессов с высоким MLSS, насосной внешней циркуляцией и высокой нагрузкой. Эрлифтный MBR применяют при умеренном MLSS, когда подходит газожидкостная циркуляция. AnMBR предназначен для концентрированных биоразлагаемых стоков и задач извлечения ресурсов. Окончательный выбор определяется для конкретного проекта.
Какие элементы обычно включает технологическое решение с поперечно-поточным MBR процессом?
Стандартный состав включает модули трубчатых мембран, каркасы, циркуляционные насосы, системы подачи исходного потока и пермеата, а также оборудование CIP, измерительные приборы и системы управления. Наличие биореакторов, аэраторов, устройств усреднения, предварительной обработки, последующей доочистки, строительных конструкций и монтажных работ определяется границами технического проекта.
Какие данные требуются для предварительной оценки?
Необходимо предоставить проектный удельный поток и его колебания, данные по COD и BOD, содержание аммиачного и общего азота, параметры по SS, концентрацию нефтепродуктов, соленость, температуру, сведения по pH, описание существующей биологической технологической схемы, объем резервуаров, а также данные по MLSS, HRT и SRT. Кроме того, требуется указать условия аэрации, цель сброса или повторного использования воды и предоставить отчет о ее анализе.
Оценка технологической схемы с поперечным потоком MBR
Передайте данные воды и действующей биологической схемы
Следует загрузить отчет об анализе воды, существующую технологическую схему и, по возможности, эксплуатационную документацию. Инженерная группа проведет анализ биологической совместимости, границ применимости мембранной разделки, выявит отсутствующие данные и определит, требуются ли испытания на илах или пилотные испытания.
Предоставленная информация используется исключительно для предварительной оценки проекта. Окончательный выбор биологической технологической схемы, площади мембран, удельного потока, энергопотребления, показателей очистки, объема работ и условий гарантий определяются в официальной технической документации.