Iinleiding
Met steeds strengere milieunormen en een voortdurend stijgende vraag naar hergebruik van water zijn membraanbioreactoren (MBR's) de mainstream-technologie geworden voor geavanceerde afvalwaterbehandeling en het gebruik van hulpbronnen. Membraanmaterialen, als kerncomponent van MBR's, bepalen rechtstreeks de operationele stabiliteit, de behandelingsefficiëntie en de totale levenscycluskosten van het systeem. Traditionele organische membranen hebben nadelen zoals gevoeligheid voor vervuiling, korte levensduur en slechte corrosieweerstand, waardoor ze ongeschikt zijn voor complexe en ruwe wateromstandigheden. Plat--plaatmembranen van siliciumcarbide, met hun superieure eigenschappen van ultra-corrosieweerstand, hoge flux, lange levensduur en sterke anti- aangroeimogelijkheden, bieden een robuuste oplossing voor MBR-procesupgrades en worden veel gebruikt in gemeentelijk afvalwater, industrieel afvalwater en geconcentreerde pekelbehandeling.
I. Inleiding tot MBR-technologie
1. Procesprincipe
MBR (Membrane Bioreactor) is een afvalwaterzuiveringsproces dat technologieën voor biologische afbraak en membraanscheiding diepgaand integreert. Het vervangt de secundaire bezinkingstank in het traditionele actiefslibproces door een ultrafiltratiemembraanmodule, waardoor een efficiënte scheiding van slib en water wordt bereikt. Nadat het afvalwater de bioreactor is binnengekomen, ontleden micro-organismen verontreinigende stoffen zoals CZV, ammoniakstikstof en totaal fosfor; Het ultrafiltratiemembraan (poriegrootte 0,02–0,1 μm) vangt actief slib, colloïden, bacteriën en zwevende deeltjes nauwkeurig op, wat resulteert in helder en steriel effluent, waardoor de problemen van slibverlies en troebel effluent bij traditionele processen volledig worden opgelost.
2. Kernkenmerken van het proces
(1) Sterke behandelingscapaciteit en goede afvalwaterkwaliteit
Het MBR-proces heeft een hoge belasting en een hogere zuiveringsefficiëntie dan algemene biologische behandelingsreactoren. De effluentkwaliteit is qua uiterlijk vergelijkbaar met kraanwater en kan volledig voldoen aan de eisen voor teruggewonnen water. Het is momenteel de technologie met de beste effluentkwaliteit van alle afvalwaterzuiveringsprocessen.
(2) Sterke weerstand tegen stootbelastingen
Door de hoge slibconcentratie is MBR goed bestand tegen schokbelastingen en heeft het een extreem lange slibleeftijd, waardoor een zeer stabiele effluentkwaliteit ontstaat.
(3) Goede verwijdering van ammoniak-stikstof
Met een hoge slibconcentratie, een lange slibleeftijd en een lage slibbelasting is het bijzonder geschikt voor nitrificatie om ammoniakstikstof te verwijderen, en kan tot 1500 mg/l ammoniakstikstof verwijderen.
(4) Minder restslib
MBR-slib heeft een lange slibleeftijd, de micro-organismen bevinden zich in de endogene ademhalingsfase, de overmatige slibproductie is laag en de secundaire vervuiling is minimaal.
(5) Bespaart land
Er is geen secundaire bezinkingstank of andere filtratie- en zuiveringsapparatuur nodig. Het proces is eenvoudig en beslaat een klein gebied, slechts ongeveer 1/3 van het landoppervlak dat nodig is voor conventionele behandelingsprocessen, waardoor het zeer geschikt is voor gebruik op plaatsen met beperkt land.
(3) Automatische bediening, eenvoudig uit te rusten
MBR elimineert de problemen van slibophoping en slibverlies, produceert lage niveaus van restslib en kan een volledig geautomatiseerde controle realiseren, waardoor bediening en beheer eenvoudiger worden.
II. Voordelen van vlakke plaatmembranen van siliciumcarbide in MBR-processen
1. Extreem corrosiebestendig, geschikt voor extreme werkomstandigheden
Gemaakt van hoog-zuiver siliciumcarbidepoeder, herkristalliseerd en gesinterd bij 2400 graden, is het bestand tegen zuren en alkaliën in het pH-bereik van 0–14, en is het bestand tegen corrosie door sterke zuren, sterke basen, hoge-geconcentreerde oxidatiemiddelen en organische oplosmiddelen. Het kan langdurig stabiel en zonder veroudering functioneren in barre wateromstandigheden zoals geconcentreerde pekel, chemisch afvalwater en percolaat van stortplaatsen.
2. Hoge- verwerkingscapaciteit, resulterend in een hogere verwerkingsefficiëntie.
Het membraanoppervlak heeft een watercontacthoek van slechts 10,3 graden, waardoor het extreem hydrofiel is. De operationele flux is stabiel bij 60–100 LMH, wat 3 à 4 keer zo groot is als die van organische membranen. Voor dezelfde behandelingsschaal is minder membraanoppervlak nodig en neemt de membraantank minder ruimte in beslag, waardoor de civieltechnische kosten aanzienlijk worden verlaagd.
3. Sterke weerstand tegen vlekken, gemakkelijk schoon te maken en te herstellen
Het membraanoppervlak is sterk negatief geladen en stoot elektrostatisch slib, colloïden en olie af, wat resulteert in uitstekende anti-aangroeiingseigenschappen. Beluchting en spoeling vertragen de vervuiling, en na vervuiling kan reiniging met hoge- concentraties zuur, alkali en oxidatiemiddel 100% van de flux herstellen. De reinigingscyclus is lang en het onderhoud is eenvoudig.
4. Ultra-lange levensduur en lage totale levensduurkosten.
Het heeft een hoge mechanische sterkte, slijtvastheid, geen risico op vezelbreuk en een levensduur van meer dan of gelijk aan 10 jaar, wat 3-4 keer zo lang is als die van organische membranen; het beluchtingsvolume is slechts de helft van dat van organische membranen, wat resulteert in een laag energieverbruik; het vereist geen frequente membraanvervanging, waardoor de verbruikskosten en de uitvaltijd aanzienlijk worden verminderd, en het heeft uitstekende economische voordelen gedurende de gehele levenscyclus.
5. Zeer compatibel en eenvoudig te upgraden en aan te passen.
Het is volledig compatibel met bestaande organische MBR-systemen en kan organische membranen ter plaatse vervangen zonder grote aanpassingen aan de apparatuur; het is geschikt voor complexe waterkwaliteiten zoals een hoge slibconcentratie, een hoog oliegehalte en een hoog zoutgehalte, en is gemakkelijk te upgraden en snel resultaat te tonen.
III. Typische toepassingsgevallen
Geval 1: Een rioolwaterzuiveringsproject in een bepaalde gemeente
Verwerkingscapaciteit: 3000 m³/d
Processchema: Vlakke plaatmembraan van siliciumcarbide MBR wordt gebruikt ter vervanging van de traditionele secundaire sedimentatietank.
Toepassingsresultaten: stabiel en conform effluent, eenvoudige bediening en onderhoud, waardoor het probleem van rioolwaterafvoer in plattelandsgebieden effectief wordt opgelost.
Geval 2: Upgradeproject voor geconcentreerd zout afvalwater van een kolenchemische fabriek
Verwerkingscapaciteit: 76 m³/u
Upgrade Achtergrond: Het oorspronkelijke organische membraan had een korte levensduur, moest regelmatig worden vervangen en was kostbaar.
Toepassingsresultaten: Na vervanging door een vlakplaatmembraan van siliciumcarbide werd de operationele stabiliteit aanzienlijk verbeterd, werd de levensduur van het membraan aanzienlijk verlengd en werden de onderhoudskosten aanzienlijk verlaagd.
Geval 3: Afvalwaterzuiveringsproject in een servicegebied
Verwerkingscapaciteit: 120 m³/d
Procesoplossing: Geïntegreerde MBR-apparatuur met vlakke plaatmembraan van siliciumcarbide
Toepassingsresultaten: Compacte footprint, geautomatiseerde werking, stabiele behandeling van gedecentraliseerd huishoudelijk afvalwater en afvalwater voldoet aan de normen voor hergebruik.
Casus 4: Een MBR-systeemproject voor industrieel afvalwater in Singapore
Verwerkingscapaciteit: 150 m³/d
Toepassingseffect: Door traditionele organische membranen te vervangen door keramische membranen van siliciumcarbide, kan een diepgaande behandeling van industrieel afvalwater in een beperkte ruimte worden bereikt.
