วิธีการใช้ไบโอรีแอ็กเตอร์แบบเมมเบรนในการบำบัดน้ำเสียอินทรีย์ในเมืองและอุตสาหกรรมได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำเสียและวิศวกรรมการใช้ทรัพยากรเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ประหยัดพลังงาน ไม่มีการเปลี่ยนเฟส ไม่มีมลพิษรอง คุณภาพน้ำที่ส่งออกดี ใช้พื้นที่น้อย มีระบบอัตโนมัติในระดับสูง และมีแนวโน้มการพัฒนาที่กว้างขวาง วิธีการใช้ไบโอรีแอ็กเตอร์แบบเมมเบรนใช้ในการบำบัดน้ำเสียอินทรีย์ในเมืองและอุตสาหกรรม โดยมีค่าใช้จ่าย 2,000-4,000 หยวนต่อน้ำหนึ่งตัน และต้นทุนการดำเนินการน้อยกว่า 1.50 หยวนต่อน้ำหนึ่งตัน ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจมีความสำคัญมาก!
1、การควบคุมปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อ MBR
ในกระบวนการไบโอรีแอ็กเตอร์แบบเมมเบรน เงื่อนไขการทำงานของการแยกเมมเบรนนั้นคล้ายคลึงกับการแยกเมมเบรนแบบดั้งเดิม และปัจจัยควบคุมหลักได้แก่ คุณภาพของน้ำที่ไหลเข้า อัตราการไหลของพื้นผิวเมมเบรน อุณหภูมิ แรงดันการทำงาน ค่า pH MLSS ฯลฯ
1.อุณหภูมิ
ระบบไบโอรีแอ็กเตอร์เมมเบรนควรทำงานที่อุณหภูมิ 15 ถึง 35 องศาเซลเซียส โดยปกติ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ฟลักซ์ของเมมเบรนจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากความหนืดของส่วนผสมของตะกอนที่ถูกกระตุ้นจะลดลงหลังจากอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้ความต้านทานการซึมผ่านลดลง
2. แรงดันการทำงาน
ภายใต้เงื่อนไขที่ลักษณะของส่วนผสมของตะกอนที่ถูกกระตุ้นยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐาน การไหลของเมมเบรนจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของความดัน แต่เมื่อความดันถึงค่าหนึ่ง นั่นคือ โพลาไรเซชันของความเข้มข้นทำให้ความเข้มข้นของสารละลายบนพื้นผิวเมมเบรนถึงความเข้มข้นจำกัด การเพิ่มความดันต่อไปแทบจะไม่สามารถปรับปรุงการไหลของเมมเบรนได้ แต่กลับทำให้เมมเบรนอุดตันและอุดตันมากขึ้น ความแตกต่างของความดันข้ามเมมเบรนของ MBR ที่จมอยู่ใต้น้ำไม่ควรเกิน 0.05 MPa
3. ออกซิเจนที่ละลายน้ำ
ออกซิเจนที่ละลายน้ำเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการกำจัดสารอินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อจุดประสงค์ในการกำจัดฟอสฟอรัสและไนโตรเจน การควบคุมความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายน้ำถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ในกระบวนการไบโอรีแอ็กเตอร์แบบเมมเบรนประเภทต่างๆ ของเหลวที่ผสมกันจะสร้างส่วนที่มีออกซิเจน ออกซิเจนต่ำ และออกซิเจนต่ำในรูปแบบต่างๆ ภายในไบโอรีแอ็กเตอร์ ช่วงการควบคุมของออกซิเจนที่ละลายน้ำในแต่ละส่วนของถังปฏิกิริยาคือ ส่วนที่ไม่มีออกซิเจนควรต่ำกว่า 0.2 มก./ลิตร ส่วนที่ไม่มีออกซิเจนควรอยู่ระหว่าง 0.2 มก./ลิตร ถึง 0.5 มก./ลิตร และความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายน้ำในส่วนที่มีออกซิเจนไม่ควรน้อยกว่า 2 มก./ลิตร
4. ความเร็วการไหลของพื้นผิวเมมเบรน
อิทธิพลของความเร็วการไหลของเมมเบรนและแรงดันที่มีต่อฟลักซ์ของเมมเบรนมีความสัมพันธ์กัน เมื่อแรงดันต่ำ อัตราการไหลของพื้นผิวเมมเบรนจะมีผลเพียงเล็กน้อยต่อฟลักซ์ของเมมเบรน ในขณะที่เมื่อแรงดันสูง อัตราการไหลของพื้นผิวเมมเบรนจะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อฟลักซ์ของเมมเบรน เมื่ออัตราการไหลของเมมเบรนเพิ่มขึ้น ฟลักซ์ของเมมเบรนก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแรงดันค่อนข้างสูง ทั้งนี้เนื่องจากการเพิ่มความเร็วการไหลของพื้นผิวเมมเบรนสามารถเพิ่มแรงเฉือนของการไหลของน้ำและลดการสะสมของสารมลพิษบนพื้นผิวเมมเบรน ในทางกลับกัน การเพิ่มอัตราการไหลสามารถปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลแบบพาความร้อน ลดความหนาของชั้นขอบเขต และลดอิทธิพลของการโพลาไรเซชันของความเข้มข้น นอกจากนี้ ระดับของอิทธิพลของอัตราการไหลของเมมเบรนที่มีต่อชั้นการสะสมของเมมเบรนยังเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของตะกอนในสารละลายป้อนด้วย เมื่อความเข้มข้นของตะกอนต่ำ อัตราการซึมผ่านของเมมเบรนจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามอัตราการไหลของเมมเบรนแต่เมื่อความเข้มข้นของตะกอนสูง ผลกระทบต่อชั้นตะกอนจะอ่อนลง และอัตราการเพิ่มขึ้นของฟลักซ์เมมเบรนจะลดลงเมื่ออัตราการไหลของพื้นผิวเมมเบรนเพิ่มขึ้นถึงค่าหนึ่ง สำหรับ MBR ภายนอก ควรควบคุมเงื่อนไขการทำงานที่ความดันต่ำและอัตราการไหลสูงให้มากที่สุด และควรรักษาอัตราการไหลของเมมเบรนไว้ที่ 3m/s ถึง 5m/s ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นประโยชน์ต่อการรักษาฟลักซ์น้ำสูงเท่านั้น แต่ยังเป็นประโยชน์ต่อการบำรุงรักษาและบำรุงรักษาเมมเบรน ลดการทำความสะอาดและเปลี่ยนเมมเบรนอีกด้วย
5. ม.ล.ส.
ความเข้มข้นของตะกอนในโซนแอโรบิกของ MBR ที่จมอยู่ใต้น้ำ (ถัง) ควรได้รับการควบคุมระหว่าง 3,000 มก./ล. และ 20,000 มก./ล. โดยทั่วไปแล้ว เมื่ออัตราการไหลของเมมเบรนบางๆ เมื่อความเข้มข้นของตะกอนในของเหลวป้อนเพิ่มขึ้น เนื่องจากความเข้มข้นของตะกอนที่สูง ตะกอนจึงมีแนวโน้มที่จะเกาะตัวบนพื้นผิวเมมเบรนจนเกิดเป็นชั้นตะกอนหนา ส่งผลให้ความต้านทานการกรองเพิ่มขึ้นและฟลักซ์ของเมมเบรนลดลง อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นของตะกอนในสารละลายป้อนไม่ควรต่ำเกินไป มิฉะนั้น อัตราการสลายตัวของสารมลพิษจะต่ำ ในขณะเดียวกัน ความสามารถในการดูดซับและย่อยสลายของตะกอนที่ถูกกระตุ้นสำหรับสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำจะอ่อนลง ส่งผลให้ความเข้มข้นของสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำในสารละลายที่ผสมเพิ่มขึ้น ซึ่งจะถูกดูดซับโดยพื้นผิวเมมเบรนได้ง่าย ส่งผลให้ความต้านทานการกรองเพิ่มขึ้นและฟลักซ์ของเมมเบรนลดลงดังนั้นจึงจำเป็นต้องรักษาความเข้มข้นของตะกอนให้อยู่ในระดับปานกลางในของเหลวสำหรับป้อน เนื่องจากความเข้มข้นที่สูงหรือต่ำเกินไปจะทำให้การไหลของน้ำลดลง
6.ค่า pH
ค่า pH ของน้ำที่เข้ามาในไบโอรีแอ็กเตอร์แบบเมมเบรนควรอยู่ที่ 6-9
2、การควบคุมกระบวนการทางชีวเคมี MBR
เมื่ออุณหภูมิของน้ำที่ไหลเข้าต่ำกว่า 8 ℃ กิจกรรมของตะกอนที่ถูกกระตุ้นจะได้รับผลกระทบในระดับหนึ่ง ในเวลานี้ ควรลดปริมาณน้ำที่ไหลออกให้เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าสารอินทรีย์ในน้ำเสียถูกย่อยสลายอย่างสมบูรณ์ในถังปฏิกิริยา จึงรับประกันคุณภาพของน้ำทิ้งได้ ลดการอุดตันของเมมเบรน
ในช่วงฤดูที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกะทันหัน การตรวจดูคุณภาพของน้ำทิ้งจึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง หากคุณภาพของน้ำทิ้งเปลี่ยนแปลงกะทันหัน จำเป็นต้องลดปริมาณน้ำให้เหมาะสมและเพิ่มเวลาในการเติมอากาศ
ในระหว่างการทำงานปกติ ควรพยายามหลีกเลี่ยงการผสมน้ำยาฆ่าเชื้อและน้ำยาฆ่าเชื้อที่มีผลยับยั้งการเผาผลาญของจุลินทรีย์เข้าไปในไบโอรีแอคเตอร์ ป้องกันไม่ให้กลไกทางชีวภาพปกติของจุลินทรีย์ในอุปกรณ์ถูกขัดขวาง ส่งผลให้ของเสียเสื่อมสภาพ
เมื่อน้ำเสียมีสารซักฟอกสังเคราะห์หรือสารก่อฟองอื่นๆ จำนวนมาก ฟองจำนวนมากจะปรากฏขึ้นในถังปฏิกิริยาทางชีวภาพของเมมเบรน ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยการพ่นน้ำ แต่ห้ามเติมสารลดฟองที่มีสารที่เป็นน้ำมันลงในถังปฏิกิริยาเพื่อขจัดโฟม นอกจากนี้ ไม่ควรใช้สารลดฟองซีรีส์ซิลิโคน สารลดฟองซีรีส์ซิลิโคนจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของเมมเบรน ซึ่งจะเร่งการเพิ่มขึ้นของแรงดันต่างระหว่างเมมเบรนและทำให้เมมเบรนอุดตัน ในจุดนี้ การคืนแรงดันต่าง ๆ เป็นเรื่องยากแม้จะใช้ยาเหลวในการทำความสะอาด และจำเป็นต้องเปลี่ยนเมมเบรน
ระบบกระบวนการ MBR ควรระบายตะกอนตกค้างในปริมาณหนึ่งอย่างสม่ำเสมอ การปล่อยตะกอนสามารถกำหนดได้โดยพิจารณาจากอัตราการตกตะกอนของตะกอน ความเข้มข้นของตะกอนเหลวผสม ปริมาณสารอินทรีย์ในตะกอนที่ถูกกระตุ้น หรืออายุของตะกอน
3、 การควบคุมการอุดตันและการทำความสะอาดเมมเบรน MBR
การปนเปื้อนของเมมเบรนเป็นปรากฏการณ์ที่อนุภาคแขวนลอย คอลลอยด์ และสารอื่นๆ ในน้ำเสียเกาะตัวกันบนพื้นผิวของเมมเบรน ทำให้รูพรุนของเมมเบรนอุดตัน เมื่อเมมเบรนสัมผัสกับของเหลวป้อน การปนเปื้อนก็เริ่มขึ้น และการดูดซับเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารละลายและเมมเบรน ซึ่งเริ่มเปลี่ยนลักษณะของเมมเบรน สำหรับเมมเบรนแบบไมโครฟิลเตรชัน ผลกระทบนี้ไม่สำคัญมากนัก โดยส่วนใหญ่เกิดจากการรวมตัวและการอุดตันของอนุภาคสารละลาย สำหรับการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน การเลือกวัสดุเมมเบรนที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลกระทบอย่างมาก โดยลดฟลักซ์น้ำบริสุทธิ์เริ่มต้นลง 20% ถึง 40% โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่อัตราการไหลต่ำและความเข้มข้นของสารละลายสูง เมื่อสารละลายถึงหรือเกินค่าการละลายของความอิ่มตัวบนพื้นผิวเมมเบรน ชั้นเจลจะก่อตัวขึ้น ส่งผลให้การซึมผ่านของเมมเบรนไม่ขึ้นอยู่กับแรงกดที่ใช้ ส่งผลให้การซึมผ่านของเมมเบรนลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น เมมเบรนที่ทำงานในสถานะนี้จะต้องได้รับการทำความสะอาดหลังการใช้งานเพื่อคืนประสิทธิภาพ
มาตรการควบคุมการอุดตันของเมมเบรน ได้แก่:
1) บำบัดเบื้องต้นของน้ำเข้าของระบบไบโอรีแอ็กเตอร์เมมเบรนเพื่อกำจัดอนุภาคหยาบ
2) เลือกแรงดันใช้งานที่เหมาะสม;
3) การลดเวลาการดูดของปั๊มน้ำขาออก การยืดเวลาการดูดหยุด และการเพิ่มอัตราการเติมอากาศ ล้วนเป็นประโยชน์ต่อการลดการอุดตันของเมมเบรน
การทำความสะอาดเมมเบรนด้วยอากาศสามารถขจัดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวได้ และสิ่งสกปรกในรูพรุนสามารถล้างกลับด้วยน้ำเพื่อขจัดสิ่งสกปรกเหล่านี้ได้ การล้างกลับด้วยน้ำเป็นกระบวนการสูบน้ำที่กรองแล้วจากถังล้างกลับไปยังท่อดูด ขึ้นอยู่กับประเภทของเมมเบรน การล้างกลับโดยทั่วไปจะดำเนินการทุกๆ 10 นาทีถึง 24 ชั่วโมง
เมื่อการล้างน้ำย้อนกลับไม่ได้ผล จำเป็นต้องใช้วิธีการทำความสะอาดทางเคมีเพื่อกำจัดสารมลพิษเพื่อรักษาประสิทธิภาพที่ดีของเมมเบรน การทำความสะอาดเมมเบรนด้วยสารเคมีจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะของสารมลพิษ และสารทำความสะอาดที่ใช้ก็แตกต่างกันด้วย หลักการในการเลือกสารเคมีระหว่างการทำความสะอาดด้วยสารเคมีคือ หลีกเลี่ยงปฏิกิริยาเคมีใดๆ กับเมมเบรนและส่วนประกอบอื่นๆ และหลีกเลี่ยงมลพิษรองที่เกิดจากการใช้สารเคมี
