Modulo membrana MBR per colonna

Il modulo colonnare MBR (bioreattore a membrana) (gruppo bioreattore a membrana colonnare esterno/sommerso) è un'apparecchiatura per il trattamento dell'acqua che integra una separazione a membrana ad alta-precisione e un'efficiente reazione biochimica. È costituito principalmente da fasci di membrane a fibra cava incapsulati in una struttura colonnare, divisi in due tipi principali: guidato dalla pressione esterna-e guidato dal vuoto sommerso-. Ampiamente utilizzata nel trattamento avanzato delle acque reflue industriali, nel pretrattamento per la preparazione dell'acqua pura e in progetti di riutilizzo dell'acqua riciclata di fascia alta-, l'apparecchiatura presenta un'elevata densità di impaccamento del modulo a membrana, una forte capacità anti-inquinamento e un'eccellente stabilità operativa. Può ottenere un'intercettazione profonda di solidi sospesi, microrganismi e inquinanti refrattari nelle acque reflue, con una qualità dell'effluente superiore a quella dell'MBR a fogli piatti-. Essendo l'apparecchiatura preferita per scenari di trattamento dell'acqua di fascia alta, è adatta per progetti di trattamento dell'acqua centralizzati di grandi e medie dimensioni e per esigenze speciali di purificazione della qualità dell'acqua.

Basato sul principio collaborativo di "biodegradazione + separazione a membrana", il modulo MBR colonnare differisce significativamente dal MBR a foglio piatto-nella struttura del modulo a membrana e nella modalità operativa. Realizza un'efficiente separazione solido-liquido attraverso membrane a fibra cava incapsulate in una forma colonnare. Il principio fondamentale è costituito da tre fasi, che bilanciano l’efficienza della degradazione e il controllo dell’incrostazione della membrana:
1. Biodegradazione
Il modulo MBR colonnare esterno richiede un bioreattore indipendente, in cui il liquido miscelato viene pompato nella colonna a membrana. Il modulo MBR colonnare sommerso è posizionato direttamente nel reattore, dove le comunità microbiche (batteri aerobici, batteri nitrificanti, batteri denitrificanti, ecc.) nei fanghi attivi decompongono gli inquinanti organici, l'azoto ammoniacale e altre sostanze nocive. La struttura colonnare ottimizza il modello di flusso idraulico nel reattore, consentendo il pieno contatto tra il liquido miscelato e i microrganismi, estendendo il tempo di reazione e migliorando l'effetto di degradazione degli inquinanti refrattari. Il tempo di ritenzione dei fanghi (SRT) può essere mantenuto a 40-80 giorni, superiore a quello dell'MBR a foglio piatto.

2. Separazione e intercettazione della membrana
Il modulo MBR colonnare esterno utilizza una pompa booster per fornire energia, consentendo al liquore misto di passare attraverso la parete della membrana a fibra cava (dimensione dei pori della membrana: 0,01-0,2μm) sotto pressione. L'acqua trattata si raccoglie nella cavità interna delle fibre della membrana e viene scaricata, mentre i fanghi intercettati ritornano al reattore. Il modulo MBR colonnare sommerso produce acqua attraverso l'aspirazione del vuoto. Il design compatto dell'incapsulamento della colonna a membrana garantisce una disposizione uniforme delle fibre della membrana e una maggiore efficienza di intercettazione, trattenendo efficacemente fiocchi di fango attivo, batteri, virus e alcune sostanze organiche a piccole molecole. Gli SS (solidi sospesi) dell'effluente sono inferiori o uguali a 3 mg/l e la concentrazione degli MLSS (solidi sospesi di liquidi misti) nel reattore viene mantenuta a 10.000-20.000 mg/l, migliorando ulteriormente l'efficienza biochimica.

3. Funzione antivegetativa ausiliaria-
Il modulo MBR colonnare esterno è dotato di un sistema di controlavaggio che utilizza regolarmente l'acqua prodotta per effettuare il controlavaggio degli inquinanti sulla superficie della membrana, combinato con cicli di pulizia chimica per prolungare la durata della membrana. Il modulo MBR colonnare sommerso è dotato di un sistema di aerazione del fondo, in cui il flusso d'aria guida il disturbo del liquore misto per eliminare i fanghi sulla superficie della colonna a membrana e fornire ossigeno ai microrganismi. Alcuni modelli-di fascia alta sono dotati di un modulo di pulizia online in grado di monitorare in tempo reale-lo stato di incrostazione della membrana, regolare dinamicamente la frequenza del controlavaggio e ritardare significativamente il tasso di incrostazione della membrana.

1. Composizione della struttura dell'attrezzatura
Il modulo MBR colonnare adotta un design di incapsulamento ad alta- resistenza, composto principalmente da un modulo a membrana colonnare, un sistema di supporto e fissaggio, un sistema di alimentazione (pompa booster/aspirazione), un sistema di lavaggio e un modulo di controllo. La sua struttura è più compatta e resistente agli urti-rispetto a quella dell'MBR a lamiera piana-:

• Modulo Membrana Colonnare:Il nucleo è costituito da fasci di membrane a fibra cava, costituiti principalmente da PVDF (fluoruro di polivinilidene), con alcuni modelli di fascia alta- che utilizzano PTFE (politetrafluoroetilene). Il diametro interno delle fibre della membrana è 0,5-1,0 mm e il diametro esterno è 1,0-2,0 mm. Incapsulato in un guscio cilindrico, le due estremità del guscio sono dotate di ingressi, uscite e uscite dell'acqua prodotta. La densità di impaccamento del fascio di membrane raggiunge i 3.000-5.000 m²/m³, molto superiore a quella delle membrane piane.
• Sistema di supporto e fissaggio:Incluse staffe, basi e connettori per colonne a membrana. Le staffe sono realizzate in acciaio inossidabile 304/316 e la base ha una funzione di assorbimento degli urti, che può fissare efficacemente la colonna a membrana, evitare danni alla fibra della membrana causati dalla pressione o da disturbi del flusso d'aria durante il funzionamento e adattarsi all'ambiente operativo ad alta-pressione dei modelli esterni.
• Sistema di alimentazione e lavaggio:I modelli esterni sono dotati di pompe booster ad alta-pressione, pompe di controlavaggio e serbatoi per la pulizia chimica; i modelli sommersi sono dotati di pompe di aspirazione, soffianti di aerazione e teste di aerazione. La pressione della pompa di controlavaggio può raggiungere 0,2-0,4 MPa, il che può rimuovere rapidamente gli inquinanti sulla superficie della membrana e l'effetto di lavaggio è migliore rispetto alla pulizia ad aerazione singola delle membrane a foglio piatto.
• Modulo di controllo:Integrando un sistema di controllo PLC, un sensore di pressione e un monitor di flusso, monitora in tempo reale- parametri quali la pressione transmembrana (TMP), il volume di produzione dell'acqua e la qualità dell'acqua affluente, attiva automaticamente le procedure di controlavaggio e di pulizia chimica, supporta il monitoraggio remoto e la regolazione dei parametri e presenta un livello più elevato di automazione operativa.
• Componenti ausiliari:Compresi valvole di ritegno, filtri e dispositivi di dosaggio di prodotti chimici. Il filtro può rimuovere le impurità delle particelle di grandi dimensioni-nel liquore misto per evitare l'intasamento delle fibre della membrana. Il dispositivo di dosaggio chimico viene utilizzato per aggiungere acidi, alcali e ossidanti durante la pulizia chimica per garantire l'effetto pulente.

2. Tipi di prodotti principali
In base ai metodi di installazione, ai materiali della membrana e agli scenari applicativi, i moduli MBR colonnari tradizionali sono divisi in tre categorie, concentrandosi su diverse esigenze di trattamento dell'acqua di fascia alta-:

• Modulo MBR colonnare esterno in PVDF:Adozione di membrane a fibra cava in PVDF ad alta resistenza con una dimensione dei pori di 0,05-0,2μm, un flusso di membrana di 15-30 L/(m²·h), una pressione operativa di 0,1-0,3MPa e un intervallo di resistenza acido-base di pH 2-12. Adatto al trattamento delle acque reflue industriali ad alta concentrazione e del percolato di discarica, ha una durata di 4-6 anni e la migliore resistenza all'inquinamento e agli urti.
• Modulo MBR colonnare sommerso in PVDF:Bilanciando compattezza ed efficienza energetica, ha una dimensione dei pori della membrana di 0,1-0,3μm, un flusso di membrana di 12-25 L/(m²·h), non necessita di pompe ad alta-pressione e un consumo energetico inferiore rispetto ai modelli esterni. Con un intervallo di resistenza agli acidi-base compreso tra pH 2 e 11, è adatto per il trattamento avanzato delle acque reflue municipali e per progetti di riutilizzo dell'acqua riciclata di fascia alta, con un rapporto costi-prestazioni equilibrato.
• Modulo MBR colonnare in PTFE:Utilizzando fibre di membrana in PTFE, ha una migliore resistenza alla temperatura e alla corrosione, una dimensione dei pori della membrana di 0,01-0,1μm, un flusso di membrana di 10-20 L/(m²·h), un intervallo di resistenza acido-base di pH 1-13 e può resistere alle alte temperature (inferiori o uguali a 80 gradi) e alle acque reflue altamente corrosive. Adatto per acque reflue industriali di fascia alta come quelle elettroniche e farmaceutiche, nonché per scenari speciali di trattamento dell'acqua, ha una durata di servizio di 5-8 anni.

La scelta dovrebbe considerare la qualità dell'acqua affluente, la capacità di trattamento, gli standard degli effluenti, lo spazio di installazione e la pressione operativa. I parametri di selezione principali sono i seguenti, evidenziando l'adattabilità all'alta-pressione e le caratteristiche anti-inquinamento dei moduli a membrana colonnare:

Concentrandosi su scenari di trattamento delle acque di fascia alta-, il modulo MBR colonnare è ampiamente utilizzato nei campi di trattamento delle acque industriali, municipali e speciali grazie alla sua forte capacità ant-inquinamento e all'eccellente qualità degli effluenti, adatto per progetti di grandi e medie dimensioni-e scenari ad alta-domanda:

1. Vantaggi del trattamento principale

Qualità degli effluenti superiore: Con dimensioni dei pori della membrana più fini e un'efficienza di intercettazione più elevata rispetto all'MBR a foglio piatto-, l'effluente SS è inferiore o uguale a 3 mg/l e la torbidità è inferiore o uguale a 0,3 NTU. Può rimuovere efficacemente piccole-molecole di sostanze organiche e ioni di metalli pesanti, con una qualità dell'acqua stabile che soddisfa gli standard di Classe 1A+ e superiori e può essere utilizzato direttamente in scenari di riutilizzo-di fascia alta.

Forte capacità ant-inquinamento: L'incapsulamento colonnare garantisce uno stress uniforme sulle fibre della membrana, riducendo il rischio di rottura delle fibre. In combinazione con il doppio sistema di controlavaggio e pulizia chimica, il tasso di incrostazione della membrana è ridotto del 40%-60% e il ciclo operativo è più lungo, particolarmente adatto per acque reflue ad alto-inquinamento e ad alta viscosità.

Trattamento efficiente dei fanghi: Può mantenere una concentrazione MLSS più elevata (10.000-20.000 mg/l) e un tempo di ritenzione dei fanghi più lungo. La produzione di fanghi di supero è inferiore del 20%-30% rispetto a quella degli MBR a lamiera piana, riducendo ulteriormente i costi di smaltimento dei fanghi.

2. Vantaggi strutturali e operativi

Struttura stabile e durevole: Le fibre della membrana sono strettamente incapsulate con elevata resistenza meccanica. I modelli esterni possono resistere al funzionamento ad alta-pressione e non si danneggiano facilmente. I modelli in materiale PTFE hanno una durata di servizio di 5-8 anni, molto più lunga di quella dell'MBR a lamiera piana.

Elevata controllabilità operativa: dotato di un sistema completo di lavaggio e monitoraggio, ha un elevato grado di automazione, può regolare-in tempo reale i parametri operativi per adattarsi alle fluttuazioni della qualità dell'acqua affluente, ha un basso tasso di guasto e un lungo ciclo di manutenzione (solo 1-2 ispezioni di routine al mese).

Espansione modulare flessibile: Ogni colonna funziona in modo indipendente e il numero di colonne a membrana può essere aumentato o diminuito in base alla capacità di trattamento. I grandi progetti possono adottare una progettazione parallela di più colonne a membrana, facilitando l'installazione e l'espansione e adattandosi alle esigenze di costruzione in più fasi.