۷ ویژگی اساسی غشاهای MBR با کیفیت در سیستم‌های مدولار یکپارچه

انتخاب غشای MBR مناسب پیچیده‌تر از صرفاً تأیید توانایی آن در فیلتر کردن فاضلاب است. غشا باید فیلتراسیون، مقاومت در برابر رسوب و توانایی تمیز کردن پایداری را ارائه دهد و باید به صورت هماهنگ با سایر سیستم‌های تصفیه عمل کند. سیستم‌های ماژولار یکپارچه، به طور خاص، ماژول‌های غشایی، هوادهی، سیستم‌های کنترل و سایر قطعات طوری مهندسی شده‌اند که به عنوان یک سیستم واحد و فشرده کار کنند.

ویژگی‌های زیر نیز برای مهندسان، اپراتورهای تصفیه‌خانه و خریداران هنگام ارزیابی غشاهای MBR مفید هستند: ساختار منافذ، شار، مقاومت در برابر رسوب، استحکام مواد، سازگاری با تمیز کردن، محدوده عملیاتی و یکپارچه‌سازی سیستم.

وقتی همه این نکات را با هم در نظر بگیریم، درک بهتری از قابلیت‌های عملکرد یک غشاء در یک سیستم تصفیه ارائه می‌دهیم.

۱. ساختار منافذ یکنواخت و ریز

ساختار منافذ بر آنچه از آن عبور می‌کند و آنچه در فرآیند تصفیه بیولوژیکی باقی می‌ماند، تأثیر می‌گذارد. منافذ یک غشای MBR با کیفیت بالا باید کوچک و یکنواخت باشند تا جداسازی جامد-مایع به خوبی انجام شود.

طبق غشاهای MBR الیاف توخالی QILEE ، ماده جداسازی غشا PVDF، ماده نگهدارنده PET و اندازه منافذ اسمی غشا 0.05 میکرومتر است.

۲. شار پایدار برای تولید مداوم آب

شار، مقدار آبی است که در یک بازه زمانی مشخص از یک سطح غشایی مشخص عبور می‌کند. پایداری شار بسیار مهم است زیرا غشا باید مقدار مشخصی از آب تصفیه شده را با حداقل فشار عملیاتی تولید کند.

مشخصات MBR، شار طراحی 10 تا 30 LMH و شار عملیاتی 15 تا 30 لیتر بر متر مربع بر ساعت در دمای 25 درجه سانتیگراد را نشان می‌دهد.

شار واقعی تحت تأثیر خواص فاضلاب، دمای فاضلاب، ماهیت لجن و شرایط عملیاتی قرار خواهد گرفت. با این حال، در مورد تصفیه‌خانه‌های مدولار، محدوده شار مشخص، مهندسان را قادر می‌سازد تا سطح غشای صحیح را برای ظرفیت تصفیه مورد نیاز انتخاب کنند.

یک محدوده عملیاتی عملی و پایدار برای برنامه‌ریزی بلندمدت سیستم مفیدتر است.

۳. مقاومت شدید در برابر رسوب

رسوب‌گذاری به تجمع جامدات و سایر مواد روی سطح غشا گفته می‌شود که سختی فیلتراسیون را افزایش می‌دهد. این یکی از مشکلات اصلی بهره‌برداری از فرآیندهای MBR است.

طراحی مناسب غشاء می‌تواند به کنترل پدیده رسوب‌گذاری کمک کند. طراحی غشاء از آلیاژ PVDF آبدوست ساخته شده است و دارای توزیع یکنواخت الیاف توخالی است تا تجمع لجن در اطراف الیاف به حداقل برسد.

رسوب‌گذاری را نمی‌توان به سادگی از معادله حذف کرد. هدف عملی، کنترل آن با طراحی مناسب غشاء، هوادهی، شرایط عملیاتی و تمیزکاری است.

این مهم است زیرا با افزایش رسوب، عملکرد فیلتراسیون نیز می‌تواند تحت تأثیر قرار گیرد و دفعات تمیز کردن نیز ممکن است افزایش یابد. غشایی که امکان کنترل قابل مدیریت‌تر رسوب را فراهم می‌کند، می‌تواند به کاهش دلهره‌آور بودن عملیات روتین کمک کند.

۴. مواد بادوام و مقاومت مکانیکی

با این حال، یک غشای MBR باید بتواند به طور مداوم در برابر فیلتراسیون و همچنین هوادهی، شستشوی معکوس، تمیز کردن و جابجایی مقاومت کند.

PVDF (لایه جداکننده) و PET (تکیه‌گاه) در ساخت غشا استفاده می‌شوند. از دیگر مشخصات آن می‌توان به مقاومت کششی بیش از ۱۵۰ نیوتن و مقاومت در برابر پوسته شدن بیش از ۳ نیوتن اشاره کرد.

این امر به ویژه برای المان‌های غشایی در صورتی که بارها و بارها تحت فشار عملیاتی، چرخه‌های تمیزکاری و تماس فیزیکی قرار گیرند، اهمیت دارد.

۵. سازگاری با مواد شوینده

مهم نیست که یک غشاء چقدر خوب باشد، کنترل رسوب ضروری است. بنابراین، هنگام انتخاب غشاء باید روش تمیز کردن را در نظر گرفت و آن را به حال خود رها نکرد.

تجمع جامدات را می‌توان از طریق شستشوی هوا کاهش داد و از طریق شستشوی معکوس و تمیز کردن شیمیایی به سطح عملکرد غشاء بازگرداند.

حداکثر فشار شستشوی معکوس 70 کیلوپاسکال است و سیستم به صورت پالسی هوادهی می‌شود. بسته به روش عملیاتی انتخاب شده، غشاء می‌تواند با شستشوی معکوس یا بدون شستشوی معکوس مورد استفاده قرار گیرد.

می‌توان یک استراتژی تمیزکاری مناسب را برای حفظ عملکرد غشاء بین تمیزکاری‌ها اجرا کرد. همچنین به جای انجام تعمیر و نگهداری اصلاحی پس از کاهش عملکرد فیلتراسیون، برنامه تعمیر و نگهداری سرراست‌تری را در اختیار اپراتورها قرار می‌دهد.

۶. محدوده عملیاتی مناسب

در طول عملیات، شرایط فاضلاب ممکن است متفاوت باشد و یک غشاء باید محدوده فشار، دما و pH خاصی داشته باشد.

طبق مشخصات، محدوده فشار غشایی توصیه شده ۰ تا ۳۵ کیلوپاسکال، محدوده دمای عملیاتی ۵ تا ۴۰ درجه سانتیگراد و محدوده pH عملیاتی ۲ تا ۱۰ است. تمیزکاری شیمیایی برای محدوده pH ۱ تا ۱۲ توصیه می‌شود.

این محدودیت‌ها می‌توانند توسط مهندسان برای تصمیم‌گیری در مورد اینکه آیا غشا در شرایط عملیاتی مورد نظر مطابق نیاز عمل خواهد کرد یا خیر، مورد استفاده قرار گیرند. این محدودیت‌ها همیشه باید همراه با ویژگی‌های واقعی فاضلاب و شرایط در طول عملیات و تمیزکاری عادی در نظر گرفته شوند.

آگاهی از این محدودیت‌ها قبل از نصب، به جلوگیری از عدم تطابق بین غشاء و فرآیند تصفیه نیز کمک خواهد کرد.

۷. سازگاری با طراحی سیستم ماژولار

سیستم اطراف غشاء نیز باید با غشاء متناسب باشد. مرحله غشاء با سایر عناصر تصفیه مانند تجهیزات هوادهی، پمپ‌ها، کنترل‌ها و غیره در سیستم‌های مدولار یکپارچه ادغام می‌شود.

کیلی   سیستم‌های غشایی یکپارچه بر اساس پیکربندی‌های مختلف نصب‌شده روی اسکید با استفاده از مساحت‌ها و اندازه‌های مختلف غشا هستند. مساحت کل غشای ذکر شده برای اسکیدهای MBR از ۴۰۰ متر مربع تا ۲۵۲۰ متر مربع متغیر است.

همچنین انتخاب غشاها را از یک جزء صرف به یک تصمیم طراحی برای سیستم تبدیل می‌کند.

ویژگی‌های غشای MBR در یک نگاه

انتخاب غشای MBR برای یک سیستم یکپارچه

این هفت ویژگی باید به صورت کلی و نه به صورت جداگانه در نظر گرفته شوند. عملکرد خوب نه تنها به شار بالا، بلکه به سهولت تمیز کردن غشاء نیز بستگی دارد. به طور مشابه، ویژگی‌های مکانیکی بالا زمانی که پیکربندی غشاء برای تصفیه ظرفیت مورد نیاز بهینه نباشد، مفید نیستند.

بهتر است ابتدا با مشخصات فاضلاب، جریان مورد نیاز، شرایط عملیاتی، روش تمیز کردن و فضای موجود برای نصب شروع کنیم. سپس می‌توان این مشخصات غشا را با این الزامات مقایسه کرد.

در پروژه‌هایی که به دنبال سیستم تصفیه کوچکتری هستند، QILEE سیستم‌های ماژولار یکپارچه   دارای راهکارهای مبتنی بر غشا هستند که نیازهای مختلف تصفیه را برآورده می‌کنند.

نتیجه‌گیری

یک غشای MBR خوب به چیزی بیش از یک فیلتر ریز نیاز دارد. عملکرد عملی آن تحت تأثیر ساختار منافذ، شار، مقاومت در برابر رسوب، دوام، سازگاری با تمیز کردن، محدوده عملیاتی و تناسب سیستم قرار دارد.

این 7 ویژگی، اساس یک چک لیست ساده برای مقایسه غشاها قبل از انتخاب را تشکیل می‌دهند. تطبیق مناسب غشا با فاضلاب، شرایط عملیاتی و سیستم بزرگتر IMS، پایه محکم‌تری را برای تصفیه پایدار، عملکرد قابل پیش‌بینی و نگهداری قابل مدیریت، در اختیار مهندس و اپراتورها قرار می‌دهد.

برای پروژه‌هایی که به راه‌حل‌های تصفیه فشرده و انعطاف‌پذیر نیاز دارند، سیستم‌های مدولار یکپارچه QILEE گزینه‌های تصفیه مبتنی بر غشا را ارائه می‌دهند که برای پشتیبانی از نیازهای مختلف تصفیه فاضلاب طراحی شده‌اند.