Kolonne MBR-membranmodul

Den kolonneformede MBR (Membrane Bioreactor)-modulen (ekstern/nedsenket kolonneformet membranbioreaktorenhet) er et kjernevannbehandlingsutstyr som integrerer høy-membranseparasjon og effektiv biokjemisk reaksjon. Den består hovedsakelig av hulfibermembranbunter innkapslet i en søyleformet struktur, delt inn i to hovedtyper: eksternt trykkdrevet- og nedsenket vakuum-drevet. Utstyret er mye brukt i avansert industriell avløpsvannbehandling, forbehandling av rent vann og høy-gjenbruksprosjekter for gjenvunnet vann, og utstyret har høy pakningstetthet for membranmoduler, sterk anti-forurensningskapasitet og utmerket driftsstabilitet. Den kan oppnå dyp avskjæring av suspenderte faste stoffer, mikroorganismer og ildfaste forurensninger i kloakk, med avløpskvalitet som er overlegen den for flat-MBR. Som et foretrukket utstyr for avanserte vannbehandlingsscenarier, er det egnet for store og mellomstore-sentraliserte vannbehandlingsprosjekter og spesielle behov for vannkvalitetsrensing.

Basert på samarbeidsprinsippet "biologisk nedbrytning + membranseparasjon", skiller den søyleformede MBR-modulen seg betydelig fra flat-ark-MBR i membranmodulstruktur og driftsmodus. Den realiserer effektiv fast-væskeseparasjon gjennom hulfibermembraner innkapslet i søyleform. Kjerneprinsippet består av tre trinn, som balanserer nedbrytningseffektivitet og membrantilsmussingskontroll:
1. Biologisk nedbrytning
Den eksterne kolonneformede MBR-modulen krever en uavhengig bioreaktor, hvor den blandede væsken pumpes inn i membrankolonnen. Den neddykkede søyleformede MBR-modulen plasseres direkte i reaktoren, hvor mikrobielle samfunn (aerobe bakterier, nitrifiserende bakterier, denitrifiserende bakterier, etc.) i det aktiverte slammet bryter ned organiske miljøgifter, ammoniakknitrogen og andre skadelige stoffer. Den søyleformede strukturen optimaliserer det hydrauliske strømningsmønsteret i reaktoren, og muliggjør full kontakt mellom den blandede væsken og mikroorganismer, forlenger reaksjonstiden og forbedrer nedbrytningseffekten av ildfaste forurensninger. Slamretensjonstiden (SRT) kan opprettholdes på 40-80 dager, høyere enn for flatark MBR.

2. Membranseparasjon og avskjæring
Den eksterne søyleformede MBR-modulen bruker en boosterpumpe for å gi strøm, slik at den blandede væsken kan passere gjennom hulfibermembranveggen (membranporestørrelse: 0,01 -0,2 μm) under trykk. Det behandlede vannet samles i det indre hulrommet til membranfibrene og slippes ut, mens det oppfangede slammet strømmer tilbake til reaktoren. Den neddykkede søyleformede MBR-modulen produserer vann gjennom vakuumsuging. Den kompakte innkapslingsdesignen til membrankolonnen sikrer ensartet arrangement av membranfibre og høyere avskjæringseffektivitet, og holder effektivt på aktiverte slamflokker, bakterier, virus og enkelte småmolekylære organiske stoffer. Effluenten SS (Suspended Solids) er mindre enn eller lik 3mg/L, og MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids)-konsentrasjonen i reaktoren holdes på 10.000-20.000mg/L, noe som ytterligere forbedrer biokjemisk effektivitet.

3. Auxiliary Anti-Fouling-funksjon
Den eksterne søyleformede MBR-modulen er utstyrt med et tilbakespylingssystem som regelmessig bruker produsert vann for å skylle tilbake forurensninger på membranoverflaten, kombinert med kjemiske rensesykluser for å forlenge membranens levetid. Den neddykkede søyleformede MBR-modulen er utstyrt med et bunnluftingssystem, der luftstrømmen driver forstyrrelsen av blandingsvæsken til å skure slam på membrankolonnens overflate og tilføre oksygen til mikroorganismer. Noen avanserte-modeller er utstyrt med en nettbasert rengjøringsmodul som i sanntid kan-overvåke membrantilsmussingsstatus, dynamisk justere tilbakespylingsfrekvensen og betydelig forsinke membrantilsmussingshastigheten.

1. Sammensetning av utstyrets struktur
Den søyleformede MBR-modulen har en innkapslingsdesign med høy-styrke, hovedsakelig sammensatt av en søyleformet membranmodul, støtte- og fikseringssystem, strømsystem (booster/sugepumpe), spylesystem og kontrollmodul. Strukturen er mer kompakt og støtsikker-en den til flate-ark MBR:

• Kolonnemembranmodul:Kjernen er hulfibermembranbunter, hovedsakelig laget av PVDF (Polyvinylidene Fluoride), med noen avanserte modeller som bruker PTFE (Polytetrafluoretylen). Den indre diameteren til membranfibrene er 0,5 -1,0 mm, og den ytre diameteren er 1,0-2,0 mm. Innkapslet i et sylindrisk skall, er de to endene av skallet utstyrt med vanninntak, -uttak og produktvannuttak. Membranbuntens pakningstetthet når 3 000-5 000 m²/m³, mye høyere enn for flate membraner.
• Støtte og fikseringssystem:Inkludert membransøylebraketter, baser og koblinger. Brakettene er laget av 304/316 rustfritt stål, og basen har en støtdempende funksjon, som effektivt kan fikse membransøylen, unngå membranfiberskader forårsaket av trykk- eller luftstrømsforstyrrelser under drift, og tilpasse seg høytrykksdriftsmiljøet til eksterne modeller.
• Strøm og spylesystem:Eksterne modeller er utstyrt med-høytrykksforsterkerpumper, returspylingspumper og kjemiske rensetanker. Nedsenkede modeller er utstyrt med sugepumper, lufteblåsere og luftehoder. Tilbakespylingspumpetrykket kan nå 0,2 -0,4 MPa, noe som raskt kan trekke av forurensninger på membranoverflaten, og spyleeffekten er bedre enn enkel lufting av flate membraner.
• Kontrollmodul:Ved å integrere et PLS-kontrollsystem, trykksensor og strømningsmonitor, overvåker den i sanntid parametere som transmembrantrykk (TMP), vannproduksjonsvolum og innflytende vannkvalitet, utløser automatisk tilbakespyling og kjemiske renseprosedyrer, støtter fjernovervåking og parameterjustering, og har en høyere grad av operasjonell automatisering.
• Hjelpekomponenter:Inkludert tilbakeslagsventiler, filtre og kjemiske doseringsenheter. Filteret kan fjerne store-partikkelurenheter i blandingsvæsken for å unngå tilstopping av membranfiber. Den kjemiske doseringsenheten brukes til å tilsette syrer, alkalier og oksidanter under kjemisk rengjøring for å sikre renseeffekt.

2. Kjerneprodukttyper
I henhold til installasjonsmetoder, membranmaterialer og bruksscenarier, er de vanlige søyleformede MBR-modulene delt inn i tre kategorier, med fokus på ulike høye-vannbehandlingsbehov:

• Ekstern PVDF Columnar MBR-modul:Ved å ta i bruk PVDF-hulfibermembraner med høy-styrke med en membranporestørrelse på 0,05-0,2μm, en membranfluks på 15-30L/(m²·h), et driftstrykk på 0,1-0,3MPa og et pH-2-motstandsområde for syre-2. Egnet for høykonsentrert industrielt avløpsvann og søppelvannbehandling, har en levetid på 4-6 år og den beste anti-forurensning og slagfasthet.
• Nedsenket PVDF Columnar MBR-modul:Balanserer kompakthet og energieffektivitet, den har en membranporestørrelse på 0,1-0,3μm, en membranfluks på 12-25L/(m²·h), ikke behov for høye-høytrykkspumper og lavere energiforbruk enn eksterne modeller. Med et syre-basemotstandsområde på pH 2-11 er den egnet for avansert kommunal kloakkbehandling og avanserte gjenbruksprosjekter for gjenvunnet vann, med et balansert forhold mellom kostnad og ytelse.
• PTFE Columnar MBR-modul:Ved å bruke PTFE-membranfibre har den bedre temperatur- og korrosjonsbestandighet, en membranporestørrelse på 0,01-0,1μm, en membranfluks på 10-20L/(m²·h), et syre-basemotstandsområde på pH 1-13, og tåler høye temperaturer eller vannskorps (mindre enn 80 grader). Egnet for avansert industrielt avløpsvann som elektronikk og farmasøytiske produkter, samt spesielle vannbehandlingsscenarier, har en levetid på 5-8 år.

Valget bør vurdere innflytende vannkvalitet, behandlingskapasitet, avløpsstandarder, installasjonsplass og driftstrykk. Kjernevalgparameterne er som følger, og fremhever den høye-trykktilpasningsevnen og anti-forurensningsegenskapene til søylemembranmoduler:

Med fokus på avanserte-vannbehandlingsscenarier, er den kolonneformede MBR-modulen mye brukt i industrielle, kommunale og spesielle vannbehandlingsfelt på grunn av sin sterke anti-forurensningskapasitet og utmerkede avløpskvalitet, egnet for store og mellomstore-prosjekter og høy-etterspørselsscenarier:

1. Fordeler med kjernebehandling

Overlegen avløpskvalitet: Med finere membranporestørrelse og høyere avskjæringseffektivitet enn flat-ark MBR, avløpet SS mindre enn eller lik 3mg/L og turbiditet mindre enn eller lik 0,3NTU. Den kan effektivt fjerne små-molekylære organiske stoffer og tungmetallioner, med stabil vannkvalitet som oppfyller standarder av klasse 1A+ og høyere, og kan brukes direkte i høy-gjenbruksscenarier.

Sterk anti-forurensningskapasitet: Den søyleformede innkapslingen sikrer jevn belastning på membranfibrene, og reduserer risikoen for fiberbrudd. Kombinert med det doble systemet med tilbakespyling og kjemisk rengjøring, reduseres membrantilsmussingsgraden med 40 %-60 %, og driftssyklusen er lengre, spesielt egnet for høy-forurensning og høyviskøst avløpsvann.

Effektiv slambehandling: Den kan opprettholde en høyere MLSS-konsentrasjon (10 000-20 000 mg/L) og lengre slamretensjonstid. Den overskytende slamproduksjonen er 20–30 % mindre enn for flat-MBR, noe som ytterligere reduserer kostnadene for slamavhending.

2. Strukturelle og operasjonelle fordeler

Stabil og holdbar struktur: Membranfibrene er tett innkapslet med høy mekanisk styrke. Eksterne modeller tåler høyt-trykk og blir ikke lett skadet. PTFE-materialmodeller har en levetid på 5-8 år, mye lenger enn for flat-MBR.

Høy operativ kontrollerbarhet: Utstyrt med et komplett spyle- og overvåkingssystem, den har en høy grad av automatisering, kan i sanntid-justere driftsparametere for å tilpasse seg svingninger i innflytende vannkvalitet, har en lav feilrate og en lang vedlikeholdssyklus (kun 1-2 rutinemessige inspeksjoner per måned).

Fleksibel modulær utvidelse: Hver kolonne opererer uavhengig, og antall membrankolonner kan økes eller reduseres i henhold til behandlingskapasiteten. Store prosjekter kan ta i bruk en parallell utforming av flere membransøyler, noe som letter installasjon og utvidelse og tilpasses trinnvise konstruksjonsbehov.