Oczyszczalnie Membranowe, uzdatnianie wody – reaktory MBR.

Systemy membranowe wykorzystują w oczyszczaniu wody procesy fizycznie zupełnie odmienne od tradycyjnie stosowanych procesów mechanicznych, chemicznych czy biologicznych. Ogólnie chodzi o separację frakcji takich jak osad, bakterie, wirusy czy molekuły konkretnych związków chemicznych na powierzchni membrany, lub wewnątrz porowatej substancji. Membrany zależnie od doboru mogą separować tłuszcze, cukry, proteiny, rozpuszczone w wodzie sole.
Ciecz przechodząca przez membranę, już pozbawiona zanieczyszczeń nazywana jest permeatem, a to co pozostało nazywane jest retenatem.
Tak jak najważniejszym parametrem sita jest średnica otworów, tak w przypadku membran najważniejsza jest średnica porów, i zależnie od niej procesy klasyfikujemy następująco:

Mikrofiltracja (MF) średnica porów 0,05 do 5 mikrometrów
Ultrafiltracja (UF) średnica porów 0,1do 0,01 mikrometra
Nanofiltracja (NF) średnica porów 0,01 do 0,001 mikrometra
Odwrócona osmoza (Reverse Osmosis, RO) średnica porów poniżej 0,001 mikrometra

Oczywiście w miarę zmniejszania porów niezbędne jest przyłożenie coraz większego ciśnienia w celu ?odcedzenia? permeatu. Ciśneinie to waha się od  1 do 70 barów.

Membrany wykonywane są z tworzyw sztucznych w różnych formach. Obecnie często spotykany jest materiał PVDF czyli polifluorek winylidenu. Mogą być to membrany płaskie (FS Flat Sheet). Mogą być to wiązki cienkich rurek które wsysają permeat do środka (HF, Hollow Fiber). Mogą również być to arkusze zwinięte w rulony albo poukładane w dyski. Zapewne istnieje wiele innych możliwości ukształtowania membran, i każdy producent będzie zachwalać swoje rozwiązanie. Membrany połączone są w moduły po kilka sztuk, do których doprowadzone jest sprężone powietrze oraz które wyposażone są w pompy do wytwarzania różnicy ciśnień i odsysania permeatu. Często cały system membran podzielony jest na kilka modułów w celu umożliwienia konserwacji jednego z nich bez przerywania pracy instalacji.

Membrany znalazły zastosowanie w odsalaniu wody morskiej, uzdatnianiu wody, oraz przy usuwaniu zanieczyszczeń trudnych lub niemożliwych do usunięcia np. w drodze flotacji lub oczyszczania biologicznego. Nie wymagają one dozowania żadnych związków chemicznych, a zanieczyszczenia nie biorą udziału w żadnej reakcji chemicznej w trakcie oczyszczania co może mieć znaczenie przy zagospodarowywaniu odpadów.

Przykładowa instalacja membranowego reaktora MBR:

1 część mechaniczna – piaskownik i sita
2 część biologiczna ? mały natleniany zbiornik tlenowy, w którym znajdują się moduły membranowe
3 system membranowy
4 gospodarka osadowa

Eksploatacja

W dużym uproszczeniu membrany ?wysysają? permeat ze zbiornika ze ściekami do oczyszczenia. Powoduje to, że z czasem pory w membranach zapychają się nagromadzonymi zanieczyszczeniami (fouling) lub też wytrącają się substancje mineralne (scaling) i niezbędne jest ich oczyszczenie. Dokonuje się tego na kilka sposobów:
zaprzestanie pracy membrany- relaksacja. ( np. co 15 min na pół minuty)
Chwilowe odwrócenie kierunku przepływu ? backwash ( np. co 2 tyg 40 minut)
metody mechaniczne (kulki, włoski ,pocieranie) ? cały czas
wyjęcie i oczyszczenie powierzchni membran za pomocą substancji chemicznych takich jak kwasy organiczne (np. kwas cytrynowy). Czas i częstość zależnie od sprawności procesu
Producenci systemów membranowych starają się tak konstruować urządzenia aby zminimalizować problem zapychania membran, jak również wprowadzać różne mechaniczne sposoby ich oczyszczania w trakcie pracy. Osad powstający w systemie membranowym wymaga takiego samego usunięcia jak osad z systemu konwencjonalnego, np. za pomocą prasy osadowej.

Ekonomika

Oczyszczalnia membranowa daje bardzo wysokie parametry oczyszczania ścieków np. BZT 3.
Niestety oczyszczalnie membranowe są drogie zarówno w zakupie jak też i skomplikowane w eksploatacji.- niezbędne jest stałe monitorowanie pracy membran i podejmowanie decyzji o ich okresowym czyszczeniu odpowiednim do sytuacji sposobem. Żywotność membran oceniana jest różnie, między 3 a 6 lat zależnie od sposobu ich eksploatacji, jakości wykonania i wielu innych czynników.

Warte odnotowania jest to, że przy procesach oczyszczania wody pitnej, membrany produkują wodę o czystości nawet przekraczającej czystość wody destylowanej, choć instalacja zużywa tylko 1/3 energii w porównaniu z procesem destylacji. Tak uzyskana woda musi być poddana procesowi remineralizacji lub infiltracji, ponieważ jest ?zbyt czysta? w porównaniu do wody źródlanej, czyli wypłukiwałaby z ciała ludzkiego wartościowe składniki mineralne, jak również jest oceniana przez konsumentów jako woda bez smaku.

Możesz skontaktować się z autorem powyższego tekstu za pomocą tego formularza:
[contact-form-7 404 "Not Found"]

Comments are closed.