bbk 000000

УДК 628.35:66.081.63

Степанов С. В.

Расчет площади мембран в мембранных биореакторах

Аннотация

На основании анализа зарубежных публикаций рассмотрены мембранные биореакторы и применяемые в них мембраны. В напорных установках с вынесенным мембранным блоком значения удельного потока через мембрану (при 20°C) составляют 80–200 л/(ч∙м²) при трансмембранном давлении 20–500 кПа, а в установках с погружными мембранами – 8–30 л/(ч∙м²) при вакууме 10–60 кПа. Специфическое энергопотребление в биореакторах с напорными мембранами находится в пределах 1,5–4 кВт∙ч/м³, с погружными мембранами – 0,5–0,7 кВт∙ч/м³. Результаты анализа рынка оборудования показали, что в 97–99% биомембранных установок используются погружные мембранные элементы и модули. Сравнение погружных мембран свидетельствует, что модули из половолоконных мембран имеют большую удельную поверхность (300–600 м²/м³) по сравнению с плоскими (50–150 м²/м³). Половолоконные мембраны характеризуются более низкой стоимостью, меньшей склонностью к загрязнению и устойчивостью к обратным промывкам. Плоские мембраны обладают большей механической прочностью, их проще заменить. Сообщается о работе мембранных биореакторов периодического действия, использовании осмотического мембранного биореактора и процессов нанофильт­рации в биомембранной технологии. Приведена методика расчета площади половолоконных погружных мембран, учитывающая различный допустимый удельный поток в зависимости от длительности расчетных расходов, потерь времени на проведение обратных промывок и «релаксаций», объема возвратного потока от обратных промывок мембран. При определении количества параллельно работающих технологических линий следует учитывать возможное отключение одного мембранного резервуара на химическую промывку или ремонт.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , трансмембранное давление , энергопотребление , мембранный биореактор , удельный поток

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Judd S. The MBR book: principles and applications of membrane bioreactors in water and wastewater treatment. – Amsterdam: Elsevier, 2007. 324 p.
2. Barillon B., Ruel S. M., Langlais C., Laza­rova V. Energy efficiency in membrane bioreactors // Water Science & Technology. 2013. V. 67 (12). P. 2685–2691.
3. Видякин А. М., Поляков М. Н. Краткий анализ рынка оборудования технологии МБР // Вода Magazine. 2009. № 6. С. 28–31.
4. Krampe J. Cycle-time determination and process control of sequencing batch membrane bioreactors // Water Science & Technology. 2013. V. 67 (9). P. 2083–2090.
5. Lobos J., Wisniewski C., Heran M., Grasmick A. Membrane bioreactor performances: effluent quality ofcontinuous and sequencing systems for water reuse // Desalination: International Journal of the Science and Technology of Water Desalting. 2007. V. 204 (1–3). P. 39–45.
6. Laera G., Jin B., Lopez A. Application of sequencing batch membrane bioreactors (SB-MBR) for the treatment of municipal wastewater // Water Science & Technology. 2011. V. 64 (2). P. 391–396.
7. Choi J.-H., Fukushi K., Ngand H. Y., Yamamoto K. Evaluation of a long-term operation of a submerged nanofiltration membrane bioreactor (NF MBR) for advanced wastewater treatment // Water Science & Technology. 2006. V. 53 (6). P. 131–136.
8. Achilli A., Cath T. Y., Marchand E. A., Childress A. E. The forward osmosis membrane bioreactor: A low fouling alternative to MBR processes // Desalination: International Journal of the Science and Technology of Water Desalting. 2009. V. 238 (1–3). P. 10–21.
9. Cornelissen E. R., Harmsen D., Beerendonk E. F., et al. The innovative Osmotic Membrane Bioreactor (OMBR) for reuse of wastewater // Water Science & Technology. 2011. V. 63 (8). P. 1557–1565.
10. Qiu G., Ting Y.-P. Short-term fouling propensity and flux behavior in an osmotic membrane bioreactor for wastewater treatment // Desalination: International Journal of the Science and Technology of Water Desalting. 2014. V. 332 (1, 2). P. 91–99.
11. Швецов В. Н., Морозова К. М. Расчет сооружений биологической очистки сточных вод с удалением биогенных элементов // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 11. С. 42–47.
12. Степанов С. В. Особенности расчета сооружений биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов // Водоснабжение и санитарная техника. 2014. № 3. С. 49–56.
13. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М., ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 72 с.
14. Wedi D., Joss A. Dimensioning of membrane bioreactors for municipal wastewater treatment // Water Science & Technology. 2008. V. 57 (6). P. 829–835.
15. Степанов С. В., Стрелков А. К., Сташок Ю. Е., Дубман И. С., Беляков А. В. Опыт проектирования очистных сооружений неф­теперерабатывающих заводов // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 8. С. 34–43.