วิธีการใช้เทคโนโลยีเมมเบรนในการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพ?

เฮ้ เป็นซัพพลายเออร์ของการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพฉันเคยเห็นศักยภาพที่น่าทึ่งของเทคโนโลยีเมมเบรนในสาขานี้ ในบล็อกนี้ฉันจะแบ่งปันวิธีการใช้เทคโนโลยีเมมเบรนในการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพ

ทำความเข้าใจกับการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพ

ก่อนอื่นลองไปดูสิ่งที่การบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพเป็นเรื่องเกี่ยวกับ การบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพเป็นกระบวนการที่ใช้จุลินทรีย์เพื่อทำลายสารอินทรีย์ในสิ่งปฏิกูล ในระหว่างกระบวนการนี้ก๊าซชีวภาพส่วนใหญ่ประกอบด้วยก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซชีวภาพนี้สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนซึ่งเจ๋งมากสำหรับทั้งสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

แต่กระบวนการบำบัดไม่ได้เป็นการเดินเล่นในสวนสาธารณะเสมอไป มีสารปนเปื้อนทุกประเภทในน้ำเสียเช่นของแข็งแขวนลอยแบคทีเรียและสารอินทรีย์ที่ละลาย สิ่งเหล่านี้อาจทำให้เกิดปัญหาหากไม่ถูกลบออกอย่างถูกต้อง นั่นคือสิ่งที่เทคโนโลยีเมมเบรนเข้ามาเพื่อประหยัดทั้งวัน

เทคโนโลยีเมมเบรนคืออะไร?

เทคโนโลยีเมมเบรนเกี่ยวข้องกับการใช้เยื่อหุ้มกึ่งซึมผ่านเพื่อแยกส่วนประกอบที่แตกต่างกันในของเหลว เยื่อหุ้มเซลล์เหล่านี้มีรูขุมขนเล็ก ๆ ที่อนุญาตให้ใช้สารบางชนิดผ่านในขณะที่ปิดกั้นอื่น ๆ มีเมมเบรนประเภทต่าง ๆ เช่นการกรองไมโครฟิล์ม (MF), Ultrafiltration (UF), nanofiltration (NF) และ osmosis ย้อนกลับ (RO) แต่ละขนาดมีขนาดรูพรุนและความสามารถในการแยก

ไมโครฟิล์ม (MF)

เมมเบรน MF มีรูขุมขนค่อนข้างใหญ่มักจะอยู่ในช่วง 0.1 - 10 ไมโครเมตร พวกมันยอดเยี่ยมสำหรับการกำจัดของแข็งแขวนลอยขนาดใหญ่แบคทีเรียบางตัวและอนุภาคคอลลอยด์ออกจากน้ำเสีย ในการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพ MF สามารถใช้เป็นขั้นตอนการรักษาก่อน ช่วยลดภาระในกระบวนการบำบัดที่ตามมาและป้องกันเยื่อหุ้มเซลล์ที่ไวต่อการล่อง

Ultrafiltration (UF)

เยื่อหุ้มเซลล์ UF มีรูขุมขนขนาดเล็กโดยทั่วไประหว่าง 0.001 - 0.1 ไมโครเมตร พวกเขาสามารถกำจัดอนุภาคขนาดเล็กรวมถึงแบคทีเรียไวรัสและโมเลกุลขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ ในการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพสามารถใช้ UF เพื่อชำระล้างสิ่งปฏิกูลหลังจาก MF มันสามารถผลิตกรองที่ชัดเจนขึ้นซึ่งเป็นประโยชน์ต่อประสิทธิภาพการรักษาโดยรวม

Nanofiltration (NF)

เมมเบรน NF มีรูขุมขนที่เล็กกว่าในช่วง 0.001 ไมโครเมตร พวกเขาสามารถกำจัดไอออน divalent, สารประกอบอินทรีย์บางชนิดและสารขนาดเล็ก - โมเลกุล - น้ำหนัก NF สามารถใช้ในการขัดน้ำเสียที่ได้รับการบำบัดกำจัดสารปนเปื้อนที่เหลืออยู่และปรับปรุงคุณภาพของน้ำทิ้งสุดท้าย

Reverse Osmosis (RO)

เยื่อหุ้มเซลล์ RO มีรูขุมขนที่เล็กที่สุดและสามารถกำจัดเกลือที่ละลายได้เกือบทั้งหมดสารประกอบอินทรีย์และจุลินทรีย์ RO มักจะใช้เมื่อต้องใช้น้ำที่ผ่านการบำบัดด้วยคุณภาพสูงเช่นการใช้ซ้ำในกระบวนการอุตสาหกรรมหรือเป็นน้ำดื่ม อย่างไรก็ตามมันต้องการแรงดันในการดำเนินงานที่ค่อนข้างสูงและเป็นพลังงานมากขึ้น - เข้มข้นเมื่อเทียบกับกระบวนการเมมเบรนอื่น ๆ

การใช้เทคโนโลยีเมมเบรนในการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพ

ก่อนการรักษา

ก่อนที่น้ำเสียจะเข้าสู่ระบบเมมเบรนการรักษาล่วงหน้าเป็นสิ่งสำคัญ ขั้นตอนนี้ช่วยในการกำจัดเศษซากทรายขนาดใหญ่และวัสดุหยาบอื่น ๆ ที่สามารถทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ได้ การคัดกรองการตกตะกอนและการแข็งตัว - การตกตะกอนเป็นวิธีการรักษาก่อน - ตัวอย่างเช่นสามารถใช้หน้าจอบาร์อย่างง่ายเพื่อลบวัตถุขนาดใหญ่เช่นแท่งและถุงพลาสติกจากน้ำเสีย หลังจากนั้นถังตกตะกอนสามารถใช้เพื่อให้อนุภาคที่หนักกว่าสามารถตั้งอยู่ที่ด้านล่าง การแข็งตัว - การตกตะกอนสามารถเพิ่มได้เพื่อช่วยให้อนุภาคขนาดเล็กรวมตัวกันกลายเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ทำให้ง่ายต่อการลบออก

เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (MBR)

หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของเทคโนโลยีเมมเบรนในการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพคือเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (MBR) MBR รวมการรักษาทางชีวภาพกับการกรองเมมเบรน ใน MBR จุลินทรีย์จะแยกสารอินทรีย์ในน้ำเสียและเยื่อหุ้มน้ำแยกน้ำที่ผ่านการบำบัดออกจากชีวมวล

ข้อดีของการใช้ MBR มีมากมาย ประการแรกมันสามารถบรรลุน้ำทิ้งที่มีคุณภาพสูงด้วยของแข็งและเชื้อโรคระดับต่ำ ประการที่สองมันมีรอยเท้าที่เล็กกว่าเมื่อเทียบกับระบบบำบัดน้ำเสียแบบดั้งเดิมเนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์สามารถแทนที่ถังตกตะกอนรอง ประการที่สาม MBR สามารถทำงานที่ความเข้มข้นของกากตะกอนที่สูงขึ้นซึ่งหมายถึงประสิทธิภาพการรักษาที่ดีขึ้น

อย่างไรก็ตามยังมีความท้าทายบางอย่างกับ MBRS เมมเบรนเปรอะเปื้อนเป็นปัญหาสำคัญ การเปรอะเปื้อนเกิดขึ้นเมื่ออนุภาค, จุลินทรีย์หรือสารอินทรีย์สะสมบนพื้นผิวเมมเบรนหรือภายในรูขุมขนลดการซึมผ่านของเมมเบรนและเพิ่มความดันในการทำงาน เพื่อลดการเปรอะเปื้อนกลยุทธ์ต่าง ๆ สามารถใช้เช่นการทำความสะอาดเมมเบรนปกติการล้างย้อนกลับและการใช้สารเคมี

โพสต์ - การรักษา

หลังจากกระบวนการกรองเมมเบรนอาจจำเป็นต้องมีการรักษาหลังการรักษาเพื่อปรับปรุงคุณภาพของน้ำที่ผ่านการบำบัดต่อไป ซึ่งอาจรวมถึงการฆ่าเชื้อโรคเพื่อฆ่าแบคทีเรียและไวรัสที่เหลืออยู่ คลอรีนการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) หรือโอโซนเป็นวิธีการฆ่าเชื้อที่พบบ่อย นอกจากนี้อาจจำเป็นต้องปรับค่า pH เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำที่ผ่านการบำบัดตรงตามมาตรฐานที่จำเป็นสำหรับการปล่อยหรือนำกลับมาใช้ใหม่

ประโยชน์ของการใช้เทคโนโลยีเมมเบรนในการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพ

ปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้ง

เทคโนโลยีเมมเบรนสามารถผลิตน้ำทิ้งที่มีคุณภาพสูงด้วยของแข็งระดับต่ำแบคทีเรียและสารอินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าน้ำที่ผ่านการบำบัดจะถูกปล่อยออกสู่สภาพแวดล้อมอย่างปลอดภัยหรือนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อวัตถุประสงค์ต่าง ๆ เช่นการชลประทานการระบายความร้อนทางอุตสาหกรรมหรือแม้กระทั่งเป็นแหล่งน้ำดื่มหลังจากการรักษาเพิ่มเติม

รอยเท้าที่เล็กกว่า

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ระบบที่ใช้เมมเบรนโดยเฉพาะ MBRs มีรอยเท้าที่เล็กกว่าเมื่อเทียบกับระบบบำบัดน้ำเสียแบบดั้งเดิม สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในพื้นที่ที่ที่ดินมี จำกัด หรือแพง

การควบคุมกระบวนการที่ดีขึ้น

เทคโนโลยีเมมเบรนช่วยให้สามารถควบคุมกระบวนการรักษาได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น อัตราการไหลความดันและประสิทธิภาพการกรองสามารถตรวจสอบและปรับได้อย่างง่ายดายเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการรักษาที่สอดคล้องกัน

ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

แม้ว่ากระบวนการเมมเบรนบางอย่างเช่น RO สามารถเป็นพลังงาน - เข้มข้นโดยรวมเทคโนโลยีเมมเบรนสามารถใช้พลังงานได้ดีกว่าวิธีการรักษาแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น MBRs สามารถทำงานที่ความเข้มข้นของกากตะกอนที่สูงขึ้นซึ่งจะช่วยลดปริมาณของกากตะกอนที่จะได้รับการรักษาและกำจัดพลังงานประหยัดพลังงานในระยะยาว

ความท้าทายและการพิจารณา

เมมเบรนเปรอะเปื้อน

ดังที่ฉันได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้เมมเบรน Fouling เป็นความท้าทายที่สำคัญในการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพจากเมมเบรน มันสามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานลดอายุการใช้งานเมมเบรนและส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการรักษา เพื่อแก้ไขปัญหานี้การรักษาล่วงหน้าที่เหมาะสมการบำรุงรักษาเมมเบรนปกติและการใช้กลยุทธ์ต่อต้านการเปรอะเปื้อนเป็นสิ่งจำเป็น

การลงทุนเริ่มต้นสูง

การลงทุนครั้งแรกสำหรับระบบบำบัดน้ำเสียที่ใช้เมมเบรนอาจค่อนข้างสูง ค่าใช้จ่ายของเมมเบรนโมดูลเมมเบรนและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องอาจมีความสำคัญ อย่างไรก็ตามผลประโยชน์ระยะยาวเช่นคุณภาพน้ำทิ้งที่ดีขึ้นและลดต้นทุนการดำเนินงานซึ่งมักจะมีค่ามากกว่าการลงทุนครั้งแรก

การใช้พลังงาน

กระบวนการเมมเบรนบางอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่ง RO ต้องการแรงดันในการทำงานสูงซึ่งหมายถึงการใช้พลังงานที่สูงขึ้น เพื่อลดการใช้พลังงานสามารถใช้อุปกรณ์การกู้คืนพลังงานและระบบสามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อทำงานในสภาพพลังงานมากที่สุด - มีประสิทธิภาพ

บทสรุป

เทคโนโลยีเมมเบรนนำเสนอโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพสำหรับการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพ มันสามารถปรับปรุงคุณภาพของน้ำที่ผ่านการบำบัดอย่างมีนัยสำคัญลดรอยเท้าของระบบการบำบัดและให้การควบคุมกระบวนการที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตามมันยังมาพร้อมกับความท้าทายบางอย่างเช่นการเปรอะเปื้อนของเมมเบรนการลงทุนเริ่มต้นสูงและการใช้พลังงาน

หากคุณอยู่ในตลาดการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพโซลูชั่นและมีความสนใจในการผสมผสานเทคโนโลยีเมมเบรนเราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยเหลือ เรายังเสนออุปกรณ์เสริมสำหรับการแปรสภาพเป็นแก๊สชีวมวลเพื่อสนับสนุนกระบวนการบำบัดน้ำเสียโดยรวมของคุณ อย่าลังเลที่จะติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและเริ่มการอภิปรายการจัดซื้อจัดจ้าง เรากระตือรือร้นที่จะทำงานร่วมกับคุณเพื่อหาทางออกที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการการบำบัดน้ำเสียก๊าซชีวภาพของคุณ

การอ้างอิง

• Metcalf & Eddy (2014) วิศวกรรมน้ำเสีย: การรักษาและการกู้คืนทรัพยากร McGraw - Hill Education
• Judd, S. (2011) หนังสือ MBR: หลักการและการประยุกต์ใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรนในน้ำและน้ำเสีย Elsevier
• Cheryan, M. (1998) คู่มือ Ultrafiltration การเผยแพร่เทคโนโลยี