Мембранный биореактор (МБР)

Мембранный биореактор (МБР) — передовое решение для очистки стоков, которое обеспечивает и биологическую обработку загрязненной жидкости, и механическое разделение иловой смеси и чистой воды. Технология представляет собой современную альтернативу традиционному способу осаждения активного ила во вторичных отстойниках. В отличие от последней, система на мембранном биореакторе занимает существенно меньше места.

Интересно, что сама идея использования мембран ультра- (УФ) и микрофильтрации (МФ) не так уж нова — такие системы уже были доступны для коммерческого использования в конце 1960-х годов. Пионером в этой области выступила корпорация Dorr-Olivier, впервые применившая технологию осаждения активного ила совместно с мембранной фильтрацией.

Почему же мембранный биореактор для очистки сточных вод не получил широкого распространения в 1970-х и даже 1980-х годах? При всей привлекательности этой технологии стоимость системы на МБР оставалась весьма высокой, а производительность мембран достаточно быстро снижалась из-за засорения пор. В этой связи передовая технология была актуальной только для отдельных объектов, например, расположенных высоко в горах.

Принцип работы МБР

Мембрана представляет собой полое волокно толщиной в один миллиметр и длиной до двух метров. Волокна связаны в пучки по 100-1000 штук, в одной кассете содержится 5-15 таких пучков, а весь мембранный модуль состоит из 10-20 кассет. На каждом волокне имеются поры размером 0,03-0,1 мкм, которые не дают проникнуть организмам активного ила внутрь и обеспечивают снижение концентрации взвешенных веществ.

В состав биореактора входят аэротенк и мембранный модуль — монолитный блок в металлическом каркасе с половолоконными УФ- или МФ-мембранами. Сточные воды попадают в аэротенк и вместе с иловой смесью циркулируют через мембранный модуль. Благодаря ультрафильтрационным мембранам концентрация активного ила повышается и сточные воды очищаются максимально эффективно.

Непосредственно фильтрация обеспечивается благодаря воздействию вакуума, который вызывает разность давлений между полостями нитей и мембранного блока. На волокнах отделяются твердые и коллоидные частицы, концентрация активного ила в аэротенке и биореакторе увеличивается, что в конечном итоге повышает эффективность биологической очистки сточных вод. Существуют две конфигурации процесса очистки стоков на МБР:

С напорными модулями. В этом случае сточные воды из аэротенка биореактора поступают в мембранный модуль, где разделяются на фильтрат и концентрат с активным илом. Одна часть концентрата снова направляется в аэротенк, другая часть поступает на обезвоживание и стабилизацию.
С погружными мембранными модулями. В этом случае мембранный модуль находится в самом биореакторе, а перепад давлений создается посредством вакуума со стороны фильтрата. Активный ил не покидает биореактор, увеличивается его концентрация и средний возраст.

Второй вариант имеет более простую конструкцию, требует меньше комплектующих, его обслуживание менее трудоемко. Большая часть современных систем очистки воды на МБР использует погружные модули различных типов. В сравнении с напорными все они отличаются малым энергопотреблением и более простой конструкцией.

Особенности технологии

Стандартные методы биологической очистки сточных вод основаны на действии гравитации, когда активный ил осаждается во вторичных отстойниках. Отказ от этого способа разделения смеси в пользу технологии МБР способствует повышению концентрации активного ила (в аэротенке — до 3 г/л, в биореакторе — до 10–20 г/л) со всеми вытекающими из этого преимуществами, а именно:

система в процессе работы не испытывает высоких нагрузок, что обеспечивает стабильно эффективную очистку воды и устойчивость экосистемы активного ила;
высокая концентрация активного ила увеличивает окисляющую мощность установки, что повышает эффективность очистки сточных вод с органическими веществами;
содержащийся в МБР высококонцентрированный активный ил быстрее обрабатывает органические вещества и не требует больших мощностей для его обезвоживания;
размер хлопьев активного ила в мембранных биореакторах меньше, чем в стандартных, благодаря чему эффективность сорбции загрязнителей выше;
малый размер пор волокон обеспечивает частичное обеззараживание стоков (этой меры недостаточно, только если воду планируется использовать для питья).

Применение мембранных биореакторов

Системы на МБР актуальны для очистки сточных вод на следующих объектах:

промышленные предприятия — если они относятся к нефтехимической сфере, то их стоки содержат тяжелые металлы, взвешенные частицы и фенолы;
текстильные фабрики — на таких предприятиях в загрязненных сточных водах присутствуют нерастворимые органические и минеральные комплексы, красители;
мясокомбинаты и птицефабрики — стоки с такого производства содержат нитраты, фосфаты, кератины и гниющие органические включения

Мембранный биореактор — одна из самых современных и перспективных технологий очистки сточных вод. Ее выбор позволяет сэкономить свободное пространство, снизить расходы на обслуживание установки.

Преимущества

В сравнении с системами, использующими осаждение активного ила во вторичных отстойниках, более высокая концентрация этих зоогенных скоплений в мембранных биореакторах позволяет на 20-40 % уменьшить размеры емкостей без снижения производительности установки. Избытков активного ила становится меньше, благодаря чему его обезвоживание и утилизация обходятся дешевле.

Отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании (вторичные отстойники, иловые площадки и т. д.) позволяет сэкономить до 30-70 % полезной площади, глубокая очистка сточных вод до необходимых показателей не требует добавления в схему системы дополнительных элементов. Кроме этого, активный ил не может попасть в емкость с очищенной водой, что позволяет уменьшить габаритные размеры биореактора.

Модельный ряд

Получить консультацию

SPERTA-I Hollow Fiber

Мембранный элемент MBR

SPERTA-II Hollow Fiber

Мембранный элемент MBR

SPERTA-500D

Мембранный элемент MBR

Новости

Статьи

Все новости и статьи

ноября 2024

Получено положительное заключение государственной экспертизы по объекту в с.Ильинско-Подомское

Получено положительное заключение государственной экспертизы проектной документации по объекту «Канализационные очистные сооружения в с. Ильинско-Подомское Вилегодского района Архангельской области».

октября 2024

Компания «Дека» поставит водоочистные сооружения «АкваДека-МО» в пос.Ромашки Ленинградской области

Компания «Дека» приступила к выполнению работ по поставке монтажу, наладке и вводу в эксплуатацию станции водоподготовки «АкваДека-МО» в пос.Ромашки Приозерского района Ленинградской области.

июля 2024

Биологические методы очистки сточных вод

Биологический метод очистки воды, основанный на окислительной способности микроорганизмов, является наиболее универсальной, эффективной и энергоемкой среди технологий очистки.

июня 2024