Пораст трансмембранског притиска (ТМП) може довести до било чега, од смањеног протока пермеата до лома мембранских влакана и потпуног отказа модула, са заменама које коштају стотине хиљада долара. Још више забрињава то што су скокови притиска ретко узроковани једним фактором; основни узрок остаје неухватљив, са проблемима који се понављају.
Основни узроци скокова притиска су углавном истих неколико. Разумевање ових узрока даје јасноћу и спречава панику током решавања проблема.
Акумулација загађивања мембране - Најчешћи, али најпотцењенији убица
Повећан трансмембрански притисак је првенствено узрокован загађивањем мембране. Током рада, растворена органска материја, колоидне честице и суспендоване чврсте материје из мешавине муља непрекидно се таложе на површини мембране и унутар пора, формирајући слој гела и слој филтерског колача. Што је ова "љуска" дебља, то је већи отпор воде, природно повећавајући разлику притиска.
Многи људи погрешно верују да је редовно испирање на мрежи довољно. У стварности, онлајн испирање само уклања лабаве наслаге на површини мембране и готово је немоћно против органских и биолошких нечистоћа које су продрле дубоко у поре мембране. Нарочито када инфлуент садржи велику количину растворених микробних метаболита (СМП), лепљиви биофилм ће се залепити за унутрашњи зид мембранских пора, који се не може уклонити редовним испирањем.
Стога, када процењујете запрљаност мембране, немојте само гледати на пад ТМП-а након повратног испирања. Ако разлика притиска поново брзо порасте након повратног испирања, то указује на стварање дубоког запрљања. У овом случају, ванмрежно хемијско чишћење мора бити организовано, коришћењем наизменичног намакања натријум хипохлоритом и лимунском киселином како би се ефикасно уклонили загађивачи из пора.
Погоршање својстава муља – невидљиви покретач разлике у притиску
Док је запрљање мембране директан узрок, у многим случајевима основни узрок лежи у самом муљу. Претерано високе концентрације МЛСС, абнормална експанзија СВИ и прекомерна пролиферација филаментозних бактерија-ови проблеми са својствима муља могу да изазову нагло повећање вискозитета мешане течности, умножавајући отпорност филтрације.
Ево стварног-светског примера: МБР систем у фабрици за прераду хране је дизајниран са МЛСС (мешовити спектрум сулфата) од 8000-12000 мг/Л. Међутим, током стварног рада, оператери, страхујући од губитка муља услед испуштања муља, продужени периоди без уклањања муља довели су до пораста МЛСС на 18000 мг/Л. Мешана течност је постала као танка паста, а на површини мембране се брзо формирао густи слој филтерског колача. Диференција трансмембранског притиска порасла је са 15 кПа на 45 кПа у року од недељу дана. Касније је повећање брзине испуштања муља вратило МЛСС на око 10000 мг/Л, а разлика притиска се постепено смањивала.
Филаментно накупљање је још један велики проблем. Филаментне бактерије се преплићу између флокула муља, узрокујући попуштање структуре флока, остављајући бројне ситне фрагменте који плутају у мешаној течности. Ове микрочестице лако продиру у поре мембране, узрокујући неповратну блокаду. У таквим случајевима, једноставно прање мембране је само привремено решење; подешавање Ф/М односа, нивоа ДО (раствореног кисеоника) и односа хранљивих материја је основно решење.
Квар система за аерацију – недовољна сила испирања доводи до зачепљења мембране
Основни механизам којим МБР одржавају чистоћу мембране је снажна аерација на дну мембранске зоне. Како се мехурићи дижу, испирају и тресу влакна мембране, уклањајући честице муља таложене на површини мембране. Ако је брзина аерације недовољна, овај механизам „-самочишћења“ не успева.
Проблеми са аерацијом су чешћи него што се може замислити. Мале дуваљке, делимичне блокаде у цевима за аерацију и страни предмети који покривају отворе за аерацију на дну мембранског оквира – ови недостаци можда неће бити одмах очигледни. Могу се манифестовати само као ослабљена сила испирања у неколико мембранских јединица, узрокујући споро повећање локализоване разлике притиска. Док се цео систем алармира, штета је често прекасна.
Још један детаљ који се лако превиди: неуједначена инсталација мембранског модула и неравни зазори на дну узрокују да проток ваздуха за аерацију „пређе пречицу“, концентришући се кроз веће празнине, остављајући друге области мембранских влакана без ефикасног испирања. Редовна провера уједначености аерације и визуелно посматрање да ли је турбуленција површине течности конзистентна може вам помоћи да рано откријете многе потенцијалне проблеме.
Неправилни радни параметри – Бомбе са падом притиска крију се у детаљима
Претерано висока подешавања протока мембране, неразумни односи{0}}заустављања пумпе и недовољна учесталост повратног испирања – ове грешке оперативних параметара такође могу гурнути пад трансмембранског притиска у опасне опсеге.
Прекомерни флукс је најтипичнији „након брзе градње“. Током периода пуштања у рад пројекта, како би се испунили циљеви ефлуента, флукс се поставља изнад критичног флукса. Иако ефлуент може бити у реду у кратком року, стопа загађивања мембране расте експоненцијално, а пад притиска расте много брже од нормалног. У време када желите да смањите флукс да бисте обновили нормалан проток, слој загађивања је већ сабијен и пад притиска се не може смањити. Критични флукс није произвољна вредност; мора се одредити степенастим испитивањем флукса. Рад 10%-20% испод критичне вредности је безбедна зона.
Однос{0}}заустављања пумпе је такође кључан. Продужено континуирано пумпање доводи до дебљег слоја филтерског колача на површини мембране; прекратка пауза оставља филтер колачу недовољно времена да се одвоји. Генерално, 8-10 минута пумпања у комбинацији са 1-2 минута паузе је релативно сигуран ритам, али специфично подешавање треба да се изврши на основу стварне концентрације муља и типа мембране. Практични савет: Када наиђете на стално повећање трансмембранског притиска, немојте журити да додајете хемикалије за чишћење. Прво проверите овим редоследом: ① Проверите да ли је аерација уједначена и ефикасна; ② Проверите да ли су МЛСС и СВИ унутар нормалног опсега; ③ Проверити проток и однос заустављања пумпе; ④ Потврдите да ли је учесталост повратног прања/чишћења при одржавању адекватна. Ако су прва три у реду, размислите о хемијском чишћењу ван мреже.
На крају крајева, пораст диференцијалног трансмембранског притиска никада се не дешава изненада; то је назначено подацима. Трендови су важнији од нумеричких вредности-забележите промене ТМП-а дневно, нацртајте линију тренда и будите опрезни ако видите све већи нагиб; немојте чекати да се огласи аларм пре него што предузмете акцију.
У закључку
Животни век и радна стабилност МБР мембрана зависе 70% од одржавања и 30% од дизајна. Повећање диференцијалног притиска није застрашујуће; оно што је застрашујуће је стално решавање проблема без проналажења узрока. Темељно разумете четири димензије запрљања мембране, карактеристике муља, систем аерације и радне параметре и решавајте проблеме један по један. Већина аномалија диференцијалног притиска може се рано решити. Немојте чекати да проблем постане озбиљан пре него што га схватите озбиљно; до тада, утрошени новац и време ће далеко премашити рутинско одржавање.