Descrizione

Parametri tecnici

Descrizione dei prodotti

La tecnologia del bioreattore a membrana (MBR) è uno dei processi più avanzati nel campo del trattamento delle acque. Questa tecnologia può rimuovere in modo efficiente sostanze inquinanti come materia organica, azoto e fosforo dall’acqua, garantendo che le acque reflue trattate soddisfino gli standard nazionali sugli scarichi. È anche ampiamente utilizzato nel campo del riciclaggio delle risorse idriche.

Il fulcro della tecnologia MBR risiede nel raggiungimento di un'efficiente separazione dei fanghi e dell'acqua utilizzando la tecnologia di separazione a membrana, migliorando significativamente l'efficienza del trattamento dell'acqua e la qualità degli effluenti, allineandosi ai requisiti fondamentali del "14° piano quinquennale" nazionale relativo alla protezione dell'ambiente ecologico dell'acqua e al riciclaggio delle risorse.

I processi MBR utilizzano una varietà di moduli di membrana, consentendo la selezione di materiali di membrana idonei in base al tipo e alle caratteristiche degli inquinanti presenti nell'acqua per ottenere un'efficace rimozione degli inquinanti. Il suo esclusivo meccanismo di separazione a membrana offre vantaggi significativi, intrappolando con precisione minuscoli solidi sospesi e particelle colloidali nell'acqua, separando completamente i microrganismi dagli inquinanti nelle acque reflue, raggiungendo così il duplice obiettivo di purificazione profonda delle acque reflue e riciclaggio delle risorse idriche.

vantaggi dell'MBR

Rispetto alle tecnologie convenzionali di trattamento dell'acqua come fanghi attivi, biofilm e tradizionale filtrazione per coagulazione e sedimentazione, la tecnologia MBR (Membrane Bioreactor) offre i seguenti vantaggi principali:

Qualità dell'effluente superiore e più stabile.

I moduli a membrana rimuovono efficacemente i solidi sospesi, le particelle colloidali, i batteri, i virus e la maggior parte dei fiocchi microbici dalle acque reflue, determinando una torbidità dell'effluente estremamente bassa. Questo effluente può soddisfare direttamente o addirittura superare lo standard nazionale sulle acque superficiali di Classe IV, superando significativamente la qualità dell'effluente dei tradizionali processi a fanghi attivi. Inoltre, è meno influenzato dalle fluttuazioni della qualità dell’acqua influente e dai cambiamenti delle condizioni operative, mostrando una forte stabilità della qualità dell’acqua e rendendolo più adatto al riutilizzo diretto nella produzione industriale, nel verde municipale e in altre applicazioni.

Impronta più piccola

Il processo MBR sostituisce la vasca di sedimentazione secondaria nei processi tradizionali con separazione a membrana. Allo stesso tempo, il modulo a membrana mantiene una concentrazione più elevata di fanghi attivi all'interno del reattore (la concentrazione MLSS può raggiungere 8.000–15.000 mg/L, 2–4 volte quella del tradizionale processo a fanghi attivi), migliorando significativamente l'efficienza di degradazione degli inquinanti per unità di volume del reattore. A parità di scala di trattamento, il sistema MBR occupa solo 1/3-1/2 dell'ingombro dei processi tradizionali, rendendolo particolarmente adatto per aree centrali urbane e parchi industriali con vincoli di terreno.

Minore produzione di fanghi

L'elevata concentrazione di fanghi nell'ambiente del reattore inibisce la proliferazione e il metabolismo microbico, prolungando l'età dei fanghi (SRT può raggiungere 20–50 giorni), riducendo lo scarico dei fanghi in eccesso. La produzione di fanghi può essere ridotta del 30%–50% rispetto al tradizionale processo a fanghi attivi. Ciò non solo riduce i costi di smaltimento dei fanghi, ma riduce anche il rischio di inquinamento secondario durante il trattamento dei fanghi.

Maggiore resistenza ai carichi d'urto

L'elevata efficienza della membrana previene la perdita di fanghi. Anche con fluttuazioni significative a breve-termine nella qualità e nel volume degli affluenti (come gli scarichi shock delle acque reflue industriali), la comunità microbica all'interno del reattore rimane stabile. Il sistema richiede una regolazione meno frequente dei parametri operativi, con conseguente resistenza agli urti significativamente migliore rispetto ai processi tradizionali.

Rimozione superiore di azoto e fosforo

Condizioni operative di età più lunga dei fanghi promuovono l'arricchimento di batteri nitrificanti (con lunghi cicli di crescita), migliorando la nitrificazione dell'ammoniaca. Allo stesso tempo, la separazione tramite membrana trattiene le grandi molecole organiche, fornendo ampie fonti di carbonio per la denitrificazione e migliorando la rimozione totale dell'azoto. Combinato con la progettazione del processo anaerobico/anossico, l’MBR supera anche i processi convenzionali nella rimozione del fosforo, soddisfacendo meglio i requisiti per il trattamento avanzato di azoto e fosforo nelle acque reflue.

Elevato grado di automazione e manutenzione più semplice

I sistemi MBR automatizzano i processi di pulizia dei moduli a membrana, di ritorno dei fanghi e di aerazione, eliminando la necessità di frequenti interventi manuali. Inoltre, vengono eliminate le complesse operazioni di raschiatura e scarico dei fanghi nella vasca di sedimentazione secondaria, tipiche dei processi tradizionali, riducendo notevolmente il carico di lavoro e la difficoltà della manutenzione quotidiana.

componenti principali dell'MBR

I componenti principali della tecnologia MBR (Membrane Bioreactor) rientrano principalmente in tre categorie: moduli a membrana, bioreattori e sistemi ausiliari di supporto. Ogni componente ha una funzione chiaramente definita, che lavora insieme per garantire un funzionamento del processo efficiente e stabile:

Moduli a membrana

Questo è il cuore della tecnologia MBR, poiché determina la qualità dell'effluente e l'efficienza del trattamento. I tipi più comuni di membrane includono membrane a fibra cava, membrane a foglio piatto e membrane tubolari, costituite principalmente da polimeri resistenti alle incrostazioni e alla corrosione-come PVDF (fluoruro di polivinilidene) e PES (polietersulfone). La funzione principale del modulo a membrana è quella di ottenere un'efficiente separazione dell'acqua dai fanghi-, trattenendo i solidi sospesi, le particelle colloidali, i fiocchi microbici e altre impurità nelle acque reflue.

Bioreattori

Essendo il sito principale della degradazione degli inquinanti, il reattore è arricchito con un gran numero di microrganismi dei fanghi attivi. Attraverso combinazioni di condizioni aerobiche, anossiche e anaerobiche, decompone gli inquinanti come la materia organica, l'azoto ammoniacale e il fosforo totale nelle acque reflue. In base alla combinazione del modulo a membrana e del reattore, i bioreattori possono essere classificati come reattori separati, integrati e combinati. I reattori integrati sono più ampiamente utilizzati grazie al loro ingombro ridotto e al minore consumo energetico.

Supportare i sistemi ausiliari

Questo sistema è fondamentale per garantire il funzionamento stabile dell’MBR e comprende principalmente:

Sistema di aerazione: fornisce ossigeno per la degradazione microbica degli inquinanti e, attraverso il flusso d'aria, lava la superficie della membrana, riducendo le incrostazioni della membrana e prolungandone la durata.

Sistema di Aspirazione e Controlavaggio: La pompa di aspirazione estrae l'acqua filtrata dalla membrana; il sistema di controlavaggio pulisce periodicamente i moduli a membrana con acqua pulita o agenti chimici per ripristinare il flusso della membrana.

Sistema di rimozione dei fanghi: rimuove regolarmente i fanghi in eccesso dal reattore, mantenendo una concentrazione stabile dei fanghi e prevenendo un eccessivo accumulo di fanghi che potrebbe influire negativamente sull'efficienza del trattamento.

Sistema di controllo automatizzato: monitora parametri quali la portata dell'affluente, la qualità dell'acqua e il flusso della membrana in tempo reale utilizzando sensori, regolando automaticamente i parametri operativi come l'intensità dell'aerazione e la frequenza del controlavaggio per ridurre i costi di manutenzione manuale.

Manutenzione dell'MBR

Il fulcro della manutenzione del sistema MBR è il controllo dell'incrostazione della membrana, la garanzia dell'attività microbica e la stabilizzazione dei parametri operativi del sistema per prolungare la durata del modulo della membrana e mantenere stabile la qualità dell'effluente. Gli elementi essenziali specifici per la manutenzione possono essere suddivisi nei tre moduli seguenti:

I. Manutenzione quotidiana dei moduli membrana

Pulizia in linea (recupero della fluorescenza)

Lavaggio dell'aerazione: mantenere il funzionamento continuo e stabile del sistema di aerazione. Utilizzare il flusso d'aria per lavare la superficie della membrana per impedire l'adesione di fiocchi di fango e particelle colloidali. Controllare regolarmente l'intensità dell'aerazione; se si verifica un'aerazione non uniforme, pulire tempestivamente eventuali ostruzioni negli aeratori.

Operazione di controlavaggio: eseguire il controlavaggio con acqua pulita ogni giorno o a giorni alterni, a seconda della diminuzione del flusso della membrana. La pressione e il tempo del controlavaggio devono rispettare rigorosamente i parametri del produttore della membrana. Per condizioni molto sporche, è possibile aggiungere ipoclorito di sodio a bassa-concentrazione, acido citrico o altri prodotti chimici per potenziare il controlavaggio chimico.

Pulizia offline (decontaminazione profonda)
Quando il flusso della membrana scende al 60%–70% del flusso iniziale o il differenziale di pressione transmembrana (TMP) supera il valore di progettazione, il modulo a membrana deve essere rimosso per la pulizia chimica offline.

Innanzitutto, immergere il modulo a membrana in una soluzione di acido citrico (pH 2–3) per rimuovere incrostazioni inorganiche come ioni calcio e magnesio; quindi immergerlo in una soluzione di ipoclorito di sodio (concentrazione effettiva di cloro 500–1000 mg/L) per decomporre gli inquinanti organici attaccati e il biofilm.

Dopo la pulizia, sciacquare abbondantemente con acqua pulita per evitare che residui chimici inibiscano i successivi sistemi microbici.

Ispezione e protezione fisica: ispezionare regolarmente il modulo a membrana per rilevare eventuali difetti quali fibre della membrana rotte e anelli di tenuta invecchiati. Riparare o sostituire tempestivamente eventuali parti danneggiate.

Assicurarsi che il modulo a membrana sia installato saldamente per evitare che l'aerazione o l'impatto del flusso d'acqua causino oscillazioni e usura delle fibre della membrana.

II. Funzionamento e manutenzione del bioreattore

Controllo dei parametri dei fanghi: mantenere la concentrazione dei fanghi (MLSS) nel reattore tra 8.000 e 15.000 mg/l. Concentrazioni eccessivamente elevate possono esacerbare l’incrostazione della membrana, mentre concentrazioni eccessivamente basse influenzeranno l’efficienza di degradazione degli inquinanti.

Mantenere un tempo di sedimentazione dei fanghi (SRT) di 20-50 giorni e rimuovere regolarmente i fanghi in eccesso per prevenire l'accumulo di fanghi invecchiati. La velocità di scarico dei fanghi deve essere regolata dinamicamente in base al carico influente e al rapporto di sedimentazione dei fanghi (SV30).

Garantire l'attività microbica: controllare l'ossigeno disciolto (DO): mantenere DO a 2–4 mg/L nella fase aerobica, al di sotto di 0,5 mg/L nella fase anossica e vicino a 0 mg/L nella fase anaerobica per fornire un ambiente adatto ai microrganismi che rimuovono azoto e fosforo.

Regolamentare la qualità dell'acqua influente: evitare alte concentrazioni di sostanze tossiche e nocive (come metalli pesanti e solventi organici). Se la qualità dell'acqua in ingresso varia in modo significativo, è necessario aggiungere un'unità di pretrattamento o un serbatoio di equalizzazione.

Monitorare il valore del pH: mantenere il pH nel reattore a 6,5–8,0. Se il pH supera questo intervallo, aggiungere tempestivamente i regolatori dell'acido-base per prevenire l'inibizione dell'attività microbica.

III. Manutenzione e gestione dei sistemi di supporto

Sistema di aerazione: pulire regolarmente i blocchi nei dischi di aerazione/tubi flessibili dell'alloggiamento, controllare la pressione del ventilatore e il flusso d'aria per garantire un'aerazione uniforme; sostituire tempestivamente le apparecchiature di aerazione obsolete per evitare che un'aerazione insufficiente peggiori l'incrostazione della membrana.

Sistema di aspirazione e controlavaggio: controllare regolarmente lo stato di funzionamento delle pompe di aspirazione e delle pompe di controlavaggio, pulire le impurità dai corpi delle pompe e dalle tubazioni; calibrare flussometri, manometri e altri strumenti per garantire l'accuratezza dei dati.

Sistema di controllo dell'automazione: calibrare regolarmente gli strumenti di monitoraggio online (come misuratori DO, misuratori pH e sensori TMP) per garantire un monitoraggio accurato dei parametri; verificare il funzionamento del programma del sistema di controllo PLC e riparare tempestivamente i moduli difettosi.

Piano di emergenza: sviluppare piani di emergenza per interruzioni dell'acqua, interruzioni di corrente e incrostazioni improvvise del modulo a membrana; fare scorta di moduli di membrana e prodotti chimici di riserva; condurre esercitazioni di emergenza regolari per evitare che la qualità dell'acqua superi gli standard a causa dell'arresto del sistema.

Caratteristiche del prodotto

Separazione efficiente di solidi-liquidi:

La membrana piatta MBR ha un'efficiente capacità di separazione solido-liquido, i solidi sospesi e la torbidità dell'effluente sono vicini allo zero, la qualità dell'acqua è buona e può essere riutilizzata direttamente.

Alta concentrazione di fanghi attivi:

L'MBR mantiene un'elevata concentrazione di fanghi attivi nel bioreattore, migliora l'efficienza del trattamento biologico e riduce la superficie degli impianti di trattamento delle acque reflue.

Controllo automatico facile da ottenere:

Il sistema MBR può realizzare il controllo PLC, che è conveniente per il funzionamento e la gestione, e migliora il livello di automazione del trattamento delle acque reflue.

Funzionamento stabile:

L'MBR ha una buona resistenza agli urti alle fluttuazioni del flusso d'acqua e un funzionamento stabile e affidabile.

Ingombro ridotto:

L'MBR combina il serbatoio di aerazione e il serbatoio di sedimentazione secondaria del tradizionale trattamento delle acque reflue in uno solo e sostituisce tutte le strutture di processo del trattamento terziario, riducendo notevolmente l'impronta.

Basso carico di fanghi e piccola quantità di fanghi residui:

Poiché la membrana piatta dell'MBR può intercettare i fanghi, l'età dei fanghi viene prolungata, il carico di fanghi viene ridotto e la quantità di fanghi residui generati viene ridotta.

Tipo

Le membrane MBR sono principalmente classificate in due categorie: membrane di separazione solide-liquide e membrane di estrazione. Le membrane di separazione solido-liquido sono il tipo più utilizzato nei processi MBR. Il loro principio di funzionamento prevede l'utilizzo del modulo a membrana per intrappolare la materia organica solida nell'acqua e restituirla al reattore per un ulteriore trattamento prima di scaricare l'acqua trattata. Le membrane di estrazione, invece, sono adatte a trattare acque reflue con valori di pH elevati o acque reflue industriali contenenti sostanze biotossiche.

Combinazione

In base alla combinazione di moduli a membrana e bioreattori, i bioreattori a membrana (MBR) possono essere classificati in tre configurazioni base: separati, integrati e ibridi. Processi separati configurano i moduli a membrana e i bioreattori in modo indipendente; processi integrati immergono direttamente i moduli a membrana all'interno del bioreattore; e i processi ibridi aggiungono materiale di imballaggio all'interno del bioreattore per creare un sistema bioreattore a membrana ibrido.

Applicazione

La tecnologia del bioreattore a membrana (MBR) è stata ampiamente utilizzata nel trattamento delle acque reflue, con applicazioni che riguardano il trattamento delle acque reflue domestiche urbane, la purificazione delle acque reflue industriali e il riutilizzo dell'acqua recuperata. Questa tecnologia è particolarmente adatta a tre tipi di scenari: progetti con rigorosi standard di qualità degli effluenti, siti con risorse territoriali limitate e progetti di trattamento delle acque reflue che necessitano di ridurre la produzione di fanghi in eccesso.

Assemblaggio prodotti

Elenco delle parti del modulo a membrana a foglio piatto
Modulo a membrana standard	Modulo produzione acqua (coppia)
	Modulo di aerazione (coppia)
Base	Modulo produzione acqua (con uscita scarico canale produzione acqua), una coppia
Base	Modulo di aerazione (coppia)
Kit raccolta acqua	Teste di raccolta acqua (paio)
Kit raccolta acqua	Testina raccolta acqua tappi (quattro)
Accessori	Anello di tenuta piccolo (piatto membrana acqua originale ugello)
	Anello di tenuta grande (porta di produzione acqua del modulo a membrana)
	Viti e dadi (chiave a brugola da 6 mm)

Domande frequenti

D: L'MBR richiede aerazione o spruzzatura?

R: L'MBR (bioreattore a membrana) richiede in genere l'aerazione e in alcuni scenari viene utilizzata la spruzzatura. Le loro funzioni e applicazioni differiscono. 1. L'aerazione è un componente fondamentale ed essenziale di un sistema MBR. L'aerazione svolge due ruoli chiave nell'MBR: Fornire ossigeno per la degradazione microbica degli inquinanti: nel bioreattore di un MBR, i microrganismi aerobici necessitano di ossigeno sufficiente per decomporre gli inquinanti come la materia organica e l'azoto ammoniacale nelle acque reflue. Questo è fondamentale per il trattamento biologico ed è coerente con la funzione di aerazione dei tradizionali processi a fanghi attivi. Mitigazione dell'incrostazione della membrana: le bolle in aumento generate dall'aerazione creano disturbi del flusso d'acqua, graffiando la superficie del modulo membrana e riducendo la deposizione di fiocchi di fango e colloidi, estendendo il ciclo operativo e la durata della membrana. Questo tipo di aerazione progettato per la pulizia della membrana è noto anche come aerazione della membrana. La sua intensità di aerazione è solitamente superiore all'aerazione biologica ordinaria e il dispositivo di aerazione è disposto vicino al fondo del modulo a membrana.. 2. La spruzzatura è principalmente un metodo ausiliario, non un passaggio essenziale. La spruzzatura nei sistemi MBR viene utilizzata principalmente nei seguenti scenari speciali: Pulizia del modulo a membrana MBR esterno: I moduli a membrana MBR esterni sono unità di separazione posizionate all'esterno del bioreattore. Quando lo sporco sulla superficie della membrana è grave, viene utilizzata la spruzzatura per applicare agenti detergenti (come ipoclorito di sodio o acido citrico) o acqua pulita sulla superficie della membrana per la pulizia online o offline. Prevenire l'essiccazione del modulo a membrana (utilizzato principalmente nei sistemi a funzionamento intermittente): se il sistema MBR deve essere spento per un periodo prolungato, spruzzare i moduli a membrana con acqua pulita può impedire il restringimento e l'intasamento dei pori della membrana a causa dell'essiccazione, proteggendo così gli elementi della membrana. L'MBR interno generalmente non richiede spruzzatura: i moduli della membrana MBR interna sono direttamente immersi nel liquido miscelato e l'antivegetativa quotidiana viene ottenuta attraverso l'aerazione del fondo e il lavaggio idraulico, raramente richiedendo un'ulteriore spruzzatura.

D: DN20 è uno standard accettato a livello internazionale?

R: DN20 è uno standard di diametro nominale accettato a livello internazionale, la sua universalità si basa sugli standard internazionali pertinenti. Lo standard internazionale fondamentale su cui si basa, DN (diametro nominale), definisce e serie i raccordi per tubi-definizione e selezione dei diametri nominali-è standardizzato dalla norma ISO 65 ("Raccordi per tubi-Definizione e selezione dei diametri nominali"). DN20 è una delle specifiche esplicitamente elencate in questo standard. Gli standard delle tubazioni nella maggior parte dei paesi e delle regioni del mondo sono equivalenti o identici a quelli della ISO 65. Ad esempio: lo standard nazionale cinese GB/T 1047 è completamente equivalente alla ISO 65; anche la serie EN 10253 della norma dell'Unione Europea segue il sistema del diametro nominale DN; e alcuni standard industriali nazionali (come l'ASME B16.5 statunitense, che ha anche descrizioni delle dimensioni nominali corrispondenti, sebbene il formato dell'etichetta differisca leggermente, sono intercambiabili). Notare il presupposto per l'universalità: DN20 è solo una designazione di specifica e non corrisponde direttamente a un diametro interno o esterno fisso. Le dimensioni effettive varieranno a seconda del materiale e dello spessore della parete del tubo (ad esempio, un tubo metallico DN20 ha un diametro esterno di circa 26,9 mm, mentre un tubo di plastica DN20 ha generalmente un diametro esterno di 20 mm). Tuttavia, questa designazione di specifica è universalmente accettata negli appalti e nella progettazione internazionali. In alcuni campi speciali (come alcuni tubi di piccolo-diametro nel Nord America), la designazione NPS (Nominal Pipe Size) può essere preferita (ad esempio, NPS ¾ corrisponde approssimativamente a DN20), ma i due possono essere convertiti tra loro utilizzando una tabella di conversione standard, senza influenzare l'uso inter-regionale.

D: Cos'è il materiale FRPP?

R: L'FRPP, o polipropilene rinforzato con fibra di vetro, è un materiale composito termoplastico ad alte-prestazioni. È realizzato modificando il polipropilene con l'aggiunta di fibre di vetro trattate con agenti accoppianti. Ecco una descrizione dettagliata: Caratteristiche prestazionali Resistenza alla corrosione: resistente alla corrosione della maggior parte dei prodotti chimici, può essere utilizzato in ambienti con alte concentrazioni di acidi e alcali con un intervallo di pH pari a 1-14, adatto al trasporto di liquidi corrosivi. Resistenza alle alte temperature: temperatura operativa fino a 95 gradi, con elevata resistenza al calore; alcuni prodotti modificati possono essere utilizzati per brevi periodi a temperature anche più elevate. Resistenza all'alta pressione: intervallo di pressione nominale di 0,4-1,0 MPa, che soddisfa le esigenze di varie applicazioni ad alta-pressione. Leggero ed elevata resistenza: la sua densità è solo circa 1/5 di quella dei tubi in acciaio, ma la sua resistenza agli urti è doppia rispetto a quella dei normali tubi in PP, possiede elevata rigidità e resistenza agli urti e non si deforma facilmente. Igienico e non-tossico: la materia prima principale, il polipropilene, è non-tossico e inodore. Durante il processo di produzione non vengono aggiunti metalli pesanti o sostanze chimiche dannose, rispettando gli standard igienici pertinenti e adatti all'uso nell'industria alimentare e farmaceutica. Isolamento termico e risparmio energetico: con una bassa conduttività termica, solo circa 1/200 di quella dei tubi in acciaio, offre eccellenti prestazioni di isolamento, contribuendo a ridurre il consumo energetico. Connessione facile: la sua buona termoplasticità consente connessioni tramite hot-melt ed elettrofusione, con conseguente elevata resistenza della connessione, giunti stabili e resistenza alla rottura. Applicazioni: ampiamente utilizzato nei settori chimico, delle fibre sintetiche, dei cloro-alcali, dei coloranti, dell'approvvigionamento e del drenaggio dell'acqua, alimentare, farmaceutico, del trattamento delle acque reflue e dell'elettrolisi. Può essere utilizzato per il trasporto di vari liquidi corrosivi, acqua potabile, alimenti e bevande ed è adatto anche per sistemi di tubazioni industriali e sistemi di drenaggio degli edifici. Lavorazione e stampaggio: il materiale FRPP ha eccellenti proprietà di lavorazione ed è facile da lavorare e modellare. Attraverso lo stampaggio a iniezione, l'estrusione e altri processi, può essere trasformato in vari tubi, raccordi, lastre e altri prodotti per soddisfare le esigenze applicative di diversi campi.

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