Membránová separace - čisté odpadní vody díky moderním technologiím

Rozvoj kanalizačních sítí a rostoucí nároky na kvalitu vyčištěných vod vypouštěných zpět do přírody vyžaduje v mnoha případech výstavbu nové, či intenzifikaci stávající ČOV na malém zastavěném území. Membránová separace je jedním z velice účinných řešení pro dosažení vysoké kvality odtoku vyčištěné vody z ČOV při malých nárocích na zastavěný prostor celé čistírny.

 

Historie membránové separace sahá až do poloviny minulého století, kdy začala být využívána v různých průmyslových odvětvích. Konstrukce membrán prošla od té doby mnoha vývojovými změnami a většina světových výrobců dnes používá dva základní typy membrán, dutá membránová vlákna a ploché membránové archy. Použití jednoho nebo druhého typu membrán pro zpracování odpadních vod má své výhody i nevýhody a proto Alfa Laval zkombinovala přednosti obou těchto typů membrán a vyvinula duté deskové membrány přímo pro potřeby komunálních čistíren odpadních vod. Toto jedinečné řešení umožňuje plně využít celou plochu membrány s podstatně vyšším filtračním výkonem a současně nižší spotřebě energie.

Duté deskové membrány seskládané do modulu jsou zcela ponořeny do nádrže. Modul je vybaven systémem odvodu vyčištěné vody a distributorem vzduchových bublin, které „oplachují" povrch membrány. V závislosti na hloubce nádrže a potřebné kapacitě lze na plochu cca 1m2 na sebe postavit až tři moduly. Výška a šířka duté deskové membrány nabízí, oproti jiným typům membrán, větší filtrační plochu a její maximální využití. Čištěná voda tak prostupuje celou plochou membrány a vystupuje hrdly v horní části modulu. Mimořádnou výhodou duté deskové membrány je nízký transmembránový tlak (TMP) díky němuž je celé zařízení velmi jednoduché a nevyžaduje složité podtlakové systémy, které obvykle bývají nedílnou součástí membránových jednotek. Pro odvod vyčištěné vody je využito pouze tlaku vodního sloupce v nádrži. Nízkotlaký provoz, tangenciální proudění znečištěné vody po povrchu membrány a „oplach" membrán vzduchovými bublinami minimalizuje jejich zanášení a radikálně prodlužuje životnost membrán. Regenerace membrán probíhá zpětným proplachem vyčištěnou vodou v nastavených časových intervalech. Absence čerpadel a podtlakových systémů zjednodušuje obsluhu a údržbu celého zařízení. Spotřeba vzduchu vztažená na účinnou plochu je u dutých deskových membrán ve srovnání s běžně používanými membránami    z plochých archů či dutých vláken o 10 - 25 % nižší. Použití dutých deskových membrán přináší nejen vysokou kvalitu vyčištěné vody, ale i podstatné úspory energie.

 

Princip funkce membránového reaktoru s dutými deskovými membránami

Membránový bioreaktor s dutými deskovými membránami je navržen tak, že filtrovaná kalová voda proudí tangenciálně mezi membránovými prvky směrem nahoru. Zatímco voda (permeát) prochází membránovým archem a je odváděna ven, nežádoucí látky zůstávají v nádrži. K zajištění účinné cirkulace kalové vody v nádrži se využívají vzduchové bubliny, které taktéž zabraňují zanášení membrány díky proudění po jejím povrchu. Duté deskové membrány jsou seskládány do modulu s rámem z nerezové oceli.

Obr. 1 - popisky:

  1. Kompletní membránový filtrační modul je ponořen v nádrži reaktoru (MBR). Kalová odpadní voda přitéká do modulu zespodu  a je tažena nahoru pomocí vzduchových bublin. Proudění po povrchu membrány je tangenciální.
  2. Voda se průchodem přes póry membrány zbavuje kalů a je odváděna dutinami  v membránové desce.
  3. Vyčištěná voda prochází stovkami vestavěných kanálků do kolektoru modulu.
  4. Vyčištěná voda vystupuje v horní části modulu a je odváděna potrubím do výstupní nádrže k opětnému použití nebo dalšímu zpracování.

Obr. 2

 

Výhody filtračních membránových modulů

-  Téměř nulové zanášení je zárukou delší životnosti membrán a menší frekvence čištění.
-  Mimořádně velké účinné filtrační pole ve vztahu k malým prostorovým nárokům. Důsledkem je velmi vysoký filtrační výkon.
-  Membrány vyrobené ze speciálního polyvinylidenfluoridu, materiálu vysoce odolnému vůči kyselinám, žíravinám a oxidaci, k provozu zařízení není potřeba čerpadel či vakuových vývěv.

Přínos  technologie

Nový membránový filtrační modul je navržen ke zvýšení účinnosti procesu čištění a zároveň ke snižování provozních nákladů na filtraci biologicky upravované odpadní vody v komunálních I průmyslových čistírnách.

Unikátní vlastností MFM je schopnost pracovat při extrémně nízkých hodnotách transmembránového tlaku na povrchu membrán. Nízký transmembránový tlak způsobuje, že látky odstraňované z čištěné vody následně neulpívají na povrchu membrány. Díky tomu je výrazně omezeno zanášení, které je jedním z hlavních omezujících faktorů využití technologie bioreaktorů.
Minimalizace efektu zanášení radikálně prodlužuje životnost membrán, snižuje prostoje a náklady na údržbu či výměnu součástí membránové jednotky

 

 

Ilustrace: Tomas Öhrling
Text: Ing. Jan Kobera

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
8 + 2 =
Odoslanie formulára

Priemyselné utierky

MEWA - priemyselne_utierky