Procesy bioreaktorów

membranowych jako drugi

stopień oczyszczania

Czym są bioreaktory
membranowe

• łączą biologiczne oczyszczanie z systemem

zintegrowanych membran,

• zastępują funkcjonalnością sedymentację oraz

głęboką filtrację,

• wstępnie membrany były stosowane dla odsalania

słonej i morskiej wody oraz zaczęły być stosowane
na ściekach eksperymentalnie w 1970-pierwsze
próby stosowania w Yamamoto (1986).

Kinetyka procesu

• niezbędne są podstawowe równania kinetyki,

aczkolwiek,

zdeterminowane

zasady

projektowania reaktora osadu zawieszonego są
stosowane w wielu projektach MBR,

Czynniki wpływające na
kinetykę procesu

• temperatura,
• wielkość porów membran,
• szybkość przepływu przez membranę,
• żywotność membrany,
• stężenie zawieszonych substancji stałych w

bioreaktorze,

• hydrauliczny czas retencji i wiek osadu,
• oczyszczanie wstępne,
• dopływ powietrza.

Czynniki wpływające na
kinetykę procesu c.d.

• temperatura,
• wielkość porów membran,
• szybkość przepływu przez membranę,
• żywotność membrany,
• stężenie zawieszonych substancji stałych w

bioreaktorze,

• hydrauliczny czas retencji i wiek osadu,
• oczyszczanie wstępne,
• dopływ powietrza.

Typy bioreaktorów
membranowych

Usuwanie azotu

a) zintegrowane usuwanie

azotu,

b)rozdzielny proces
(z opcjonalnym zawracaniem

substancji stałych).

Legenda: influent – ścieki dopływające; anoxic zone – strefa z warunkami
niedotlenionymi; aerobic zone – strefa tlenowa; internal recycle –wewnętrzne
zawracanie; waste solids – substancje stałe usuwane; permeate – permeat;

membrane

module – moduły membranowe; low (high) DO MLSS recycle – zawracanie

niskiego

(wysokiego) stężenie MLSS i tlenu rozpuszczonego; membrane compartment –

przedział membranowy.

Usuwanie fosforu

a) schemat,
b) widok całej instalacji.

Legenda: anaerobic zone – strefa beztlenowa; internal recycle – wewnętrzny

obieg;

waste solids – subst. stałe odpadowe; screened influent – przesiany strumień

dopływający

(po sitach); concentrated solids recirculation – zawracanie stęzonych subt.

stałych; solids

to waste – subst. stałe do odpadów; permeate to disinfection – permeat do

dezynfekcji;

mixed liquor solids recirculation – zawracanie mieszaniny płynnej subst.

stałych;.

Zalety bioreaktorów

W porównaniu do konwencjonalnych systemów osadu
zawieszonego, MBR mają następujące zalety:

• ze względu na to, że MBR współpracuje z większą

koncentracją ciał zawieszonych, czas hydraulicznej retencji
w reaktorze jest krótszy, co obniża wymiary reaktora,

• dłuższy

WO

dwa

trzy

razy

niż

w

procesach

konwencjonalnych, w rezultacie mniejsza produkcja osadu,
bardziej stabilne działanie, mniejsza szansa na spęcznienie,

• symultaniczna

nitryfikacja-denitryfikacja

może

zostać

osiągnięta dzięki procesom kontroli kiedy dłuższy WO jest
połączony z niższą koncentracją tlenu rozpuszczonego w
bioreaktorze.

Wady bioreaktorów

Wady MBR zawierają:

• wysokie koszty inwestycyjne modułów membran,
• ograniczone dane na temat żywotności membrany, w

ten sposób pojawiające się okresowo potencjalne
wysokie koszty wymiany membrany,

• wysokie koszty energii związane z czyszczeniem

membran

w

porównaniu

do

konwencjonalnych

procesów osadu czynnego,

• potencjalne złe działanie membran, które oddziałuje na

zdolności oczyszczania projektowanych przepływów,

• osady ściekowe z procesu membranowego mogą być

trudniejsze do odwodnienia.

Dziękuję za uwagę 