MBR Flashcards
SOS
Τι προκαλεί η έμφραξη της μεμβράνης;
Η έμφραξη, μειώνοντας τη ροή του διηθήματος
- μετριάζει τη παραγωγικότητα της μεμβράνης
- μικραίνει τον κύκλο ζωής της
- αυξάνει τα λειτουργικά έξοδα
- αποτελεί τον περιοριστικό παράγοντα για τη διεργασία της διήθησης
Γενικά η έμφραξη (fouling) είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ μεμβράνης και του ανάμεικτου υγρού στρώματος/γέλης (cake layer) στην επιφάνειά της.
SOS
Πώς ορίζεται η έμφραξη;
Σαν έμφραξη ορίζεται η ανεπιθύμητη επικάθηση και συσσώρευση
- μικροοργανισμών
- κολλοειδή συστατικών
- διαλυμένων ουσιών
- κυτταρικών (μικροβιακών) συστατικών
τόσο στο πορώδες (εσωτερικό), όσο και στην επιφάνεια της μεμβράνης
SOS
Ποιοι είναι οι κύριοι μηχανισμοί έμφραξης των μεμβρανών;
Οι κύριοι μηχανισμοί έμφραξης των μεμβρανών είναι
- το στένεμα των πόρων
- η φραγή των πόρων
- ο σχηματισμός στρώματος/γέλης
SOS
Πώς κατηγοριοποιείται το φαινόμενο της έμφραξης;
το φαινόμενο της έμφραξης μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε:
-Βιο-έμφραξη
- Κολλοειδή
- Οργανική
- Ανόργανη
- Αναστρέψιμη ή όχι έμφραξη
- Βιο-έμφραξη
Σχηματισμός βιοφιλμ στην επιφάνεια της μεμβράνης και στους πόρους της αξαιτίας προσκόλλησης, ανάπτυξης και μεταβολισμού των μικροοργανισμών ή/και μικρο-φλοκών
-Κολλοειδή (Colloidal fouling)
Ως αποτέλεσμα της συσσώρευσης κολλοειδών συστατικών, με μορφή ‘βλέννας’ ή φιλμ στην επιφάνεια της μεμβράνης
- Οργανική (Organic fouling)
Η απόθεση βιοπολυμερών (πρωτεϊνες, χουμικά και πολυσακχαρίτες) και οργανικού υλικού (διαλυτό ή μη) στη μεμβράνη που προέρχονται από το νερό τροφοδοσίας και από μικροβιακές εκκρίσεις (EPS & SMP), ενώ εξαιτίας του μικρού μεγέθους τους δρουν ταχύτατα.
SOS
Ποιο είναι το αποτέλεσμα του φαινομένου της έμφραξης κατά τη διάρκεια της διήθησης;
Αποτέλεσμα του φαινομένου της έμφραξης κατά τη διάρκεια της διήθησης είναι η αύξηση της διαμεμβρανικής πίεσης (TMP) σε τρία στάδια:
α) μια αρχική βραχυπρόθεσμη αλλά ραγδαία αύξηση
β) μια μακροπορόθεσμη αδύναμη αύξηση
γ) μια απότομη αύξηση γνωστή ως “TMP jump”
σελ. 104 το σχήμα
Ποιοι είναι οι μέθοδοι περιορισμού της έμφραξης;
Οι μέθοδοι περιορισμού της έμφραξης μπορεί να είναι:
α) η προεπεξεργασία του τροφοδοτούμενου ρεύματος (πχ εσχάρωση),
β) η βελτίωση των λειτουργικών συνθηκών του συστήματος (πχ μείωση flux, αύξηση αερισμού) και
γ) η εφαρμογή μεθόδων καθαρισμού βάσει πρωτοκόλλου
SOS
Πώς επιτυγχάνεται ο φυσικός καθαρισμός της μεμβράνης;
Φυσικός καθαρισμός χρησιμοποιείται ευρέως και επιτυγχάνεται με:
α) αντίστροφη πλύση με νερό ή/και αέρα
β) ξεκούραση της μεμβράνης διακόπτοντας τη διήθηση με ή χωρίς ταυτόχρονο αερισμό (relax phase)
γ) ο αερισμός της μεμβράνης κατά τη διάρκεια της διήθησης ή/και της φάσης ξεκούρασης, ή/και της φάσης αντίστροφης πλύσης
SOS
Πώς επιτυγχάνεται ο χημικός καθαρισμός της μεμβράνης;
Χημικός καθαρισμός εφαρμόζεται για να απομακρυνθεί η μη αντιστρεπτή έμφραξη, χρησιμοποιώντας χημικά αντιδραστήρια, όπως:
α) βάσεις (καυστική σόδα)
β) οξέα (υδροχλωρικό, θειικό, κιτρικό, οξαλικό, κλπ.)
γ) οξειδωτικά (υποχλωριώδες και υπεροξείδιο του υδρογόνου)
Υπάρχουν διάφορα πρωτόκολλα που εφαρμόζονται
α) καθαρισμός συντήρησης
β) καθαρισμός εντατικός
Τι ιδιότητες προσφέρουν στο κύτταρο οι κυτταρικές πολυμερή ουσίες (EPS);
- Προσκόλληση σε επιφάνειες
- Συσσωμάτωση των κυττάρων σε νιφάδες, φλόκους και βιοφιλμ
- Σταθεροποίηση της δομής του βιοφιλμ
- Δημιουργία ενός προστατευτικού φράγματος από επιβλαβή φαινόμενα (π.χ. βιοκτόνοι μικροοργανισμοί)
- Προσκόλληση εξωγενών οργανικών ενώσεων και τη συσσώρευσή τους με θρεπτικά του περιβάλλοντος
- Συγκέντρωση ενζυμικών δραστηριοτήτων όπως η πέψη των εξωγενών μακρομορίων (κατανάλωση σαν θρεπτικά)
Σύγκριση EPS και SMP
Το κοινό μεταξύ των EPS και SMP είναι ότι είναι οργανικά υλικά (μικροβιακής προέλευσης) που συμπεριφέρονται ως δότες ηλεκτρονίων αλλά δεν είναι ενεργά κύτταρα.
Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τις συγκεντρώσεις των EPS και SMP; Ποιος είναι ο πιο σημαντικός;
Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που επηρεάζουν τις συγκεντρώσεις των EPS και SMP όπως:
- η σύνθεση του υποστρώματος
- η οργανική φόρτιση (OLR)
αλλά ο πιο σημαντικός φαίνεται να είναι:
- ο χρόνος παραμονής των στερεών (SRT)
Πότε μεταβάλλεται η συγκέντρωση των EPS, πώς, πόσο και γιατί;
Η συγκέντρωση των EPS μειώνεται όσο αυξάνεται η ηλικία της ιλύος για χρονικό διάστημα έως τις 30 ημέρες (από εκεί και πέρα δεν υπάρχει επίδραση).
Όταν η ηλικία της ιλύος είναι αυξημένη ελαχιστοποιούνται οι συγκεντρώσεις των UAP δεδομένου ότι αποτελούν εύκολα βιοαποδομήσιμα υλικά ενώ αυξάνονται οι συγκεντρώσεις των ΒΑΡ (καθότι συσσωρεύονται εξαιτίας του χαμηλού ρυθμού βιοαποδόμησής τους), καταλήγοντας ότι σε σχετικά χαμηλά SRT (2 έως 10 ημερών) ελαχιστοποιείται η συγκέντρωση των SMP στην έξοδο.
SOS
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της διεργασίας MBR;
Πλεονεκτήματα:
(1) Μικρή επιφάνεια εγκατάστασης
(2) Πλήρης αφαίρεση στερεών
(3) Απολύμανση απορροής
(4) Αφαίρεση οργανικών, θρεπτικών και στερεών
(5) Υψηλή ικανότητα φόρτισης
(6) Χαμηλή /ή μηχανική παραγωγή ιλύος
(7) Γρήγορη εκκίνηση
(8) Διόγκωση και επίπλευση ιλύος δεν αποτελούν πρόβλημα
(9) Τμηματική επέκταση
Μειονεκτήματα:
(1) Περιορισμοί αερισμού
(2) Έμφραξη ανόργανη και οργανική της μεμβράνης
(3) Κόστος μεμβρανών
