Membranbioreaktorer (MBR-system) för avloppsrening

MBR-system: Bioreaktor + membranfiltrering

Vi tillverkar membranbioreaktorer, även kallade MBR-system. MBR-system är biologiska reaktorer med aerobt aktivt slam, som kombinerar den biologiska nedbrytningsprocessen – känd som ”aktivt slam” – med separering av fasta ämnen och vätska genom filtrering med plana membran.

PFAS-fria membran

De platta membran som Sigmadaf använder är helt fria från PFAS. Våra membran är tillverkade av CPVC, ett polymer utan fluor eller kol–fluor-bindningar (C–F), vilket innebär att de varken innehåller eller genererar PFAS under någon fas av sin livscykel.

Tack vare denna teknik är biomassakoncentrationen i reaktorn betydligt högre än i reaktorer med konventionella sedimenteringskammare, och man kan uppnå värden mellan 6 000 och 12 000 mg/l.

Kombinationen av membran och aktivslamsreaktor har följande fördelar:

• Effektivare avskiljning av organiskt material.
• Vattenkvaliteten vid utloppet är konstant.
• Kompakta enheter som tar liten plats.

Våra membranbioreaktorer levereras som ett kompakt system och är driftsklara vid ankomsten till kundens anläggning.

MBR-anläggning

Valfria inställningar

I de fall där avloppsvattnet uppvisar en hög koncentration av totalt kväve och/eller där bildningen av nitrater överskrider de utsläppsgränser som fastställs i gällande lagstiftning, rekommenderas att man implementerar en avancerad konfiguration av SIGMA MBR-systemet.

Denna konfiguration omfattar en anoxisk förkammare som är särskilt utformad för att optimera nitrifikations- och denitrifikationsprocessen, vilket möjliggör samtidig eliminering av den kemiska syreförbrukningen (COD) och kvävet i avloppsvattnet.

Denna konstruktion främjar omvandlingen av kväveföreningar, vilket säkerställer en högre effektivitet vid nitratreduktion och bidrar till att de strängaste miljökraven uppfylls.

Reningseffektivitet

Våra biologiska membranreaktorer erbjuder hög effektivitet både för hushållsvatten och industriellt avloppsvatten. Varje anläggning utformas utifrån egenskaperna hos det inkommande avloppsvattnet.

Tabellen nedan visar hur effektivt föroreningarna avlägsnas, vilket är mycket effektivt och konsekvent.

PARAMETER	INTRÄDE	AVGÅNG	PRESTANDA
COD (mg/l)	<600	<40	93%
BOD (mg/l)	<300	<10	97%
SST (mg/l)	<300	<2	99%
TSK (mg/l)	<40	<10	75%
Escherichia coli (KBE/100 ml)			90–100 %
Nematoder			90–100 %
Legionella ssp (KBE/100 ml)			90–100 %
Virus			60–90 %
Oljor och fetter (mg/l)	<50	<1	98%

3D-animation av vårt MBR-system

Vilka fördelar har ett MBR-system?

En MBR-membranbioreaktor erbjuder många fördelar jämfört med andra konventionella system för avloppsrening:

• Genom att installera ett membranfiltreringssystem i anslutning till en aktivslamsreaktor uppnås en bättre reningsgrad när det gäller avlägsnande av organiskt material
• Kvaliteten på det utflödande vattnet är högre och hålls konstant
• Kompakt växt
• Begränsat utrymme och trånga utrymmen.
• Enkel behandling. Processhanteringen är enkel och kostnadseffektiv eftersom det inte bildas sediment i den biologiska behållaren.
• Beständighet mot oxidationsmedel
• Enkel drift, eftersom operatören endast behöver övervaka driften av permeat- och återcirkulationspumpen samt arbetstrycken. Driftsparametrarna styrs av en PLC som kan anslutas på distans via modem.
• Stabilitet och flexibilitet
• Modularitet
• Standardisering

Tack vare våra MBR-system erhålls renat vatten av mycket hög kvalitet, vilket gör det möjligt att återanvända det i många industriella produktionsprocesser.

Installation av ett MBR-system

Våra MBR-membranbioreaktorer kan installeras i ISO-containrar, vilket underlättar transport, montering och eventuella framtida utbyggnader.

• Snabb plug-and-play-installation
• Vid behov av utrymme
• Den avger inga lukter och lockar inte till sig bärare som insekter
• Stora lastvolymer
• Desinficering utan UV-ljus eller kemikalier
• Avloppsvatten som är lämpligt för användning inom jordbruket eller för återanvändning i toalettcisterner.
• Helt automatiserad process
• Möjlighet till modulär utbyggnad

Teknisk information

Typ	VATTENKAPACITET (m³(per dag)	LÄNGD (mm)	BREDD (mm)	HÖJD (mm)	ANSLUTNING INGÅNG	ANSUTNING UTGÅNG	MEMBRANENHETm²	TOMVIKT kg	FULLVIKT kg
SMBR 50	50	8000	2150	2200	GRAVITY	2-tums invändig gänga	80	3500	26500
SMBR 100	100	11000	2150	2200	GRAVITY	2-tums invändig gänga	160	4700	39100
SMBR 150	150	11000	2150	2200	GRAVITY	2-tums invändig gänga	240	5300	39700

Filtermembran

Våra MBR-system är utrustade med parallella plana ultrafiltreringsmembran av märket KUBOTA, vilka är nedsänkta vertikalt i luftningskammaren, inuti blandningsvätskan.

Luft blåses in i behållaren från membranens undersida, vilket å ena sidan skapar ett övertryck på membranet och å andra sidan håller biomassan i rörelse för att förhindra att det bildas ett lager av mikroorganismer (ett fenomen som kallas ”biofouling”) som blockerar membranet. En permeatpump pumpar kontinuerligt ut det renade vattnet från membranens insida.

Membranarket är tillverkat av klorerad polyeten och har en maximal (nominell) porstorlek på 0,4 μm samt en genomsnittlig porstorlek på 0,2 μm, vilket innebär att nästan alla mikroorganismer i blandningsvätskan stoppas.

Konstruktionen med ”platt plåt” håller utrymmet mellan membranen fritt och minimerar ansamlingen av avfall.

De nedsänkta membranen separerar den flytande delen från den fasta delen. Den flytande delen leds vidare till en lagringstank, medan de fasta ämnena återförs till luftningszonen.

Hur våra membranbioreaktorer fungerar

Inuti reaktorn tillför luftningssystemet syre till vattenmiljön. Under dessa förhållanden bryter mikroorganismerna ned och eliminerar det organiska materialet i avloppsvattnet. Luftningssystemet tillför inte bara syre utan bidrar också till att upprätthålla en jämn omrörning i reaktorn.

Det är mycket viktigt att inte släppa in fett, olja och hårrester i denna typ av reaktorer, varför det krävs installation av ett lämpligt förbehandlingssystem för att förhindra att dessa ämnen kommer in.

Membranen är placerade vertikalt i luftningskammaren, nedsänkta i blandningsvätskan. På så sätt kommer blandningsvätskan (en blandning av vatten och de fasta ämnen som utgör biomassan) i direkt kontakt med membranen, och reningen sker samtidigt. Membranen suger upp avloppsvattnet med hjälp av en självsugande centrifugalpump.

Luft blåses in i behållaren från membranens undersida, vilket håller biomassan i rörelse för att förhindra att det bildas ett lager av mikroorganismer som blockerar membranet. En permeatpump pumpar kontinuerligt ut det renade vattnet på insidan av membranet.

Efter fast-vätskeavskiljningen i membranen leds föroreningarna med låg molekylvikt till en lagringstank, medan de fasta ämnena återförs (återvinns och återcirkuleras) till luftningszonen.

När avloppsvattnet passerar genom membranet sker en fysisk separering av vatten och biomassa:

• Permeatet, som består av vatten, salter och icke-biologiskt nedbrytbara ämnen med låg molekylvikt, lämnar systemet genom membranens ovansida.
• Koncentratet, som består av biomassa och organiska ämnen med högre molekylvikt, fastnar och stannar kvar i reaktorn för att den biologiska nedbrytningen ska fortsätta.

Slambildningen i denna typ av reaktorer är minimal och kräver endast sporadisk tömning.

I de fall där det förekommer höga kvävehalter och/eller där nitrathalterna överskrider utsläppsgränserna, erbjuds ett modifierat MBR-system med en anoxisk förkammare. Denna konfiguration möjliggör samtidig rening av COD och kväve genom nitrifikation och denitrifikation.

Diffusorernas betydelse

Diffusorer eller luftningssystem är en nödvändig del för att en biologisk reaktor ska fungera korrekt. Dessa system möjliggör tillförsel av luft, och därmed syre, in i reaktorn i form av fina bubblor. Denna bubbelstorlek gynnar kontaktytan mellan luften och biomassan, som använder syre, samt effektiviteten i nedbrytningen av organiskt material. Dessutom möjliggör denna bubbelinjektion en homogen omrörning av blandningsvätskan, utan att störa eller förstöra mikroorganismerna.

Effektiviteten i avloppsreningen beror därför direkt på diffusorernas effektivitet samt på att de är korrekt konstruerade och installerade.

Underhåll och rengöring av membranen

Korrekt underhåll och rengöring av membranen inuti bioreaktorn är avgörande för att säkerställa maximal effektivitet och prestanda hos MBR-systemet.

Innan man bestämmer sig för vilket tvättsystem som är lämpligast är det viktigt att känna till hastigheten och typen av föroreningar som förekommer i membranbioreaktorn.

Några faktorer som påverkar föroreningar är membranets egenskaper (material, utformning, storlek och porfördelning), driftsförhållandena (permeatflöde, tvärflöde, luftning och uppehållstid) samt biomassans egenskaper (viskositet, temperatur, upplöst syre, flokegenskaper, partikelstorlek etc.).

Lufttvätt

Denna process kombinerar backspolning med en luftström som leds genom munstycken placerade i mitten av membranbuntarna.

Luftbubblorna rör sig över membranens yta och skapar en tvättande effekt som avlägsnar eventuella fasta partiklar som samlats på membranens yta.

Filtrerings- och lufttvättprocessen styrs av en dator, där förutbestämda tidscykler är inprogrammerade. Denna tryck-/vakuumprocess övervakas och styrs i membransystemet. 

Kemtvätt

Med tiden ansamlas organiskt material och biomassa i porerna och på membranens ytor, vilket gör att en mer grundlig rengöring måste utföras.

Detta åstadkoms genom en kemisk rengöring där membranen sköljs i motström eller nedsänks i en rengöringslösning som innehåller upplöst klor, citronsyra, kaustisk soda eller rengöringsmedel.

Denna grundliga rengöring anpassas efter driftsförhållandena i varje enskilt fall.

Vi erbjuder ett tvättsystem som installeras på plats och levereras tillsammans med anläggningen, vilket möjliggör automatisk tvätt direkt i anläggningen utan att membranmodulerna behöver tas ur tanken.

Avfallslammet från rengöringen transporteras bort från anläggningen för slutlig bortskaffning.

Användningsområden för en MBR-bioreaktor

Användningsområdena för membranbioreaktorer är mycket omfattande. På SIGMADAF har vi genomfört installationer både inom en rad olika branscher och i mer specialiserade tillämpningar:

• Industriella processer
• Kommunalt vatten
• Militära läger och humanitära insatser
• Hotell och semesteranläggningar
• Byggnader som sjukhus eller köpcentrum

Egenskaper

• Kapacitet: 200–500 invånare
• Vikt: mindre än 1,2 ton
• Kan transporteras med helikopter