أغشية MBR الليفية المجوّفة
عناصر ستائرية للمرحلة الحيوية: 10 و21 و32 م²، وقشرة PVDF بمسام 0,025 ميكرون، و48 عنصراً في كاسيت من الفولاذ المقاوم للصدأ. في المفاعل الحيوي الغشائي لا يعالج الغشاء الماء؛ بل يقف في حوض التهوية ويحفظ الكتلة الحيوية فيه، بينما يخرج الماء الصافي.
ما تتطلبه المرحلة فعلاً
الماء سبق أن مرّ بالمعالجة الحيوية. وما يصل إلى الغشاء هو الخليط المعلّق — ماء ومواد ذائبة وبضعة غرامات في اللتر من نُدَف الحمأة يجب أن تبقى في الحوض. ومن هنا ثلاث نتائج:
- المواد الصلبة قليلة ومتجانسة. الخليط المعلّق عادة 6–12 غ/ل، والنُّدَف طرية لا كاشطة.
- الانسداد يُضبط بالهواء لا بالتدفق المتقاطع. فقاعات كبيرة تصعد بمحاذاة حزمة الألياف فتكشط السطح. ولا مضخة إعادة تدوير تقوم بهذا العمل.
- التدفق منخفض والمساحة كبيرة. هذه العناصر تُقدَّر بـ 10–30 ل/(م²·ساعة)، أي أقل بمرتبة من حلقة أنبوبية. والثمن يُدفع مقابل المساحة، فكثافة التعبئة هي ما يحدّد رأس المال.
المسام 0,025 ميكرون. والغشاء هنا ليس لإزالة المواد الذائبة، بل لمنع الكتلة الحيوية من الوصول إلى النفاذ.
ثلاثة أحجام، وليف واحد
العنصر الستائري مجمّع وكتلة جذر مصبوبة وحزمة ألياف معلّقة فيه. والأحجام الثلاثة تختلف في كمية الليف فقط؛ فالليف والصبّ ونطاق التشغيل واحدة في الثلاثة.
| البند | MP-LR10-M | MP-LR21-J | MP-LR32-J |
|---|---|---|---|
| مساحة الغشاء | 10 م² | 21 م² | 32 م² |
| مقاس العنصر أ×ب×ج | 660×1500×40 مم | 875×1460×58 مم | 875×2160×58 مم |
| الوزن مبللاً | 10 كغ | 20 كغ | 30 كغ |
| القطر الداخلي / الخارجي لليف | 0,8 / 2,1 مم | ||
| المسام الاسمي | 0,025 ميكرون | ||
| مادة الليف | PVDF، غير متماثل | ||
| الصبّ | بولي يوريثان | ||
| نمط التدفق | من الخارج إلى الداخل | ||
| تدفق التصميم | 10–30 ل/(م²·ساعة) | ||
| pH التشغيل | 5–9,5 | ||
| pH التنظيف | 2–10,5 دون 30 °م · 2–10 عند 30–40 °م | ||
| الضغط عبر الغشاء | −55 إلى +55 كيلوباسكال | ||
| تحمّل الكلور | 5 000 مغ/ل | ||
| عكارة النفاذ | ≤0,2 NTU | ||
| SDI15 للنفاذ | ≤3 | ||
نطاق −55 إلى +55 كيلوباسكال هو مجال العمل في الاتجاهين: شفط أثناء الترشيح، ودفع أثناء الغسيل العكسي. تُخزَّن العناصر وتُشحن مبلّلة، وتبقى مبلّلة أثناء التشغيل.
الضغط تحمله الطبقة الداعمة لا القشرة
يُصبّ الليف في تمريرة واحدة بطريقة VNIPS إلى بنية غير متماثلة واحدة: قشرة فصل كثيفة من الخارج، وإسفنج مفتوح خلفها، وطبقة داعمة عالية المقاومة تحمل أحمال الجدار. والماء يجري من الخارج إلى الداخل — عبر القشرة، ثم الإسفنج، ثم إلى القناة.
- ضغط انفجار يتجاوز 0,6 ميغاباسكال. القشرة مثبَّتة داخل الطبقة الداعمة لا موضوعة فوقها، فلا تنفصل عند الغسيل العكسي العنيف ولا بعد سنوات من النفخ الهوائي.
- الجذور مُسرَّحة لا محزومة. كل ليف موضوع بترتيب عند دخوله المجمّع. والحمأة التي تصل إلى الجذر تمرّ بدل أن تتلبّد في حصيرة — وهذا هو السبب المعتاد في فقدان العنصر لثُلثه السفلي.
- مصنوع للمياه المتسخة. القناة 0,8 مم لا تمرّر الخرق ولا الحصى، فالعنصر يأتي بعد المصافي؛ لكنه موجّه إلى مياه كان الليف الدقيق فيها يتلبّد خلال أسابيع.
المسام موحّد في القشرة كلها بالتصميم. وهذا ما يجعل رقم العكارة قابلاً للتكرار لا «أفضل حالة».
ثمانية وأربعون عنصراً في الكاسيت
لا تُركَّب العناصر واحدة واحدة. بل تُعلَّق في كاسيت من الفولاذ المقاوم للصدأ يحمل مجمّع النفاذ ومجمّع الهواء، والكاسيت هو الوحدة التي تُرفع للتنظيف أو الاستبدال.
| الكاسيت | البيانات |
|---|---|
| عدد العناصر في الكاسيت | 48 قياسياً — ويمكن تقليل العدد دون تغيير الإطار |
| مقاس الكاسيت ط×ع×ا | 1860×2020×1500 مم · 1860×2020×2500 مم |
| مادة الإطار | فولاذ مقاوم للصدأ 316L / 304 |
| مخرج النفاذ | DN100، DN80 |
| مجمّع الهواء | 2 × 3″ UPVC |
| أقصى حرارة للهواء | 65 °م |
| التهوية اللحظية | 8–15 ضعف تدفق النفاذ التصميمي |
| فاقد الضغط في الموزّع | 0,05 بار دون الفاقد الهيدروليكي |
متى يكون الليف المجوّف هو الخيار
ببساطة: عندما تكون المواد الصلبة قليلة بما يكفي فلا تنسدّ القناة، تفوز الهندسة الأكثف. وهذا يغطي معظم مهام MBR البلدية والصناعية الخفيفة.
المساحة ضيقة
حزمة الألياف تعطي أضعاف مساحة الغشاء لنفس حجم الأنابيب. وعندما يكون حجم الحوض محدداً بإنشاءات قائمة، فهذه النسبة تحدد إن كانت المهمة ممكنة أصلاً.
المواد الصلبة معروفة
الخليط المعلّق من مرحلة حيوية مُدارة جيداً كمية معروفة. فإذا كان ما قبلها مستقراً ومصفّى، فالحزمة ترى ماءً تقدر عليه سنوات.
جودة النفاذ تحدد بقية المسار
لإعادة الاستخدام أو لمرحلة تناضح عكسي لاحقة، العكارة المنخفضة وSDI المستقر بعد MBR يغنيان غالباً عن مرحلة كاملة في الأسفل.
ومتى لا يكون
الليف المجوّف مرشّح فمه صغير جداً. وكل ما يصل دفعة واحدة، أو يحمل زيتاً، أو لا تذيبه الكيمياء، سيغلقه في النهاية. والحزمة المغلقة لا يمكن كشطها بقضيب كما يُكشط الأنبوب.
ما نحتاجه لتحديد المقاس
تُحدَّد MBR بالتدفق والمواد الصلبة، لا بحجم المسام. وستة أرقام تكفي لتصميم أولي:
| المُدخل | لماذا يغيّر الجواب |
|---|---|
| التدفق التصميمي، م³/يوم | يحدد مساحة الغشاء عند التدفق المختار. حدّد إن كان متوسطاً أم ذروة. |
| MLSS، غ/ل | أهم رقم على الإطلاق. يحدد معدل الانسداد وطلب التهوية معاً. |
| معامل الذروة | تصريف الأمطار أو الدفعات قد يضاعف التدفق اللحظي. والمساحة تُحسب على الذروة لا على المتوسط. |
| نطاق الحرارة | الخليط البارد ألزج وتدفقه أقل. والحد الأدنى الشتوي يغيّر المساحة. |
| هدف النفاذ | هل يذهب النفاذ إلى الصرف، أم لإعادة الاستخدام، أم مباشرة إلى التناضح العكسي. |
| حجم الحوض المتاح | يحدد عدد الكاسيتات التي تدخل فعلاً، وقد يتجاوز المساحة المحسوبة. |
أرسل هذه الستة، ونعود بعدد كاسيتات وتقدير تهوية وبرنامج تنظيف — لا بصفحة من كتالوج.
الليف نفسه، لكن في هيكل ضغط
ليست كل مهمة لمياه متسخة تحتاج حوضاً. فحيث يكون الماء مصفّى أصلاً — ناتج ثانوي، ماء غسيل المرشّحات، ماء سطحي — يوضع الليف نفسه في هيكل ضغط UPVC ويعمل بالتدفق المسدود أو المتقاطع. والمواد الصلبة أقل، فالتدفق أعلى نحو أربع مرات، والمساحة منصة لا حوض.
| البند | DW-ZU0880-B | DW-ZU0860-B | DW-ZU0660 |
|---|---|---|---|
| مساحة الغشاء | 75 م² | 50 م² | 40 م² |
| مقاس الهيكل | Φ225×2360 مم | Φ225×1860 مم | Φ160×1775 مم |
| الوزن مبللاً | 65 كغ | 53 كغ | 35 كغ |
| المنافذ: دخول / نفاذ / مركّز | DN50 / DN50 / DN50 | DN50 / DN50 / DN50 | DN40 / DN40 / DN32–40 |
| التدفق | 60–120 ل/(م²·ساعة) | ||
| أقصى ضغط عبر الغشاء | 0,20 ميغاباسكال | ||
| أقصى ضغط للغسيل العكسي | 0,25 ميغاباسكال | ||
| نطاق pH | 2–12 | ||
| حرارة التشغيل | 1–40 °م | ||
| الهيكل / الصبّ | UPVC غذائي / راتنج إيبوكسي | ||
| تحمّل الكلور | 5 000 مغ/ل | ||
| عكارة النفاذ / SDI15 | <0,1 NTU / <2,5 | ||
الليف نفسه 0,025 ميكرون، وتحمّل الكلور نفسه، ونطاق pH أوسع لأن لا كتلة حيوية تُحمى. يعمل بالتدفق المسدود مع غسيل عكسي دوري، أو بالتدفق المتقاطع حيث تبرّر ذلك المواد العالقة.
ثلاث طرق لفصل الماء نفسه
| البند | MBR غاطس | UF في هيكل ضغط | UF أنبوبي |
|---|---|---|---|
| التغذية | خليط معلّق، 6–12 غ/ل | ناتج ثانوي مصفّى | حتى عدة بالمئة، معلّقات وحمأة |
| القوة الدافعة | شفط، −55 إلى +55 كيلوباسكال | 0,20 ميغاباسكال عبر الغشاء | تدفق متقاطع 3–5 م/ث |
| التدفق | 10–30 ل/(م²·ساعة) | 60–120 ل/(م²·ساعة) | 60–120 ل/(م²·ساعة) |
| ضبط الانسداد | تهوية وفقاعات كبيرة، 8–15× النفاذ | غسيل عكسي وتنظيف كيميائي | قصّ التدفق، وتنظيف ميكانيكي |
| المساحة لكل وحدة حجم | الأعلى | عالية | الأدنى |
| الزيت والخرق والحصى | ضعيف | مقبول | جيد — القناة المفتوحة تمرّرها |
| موضعه | المرحلة الحيوية، التهيئة لإعادة الاستخدام | تلميع قبل التناضح العكسي | مياه عالية المواد الصلبة، عصارة المكبات، مياه زيتية، تيسير |
الثلاثة يفصلون بالمبدأ نفسه. والفرق فيما يمكن تغذية كل واحد به، وفي كلفة إبقائه نظيفاً.
قل لنا المواد الصلبة والتدفق، ونقول لك أيها تنظر إليه.
وإن كان الجواب أنبوبياً سنقولها. والأشكال الثلاثة تُصنَّع هنا.
أرسل مهمتك اطلب تجربة