डिज़ाइन फ्लक्स बनाम ऑपरेटिंग फ्लक्स: एमबीआर झिल्ली क्षेत्र का सही आकार कैसे दें

एमबीआर झिल्ली क्षेत्र अक्सर छोटा क्यों होता है?

मूल झिल्ली आकार समीकरण सीधा प्रतीत होता है:

समस्या समीकरण नहीं है. समस्या फ्लक्स के लिए प्रयुक्त मूल्य है।

मेम्ब्रेन डेटाशीट में साफ-पानी की पारगम्यता, अनुशंसित ऑपरेटिंग फ्लक्स, अधिकतम फ्लक्स या विशिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत मापा गया प्रदर्शन मान शामिल हो सकते हैं। ये मूल्य आवश्यक रूप से वास्तविक अपशिष्ट जल का उपचार करने वाले पूर्ण पैमाने के एमबीआर की स्थायी शुद्ध उत्पादन दर का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं।

वास्तविक एमबीआर ऑपरेशन में वह अवधि शामिल होती है जब कोई पर्मेट उत्पन्न नहीं हो रहा होता है। तापमान, गंदगी, हाइड्रोलिक चोटियों या प्रक्रिया अस्थिरता के कारण झिल्ली को ढीला किया जा सकता है, बैकवॉश किया जा सकता है, रासायनिक रूप से साफ किया जा सकता है, रखरखाव के लिए अलग किया जा सकता है, या नाममात्र क्षमता से नीचे संचालित किया जा सकता है।

एक झिल्ली प्रणाली जो केवल एक आशावादी अधिकतम प्रवाह से आकार लेती है, कमीशनिंग के दौरान स्वीकार्य रूप से काम कर सकती है लेकिन जब अपशिष्ट जल का तापमान गिरता है, मिश्रित शराब की विशेषताओं में परिवर्तन होता है, या दूषण प्रतिरोध बढ़ने लगता है तो इसमें बहुत कम आरक्षित होता है।

डिज़ाइन फ़्लक्स, ऑपरेटिंग फ़्लक्स, सकल फ़्लक्स और नेट फ़्लक्स: क्या अंतर है?

फ्लक्स सामान्यतः लीटर प्रति वर्ग मीटर प्रति घंटे या एलएमएच में व्यक्त किया जाता है। हालाँकि कई एमबीआर गणनाएँ एक ही इकाई का उपयोग करती हैं, फ़्लक्स मान का अर्थ बहुत भिन्न हो सकता है।

डिज़ाइन फ्लक्स

डिज़ाइन फ्लक्स झिल्ली आकार के दौरान चयनित इंजीनियरिंग मूल्य है। इसमें अपेक्षित अपशिष्ट जल, तापमान, एमएलएसएस, दूषित प्रवृत्ति, परिचालन चक्र, सफाई रणनीति और आवश्यक परिचालन मार्जिन प्रतिबिंबित होना चाहिए।

इसलिए यह आमतौर पर अधिकतम या अल्पकालिक परीक्षण प्रवाह की तुलना में अधिक रूढ़िवादी होता है।

ऑपरेटिंग फ्लक्स

ऑपरेटिंग फ्लक्स संयंत्र संचालन के दौरान वास्तविक निस्पंदन दर है:

यह प्रवाह की मांग, झिल्ली की उपलब्धता, टीएमपी, तापमान, गंदगी की स्थिति और प्रक्रिया नियंत्रण के आधार पर पूरे दिन बदल सकता है।

सकल निस्पंदन प्रवाह

सकल प्रवाह आम तौर पर उस प्रवाह को संदर्भित करता है जबकि झिल्ली सक्रिय रूप से फ़िल्टर कर रही है। यदि झिल्ली दस मिनट के लिए फ़िल्टर करती है और फिर एक मिनट के लिए आराम करती है, तो सकल निस्पंदन प्रवाह केवल उन दस उत्पादक मिनटों के दौरान लागू होता है।

नेट फ्लक्स

गैर-निस्पंदन अवधि पर विचार करने के बाद शुद्ध प्रवाह वास्तविक उत्पादन को दर्शाता है। विश्राम, बैकवॉशिंग, रखरखाव और अन्य डाउनटाइम प्रति स्थापित वर्ग मीटर उत्पादित उपचारित पानी की शुद्ध मात्रा को कम करते हैं।

चरम प्रवाह

पीक फ़्लक्स एक उच्च अल्पकालिक परिचालन दर है जिसका उपयोग हाइड्रोलिक शिखर के दौरान किया जाता है। यह अस्थायी मांग के लिए उपयोगी हो सकता है लेकिन इसे आम तौर पर निरंतर डिज़ाइन की स्थिति के रूप में नहीं माना जाना चाहिए।

सही झिल्ली क्षेत्र की गणना शुद्ध जल उत्पादन से शुरू होती है

प्रारंभिक समीकरण बना हुआ है:

इकाइयाँ सुसंगत होनी चाहिए. यदि प्रवाह को प्रति घंटे लीटर में और फ्लक्स को एलएमएच में व्यक्त किया जाता है, तो परिणाम झिल्ली क्षेत्र का वर्ग मीटर होगा।

उदाहरण: 500 घन मीटर/दिन औद्योगिक अपशिष्ट जल

मान लें कि एक औद्योगिक अपशिष्ट जल संयंत्र को उत्पादन करना होगा:

दैनिक प्रवाह को प्रति घंटे लीटर में बदलें:

सैद्धांतिक झिल्ली क्षेत्र तब है:

यह केवल पहला आकार देने वाला कदम है। अंतिम स्थापित क्षेत्र को निस्पंदन उपलब्धता, चरम प्रवाह, झिल्ली ट्रेन कॉन्फ़िगरेशन, अतिरेक, मॉड्यूल आकार, तापमान और फाउलिंग मार्जिन के विरुद्ध भी जांचा जाना चाहिए।

निस्पंदन समय आवश्यक झिल्ली क्षेत्र को क्यों बदलता है?

एक एमबीआर जरूरी नहीं कि प्रति दिन 24 घंटे तक लगातार पर्मिट का उत्पादन करे। कई प्रणालियाँ निस्पंदन को विश्राम या बैकवाशिंग के साथ वैकल्पिक करती हैं।

एक साधारण चक्र पर विचार करें:

निस्पंदन उपलब्धता है:

यदि संयंत्र को 10 एलएमएच के बराबर शुद्ध उत्पादन प्राप्त करना है, लेकिन झिल्ली केवल 90.9% समय फ़िल्टर करती है, तो सक्रिय निस्पंदन के दौरान आवश्यक प्रवाह बन जाता है:

यदि अतिरिक्त बैकवॉश, रखरखाव या ऑफलाइन सफाई से कुल झिल्ली उपलब्धता 85% तक कम हो जाती है, तो:

यही कारण है कि दो एमबीआर परियोजनाओं, दोनों को "15 एलएमएच" पर संचालित होने के रूप में वर्णित किया गया है, वास्तव में अलग-अलग झिल्ली आवश्यकताएं हो सकती हैं। एक का मतलब सक्रिय निस्पंदन के दौरान 15 एलएमएच हो सकता है, जबकि दूसरे का मतलब डाउनटाइम के बाद 15 एलएमएच शुद्ध उत्पादन हो सकता है।

औसत प्रवाह पर्याप्त नहीं है: चरम प्रवाह और समकरण की जाँच करें

प्रारंभिक झिल्ली आकार के लिए औसत दैनिक प्रवाह उपयोगी है, लेकिन यह यह नहीं बताता है कि दिन के दौरान अपशिष्ट जल संयंत्र में कैसे आता है।

औसतन 1,000 m³/दिन का पौधा आवश्यक रूप से 41.7 मी³/घंटा स्थिरांक प्राप्त नहीं करता है। औद्योगिक उत्पादन कार्यक्रम, नगर निगम की सुबह और शाम की व्यस्तताएं, बैच डिस्चार्ज, वर्षा और सफाई कार्य बहुत अधिक प्रति घंटा प्रवाह बना सकते हैं।

यदि झिल्ली क्षेत्र केवल औसत के आसपास डिज़ाइन किया गया है, तो चरम हाइड्रोलिक स्थितियां तात्कालिक ऑपरेटिंग फ्लक्स को इच्छित सीमा से बहुत ऊपर धकेल सकती हैं।

समकरण पीक मेम्ब्रेन आवश्यकता को कम कर सकता है

एक समकारी टैंक पीक अवधि के दौरान अपशिष्ट जल को संग्रहित कर सकता है और इसे धीरे-धीरे जैविक और झिल्ली प्रणाली में छोड़ सकता है। इससे औसत और शिखर निस्पंदन मांग के बीच अंतर कम हो सकता है।

जहां समानता सीमित है, डिजाइनरों को जांच करनी चाहिए:

• अधिकतम दैनिक प्रवाह;
• चरम प्रति घंटा प्रवाह;
• उपलब्ध झिल्ली ट्रेनें;
• स्वीकार्य अल्पकालिक शिखर प्रवाह;
• अधिकतम स्वीकार्य टीएमपी;
• आवश्यक आरक्षित क्षमता.

इसलिए सही प्रश्न केवल यह नहीं है: "औसत प्रवाह क्या है?"

यह है: "समानीकरण के बाद झिल्लियों को वास्तव में किस प्रवाह की प्रक्रिया करनी होगी?"

अपशिष्ट जल का प्रकार उस फ़्लक्स को बदल देता है जिसके लिए आपको डिज़ाइन करना चाहिए

प्रत्येक एमबीआर प्रोजेक्ट पर एक एकल सार्वभौमिक डिज़ाइन फ़्लक्स लागू नहीं किया जा सकता है। सतत प्रवाह अपशिष्ट जल संरचना और जैविक परिचालन स्थितियों पर दृढ़ता से निर्भर करता है।

स्थिर पूर्व उपचार और संतुलित जैविक स्थितियों के साथ नगरपालिका सीवेज ग्रीस युक्त खाद्य-प्रसंस्करण अपशिष्ट जल, सर्फेक्टेंट युक्त कपड़ा अपशिष्ट जल, या उच्च लवणता और परिवर्तनीय कार्बनिक लोडिंग वाले औद्योगिक अपशिष्ट जल से बहुत अलग व्यवहार कर सकता है।

यही कारण है कि झिल्ली का आकार झिल्ली सूची के बजाय अपशिष्ट जल लक्षण वर्णन से शुरू होना चाहिए।

कठिन औद्योगिक अपशिष्ट जल के लिए, एक अधिक रूढ़िवादी डिजाइन प्रवाह मूल्यवान ऑपरेटिंग मार्जिन प्रदान कर सकता है, भले ही इसके लिए शुरुआत में अधिक झिल्ली क्षेत्र की आवश्यकता हो।

तापमान, एमएलएसएस और फाउलिंग परिवर्तन वास्तविक ऑपरेटिंग फ्लक्स

तापमान

तापमान गिरने पर पानी की चिपचिपाहट बढ़ जाती है। परिणामस्वरूप, एक ही टीएमपी पर संचालित एक ही झिल्ली ठंडी परिस्थितियों के दौरान कम पारगम्यता उत्पन्न कर सकती है।

केवल गर्म मौसम के कमीशनिंग डेटा से डिज़ाइन की गई झिल्ली प्रणाली को सर्दियों के दौरान क्षमता की समस्याओं का सामना करना पड़ सकता है।

एमएलएसएस

उच्च एमएलएसएस रिएक्टर में रखे गए बायोमास की मात्रा को बढ़ा सकता है, लेकिन बहुत अधिक मिश्रित शराब सांद्रता भी चिपचिपाहट बढ़ाती है और झिल्ली द्रव्यमान-स्थानांतरण की स्थिति को खराब कर सकती है। इससे केक-परत प्रतिरोध और वायु-परिमार्जन की मांग बढ़ सकती है।

ईपीएस और एसएमपी

बाह्यकोशिकीय बहुलक पदार्थ और घुलनशील माइक्रोबियल उत्पाद कार्बनिक झिल्ली के दूषित होने में महत्वपूर्ण योगदानकर्ता हैं। उनकी सांद्रता लोडिंग, कीचड़ की उम्र, तापमान, पोषक तत्व संतुलन और जैविक तनाव के साथ बदल सकती है।

ट्रांसमेम्ब्रेन दबाव

टीएमपी झिल्ली की स्थिति के सबसे स्पष्ट परिचालन संकेतकों में से एक प्रदान करता है।

इसलिए ऐसा प्रतीत हो सकता है कि एक प्रणाली झिल्ली दक्षता को उत्तरोत्तर खोते हुए डिज़ाइन क्षमता को बनाए रखती है। यदि समान प्रवाह को बनाए रखने के लिए तेजी से उच्च टीएमपी की आवश्यकता होती है, तो सफाई की मांग और ऊर्जा खपत भी बढ़ सकती है।

अधिकतम फ़्लक्स पर डिज़ाइन करने पर आमतौर पर बाद में अधिक लागत क्यों आती है?

प्रोजेक्ट बजटिंग के दौरान एक उच्च डिज़ाइन फ़्लक्स आकर्षक होता है क्योंकि यह आवश्यक झिल्ली क्षेत्र की मात्रा को कम कर देता है।

कम डिज़ाइन वाले फ्लक्स के लिए अधिक झिल्ली क्षेत्र की आवश्यकता होती है, लेकिन यह लंबे समय तक निस्पंदन चक्र, धीमी गति से फैलने वाली प्रगति, हाइड्रोलिक चोटियों के दौरान कम तनाव और झिल्ली की उम्र बढ़ने के साथ अधिक लचीलापन प्रदान कर सकता है।

आवश्यक झिल्ली क्षेत्र को मॉड्यूल मात्रा में सही ढंग से परिवर्तित करें

एक बार आवश्यक झिल्ली क्षेत्र की गणना हो जाने के बाद, इसे वास्तविक झिल्ली मॉड्यूल में परिवर्तित किया जाना चाहिए।

मान लीजिए कि अंतिम आवश्यक झिल्ली क्षेत्र है:

चूँकि आंशिक मॉड्यूल स्थापित नहीं किए जा सकते, पूर्ण न्यूनतम 57 मॉड्यूल होंगे। हालाँकि, रैक व्यवस्था, मेम्ब्रेन-ट्रेन लेआउट, अतिरेक आवश्यकता, उपलब्ध टैंक स्थान और रखरखाव रणनीति के आधार पर अंतिम इंजीनियरिंग चयन 60 मॉड्यूल हो सकता है।

इसलिए मॉड्यूल मात्रा पर विचार करना चाहिए:

• पूर्ण-मॉड्यूल राउंडिंग;
• रैक या कैसेट ज्यामिति;
• झिल्ली गाड़ियों की संख्या;
• रखरखाव के दौरान अलगाव;
• स्टैंडबाय या अतिरेक आवश्यकताएँ;
• भविष्य में संयंत्र का विस्तार;
• उपलब्ध झिल्ली टैंक आयाम;
• वायु-परिमार्जन लेआउट।

एक व्यावहारिक एमबीआर मेम्ब्रेन साइज़िंग चेकलिस्ट

एमबीआर मेम्ब्रेन कोटेशन का अनुरोध करने से पहले, खरीदारों और इंजीनियरों को आपूर्तिकर्ता के लिए जैविक और मेम्ब्रेन दोनों स्थितियों का मूल्यांकन करने के लिए पर्याप्त डेटा तैयार करना चाहिए।

इस जानकारी के साथ, झिल्ली क्षेत्र की गणना एकल कैटलॉग फ्लक्स मान के बजाय यथार्थवादी परिचालन स्थितियों से की जा सकती है।