Quá khứ và hiện tại của MABR-Thay đổi nhận thức của bạn về sục khí trong 60 năm
Kể từ năm ngoái, ngày càng có nhiều người thảo luận về công nghệ MABR trong ngành xử lý nước thải. Tôi nghĩ rằng khách hàng Malaysia luôn khuyến khích chúng tôi bắt đầu bán MABR và nói với tôi rằng công nghệ MABR có triển vọng lớn, đó là công nghệ MBBR trong tương lai, vì vậy với bài viết này, chúng tôi có thể hiểu trước về MABR.
Lúc đầu, công nghệ MABR chưa được phát triển. Một số người trong ngành đã lắng nghe phần giới thiệu của Fluence về quy trình MABR tại IFAT ở Munich. Vào thời điểm đó, Fluence còn được gọi là Emefcy (đồng âm MFC, ám chỉ công ty này có liên quan gì đó đến pin nhiên liệu vi sinh vật). Lúc đó tôi cảm thấy công nghệ này rất mạnh mẽ nhưng vì lý do thương mại nên tôi chưa có cơ hội giới thiệu công nghệ. Bây giờ các điều kiện cho phép, tôi muốn giới thiệu quy trình MABR theo hai giai đoạn. Hôm nay trước tiên tôi sẽ nói về quá khứ và hiện tại của MABR.
1. MABR là gì?
MABR, tên đầy đủ của Lò phản ứng sinh học sục khí màng, là lò phản ứng sinh học sục khí màng. Đúng như tên gọi, đây là một quá trình sinh học sử dụng màng để sục khí, nhưng đừng hiểu sai ý tôi. Cái gọi là sục khí màng không đề cập đến sục khí vi mô; MABR là phiên bản nâng cấp của quy trình bùn hoạt tính truyền thống - nó có thể dựa trên dung tích bể hiện có. Mặt khác, nhiều nước thải có thể được xử lý hơn với mức tiêu thụ năng lượng truyền oxy ít hơn.
Nó làm điều đó như thế nào?
Nhân viên bán quy trình MABR có thể cho bạn biết: "Chúng tôi có màng thoáng khí tự phát triển để truyền oxy đến màng sinh học gắn trên màng thoáng khí. Giống như phổi con người, đây là màng thoáng khí."
Không hiểu bán hàng? Trước tiên hãy xem lại lịch sử phát triển của nó.
2. Thời kỳ chớm nở của MABR
Nghiên cứu về quy trình MABR có thể bắt nguồn từ những năm 1960. FJ Ludzack và Morris Ettinger nổi tiếng đã sử dụng màng nhựa thoáng khí để oxy hóa vào năm 1960. Họ đã có thể thấy sự phát triển của màng sinh học trên màng nhựa.
Vì lý do nào đó, nghiên cứu trong lĩnh vực này đã im lặng trong gần 30 năm. Cho đến năm 1978, nghiên cứu liên quan đã được sao chép lại - nhóm của Giáo sư Charles Jenkins của Đại học West Virginia đã xuất bản một bài báo có tựa đề "Lò phản ứng màng cố định oxy tinh khiết" trên Tạp chí của Khoa Kỹ thuật Môi trường. Họ đã sử dụng ống mao dẫn Teflon để tạo màng thoáng khí và nước thải tổng hợp cho các thí nghiệm, và hiệu quả dường như rất tốt - ngay cả trong điều kiện tải trọng hữu cơ cao, tỷ lệ loại bỏ BOD cao tới 90%. Nhưng họ gọi lò phản ứng được thiết kế là MABR, hay Bộ lọc nhỏ giọt phương tiện hiếu khí. Cá nhân tôi đoán rằng điều này là do bộ lọc nhỏ giọt sinh học quen thuộc hơn, xét cho cùng, đây là một trong những quy trình xử lý nước thải phổ biến nhất trong nửa đầu thế kỷ trước.
Tại sao họ lại nghĩ đến việc thử nghiệm các ống mao dẫn bằng Teflon? Người ta cho rằng nó được lấy cảm hứng từ một bài báo trên tạp chí "Khoa học" về 1972-các chuyên gia y tế Mỹ sử dụng mao mạch nhân tạo để nuôi cấy tế bào trong ống nghiệm. Tôi lật lại văn bản gốc, nguyên tắc quả thực rất giống nhau. Điều này có nghĩa là nhiều đổi mới trong ngành xử lý nước thải cần phải bám sát ngành sinh học và hóa học?
3. Con đường thử nghiệm phi công
Nhưng sau đó, nghiên cứu MABR dường như lại bị loại bỏ. Mãi đến năm 1986, Tiến sĩ người Canada Pierre Cté và một số đồng nghiệp khác đã công bố bài báo sau đây trên Tạp chí Khoa học Màng, rằng nghiên cứu MABR mới đi đúng hướng.
Phần mở đầu của bài báo do Tiến sĩ Pierre Cté và các đồng nghiệp xuất bản năm 1986|Nguồn: jstor
Sau đây là sơ đồ của mô-đun màng sợi rỗng mà ông đã vẽ (năm đó không dễ để vẽ được một bức tranh): Vì oxy được chuyển từ một phía của màng sang phía bên kia của màng thông qua quá trình khuếch tán nên không có bong bóng nào xuất hiện. được tạo ra nên chúng được gọi là sục khí không có bong bóng.
Sơ đồ truyền oxy qua màng sợi rỗng do TS. Cté vẽ|Nguồn: JSTOR
Nhưng sau đó, người Canada bắt tay vào nghiên cứu những việc quan trọng hơn - anh ấy đến làm việc cho một công ty lớn để phát triển màng siêu lọc. Công ty này được gọi là Môi trường ZENON. Ông trở thành CTO của công ty vào năm 1998 cho đến khi nó được GE mua lại.
May mắn thay, Tiến sĩ Cté không phải là người duy nhất mày mò về công cụ này vào thời điểm đó, và Giáo sư Michael Semmens của Đại học Minnesota cũng đang thực hiện nghiên cứu liên quan. Năm 1999, nhóm của ông đã xuất bản một bài báo có tựa đề "Xử lý thí điểm nước thải nhà máy bia cường độ cao bằng cách sử dụng lò phản ứng sinh học màng sục khí" trên tạp chí Nghiên cứu Môi trường Nước. Thuật ngữ MABR chính thức ra mắt và bước vào giai đoạn thử nghiệm thí điểm.
May mắn thay, Tiến sĩ Cté không phải là người duy nhất mày mò về công cụ này vào thời điểm đó, và Giáo sư Michael Semmens của Đại học Minnesota cũng đang thực hiện nghiên cứu liên quan. Năm 1999, nhóm của ông đã xuất bản một bài báo có tựa đề "Xử lý thí điểm nước thải nhà máy bia cường độ cao bằng cách sử dụng lò phản ứng sinh học màng sục khí" trên tạp chí Nghiên cứu Môi trường Nước. Thuật ngữ MABR chính thức ra mắt và bước vào giai đoạn thử nghiệm thí điểm.
Bài đánh giá về lò phản ứng màng do nhóm Semmens viết|Được chuyển thể bởi một người nông dân ở làng Wa, tham khảo: JSTOR
Cùng năm đó, Giáo sư Eoin Casey'Nhóm nghiên cứu của Đại học Dublin ở Ireland cũng đã báo cáo về tiến trình nghiên cứu vật liệu truyền oxy qua màng trên tạp chí quốc tế Công nghệ sinh học và Kỹ thuật sinh học, đồng thời cũng sử dụng chữ viết tắt MABR. Sự khác biệt duy nhất là A ở đây đề cập đến sục khí và không sục khí. Xin hãy hiểu sự khác biệt.
