Fig. 4 Hollow-fiber (HF) immersed membrane module (Zenon, Canada) filtrating acti- vated sludge under vacuum Fig. 5

Membrane Bioreactor (MBR) as an Advanced Wastewater Treatment Technology
45
Fig. 6
Connection of the spiral-wound elements
Fig. 7
Plate-and-frame immersed membrane module (Kubota, Japan)
and other stringy materials that can result in excessive cleaning frequencies.
A fine screen of 2–3 mm is usually employed for FS membrane systems.
4
Hydraulics of Membrane Bioreactor
4.1
General
During MBR wastewater treatment, solid–liquid separation is achieved by
MF or UF membranes. The basic principle is that the feed water passes over
the membrane surface and the product is called permeate, whereas the re-

46
J. Radjenovi´c et al.
Fig. 8
Basic principle of membrane filtration
jected constituents form concentrate or retentate (Fig. 8). A membrane is
simply a two-dimensional material used to separate components of fluids
usually on the basis of their relative size or electrical charge. The capability
of a membrane to allow transport of only specific compounds is called semi-
permeability. This is a physical process, where separated components remain
chemically unchanged. Components that pass through membrane pores are
called permeate, while rejected ones form concentrate or retentate.
Mass balance of the solute in the process can be presented by the equation:
Q
f
c
f
= Q
p
c
p
+ Q
c
c
c
,
(1)
where Q
f
– feed flow rate; c
f
– solute concentration in feed flow; Q
p
– permeate
flow rate; c
p
– solute concentration in permeate; Q
c
– solute concentration in
concentrate; c
c
– solute concentration in concentrate.
Membrane rejection of solutes can be calculated according to the following
equation:
R =
c
f
– c
p
c
f
,
(2)
where C
f
represents concentration of solute in feed flow and C
p
represents its
concentration in permeate.
The fraction of feed flow converted to permeate is called yield, recovery or
water recovery (S). Water recovery of the membrane process is given with the
equation:
Y =
Q
p
Q
f
,
(3)
where Q
p
is the permeate flow and Q
f
is the feed flow.

Membrane Bioreactor (MBR) as an Advanced Wastewater Treatment Technology
47
Recovery is normally close to 100% for dead-end filtration, while it varies
significantly for cross-flow filtration depending on the nature and design of
membrane process. Permeate flux (usually denoted as J) is the volume of
water passed through a unit area of membrane per unit of time and it is of-
ten normalized to a standard temperature. The common unit for J is usually
L m
–2
day
–1
, and most of the available data for MBR is given in that manner
rather than in SI units. MBR membranes generally operate at fluxes between
10 and 100 L m
–2
h
–1
. The flux is related to its driving force which is trans-
membrane pressure (TMP or ∆P) while the membrane performance can be
estimated from the membrane permeability (K), which is calculated as per-
meate flux per unit of TMP and is usually given as L m
–2
h
–1
bar
–1
.

tải về 0.95 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: