Dapatkah bioreaktor membran tepat untuk fasilitas pengolahan air limbah Anda? Bioreaktor membran (MBR) adalah jenis teknologi pengolahan air limbah sekunder yang menggabungkan filtrasi membran dengan pengolahan biologis. Lebih baru dan umumnya lebih mahal daripada pilihan pengolahan biologis konvensional, MBR secara tradisional telah disediakan untuk aplikasi pengolahan air limbah skala kecil. Namun, sejak akhir 1990-an, penggunaan MBR meningkat di berbagai fasilitas.

Jadi bagaimana MBR dibandingkan dengan teknologi pengolahan air limbah konvensional? Dalam artikel ini, kami akan menjelaskan manfaat dan kelemahan utama MBR untuk aplikasi pengolahan air limbah kota, dan mengeksplorasi bagaimana teknologi MBR mungkin sesuai dengan kebutuhan pengolahan air limbah kota Anda.

 

Manfaat MBR

Sama seperti lumpur aktif konvensional, MBR dapat digunakan sebagai langkah pengolahan sekunder, yang tujuannya adalah untuk mendegradasi kandungan organik sungai, dan memisahkan padatan tersuspensi. Pendekatan konvensional membutuhkan beberapa langkah untuk menyelesaikan limbah padat dari larutan, sementara MBR mencapai pemisahan padatan lebih cepat dan lengkap dengan menggunakan pendekatan hibrida yang menggabungkan pengolahan biologis dengan filtrasi membran. Akibatnya, keunggulan utama MBR adalah aliran limbah berkualitas tinggi yang konsisten, dan ukuran yang ringkas. Baca terus untuk mengetahui lebih lanjut tentang manfaat ini.

 

Limbah berkualitas tinggi

MBR sangat efektif untuk menghilangkan konstituen aliran air limbah umum seperti kebutuhan oksigen biokimia (BOD), bakteri, total padatan tersuspensi (TSS), dan bahkan nutrisi seperti nitrogen dan fosfor. Bahwa MBR menghasilkan aliran limbah berkualitas tinggi adalah salah satu aset terbesarnya, karena memungkinkan pabrik pengolahan air limbah untuk dibuang dengan aman ke saluran air permukaan, memenuhi peraturan pembuangan yang ketat, atau bahkan menggunakan kembali air limbah yang diolah untuk aplikasi lain.

Kesesuaian teknologi MBR untuk aplikasi reklamasi air kemungkinan merupakan salah satu faktor terbesar yang mendorong pertumbuhan penggunaan MBR di pabrik pengolahan air limbah di seluruh dunia—singkatnya, seiring dengan semakin populernya upaya daur ulang air, begitu pula MBR.

 

Jejak kaki kecil

Manfaat lain adalah bahwa sistem MBR sangat kompak. MBR hanya membutuhkan sekitar 25-50% dari ruang yang dibutuhkan oleh rangkaian pengolahan air limbah konvensional, karena menggabungkan lumpur aktif, klarifikasi, dan filtrasi media menjadi satu langkah. Sebagian alasan mengapa MBR dapat mencapai tingkat efisiensi ini adalah karena komponen bioreaktor dan media filter dirancang untuk memaksimalkan luas permukaan. Hasilnya, sistem MBR mampu mempertahankan populasi biomassa yang lebih besar di area yang lebih kecil dibandingkan dengan sistem lumpur aktif konvensional, fitur desain yang menghemat ruang dan meningkatkan efisiensi biodegradasi. Dengan demikian, MBR dapat menjadi cocok untuk kotamadya di mana ruang terbatas tersedia.

 

Kualitas limbah yang konsisten

MBR dan sistem lumpur aktif konvensional sama-sama merupakan metode pengolahan biologis yang mengandalkan biomassa hidup untuk melakukan pekerjaan mendegradasi konstituen organik berbahaya di sungai. Sistem lumpur aktif konvensional mengandalkan pembentukan flok untuk tujuan pemisahan. Singkatnya, ketika biomassa memecah bahan organik, ia membentuk padatan biologis yang berflokulasi menjadi gumpalan yang lebih besar, atau flok, yang kemudian dapat diselesaikan dan dibuang sebagai limbah padat. Ketika aktivitas biomassa terganggu karena perubahan susunan aliran air limbah, pembentukan flok mungkin tidak terjadi sebagaimana dimaksud, dan limbah yang dihasilkan akan berkualitas lebih rendah.

Sebaliknya, MBR tidak bergantung pada pembentukan flok. Sebaliknya, MBR menggunakan membran filtrasi untuk tujuan pemisahan. Untuk alasan ini, MBR menawarkan keuntungan seperti stabilitas yang lebih besar dalam kualitas efluen dan ketahanan yang lebih besar terhadap gangguan sistem dibandingkan dengan sistem lumpur aktif konvensional. Dengan demikian, MBR dapat cocok untuk fasilitas yang aliran air limbahnya bervariasi atau tidak dapat terdegradasi dengan baik.

 

Kekurangan MBR

Sementara MBR menawarkan beberapa manfaat luar biasa, mereka juga memiliki beberapa kelemahan. Singkatnya, kelemahan utama MBR adalah biaya yang lebih tinggi dan kompleksitas operasional yang lebih besar dibandingkan dengan sistem lumpur aktif konvensional, seperti yang dijelaskan di bawah ini.

 

Biaya

Mungkin kelemahan terbesar dari MBR adalah biaya modal yang tinggi dan biaya operasional yang tinggi dibandingkan dengan teknologi pengolahan air limbah konvensional. Biaya ini sebagian besar dapat dikaitkan dengan biaya membran, energi untuk pemompaan dan aerasi, dan tenaga kerja terampil untuk operasi dan pemeliharaan sistem.

Tetapi biaya teknologi MBR yang tampaknya tinggi hanyalah sebagian dari cerita. Untuk beberapa fasilitas, analisis biaya menunjukkan bahwa investasi dalam MBR sebenarnya dapat lebih hemat biaya dalam jangka panjang, dibandingkan dengan pengolahan air limbah konvensional. Alasan untuk ini banyak, dan dapat mencakup pengurangan konsumsi energi dan air, tapak yang lebih kecil, serta keuntungan biaya yang terkait dengan daur ulang air, seperti kemampuan untuk menjual atau menggunakan kembali limbah yang diolah untuk irigasi, air proses industri, atau tujuan lain. .

Kotamadya AS yang tertarik dengan MBR—tetapi waspada terhadap biayanya—mungkin juga dapat memperoleh bantuan keuangan melalui berbagai program hibah dan pinjaman yang dikelola oleh negara bagian mereka dan/atau Badan Perlindungan Lingkungan AS (USEPA). Banyak program semacam itu telah ada selama beberapa dekade, tetapi investasi tambahan yang signifikan kemungkinan akan datang dengan pengesahan Undang-Undang Infrastruktur Air Minum dan Air Limbah yang diharapkan tahun 2021. Beberapa program pendanaan yang termasuk dalam undang-undang yang diusulkan bertujuan untuk meningkatkan penggunaan kembali air atau meningkatkan efisiensi, baik yang selaras dengan manfaat teknologi MBR. MBR juga cocok untuk instalasi skala kecil, dan alokasi dana federal yang signifikan untuk komunitas kecil dan kurang terlayani berpotensi menempatkan MBR dalam jangkauan komunitas yang mungkin telah mengabaikan teknologi di masa lalu.

 

Tuntutan operasi dan pemeliharaan

Salah satu biaya paling signifikan yang terkait dengan MBR adalah elemen membran. Sementara semua membran akan terdegradasi dari waktu ke waktu dan pada akhirnya membutuhkan penggantian, perawatan dan pemeliharaan yang tepat dari sistem MBR sangat penting sebagai sarana untuk mencegah pengotoran—dan memaksimalkan efektivitas biaya untuk sistem MBR secara keseluruhan dengan memperpanjang umur elemen membran.

Oleh karena itu, salah satu kelemahan unit MBR adalah membutuhkan tingkat usaha yang cukup tinggi untuk operasi dan pemeliharaan. Unit MBR memerlukan rejimen pembersihan rutin, yang dapat mencakup pembersihan fisik (misalnya penggosokan udara, pencucian balik) dan/atau pembersihan kimia (misalnya penerapan oksidan, basa, atau asam untuk menghilangkan pengotor dari membran). Jadwal pembersihan dan perawatan yang tepat khusus untuk setiap instalasi, tetapi umumnya akan mencakup pembersihan mingguan rutin minimal, serta siklus pembersihan yang lebih dalam beberapa kali per tahun. Fasilitas yang mempertimbangkan teknologi MBR harus yakin untuk mempertimbangkan bagaimana biaya yang terkait dengan penggunaan dan pembuangan bahan kimia pembersihan, waktu henti sistem, dan tenaga kerja terampil akan memengaruhi kelangsungan MBR secara keseluruhan sebagai solusi pengolahan air limbah.

 

Ringkasan

Penting untuk dicatat karena peraturan menjadi lebih ketat seperti penghapusan nutrisi mikro, obat-obatan, merkuri dan PFOA / PFOS, kita akan melihat permintaan yang lebih tinggi untuk membran dan teknologi perawatan canggih lainnya.

Seiring kemajuan membran, kita akan melihat capex dan opex lebih rendah dari waktu ke waktu. Sebuah contoh yang baik dari hal ini adalah kemajuan membran keramik yang sekarang pada atau lebih baik dalam biaya siklus hidup untuk membran polimer.

Dapatkah HUI membantu?

HUI memiliki lebih dari 15  tahun pengalaman dalam desain khusus dan fabrikasi solusi pengolahan air limbah. Jika Anda memiliki pertanyaan tentang teknologi pengolahan air limbah mana yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda, jangan ragu untuk menghubungi kami di halaman kontak kami.