BioPULSE Airlift - Tubular Membrane Systems Brochure

  Next Generation MBR - bioPULSE™ Airlift™ BioPULSE™ Airlift™ Tubular Membrane Systems BioprocessH2O  bioPULSE™  Modular  Systems  are  fully-automated PLC controlled MBR Systems furnished with Norit X-FLOW  Airlift™  tubular  membranes.  The  external  tubular membranes  provided  with  bioPULSE™  Systems  provide  a positive barrier to compliance to produce high quality biological treated water while  at  the  same  time, operated  at  low  Trans Membrane Pressures  (TMP)  to reduce  the overall cost of MBR System operation.  BioPULSE™ Airlift™ Membrane Systems are designed to provide an external tubular Membrane Bioreactor “MBR” System that is both low in operating costs and easily maintained. The bioPULSE™ membrane systems are installed external to the aeration basin without the requirement of being immersed in mixed liquor to provide an operator friendly MBR biological treatment process without the need of complex hoist/lifting mechanisms.  Applications ? Membrane Bioreactors ? Facility Upgrades ? BNR/Direct Discharge ? Water Reuse                         Main Features ? Fully automated PLC controlled MBR membrane separation process ? Integral diffusers providing airlift, scouring and cross-flow  ? Excellent chemical resistance ? Positive barrier retention of TSS ? Eliminate operator exposure  to wastewater Membrane Specifications ? Membrane Lumen: Hydrophillic tubular PVDF cast on polyester ? Nominal pore size: 0.03 microns ? Lumen Tube Diameter:  5.2 mm ? Module Dimensions: 8” D x 9.85’ L ? Membrane Area: 355 ft2/module ? Potting material: Epoxy ? Module Housing: PVC System Performance ? TMP Range: 0.75-4.5 psig ? Net Flux: 25-40 GFD ? Nominal MLSS Range: 8,000-12,000 mg/L ? Power Consumption: 0.25-0.35 kWH How the bioPULSE™ Airlift™ UF Process Works The bioPULSE™ Airlift Tubular UF system has a unique power saving airlift feature that reduces operating costs and increases productivity. The airlift feature directs air flow to the tubular channels providing an effective air scouring process, without excessive use of blower capacity. The result is a highly efficient airlift pump and scouring process which increases cross flow velocity and reduces the size of the membrane feed pump and blower.  The controlled air scouring disrupts the fluid barrier on the membrane surface to increase and sustain the high system flux rates and minimize membrane fouling. The tubular Polyvinylidene Fluoride (PVDF) Ultrafiltration membrane acts as a positive barrier, retaining all mixed liquor suspended solids (MLSS) for return to the aeration basin. The permeate generated by the membrane process is a purified biologically treated wastewater stream with ultra low turbidity levels of less than 0.1 NTU for direct discharge or water reuse. Silt Density Index (SDI) levels of <3 can be achieved for provision of a suitable feed stream to NF and RO systems. The bioPULSE™ Airlift™ Systems are installed “on slab at grade”; no cranes or hoists are needed for membrane maintenance. Civil works and liabilities are reduced to a minimum. Operator exposure to MLSS/wastewater is eliminated. The combination of a fully   automated external tubular membrane system with low operating expenses “OPEX” and low capital expenses “CAPEX” allows wastewater treatment facilities to install a new MBR system or upgrade a conventional activated sludge plant without the exorbitant installation costs typically associated with immersed membrane systems. Advantages over Immersed MBRs The bioPulse™ Airlift™ MBR is a unique offering compared to what has been traditionally marketed with “conventional” flat sheet or hollow fiber immersed MBR systems. The recognizable advantages are as follows: Membrane Tank Not Required The membrane modules are pressurized and placed on a skid.  This eliminates the need for the construction of a steel or concrete membrane tank.  The elimination of the tank provides some specific benefits; ? Reduction in Civil Construction Cost with a shorter project schedule, less potential for civil cost overruns. ? Membranes are easily accessible for maintenance and replacement.  ? Cleaning Process is simplified as the membrane tanks are not required to be drained or the cassettes removed and placed into a “dip” cleaning tank.  ? Bridge crane is not required to lift modules out of the mixed-liquor. Inside-Out Filtration Flow Path Mixed-liquor is fed to the inside of the membrane tubes.  A portion of the flow is filtered and discharged via a permeate pump as effluent  while  the  remaining  mixed-liquor  is  returned  back  to  the  activated  sludge  tank.    The  inside-out  flow  path  allows  for effective scouring and chemically enhanced backwash (CEB) because the filtration site is controlled.  Immersed membranes provide scouring air that could potentially short circuit within the tank and not effectively clean the membranes.    Immersed membranes only take up a small portion of the overall membrane tank volumes, leaving numerous paths for the scouring air to escape. Reduction in Energy Usage With a more localized membrane surface to keep clean because of the inside-out flow path, the two-phase flow scouring is more effective than has been demonstrated with immersed membranes.  The combination of mixed-liquor feed pumps and a coarse bubble diffuser with a small amount of compressed air to create and airlift has been shown to require less energy than for immersed membranes.  Based on independent reports from Title 22 testing the energy consumption of various configurations has been observed as shown in the table. Drain and Flush Sequence Over time, even with effective fine screening, fibrous materials can build-up within a system and get caught  around the potted ends of hollow fiber membranes or mat themselves at the bottom of the flat panels.  These issues will affect membrane performances and effectiveness of air scouring and chemical cleans.  The BioPULSE™ Airlift™ system use a drain and flush system 4 to 6 times per day that purges out any inert or fibrous material that may be building up at the base of the tubular membranes.  The flushed debris is sent back to the influent fine screen.    High Permeability = Less Installed Membrane Area and low TMPs The BioPULSE™ Airlift™ MBR membrane operates at a relatively high average flux rate of 25-30 GFD.  The effectiveness of the scouring coupled with the Chemically Enhanced Backwash allows for a flux that is 2-3 times that of immersed membranes while operating at TMPs between 1-4.5 psig.   This speaks to the high permeability of the BioPULSE™ Airlift™ membrane and allows for a system with 1/3 to 1/2 of the installed membrane area of an equivalent capacity rated immersed MBR system.  Less Membrane Area = Less Membrane Area to maintain and eventually replace 00.20.40.6Flat Sheet Hollow FiberBioPULSE0.50.330.25Membrane Power Consumpttion [kw-hr/m3 treated]Power Consumption Comparison (RAS Pump and Air Scouring)