Biološka obdelava odpadne vode + ultrafiltracija + opis toka procesa DTRO

Procesna pot je MBR + DTRO. Ta pot združuje biološko in fizično zdravljenje, pri čemer v celoti izkorišča prednosti vsakega, hkrati pa premaguje njihove pomanjkljivosti. To zagotavlja stabilno in zanesljivo čiščenje, ki ustreza standardom izpustov, hkrati pa prihrani zemljišče, naložbe in operativne stroške ter olajša delovanje in upravljanje.

Biološki sistem vključuje rezervoar za homogenizacijo in izravnavo, rezervoar za homogenizacijo, rezervoar za denitrifikacijo, rezervoar za nitrifikacijo, sistem za obdelavo blata in pomožne sisteme (napajalne črpalke, sistemi za shranjevanje kemikalij, hladilni sistemi in vsa posamezna oprema, ki ni navedena v drugih sistemih).

Izcedne vode iz izravnalne posode se najprej dvignejo v vrečasti filter, nameščen nad homogenizacijsko posodo. Vrečasti filter lahko prestreže delce, večje od 0,5 mm. Filtrirske vrečke je treba zamenjati, ko izguba tlaka doseže določeno vrednost. Filtrirne vrečke lahko po čiščenju ponovno uporabite.

Filtrirana izcedna voda teče gravitacijsko v rezervoar za homogenizacijo. Mešalnik v rezervoarju vznemirja in meša izcedne vode iz različnih virov in ob različnih časih, s čimer se doseže homogenizacija in stabilizacija dotoka v nadaljnje čistilne naprave. Biološki sistem je v glavnem sestavljen iz denitrifikacijskega rezervoarja, nitrifikacijskega rezervoarja, sistema za odstranjevanje pene in hladilnega sistema. V biološki sistem je vključena tudi pomožna oprema iz drugih sistemov. Obstaja en niz denitrifikacijskih rezervoarjev in en niz nitrifikacijskih rezervoarjev. Iztok iz izravnalne posode vstopi v proizvodno linijo biološkega sistema. Biološki sistem je biološki reaktor tipa AO-. Aerobni mikroorganizmi v reaktorju razgrajujejo in izkoriščajo organske snovi v vodi, sintetizirajo celična tkiva in sproščajo vodo in ogljikov dioksid. Del dušika iz amoniaka v vodi se uporabi za celično sintezo v reakciji odstranjevanja ogljika, preostanek pa uporabijo nitrifikacijske bakterije za proizvodnjo nitratov in nitritov. Nitrati in nitriti se z nitrifikacijsko tekočino vrnejo v denitrifikacijski rezervoar, kjer poteka denitrifikacija v anaerobnem okolju. Nitrati in nitriti se zmanjšajo, pri čemer nastaja dušikov plin, ki uide, s čimer se doseže odstranitev dušika.

Prezračevalni sistem je sestavljen iz jet aeratorjev, jet črpalk in puhal. Reaktivne črpalke zagotavljajo visoko{1}}pretok-vode pod pritiskom, puhala pa stisnjen zrak. Ti dve komponenti se mešata in sproščata skozi venturijeve cevi brizgalnih aeratorjev, pri čemer tvorita enakomerne mikromehurčke, ki se enakomerno razpršijo po vodi in dosežejo učinkovitost oksigenacije, ki presega 25 %. S tem se hkrati doseže mešanje celotne količine vode. Rezervoar za biološko obdelavo je popolnoma mešan reaktor; izcedna voda z visoko-koncentracijo, ki vstopi v sistem, se takoj razredči in razprši, kar preprečuje poškodbe mikroorganizmov.

Zaradi visoke koncentracije blata v rezervoarju za biološko obdelavo je priporočljiva uporaba visoko{0}}oksigenacijskih-učinkovitih-evropskih{2}}jet aeratorjev, da se zagotovijo nemotene biološke reakcije.

Zaradi posebnih lastnosti izcedne vode na odlagališčih lahko med fazo biološkega gojenja in delovanja nastane velika količina pene. Ta sistem vključuje kemično in hidravlično odstranjevanje pene. Kemično odstranjevanje pene zavira nastajanje pene z dodajanjem sredstev proti penjenju, medtem ko hidravlično odstranjevanje pene odstranjuje peno z brizganjem vode na ključnih mestih, kot so jaški in instalacijske luknje.

Biokemični proces ustvarja znatno količino toplote, ki dviguje temperaturo reaktorja in ovira delovanje sistema. Zato se izvaja hladilni sistem, ki uporablja hladilni stolp za dovajanje hladilne vode v biokemične rezervoarje preko toplotnih izmenjevalnikov. Ta enoten hladilni sistem hladi obe nitrifikacijski posodi. Avtomatski nadzorni sistem biokemičnega sistema je sestavljen predvsem iz različnih senzorjev, vhodno/izhodnih modulov in PLC-ja. Sistem za nadzor vtočne vode nadzira predvsem pretok, prevodnost in pH. Biokemični rezervoarji spremljajo predvsem pH, raztopljeni kisik, temperaturo in nivo tekočine. Analiza teh parametrov nadzira stopnjo prezračevanja, hitrost izpusta blata in čas delovanja ultrafiltracije (UF), da se ustvari primerno okolje za mikroorganizme.

Sistem UF zajema vodo iz nitrifikacijskih rezervoarjev za ločevanje blata-vode. Koncentrirana mešanica blata-vode se nato vrne v oddelek za denitrifikacijo kot notranji refluks.

Biokemijski sistem dnevno izpusti približno 12 ton blata s projektirano vsebnostjo vlage 98,5 %. Zaradi nizke koncentracije blata je v sistem za gravitacijsko zgoščevanje izpuščenega blata vključen rezervoar za zgoščevanje blata. Zgoščeno blato se nato prečrpa v centrifugalni stroj za odstranjevanje vode. Po centrifugiranju se odvodnjeni filtrat črpa nazaj v biokemični sistem za nadaljnjo obdelavo. Pogača blata z vsebnostjo vlage pod 80 % se pošlje na odlagališče za odlaganje.

Ta ultrafiltracijski sistem uporablja zunanji cevni ultrafiltracijski sistem. Voda se črpa iz nitrifikacijske posode. Vhodna črpalka UF distribuira mešano tekočino iz biokemične posode v zanko UF. Največji ultrafiltracijski tlak je 6 barov. Mešanica blata-vode se črpa v cevni membranski modul prek obtočne črpalke. Pod razliko v tlaku skozi membrano tekoča faza prehaja skozi membrano, tvori permeat in doseže ločevanje blata-vode. Blato se vrne v biokemični rezervoar, da se tam poveča koncentracija blata, hkrati pa se doseže notranja recirkulacija nitrifikacijske tekočine. Del blata se kot odvečno blato odvaja v zbiralnik za zgoščevanje blata. Permeat se izpusti v ultrafiltracijski rezervoar čiste vode in vstopi v naslednji postopek obdelave.

V primerjavi s tradicionalnimi postopki biološkega čiščenja so mikrobne celice ločene od iztoka z visoko-učinkovitim sistemom ultrafiltracije, ki zagotavlja, da se delci, večji od 0,02 µm, mikroorganizmi in suspendirane trdne snovi, povezane s KPK-, varno zadržijo v sistemu. S tem se doseže resnično ločevanje hidravličnega zadrževalnega časa in zadrževalnega časa blata. Z nadzorovanjem starosti blata je dosežen cilj gojenja velikega števila nitrifikacijskih bakterij, s čimer se znatno izboljša stopnja odstranjevanja dušika iz amonijaka. Ultrafiltracijski iztok je sterilen, brez trdnih delcev in biološko aktivnih snovi. Koncentracija blata se vzdržuje z neprekinjenim refluksom pri-ultrafiltraciji s prečnim tokom.

Ultrafiltracijski sistem ima eno zanko, s štirimi membranskimi cevmi v vsaki zanki. Ločena obtočna črpalka zagotavlja zahtevan pretok vzdolž notranje stene membranskih cevi, ustvarja turbulenco, ustvarja velik filtracijski tok in preprečuje zamašitev.

Membranske cevi zahtevajo tudi izpiranje in čiščenje po obdobju delovanja, kar se izvede s čistilno črpalko z uporabo čistilnega rezervoarja, ki vsebuje čisto vodo ali čisto tekočino. Vsako zanko je mogoče splakniti, očistiti ali vzdrževati, medtem ko druge zanke delujejo. Samodejni regulacijski ventil za stisnjen zrak lahko hkrati prekine dovod, blato, ki ostane v ceveh, pa se z vodo za izpiranje prenese v rezervoar za biološko obdelavo.

CIP je proces z enakomerno-frekvenčnostjo. Med kasnejšimi stopnjami čiščenja se ventili odprejo v skladu s programom, kar omogoča, da čistilna voda kroži v membranskih zankah in se vrne v čistilni rezervoar, dokler ni doseženo temeljito čiščenje. Če je potrebno, lahko v poznejših fazah čiščenja v čistilni rezervoar dodate majhno količino čistilnega sredstva za membrane.

Medtem ko je bila večina organskih snovi in ​​dušikovih onesnaževal v iztoku MBR odstranjena, so ravni še daleč od izpolnjevanja standardov izpustov. Voda še vedno vsebuje veliko količino organske snovi, ionov za luščenje in drugih onesnaževal, kar predstavlja veliko tveganje za stabilno delovanje kasnejše opreme za membransko ločevanje. Zaradi strogih standardov praznjenja in zahtev novih standardov za skupni dušik mora imeti membranski sistem visoko stopnjo zavrnitve nitratov itd. Ta zasnova uporablja DTRO (Membranski sistem diskovne cevi za reverzno osmozo) z močnimi zmožnostmi proti -obraščanju in visokimi stopnjami obnovitve. Izcedne vode z odlagališč imajo kompleksno sestavo, saj vsebujejo različne težko topne soli, kot so kalcij, magnezij, barij in silicij. Te zmerno topne anorganske soli so po vstopu v sistem reverzne osmoze visoko koncentrirane. Ko njihova koncentracija pod določenimi pogoji preseže njihovo topnost, se na površini membrane pojavi luščenje. Prilagoditev pH-ja surove vode učinkovito preprečuje nastajanje vodnega kamna zaradi karbonatnih anorganskih soli; zato je treba pH surove vode prilagoditi pred vstopom v sistem reverzne osmoze.

Iztok MBR se črpa v membransko kolono DTRO prek dovodne črpalke DTRO. Hkrati se doda kislina iz rezervoarja za shranjevanje kisline, da se prilagodi pH, in segreje z refluksom za mešanje, s čimer se doseže pH ravnovesje. Napajalni vod sistema DTRO je opremljen s senzorjem pH. PLC določi pH surove vode in samodejno prilagodi frekvenco dozirne črpalke za uravnavanje dodajanja kisline, s čimer končno zagotovi, da pH surove raztopine pred vstopom v sistem reverzne osmoze doseže 6,1–6,5. Surova voda s prilagojenim pH-se črpa v membransko kolono DTRO. Sistem DTRO je sestavljen iz enega kompleta, ki je opremljen z dvema varnostnima vrečastima filtroma. Senzorji tlaka na vhodu in izstopu vsakega varnostnega vrečastega filtra samodejno zaznajo diferenčni tlak. Ko diferenčni tlak preseže določeno mejno vrednost, sistem zahteva zamenjavo filtrske vrečke. Dva varnostna vrečasta filtra delujeta vzporedno, kar omogoča spletno zamenjavo filtrske vrečke. Varnostni filter ima natančnost filtracije 50 μm, kar zagotavlja končno zaščitno pregrado za membrano. Surova voda, ki gre skozi varnostni vrečasti filter, vstopi neposredno v visoko{13}}črpalko bata. Iztok, pod pritiskom visoko{15}}črpalke, vstopi v membransko kolono DTRO. Visokotlačna-črpalka neposredno napaja prvo membransko stopnjo z vodo. Vsaka stopnja membrane je opremljena s spletno obtočno črpalko, ki vrne del koncentrata iz izhodne odprtine membrane v vstopno odprtino spletne črpalke, da se zagotovi zadosten pretok in hitrost na površini membrane, kar preprečuje obraščanje membrane.

Membranski iztok je razdeljen na koncentrat in permeat. Ventil za uravnavanje tlaka na koncu koncentrata nadzoruje tlak znotraj membranskega modula, da se doseže potrebna stopnja rekuperacije prečiščene vode. Koncentrat se odvaja v rezervoar za koncentrat za nadaljnjo obdelavo. Permeat vstopi v rezervoar za čisto vodo, da zadovolji lastne potrebe po čiščenju. Odvečna voda se izpusti v rezervoar za izravnavo odpadne vode in nato črpa v sprejemno vodno telo. Stopnja obnovitve sistema je 80%.

Sistem reverzne osmoze je srednje{0}}tlačni sistem reverzne osmoze, ki uporablja diskaste cevne membrane za reverzno osmozo. Povprečni delovni tlak diskaste cevne membrane za reverzno osmozo je 30–70 barov, z najvišjo mejo tlaka 70 barov za srednje{5}}tlačno reverzno osmozo. Ker je napajalna voda tekočina, očiščena z ultrafiltracijo, lahko izkoristek očiščene tekočine doseže 80 %. Sistem DTRO ima eno enoto, s skupno 70 kolutnimi membranskimi kolonami za reverzno osmozo in skupno površino membrane 658,3 m².

Enota DTRO je opremljena z naslednjimi pomožnimi napravami:

⑴ Sistem CIP (Clean{0}}In-Place): sistem CIP se uporablja za izpiranje, čiščenje z vodo in kemično čiščenje enote za reverzno osmozo.

⑵ Sistem za doziranje kisline: Da bi preprečili anorgansko nastajanje vodnega kamna med delovanjem reverzne osmoze, je nameščen sistem za doziranje kisline za prilagajanje pH vrednosti napajalne vode sistema reverzne osmoze.

⑶ Dozirni sistem proti vodnemu kamnu: Dozirni sistem proti vodnemu kamnu se uporablja tudi za preprečevanje nastajanja anorganskega vodnega kamna med delovanjem reverzne osmoze.

Ker je izcedna voda predhodno obdelana s popolnoma biološkim membranskim bioreaktorjem za denitrifikacijo, ultrafiltracijski iztok ne vsebuje suspendiranih trdnih delcev in biološko razgradljivih organskih snovi. S tem se v veliki meri izognemo nastajanju anorganskih in organskih umazanij na membrani za reverzno osmozo, s čimer zmanjšamo pogostost čiščenja membrane za reverzno osmozo in omogočimo sistemu reverzne osmoze, da deluje pod relativno nizkim tlakom, kar podaljša življenjsko dobo membrane za reverzno osmozo.