Біологічна очистка стічних вод + ультрафільтрація + DTRO Опис процесу

Шлях процесу MBR + DTRO. Цей шлях поєднує в собі біологічне та фізичне лікування, повною мірою використовуючи переваги кожного, одночасно подолавши їхні відповідні недоліки. Це забезпечує стабільну та надійну очистку, яка відповідає стандартам скидів, одночасно економлячи землю, інвестиції та експлуатаційні витрати, а також полегшуючи роботу та управління.

Біологічна система включає резервуар для гомогенізації та вирівнювання, резервуар для гомогенізації, резервуар для денітрифікації, резервуар для нітрифікації, систему обробки осаду та допоміжні системи (живильні насоси, системи зберігання хімікатів, системи охолодження та все індивідуальне обладнання, яке не входить до інших систем).

Фільтр з резервуара для вирівнювання спочатку піднімається в рукавний фільтр, встановлений над резервуаром гомогенізації. Рукавний фільтр може вловлювати тверді частинки розміром більше 0,5 мм. Фільтр-мішки необхідно замінити, коли втрата тиску досягає певного значення. Після очищення фільтр-пакети можна використовувати повторно.

Відфільтрований фільтрат самопливом надходить у резервуар гомогенізації. Змішувач всередині резервуару перемішує і змішує фільтрат з різних джерел і в різний час, досягаючи гомогенізації та стабілізації надходження до наступних очисних споруд. Біологічна система в основному складається з резервуара для денітрифікації, резервуара для нітрифікації, системи піногасіння та системи охолодження. До біологічної системи також включено допоміжне обладнання з інших систем. Існує один комплект резервуарів для денітрифікації та один комплект резервуарів для нітрифікації. Стоки з вирівнювальної ємності надходять на лінію виробництва біологічної системи. Біологічна система являє собою біологічний реактор типу AO-. Аеробні мікроорганізми в реакторі розкладають і використовують органічні речовини у воді, синтезуючи клітинні тканини та вивільняючи воду та вуглекислий газ. Частина аміачного азоту у воді використовується для клітинного синтезу в реакції видалення вуглецю, а решта використовується нітрифікуючими бактеріями для виробництва нітратів і нітритів. Нітрати та нітрити повертаються в денітрифікаційний резервуар разом із нітрифікаційною рідиною, де відбувається денітрифікація в анаеробному середовищі. Нітрати та нітрити відновлюються, утворюючи газоподібний азот, який виходить, таким чином досягаючи видалення азоту.

Система аерації складається з струминних аераторів, струминних насосів і повітродувок. Струминні насоси забезпечують високий{1}}потік-води під тиском, тоді як повітродувки подають стиснене повітря. Ці два компоненти змішуються та випускаються через трубки Вентурі струминних аераторів, утворюючи рівномірні мікробульбашки, які рівномірно поширюються у воді, досягаючи ефективності оксигенації, що перевищує 25%. Це одночасно забезпечує перемішування загального об’єму води. Резервуар біологічної очистки являє собою повністю змішаний реактор; фільтрат високої-концентрації, що надходить у систему, негайно розбавляється та розсіюється, запобігаючи пошкодженню мікроорганізмів.

Через високу концентрацію мулу в резервуарі для біологічної очистки рекомендується використовувати європейські-струминні аератори з високою{0}}ефективністю-насичення киснем для забезпечення плавних біологічних реакцій.

У зв’язку з особливими характеристиками фільтрату зі сміттєзвалищ на стадії біологічного культивування та експлуатації може утворюватися велика кількість піни. Ця система включає як хімічне, так і гідравлічне піногасіння. Хімічний піногасник пригнічує піноутворення шляхом додавання піногасників, тоді як гідравлічний піногасник видаляє піну шляхом розбризкування води в ключових місцях, таких як люки та монтажні отвори.

Біохімічний процес генерує значну кількість тепла, що підвищує температуру реактора та перешкоджає роботі системи. Тому реалізована система охолодження з використанням градирні для подачі охолоджуючої води в біохімічні резервуари через теплообмінники. Ця єдина система охолодження охолоджує обидва нітрифікаційні баки. Система автоматичного керування біохімічної системи в основному складається з різних датчиків, модулів введення/виведення та ПЛК. Система моніторингу вхідної води в основному контролює швидкість потоку, провідність і pH. Біохімічні резервуари в основному контролюють pH, розчинений кисень, температуру та рівень рідини. Аналіз цих параметрів контролює швидкість аерації, швидкість скидання мулу та час роботи ультрафільтрації (УФ) для створення відповідного середовища для мікроорганізмів.

Ультрафіолетова система забирає воду з резервуарів для нітрифікації для відділення- води від мулу. Концентрована суміш-води потім повертається в секцію денітрифікації як внутрішній рефлюкс.

Біохімічна система щодня скидає близько 12 тонн осаду з проектною вологістю 98,5%. У зв'язку з низькою концентрацією осаду в систему гравітаційного згущення осаду, що вивантажується, включений шламозгущувач. Потім згущений осад перекачують у відцентрову зневоднювальну машину. Після центрифугування зневоднений фільтрат перекачується назад у біохімічну систему для подальшої обробки. Осадовий кек, вологість якого не перевищує 80%, відправляється на звалище для утилізації.

Ця система ультрафільтрації використовує зовнішню трубчасту систему ультрафільтрації. Вода забирається з нітрифікаційного бака. Вхідний насос UF розподіляє змішану рідину з біохімічного резервуару в петлю UF. Максимальний тиск ультрафільтрації 6 бар. Суміш осаду-води перекачується в трубчастий мембранний модуль за допомогою циркуляційного насоса. Під впливом різниці тиску на мембрані рідка фаза проникає крізь мембрану, утворюючи пермеат, досягаючи відокремлення осаду-води. Шлам повертається в біохімічний резервуар для підвищення концентрації осаду в ньому з одночасним досягненням внутрішньої рециркуляції нітрифікаційного розчину. Частина осаду скидається як надлишок осаду в резервуар для згущення осаду. Пермеат скидається в резервуар чистої води для ультрафільтрації та надходить у наступний процес очищення.

Порівняно з традиційними процесами біологічної очистки, мікробні клітини відокремлюються від стоків за допомогою високо-ефективної системи ультрафільтрації, яка гарантує безпечне утримання твердих часток розміром понад 0,02 мкм, мікроорганізмів і завислих твердих речовин, пов’язаних із ХПК-. Таким чином досягається справжнє розділення часу гідравлічного утримування та часу утримання осаду. Контролюючи вік осаду, досягається мета культивування великої кількості нітрифікуючих бактерій, що значно покращує швидкість видалення аміачного азоту. Потік ультрафільтрації стерильний, не містить твердих часток і біологічно активних речовин. Концентрація осаду підтримується безперервним зворотним холодильником у ультрафільтрації з поперечним-потоком.

Система ультрафільтрації має одну петлю з чотирма мембранними трубками в кожній петлі. Окремий циркуляційний насос забезпечує необхідну швидкість потоку вздовж внутрішньої стінки мембранних труб, створюючи турбулентність, генеруючи великий фільтраційний потік і запобігаючи засміченню.

Мембранні труби також потребують промивання та очищення після періоду експлуатації, що виконується очисним насосом із використанням очисного резервуару, що містить чисту воду або прозору рідину. Кожен контур можна промивати, очищати або обслуговувати, поки інші цикли працюють. Автоматичний регулюючий клапан стисненого повітря може одночасно перекрити подачу, а мул, що залишився в трубах, переноситься промивною водою в резервуар біологічної очистки.

CIP — це рівно-частотний процес. Під час наступних етапів очищення клапани відкриваються відповідно до програми, дозволяючи очищувальній воді циркулювати в мембранних петлях і повертатися в очисний резервуар, доки не буде досягнуто повне очищення. Якщо необхідно, невелику кількість засобу для очищення мембрани можна додати в ємність для очищення на наступних етапах очищення.

Незважаючи на те, що більшість органічних речовин і азотистих забруднюючих речовин у стічних водах MBR було видалено, рівні все ще далекі від відповідності стандартам скидів. Вода все ще містить велику кількість органічної речовини, іонів накипу та інших забруднюючих речовин, що створює значний ризик для стабільної роботи наступного обладнання для мембранного розділення. Через суворі стандарти викиду та вимоги нових стандартів щодо загального вмісту азоту мембранна система повинна мати високий рівень відторгнення нітратів тощо. У цій конструкції використовується DTRO (система зворотньоосмотичної мембрани з дисковою трубкою) із сильними -здібностями проти забруднення та високою швидкістю відновлення. Фільтрат звалищ має складний склад, містить різні важкорозчинні солі, такі як кальцій, магній, барій і кремній. Ці малорозчинні неорганічні солі мають високу концентрацію після надходження в систему зворотного осмосу. Коли їх концентрація перевищує їхню розчинність за певних умов, на поверхні мембрани утворюється накип. Регулювання рН сирої води ефективно запобігає утворенню накипу карбонатними неорганічними солями; отже, рН сирої води необхідно відрегулювати перед тим, як подавати її в систему зворотного осмосу.

Потік MBR перекачується в мембранну колону DTRO через живильний насос DTRO. Одночасно з резервуаром для зберігання кислоти додається кислота для регулювання рН і кип’ятиться із зворотним холодильником для змішування, досягаючи рівноваги рН. Лінія живлення системи DTRO оснащена датчиком pH. ПЛК визначає рН сирої води та автоматично регулює частоту насоса-дозатора для регулювання додавання кислоти, зрештою гарантуючи, що рН сирого розчину перед входом у систему зворотного осмосу досягає 6,1–6,5. Необроблена вода з відрегульованим рН-накачується в мембранну колонку DTRO. Система DTRO складається з одного набору, кожен з якого оснащений двома захисними рукавними фільтрами. Датчики тиску на вході та виході кожного рукавного фільтра безпеки автоматично визначають різницю тиску. Коли перепад тиску перевищує певний поріг, система запитує заміну фільтруючого мішка. Два мішкові фільтри безпеки працюють паралельно, що дозволяє замінювати мішок фільтра онлайн. Фільтр безпеки має точність фільтрації 50 мкм, забезпечуючи остаточний захисний бар'єр для мембрани. Сира вода, що проходить через захисний рукавний фільтр, потрапляє безпосередньо в-плунжерний насос високого тиску. Стічні води під тиском насоса високого-тиску надходять у мембранну колону DTRO. Перший мембранний ступінь безпосередньо подається водою за допомогою насоса високого{17}}напору. Кожна ступінь мембрани оснащена онлайн-циркуляційним насосом, який повертає частину концентрату з виходу мембрани на вхід онлайн-насоса для забезпечення достатньої швидкості потоку та швидкості на поверхні мембрани, запобігаючи забрудненню мембрани.

Мембранні стоки поділяються на концентрат і пермеат. Клапан регулювання тиску на кінці концентрату контролює тиск у мембранному модулі для досягнення необхідної швидкості відновлення очищеної води. Концентрат вивантажується в концентратник для подальшої обробки. Пермеат потрапляє в резервуар для зберігання чистої води для задоволення власних потреб у очищенні. Надлишок води скидається в резервуар для вирівнювання стоків, а потім перекачується в приймальний водойму. Швидкість відновлення системи становить 80%.

Система зворотного осмосу – це система зворотного осмосу середнього-тиску з використанням дискових трубчастих мембран зворотного осмосу. Середній робочий тиск зворотньоосмотичної мембрани з дисковою трубкою становить 30–70 бар із максимальним обмеженням тиску 70 бар для зворотнього осмосу середнього{5}}тиску. Оскільки живильна вода є ультрафільтраційно освітленою рідиною, вихід освітленої рідини може досягати 80%. Система DTRO складається з одного блоку із 70 мембранними колонками зворотного осмосу та загальною площею мембрани 658,3 м².

Установка ДТРО оснащена наступними допоміжними засобами:

⑴ Система CIP (Clean{0}}In-Place): система CIP використовується для промивання, очищення водою та хімічного очищення установки зворотного осмосу.

⑵ Система дозування кислоти: щоб запобігти утворенню неорганічного накипу під час роботи зворотнього осмосу, встановлено систему дозування кислоти для регулювання значення pH живильної води системи зворотного осмосу.

⑶ Система дозування антискаланту: система дозування антискаланту також використовується для запобігання утворенню неорганічного накипу під час роботи зворотного осмосу.

Оскільки фільтрат попередньо очищається з використанням мембранного біореактора з повністю біологічною денітрифікацією, стічні води ультрафільтрації не містять зважених твердих речовин і органічних речовин, що біологічно розкладаються. Це значною мірою дозволяє уникнути утворення неорганічних і органічних забруднень на мембрані зворотнього осмосу, тим самим зменшуючи частоту очищення мембрани зворотного осмосу та дозволяючи системі зворотнього осмосу працювати під відносно низьким тиском, подовжуючи термін служби мембрани зворотного осмосу.