Atnaujinant savivaldybes, atnaujinant pramonines nuotekas ir plečiant senų vandens įrenginių projektus, MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) jau seniai buvo pagrindinis ir pageidaujamas procesas.
Palyginti su tradiciniu aktyviojo dumblo procesu, MBBR naudoja pakabinamus laikiklius, kad praturtintų didelės-koncentracijos bioplėveles, kurios siūlo nepriklausomai valdomą dumblo senėjimą, didelį atsparumą smūginėms apkrovoms, mažą plotą, patogų išplėtimą ir atnaujinimą bei išskirtinį nitrifikacijos ir denitrifikacijos stabilumą.
Tačiau daugelyje inžinerinių diegimų daugelis technikų patenka į klaidingą supratimą: visą dėmesį skiria biologinio valymo bako aeracijai, užpildymo santykiui ir apkrovos kontrolei, o nepaiso didžiausios kliūties, lemiančios nuotekų atitiktį-kietojo{1}}skysčių atskyrimo įrenginiui.
Pramonėje plačiai pripažįstamas posakis: MBBR biocheminiai procesai yra atsakingi už „teršalų skaidymą“, o kietųjų -skysčių atskyrimas yra atsakingas už „nuotekų standartų palaikymą“.
Ar naudojant gryną membraną MBBR galima stabiliai pasiekti itin mažą SS ir TP emisiją, priklauso ne nuo biologinio apdorojimo etapo, o nuo tolesnio kietojo{1}}skysčių atskyrimo proceso pasirinkimo.
I. Pagrindų paaiškinimas: pilnas MBBR proceso srautas ir atskyrimo logika
Įprasta vieno{0}}pakopio MBBR nitrifikavimo sistema yra tipiška dviejų{1}}pakopų „biologinės reakcijos + po-atskyrimo“ struktūra, o ne integruotas, visiškai nuotekų procesas.
Visas srautas:
Įtaka → MBBR biologinis reaktorius → kietas{0}}skysčių atskyrimo įrenginys → nuotekų išleidimas / pažangus apdorojimas
1. Pagrindinės MBBR biologinės stadijos funkcijos
Į baką pridedama didelio-tankio suspenduota biologinė pakuotė. Nuolatinis aeravimas užtikrina sandariklio suskystėjimą, todėl prie jo paviršiaus prilimpa stabili bioplėvelė.
Bioplėvelės mikrobų bendruomenė užbaigia: amoniako nitrifikaciją, organinių medžiagų skaidymą ir dalinį vienu metu vykstantį denitrifikaciją.
Savybės: didelė biomasė, ilgas dumblo senėjimas, didelis atsparumas smūgiams, nėra pavojaus, kad dumblas susikaups, todėl puikiai tinka senesniems vandens valymo įrenginiams-patobulinti vietoje.
2. Pagrindinės stulpelio-kietojo-skysčio atskyrimo įrenginio funkcijos
MBBR biologinėse nuotekose yra atsiskyrusių bioplėvelių fragmentų, pasenusių biologinių likučių ir koloidinių dalelių pėdsakų.
Šios smulkios suspenduotų kietųjų dalelių (SS) dalelės yra mažo dydžio ir turi blogas nusėdimo savybes, todėl savaiminio{0}}išvalymo vien tik biologinio apdorojimo etapu neįmanoma. Jiems reikalingas atskiras atskyrimo įrenginys, kad: sulaikytų smulkias skendinčias kietąsias medžiagas; tuo pačiu metu pašalinti susietą bendrą fosforą; ir nuskaidrinkite vandenį, kad galutinės nuotekos būtų skaidrios ir atitiktų standartus. Trumpai tariant: MBBR atlieka „biologinį skaidymą“, o antrinis sedimentacijos bakas / didelio-efektyvumo skaidrintuvas atlieka „dumblo- vandens pašalinimą“.
II. Pagrindinės pramonės akloji zona: būdingi grynos membranos MBBR trūkumai, visiškai pasikliaujant atskyrimo vienetais
Daugelis projektų patiria nestabilų paleidimą, svyruojančius nuotekų SS lygius ir sunkumus įgyvendinant TP standartus. Pagrindinė priežastis yra nesugebėjimas atpažinti būdingų grynos membranos MBBR proceso defektų:
1. Gryna membrana MBBR neturi tradicinės dumblo flokuliavimo sistemos. Tradicinės AO ir AAO sistemos priklauso nuo aktyviojo dumblo flokų, kurie adsorbuoja ir pašalina smulkias daleles, kurios iš prigimties turi koaguliacijos ir sedimentacijos pranašumus.
Gryna membrana MBBR neturi suspenduoto aktyviojo dumblo ir flokuliuojančių bakterijų. Nuotekose skendinčios kietosios medžiagos daugiausia yra smulkiai suskaidyta atskirta bioplėvelė ir lengvi koloidai, dėl kurių natūralūs nusėdimo rodikliai yra labai prasti.
2. Įprasti sedimentacijos ir flotacijos procesai turi apribojimų.
Išsamūs inžineriniai bandymai patvirtino, kad įprastos antrinės sedimentacijos talpyklos, didelio{0}}efektyvumo sedimentacijos rezervuarai ir įprastinė flotacija kartu su gryna membranine MBBR stengiasi nuosekliai kontroliuoti nuotekų SS, mažesnę nei 10 mg/l.
Susidūrus su vandens srauto svyravimais, apkrovos smūgiais ar bioplėvelės keitimo laikotarpiais, labai tikėtina, kad SS viršys, nuotekų drumstumas ir dumblo pernešimas.
3. Gryna membrana MBBR turi itin silpną biologinį fosforo šalinimo pajėgumą. Gryna membrana MBBR neturi specialios anaerobinio fosforo išsiskyrimo zonos, kuri priklauso tik nuo mikrobų asimiliacijos, kad būtų pasiektas labai mažas fosforo pašalinimas (0,5–1 %). Bendrojo fosforo standartų pasiekimas visiškai priklauso nuo tolesnio cheminio koaguliacijos ir sedimentacijos.
Tai taip pat reiškia, kad MBBR pasroviui skirtas atskyrimo įrenginys vienu metu turi pašalinti ir SS, ir TP; įprasti sedimentacijos procesai tiesiog negali atitikti aukštesnių standartų, kurių reikalaujama po atnaujinimo.
III. Optimalus sprendimas: kodėl magnetinio koaguliacijos sedimentacija yra auksinis papildomas MBBR procesas?
Tarp esamų brandžių procesų magnetinio koaguliacijos sedimentacija yra optimalus kietojo{0}}skysčių atskyrimo tirpalas, pritaikytas grynai membraninei MBBR sistemai, siekiant pašalinti jos trūkumus. Tai taip pat yra pagrindinis kombinuotas vandens įrenginių atnaujinimo procesas: MBBR + magnetinės koaguliacijos sedimentacija.
Palyginti su tradiciniais sedimentacijos procesais, pagrindiniai jo pranašumai puikiai kompensuoja MBBR trūkumus:
1. Puiki galimybė surinkti smulkias daleles, stabilus itin -mažas SS: naudojant magnetinių miltelių didelio tankio, didelės adsorbcijos ir didelio floko tankio charakteristikas, jis gali greitai užfiksuoti lengvas biologines šiukšles ir itin smulkius koloidus MBBR nuotekose, taip išspręsdamas smulkių SS problemą, kuri negali susidoroti su įprastomis nuosėdomis.
Inžineriniai bandymai parodė, kad jis gali stabiliai pasiekti nuotekų SS Mažesnį arba lygų 5–10 mg/L, ypač stipriai atsparus hidrauliniam smūgiui ir apkrovos smūgiui. Net ir esant vieno-vieneto įrangos priežiūros ir perkrovos sąlygoms, jis vis tiek gali išlaikyti minimalius našumo rodiklius.
2. Nusėdimo greitis ir kietųjų medžiagų srautas pranoksta tradicinius procesus: Didelis magnetinių flokų tankis lemia itin greitą nusėdimą, o kietųjų medžiagų srauto apkrova gerokai viršija įprastų sedimentacijos rezervuarų, tuo tarpu užima tik apie 1/4 vietos, reikalingos tradiciniams procesams.
Puikiai tinka senesnių vandens valymo įrenginių modernizavimui, kai žemė yra ribota ir nėra papildomos civilinės inžinerijos vietos, todėl tai yra optimalus pasirinkimas atnaujinant in{0}}situ.
3. Didelis koaguliacinio fosforo šalinimo efektyvumas, šalinant MBBR fosforo šalinimo trūkumus. Magnetinė koaguliacija leidžia efektyviai dozuoti chemines medžiagas, kad būtų pasiektas gilus cheminis fosforo pašalinimas, stabiliai sumažinant bendrą fosforo kiekį nuotekose iki itin žemo lygio. Tai puikiai kompensuoja biologinio fosforo pašalinimo gebėjimo trūkumą grynoje membranoje MBBR, tuo pačiu užtikrinant atitiktį SS ir TP standartams.
4. Atsparumas, greitas atsigavimas ir didesnis veikimo stabilumas. Atsižvelgdama į vandens tūrio svyravimus, staigius įtekančio vandens kokybės pokyčius ir sunkiųjų metalų smūgio apkrovas, MBBR bioplėvelės sistema + magnetinio koaguliacijos atskyrimo sistema siūlo dvigubą gedimų toleranciją. Sistemos atkūrimo greitis yra daug geresnis už tradicinius aktyviojo dumblo procesus, todėl veikimo gedimų tolerancija yra didesnė.
IV. Pramonės-klaidingas supratimas: MBBR ≠ MBR, dvi iš esmės skirtingos atskyrimo logikos
Du lengviausiai supainiojami vandens valymo pramonės procesai, o naujokai, kuriuose dažniausiai pasitaiko klaidų, yra MBBR ir MBR. Jų tvirta-skysčių atskyrimo logika yra visiškai priešinga ir niekada neturėtų būti painiojama.
1. MBR (membraninis bioreaktorius)
Kietųjų{0}}skysčių atskyrimo metodas: fizinis sijojimas naudojant membraninius modulius
Nereikia antrinio sedimentacijos rezervuaro ar nusodinimo rezervuaro
Pasikliauja tuščiavidurio pluošto membranomis, kad visiškai sulaikytų dumblą ir vandenį, todėl nuotekų kokybė yra ypač aukšta.
Trūkumai: didelės investicijos, didelės eksploatacijos išlaidos, linkę užsikimšti membrana, sudėtingas eksploatavimas ir priežiūra, dažnas valymas.
2. MBBR (judančio sluoksnio bioreaktorius)
Kietųjų-skysčių atskyrimo metodas: po-sedimentacijos / nuskaidrinimo procesas (antrinis sedimentacijos rezervuaras, didelio-efektyvumo sedimentacija, magnetinio koaguliacijos sedimentacija)
Nėra membraninių modulių, nėra fizinės sijojimo struktūros
Biologinė stadija yra atsakinga tik už degradaciją; dumblo{0}}vandens atskyrimas 100 % priklauso nuo tolesnių civilinės inžinerijos procesų.
Trumpai tariant:
MBR yra "membranos atskyrimas, pakeičiantis antrinį nuosėdų rezervuarą";
MBBR yra „biologinis patobulinimas + nusodinimas po-kaip atsarginė kopija“.
Daugelis projekto projektavimo klaidų ir proceso parinkimo klaidų kyla dėl šių dviejų metodų atskyrimo principų painiojimo, dėl kurio atsiranda sistemos neatitikimas ir prastos kokybės nuotekos.
V. Projekto santrauka: raktas į MBBR proceso sėkmę arba nesėkmę
Apibendrinant visą įgyvendinimo patirtį, galima padaryti labai pamokančią išvadą:
MBBR biologinio valymo stadija lemia sistemos apdorojimo pajėgumą ir atsparumą smūgiams, o kietojo{0}}skysčių atskyrimo pakopa – sistemos stabilumą atitinkant standartus ir viršutinę nuotekų ribą.
Tik biologinio gydymo optimizavimas neatnaujinant atskyrimo proceso yra tik simptomų, o ne pagrindinės priežasties gydymas; Gryna membrana MBBR be papildomo sustiprinto sedimentacijos proceso visada gali turėti per didelį SS ir TP kiekį nuotekose;
Esant scenarijams, susijusiems su aukštų standartų atnaujinimu, ribotu žemės naudojimu ir dideliais vandens kokybės svyravimais, MBBR ir magnetinės koaguliacijos sedimentacija šiuo metu yra ekonomiškai efektyviausias, stabiliausias ir įmanomiausias proceso derinys.
Pagrindinė būsimų nuotekų valymo įrenginių modernizavimo logika jau pasikeitė: nebėra apie tai, kas gali pasiekti didžiausią biologinę apkrovą, o apie biologinio valymo ir atskyrimo įrenginių suderinamumą, sistemos atsarginį pajėgumą ir ilgalaikį -darbo stabilumą.
Kietojo{0}}skysčių atskyrimo supratimas yra tikras MBBR proceso supratimas.
