Практический пример очистки промышленных сточных вод с помощью технологии MBBR

Практический пример очистки промышленных сточных вод с помощью технологии MBBR

Среднее-предприятие по переработке пищевых продуктов неоднократно сталкивалось с нарушениями нормативных требований.3-4 раза в квартал. Колебания производственных нагрузокувеличил пик ХПК выше 1200 мг/л, перегружая существующую систему активного ила. Набухание осадка, непостоянная нитрификация и12 долларов США000+ в виде ежемесячных надбавокясно дал понять: ядро ​​биологической очистки нуждается в фундаментальной переработке. В этом тематическом исследовании подробно описано, как решение на основе MBBR-поменяло завод.менее чем за 90 дней.

Обзор проекта

В связи с быстрым развитием пищевой промышленности объемы сбросов сточных вод и нагрузка загрязняющих веществ значительно возросли. Клиентом в этом проекте является среднее-–-крупное предприятие по производству продуктов питания, которое часто сталкивалось с проблемами соблюдения требований из-за колебаний качества сточных вод и недостаточной мощности очистки в существующей системе. Завод перерабатывает овощи, соусы и готовые к употреблению--продукты, образуя сточные воды, богатые органическими веществами, взвешенными веществами и аммиачным азотом в результате промывки сырья, бланширования и очистки оборудования.

Для решения этих проблем была разработана и внедрена модернизированная система биологической очистки на основе технологии MBBR (биопленочный реактор с подвижным слоем). В отличие от традиционных процессов с активным илом, которые полностью полагаются на взвешенные микроорганизмы, MBBR представляет собойтысячи бесплатных-плавающих носителей биопленкикоторые содержат специализированные бактериальные сообщества. Этот подход с двойной-подвеской обеспечивает более высокую концентрацию биомассы на единицу объема, более высокую устойчивость к ударам при изменениях нагрузки и более стабильную производительность нитрификации даже при резком изменении гидравлических условий.

После ввода в эксплуатацию система добилась постоянного соответствия стандартам сброса, одновременно сократив образование осадка и усложнив эксплуатацию. Завод устранил все надбавки,-связанные со сбросом сточных вод, и получил возможность принимать дополнительные объемы производства без расширения площади очистки.

Параметры конструкции

Количество воды

При проектировании полностью учитывались колебания производства и будущие потребности в расширении. Пиковый коэффициент1.8была принята для компенсации сезонных всплесков производства в период сбора урожая, когда производительность может почти удвоиться за одну смену.

Качество поступающей воды

Сточные воды в основном поступают в результате промывки, обработки и очистки оборудования. Он содержит высокие концентрации органических веществ и взвешенных веществ, при этом значения ХПК обычно варьируются отот 800 до 1200 мг/л. Соотношение БПК/ХПК примерно 0,5 указывает нахорошая биоразлагаемость, что делает его-подходящим для биологической очистки.

Стандарт разряда

Очищенные сточные воды должны соответствовать местным экологическим стандартам сбросов. Эти пределы сопоставимы сКласс 1А GB 18918-2002 Китаяи соответствовать типичным правилам в отношении сточных вод пищевой промышленности на рынках Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока.

Технологическая схема и техническое объяснение

Лечебный поезд

Общий процесс очистки следует логическому прогрессу от физической предварительной обработки к биологическому разложению и окончательному осветлению:

Скрининг → Выравнивание → Реактор МББР → Вторичный осветлитель → Дезинфекция

После удаления крупных твердых частиц и мусора с помощью механического просеивания сточные воды поступают в уравнительный резервуар, оснащенныйвремя гидравлического удержания (HRT) 8 часов. Эта буферная емкость важна для предприятий пищевой промышленности, где производственные графики определяют очень изменчивые схемы сбросов. Уравнительный резервуар сглаживает как скачки расхода, так и колебания концентрации, обеспечивая постоянную подачу на биологическую стадию ниже по потоку.

Из уравнительного бака сточные воды перекачиваются в реактор МББР, который выполняет функцию установки очистки активной зоны. Внутри реактора,тысячи подвешенных носителей биопленкинепрерывно перемещаться по толще воды под воздействием системы мелкопузырчатой ​​аэрации. Микроорганизмы колонизируют защищенные внутренние поверхности этих носителей, образуя плотный метаболически активный слой биопленки. Поскольку бактерии прикреплены к носителям, а не плавают свободно, система достигает концентрации биомассы.в 2-3 раза вышечем обычный бассейн с активным илом того же объема.

Эта гибридная архитектура обеспечивает несколько важных преимуществ, которые напрямую решают операционные задачи пищевой промышленности:

Более высокая плотность микроорганизмов на единицу объема.При удельной площади поверхности, превышающей 800 м²/м³ на кубический метр несущей среды, каждый реактор может вместить значительно больше активной биомассы, чем подвесная-система выращивания эквивалентных размеров. Это означает меньшую занимаемую площадь или более высокую производительность очистки в одном резервуаре.

Одновременная нитрификация и деградация органических веществ.Слоистая структура биопленки создает аэробные зоны на внешней поверхности и бескислородные микро-зоны глубже внутри. Такая стратификация позволяет нитрифицирующим бактериям (окисляющим аммиак до нитрата) и гетеротрофным бактериям (потребляющим органический углерод) сосуществовать на одном носителе. В результате удаление ХПК и окисление аммиака протекают параллельно, а не требуют отдельных ступеней резервуара.

Высокая устойчивость к гидравлическим и органическим ударным нагрузкам.Прикрепившиеся-бактерии гораздо менее подвержены вымыванию, чем взвешенные хлопья. Когда внезапный всплеск потока или концентрации ХПК попадает в реактор, биопленка остается неповрежденной на носителях и возобновляет полную активность после нормализации условий. Такая встроенная-устойчивость имеет решающее значение для предприятий пищевой промышленности, где пиковые объемы производства и циклы очистки создают ежедневные колебания нагрузки.

Ключевые показатели и производительность

Экономические показатели

Проект был реализован при общем объеме инвестиций$180,000, что соответствует примерно 150 долларам США за кубический метр установленной мощности. Это выгодно отличается от традиционных установок с активированным илом в том же регионе, стоимость которых обычно варьируется от 200 до 280 долларов за м³ для сопоставимых целей очистки. Эксплуатационные расходы рассчитаны в размере0,35 доллара США за кубический метрочищенной воды, что обусловлено прежде всего энергией аэрации и минимальным потреблением химикатов.

Эффективность лечения

После установления стабильной работы качество сточных вод постоянно соответствовало или превышало все нормативы сброса. Следующие данные представляют собой средние значения, зарегистрированные во времяшесть месяцев подряд мониторингапосле ввода в эксплуатацию:

Система демонстрирует превосходную стабильность даже при нестабильных условиях притока. Во время72-часовое испытание на скачок производительноститам, где нагрузка ХПК временно увеличилась вдвое, качество сточных вод оставалось в допустимых пределах с лишь незначительным увеличением остаточных концентраций ХПК и БПК. Восстановление исходных показателей наблюдалось в течение 24 часов после того, как нагрузка вернулась к нормальному уровню, что подтверждает надежность архитектуры лечения на основе биопленок.

Основные моменты проекта

Почему стоит выбрать MBBR вместо обычного активного ила?

Решение использовать MBBR для модернизации завода было обусловлено четким сравнением эксплуатационных требований и технологических возможностей. Обычные системы активного ила требуютнепрерывная перекачка возврата осадка, тщательное управление соотношением пищевых продуктов-к-микроорганизмам (F/M) и периодическое удаление осадка для поддержания желаемой концентрации взвешенных веществ в смешанной жидкости (MLSS). Эти контуры управления увеличивают рабочую нагрузку оператора и потребление энергии. MBBR полностью устраняет некоторые из этих ограничений:

Технические характеристики биопленочного носителя

Производительность системы MBBR критически зависит от качества и конструкции носителя биопленки. Для этого проекта использовались носители из полиэтилена высокой-плотности (HDPE) судельная площадь поверхности более 800 м²/м³были выбраны. Это означает, что каждый кубический метр носителей, упакованный в реактор, обеспечивает эквивалентную площадь поверхности теннисного корта для колонизации бактерий.

Ключевые характеристики носителя, используемого в этом проекте:

Коэффициент заполнения 40%был выбран, чтобы сбалансировать производительность очистки с гидравлической эффективностью. При такой загрузке носители свободно перемещаются по объему реактора без мертвых зон и коротких-замыканий, обеспечивая при этом достаточную площадь поверхности для создания прочной биопленки. Хорошо спроектированный удерживающий экран-на выходе из реактора предотвращает потерю носителя, позволяя очищенной воде и взвешенным веществам проходить во вторичный осветлитель.

Заключение

Этот проект демонстрирует, что технология MBBR являетсявысокоэффективный и надежныйрешение для очистки промышленных сточных вод, особенно для производств с переменными нагрузками и переменными характеристиками питания. Сочетание прикрепленной-биологии роста с компактной конструкцией реактора позволяет операторам добиваться стабильного соблюдения требований без эксплуатационных сложностей, обычно связанных с передовыми технологиями очистки.

С90% удаление ХПК, Удаление 95% БПКи эксплуатационные расходы всего 0,35 доллара за кубический метр, подход MBBR обеспечивает высокую экономичность наряду с надежной производительностью. Занимаемая площадь на 30% меньше по сравнению с обычным активным илом, что освобождает ценную землю для других целей, а перевозчикуСрок службы 10+ годаобеспечивает минимальные затраты на замену на протяжении всего периода эксплуатации станции.

MBBR особенно подходит для:

Пищевые предприятияв условиях сезонных и ежедневных колебаний производительности, когда устойчивость к ударным-нагрузкам необходима для обеспечения стабильного соответствия требованиям.

Химическая и фармацевтическая промышленностьприложения, требующие надежной очистки сложных потоков органических отходов с переменным профилем токсичности.

Проекты модернизации муниципальных сточных водгде существующая инфраструктура должна быть модернизирована для увеличения производительности или более строгих целей удаления питательных веществ без увеличения физического воздействия.