В последние годы все больше внимания уделяется очистке сточных вод, поскольку экологи активизируют свои попытки смягчить экосистему и ее основных обитателей. Были приняты и реализуются строгие правила по регулированию качества сточных вод, сбрасываемых в окружающую среду, и способа их утилизации.

Одной из ультрасовременных технологий, помогающих муниципалитетам, отраслям промышленности и коммерческим предприятиям соблюдать соответствующие правила сброса, является очистка с помощью мембранного биореактора (МБР). Отвечая на часто задаваемые вопросы в Интернете, наша сегодняшняя статья стремится повысить ваши знания об очистке сточных вод с помощью МБР и ее различных применениях.

➣Что такое очистка сточных вод методом МБР?

Очистка сточных вод с помощью мембранного биореактора (МБР) — это гибридный процесс очистки сточных вод, который объединяет биологические и мембранные процессы очистки для строгой очистки муниципальных, коммерческих и промышленных стоков. Очистка сточных вод с помощью МБР началась в 1960-х годах, и с тех пор она была значительно улучшена, став более эффективной, надежной и производительной. Селективные мембраны с проницаемостью, в частности, ультрафильтрационные и микрофильтрационные мембраны, специально используются для фильтрации взвешенных твердых частиц.

Биологический процесс, в частности, обработка активированным илом, затем применяется для извлечения биоразлагаемых органических веществ и нитрата. Мембранный биореактор фактически рассматривается как замена традиционной обработке активированным илом. Вместо того, чтобы использовать вторичные отстойники и напорные песчаные фильтры для удаления взвешенных веществ, мембранные биореакторы для очистки сточных вод полагаются на фильтры MF и UF, которые сравнительно более эффективны и производительны. В конечном итоге качество сточных вод, полученных в результате обработки мембранным биореактором, как правило, значительно выше.

➣Как работает биореактор?

Очистка сточных вод MBR по сути объединяет два известных процесса очистки: мембранную фильтрацию и биологическую очистку для эффективного извлечения взвешенных веществ и органики. Однако этот процесс дополняется эффективными процессами предварительной и последующей очистки для строгой очистки сточных вод. Ниже мы рассмотрим технологический процесс обычной станции очистки сточных вод MBR.

● Предварительная обработка.

Промышленные, коммерческие и муниципальные сточные воды часто содержат крупные твердые частицы, такие как пластик, дерево и стекло. Эти твердые частицы могут засорять или загрязнять мембраны с селективной проницаемостью, что требует их предварительного удаления. Фильтрующие реакторы может помочь на этом этапе, комбинируя фильтрацию с предварительной химической обработкой для эффективного удаления более крупных загрязняющих веществ. Обычно для улавливания этих крупных твердых частиц используется решетчатый экран.

● Биоочистка.

Аэрация играет важную роль в процессе биологической очистки. По сути, кислород вводится в сточные воды для стимуляции роста бактерий. Аэрация также помогает преобразовывать аммиак в нитрат. Затем микроорганизмы извлекают кислород из нитрата, что приводит к образованию газообразного азота. Органические соединения в сточных водах затем разлагаются аэрированными бактериями, в результате чего образуется вода и углекислый газ (CO2). Этот процесс по сути является обработкой активированным илом.

● Мембранная фильтрация.

Вместо того, чтобы направлять очищенные стоки во вторичный отстойник, сточные воды подвергаются мембранной фильтрации. Для извлечения оставшихся взвешенных частиц используются только ультрафильтрационные или микрофильтрационные мембраны с размером пор в диапазоне 0,05-0,4 мкм. Обычно при очистке воды MBR используются три конфигурации мембран.

● Конфигурация плоской листовой мембраны.

Эта конфигурация также известна как конфигурация пластины и рамки. В этих мембранах поток жидкости проникает в сторону пермеата с покрытой стороны мембраны.

● Конфигурация мембраны из полых волокон.

В этом типе конфигурации мембраны поток через мембрану исходит из просвета (снаружи) по направлению к оболочке (внутрь).

● Многотрубчатая конфигурация мембраны.

В многотрубчатых мембранных конфигурациях поток жидкости является полной противоположностью конфигурации мембраны с полыми волокнами. То есть, жидкость движется к просвету (внутрь) и от стороны оболочки (наружу).

● Дезинфекция.

Система MBR часто завершается стерилизацией сточных вод для сокращения или полного уничтожения концентрации микробов. Обычно это достигается с помощью УФ-стерилизации воды или хлорирования. Хлорирование — это процесс дозирования химикатов, который использует хлор для уничтожения вирусов, бактерий и других патогенных микробов. С другой стороны, УФ-стерилизация воды инактивирует патогенные микробы с помощью бактерицидных лучей с длиной волны 253,7 нм. Чтобы понять, как работает очистка сточных вод MBR, посмотрите следующее видео.

➣Каковы главные преимущества мембранного биореактора?

Мембранные биореакторные очистные сооружения за последнее десятилетие приобрели экспоненциальную популярность. Это можно отчасти объяснить их разнообразными преимуществами, которые часто превосходят преимущества других очистных сооружений. Вот некоторые из их гарантированных преимуществ.

● Непогашенная задолженность.

Очистка сточных вод MBR извлекает огромные куски взвешенных веществ, органических соединений, а также микроорганизмов. Это приводит к высококачественным сточным водам, характеризующимся высокой прозрачностью. Качество сточных вод позволяет сбрасывать их в водоемы и повторно использовать в таких целях, как орошение.

● Независимый контроль времени удержания твердого вещества (SRT) и времени гидравлического удержания (HRT).

При очистке воды MBR ил или смешанная жидкость размещаются в биореакторе. Это означает, что вы можете регулировать время удержания твердой фазы без особой необходимости регулировать время гидравлического удержания в то же время. При обычной очистке CAS время гидравлического удержания и время удержания твердой фазы взаимосвязаны.

● Меньше занимаемой площади.

MBR работает при относительно коротком времени гидравлического удержания (HRT) и не требует вторичных отстойников. Это означает, что установки относительно меньше и компактнее, поэтому они занимают меньшую площадь.

● Повышенная биологическая очистка.

Время удержания твердого вещества (SRT) очистки сточных вод мембранным биореактором сравнительно выше. Это стимулирует процветание бактерий, особенно нитрификаторов, рост которых довольно медленный. Таким образом, очистка воды MBR является довольно эффективной в биологической очистке сточных вод.

➣Каковы основные конфигурации процесса технологии MBR?

В первую очередь, существуют две конфигурации процесса для очистки сточных вод мембранным биореактором (МБР); конфигурации бокового потока и погружного МБР. Ниже мы рассмотрим две различные конфигурации, их различия и вытекающие выгоды.

● Боковой поток MBR (sMBR).

Конфигурация мембранного биореактора с боковым потоком также называется MBR с поперечным потоком. Эта конфигурация процесса характеризуется мембранным модулем, расположенным непосредственно снаружи аэротенка. Обычно эта конфигурация использует трубчатые мембраны. Пермеат, образующийся после фильтрации смешанной жидкости мембранами, выгружается, а полученный ретентат подается в аэротенк. Благодаря добавлению всасывающего насоса в дополнение к рециркуляционным насосам конфигурация sMBR в настоящее время является гибкой и энергоэффективной.

● Погруженный МБР (iMBR).

Конфигурация процесса биореактора с погруженной мембраной также известна как погружная конфигурация. В погружных конфигурациях MBR соответствующие мембранные модули устанавливаются внутри аэротенков. Энергозатраты обработки iMBR относительно выше по сравнению с конфигурацией MBR с боковым потоком.

➣Сколько стоит мембранный биореактор?

Мембранные биореакторы для очистки сточных вод, как правило, экономичны. Несмотря на значительные модификации, которые сделали их более эффективными и производительными, стоимость инвестиций в установки очистки сточных вод MBR (CAPEX) постепенно сократилась. Полученная эффективность также снизила эксплуатационные расходы (OPEX) установок MBR. Однако CAPEX различается в зависимости от размера установки, характеристик мембраны и стоимости строительства.

По сравнению с инвестиционными затратами на другие очистные сооружения сточных вод, установки MBR имеют относительно более высокие инвестиционные затраты. Однако они компенсируют это за счет эффективного использования земельного пространства и необходимости использования меньших резервуаров. Эксплуатационные расходы, возникающие при развертывании мембранной биореакторной очистки, включают электроэнергию, техническое обслуживание, химикаты и рабочую силу. Все эти категории затрат могут меняться в зависимости от условий эксплуатации.

Экономическое исследование отдельных очистных сооружений с производительностью 30 000 м3 в день показало, что очистка сточных вод MBR стоит $0.43 за единицу объема ($0.43/м3). С другой стороны, очистка активированным илом стоит примерно $0.2/м3. Хотя традиционная CAS относительно дешевле, очистка MBR более почитаема за ее высококачественные стоки.

➣Чем очистка сточных вод методом МБР отличается от очистки активным илом?

Обработка активированным илом — это процесс очистки сточных вод, который извлекает органические соединения путем их разложения с помощью бактериальных микроорганизмов. С другой стороны, мембранная биореакторная обработка очищает сточные воды путем интеграции биологической обработки и мембранной фильтрации. Таким образом, очистка MBR производит стоки с более высокой прозрачностью по сравнению с обычной очисткой активированным илом (CAS).

В очистке сточных вод CAS вторичные отстойники являются обязательными, и их задача — извлечение взвешенных веществ. Однако очистные сооружения MBR не полагаются на отстойники. Вместо этого они используют микрофильтрационные или ультрафильтрационные мембранные фильтры для улавливания взвешенных веществ. Отсутствие вторичных отстойников делает установки MBR гораздо меньше и компактнее по сравнению с установками с активированным илом.

В установках CAS время удержания твердого вещества и время гидравлического удержания взаимосвязаны, тогда как при очистке мембранным биореактором они контролируются независимо. Инвестиционные и эксплуатационные расходы двух технологий также различаются, при этом очистка сточных вод MBR относительно выше. Кроме того, установки очистки сточных вод MBR более подвержены загрязнению, чем установки с активированным илом. Если сравнить результаты двух технологий, технология MBR превосходит очистку CAS.

➣Каковы некоторые области применения мембранного биореактора?

Многочисленные исследования рынка, проведенные по всему миру, показывают, что внедрение мембранных биореакторов для очистки сточных вод ежегодно увеличивается на 15%. В настоящее время мембранные биореакторы для очистки сточных вод используются в более чем 200 странах. Это в первую очередь является следствием сокращения инвестиционных и эксплуатационных расходов (CAPEX & OPEX). Их эффективность по сравнению с другими технологиями очистки сточных вод также не имеет себе равных, и это объясняет их постоянно растущее использование.

Технически технология MBR идеально подходит для промышленности, муниципалитетов и коммерческих предприятий с ограниченным земельным пространством и высокими требованиями к качеству сточных вод. Их разнообразие и способность извлекать ряд загрязняющих веществ выделяют их среди других систем очистки сточных вод. Установки часто изготавливаются по индивидуальным размерам и конструкции, чтобы обеспечить максимальную осуществимость с предстоящим применением. Ниже приведены некоторые области применения, в которых в настоящее время используется технология MBR.

• Очистка фильтрата свалок.
• Очистка муниципальных сточных вод.
• Очистка сточных вод от пищевых продуктов и напитков.
• Переработка фармацевтических отходов.
• Очистка сточных вод нефтяного производства.
• Переработка отходов целлюлозно-бумажного производства.
• Очистка сточных вод текстильной промышленности.

➣Техническое обслуживание очистных сооружений сточных вод MBR

Сточные воды обычно содержат агрессивные загрязняющие вещества, такие как крупные взвешенные частицы, и если не проводить надлежащее обслуживание, они могут привести к засорению и/или загрязнению мембран. Обслуживание вашей установки MBR значительно снижает преждевременное повреждение ключевых компонентов, таких как мембранные модули. Кроме того, поддерживается оптимальная скорость фильтрации мембран, тем самым предотвращая образование некачественных стоков.

Одним из способов предотвращения засорения или загрязнения мембран является установка предварительного оборудования для фильтрации агрессивных твердых частиц. Во-вторых, вы можете регулярно очищать мембранные модули, чтобы вымывать захваченные загрязнения. Обычно очистка мембран осуществляется с помощью физических или химических процессов.

● Физическая очистка.

Физическая очистка в основном проводится для промывки крупных твердых частиц, застрявших на поверхности мембран. Это средство от обратимого загрязнения. Процесс физической очистки осуществляется путем простого промывания чистой водой в обратном потоке. Для достижения наилучших результатов можно улучшить промывочную воду пузырьками воздуха.

● Химическая очистка.

В отличие от физической очистки, химическая очистка больше подходит для извлечения стойких компонентов. Она в основном используется как средство от необратимых загрязнений. Процесс часто осуществляется с использованием гипохлорита натрия, который смешивается с органическими или минеральными кислотами, такими как лимонная кислота.

Очистку можно также проводить методом безразборной или интенсивной очистки.

● Очистка на месте (CIP).

Очистка на месте часто проводится ежегодно для бытовых установок MBR и дважды в год для коммерческих установок MBR. Сначала работа мембраны останавливается, а затем в мембранные модули впрыскивается раствор Clorox и вода. Химическому раствору дают постоять не менее 4 часов, чтобы обеспечить оптимальную реакцию с модулями. После завершения мембраны снова запускаются в работу.

● Интенсивная очистка.

Интенсивная очистка часто проводится после того, как очистка CIP проводилась в течение нескольких лет. Сначала мембраны извлекаются из аэротенка и очищаются водой под полудавлением. Это удаляет накопившийся ил. Затем мембранные модули погружаются в хлорированную воду не менее чем на 4 часа. После завершения мембраны возвращаются в аэротенк, и нормальная работа возобновляется.

Система MBR NEWater

NEWater производит продукцию, которая соответствует мировым стандартам, что позволяет ей поставлять решения MBR для очистки промышленных сточных вод. Наша технология MBR для очистки сточных вод включает мембранный биореактор для очистки бытовых сточных вод, сложную технологию, разработанную в конце двадцатого века, которая достигла эффективного сочетания технологии мембранного разделения и биологической технологии.

Технология мембранного разделения заменяет старую технологию активного ила и стандартную фильтровальную установку, а ее высокая разделительная способность может снизить мутность практически до нуля. Гидравлическое время удержания (HRT) и возраст ила (SRT) полностью разделены, выходная вода имеет высокое и стабильное качество и может быть повторно использована без третьей стадии очистки. Она значительно расширяет спектр применения переработки сточных вод за счет высокой безопасности и доступной и эффективной воды.

Наши вежливые специалисты по обслуживанию клиентов доступны каждый день, чтобы помочь вам с вашими вопросами. Пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу info@newater.com для самой надежной установки МБР.

Вернуться к руководству ⇪