Studija slučaja obrade industrijskih otpadnih voda s MBBR tehnologijom

Studija slučaja obrade industrijskih otpadnih voda s MBBR tehnologijom

Tvornica-srednje veličine za preradu hrane suočavala se s ponavljajućim kršenjima usklađenosti3 do 4 puta u kvartalu. Fluktuirajuća proizvodna opterećenjagurnula vrhunce KPK iznad 1200 mg/L, nadjačavajući postojeći sustav aktivnog mulja. Nagomilavanje mulja, nedosljedna nitrifikacija i$12,000+ mjesečnih naknadajasno je stavio do znanja: jezgri biološke obrade potreban je temeljni redizajn. Ova studija slučaja detaljno opisuje kako je MBBR-rješenje preokrenulo postrojenjeza manje od 90 dana.

Pregled projekta

S brzim širenjem prehrambeno-prerađivačke industrije, količine ispuštenih otpadnih voda i količine onečišćujućih tvari značajno su porasle. Klijent u ovom projektu je srednje{1}}do-veliko poduzeće za proizvodnju hrane koje je imalo česte probleme s usklađenošću zbog fluktuacije utjecajne kvalitete i nedovoljnog kapaciteta obrade u svom postojećem sustavu. Postrojenje prerađuje povrće, umake i-proizvode-gotove za konzumaciju, stvarajući otpadnu vodu bogatu organskom tvari, suspendiranim krutim tvarima i amonijačnim dušikom od pranja sirovina, blanširanja i čišćenja opreme.

Kako bi se odgovorilo na te izazove, osmišljen je i implementiran nadograđeni sustav biološke obrade temeljen na tehnologiji MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). Za razliku od konvencionalnih procesa s aktivnim muljem koji se u potpunosti oslanjaju na suspendirane mikroorganizme, MBBR uvoditisuće slobodno-plutajućih nosača biofilmakoji ugošćuju specijalizirane bakterijske zajednice. Ovaj pristup s dvostrukim-ovjesom daje veću koncentraciju biomase po jedinici volumena, veću otpornost na udarce protiv varijacija opterećenja i stabilnije performanse nitrifikacije čak i kada se hidraulički uvjeti naglo promijene.

Nakon puštanja u rad, sustav je postigao dosljednu usklađenost sa standardima ispuštanja uz smanjenje proizvodnje mulja i operativne složenosti. Postrojenje je eliminiralo sve naknade-povezane s otpadnim vodama i steklo mogućnost prihvaćanja dodatne količine proizvodnje bez proširenja otiska pročišćavanja.

Parametri dizajna

Količina vode

Dizajn je u potpunosti uzeo u obzir fluktuacije proizvodnje i buduće potrebe za proširenjem. Vršni faktor od1.8usvojen je kako bi se prilagodio sezonskim skokovima proizvodnje tijekom razdoblja žetve, kada se propusnost može gotovo udvostručiti unutar jedne smjene.

Utjecajna kvaliteta vode

Otpadne vode uglavnom dolaze od pranja sirovina, obrade i čišćenja opreme. Sadrži visoke koncentracije organske tvari i suspendiranih krutih tvari, s vrijednostima KPK obično u rasponu od800 do 1.200 mg/L. Omjer BPK/KPK od približno 0,5 ukazujedobra biorazgradivost, što ga čini-prikladnim za biološki tretman.

Standard pražnjenja

Pročišćena otpadna voda mora zadovoljiti lokalne standarde ispuštanja u okoliš. Ove granice su usporedive sKlasa 1A kineskog GB 18918-2002i uskladiti s tipičnim propisima o otpadnim vodama prehrambene industrije na tržištima jugoistočne Azije i Bliskog istoka.

Tijek procesa i tehničko objašnjenje

Vlak za liječenje

Cjelokupni proces obrade slijedi logičan napredak od fizičke prethodne obrade do biološke razgradnje i konačnog bistrenja:

Probir → Izjednačavanje → MBBR reaktor → Sekundarni taložnik → Dezinfekcija

Nakon što su grube krute tvari i ostaci uklonjeni mehaničkim prosijavanjem, otpadna voda ulazi u spremnik za izjednačavanje dizajniran shidrauličko vrijeme zadržavanja (HRT) od 8 sati. Ovaj kapacitet međuspremnika bitan je za pogone za preradu hrane, gdje rasporedi proizvodnje pokreću vrlo varijabilne obrasce pražnjenja. Spremnik za izjednačavanje izglađuje skokove brzine protoka i oscilacije koncentracije, osiguravajući konzistentno napajanje biološkog stupnja nizvodno.

Iz egalizacijskog spremnika otpadna voda se pumpa u MBBR reaktor koji služi kao središnja jedinica za obradu. Unutar reaktora,tisuće suspendiranih nosača biofilmaneprestano se kreću po vodenom stupcu pod djelovanjem finog-sustava prozračivanja mjehurića. Mikroorganizmi koloniziraju zaštićene unutarnje površine ovih nosača, tvoreći gusti, metabolički aktivni sloj biofilma. Budući da su bakterije usidrene na nosače umjesto da slobodno plutaju, sustav postiže koncentraciju biomase2 do 3 puta većinego konvencionalni bazen s aktivnim muljem istog volumena.

Ova hibridna arhitektura donosi nekoliko važnih prednosti koje izravno rješavaju operativne izazove prehrambene industrije:

Veća mikrobna gustoća po jedinici volumena.Sa specifičnom površinom koja prelazi 800 m²/m³ po kubičnom metru nosivog medija, svaki reaktor može ugostiti znatno više aktivne biomase od suspendiranog-sustava rasta jednakih dimenzija. To znači manji otisak ili veći kapacitet obrade unutar istog spremnika.

Istovremena nitrifikacija i organska razgradnja.Slojevita struktura biofilma stvara aerobne zone na vanjskoj površini i anoksične mikro{0}}zone dublje iznutra. Ova stratifikacija omogućuje koegzistiranje nitrifikacijskih bakterija (koje oksidiraju amonijak u nitrat) i heterotrofnih bakterija (koje troše organski ugljik) na istom nosaču. Kao rezultat toga, uklanjanje COD-a i oksidacija amonijaka odvijaju se paralelno, a ne zahtijevaju zasebne stupnjeve spremnika.

Jaka otpornost na hidraulička i organska udarna opterećenja.Pričvršćene-bakterije za rast daleko su manje osjetljive na ispiranje od lebdećih pahuljica. Kada iznenadni porast protoka ili koncentracije KPK pogodi reaktor, biofilm ostaje netaknut na nosačima i nastavlja punu aktivnost kada se uvjeti normaliziraju. Ova-ugrađena otpornost ključna je za pogone za preradu hrane gdje vrhunci proizvodnje i ciklusi čišćenja stvaraju dnevne fluktuacije opterećenja.

Ključne metrike i izvedba

Ekonomski pokazatelji

Projekt je isporučen uz ukupnu investiciju od$180,000, što iznosi otprilike 150 USD po kubnom metru instaliranog kapaciteta. Ovo je povoljno u usporedbi s konvencionalnim postrojenjima za aktivni mulj u istoj regiji, koja se obično kreću od 200 do 280 USD po m³ za usporedive ciljeve obrade. Operativni troškovi podmireni na0,35 USD po kubnom metrupročišćene vode, potaknut prvenstveno energijom prozračivanja i minimalnom potrošnjom kemikalija.

Izvedba liječenja

Nakon što je uspostavljen stabilan rad, kvaliteta efluenta dosljedno je zadovoljavala ili premašivala sve granice ispuštanja. Sljedeći podaci predstavljaju prosječne vrijednosti zabilježene tijekomšest uzastopnih mjeseci praćenjanakon puštanja u rad:

Sustav pokazuje izvrsnu stabilnost čak i pod fluktuirajućim utjecajnim uvjetima. Tijekom a72-satni test naglog porasta proizvodnjegdje se KPK opterećenje privremeno udvostručilo, kvaliteta efluenta je ostala unutar dopuštenih granica sa samo marginalnim povećanjem rezidualnih KPK i BPK koncentracija. Oporavak na osnovne performanse primijećen je unutar 24 sata nakon što se opterećenje vratilo na normalne razine, potvrđujući robusnost arhitekture tretmana-temeljene na biofilmu.

Istaknuti projekti

Zašto odabrati MBBR umjesto konvencionalnog aktivnog mulja?

Odluka o prihvaćanju MBBR-a za ovu nadogradnju postrojenja potaknuta je jasnom usporedbom operativnih zahtjeva i mogućnosti procesa. Konvencionalni sustavi s aktivnim muljem zahtijevajukontinuirano povratno pumpanje mulja, pažljivo upravljanje omjerom -i-mikroorganizma (F/M) i povremeno rasipanje mulja kako bi se održala željena koncentracija suspendiranih krutih tvari u miješanoj tekućini (MLSS). Ove kontrolne petlje povećavaju radno opterećenje operatera i potrošnju energije. MBBR u potpunosti uklanja nekoliko od ovih ograničenja:

Tehničke specifikacije nosača biofilma

Performanse MBBR sustava kritično ovise o kvaliteti i dizajnu medija nosača biofilma. Za ovaj projekt, nosači od-polietilena visoke gustoće (HDPE) s aspecifična površina veća od 800 m²/m³su odabrani. To znači da svaki kubični metar nosača upakiranih u reaktor osigurava površinu ekvivalentnu površini teniskog terena za kolonizaciju bakterija.

Ključne specifikacije nosivih medija postavljenih u ovom projektu:

TheOmjer punjenja 40%.odabran je kako bi uravnotežio kapacitet tretmana s hidrauličkom učinkovitošću. Pri ovom opterećenju, nosači se slobodno kreću po volumenu reaktora bez mrtvih zona ili kratkog -spoja, dok osiguravaju dovoljno površine za robusni biofilm. Dobro-projektirano retencijsko sito na izlazu iz reaktora sprječava gubitak nosača dok dopušta prolaz tretirane vode i suspendiranih krutih tvari do sekundarnog taložnika.

Zaključak

Ovaj projekt pokazuje da je MBBR tehnologija avrlo učinkovit i pouzdanrješenje za obradu industrijskih otpadnih voda, posebno za industrije s fluktuirajućim opterećenjem i promjenjivim karakteristikama napajanja. Kombinacija povezane-biologije rasta s kompaktnim dizajnom reaktora omogućuje operaterima postizanje dosljedne usklađenosti bez operativne složenosti koja se obično povezuje s naprednim tehnologijama obrade.

S90% KPK uklanjanje, Uklanjanje 95% BPK, i operativni trošak od samo 0,35 USD po kubnom metru, MBBR pristup pruža snažnu ekonomičnost uz pouzdane performanse. 30% manji otisak u usporedbi s konvencionalnim aktivnim muljem oslobađa vrijedno zemljište za druge namjene, a prijevoznikRadni vijek od 10+ godinaosigurava minimalne troškove zamjene tijekom radnog razdoblja postrojenja.

MBBR je posebno pogodan za:

Pogoni za preradu hranesa sezonskim i dnevnim fluktuacijama proizvodnje, pri čemu je otpornost na udarna-opterećenja ključna za dosljednu usklađenost.

Kemijska i farmaceutska industrijaprimjene koje zahtijevaju robusnu obradu složenih tokova organskog otpada s promjenjivim profilima toksičnosti.

Projekti poboljšanja komunalnih otpadnih vodagdje postojeća infrastruktura mora biti naknadno opremljena za veći kapacitet ili strože ciljeve uklanjanja nutrijenata bez širenja fizičkog otiska.