Очистка промышленных сточных вод: целенаправленные решения с использованием мембран MBBR (химическая/текстильная/пищевая промышленность)

Стандартизированных стандартов для промышленных сточных вод не существует. Химический завод может сбрасывать воду, содержащую сильные растворители, в то время как текстильная фабрика работает с труднорастворимыми красителями. Однако предприятия пищевой промышленности, как известно, производят сточные воды, обычно богатые органическими отходами и жирами. Из-за этих различий очистка представляет собой сложную задачу. MBBR Биочип Медиа Это устройство обеспечивает гибкий способ управления этими изменчивыми условиями окружающей среды, способствуя увеличению количества полезных бактерий в системе. При правильной настройке его можно использовать для более стабильной обработки воды и поддержания процесса очистки в условиях ежедневных колебаний качества воды.

Проблемные моменты в очистке промышленных сточных вод: особые требования к средам с высоким содержанием ХПК/аммиачного азота.

Сточные воды с высоким содержанием ХПК и аммиачного азота создают ряд проблем, которые трудно игнорировать на реальных очистных сооружениях. Вода, как правило, темная, мутная и не очень насыщенная в каждую смену. Например, в текстильной красильной лаборатории партия красителя может содержать тяжелые красители и поверхностно-активные вещества, а также партию чистящих химикатов. На предприятии пищевой промышленности могут происходить резкие скачки уровня ХПК из-за пиков производства, что приводит к превышению нормальных значений. В случае очистных систем такая нагрузка создает постоянное давление на биологические микроорганизмы в резервуаре. Основная проблема начинается с потребности в кислороде. Высокое содержание ХПК означает, что бактериям требуется много кислорода для разложения органических веществ. В то же время высокое содержание аммиачного азота требует наличия нитрифицирующих бактерий, которые растут медленнее и более чувствительны. Присутствие этих двух факторов приводит к конкуренции, поскольку они борются за пространство и доступ к кислороду. Несбалансированная система часто приводит к замедлению удаления аммиака на начальном этапе и нестабильному качеству сточных вод. Системы MBBR основаны на использовании носителей для переноса биопленки, хотя не все условия способствуют стабильному росту. Наполнитель должен быть способен поддерживать толстую и активную биопленку в высококонцентрированных сточных водах, но при этом не должен легко отслаиваться. Одновременно он должен иметь достаточную площадь поверхности для сосуществования быстрорастущих гетеротрофных бактерий и медленно нитрифицирующих бактерий. При чрезмерно гладкой поверхности биопленка не может прилипнуть. В случае слишком толстой биопленки кислород не может проникнуть во внутренний слой, и бактерии внутри нее могут погибнуть. Аналогичные скачки концентрации аммиака неоднократно отмечались операторами химического завода в Батангасе, несмотря на добавление аэрации. Причиной была не только подача воздуха, но и неравномерный рост биопленки внутри резервуара. После улучшения перемешивания и увеличения периода акклимации система стала более стабильной, поскольку биомассе было предоставлено время для акклимации к пиковым концентрациям токсичных веществ. В реальных условиях эксплуатации важна постоянная нагрузка, а не быстрые ремонтные работы. Биопленку могут повредить резкие изменения потока или дозировки химических реагентов. Более равномерная подача воды, высокая, но не агрессивная аэрация и предоставление системе времени на адаптацию — все это способствует лучшей работе фильтрующего материала в суровых условиях.

Химические сточные воды: выбор коррозионностойких фильтрующих материалов для мембранных биореакторов с мембранным бифенилом (МББР) и оптимизация процесса.

Химические сточные воды создают для биологической среды стресс иного рода, чем во многих других отраслях промышленности. Обычно такие сточные воды содержат кислоты, щелочи, растворители или чистящие средства, которые со временем могут разрушать оборудование и микроорганизмы. На некоторых предприятиях даже наблюдаются резкие колебания pH от очень низкого до очень высокого в течение одного производственного цикла. Это затрудняет поддержание активности бактерий и создание стабильной поверхности для прикрепления биопленки к носительному материалу. Коррозия и химическое воздействие являются важными факторами при выборе типа носителя для мембранного биореактора (МБРО) при очистке химических сточных вод. Большинство предприятий предпочитают использовать носители из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) из-за их способности выдерживать суровые условия. Состав поверхности носителя также играет здесь важную роль. Шероховатая, но стабильная поверхность позволяет биопленке быстро прикрепляться даже в условиях колебаний концентрации химических веществ в системе. По мере разрушения или хрупкости поверхности носителя слой биопленки теряет свою прочность, и ее способность к очистке снижается. Операторы небольшого предприятия по производству лакокрасочных материалов столкнулись с повторяющимися скачками эффективности удаления ХПК. Изучив проблему, они поняли, что она вызвана неравномерным ростом биопленки после пиковых нагрузок на реактор с высоким содержанием растворителей. В такие моменты среда внутри реактора не могла обеспечить стабильную среду для роста биопленки. Предприятие не только перешло на более химически стойкий носитель, но и сгладило ударную нагрузку до того, как она достигла биологической стадии. Это было достигнуто путем установки уравнительного резервуара перед бассейном MBBR. Уравнительные резервуары — это один из методов управления технологическим процессом, который может помочь при работе с химическими сточными водами. Они позволяют смешивать различные партии сточных вод до того, как они достигнут биологической стадии, что предотвращает резкое поступление больших доз химических веществ. Контроль pH — еще один важный фактор, который следует учитывать. Поддерживая pH в определенном диапазоне, нитрифицирующие бактерии смогут дольше сохраняться и быстрее восстанавливаться после ударных нагрузок. Аэрация также должна быть отрегулирована при работе с химическими веществами. Слишком много воздуха будет сдирать биопленку со среды, а слишком много кислорода замедлит процесс восстановления после химической атаки. Правильно отрегулированный поток воздуха обеспечит бесперебойную работу вашей системы, не уничтожая прикрепившуюся к ней растительность. Успешная обработка химических сточных вод обычно сводится к стабильному, а не к резкому контролю. Используя субстрат, способный противостоять воздействию химикатов, и процесс, позволяющий вашей биологической системе пережить эти «штормы», вы даете вашей системе наилучшие шансы на успех и функционирование.

Сточные воды текстильной и пищевой промышленности: применение фильтрующих материалов для эффективной деградации органических загрязнителей.

Сточные воды текстильной промышленности и сточные воды пищевой промышленности — это две совершенно разные отрасли. Однако у них есть одна общая черта: они, как правило, содержат очень большое количество органических загрязняющих веществ. В системе очистки сточных вод одна из них может вести себя иначе, чем другая. Текстильные сточные воды содержат такие соединения, как красители, поверхностно-активные вещества и соли, которые часто устойчивы к бактериальному разложению. Сточные воды пищевой промышленности, как правило, лучше подходят для биологической очистки, но после пиковых периодов производства могут содержать чрезвычайно высокое количество ХПК, жиров и взвешенных твердых частиц. В системах MBBR большая часть работы в обоих случаях выполняется за счет биопленки. Микроорганизмы получают место для роста и процветания, даже если поток или нагрузка системы меняются из-за используемого носителя. При работе со сточными водами текстильной промышленности необходимо обеспечить стабильность биопленки при воздействии на бактерии токсичных соединений или насыщенных красителей. Некоторые молекулы красителей будут препятствовать активности бактерий, поэтому системе потребуется некоторое время для формирования здоровой микробной популяции. После того, как в носителе сформируется хорошая биопленка, она постепенно начнет разлагать органические вещества и обесцвечиваться со временем. На предприятии по стирке джинсовой ткани в провинции Гуандун наблюдались колебания цвета сточных вод. Сточные воды не только успевали прореагировать до очистки, но и внутри реактора MBBR наблюдался слабый рост биопленки. После предоставления большего времени для акклимации и стабилизации потока подачи система начала демонстрировать улучшенное удаление цвета. Операторы даже заметили, что после достижения биопленкой достаточной толщины реактор стал значительно более устойчивым к ударным нагрузкам. Сточные воды пищевой промышленности реагируют иначе, чем текстильные. Отличным примером может служить молочное предприятие, которое после циклов очистки закачивает в систему сточные воды с высоким содержанием жиров и белков. Эти органические вещества могут вызывать резкое повышение ХПК и образование пены в аэрационных резервуарах. В этом случае использование наполнителя MBBR позволит быстрее расти микроорганизмам, которые будут потреблять эти органические вещества. Просто убедитесь, что система правильно перемешивается, чтобы избежать накопления жиров на одном участке наполнителя. Операторы на заводе по производству фруктовых соков заметили засорение в разных местах носителей из-за неравномерного потока. Благодаря оптимизации предварительной очистки и корректировке схем аэрации, не только улучшилась чистота фильтрующего материала, но и повысилась активность биопленки. В пиковые периоды производства система работала гораздо стабильнее, чем раньше. Поддержание стабильного контакта между сточными водами и активной биопленкой имеет ключевое значение в этих отраслях. Постоянная загрузка, отсутствие химических сбоев и время для формирования биопленки позволят фильтрующему материалу работать с максимальной эффективностью. Это позволит системам MBBR работать в стабильных условиях с минимальным вмешательством оператора и более предсказуемыми результатами.

Пример промышленного проекта: Данные об эффективности использования мембран MBBR в очистке промышленных сточных вод

Для практического промышленного применения мембраны MBBR выбираются за их стабильность в различных условиях, а не только за теоретическую эффективность удаления загрязнений. Ниже представлен реальный сценарий, основанный на наблюдениях за модернизацией комбинированной установки по очистке сточных вод химического и текстильного производства, расположенной в промышленном районе на острове Лусон. Расчетный объем очищаемых сточных вод на очистных сооружениях составляет от 800 до 1000 м³/сутки. До модернизации содержание ХПК на входе обычно составляло от 1,800 до 3,500 мг/л. Содержание аммиачного азота обычно колебалось от 40 до 85 мг/л. Бывали случаи, когда старая система едва справлялась с требуемыми показателями, особенно в дни, когда линии крашения и стирки работали на полную мощность. После установки ступени MBBR с хорошо зарекомендовавшими себя носителями и настройки системы аэрации для достижения баланса, период запуска составил 46 недель. Биопленки медленно, но уверенно росли на протяжении всего периода запуска. Операторы избегали резких изменений скорости воздушного потока и поддерживали постоянную нагрузку, насколько это было возможно, чтобы позволить бактериям адаптироваться к окружающей среде. После достижения стабилизированного состояния процент удаления ХПК был выше (88-92) при добавлении технологии MBBR, чем при использовании (70) существующей старой системы. ХПК в сточных водах также оставался стабильно низким (<250 мг/л) даже в дни пикового потока сточных вод. Улучшение было еще более существенным в отношении аммиачного азота. В старой системе показания обычно оставались выше 20 мг/л после обработки. После запуска и стабилизации результаты смогли достичь 5-10 мг/л в нормальных условиях эксплуатации с некоторыми пиковыми значениями при сильных шоковых нагрузках. Примечательно, что один из цехов внезапно удвоил производство на текстильной линии. ХПК в сточных водах подскочил почти до 4,000 мг/л на протяжении 2 дней. Вместо сбоя системы, в бассейне MBBR наблюдалось лишь незначительное снижение производительности, которое восстановилось в течение 48-72 часов. Операторы заметили, что толщина биопленки немного увеличилась по сравнению с периодом до начала резкого увеличения нагрузки на входе, что помогло частично компенсировать эту нагрузку. Журналы технического обслуживания также показали уменьшение вспучивания осадка по сравнению с предыдущими годами, когда использовался только процесс активного ила. Стабилизировалось количество образующегося избыточного осадка, а обезвоживание стало проще. Урок, извлеченный из этого случая, прост. Биофильтрующий материал не полностью взял на себя управление процессом очистки. Он просто обеспечил системе большую гибкость. Биопленка действовала как амортизатор… живой амортизатор, который давал операторам время реагировать на изменения нагрузки и предотвращал падение производительности.