Avloppsvattenrening Biologisk + Ultrafiltrering + DTRO Processflödesbeskrivning

Processvägen är MBR + DTRO. Denna väg kombinerar biologisk och fysisk behandling, och utnyttjar fördelarna med var och en samtidigt som man övervinner sina respektive nackdelar. Detta säkerställer en stabil och tillförlitlig rening som uppfyller utsläppsstandarder, samtidigt som mark-, investerings- och driftskostnader sparas och drift och förvaltning underlättas.

Det biologiska systemet inkluderar en homogeniserings- och utjämningstank, en homogeniseringstank, en denitrifikationstank, en nitrifikationstank, ett slambehandlingssystem och hjälpsystem (matarpumpar, kemikalielagringssystem, kylsystem och all individuell utrustning som inte finns med i andra system).

Lakvatten från utjämningstanken lyfts först in i ett påsfilter installerat ovanför homogeniseringstanken. Påsfiltret kan fånga upp partiklar som är större än 0,5 mm. Filterpåsarna behöver bytas ut när tryckförlusten når ett visst värde. Filterpåsarna kan återanvändas efter rengöring.

Det filtrerade lakvattnet strömmar genom gravitationen in i homogeniseringstanken. En blandare inuti tanken omrör och blandar lakvatten från olika källor och vid olika tidpunkter, vilket uppnår homogenisering och stabiliserar inflödet till efterföljande behandlingsanläggningar. Det biologiska systemet består huvudsakligen av en denitrifikationstank, en nitrifikationstank, ett skumdämpningssystem och ett kylsystem. Även hjälputrustning från andra system ingår i det biologiska systemet. Det finns en uppsättning denitrifikationstankar och en uppsättning nitrifikationstankar. Avloppsvattnet från utjämningstanken kommer in i det biologiska systemets produktionslinje. Det biologiska systemet är en biologisk reaktor av AO-typ. Aeroba mikroorganismer i reaktorn sönderdelas och utnyttjar organiskt material i vattnet, syntetiserar cellvävnader och frigör vatten och koldioxid. En del av ammoniakkvävet i vattnet används för cellsyntes i kolavlägsningsreaktionen, och resten används av nitrifierande bakterier för att producera nitrater och nitriter. Nitraterna och nitriterna återförs till denitrifikationstanken med nitrifikationsvätskan, där denitrifikation sker i en anaerob miljö. Nitraterna och nitriterna reduceras, vilket genererar kvävgas som strömmar ut, vilket leder till att kväve avlägsnas.

Luftningssystemet består av jetluftare, jetpumpar och fläktar. Jetpumparna ger högt-flöde-tryckvatten, medan fläktarna ger tryckluft. Dessa två komponenter blandas och frigörs genom jetluftarnas venturirör och bildar enhetliga mikrobubblor som diffunderar jämnt i vattnet, vilket uppnår en syresättningseffektivitet som överstiger 25 %. Detta uppnår samtidigt omrörning av den totala vattenvolymen. Den biologiska reningstanken är en helt blandad reaktor; hög-lakvatten som kommer in i systemet späds omedelbart ut och sprids, vilket förhindrar skador på mikroorganismer.

På grund av den höga slamkoncentrationen i den biologiska reningstanken, rekommenderas det att använda hög-syresättnings-effektiva europeiska-importerade jetluftare för att säkerställa smidiga biologiska reaktioner.

På grund av de speciella egenskaperna hos lakvatten från deponier kan en stor mängd skum genereras under det biologiska odlingsskedet och driften. Detta system innehåller både kemisk skumdämpning och hydraulisk skumdämpning. Kemisk skumdämpning undertrycker skumbildning genom att tillsätta skumdämpande medel, medan hydraulisk skumdämpning eliminerar skum genom att spruta vatten på viktiga platser som brunnar och installationshål.

Den biokemiska processen genererar en betydande mängd värme, vilket höjer reaktortemperaturen och hindrar systemets funktion. Därför implementeras ett kylsystem som använder ett kyltorn för att leverera kylvatten till de biokemiska tankarna via värmeväxlare. Detta enda kylsystem kyler båda nitrifikationstanken. Det biokemiska systemets automatiska styrsystem består i första hand av olika sensorer, in-/utgångsmoduler och en PLC. Systemet för övervakning av inloppsvatten övervakar huvudsakligen flödeshastighet, konduktivitet och pH. De biokemiska tankarna övervakar i första hand pH, löst syre, temperatur och vätskenivå. Analys av dessa parametrar styr luftningshastigheten, slamutsläppshastigheten och ultrafiltreringstiden (UF) för att skapa en lämplig miljö för mikroorganismer.

UF-systemet tar vatten från nitrifikationstankar för slam-vattenavskiljning. Den koncentrerade slammet-vattenblandningen återförs sedan till denitrifikationssektionen som internt återflöde.

Det biokemiska systemet släpper ut cirka 12 ton slam dagligen, med en planerad fukthalt på 98,5 %. På grund av den låga slamkoncentrationen ingår en slamförtjockningstank i systemet för gravitationsförtjockning av det utsläppta slammet. Det förtjockade slammet pumpas sedan till en centrifugalavvattningsmaskin. Efter centrifugering pumpas det avvattnade filtratet tillbaka till det biokemiska systemet för vidare behandling. Slamkakan, med en fukthalt under 80 %, skickas till en deponi för omhändertagande.

Detta ultrafiltreringssystem använder ett externt rörformigt ultrafiltreringssystem. Vatten tas från nitrifikationstanken. UF-inloppspumpen distribuerar den blandade luten från den biokemiska tanken till UF-slingan. Det maximala ultrafiltreringstrycket är 6 bar. Slam-vattenblandningen pumpas in i den rörformade membranmodulen via en cirkulationspump. Under tryckskillnaden över membranet tränger vätskefasen genom membranet och bildar permeat, vilket uppnår slam-vattenavskiljning. Slammet återförs till biokemisk tank för att öka slamkoncentrationen där, samtidigt som intern recirkulation av nitrifikationsvätskan uppnås. En del av slammet släpps ut som överskottsslam i slamförtjockningstanken. Permeatet släpps ut i ultrafiltreringsklarvattentanken och går in i nästa behandlingsprocess.

Jämfört med traditionella biologiska behandlingsprocesser separeras mikrobiella celler från avloppsvattnet genom ett hög-ultrafiltreringssystem, vilket säkerställer att partiklar större än 0,02 µm, mikroorganismer och COD-relaterade suspenderade ämnen hålls säkert kvar i systemet. Detta uppnår verklig separation av hydraulisk retentionstid och slamretentionstid. Genom att kontrollera slamåldern uppnås målet att odla ett stort antal nitrifierande bakterier, vilket avsevärt förbättrar ammoniakkväveavskiljningen. Ultrafiltreringsavloppsvattnet är sterilt, fritt från fasta ämnen och fritt från biologiskt aktiva ämnen. Slamkoncentrationen upprätthålls genom kontinuerlig återflöde i tvärflödes-ultrafiltrering.

Ultrafiltreringssystemet har en slinga, med fyra membranrör i varje slinga. En separat cirkulationspump ger en nödvändig flödeshastighet längs membranrörens innervägg, skapar turbulens, genererar ett stort filtreringsflöde och förhindrar igensättning.

Membranrören kräver också spolning och rengöring efter en tids drift, vilket åstadkoms av en rengöringspump som använder en rengöringstank som innehåller klart vatten eller klar vätska. Varje slinga kan spolas, rengöras eller underhållas medan andra slingor är i drift. En automatisk reglerventil för tryckluft kan samtidigt stänga av tillförseln och slam som finns kvar i rören transporteras till den biologiska reningstanken av spolvattnet.

CIP är en process med jämn-frekvens. Under de senare stadierna av rengöringen öppnas ventiler enligt ett program, vilket gör att rengöringsvattnet kan cirkulera i membranslingorna och återgå till rengöringstanken tills grundlig rengöring uppnås. Vid behov kan en liten mängd membranrengöringsmedel tillsättas rengöringstanken under de senare stadierna av rengöringen.

Medan de flesta organiskt material och kvävehaltiga föroreningar i MBR-avloppet har avlägsnats, är nivåerna fortfarande långt ifrån att uppfylla utsläppsnormerna. Vattnet innehåller fortfarande en stor mängd organiskt material, fjälljoner och andra föroreningar, vilket utgör en betydande risk för den stabila driften av efterföljande membranseparationsutrustning. På grund av stränga urladdningsstandarder, och de nya standardernas krav på totalt kväve, måste membransystemet ha en hög avvisningsgrad för nitrater etc. Denna design använder ett DTRO (Disc Tube Reverse Osmosis Membrane System) med stark anti-fouling-förmåga och hög återvinningsgrad. Deponilakvatten har en komplex sammansättning som innehåller olika svårlösliga salter som kalcium, magnesium, barium och kisel. Dessa svårlösliga oorganiska salter är högkoncentrerade efter att de kommit in i systemet med omvänd osmos. När deras koncentration överstiger deras löslighet under vissa förhållanden, kommer avlagringar att ske på membranytan. Justering av råvattnets pH förhindrar effektivt avlagring av oorganiska karbonatsalter; därför måste råvattnets pH justeras innan det går in i systemet för omvänd osmos.

MBR-avloppsvatten pumpas in i DTRO-membrankolonnen via DTRO-matarpumpen. Samtidigt tillsätts syra från syralagringstanken för att justera pH och återloppskokas för blandning, vilket uppnår pH-jämvikt. DTRO-systemets matarledning är utrustad med en pH-sensor. PLC:n bestämmer råvattnets pH och justerar automatiskt doseringspumpens frekvens för att reglera syratillsatsen, vilket slutligen säkerställer att pH-värdet för den råa lösningen innan det går in i systemet för omvänd osmos når 6,1–6,5. Det pH--justerade råvattnet pumpas in i DTRO-membrankolonnen. DTRO-systemet består av en uppsättning, var och en utrustad med två säkerhetspåsfilter. Trycksensorer vid både inloppet och utloppet av varje säkerhetspåsfilter känner automatiskt av differenstrycket. När differenstrycket överstiger ett visst tröskelvärde, uppmanar systemet att byta filterpåse. De två säkerhetspåsfiltren fungerar parallellt, vilket gör det möjligt att byta filterpås online. Säkerhetsfiltret har en filtreringsnoggrannhet på 50μm, vilket ger den slutliga skyddsbarriären för membranet. Råvattnet som passerar genom säkerhetspåsfiltret kommer direkt in i högtryckskolvpumpen-. Avloppsvattnet, trycksatt av högtryckspumpen-, kommer in i DTRO-membrankolonnen. Det första membransteget försörjs direkt med vatten från högtryckspumpen{17}. Varje membransteg är utrustat med en onlinecirkulationspump, som returnerar en del av koncentratet från membranutloppet till onlinepumpens inlopp för att säkerställa tillräcklig flödeshastighet och hastighet vid membranytan, vilket förhindrar nedsmutsning av membranet.

Membranavloppet delas upp i koncentrat och permeat. En tryckregleringsventil vid koncentratänden styr trycket i membranmodulen för att uppnå den nödvändiga återvinningshastigheten för renat vatten. Koncentratet töms ut i en koncentrattank för vidare behandling. Permeatet kommer in i en klarvattentank för att tillgodose sina egna rengöringsbehov. Överskottsvatten släpps ut i en avloppsutjämningstank och pumpas sedan in i den mottagande vattenkroppen. Systemåterställningsgraden är 80 %.

Systemet för omvänd osmos är ett-medeltryckssystem för omvänd osmos som använder skivrörsmembran för omvänd osmos. Det genomsnittliga arbetstrycket för skivrörets omvänd osmosmembran är 30–70 bar, med en maximal tryckgräns på 70 bar för omvänd osmos med-medeltryck. Eftersom matarvattnet är ultrafiltreringsklarad vätska, kan utbytet av klarad vätska nå 80 %. DTRO-systemet har en enhet, med totalt 70 membrankolonner för omvänd osmos med skivrör och en total membranyta på 658,3 m².

DTRO-enheten är utrustad med följande hjälpmedel:

⑴ CIP-system (Clean-In-Place): CIP-systemet används för spolning, vattenrengöring och kemisk rengöring av enheten för omvänd osmos.

⑵ Syradoseringssystem: För att förhindra oorganisk avlagring under drift med omvänd osmos installeras ett syradoseringssystem för att justera pH-värdet på matarvattnet i systemet för omvänd osmos.

⑶ Antiskalningsmedelsdoseringssystem: Antiskaleringsdoseringssystemet används också för att förhindra bildandet av oorganisk avflagning under drift med omvänd osmos.

Eftersom lakvattnet är förbehandlat med en helt biologisk denitrifikationsmembranbioreaktor, är ultrafiltreringsavloppsvattnet fritt från suspenderade fasta ämnen och biologiskt nedbrytbart organiskt material. Detta undviker till stor del bildandet av oorganisk och organisk nedsmutsning på membranet för omvänd osmos, vilket minskar frekvensen av rengöring av membranet för omvänd osmos och tillåter omvänd osmossystemet att arbeta under relativt lågt tryck, vilket förlänger livslängden för membranet för omvänd osmos.