Biološki tretman otpadnih voda + Ultrafiltracija + DTRO Opis toka procesa

Ruta procesa je MBR + DTRO. Ova ruta kombinuje biološki i fizički tretman, u potpunosti iskorišćavajući prednosti svakog od njih uz prevazilaženje njihovih nedostataka. Ovo osigurava stabilan i pouzdan tretman koji zadovoljava standarde pražnjenja, uz uštedu zemljišta, ulaganja i operativnih troškova, te olakšava rad i upravljanje.

Biološki sistem uključuje rezervoar za homogenizaciju i izjednačavanje, rezervoar za homogenizaciju, rezervoar za denitrifikaciju, rezervoar za nitrifikaciju, sistem za tretman mulja i pomoćne sisteme (napojne pumpe, sisteme za skladištenje hemikalija, sisteme za hlađenje i svu pojedinačnu opremu koja nije navedena u drugim sistemima).

Procedne vode iz rezervoara za izjednačavanje se prvo podižu u vrećasti filter postavljen iznad rezervoara za homogenizaciju. Vrećasti filter može presresti čestice veće od 0,5 mm. Filter vrećice se moraju zamijeniti kada pad tlaka dostigne određenu vrijednost. Filter vrećice se mogu ponovo koristiti nakon čišćenja.

Filtrirana procjedna voda gravitacijom teče u rezervoar za homogenizaciju. Mješalica unutar rezervoara miješa i miješa procjednu vodu iz različitih izvora iu različito vrijeme, postižući homogenizaciju i stabilizirajući dotok u objekte za naknadnu obradu. Biološki sistem se uglavnom sastoji od rezervoara za denitrifikaciju, rezervoara za nitrifikaciju, sistema za uklanjanje pene i sistema za hlađenje. U biološki sistem je uključena i pomoćna oprema iz drugih sistema. Postoji jedan set rezervoara za denitrifikaciju i jedan set rezervoara za nitrifikaciju. Efluent iz rezervoara za izjednačavanje ulazi u proizvodnu liniju biološkog sistema. Biološki sistem je biološki reaktor tipa AO-. Aerobni mikroorganizmi u reaktoru razgrađuju i koriste organsku tvar u vodi, sintetizirajući ćelijska tkiva i oslobađajući vodu i ugljični dioksid. Dio amonijačnog dušika u vodi koristi se za sintezu stanica u reakciji uklanjanja ugljika, a ostatak se koristi nitrificirajućim bakterijama za proizvodnju nitrata i nitrita. Nitrati i nitriti se vraćaju u rezervoar za denitrifikaciju sa tečnošću za nitrifikaciju, gde se denitrifikacija dešava u anaerobnom okruženju. Nitrati i nitriti se smanjuju, stvarajući plin azota koji izlazi, čime se postiže uklanjanje dušika.

Sistem aeracije se sastoji od mlaznih aeratora, mlaznih pumpi i duvaljki. Mlazne pumpe obezbeđuju visok -protok- vode pod pritiskom, dok duvaljke obezbeđuju komprimovani vazduh. Ove dvije komponente se miješaju i oslobađaju kroz venturijeve cijevi mlaznih aeratora, formirajući ujednačene mikromjehuriće koji ravnomjerno difundiraju po vodi, postižući efikasnost oksigenacije koja prelazi 25%. Time se istovremeno postiže miješanje ukupne količine vode. Rezervoar za biološki tretman je potpuno mješoviti reaktor; Visoka{7}}koncentracija procjedne vode koja ulazi u sistem se odmah razrjeđuje i raspršuje, sprječavajući oštećenje mikroorganizama.

Zbog visoke koncentracije mulja u rezervoaru za biološki tretman, preporučuje se korištenje mlaznih aeratora visoke -kiseogenacije-efikasnosti uvezenih u evropski- da bi se osigurale glatke biološke reakcije.

Zbog posebnih karakteristika deponijskih procjednih voda, tokom faze biološke kultivacije i rada može se stvoriti velika količina pjene. Ovaj sistem uključuje i hemijsko i hidraulično uklanjanje pene. Kemijsko otpjenjenje suzbija stvaranje pjene dodavanjem sredstava protiv pjene, dok hidraulično otpjenjenje eliminira pjenu prskanjem vode na ključnim lokacijama kao što su šahtovi i instalacijske rupe.

Biohemijski proces stvara značajnu količinu toplote, podižući temperaturu reaktora i ometajući rad sistema. Zbog toga je implementiran sistem hlađenja koji koristi rashladni toranj za dovod rashladne vode u biohemijske rezervoare preko izmenjivača toplote. Ovaj jedinstveni sistem hlađenja hladi oba rezervoara za nitrifikaciju. Automatski kontrolni sistem biohemijskog sistema prvenstveno se sastoji od različitih senzora, ulazno/izlaznih modula i PLC-a. Sistem za praćenje dovodne vode uglavnom prati brzinu protoka, provodljivost i pH. Biohemijski rezervoari prvenstveno prate pH, rastvoreni kiseonik, temperaturu i nivo tečnosti. Analiza ovih parametara kontroliše brzinu aeracije, brzinu ispuštanja mulja i vreme rada ultrafiltracije (UF) kako bi se stvorilo pogodno okruženje za mikroorganizme.

UF sistem uzima vodu iz rezervoara za nitrifikaciju za separaciju mulj-vode. Koncentrovana mješavina mulja-vode se zatim vraća u odjeljak za denitrifikaciju kao unutrašnji refluks.

Biohemijski sistem dnevno ispusti oko 12 tona mulja, sa projektovanim sadržajem vlage od 98,5%. Zbog niske koncentracije mulja, u sistem za gravitaciono zgušnjavanje ispuštenog mulja uključen je i rezervoar za zgušnjavanje mulja. Zgusnuti mulj se zatim pumpa u centrifugalnu mašinu za odvodnjavanje. Nakon centrifugiranja, devodirani filtrat se pumpa natrag u biohemijski sistem radi daljeg tretmana. Kolač mulja, sa sadržajem vlage ispod 80%, šalje se na deponiju za odlaganje.

Ovaj sistem ultrafiltracije koristi eksterni cevasti ultrafiltracijski sistem. Voda se crpi iz rezervoara za nitrifikaciju. UF ulazna pumpa distribuira miješanu tečnost iz biohemijskog rezervoara u UF petlju. Maksimalni tlak ultrafiltracije je 6 bara. Mješavina mulja-vode se pumpa u cijevni membranski modul preko cirkulacione pumpe. Pod razlikom pritiska kroz membranu, tečna faza prodire kroz membranu, formirajući permeat, čime se postiže odvajanje mulja-vode. Mulj se vraća u biohemijski rezervoar kako bi se tamo povećala koncentracija mulja, dok se istovremeno postiže unutrašnja recirkulacija tečnosti za nitrifikaciju. Dio mulja se kao višak mulja ispušta u rezervoar za zgušnjavanje mulja. Permeat se ispušta u ultrafiltracijski rezervoar čiste vode i ulazi u sljedeći proces obrade.

U poređenju sa tradicionalnim procesima biološkog tretmana, mikrobne ćelije se odvajaju od efluenta putem visoko{0}}efikasnog ultrafiltracionog sistema, osiguravajući da se čestice veće od 0,02 µm, mikroorganizmi i suspendirane čvrste tvari povezane s COD-bezbedno zadržavaju u sistemu. Time se postiže istinsko razdvajanje hidrauličkog vremena zadržavanja i vremena zadržavanja mulja. Kontrolom starosti mulja postiže se cilj uzgoja velikog broja nitrifikujućih bakterija, čime se značajno poboljšava brzina uklanjanja amonijačnog dušika. Efluent ultrafiltracije je sterilan, bez čvrstih materija i bez biološki aktivnih supstanci. Koncentracija mulja se održava kontinuiranim refluksom u unakrsnom -ultrafiltracijom.

Sistem ultrafiltracije ima jednu petlju, sa četiri membranske cijevi u svakoj petlji. Zasebna cirkulaciona pumpa obezbeđuje potrebnu brzinu protoka duž unutrašnjeg zida membranskih cevi, stvarajući turbulenciju, stvarajući veliki tok filtracije i sprečavajući začepljenje.

Membranske cijevi također zahtijevaju ispiranje i čišćenje nakon perioda rada, što se postiže pumpom za čišćenje koristeći rezervoar za čišćenje koji sadrži čistu vodu ili bistru tekućinu. Svaka petlja se može ispirati, čistiti ili održavati dok druge petlje rade. Automatski ventil za kontrolu komprimovanog vazduha može istovremeno da prekine dovod, a mulj koji je ostao u cevima se prenosi u rezervoar za biološki tretman vodom za ispiranje.

CIP je ravnomjeran-proces. Tokom kasnijih faza čišćenja, ventili se otvaraju prema programu, omogućavajući vodu za čišćenje da cirkuliše u membranskim petljama i vraća se u rezervoar za čišćenje dok se ne postigne temeljno čišćenje. Ako je potrebno, mala količina sredstva za čišćenje membrane može se dodati u rezervoar za čišćenje tokom kasnijih faza čišćenja.

Iako je većina organskih materija i azotnih zagađivača iz MBR efluenta uklonjena, nivoi su još uvijek daleko od ispunjavanja standarda za ispuštanje. Voda još uvijek sadrži veliku količinu organske tvari, jona koji se ljušte i drugih zagađivača, što predstavlja značajan rizik za stabilan rad naknadne opreme za membransko odvajanje. Zbog strogih standarda pražnjenja i zahtjeva novih standarda za ukupni dušik, membranski sistem mora imati visoku stopu odbijanja nitrata, itd. Ovaj dizajn koristi DTRO (Sistem membrane za reverznu osmozu s diskom) sa jakim sposobnostima protiv zarastanja i visokim stopama oporavka. Procedne vode sa deponije imaju složen sastav, sadrže različite slabo rastvorljive soli kao što su kalcijum, magnezijum, barijum i silicijum. Ove teško rastvorljive neorganske soli su visoko koncentrisane nakon ulaska u sistem reverzne osmoze. Kada njihova koncentracija premaši njihovu rastvorljivost pod određenim uslovima, na površini membrane će se pojaviti kamenac. Podešavanje pH sirove vode efikasno sprečava stvaranje kamenca od karbonatnih neorganskih soli; stoga se pH sirove vode mora podesiti prije ulaska u sistem reverzne osmoze.

MBR efluent se pumpa u DTRO membransku kolonu preko DTRO napojne pumpe. Istovremeno se dodaje kiselina iz rezervoara za skladištenje kiseline da se podesi pH i refluksira se radi mešanja, postižući pH ravnotežu. Linija za napajanje DTRO sistema je opremljena pH senzorom. PLC određuje pH sirove vode i automatski podešava frekvenciju pumpe za doziranje kako bi regulisao dodavanje kiseline, na kraju osiguravajući da pH sirove otopine prije ulaska u sistem reverzne osmoze dostigne 6,1–6,5. Sirova voda podešena pH- se pumpa u DTRO membransku kolonu. DTRO sistem se sastoji od jednog seta, svaki opremljen sa dva filtera za sigurnosne vrećice. Senzori pritiska i na ulazu i na izlazu svakog filtera sigurnosne vrećice automatski detektuju diferencijalni pritisak. Kada diferencijalni pritisak pređe određeni prag, sistem traži zamenu filter vrećice. Dva filtera za sigurnosne vrećice rade paralelno, što omogućava zamjenu filter vrećice na mreži. Sigurnosni filter ima tačnost filtracije od 50 μm, pružajući konačnu zaštitnu barijeru za membranu. Sirova voda koja prolazi kroz filter sigurnosne vrećice direktno ulazi u-pumpu klipa visokog pritiska. Efluent, pod pritiskom pumpe visokog{15}}pritiska, ulazi u DTRO membransku kolonu. Prvi membranski stepen se direktno napaja vodom pomoću pumpe visokog{17}}pritiska. Svaka membranska faza je opremljena cirkulacijskom pumpom na mreži, koja vraća dio koncentrata iz izlaza membrane na ulaz online pumpe kako bi se osigurala dovoljna brzina protoka i brzina na površini membrane, sprječavajući zaprljanje membrane.

Membranski efluent se dijeli na koncentrat i permeat. Ventil za regulaciju tlaka na kraju koncentrata kontrolira tlak unutar membranskog modula kako bi se postigla potrebna stopa povrata pročišćene vode. Koncentrat se ispušta u rezervoar koncentrata radi dalje obrade. Permeat ulazi u rezervoar čiste vode kako bi zadovoljio svoje potrebe za čišćenjem. Višak vode se ispušta u rezervoar za izjednačavanje efluenta, a zatim se pumpa u prijemno vodno tijelo. Stopa oporavka sistema je 80%.

Sistem reverzne osmoze je sistem reverzne osmoze srednjeg{0}}pritiska koji koristi membrane za reverznu osmozu sa disk cijevi. Prosječni radni pritisak membrane za reverznu osmozu sa disk cijevi je 30-70 bara, sa maksimalnim ograničenjem pritiska od 70 bara za reverznu osmozu srednjeg{5}}pritiska. Pošto je napojna voda ultrafiltraciona bistrena tečnost, prinos bistrene tečnosti može dostići 80%. DTRO sistem ima jednu jedinicu, sa ukupno 70 membranskih kolona sa membranom sa disk cijevi i ukupnom površinom membrane od 658,3 m².

DTRO jedinica je opremljena sledećim pomoćnim sadržajima:

⑴ CIP (Clean-In-Place) sistem: CIP sistem se koristi za ispiranje, čišćenje vodom i hemijsko čišćenje jedinice za reverznu osmozu.

⑵ Sistem za doziranje kiseline: Da bi se spriječilo stvaranje neorganskog kamenca tokom rada reverzne osmoze, instaliran je sistem za doziranje kiseline za podešavanje pH vrijednosti napojne vode sistema reverzne osmoze.

⑶ Sistem za doziranje protiv skalanta: Sistem za doziranje protiv skalanta se takođe koristi za sprečavanje stvaranja neorganskog kamenca tokom rada reverzne osmoze.

Budući da je procjedna voda prethodno obrađena korištenjem potpuno biološkog membranskog bioreaktora za denitrifikaciju, efluent ultrafiltracije ne sadrži suspendirane krute tvari i biorazgradivu organsku materiju. Time se u velikoj mjeri izbjegava stvaranje neorganskih i organskih nečistoća na membrani reverzne osmoze, čime se smanjuje učestalost čišćenja membrane reverzne osmoze i omogućava da sistem reverzne osmoze radi pod relativno niskim pritiskom, produžavajući vijek trajanja membrane reverzne osmoze.