Vrste medija za pročišćavanje otpadnih voda: praktični vodič za odabir za kupce inženjera

Mediji za pročišćavanje otpadnih voda su materijali ili projektirane strukture postavljene unutar jedinica za pročišćavanje kako bi se podržao biološki rast, poboljšalo odvajanje krutih tvari, filtrirale suspendirane čestice, adsorbirale otopljene kontaminante, izmijenile ione ili odvojile vodu kroz membrane.

Međutim, izraz "mediji za liječenje" pokriva nekoliko fundamentalno različitih tehnologija. MBBR nosači, cijevni taložnici, aktivni ugljen, pješčani filteri, smole za ionsku izmjenu i MBR membrane ne bi se trebali tretirati kao međusobno zamjenjivi proizvodi. Svaki radi preko različitog mehanizma i mora se odabrati prema karakteristikama otpadne vode, cilju obrade, konfiguraciji reaktora, radnim uvjetima i potrebnoj kvaliteti efluenta.

U Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd., radimo s izvođačima radova na pročišćavanju otpadnih voda, vlasnicima postrojenja, proizvođačima opreme, distributerima i inženjerskim tvrtkama. Na temelju ove perspektive industrije, ovaj vodič objašnjava glavne vrste medija za pročišćavanje otpadnih voda i informacije koje bi kupci trebali procijeniti prije naručivanja.

Brza klasifikacija medija za pročišćavanje otpadnih voda

1. Biofilmski reaktorski medij s pokretnim slojem

Reaktorski medij s pokretnim slojem biofilma, koji se obično naziva MBBR medij, su projektirani plastični nosači koji se slobodno kreću unutar prozračenog ili mehanički miješanog bioreaktora. Mikroorganizmi se pričvršćuju na zaštićene površine nosača i stvaraju aktivni biofilm.

MBBR mediji se obično koriste za smanjenje organskog opterećenja, podržavanje nitrifikacije, pomoć denitrifikaciji i povećanje kapaciteta biološke obrade bez izgradnje znatno većeg spremnika. Također se koriste u integriranim sustavima aktivnog mulja s fiksnim filmom, poznatim kao IFAS, gdje suspendirani aktivni mulj i pričvršćeni biofilm rade u istom reaktoru.

Što bi kupci trebali ocijeniti

• Zaštićena površina: Kupci trebaju razlikovati ukupnu geometrijsku površinu od površine koja je učinkovito zaštićena od prekomjerne abrazije.
• Dimenzije nosača: Promjer, visina, struktura otvora i unutarnja geometrija utječu na kretanje, zadržavanje biofilma i odabir zaslona.
• Materijal: HDPE se široko koristi jer njegova gustoća može omogućiti nosačima da ostanu suspendirani pod odgovarajućim uvjetima miješanja.
• Gustoća medija: Gustoću treba procijeniti zajedno s gustoćom otpadne vode, rastom biofilma i intenzitetom prozračivanja.
• Omjer punjenja: Potreban volumen ovisi o opterećenju tretmana, dizajnu reaktora i dopuštenom punjenju medija, a ne samo o volumenu spremnika.
• Mehanička stabilnost: Nosači moraju izdržati dugotrajne sudare, prozračivanje i kontinuiranu cirkulaciju.
• Sustav zadržavanja: Potrebni su ispravni izlazni zasloni kako bi se spriječio gubitak medija uz održavanje hidrauličkog protoka.

Veća objavljena brojka površine ne znači automatski bolju izvedbu. Kupci inženjeringa trebali bi zatražiti definiciju navedenog područja, prateće metode ispitivanja, tolerancije dimenzija, podatke o materijalu, količinu po kubičnom metru i reference projekta pod usporedivim uvjetima otpadnih voda.

2. Fiksirani biofilm i strukturirani biološki mediji

Fiksni medij s biofilmom ostaje nepomičan unutar reaktora, kapajućeg filtra, potopljenog prozračnog filtra, anaerobnog filtra ili biološkog sustava za kontrolu mirisa. Uobičajeni oblici uključuju strukturirane listove medija, saćaste blokove, module s poprečnim protokom, medije s okomitim protokom, nasumično plastično pakiranje, bio kuglice i porozne blokove.

Za razliku od pokretnih nosača, fiksni mediji zahtijevaju prolaz otpadne vode i zraka kroz ili oko nepokretne strukture. Njihov učinak stoga uvelike ovisi o hidrauličkoj distribuciji, distribuciji zraka, praznom prostoru, dostupnosti površine i otpornosti na začepljenje.

Kada fiksni mediji mogu biti prikladni

• Protočni filtri s kontroliranom raspodjelom dotoka
• Potopljeni aerobni biofilteri
• Anaerobni biofilm reaktori
• Industrijske otpadne vode sa stabilnim hidrauličkim uvjetima
• Biodrickling filtri za obradu mirisa i plinova
• Akvakultura i sustavi optočne vode

Za otpadnu vodu koja sadrži visoke razine vlakana, masti, taloženih krutih tvari ili biološkog mulja, kupci bi trebali obratiti posebnu pozornost na širinu kanala i rizik od začepljenja. Medijska struktura s vrlo visokom nominalnom površinom može raditi loše ako krutine brzo blokiraju njezine korisne prolaze.

3. Cijevni taložnik i lamelni taložni medij

Medij za taloženje u cijevima nije nositelj biološke obrade. Oni su mediji za bistrenje koji se koriste za poboljšanje gravitacijske separacije. Njihovi nagnuti kanali smanjuju okomitu udaljenost na koju se čestica mora slegnuti prije nego što dosegne površinu. Taložene krute tvari tada se kreću prema dolje dok pročišćena voda putuje prema gore kroz modul.

Cijevni taložnici obično se ugrađuju u gradske i industrijske taložnike, jedinice za taloženje pitke vode, spremnike za kemijsko taloženje, sekundarne taložnike i projekte nadogradnje postrojenja. Oni mogu povećati efektivnu površinu taloženja unutar postojećeg spremnika, ali ne mogu kompenzirati lošu koagulaciju, neprikladno hidrauličko opterećenje ili neučinkovito uklanjanje mulja.

Važni parametri nabave

• Materijal, obično PP ili PVC za mnoge primjene
• Dimenzije modula i raspored ugradnje
• Kut nagiba
• Oblik kanala i hidraulički promjer
• Vertikalna visina slijeganja
• Zahtjevi za debljinu lima i konstrukcijsku potporu
• Radna temperatura
• Kemijska i UV izloženost
• Dopuštena stopa površinskog opterećenja
• Pristup za čišćenje i održavanje

Kupci ne bi trebali birati cijevne taložnike samo po cijeni po kubnom metru. Tanki limovi, nedovoljno zavarivanje, nedosljedne dimenzije modula ili neadekvatan dizajn nosača mogu uzrokovati deformacije, srušene kanale i neravnomjernu distribuciju protoka.

4. Granulatni medij za filtriranje

Granulatni filtarski medij uklanja suspendirane čestice dok voda prolazi kroz nabijeni sloj. Uobičajeni materijali uključuju silikatni pijesak, antracit, granat, šljunak, zeolit ​​i keramičke granule. Pijesak, aktivni ugljen i granat su među vrstama medija koji su procijenjeni za komunalnu upotrebu u pročišćavanju vode u okviru relevantnih programa certificiranja.

Granularni medij može se rasporediti kao jednomedijski, dvomedijski ili multimedijski filtar. Tipičan multimedijski raspored može koristiti grubi antracit iznad finijeg pijeska, s gustim granatom i potpornim šljunkom ispod. Točna konfiguracija ovisi o raspodjeli veličine čestica, brzini filtracije, potrebnoj zamućenosti efluenta i dizajnu povratnog ispiranja.

Podaci o odabiru ključa

• Efektivna veličina
• Koeficijent ujednačenosti
• Specifična težina
• Tvrdoća i otpornost na habanje
• Topljivost u kiselini
• Dubina kreveta
• Brzina filtracije
• Zahtjevi za ekspanziju povratnog ispiranja
• Opterećenje kontaminantima i očekivano vrijeme rada

Granularna filtracija općenito se koristi za poliranje krutih tvari. Ne treba pretpostaviti uklanjanje svakog otopljenog onečišćivača. Kada su otopljeni organski tvari, metali, hranjive tvari ili soli glavna briga, možda će biti potrebna adsorpcija, ionska izmjena, reaktivni mediji ili membranski procesi.

5. Adsorpcijski mediji

Adsorpcijski mediji hvataju kontaminante na svojim unutarnjim ili vanjskim površinama. Granulirani aktivni ugljen naširoko se koristi za otopljene organske spojeve, boje, mirise i poliranje. Ostali proizvodi uključuju aktivni ugljen u prahu, aktivni aluminijev oksid, zeolit, željezni oksid, željezni hidroksid i specijalizirane adsorbente.

Prikladnost adsorbensa ovisi o ciljnom onečišćenju, koncentraciji, pH, konkurentskim ionima, organskoj tvari, vremenu kontakta i strategiji regeneracije ili zamjene.

Pitanja koja treba postaviti dobavljaču adsorpcijskih medija

• Koje je onečišćenje medij dizajniran za uklanjanje?
• Temelji li se navedeni kapacitet na čistoj laboratorijskoj vodi ili reprezentativnoj otpadnoj vodi?
• Koji pH raspon je potreban?
• Koje konkurentske tvari smanjuju kapacitet?
• Koje vrijeme kontakta u praznom krevetu se preporučuje?
• Mogu li se mediji regenerirati?
• Kako treba postupati s istrošenim medijima ili kako ih treba zbrinuti?
• Jesu li dostupna relevantna izvješća o ispitivanju sigurnosti i ispiranja?

Kupci bi trebali biti oprezni u vezi s jednom vrijednošću "apsorpcijskog kapaciteta" bez uvjeta ispitivanja. Kapacitet izmjeren korištenjem koncentrirane laboratorijske otopine možda neće predstavljati učinak u složenim industrijskim otpadnim vodama.

6. Medij za ionsku izmjenu

Mediji za ionsku izmjenu su sintetski ili mineralni materijali koji izmjenjuju odabrane ione s ionima u vodi. Uobičajene kategorije uključuju jako kiselu kationsku smolu, slabo kiselu kationsku smolu, jako baznu anionsku smolu, slabo baznu anionsku smolu, smolu miješanog sloja i smolu selektivnu prema kontaminantima.

Primjene mogu uključivati ​​smanjenje tvrdoće, demineralizaciju, uklanjanje nitrata, uklanjanje amonijaka i obnavljanje odabranih metala. Ionska izmjena je obično osjetljivija na ulazni sastav od osnovne filtracije čvrstih tvari. Suspendirane krutine, ulje, oksidansi i organsko onečišćenje mogu smanjiti učinkovitost smole.

Specifikacije nabave trebale bi identificirati vrstu smole, ionski oblik, raspon veličine čestica, kapacitet izmjene, sadržaj vlage, radni pH, ograničenje temperature, podatke o padu tlaka i zahtjeve za regeneraciju. Kupci također moraju procijeniti potrošnju kemikalija i upravljanje otpadom od regeneracije.

7. Reaktivni medij za liječenje

Reaktivni mediji uklanjaju zagađivače kemijskom reakcijom, taloženjem, redukcijom oksidacije ili biološki potpomognutom pretvorbom. Primjeri uključuju nula-valentno željezo, medije za denitrifikaciju na bazi sumpora, medije željezo-ugljik, vapnenac i medije koji vežu fosfor.

Za razliku od konvencionalnog mehaničkog filtra, reaktivni mediji se postupno troše, oblažu ili iscrpljuju. Njihov životni vijek ovisi o kemijskom sastavu, opterećenju onečišćenja, veličini čestica, hidrauličkom kontaktu i nusproizvodima reakcije.

Prije nabave, inženjeri bi trebali provesti ispitivanje na stolu ili pilot test kad god je kemijski sastav otpadnih voda složen. Dobavljač treba jasno navesti uvjete reakcije, očekivanu potrošnju medija, moguće promjene pH vrijednosti, razvoj pada pada i zahtjeve za odlaganje.

8. Membranski medij

Membranski procesi koriste selektivnu barijeru za odvajanje suspendiranih krutih tvari, mikroorganizama, koloida ili otopljenih tvari. Uobičajene kategorije uključuju mikrofiltraciju, ultrafiltraciju, membranske bioreaktorske membrane, nanofiltraciju i reverznu osmozu.

U MBR sustavu biološka obrada kombinirana je s membranskim odvajanjem. Membrana zamjenjuje ili nadopunjuje konvencionalno bistrenje i može proizvesti efluent niske zamućenosti pogodan za naprednu obradu ili ponovnu upotrebu, podložno kompletnom dizajnu procesa.

Čimbenici nabave MBR membrane

• Konfiguracija membrane: šuplja vlakna, ravna ploča ili cjevasta
• Materijal membrane i nominalna veličina pora
• Projektirani tok i vršni tok
• Transmembranski raspon tlaka
• Zahtjev za čišćenjem zraka
• Najveća koncentracija suspendiranih krutih tvari u miješanoj tekućini
• Kemikalije za čišćenje i dopuštene koncentracije
• Dimenzije modula i detalji povezivanja
• Očekivani oporavak propusnosti
• Dostupnost zamjene i tehnička podrška

MBBR i MBR ne treba brkati. MBBR koristi nosače za zadržavanje vezane biomase, dok MBR koristi membrane za fizičko odvajanje pročišćene vode od miješane tekućine. Neki projekti mogu kombinirati biološke nosače i odvajanje membrane, ali ta dva medija obavljaju različite funkcije.

Kako bi kupci inženjeringa trebali odabrati medije za pročišćavanje otpadnih voda

Vjerodostojan dobavljač ne bi trebao preporučiti medije samo na temelju imena industrije otpadnih voda. Dvije tvornice za preradu hrane, na primjer, mogu imati vrlo različite stope protoka, organska opterećenja, temperature, razine masnoće i zahtjeve za pražnjenjem.

Prije nego što zatraže ponudu, kupci trebaju pripremiti sljedeće podatke:

1. Izvor otpadnih voda: Gradska kanalizacija, prerada hrane, tekstilna, kemijska, farmaceutska, procjedna voda s deponija, akvakultura ili neki drugi izvor.
2. Tijek dizajna: Prosječni, vršni i minimalni protok u kubičnim metrima po danu ili kubičnim metrima po satu.
3. Utjecajni podaci: KPK, BPK, TSS, amonijačni dušik, ukupni dušik, ukupni fosfor, pH, temperatura i drugi relevantni zagađivači.
4. Potrebna otpadna voda: Regulatorno ograničenje ispuštanja, standard za ponovnu upotrebu ili zahtjev nizvodnog procesa.
5. Postojeći proces: Dimenzije spremnika, volumen reaktora, veličina taložnika, oprema za prozračivanje, recirkulacija i uređaj za rukovanje muljem.
6. Radni uvjeti: Kontinuirani ili povremeni protok, sezonske varijacije, izloženost kemikalijama i dostupnost operatera.
7. Cilj projekta: Proširenje kapaciteta, smanjenje energije, nitrifikacija, poliranje, smanjenje otiska ili poboljšanje usklađenosti.

Praktična matrica odabira medija

Kako ocijeniti dobavljača medija za pročišćavanje otpadnih voda

Za međunarodnu nabavu izgled proizvoda samo je prva razina ocjenjivanja. Kupci bi također trebali pregledati dobavljačevo inženjersko razumijevanje, dosljednost proizvodnje, dokumentaciju i sposobnost nakon prodaje.

• Zatražite nacrte s dimenzijama i jasno definirane tehničke podatke.
• Provjerite jesu li objavljene vrijednosti nominalne, minimalne ili ispitane vrijednosti.
• Zatražite informacije o sirovinama i postupcima kontrole serije.
• Pregledajte fizičke uzorke prije nego što odobrite skupnu narudžbu.
• Provjerite gustoću pakiranja, količinu pošiljke i zahtjeve za ugradnju.
• Zatražite relevantna izvješća o materijalu, mehaničkoj, kemijskoj otpornosti ili izvedbi.
• Usporedite reference iz sličnih otpadnih voda i radnih uvjeta.
• Pojasnite granice jamstva i potrebne radne uvjete.
• Potvrdite dostupnost zamjenskih modula i tehničkih uputa.

Za konstruirane medije kao što su MBBR nosači i cijevni taložnici, male razlike u dimenzijama, konzistenciji materijala i izradi modula mogu utjecati na hidrauličko ponašanje, zadržavanje biofilma, instalaciju i dugoročnu trajnost. Odluke o nabavi stoga bi trebale uzeti u obzir cjelokupnu prikladnost životnog ciklusa, a ne samo nabavnu cijenu.

Naša perspektiva u Hangzhou NIHAO

Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd. nudi proizvode i rješenja za pročišćavanje otpadnih voda za međunarodne inženjerske projekte i projekte nabave. Naša glavna područja proizvoda uključuju MBBR medije za biofiltere, medije za taloženje u cijevima, medije za biofiltere, MBR membrane, komponente za prozračivanje i odgovarajuću opremu za pročišćavanje otpadnih voda.

Naša uloga nije jednostavno dodijeliti model proizvoda iz kataloga. Za odgovornu preporuku prvo moramo razumjeti karakteristike utjecaja, cilj procesa, konfiguraciju spremnika, radno okruženje i potrebnu kvalitetu pražnjenja.

Ako je potrebna laboratorijska ili pilot validacija, treba je dovršiti prije kupnje u punom opsegu. Konačna dimenzionacija procesa i jamstva za performanse moraju se temeljiti na tehničkim izračunima specifičnim za projekt, reprezentativnim podacima o otpadnim vodama i međusobno dogovorenim projektnim uvjetima.

Često postavljana pitanja

Smatra li se svaki plastični otpadni proizvod biološkim medijem?

Ne. MBBR nosači i proizvodi s fiksnim biofilmom su biološki mediji jer podržavaju pričvršćene mikroorganizme. Cijevni taložnici su mediji za bistrenje, dok su difuzori komponente za prozračivanje, a ne mediji za tretman.

Može li medij za taloženje u epruveti zamijeniti biološki tretman?

Ne. Cijevni taložnici poboljšavaju odvajanje krutih tvari, ali ne zamjenjuju biološko KPK, BPK ili uklanjanje dušika. Obično se postavljaju u fazama bistrenja ili taloženja.

Čini li više površine MBBR medije uvijek boljim?

Ne. Upotrebljivo zaštićeno područje, kretanje nosača, debljina biofilma, prijenos kisika, uvjeti punjenja i dizajn reaktora važniji su od broja izolirane površine.

Može li jedan medij ukloniti KPK, dušik, fosfor, metale i soli?

Obično ne. Ovi zagađivači mogu zahtijevati niz tretmana koji kombinira biološke medije, bistrenje, filtraciju, adsorpciju, kemijsku obradu, ionsku izmjenu i membrane.

Koje su informacije potrebne za ponudu medija za otpadne vode?

Minimalno navedite izvor otpadne vode, dnevni i satni protok, analizu dotoka, potrebni efluent, dijagram procesa, dimenzije spremnika, radnu temperaturu i cilj projekta. Potpuniji podaci omogućuju pouzdaniju tehničku preporuku.

Zaključak

Medije za pročišćavanje otpadnih voda treba klasificirati prema mehanizmu pročišćavanja, a ne prema samom izgledu ili materijalu. Biološki nosači podržavaju mikroorganizme, cijevni taložnici poboljšavaju bistrenje, granularni filtri hvataju suspendirane tvari, adsorbenti zadržavaju otopljene kontaminante, mediji za ionsku izmjenu uklanjaju odabrane ione, reaktivni mediji stvaraju kemijske ili biološke reakcije, a membrane pružaju fizičku barijeru za odvajanje.

Za kupce strojarstva, ispravno pitanje nije samo: "Koji su mediji za pročišćavanje otpadnih voda dostupni?" Korisnije pitanje je: "Koji medij odgovara zagađivaču, fazi procesa, hidrauličkim uvjetima, radnoj sposobnosti i potrebnoj kvaliteti efluenta ovog projekta?"

Hangzhou NIHAO pozdravlja tehničke razgovore s izvođačima radova na pročišćavanju otpadnih voda, vlasnicima postrojenja, distributerima i proizvođačima opreme. Pružanje točnih podataka o projektu u fazi upita pomaže objema stranama da razviju praktičniji i provjerljiviji prijedlog za odabir medija.

Tehnička napomena: Gore navedene informacije služe kao opći vodič za nabavu i odabir procesa. Ne zamjenjuje dizajn procesa specifičan za projekt, pilot testiranje, lokalni regulatorni pregled ili inženjersko odobrenje.