MBBR vs. CAS: definitívne zúčtovanie modernej čistenia odpadových vôd

Zavedenie

Ako naše mestá rastú a environmentálne predpisy sa sprísnia, výber systému čistenia odpadových vôd nie je iba technickým rozhodnutím - je to hospodársky a logistický imperatív . Zariadenia sa dnes musia vyrovnať s vyvážením vysokoúčinného odstraňovania kontaminantov, obmedzeným fyzickým priestaleboom, eskalujúcimi nákladmi na energiu a potrebou prevádzkovej jednoduchosti.

Po celé desaťročia bolo nespaleboným šampiónom veľkého čistenia odpadových vôd Konvenčný aktivovaný kal (CAS) Proces - spoľahlivý pracovný kôň. V posledných rokoch sa však na významnosť zvýšila vysoko efektívny uchádzač o záchranu vesmíru: Pohybujúci sa biofilmový reaktalebo (MBBR) .

MBBR predstavuje Vysokoúčinná budúcnosť úspory vesmíru , zatiaľ čo CAS zostáva Vyskúšaný pracovný kôň .

Čo je MBBR?

Definovanie inovátora

MBBR, alebo Pohybový biofilmový reaktor , je pokročilá, vysokorýchlostná technológia čistenia biologických odpadových vôd. Jeho primárnym cieľom je použiť koncept chráneného, ​​hustého biologického filmu na maximalizáciu kapacity liečby v rámci minimálneho objemu.

MBBR dosahuje túto účinnosť využitím špecializovaných, malých plastových kusov - známe ako nosič biofilmu or médium —Ta sú navrhnuté tak, aby sa voľne vznášali a cirkulovali v prevzdušňovacej nádrži.

Nosič biofilmu or médium pitcure:

Proces MBBR: Výhoda biofilmu

Myslite na nosiče biofilmu ako na mikro-hotely pre prospešné baktérie . Títo nosiči sú skonštruovaní s veľmi vysokým pomerom plochy k objemu a ponúka chránené a ideálne prostredie pre mikrobiálne kolónie ( biofilm ) prosperovať a rásť.

1. Inštalácia médií: Tisíce týchto malých nosičov (často v tvare kolies alebo malých hviezd) sa pridávajú do prevzdušňovacej nádrže, zvyčajne sa naplnia medzi 50% a 70% objemu nádrže.

2. Prevzdušnenie a miešanie: Vzduch dodávaný z dúchadiel slúži na dvojaký účel: poskytuje kyslík potrebný na to, aby baktérie konzumovali organické znečisťujúce látky (BSK a amoniak) a vytvára turbulentné miešanie potrebné na udržanie cirkulácie nosičov v celej nádrži.

3. Liečba: Keď odpadová voda prechádza nádržou, znečisťujúce látky sa difundujú do vrstvy biofilmu na nosičoch, kde sú metabolizované baktériami. Pretože biomasa je fyzicky pripojená k nosičom, systém je menej náchylný k vymytie biomasy ako tradičné metódy.

4. Oddelenie: Sito alebo obrazovka na výstupe reaktora si zachováva médium v ​​nádrži, čo umožňuje iba ošetrenej vode a tuhé látky, aby prešli konečným objasnením alebo k kroku filtrácie.

Výhody MBBR:

• Malá stopa: Toto je najvýznamnejší predajný bod. Pretože koncentrácia biofilmu na nosičoch je extrémne vysoká, MBBR môže dosiahnuť rovnakú úroveň liečby ako CAS v reaktore, ktorý je často 50% menšie , vďaka čomu je ideálny pre mestské oblasti alebo miesta s obmedzenou pôdou.

• Odolnosť proti nárazovým zaťažením: Chránená povaha biofilmu poskytuje a šupinatý štít proti náhlym hrotom pri koncentrácii znečisťujúcich látok alebo prietokom, čím sa zabezpečí oveľa rýchlejšie zotavenie ako CAS.

• Jednoduchá prevádzka: Na rozdiel od CAS nie je potrebné monitorovať a riadiť pomer citlivého návratového aktivovaného kalu (RAS). Systém vyžaduje menej „stráženia“, pretože biofilm riadi svoj vlastný rast a šlava.

• Vysoká účinnosť liečby: Vynikajúce na nitrifikáciu (odstránenie dusíka), pretože dlhé Čas na udržanie pevných látok (SRT) chráneného biofilmu umožňuje prosperovať pomaly rastúce nitrifikačné baktérie.

Nevýhody MBBR:

• Náklady na dopravcu: Počiatočný nákup a inštalácia špecializovaných plastových nosičov predstavuje významný vopred kapitálové výdavky .

• Médiové opotrebenie a slza: V priebehu času môžu médiá zažiť menšie opotrebenie, aj keď moderné návrhy to minimalizujú. Je potrebné robustné obrazovky, aby sa zabránilo strate nosiča zo systému.

• Potenciál upchatia: Zatiaľ čo zriedkavé, zle navrhnuté prevzdušňovacie alebo hrubé skríning môžu viesť k zhlukovaniu médií, čo potenciálne zníži účinnosť liečby.

Čo je CAS?

Definovanie pracovného koňa

Konvenčný aktivovaný kal (CAS) je najstarší, najbežnejší a pravdepodobne najspoľahlivejší proces čistenia biologických odpadov, ktorý sa používa na celom svete. Je to zlatý štaard, podľa ktorého sa meria väčšina nových technológií. Na rozdiel od MBBR sa CAS spolieha výlučne na udržiavanie a vločká biomasa - Jemná zmes vody a suspendovaných mikrób - na dosiahnutie ošetrenia.

Proces CAS: Model mixéra

CAS je jednoduchý, efektívny modelka mixéra To vytvára perfektné podmienky na to, aby mikroorganizmy jedli znečisťujúce látky, a potom tieto mikroorganizmy oddeľuje od čistej vody.

1. Prevzdušňovacia nádrž (miešanie): Surová odpadová voda je zmiešaná vo veľkej nádrži s aktivovaný kal (Koncentrovaná mikrobiálna hmota). Vzduch je agresívne čerpaný do nádrže a poskytuje potrebný kyslík pre mikróby na metabolizáciu Čestný (Biochemický dopyt po kyslíku) a ďalšie kontaminanty.

2. Čistifikátor (usadenie): Zmiešaný likér tečie do veľkého, pokojného Nádrž na sekundárne usadzovanie (čistiteľ) . Tu mikróby (kaly) flokulovú (zhluku) a usadzujú sa v dôsledku gravitácie a zanechávajú za sebou čistú upravenú vodu.

3. Recyklácia kalov (jadro kontroly): Usadený kal je rozhodujúci. Časť sa neustále čerpá späť do prevzdušňovacej nádrže - to je Návrat aktivovaný kal (RAS) . Táto recyklácia zaisťuje vysokú koncentráciu aktívnych hladných mikróbov, ktoré sú vždy k dispozícii na liečbu prichádzajúceho toku. Prebytočný kal je odstránený a odoslaný na likvidáciu.

Účinnosť CAS sa vo veľkej miere spolieha na presné udržiavanie Kalový vek and Pomer f/m (pomer potravín k mikroorganizmu) , robí z neho vysoko citlivý prevádzkový proces.

Výhody CAS:

• Dobre zavedená technológia: Desaťročia prevádzkových skúseností znamená, že proces je všeobecne pochopený a väčšina operátorov je veľmi oboznámená s jeho monitorovacími a kontrolnou požiadavkami.

• Relatívne nízke kapitálové náklady: Pretože sa spolieha na základné betónové nádrže a ľahko dostupné prevzdušňovacie zariadenia, počiatočné výstavné náklady pre základný reaktor CAS sú často znížiť ako MBBR, ktorý vyžaduje špecializovaných nosičov.

• Dobré odstránenie Bod a TSS: Pri prevádzke za optimálnych podmienok poskytuje CAS vysoko účinné odstránenie organického uhlíka a suspendovaných tuhých látok.

• Flexibilita pri odstraňovaní živín: CAS sa dá ľahko modifikovať (napr. Pridanie anaeróbnych alebo anoxických zón) na dosiahnutie prísneho Odstraňovanie dusíka a fosforu požiadavky.

Nevýhody CAS:

• Veľká stopa: CAS vyžaduje podstatne viac priestoru ako MBBR kvôli potrebe veľkej prevzdušňovacej nádrže na udržanie dostatočnej mikrobiálnej koncentrácie a kriticky veľmi veľké sekundárny čistiteľ zabezpečiť správne usadenie kalov.

• Citlivé na nárazové zaťaženie: Toto je jeho hlavná slabosť. Náhle toxický výtok, zmena teploty alebo hydraulický nárast môže „Vymyť“ Krehký aktivovaný kalový vlok, ktorý vedie k zlému usadeniu, strate biomasy a dobu zotavenia, ktoré sa môžu tiahnuť od dní do týždňov.

• Výroba a riadenie kalov: CAS produkuje veľký objem prebytočného kalu, ktorý musí byť odvodnený, ošetrený a zlikvidovaný. To predstavuje hlavnú časť prevádzkových nákladov.

• Vyžaduje kvalifikovaných operátorov: Tento proces je veľmi citlivý na kvalita kalu . Vyžaduje neustále monitorovanie a sofistikovanú kontrolu RAS, miery strácania a pomer F/M skúsenými personálmi.

MBBR vs. CAS: Kľúčové rozdiely

Zatiaľ čo MBBR aj CAS účinne čistia vodu, ich základné mechanizmy vedú k dramatickým rozdielom vo výkone, stope a nákladoch. To je miesto, kde sa výber medzi týmito dvoma technológiami stáva krištáľovo jasným na základe vašich priority projektu.

Prevádzková zložitosť: Menej „stráženia“ v porovnaní s konštantnou kontrolou

Rozdiel v prevádzkovej zložitosti je jedným z najpútavejších dôvodov na výber MBBR, najmä pre menšie rastliny alebo pre tých, ktorí majú menej kvalifikovaných operátorov.

• CAS vyžaduje presnosť: CAS je živý systém, ktorý vyžaduje neustále monitorovanie Index objemu kalu (SVI) , Zmiešané látky suspendované tuhé látky (MLS) a presné Návrat aktivovaný kal (RAS) Miera čerpania na udržanie zdravého vločka a správne usadzovanie. Je to delikátny akt vyváženia.

• MBBR zjednodušuje život: V systéme MBBR je biologická hmota fyzicky pripevnená pre nosičov. Jednoducho zvládnete prevzdušnenie pre miešanie a zásobovanie kyslíkom. Systém je oveľa viac odpustený, dramaticky Zníženie potreby denného, ​​komplexného riadenia kalov . To má za následok nižšie náklady na pracovnú silu a menej technických odborných znalostí potrebných na mieste.

Pôdna rovnica: stopa vs. kapitál

Pri výpočte konečných nákladov sa musíte pozrieť nad rámec počiatočnej kúpnej ceny:

1. Ak je pôda drahá alebo nedostupná (napr. Mestská dodatočná dodatok): Náklady na dopravcov pre MBBR sú rýchlo odôvodnené vyhnúť sa nákladom na získanie pôdy alebo nemožnosť vybudovať veľké tanky CAS.

2. Ak je pôda lacná a hojná (napr. Vidiecka obec): Nižšie kapitálové náklady na tanky CAS z neho často robia preferovanú finančnú voľbu, ak je tok odpadových vôd stabilný.

Aplikácie MBBR a CAS

Vhodnosť MBBR verzus CAS často určuje životné prostredie, povaha odpadovej vody a dlhodobé ciele projektu. Tu je rozpis toho, kde každá technológia skutočne svieti.

Vhodné aplikácie pre MBBR (záchranca priestoru a riešiteľ problémov)

MBBR je umiestnený ako ideálne riešenie, keď obmedzenia-či už ide o fyzické, logistické alebo súvisiace s výkonom-sprostredkujú rozsah projektu.

• Dodatočné vybavenie existujúcich rastlín: Toto je pravdepodobne najbežnejšia a najdôležitejšia aplikácia pre MBBR. Existujúca, preťažená rastlina CAS môže dramaticky zvýšiť svoju kapacitu a výkon (najmä na nitrifikáciu) jednoduchým pridaním dopravcov do existujúcej prevzdušňovacej kotliny. Tým sa zabráni obrovským nákladom a narušeniu novej výstavby nádrží (často sa označuje ako Ifas -Integrovaný kal aktivovaný s pevným filmom, keď je v kombinácii s aktivovaným kalom).

• Čistenie priemyselnej odpadovej vody: Odvetvia majú často vysoko variabilné toky, kolísajúce chemické zloženia a odpadovú vodu, ktoré môžu byť toxické pre citlivé suspendované kaly. MBBR odolnosť voči šokom Robí z neho výber pre sektory, ako sú potraviny a nápoje, buničina a papier a chemická výroba.

• Malé spoločenstvá a decentralizované systémy: Pre malé mestá, letoviská alebo vzdialené ťažobné miesta sú jednoduché operácie a kompaktná povaha MBBR obrovským majetkom. Vyžadujú menej pôdy a menej zložitú dennú prevádzkovú prácu ako zariadenie CAS.

• Predbežné ošetrenie alebo zvýšenie kapacity: MBBR sa často používa ako robustná prvá fáza na zvládnutie väčšiny odstraňovania BOD, čo ponecháva menej náročnú úlohu pre konečný leštenie (MBBR je perfektný prekurzor pre denitrifikácia ).

Vhodné aplikácie pre CAS (Spoľahlivý pracovný kôň)

CAS zostáva dominantnou voľbou, keď sú spoľahlivosť, nízke počiatočné náklady a konvenčné riadenie prioritami.

• Veľké mestské čistiarne odpadových vôd: V hlavných metropolitných oblastiach s veľkými, stabilnými, veľkoobjemovými tokmi a kde bola krajina historicky zabezpečená, je CAS stále štandardom. Ten znížiť initial capital expenditure A známosť riadenia procesov z neho robí bezpečnejšiu a dobre vyriešenú možnosť.

• Kde dostupnosť pôdy nie je obmedzením: Ak rastlina dokáže ľahko rozšíriť svoju stopu (napr. Vo vidieckych alebo rozľahlých priemyselných parkoch), ekonomická výhoda nižších počiatočných nákladov na zostavenie CAS často prevažuje nad prevádzkovou účinnosťou MBBR.

• Špecifické požiadavky na odstránenie živín: Zatiaľ čo MBBR je vynikajúci na nitrifikáciu, zložité viacstupňové varianty CAS (napríklad $\text{Ac/o}$ or $\text{A2o}$ proces) sa často implementuje, keď je priorita prísna, vyhradená Odstránenie biologického fosforu a celková kontrola živín. Pevná prevádzková kontrola CAS sa niekedy môže venovať týmto špecifickým úpravám.