Typy médií na čistenie odpadových vôd: Praktický sprievodca výberom pre zákazníkov v oblasti strojárstva

Médiá na čistenie odpadových vôd sú materiály alebo upravené konštrukcie umiestnené vo vnútri čistiarní na podporu biologického rastu, zlepšenie separácie pevných látok, filtrovanie suspendovaných častíc, adsorbovanie rozpustených kontaminantov, výmenných iónov alebo separáciu vody cez membrány.

Pojem „ošetrovacie médium“ však zahŕňa niekoľko zásadne odlišných technológií. Nosiče MBBR, usadzovače rúrok, aktívne uhlie, pieskové filtre, iónomeničové živice a membrány MBR by sa nemali považovať za vzájomne zameniteľné produkty. Každý z nich funguje prostredníctvom iného mechanizmu a musí byť vybraný podľa charakteristík odpadovej vody, cieľa čistenia, konfigurácie reaktora, prevádzkových podmienok a požadovanej kvality odpadovej vody.

V Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd. spolupracujeme s dodávateľmi čistenia odpadových vôd, vlastníkmi zariadení, výrobcami zariadení, distribútormi a strojárskymi spoločnosťami. Na základe tohto priemyselného hľadiska táto príručka vysvetľuje hlavné typy médií na čistenie odpadových vôd a informácie, ktoré by kupujúci mali vyhodnotiť pred zadaním objednávky.

Rýchla klasifikácia médií na čistenie odpadových vôd

1. Médium biofilmového reaktora s pohyblivým lôžkom

Médiá biofilmového reaktora s pohyblivým lôžkom, bežne nazývané médiá MBBR, sú skonštruované plastové nosiče, ktoré sa voľne pohybujú vo vnútri prevzdušňovaného alebo mechanicky zmiešaného bioreaktora. Mikroorganizmy sa prichytia na chránené povrchy nosičov a vytvárajú aktívny biofilm.

Médiá MBBR sa bežne používajú na znižovanie organickej záťaže, podporu nitrifikácie, napomáhanie denitrifikácii a zvyšovanie kapacity biologického čistenia bez toho, aby sa skonštruovala podstatne väčšia nádrž. Používajú sa aj v integrovaných systémoch aktivovaného kalu s pevnou vrstvou, známych ako IFAS, kde suspendovaný aktivovaný kal a pripojený biofilm fungujú v rovnakom reaktore.

Čo by mali hodnotiť kupujúci

• Chránený povrch: Kupujúci by mali rozlišovať medzi celkovou geometrickou plochou a plochou účinne chránenou pred nadmerným odieraním.
• Rozmery nosiča: Priemer, výška, otváracia štruktúra a vnútorná geometria ovplyvňujú pohyb, zachovanie biofilmu a výber obrazovky.
• Materiál: HDPE je široko používaný, pretože jeho hustota umožňuje, aby nosiče zostali suspendované za vhodných podmienok miešania.
• Hustota média: Hustota by sa mala hodnotiť spolu s hustotou odpadovej vody, rastom biofilmu a intenzitou prevzdušňovania.
• Pomer náplne: Požadovaný objem závisí od zaťaženia úpravy, konštrukcie reaktora a povolenej náplne média, nielen od objemu nádrže.
• Mechanická stabilita: Nosiče musia vydržať dlhodobé kolízie, prevzdušňovanie a nepretržitú cirkuláciu.
• Retenčný systém: Aby sa zabránilo strate média pri zachovaní hydraulického prietoku, sú potrebné vhodné výstupné sitá.

Vyšší publikovaný údaj o ploche neznamená automaticky lepší výkon. Nákupcovia technických zariadení by si mali vyžiadať definíciu uvedenej oblasti, podporné skúšobné metódy, rozmerové tolerancie, materiálové údaje, objemové množstvo na meter kubický a projektové referencie za porovnateľných podmienok odpadových vôd.

2. Pevný biofilm a štruktúrované biologické médiá

Pevné biofilmové médiá zostávajú nehybné vo vnútri reaktora, skvapkávacieho filtra, ponoreného prevzdušňovaného filtra, anaeróbneho filtra alebo biologického systému na kontrolu zápachu. Bežné formy zahŕňajú štruktúrované listové médiá, voštinové bloky, moduly s priečnym tokom, médiá s vertikálnym tokom, náhodné plastové obaly, bio gule a porézne bloky.

Na rozdiel od pohyblivých nosičov, pevné médiá vyžadujú odpadovú vodu a vzduch, aby prešli cez alebo okolo stacionárnej konštrukcie. Ich výkon preto vo veľkej miere závisí od hydraulického rozvodu, rozvodu vzduchu, prázdneho priestoru, povrchovej prístupnosti a odolnosti proti upchávaniu.

Kedy môžu byť vhodné pevné médiá

• Skvapkovacie filtre s riadenou distribúciou prítoku
• Ponorené aeróbne biofiltre
• Anaeróbne biofilmové reaktory
• Priemyselná odpadová voda so stabilnými hydraulickými podmienkami
• Biotrickling filtre na čistenie pachov a plynov
• Akvakultúra a systémy recirkulácie vody

Pri odpadových vodách s vysokým obsahom vlákien, mastnoty, vyzrážaných pevných látok alebo biologických kalov by kupujúci mali venovať osobitnú pozornosť šírke kanála a riziku upchatia. Štruktúra média s veľmi vysokou nominálnou povrchovou plochou môže fungovať zle, ak pevné látky rýchlo blokujú jej použiteľné priechody.

3. Usadzovač rúrok a médium na usadzovanie lamiel

Trubkové usadzovacie médiá nie sú nosičmi biologického čistenia. Sú to číriace médiá používané na zlepšenie gravitačnej separácie. Ich naklonené kanály zmenšujú vertikálnu vzdialenosť, ktorú musí častica usadiť pred dosiahnutím povrchu. Usadené pevné látky sa potom pohybujú nadol, zatiaľ čo vyčistená voda putuje modulom nahor.

Rúrkové usadzovače sa bežne inštalujú do komunálnych a priemyselných čističiek, sedimentačných jednotiek pitnej vody, nádrží na chemické zrážanie, sekundárnych čističiek a projektov modernizácie zariadení. Môžu zväčšiť efektívnu usadzovaciu plochu v rámci existujúcej nádrže, ale nedokážu kompenzovať zlú koaguláciu, nevhodné hydraulické zaťaženie alebo neúčinné odstraňovanie kalu.

Dôležité parametre obstarávania

• Materiál, bežne PP alebo PVC pre mnoho aplikácií
• Rozmery modulu a usporiadanie inštalácie
• Uhol sklonu
• Tvar kanála a hydraulický priemer
• Vertikálna výška usadzovania
• Požiadavky na hrúbku plechu a konštrukčnú podporu
• Prevádzková teplota
• Chemické a UV žiarenie
• Prípustná miera zaťaženia povrchu
• Prístup na čistenie a údržbu

Kupujúci by si nemali vyberať osadníkov rúr iba podľa ceny za meter kubický. Tenké plechy, nedostatočné zváranie, nekonzistentné rozmery modulov alebo nevhodná konštrukcia podpery môžu spôsobiť deformáciu, zborcené kanály a nerovnomerné rozloženie toku.

4. Granulované filtračné médium

Granulované filtračné médiá odstraňujú suspendované častice, keď voda prechádza cez náplň. Medzi bežné materiály patrí kremičitý piesok, antracit, granát, štrk, zeolit ​​a keramické granule. Piesok, aktívne uhlie a granát patria medzi typy médií hodnotené na použitie v komunálnej úprave vody v rámci príslušných certifikačných programov.

Granulované médiá môžu byť usporiadané ako jedno-, dvoj- alebo multimediálny filter. Typické multimediálne usporiadanie môže používať hrubý antracit nad jemnejším pieskom, s hustým granátom a podporným štrkom pod ním. Presná konfigurácia závisí od distribúcie veľkosti častíc, rýchlosti filtrácie, požadovanej turbidity odpadovej vody a konštrukcie spätného preplachovania.

Údaje o výbere kľúča

• Efektívna veľkosť
• Koeficient rovnomernosti
• Špecifická hmotnosť
• Tvrdosť a odolnosť proti oderu
• Rozpustnosť v kyselinách
• Hĺbka lôžka
• Rýchlosť filtrácie
• Požiadavky na expanziu spätného preplachu
• Zaťaženie kontaminantmi a predpokladaný čas chodu

Granulovaná filtrácia sa všeobecne používa na leštenie pevných látok. Nemalo by sa predpokladať, že sa odstráni každá rozpustená znečisťujúca látka. Ak sú hlavným problémom rozpustené organické látky, kovy, živiny alebo soli, môže byť potrebná adsorpcia, iónová výmena, reaktívne médiá alebo membránové procesy.

5. Adsorpčné médium

Adsorpčné médiá zachytávajú nečistoty na svojich vnútorných alebo vonkajších povrchoch. Granulované aktívne uhlie sa široko používa na rozpustené organické zlúčeniny, farby, vôňu a leštenie. Medzi ďalšie produkty patrí práškové aktívne uhlie, aktivovaný oxid hlinitý, zeolit, oxid železitý, hydroxid železitý a špecializované adsorbenty.

Vhodnosť adsorbentu závisí od cieľového kontaminantu, koncentrácie, pH, konkurenčných iónov, organickej hmoty, času kontaktu a stratégie regenerácie alebo výmeny.

Otázky na dodávateľa adsorpčných médií

• Ktorý kontaminant bol určený na odstránenie média?
• Je uvedená kapacita založená na čistej laboratórnej vode alebo reprezentatívnej odpadovej vode?
• Aký rozsah pH je potrebný?
• Ktoré konkurenčné látky znižujú kapacitu?
• Aký čas kontaktu s prázdnou posteľou sa odporúča?
• Môžu byť médiá regenerované?
• Ako by sa malo nakladať s vyčerpanými médiami alebo ako sa majú likvidovať?
• Sú k dispozícii príslušné správy o testoch bezpečnosti a vylúhovania?

Kupujúci by mali byť opatrní pri jedinej hodnote „adsorpčnej kapacity“ bez testovacích podmienok. Kapacita meraná pomocou koncentrovaného laboratórneho roztoku nemusí predstavovať výkon v zložitých priemyselných odpadových vodách.

6. Médium na výmenu iónov

Médiá na výmenu iónov sú syntetické alebo minerálne materiály, ktoré vymieňajú vybrané ióny s iónmi vo vode. Bežné kategórie zahŕňajú silne kyslé katiónové živice, slabo kyslé katiónové živice, silne zásadité aniónové živice, slabo zásadité aniónové živice, živice so zmiešaným lôžkom a živice selektívne voči kontaminantom.

Aplikácie môžu zahŕňať znižovanie tvrdosti, demineralizáciu, odstraňovanie dusičnanov, odstraňovanie amónia a získavanie vybraných kovov. Výmena iónov je zvyčajne citlivejšia na zloženie prítoku ako filtrácia základných pevných látok. Pevné látky, olej, oxidanty a organické nečistoty môžu znížiť výkon živice.

Špecifikácie obstarávania by mali identifikovať typ živice, iónovú formu, rozsah veľkosti častíc, kapacitu výmeny, obsah vlhkosti, prevádzkové pH, teplotný limit, údaje o poklese tlaku a požiadavky na regeneráciu. Kupujúci musia tiež vyhodnotiť spotrebu chemikálií a nakladanie s odpadom z regenerácie.

7. Reaktívne liečebné médiá

Reaktívne médiá odstraňujú znečisťujúce látky chemickou reakciou, zrážaním, oxidačno-redukčnou alebo biologicky asistovanou konverziou. Príklady zahŕňajú nulamocné železo, denitrifikačné médiá na báze síry, železo-uhlíkové médiá, vápenec a médiá viažuce fosfor.

Na rozdiel od bežného mechanického filtra sa reaktívne médiá postupne spotrebúvajú, poťahujú alebo vyčerpávajú. Ich životnosť závisí od chémie vtekajúcej vody, znečistenia, veľkosti častíc, hydraulického kontaktu a vedľajších produktov reakcie.

Pred obstarávaním by mali inžinieri vykonať skúšobné alebo pilotné testovanie vždy, keď je chémia odpadových vôd zložitá. Dodávateľ by mal jasne uviesť reakčné podmienky, očakávanú spotrebu média, možné zmeny pH, vývoj straty hlavy a požiadavky na likvidáciu.

8. Membránové médiá

Membránové procesy využívajú selektívnu bariéru na oddelenie suspendovaných pevných látok, mikroorganizmov, koloidov alebo rozpustených látok. Bežné kategórie zahŕňajú mikrofiltráciu, ultrafiltráciu, membrány membránových bioreaktorov, nanofiltráciu a reverznú osmózu.

V systéme MBR sa biologické čistenie kombinuje s membránovou separáciou. Membrána nahrádza alebo dopĺňa konvenčné čírenie a môže produkovať odpad s nízkym zákalom vhodný na pokročilé spracovanie alebo opätovné použitie, v závislosti od úplného návrhu procesu.

Faktory obstarávania membrány MBR

• Konfigurácia membrány: duté vlákno, plochá doska alebo rúrka
• Materiál membrány a nominálna veľkosť pórov
• Návrhový tok a špičkový tok
• Rozsah transmembránového tlaku
• Požiadavka na čistenie vzduchu
• Maximálna koncentrácia suspendovaných pevných látok v zmiešanom lúhu
• Čistiace chemikálie a prípustné koncentrácie
• Rozmery modulu a detaily pripojenia
• Očakávané obnovenie priepustnosti
• Dostupnosť výmeny a technická podpora

MBBR a MBR by sa nemali zamieňať. MBBR používa nosiče na zadržanie pripojenej biomasy, zatiaľ čo MBR používa membrány na fyzické oddelenie upravenej vody od zmiešaného lúhu. Niektoré projekty môžu kombinovať biologické nosiče a membránovú separáciu, ale tieto dve médiá plnia rôzne funkcie.

Ako by si mali kupujúci inžinierstva vybrať médium na čistenie odpadových vôd

Dôveryhodný dodávateľ by nemal odporúčať médiá len na základe názvu odvetvia odpadových vôd. Napríklad dve továrne na spracovanie potravín môžu mať veľmi rozdielne prietoky, organické zaťaženie, teploty, hladiny tuku a požiadavky na vypúšťanie.

Pred vyžiadaním cenovej ponuky by si kupujúci mali pripraviť nasledujúce informácie:

1. Zdroj odpadovej vody: Komunálne odpadové vody, potravinársky, textilný, chemický, farmaceutický, skládkový výluh, akvakultúra alebo iný zdroj.
2. Dizajnový tok: Priemerný, špičkový a minimálny prietok v kubických metroch za deň alebo kubických metroch za hodinu.
3. Údaje o vplyve: CHSK, BSK, TSS, amoniakálny dusík, celkový dusík, celkový fosfor, pH, teplota a iné relevantné znečisťujúce látky.
4. Požadovaný odpad: Regulačný limit vypúšťania, štandard opätovného použitia alebo požiadavka následného procesu.
5. Existujúci proces: Rozmery nádrže, objem reaktora, veľkosť čističky, prevzdušňovacie zariadenie, recirkulácia a usporiadanie kalu.
6. Prevádzkové podmienky: Nepretržitý alebo prerušovaný prietok, sezónne výkyvy, chemická expozícia a dostupnosť operátora.
7. Cieľ projektu: Rozšírenie kapacity, zníženie energie, nitrifikácia, leštenie, zníženie stopy alebo zlepšenie súladu.

Praktická matica výberu médií

Ako hodnotiť dodávateľa médií na čistenie odpadových vôd

Pre medzinárodné obstarávanie je vzhľad produktu len prvou úrovňou hodnotenia. Kupujúci by mali tiež preskúmať technické znalosti dodávateľa, konzistentnosť výroby, dokumentáciu a popredajné schopnosti.

• Vyžiadajte si rozmerové výkresy a jasne definované technické údaje.
• Potvrďte, či zverejnené hodnoty sú nominálne, minimálne alebo testované hodnoty.
• Požiadajte o informácie o surovinách a postupoch kontroly šarží.
• Pred schválením hromadnej objednávky skontrolujte fyzické vzorky.
• Overte hustotu balenia, objem zásielky a požiadavky na inštaláciu.
• Vyžiadajte si príslušné správy o materiáli, mechanickej, chemickej odolnosti alebo výkone.
• Porovnajte referencie z podobných odpadových vôd a prevádzkových podmienok.
• Ujasnite si záručné hranice a požadované prevádzkové podmienky.
• Potvrďte dostupnosť náhradných modulov a technické pokyny.

V prípade skonštruovaných médií, ako sú nosiče MBBR a usadzovače rúrok, môžu malé rozdiely v rozmeroch, konzistencii materiálu a výrobe modulov ovplyvniť hydraulické správanie, zadržiavanie biofilmu, inštaláciu a dlhodobú životnosť. Rozhodnutia o obstarávaní by preto mali brať do úvahy celkovú vhodnosť životného cyklu a nie samotnú kúpnu cenu.

Naša perspektíva v Hangzhou NIHAO

Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd. poskytuje produkty na čistenie odpadových vôd a riešenia pre medzinárodné inžinierske a obstarávacie projekty. Medzi naše hlavné produktové oblasti patria biofiltračné médiá MBBR, médiá na usadzovanie rúr, biofiltračné médiá, membrány MBR, prevzdušňovacie komponenty a súvisiace zariadenia na čistenie odpadových vôd.

Našou úlohou nie je len priradiť model produktu z katalógu. Pre zodpovedné odporúčanie musíme najprv pochopiť charakteristiky prítoku, cieľ procesu, konfiguráciu nádrže, prevádzkové prostredie a požadovanú kvalitu vypúšťania.

Ak je potrebné laboratórne alebo pilotné overenie, malo by sa vykonať pred nákupom v plnom rozsahu. Konečné dimenzovanie procesu a záruky výkonu musia vychádzať z technických výpočtov špecifických pre projekt, reprezentatívnych údajov o odpadových vodách a vzájomne dohodnutých podmienok návrhu.

Často kladené otázky

Je každý plastový produkt odpadovej vody považovaný za biologické médium?

No. MBBR nosiče a fixované biofilmové produkty sú biologické médiá, pretože podporujú prichytené mikroorganizmy. Rúrkové usadzovače sú číriacimi médiami, zatiaľ čo difúzory sú skôr prevzdušňovacie zložky než čistiace média.

Môžu médium na usadzovanie rúr nahradiť biologické čistenie?

Nie. Usadzovače rúr zlepšujú separáciu pevných látok, ale nenahrádzajú biologické odstraňovanie CHSK, BSK alebo dusíka. Bežne sa inštalujú vo fáze čírenia alebo sedimentácie.

Robí vždy väčšia plocha média MBBR lepšími?

Nie. Využiteľná chránená oblasť, pohyb nosiča, hrúbka biofilmu, prenos kyslíka, podmienky zaťaženia a konštrukcia reaktora sú dôležitejšie ako číslo izolovaného povrchu.

Môže jedno médium odstrániť CHSK, dusík, fosfor, kovy a soli?

Normálne nie. Tieto znečisťujúce látky môžu vyžadovať úpravu, ktorá kombinuje biologické médiá, čírenie, filtráciu, adsorpciu, chemické čistenie, iónovú výmenu a membrány.

Aké informácie sú potrebné pre cenovú ponuku média odpadových vôd?

Minimálne uveďte zdroj odpadovej vody, denný a hodinový prietok, analýzu prítoku, požadovaný odpad, schému procesu, rozmery nádrže, prevádzkovú teplotu a cieľ projektu. Úplnejšie údaje umožňujú spoľahlivejšie technické odporúčanie.

Záver

Médiá na čistenie odpadových vôd by sa mali klasifikovať skôr podľa mechanizmu úpravy než podľa samotného vzhľadu alebo materiálu. Biologické nosiče podporujú mikroorganizmy, rúrkové usadzovače zlepšujú čírenie, granulované filtre zachytávajú suspendované látky, adsorbenty zadržiavajú rozpustené kontaminanty, iónomeničové médiá odstraňujú vybrané ióny, reaktívne médiá vytvárajú chemické alebo biologické reakcie a membrány poskytujú fyzikálnu separačnú bariéru.

Pre zákazníkov v oblasti strojárstva nie je správnou otázkou jednoducho: „Aké médiá na čistenie odpadových vôd sú k dispozícii?“ Užitočnejšia otázka znie: „Ktoré médium zodpovedá znečisťujúcej látke, štádiu procesu, hydraulickým podmienkam, prevádzkovej schopnosti a požadovanej kvalite odpadovej vody tohto projektu?

Hangzhou NIHAO víta technické diskusie s dodávateľmi čistenia odpadových vôd, vlastníkmi zariadení, distribútormi a výrobcami zariadení. Poskytnutie presných údajov o projekte vo fáze dopytovania pomáha obom stranám vypracovať praktickejší a overiteľnejší návrh na výber médií.

Technická poznámka: Vyššie uvedené informácie slúžia ako všeobecný návod na obstarávanie a výber procesov. Nenahrádza návrh procesu špecifického pre projekt, pilotné testovanie, miestne regulačné preskúmanie ani technické schválenie.