Мембранная очистка сточных вод. Мембранная очистка сточных вод


Мембранная очистка сточных вод - ЗАО "НЭП"

В наше время, когда большинство городских жителей пьют грязную воду, в которой присутствуют биологические и химические примеси, не удаляющиеся стандартами методами (например, хлорированием) многие люди ищут пути решения такой проблемы, стараются найти способы быстрого, качественного и недорогого фильтрования. Современные технологии предлагают множество инновационных решений, но у каждого из них есть свои недостатки. Это могут быть как дороговизна, так и низкая эффективность очистки. Единственным современным вариантом быстрого и простого удаления из сточных вод, у которого практически отсутствуют минусы, является мембранная очистка сточных вод с применением особого оборудования и новейших технологий. Наша компания профессионально занимается локальными очистными сооружениями, предлагает лучшие цены и условия для клиентов.

Мембранная очистка стоков: особенности и виды

Как и очистка вод от органики, мембранная фильтрация стоков основана на использовании особых материалов – полупроницаемых мембран. Такие перегородки попросту отделяют фильтрат от раствора, который проходит очистку, тем самым, удаляя всевозможные взвеси и примеси органического и химического происхождения. В зависимости от видов мембран удается удалить из сточных вод определенные виды компонентов, подготовив стоки к дальнейшему использованию.

Существует несколько разных способов мембранной очистки сточных вод, среди которых можно выделить:

  1. Обратный осмос. В ходе такого вида очистки стоки проходят через мембрану с давлением, превышающим осмотическое.
  2. Ультрафильтрация. Это вид мембранной очистки стоков, в процессе которого перетекание происходит за счет давления и различия масс молекул, либо же молекулярных размеров составляющих сточных вод.
  3. Микрофильтрация. Очистка стоков, в ходе которой все коллоидные массы и взвеси разделяются посредством мембраны и высокого давления.
  4. Электродиализ. Через мембрану в таком случае сточные воды проходят с предварительной обработкой электрическом током, что позволяет повысить эффективность очистки в разы.

Мембранная очистка стоков – прекрасная альтернатива более традиционным видам фильтрации. При данном способе очистки отсутствует проблема оседания отфильтрованных веществ на фильтре, сама процедура происходит при температуре окружающей среды, а видов мембран существует огромное множество. У нас можно найти доступную цену на Евробион 5 и продукцию ЮБАС.

www.zaonep.ru

МБР (Мембранные биореакторы) | Промышленная водоподготовка и очистка сточных вод

Модуль мембранного биореактораНаша компания, совместно с компанией SUEZ Water Technologies & Solutions проектирует, изготавливает и запускает, очистные сооружения на базе мембранных погружных модулей собственной конструкции. За основу взята хорошо известная мембрана ZeeWeed 500D компании  SUEZ (в прошлом GE Water). Данная мембрана отлично зарекомендовала себя уже на нескольких тысячах очистных сооружений по всему миру. Независимо от того, хотите вы спроектировать новые очистные, модернизировать старые, заменить МБР другого производителя или просто получить качественное обслуживание или консультации — судьба привела вас именно туда, куда нужно!

Что мы можем:

  • спроектировать систему биологической очистки сточных вод с мембранным биореактором,
  • выполнить модернизацию имеющийся системы биологической очистки сточных вод,
  • изготовить мембранные блоки
  • обеспечить вас расходными материалами и запчастями,
  • на основании контракта провести полное сервисное обслуживание объектов с МБР (как нашего производства, так и других производителей),
  • провести аудит ваших очистных сооружений и выявить места требующие повышенного внимания,
  • оказать квалифицированную поддержку по технологии МБР (эксплуатация, настройка режимов, мойка),
  • обучить ваш персонал обслуживать и эксплуатировать МБР.

Мы выпускаем погружные мембранные модули следующих типоразмеров:

МодульКол-во кассет ZeeWeed 500D, шт.Площадь мембраны, м2Производительность модуля, м3/часПроизводительность модуля, м3/сутГабариты модуля, ШхВхГ, м
MES-BIO 10/150103446,251501,2х2,8х1,2
MES-BIO 20/3002068812,53001,2х2,8х2,3
MES-BIO 30/45030137618,754502,3х2,8х2,3

 

Предподготовка

Любая вода, будь то сточные воды или воды из поверхностных источников, должны перед подачей на мембранную фильтрацию, пройти подготовку. Речь тут идет о предварительной крупной фильтрации, т.к. очистить половолоконную мембрану от волокнистых загрязнений, таких как волосы, шерсть, нитки, тряпки — очень тяжело, а часто физически невозможно. Такой тип загрязнений может сильно сказываться на производительности мембраны и на способности ее отмываться.

Мы рекомендуем соблюдение следующих параметров крупности предварительной фильтрации:

  • Поверхностные воды — 0,5 мм
  • Грунтовые воды — 0,5 мм
  • Промышленные сточные воды (в том числе и в водооборотных системах) — 0,5 мм
  • Морская вода — 0,1 мм
  • Воды с биологических очистных сооружений — 0,5 мм (после вторичных отстойников)
  • Водопроводной воды — не требуется

Необходимость предварительной реагентной обработки

В некоторых случаях, перед подачей воды на ультрафильтрационные модули MES-BIO, воду желательно обработать коагулянтами, для укрупнения частиц. Укрупненные частицы — размером более размера поры, легко удаляются с поверхности волокон мембраны. В то время, как взвешенные частицы меньшего размера легко забивают фильтрующие поры. Опасны так же, растворенные вещества, способные вызывать осадкообразование на поверхности мембраны и в самих порах.

Описание работы мембранных установок погружного типа, на основе половолоконных мембран

Мембранный биореакторДля работы всей установки в целом, необходимы следующие компоненты:

1. Мембранные баки или бетонированные бассейны, в которые погружаются модули. Минимальная высота емкости 3,1 м. При размещении мембранных блоков в емкостях, необходимо учитывать технологические коридоры между блоками не менее 1 м, для удобства обвязки и обслуживания систем.

2. Система креплений мембранных блоков на дне емкостей, с возможностью их легкого демонтажа и монтажа, без остановки всей системы. Это может понадобиться для проведения профилактических химических моек модулей и для быстрой очистки грязи с помощью шланга и форсунок.

3. Система промывки мембранных блоков, имеется ввиду промывка обратным током очищенной воды.

4. Системы очистки на месте (CIP), имеется ввиду система химической мойки модулей, без демонтажа.

5. Системы нагнетания и подачи сжатого воздуха.

6. Система автоматического управления, система ручного и полуавтоматического управления крайне нежелательна для подобных установок, т.к. это ведет к ускоренному износу мембран и их повреждению.

Сточные или иные воды подаются в резервуар с установленными в нем мембранными модулями. Во время работы установка MES-BIO, с помощью вакуумного насоса создает градиент давления между внешней и внутренней поверхностью полого волокна. Вода устремляется  внутрь волокна и по отводящим трубкам откачивается вакуумным насосом. При этом происходит постоянная аэрация пространства под мембранами. Всплывающие пузырьки воздуха создают восходящие потоки воды которые частично уносят загрязнения от поверхности мембран, а так же оказывают механическое воздействие на волокна.

Несмотря на это, постепенно на поверхности мембраны образуется слой осадка, который удаляется кратковременной обратной промывкой (backpulse). Во время обратной промывки, химические вещества не добавляют. Иногда в случае большого количества взвешенных частиц, рекомендуется на время обратной промывки существенно увеличить аэрацию. После обратной промывки загрязнения должны быть удалены из резервуара, для этого можно предусмотреть режим паузы (в случае МБР с рециркуляцией активного ила) в течении которой возвратный насос ила удалит избытки его из объема, либо слить объем емкости полностью и налить свежую порцию сточной воды.

Есть так же тип загрязнений, который не поддается обратной промывке, это бактериальные загрязнения. Обработка сточных вод в аэробных условиях, при постоянном притоке питательных веществ, провоцирует быстрый рост слизей, например железобактерий. Для борьбы с данным типом загрязнений используют растворы химических реагентов. Химическая безразборная мойка (CIP) проводиться ежедневно, слабощелочными растворами гипохлорита натрия. Раствор гипохлорита натрия подается при обратной промывке. Скорость подачи при этом небольшая , экспозиция 30-40 минут. За это время раствор успевает растворить часть белковых загрязнений и продезинфицировать мембрану. При этом попадающий в реактор раствор гипохлорита не оказывает существенного влияния на активный ил.

Полная химическая мойка проводиться значительно реже, концентрации щелочи и гипохлорита натрия значительно выше, выше и время контакта (4-6 часов).  Обычно раствор закачивается в мембраны и оставляется там в режиме покоя на требуемое количество времени. Частота подобных моек, подбирается для каждого конкретного случая применения. Обычно мы рекомендуем проводить такую мойку не реже чем раз в месяц. Очень удачно совместить ее с извлечением модуля и его наружной мойкой с помощью шланга и распылителя. При этом проводиться еще тест на целостность мембраны (MIT).

MIT тест заключается в подаче в вакуумный канал мембраны небольшого избыточного давления сжатого воздуха (до 76 кПа) и визуального осмотра модуля на предмет образования пузырей воздуха, длится такой тест примерно 5-10 минут.

Способы работы погружных модулей ультрафильтрации

Выделяют два основных способа работы погружных модулей — тупиковый и импульсный, и тот и другой может быть реализован на одних и тех же модулях сменой программы. Выбор того или иного способа работы, проводят исходя из крупности частиц и их концентрации.

При тупиковом методе в емкость где установлены мембраны постоянно прибывает сточная вода, аэрация в этом случае отключена. Вода прибывает с такой скоростью, с которой ее откачивает вакуумный насос. Концентрация шлама в емкости постоянно растёт, пока скорость фильтрации не упадет до критичной величины. После этого включается аэрация и кратковременная обратная промывка. По завершении промывки емкость опорожняется и процесс начинается снова.

Импульсный метод, так же подразделяется на два метода. В импульсном методе аэрация включена постоянно, а циклы производства и промывки чередуются (backwash) или просто процесс производства прекращается на некоторое время (backpulse). Осуществляется это простым закрытием вакуумной магистрали либо обратной подачей фильтрованной воды отдельным насосом. Взвешенный шлам в резервуаре постоянно удаляется (в случае МБР в голову процесса — в анаэробный реактор).

В каких случаях выгодно использовать технологию МБР вы можете посмотрев ссылку.

 

me-system.ru

Биологическая очистка с мембранными биореакторами (mbr)

Использование микрофильтрационных мембран обеспечивает полное удержание микроорганизмов в биореакторах, создавая условия для многократного увеличения концентрации активной биомассы в аэротенке и эффективного отделения биомассы от очищенной воды. Применение мембранной фильтрации позволяет увеличить производительность очистных сооружений в 1,5-2 раза, сократив при этом требуемую площадь очистных сооружений до 50 % за счет отказа от использования вторичных отстойников и фильтров доочистки.

Принципиальная технологическая схема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод  с мембранными биореакторами (mbr)

  1. Усреднение. Хозяйственно-бытовые стоки поступают самотеком/напорно в резервуар-усреднитель для выравнивания расхода и концентрации загрязняющих веществ в сточной воде. Резервуар-усреднитель оборудуется насосной группой для напорной подачи стоков на станцию биологической очистки ВВ, поплавковым выключателем для автоматизации работы насосов.
  2. Механическая очистка. Вода поступающая на станцию биологической очистки ВВ проходит через механическое сито с прозором 1 мм с автоматической системой промывки для эффективного удерживания мусора и частиц песка, поступающего со стоками. Уловленный мусор и песок сбрасывается в контейнер обезвоживания, оборудованный мешками  из гидрофобного фильтрующего материала. После механической очистки вода поступает в биореактор для дальнейшей очистки.
  3. Биологическая очистка стоков в аэробных условиях осуществляется в аэробной зоне сооружений биореактора, где происходит контакт со свободноплавающим активным илом. Для дыхания активного ила необходим кислород; для этого в аэротенке предусмотрена подача сжатого воздуха через систему мелкопузырчатой аэрации. В анаэробной зоне биореактора кислород отсутствует в свободном виде, однако он присутствует в химически связанном виде в форме нитратов, эта зона используется для обеспечения условий протекания процессов анаэробной стадии очистки сточных вод (денитрификации), в результате которых происходит окисление нитритов и нитратов до газообразного азота и углекислого газа.
  4. Очистка на мембранных блоках (mbr): разделение активного ила и биологически очищенной воды производится с помощью микрофильтрационных мембран с очень низким сопротивлением, размещенных в аэробной зоне. Вторичные отстойники и блоки доочистки исключаются из технологической цепочки. Избыток ила, образовавшийся в результате прироста микроорганизмов, периодически отводится в  блок обезвоживания. Обезвоживание происходит под действием гравитационных сил и вапоризации в специальном гидрофобном мешке. По мере накопления мешки по средствам мобильной ручной тележки-контейнера перемещаются на площадку хранения и  далее - в место утилизации.
  5. Обеззараживание. Очищенная вода проходит стадию обеззараживания (дезинфекции) для уничтожения содержащихся в них патогенных микробов и устранения опасности заражения водоема этими микробами при выпуске в него очищенных сточных вод. Процесс обеззараживания производится ультрафиолетом.
  6. Сброс. После обеззараживания очищенная сточная вода усредненным расходом направляется на сброс под остаточным давлением.

Посмотреть оборудование серии BB-mbr

www.bi-tec.ru

Все что необходимо для экзаменов и зачетов

2.3.1. Процессы ультрафильтрации и микрофильтрации

Мембранные процессы используют тонкую пленку или пористый материал для сепарации одного вещества от другого. Движущей силой разделения веществ

могут быть концентрация, давление, температура, электрические силы. В сооруже­ниях типа мембранный биоректор используются процессы ультра- и микро­фильтрации, которые относятся к более общей группе баромембранных процессов. Для разделения смеси в баромембранных процессах используется градиент давления. Кроме ультрафильтрации (УФ) и микрофильтрации (МФ), к баро-мембранным процессам относятся нанофильтрация (НФ) и обратный осмос (ОО). Граница между процессами микрофильтрации, ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса достаточно условна. В целом каждый из вышеуказанных процессов может быть охарактеризован следующими параметрами (табл. 2.6).

Вещества, задерживаемые мембраной:

МФ: взвешенные вещества, бактерии, некоторые макромолекулы;

УФ: перечисленное выше плюс вирусы, макромолекулярные соединения;

НФ: перечисленное выше плюс низкомолекулярные вещества, двух и более валентные ионы;

ОО: перечисленное выше плюс одновалентные ионы, жесткость.

Материалы, служащие сырьем для производства мембран, отличаются по своей физической структуре и химическому составу. Тем не менее наиболее фундаментальным свойством, дающим основу для классификации мембран, является механизм, посредством которого достигается разделение веществ. В этой связи выделяют две основных группы мембран:

Сплошные - главную роль играют физико-химические взаимодействия между проникающими веществами и мембраной, используются в системах обратного осмоса и, частично, при нанофильтрации.

Пористые - главную роль играет механическое разделение, данные мембраны используются в основном в системах ультрафильтрации и микрофильтрации.

Пористые мембраны подразделяются на два основных класса: Асимметричные мембраны. В этих мембранах присутствует градиент изменения размера пор по толщине, т.е.. поры в верхнем слое имеют размер отличный от размера пор в нижнем слое. Кроме того, верхний слой может быть не пористым, или сделанным из другого материала (т.н. композитные мембраны).

Симметричные мембраны. Поры в симметричных мембранах представляют собой:

а)         длинные каналы правильной или неправильной формы, прямые или извилистые, круглого или другого сечения;

б)         поры расположены равномерно по всему объему (наподобие губки). Основная часть микрофильтрационных мембран имеет асимметричную

структуру с пористым поверхностным слоем.

Мембраны для процессов микро- и ультрафильтрации производят из ацетата целлюлозы и полимеров на ее основе, полиамида, полипропилена, полисульфона, полиакрилонитрила, поливинилдифторида, оксида кремния.

Существует несколько классификаций процессов микро- и ультра­фильтрации:

По направлению движения основных потоков (рис. 2.15): 1. Поперечная фильтрация. При поперечной фильтрации вода промывается через мембранные модули, проходя вдоль мембранных элементов. Благодаря при­ложенному давлению (или вакууму) основная часть воды фильтруется через мембраны. Концентрат, содержащий уловленные мембранами компоненты, отво­дится от мембранных модулей, отделяется от уловленных компонентов и подается

в общий поток перед мембранными установками. Отделенные вещества вместе с частью концентрата подаются на дальнейшую обработку.

Преимуществом данной системы являются большая производительность установок и отсутствие грязевого слоя, как при тупиковой фильтрации. К недостат­кам следует отнести большую энергоемкость, необходимость эксплуатации цикла рециркуляции.

2. Тупиковая фильтрация. При тупиковой фильтрации весь объем воды фильтруется через поверхность мембран. Уловленные вещества накапливаются на внешней поверхности, формируя грязевой слой. Этот слой, с одной стороны, является дополнительным фильтрующим слоем для вновь поступающих сточных вод; с другой стороны - грязевой слой резко снижает поток через мембрану и увеличивает ее общее сопротивление. Грязевой слой удаляется путем обратной промывки или другим способом, предусмотренным данной технологической схемой.

2.3.2. Основные типы фильтрационных элементов

Для осуществления тупиковой и поперечной фильтрации разработаны раз­личные типы фильтрационных элементов. Выделяют три основных типа элементов:

1.         Трубчатые - представляют собой полые трубки из фильтрующего мембранного материала диаметром более 5-7 мм. Некоторое количество труб (до 60-80 штук) компонуется в модуль с общим каналом подвода воды на очистку (при фильтрации снаружи внутрь) или отвода фильтрата (при фильтрации изнутри наружу). Достоинством такого рода систем являются простота расчета и возможность очищать воды с высокой концентрацией взвешенных веществ. Однако данный вид элементов обладает следующими недостатками: небольшая площадь фильтрации (вследствие большого диаметра), энергоемкие, большой диаметр приводит к больших расходам воды и реагентов при обратной промывке.

Плоские - представляют собой две плоские фильтрующие поверхности с расположенным между ними устройством для отвода пермеата. Далее плоские элементы компонуются в модули. Для равномерного распределения исходной сточной воды по поверхности мембран могут применяться специальные распре­делительные устройства. При последовательном перемещении очищаемой воды от одного элемента к другому устраиваются каналы, которые позволяют очищаемой воде без фильтрации перетечь к следующему элементу. Основным недостатком данной системы является очень низкое соотношение площади фильтрации и занимаемого объема. К преимуществам следует отнести простоту процесса очистки и замены мембран.

Половолоконные (капиллярные) мембраны имеют диаметр волокон менее 2 мм. Отдельные волокна компонуются в пучки, затем пучки компонуются в мембранные модули с общим устройством подвода сточной воды и отвода фильтрата. Маленький диаметр дает возможность достигать больших площадей фильтрации на единицу объема установки.

Процесс может проходить как изнутри наружу, так и снаружи вовнутрь. Специфической особенностью этих элементов является то, что в них применяется нежесткое крепление волокон. Все мембранные модули на основе полых волокон на конце имеют уплотнитель (обычно полимерный). Мембранные элементы данного типа допускают возможность обратной промывки, что позволяет свести к минимуму частоту химической обработки мембран. В табл. 2.7 приведены основные достоинства и недостатки различных мембранных элементов.

2.3.3. Особенности технологии очистки сточных вод на мембранном

биореакторе

Технология мембранного биореактора (МБР) позволяет объединить методы биологической очистки и мембранную сепарацию. Для биологической очистки в МБР используется аэротенк, объединенный с мембранным модулем.

В зависимости от взаимного положения аэротенка и мембранного модуля, различают две основные конфигурации МБР (рис. 2.16):

Погружной мембранный биореактор. При этой конфигурации мембранный модуль погружен непосредственно в аэротенк. Фильтрация обычно происходит под действием вакуума. Смесь активного ила и сточной воды, находящаяся в аэротенке, фильтруется через поверхность мембран. Очищенная вода отводится, а активный ил и задержанные вещества остаются в аэротенке и поддерживаются во взвешенном состоянии. Избыточный активный ил периодически удаляется из МБР.

Внешний мембранный биореактор с циклом рециркуляции. В этом случае мембранный модуль находится вне аэротенка. Мембранная установка не прини­мает непосредственного участия в процессе биологической очистки, а объединяет в себе функции вторичного отстойника и аппаратов доочистки. Смесь активного ила

и сточных вод перекачивается во внешний мембранный модуль. Этот модуль чаще всего представляет собой набор трубчатых мембран с диаметром более 7 мм, в которые подается смесь. Далее смесь фильтруется изнутри наружу и отводится. Концентрированная смесь рециркулирующим насосом направляется обратно в аэротенк. Избыточный активный ил выводится из системы.

Каждая из описанных схем имеет свои достоинства и недостатки. В табл. 2.8. представлены достоинства и недостатки обеих конфигураций.

Таблица 2.8. - Достоинства и недостатки различных конфигураций МБР

Погружной МБР

Внешний МБР с рециркуляцией

на

Высокие затраты (около 90%)

Низкие затраты на перекачивание (для вакуумного насоса - около 28%)

Меньший поток (большая площадь) Меньшая частота очистки Меньшие эксплуатационные -затраты

Большие капитальные затраты Меньшее трансмембранное давление

Менее эффективная механическая очистка

Низкие затраты на аэрацию (около 20%)

Высокие затраты на перекачивание смеси (около 60 - 80%) Больший поток (меньшая площадь) Большая частота очистки Большие эксплуатационные затраты Меньшие капитальные затраты Большее трансмембранное давление Более эффективная механическая очистка

Прямой гидродинамический кон­троль за засорением мембран

Погружные МБР снабжаются системой аэрации. Воздух подается от воздуходувки в аэраторы, которые обычно вмонтированы в сами мембранные модули. Аэрация позволяет обеспечить биоценоз активного ила растворенным кислородом, поддерживать смесь активного ила и сточных вод во взвешенном состоянии, а также турбулизировать поток у поверхности мембран для предотвращения засорения.

Основные параметры МБР, а также эффективность очистки сточных вод, достигаемая в МБР, представлены в табл. 2.9 и 2.10.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы: 1. Вследствие того что размер пор ультра- и микрофильтрационных мембран в несколько раз меньше размеров клеток бактерий, простейших и др. организмов активного ила, исключен вынос ила с профильтрованной водой, в отличие от вторичного отстаивания, где вынос активного ила с осветленной водой является основной проблемой эксплуатации.

2. При вторичном отстаивании очень важна форма хлопьев активного ила. Так, эксплуатация сооружений традиционной биологической очистки (аэротенк + вторичный отстойник) предусматривает наличие компактных, близких по форме к сфере хлопьев активного ила, что обеспечивает удовлетворительное его оседание во вторичном отстойнике. В случае мембранного биоректора нет необходимости поддерживать сферическую форму хлопьев активного ила. Этот факт обуславли­вает ряд важных особенностей технологии МБР:

В МБР размер хлопьев активного ила меньше, чем в традиционных аэротенках в 5-10 и более раз. Такая дисперсность активного ила позволяет резко увели­чить поверхность контакта активного ила со сточной водой, и, следовательно, повысить эффективность очистки.

В МБР достаточно широко распространены нитчатые организмы. Концентра­ция нитчатых организмов в МБР, по сравнению с традиционными аэротенка-ми, выше в 10 и более раз. Эта форма бактерий позволяет получить наиболь­ший контакт со сточной водой (по сравнению, например, со сферическим хлопком), а также повысить эффективность очистки.

Большая площадь контакта со сточными водами повышает эффективность сорбции активными илом трудноокисляемой и инертной органики, тяжелых металлов, микрозагрязнителей.

Как известно, старый активный ил (более 15-20 сут.) достаточно плохо оседает во вторичных отстойниках, однако обладает лучшей, по сравнению с молодым активным илом (до 10 сут.), окисляющей способностью. С другой стороны, молодой активный ил хорошо флоккулирует и удовлетворительно оседает во вторичных отстойниках. В этой связи, при эксплуатации традиционных аэро-тенков предпочтение отдается молодому активному илу (до 10 сут). Так как мембранный биореактор не использует процесс осаждения, в сооружении создаются благоприятные условия для увеличения возраста активного ила и развития медленно растущих видов. Так, в зависимости от характера сточной воды, возраст активного ила в МБР колеблется от 15 до 150 сут.

Бактерии - нитрификаторы относятся к медленно развивающимся организмам (старый активный ил). Широкое распространение данных видов в МБР обес­печивает эффективность нитрификации более 98-99%.

- Медленно растущие микроорганизмы, преобладающие в МБР, более эффективно разлагают трудноокисляемую органику.

Отказ от процесса гравитационного осаждения позволяет увеличить дозу ила. Доза ила в МБР колеблется от 8 до 30 г/л (в обычном аэротенке - до 3 г/л). Оптимальной считается концентрация 8-15 г/л. Высокие дозы ила позволяют достичь большой окисляющей мощности, что позволяет очищать более концентри­рованные сточные воды. Концентрация сточной воды по ХПК, подающейся в МБР, может достигать 5-7 г/л.

Концентрация активного ила в МБР ограничена условиями образования засоряющего слоя на поверхности мембран, а также возможностью эффективно снабжать активный ил кислородом.

Большая окисляющая способность позволяет сократить срок пребывания сточной воды в сооружении, что приводит к сокращению площади, занимаемой сооружением, в 2-4 раза по сравнению с системой «аэротенк - вторичный отстойник».

Высокие дозы активного ила позволяют снизить нагрузку на активный ил (кг загр. вещества/ кг акт. ила в единицу времени), что позволяет достичь высокой степени очистки сточной воды от трудноокисляемых веществ.

Низкие нагрузки на активный ил в МБР создают резерв окисляющей способности и повышают устойчивость биоценоза активного ила в отношении колебания состава сточных вод, пиковых нагрузок.

Вследствие развития медленно растущих микроорганизмов, прирост (продукция) активного ила значительно ниже, чем в традиционных аэротенках, где преобладает молодой ил. Это позволяет сократить объемы отгружаемого активного ила, и, следовательно, снизить стоимость процесса обезвоживания.

При высокой концентрации активного ила и большой вязкости смеси в мембранном резервуаре, фактическая влажность активного ила в МБР составляет 98,5 - 99%. Такая влажность позволяет направлять ил на обезвоживание непосредственно из резервуара.

10.       Высокомолекулярные соединения, такие как протеины, которые с трудом разлагаются в традиционных аэротенках, задерживаются мембранами, при этом увеличивается их время пребывания в МБР и повышается эффективность

окисления этих веществ. В конце концов, неокисляемые соединения сбрасываются с избыточным активным илом, а не очищенной водой.

Процесс эксплуатации МБР может быть практически полностью автоматизирован.

В процессе фильтрации на поверхности мембраны образуется грязевой слой, состоящий из активной биомассы, макромолекулярных соединений, клеточных фрагментов. В результате на поверхности формируется дополнительный фильтрующий слой с эффективным размером пор, в несколько раз меньшим, чем размер пор самой мембраны. Грязевой слой участвует в биосорбции инертных, лекгоокисляемых и трудноокисляемых соединений. Активная биомасса грязевого слоя осуществляет разложение органических соединений. Вклад вышеуказанных процессов в общую эффективность удаления органических соединений, форм азота составляет до 20%, для инертных соединений - более 50%.

Значительная часть загрязнителей в системах биологической очистки окисляется ферментами, выделяемыми в среду микроорганизмами активного ила (внеклеточные ферменты). Данные макромолекулы не оседают во вторичном от­стойнике, а удаляются с осветленной водой. Микро- и ультрафильтрационные мем­браны обладают достаточно малым размером пор, чтобы задержать внеклеточные ферменты в биоректоре, что приводит к повышению окислительной мощности сооружения.

Вследствие того, что поры мембран имеют меньший размер, чем размеры клеток микроорганизмов, в МБР происходит частичное обеззараживание воды. Эффективность удаления бактерий составляет 99,999%, вирусов - 99,9%. Вода после МБР может быть сразу направлена на повторное использование для не питьевых целей. В случае необходимости дополнительного обеззараживания, дозы хлора, его производных или озона могут быть существенно снижены.

Недостатки МБР в основном связаны с засорением мембран в процессе работы. Концентрационная поляризация и механизмы засорения мембран могут привести к увеличению частоты регенерации мембран, во время которой фильтрация прекращается и требуются чистая вода и реагенты.

4exam.info

Мембранные методы очистки сточных вод

Существуют следующие мембранные методы; микрофильтра-цня — процесс разделения коллоидных растворов и взвесей под действием давления; ультрафильтрация — разделение жидких смесей под действием давления; обратный осмос — разделение жидких растворов путем проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическое давление; диализ — разделение в результате различия скоростей диффузии веществ через мембрану, проходящее при наличии градиента концентрации; электродиализ — процесс прохождения ионов растворенного вещества через мембрану под действием электрического ноля.[ ...]

Ультрафильтрацию и обратный осмос применяют в системах локальной обработки сточных вод при небольших их расходах для концентрирования и выделения относительно ценных компонентов и очистки воды.[ ...]

Материалы мембран для обратного осмоса разнообразны. Широко применяют ацетатцеллюлозные мембраны в виде плоских пленок и полиамидные мембраны в виде полых волокон. Требования, предъявляемые к мембранам для обратного осмоса,— высокие проницаемость и селективность, а также способность противостоять значительной разности давлений (по обеим сторонам мембраны).[ ...]

За рубежом на основе ароматических хлорангидридов и ароматических аминов разработана мембрана с ультратонким (около 200 нм) слоем, которая характеризуется высокой водопроницаемостью (1 м3/м2-сут) при рабочем давлении 1,5 МПа и степени очистки от солей 99,5%. Такое давление при обратном осмосе по сравнению с обычным (примерно 5 МПа) открывает принципиально новые возможности для его применения при во-доподготовке и разделении водоорганических и органических смесей.[ ...]

Существенное преимущество обратного осмоса перед другими методами очистки сточных вод — одновременная очистка от неорганических примесей, что особенно важно в системах оборотного водоснабжения. Обеспечивается возможность получения наиболее чистой воды, так как мембраны могут задерживать практически все растворенные вещества и взвеси минерального и органического характера, в том числе бактерии, микробы и другие микроформы.[ ...]

Во ВНИИнефтехиме на основе лабораторных и пилотных испытаний по обессоливанию сточных вод нефтехимических комбинатов разработана технологическая схема промышленной станции производительностью примерно 7 млн. м3/год очищаемой воды, которая позволяет создать бессточную систему оборотного водоснабжения (рис. 39).[ ...]

Концентрат после второй ступени с содержанием солей около 50 000 мг/л поступает в сборник, откуда его периодически откачивают п сжигают.[ ...]

Сопоставление технико-экономических показателей обратного осмоса обессоливания сточных вод (принят годовой срок службы мембран) и ионного обмена (состав примесей в воде в обоих случаях одинаков) показало, что затраты при обратном осмосе в 2,2 раза меньше, чем при ионном обмене. Мембранная технология — одно из приоритетных направлений научно-технического прогресса, так как позволяет создать ресурсосберегающие и безотходные технологические процессы, решить экологические задачи.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Вернуться к оглавлению

ru-ecology.info


.