Как модернизировать существующие установки сточных вод с помощью технологии фильтрации для улучшения результатов

Введение: вдохнуть новую жизнь в стареющую инфраструктуру сточных вод

Муниципальные и промышленные очистные сооружения по всему миру сталкиваются с общим давлением: стареющая инфраструктура отвечает ужесточающимся стандартам стока. Многие объекты, построенные десятилетия назад, полагаются на традиционные энергоемкие системы, которые трудно расширять и все дороже эксплуатировать. Модернизация таких установок с технологией фильтрации просачивания предлагает практический, экономически эффективный путь модернизации, который может значительно улучшить производительность очистки, не требуя полного разрушения и восстановления. Этот подход использует проверенные биологические процессы для обработки более высоких органических нагрузок, снижения потребления энергии и производства последовательно высококачественных стоков. Понимая механику, процесс планирования и стратегии интеграции, руководители предприятий могут принимать обоснованные решения, которые продлевают срок службы активов и отвечают нормативным требованиям.

Технология фильтрации фильтров в глубине

Фильтры для просеивания являются одной из старейших и наиболее надежных форм биологической обработки с прикрепленным ростом. В этой системе сточные воды равномерно распределяются по фиксированному слою среды, например, по скалам, шлакам или специально спроектированным пластиковым формам, где развивается биопленка микроорганизмов. По мере того, как вода течет вниз, микробное сообщество потребляет растворенные органические загрязнители, превращая их в углекислый газ, воду и дополнительную биомассу. Процесс по существу представляет собой биологический реактор с фиксированной пленкой, работающий в аэробных условиях, с кислородом, естественным образом поступающим из воздуха, циркулирующего через среду.

Биологический механизм

Биопленка состоит из бактерий, грибов, простейших и высших организмов, таких как черви и личинки насекомых. Эти организмы образуют слоистую экосистему: внешний слой высоко аэробный и быстро разлагает органическое вещество, в то время как более глубокие слои обрабатывают более непокорные соединения и помогают в нитрификации. Фильтры для просеивания могут достигать скорости удаления биохимического кислорода (BOD) 80-95% и при правильной конструкции также могут окислять аммиак до нитрата. Отслаивание избыточной биопленки уносится в потоке и может быть улажено ниже по течению.

Типы фильтрующих медиа

Выбор среды имеет решающее значение. Традиционные каменные среды (обычно камни диаметром 2-4 дюйма) обеспечивают хорошую производительность, но имеют более низкую удельную площадь поверхности и могут забиваться при более высоких органических нагрузках. Современные пластиковые носители - коррумпированные листы, случайные свалки или структурированные блоки - обеспечивают гораздо более высокую площадь поверхности (300-600 футов 2 / фут 3 ) и улучшенное пространство пустоты, позволяя более высокие гидравлические и органические нагрузки без засорения. Поперечный и вертикальный поток пластиковых сред стали отраслевыми стандартами для проектов модернизации, потому что они легкие, долговечные и устойчивые к затыканию.

Почему стоит выбрать фильтры для ремонта?

По сравнению с модернизацией мембранных биореакторов (МБР) или реакторов на биопленке с движущимися слоями (МББР), фильтры для просачивания предлагают более низкие капитальные затраты, более простую работу и минимальное потребление электроэнергии - часто только насос для рециркуляции и влиятельный дистрибьютор. Они лучше справляются с ударными нагрузками и токсичными расстройствами, чем системы с подвешенным ростом, потому что прикрепленная биомасса более устойчива. Для заводов с ограниченным опытом оператора или бюджетными ограничениями фильтры для просачивания обеспечивают надежное решение.

Поэтапный процесс модернизации существующих установок для очистки сточных вод

Модернизация фильтра для просачивания требует тщательной инженерии для соответствия ограничениям сайта и целям обработки. Процесс может быть разбит на пять ключевых этапов, каждый из которых имеет конкретные задачи.

1. Комплексная оценка существующей инфраструктуры

Первый шаг - это аудит текущей установки: скорости потока (средние и пиковые), загрузка органических веществ и твердых веществ, требования к разрешению на стоки, доступное пространство и гидравлический профиль. Определить, могут ли существующие резервуары (например, первичные прояснители, аэрационные бассейны) быть преобразованы в функцию фильтрации просачивания или необходимы новые конструкции. Необходимо оценить структурную целостность, пропускную способность фундамента и схемы трубопроводов. Также просмотреть исторические данные о производительности - растения, борющиеся с нитрификацией или высокими затратами на энергию, являются основными кандидатами. Опрос сайта должен рассмотреть доступность для доставки среды и будущего обслуживания.

2. детальное планирование дизайна

После того, как базовый уровень будет понят, инженеры разрабатывают проектирование процесса. Ключевые параметры включают скорость гидравлической нагрузки (gpd/ft2 площади поверхности фильтра), скорость органической загрузки (lb BOD/day на 1000 футов3 среды) и коэффициент рециркуляции. Система распределителя должна быть спроектирована для поддержания равномерной смачивания через среду. Для модернизации глубина фильтра часто колеблется от 6 до 10 футов, в зависимости от имеющегося зала. Система нижнего слоя, вентиляционные трубопроводы и сбор стоков должны быть интегрированы с существующими вторичными прояснителями или новыми резервуарами для оседания. Использование модели , такой как расчеты проектирования процесса EPA , может помочь размер фильтра.

3. Модификации строительства и монтажа

Строительство включает в себя опорожнение и модификацию существующих бассейнов, установку блоков нижнего слоя, укладку носителей и сборку вращающегося распределителя (или фиксированных сопл). Пластиковые носители обычно устанавливаются слоями, с креплением для предотвращения оседания. Если пространство плотное, рассмотрите «укладку» конструкции с несколькими этапами фильтра для достижения более высокого удаления. Структура должна быть усилена для поддержки веса влажных носителей (пластиковые носители весят около 2-4 фунтов / фут3 сухой, но могут быть до 10 фунтов / фут3 при насыщении). Вентиляционные отверстия в основании и верхней части необходимы для поддержания аэробных условий.

4.Бесшовная интеграция с существующими системами

Модернизация должна подсоединить новый фильтр для просачивания в гидравлический и очистный поезд завода. Как правило, первичный сток подается в фильтр, а поток сточных вод фильтра поступает во вторичный осветитель для удаления твердых веществ. Некоторые заводы предпочитают рециркулировать часть сточных вод фильтра обратно в источник сточных вод для разбавления высокопрочных отходов и поддержания активности биопленки. Интеграция также может потребовать новых насосов, клапанов управления и приборов измерения потока. Убедитесь, что существующий вторичный осветитель имеет достаточную емкость для обработки дополнительной нагрузки на твердые вещества (вспашка биомассы).

5. Оперативное тестирование и оптимизация

После строительства необходим период запуска для культивирования здоровой биопленки. Семенной фильтр с обратным активированным шламом или из существующего фильтра для просачивания, если таковой имеется. Постепенно увеличивайте поток и органическую нагрузку в течение нескольких недель при мониторинге сточных вод BOD, TSS и аммиака. Настраивайте скорости рециркуляции и скорость вращения дистрибьютора (если применимо) для предотвращения сухих пятен или ченнелинга. Стандартные методы от Федерации водной среды обеспечивают руководство по мониторингу и оптимизации.

Ключевые преимущества модернизации с помощью фильтров для просеивания

• Современная пластическая среда может достигать высокого удаления БПК и значительной нитрификации, часто превышающей 95% удаления БПК и ТКС. Некоторые конструкции также удаляют фосфор посредством биологического поглощения.
• Низкие эксплуатационные расходы: Потребление энергии обычно на 30-50% ниже, чем у установок с активированным илом, потому что не нужны аэрационные воздуходувки — только небольшой насос для рециркуляции и привод распределителя.
• Надежность и устойчивость:] Фильтры для обкатки обрабатывают гидравлические и органические ударные нагрузки без смыва биомассы. Они быстро восстанавливаются после отключения электроэнергии или токсичных разливов. Это делает их идеальными для комбинированной обработки оттока канализационных систем или промышленных потоков отходов с переменным составом.
• Сокращение производства шлама: Системы с привязкой к росту производят меньше избыточного шлама на фунт удаленного БПК по сравнению с процессами с приостановкой роста. Это снижает затраты на обработку и удаление шлама.
• Меньший след: При использовании высокопроизводительных пластиковых сред требуемая площадь фильтра намного меньше, чем у обычного активированного ила, что позволяет переоборудовать его в существующий резервуар. Складные фильтры могут обеспечить обработку даже в меньшем пространстве.
• Контроль запаха: Правильно спроектированные фильтры для просачивания с адекватной вентиляцией производят меньше запаха, чем анаэробные системы. Для чувствительных мест могут быть добавлены крышки и биофильтры.