Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 130 )

Рисунок 7.39 - Упрощенная схема технологического процесса в MBR

[155, UBC Civil Engineering, 2003 г.]

Энергопотребление при откачивании может быть выше, чем при обычной очистке сточных вод в аэротенке, но его можно минимизировать при помощи гравитационной подачи сточных вод. На одном из молочных заводов в Ирландии очищают 9000 м3/д сточных вод до требуемых допустимых концентраций загрязняющих веществ в очищенных сточных вод в местный водоем, применяя гравитационную подачу для снижения энергопотребления.

Основной проблемой является загрязнение мембран микроорганизмами. Для решения этой проблемы применяется аэрация и обратная промывка, которая приводит к образованию дополнительного количества сточных вод. DAF применяется (см. раздел 7.8.2.6) для смыва и очистки поверхностей мембран для предотвращения биозагрязнения.

Применимость

Применимы на всех установках в секторе ППНМ. Одно из преимуществ этого метода: не требуется много пространства. Эта система идеальна для повышенных концентраций загрязняющих веществ и при образовании небольших объемов сточных вод. Метод особенно подходит в тех ситуациях, когда требуется долгое удерживание твердых веществ для достижения необходимого разложения загрязняющих веществ. Кроме того, сточные воды, содержащие медленно разлагаемые вещества, например, фенол, пестициды, гербициды, хлорированные растворители и органические вещества, можно очищать в MBR.

Экономические показатели

Высокие эксплуатационные расходы.

Примеры предприятий

Применимы в секторах по производству мяса, фруктов и овощей, молочной продукции и безалкогольных и алкогольных напитков. Согласно сообщениям, MBR начинают применять в секторе по производству крахмала.

Справочная литература

[13, Агентство по окружающей среде Англии и Уэльса, 2000 г., 155, UBC Civil Engineering, 2003 г., 250, UK TWG, 2004 г.]

7.5.3.3.2 Многоступенчатые системы (Т28)

Описание

Могут быть применимы по отдельности или в комбинации различные процессы аэробной и анаэробной очистки сточных вод. Если они применяются в комбинации последовательно, метод называется многоступенчатой системой. Очистка сточных вод происходит последовательно отдельными стадиями, которые отделены друг от друга циркуляцией ила.

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение БПК/ХПК и повторное использование воды.

Эксплуатационные данные

При аэробной очистке обычно используются следующие комбинации процессов:

- активный ил/активный ил;

- капельный биофильтр/капельный биофильтр;

- капельный биофильтр/активный ил;

- активный ил/капельный биофильтр;

- пруды/активный ил;

- пруды/капельный биофильтр.

В секторах по производству мяса, фруктов и овощей, безалкогольных и алкогольных напитков можно использовать двухступенчатую систему биологической очистки, сначала анаэробную и затем аэробную для достижения качества сточных вод, соответствующего стандартам, для повторного использования или отведению в водные объекты.

Применимость

Применимы на установках в секторе ППНМ с высокой концентрацией загрязняющих веществ в сточных водах.

Примеры предприятий

Применимы в секторах по производству мяса, фруктов и овощей, безалкогольных и алкогольных напитков, растительного масла и жиров, крахмала.

7.5.4 Третичная очистка

После вторичной очистки может потребоваться дальнейшая очистка для того, чтобы воды можно было повторно использовать в качестве промышленных или низкокачественных промывных вод, а также для соблюдения требований к отведению очищенных сточных вод. Под третичной очисткой понимается стадия «доочистки», включая обеззараживание и стерилизацию.

В этом документе под третичной очисткой понимается доочистка сточных вод для удаления таких компонентов, как аммиак, биогенные элементы, вредные вещества, остаточные ВВ и органика.

Биогенные элементы, т. е. азот и фосфор, необходимо удалить до отведения очищенных сточных вод в водные объекты в особо охраняемых природных территориях [209, ЕС, 1991 г.]. При выборе способа контроля биогенных элементов необходимо оценить:

- качественный состав сточных вод;

- тип используемых очистных сооружений сточных вод;

- требуемый уровень контроля за биогенными элементами;

- потребность сезонного удаления биогенных элементов или в течение года.

7.5.4.1 Биологическая нитрификация/денитрификация (Т29)

Описание

Метод является разновидностью процесса очистки активным илом. В этом разделе описаны четыре вида процессов.

В процессе предварительной денитрификации поступающие сточные воды сначала отправляются в резервуар для денитрификации. NH4-N проходит через резервуар в подаваемой воде, при этом происходит частичный гидролиз органического азота до NH4-N. В следующем резервуаре для нитрификации гидролиз завершается, и аммиак частично нитрифицируется. Образовавшийся нитрат поступает с возвратным илом или через интенсивную рециркуляцию из слива резервуара для нитрификации в резервуар для денитрификации, в котором он превращается в азот.

В процессе с одновременной денитрификацией создаются аэробные и аноксические зоны с контролем поступления воздуха в резервуар. Процессы с одновременной денитрификацией в основном предназначены для циркуляционных резервуаров или резервуаров карусельного типа.

В процессе с периодической денитрификацией происходит периодическая аэрация резервуаров с полным перемешиванием активного ила. В резервуаре с активным илом аэробные и аноксические процессы происходят последовательно в одном резервуаре. Уровень нитрификации и денитрификации можно корректировать согласно характеристикам подаваемых вод, изменяя длительность цикла.

В процессе со ступенчатой денитрификацией последовательно без промежуточного осаждения устанавливают несколько камер, состоящих из аноксических и аэробных атмосфер (предварительная денитрификация). Неочищенные сточные воды проходят первую стадию для обеспечения оптимального использования субстрата, находящегося в сточных водах. Поток возвратного ила подается в первую камеру. Здесь не требуется внешняя рециркуляция на отдельных стадиях.

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение концентрации азота и экономические показатели энергии.

Эксплуатационные данные

Этот метод обладает высокими очистными свойствами, высокой стабильностью процесса и надежностью, относительно легким контролем процесса и не требует много пространства.

В секторе по производству крахмала, согласно имеющимся сообщениям, реакции нитрификации и денитрификации происходят в аноксической среде, которая достигается в результате последовательной аэрации в аэротенке или в отдельной аноксидной зоне. Удаление азота происходит в процессе предварительной денитрификации.

Применимость

Применимы на установках в секторе ППНМ с высокой концентрацией азота в сточных водах.

Экономические показатели

Умеренные расходы.

Примеры предприятий

Применимы в секторах по производству фруктов, овощей и крахмала.

Справочная литература

[31, VITO и др., 2001 г, 65, Германия, 2002 г, 145, Metcalf & Eddy, 1991 г.]

7.5.4.2 Отгонка аммиака (Т30)

Описание

Кроме процессов биологической очистки, применяют ряд физико-химических процессов для очищения потоков сточных вод от азота. В секторе ППНМ из конденсата, содержащего высокие концентрации аммоний-иона, аммиак может быть отогнан в двухступенчатом аппарате. Аппарат состоит из сорбционной и десорбционной колонок, наполненных загрузкой для увеличения поверхности раздела вода-воздух.

Десорбционная колонка наполнена подщелоченным конденсатом, поступающим из верхней части, для изменения равновесия NH4+-NH3 в сторону NH3, который впоследствии опускается на дно колонки. В то же время в основание колонки подается воздух. В результате противоточного процесса происходит преобразование аммоний-иона из водной фазы в аммиак.

Далее воздух, насыщенный аммиаком, поступает в адсорбционную колонну, в которой происходит отгонка аммиака при помощи кислого раствора, примерно 40% сульфата аммония, который циркулирует в десорбционную колонну. Воздух, очищенный от аммиака, используется повторно для заключительной отгонки.

Конденсат с низким содержанием аммоний-иона после отгонки частично используется повторно в качестве технической воды. Оставшийся избыточный конденсат направляется на установку для аэробной биологической очистки. Краткий обзор метода приведен на рисунке 7.40.

Рисунок 7.40 - Процесс отгонки аммиака

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение концентрации азота. Образуется меньше отходов, т. е. раствор сульфата аммония (NH4)2SO4, образующийся в этом процессе, можно использовать в качестве жидких удобрений или источника небелкового азота для корма жвачным животным. Повторное использование воды в технических целях, т. е. повторное использование конденсата с низким содержанием аммонийного азота.

Эксплуатационные данные

Можно достигнуть содержания аммонийного азота в очищенной сточной воде < 2 мг/л. Это соответствует коэффициенту полезного действия примерно 99%.

В таблице 7.62 приведен пример расчетных параметров отгонки аммиака из конденсата, образующегося в секторе по производству сахара.

Таблица 7.62 - Расчетные параметры отгонки аммиака из промышленных сточных вод (конденсата) после переработки сахара

Параметр	Единицы измерения	Значение
Объем пропускаемой сточной воды	м3/ч	400
Концентрация аммонийного азота в конденсате	мг/л	150
Концентрация аммонийного азота в очищенной сточной воде (при 55°С)	мг/л	1,7
Потребление воздуха	кПа/ч	320000
Энергопотребление	кВт	300

Применимость