Procesruten er MBR + DTRO. Denne rute kombinerer biologisk og fysisk behandling og udnytter fordelene ved hver enkelt og overvinder deres respektive ulemper. Dette sikrer en stabil og pålidelig behandling, der opfylder udledningsstandarderne, samtidig med at der spares jord, investerings- og driftsomkostninger og letter drift og styring.
Første del: Biologisk systemflowbeskrivelse
Det biologiske system omfatter en homogeniserings- og udligningstank, en homogeniseringstank, en denitrifikationstank, en nitrifikationstank, et slambehandlingssystem og hjælpesystemer (foderpumper, kemikalielagersystemer, kølesystemer og alt individuelt udstyr, der ikke er opført i andre systemer).
Perkolat fra udligningstanken løftes først ind i et posefilter installeret over homogeniseringstanken. Posefilteret kan opfange partikler større end 0,5 mm. Filterposerne skal udskiftes, når tryktabet når en vis værdi. Filterposerne kan genbruges efter rengøring.
Det filtrerede perkolat strømmer ved tyngdekraften ind i homogeniseringstanken. En blander inde i tanken omrører og blander perkolat fra forskellige kilder og på forskellige tidspunkter, hvilket opnår homogenisering og stabiliserer indløbet til efterfølgende behandlingsanlæg. Det biologiske system består hovedsageligt af en denitrifikationstank, en nitrifikationstank, et skumdæmpningssystem og et kølesystem. Hjælpeudstyr fra andre systemer indgår også i det biologiske system. Der er et sæt denitrifikationstanke og et sæt nitrifikationstanke. Spildevandet fra udligningstanken kommer ind i det biologiske systems produktionslinje. Det biologiske system er en biologisk reaktor af AO-type. Aerobe mikroorganismer i reaktoren nedbrydes og udnytter organisk stof i vandet, syntetiserer cellevæv og frigiver vand og kuldioxid. En del af ammoniak-nitrogenet i vandet bruges til cellesyntese i kulstoffjernelsesreaktionen, og resten udnyttes af nitrificerende bakterier til at producere nitrater og nitritter. Nitraterne og nitriterne føres tilbage til denitrifikationstanken med nitrifikationsvæsken, hvor denitrifikationen sker i et anaerobt miljø. Nitraterne og nitriterne reduceres, og der dannes nitrogengas, som slipper ud, og derved opnås nitrogenfjernelse.
Beluftningssystemet består af jetluftere, jetpumper og blæsere. Jetpumperne giver høj-flow-trykvand, mens blæserne giver trykluft. Disse to komponenter blandes og frigives gennem venturi-rørene på jetbelufterne og danner ensartede mikrobobler, der diffunderer jævnt gennem vandet, hvilket opnår en iltningseffektivitet på over 25 %. Dette opnår samtidig omrøring af den samlede vandvolumen. Den biologiske behandlingstank er en fuldstændig blandet reaktor; høj-koncentration perkolat, der kommer ind i systemet, fortyndes og diffunderes øjeblikkeligt, hvilket forhindrer skade på mikroorganismer.
På grund af den høje slamkoncentration i den biologiske behandlingstank anbefales det at bruge høj-iltnings-effektive europæiske-importerede jetluftere for at sikre jævne biologiske reaktioner.
På grund af de særlige egenskaber ved perkolat fra lossepladser kan der dannes en stor mængde skum under den biologiske dyrkningsfase og drift. Dette system inkorporerer både kemisk skumdæmpning og hydraulisk skumdæmpning. Kemisk skumdæmpning undertrykker skumdannelse ved at tilføje skumdæmpende midler, mens hydraulisk skumdæmpning eliminerer skum ved at sprøjte vand på vigtige steder såsom mandehuller og installationshuller.
Den biokemiske proces genererer en betydelig mængde varme, hvilket hæver reaktortemperaturen og hindrer systemdriften. Derfor implementeres et kølesystem, der anvender et køletårn til at levere kølevand til de biokemiske tanke via varmevekslere. Dette enkelte kølesystem køler begge nitrifikationstanke. Det biokemiske systems automatiske styresystem består primært af forskellige sensorer, input/output moduler og en PLC. Det indgående vandovervågningssystem overvåger hovedsageligt flowhastighed, ledningsevne og pH. De biokemiske tanke overvåger primært pH, opløst ilt, temperatur og væskeniveau. Analyse af disse parametre styrer beluftningshastigheden, slamudledningshastigheden og ultrafiltreringstiden (UF) for at skabe et passende miljø for mikroorganismer.
UF-systemet tager vand fra nitrifikationstankene til slam-vandseparering. Den koncentrerede slam-vandblanding returneres derefter til denitrifikationssektionen som intern tilbagesvaling.
Det biokemiske system udleder ca. 12 tons slam dagligt med et designet fugtindhold på 98,5 %. På grund af den lave slamkoncentration indgår en slamfortykningstank i systemet til gravitationsfortykning af det udledte slam. Det fortykkede slam pumpes derefter til en centrifugalafvandingsmaskine. Efter centrifugering pumpes det afvandede filtrat tilbage til det biokemiske system for yderligere behandling. Slamkagen, med et fugtindhold under 80 %, sendes til deponering til deponering.
Del 2: Ultrafiltreringssystemets procesflowbeskrivelse
Dette ultrafiltreringssystem bruger et eksternt rørformet ultrafiltreringssystem. Vand trækkes fra nitrifikationstanken. UF-indløbspumpen distribuerer den blandede væske fra den biokemiske tank til UF-sløjfen. Det maksimale ultrafiltreringstryk er 6 bar. Slam-vandblandingen pumpes ind i det rørformede membranmodul via en cirkulationspumpe. Under trykforskellen over membranen trænger væskefasen gennem membranen og danner permeat og opnår slam-vandseparation. Slammet returneres til den biokemiske tank for at øge slamkoncentrationen der, samtidig med at der opnås intern recirkulation af nitrifikationsvæsken. En del af slammet udledes som overskudsslam i slamfortykningstanken. Permeatet udledes i ultrafiltreringsklarvandsbeholderen og går ind i den næste behandlingsproces.
Sammenlignet med traditionelle biologiske behandlingsprocesser adskilles mikrobielle celler fra spildevandet gennem et høj-ultrafiltreringssystem, der sikrer, at partikler større end 0,02 µm, mikroorganismer og COD-relaterede suspenderede stoffer tilbageholdes sikkert i systemet. Dette opnår ægte adskillelse af hydraulisk retentionstid og slamretentionstid. Ved at kontrollere slamalderen opnås målet om at dyrke et stort antal nitrificerende bakterier, hvorved ammoniak-kvælstoffjernelseshastigheden forbedres væsentligt. Ultrafiltreringsafløbet er sterilt, fri for faste stoffer og fri for biologisk aktive stoffer. Slamkoncentrationen opretholdes gennem kontinuerlig tilbagesvaling i kryds-ultrafiltrering.
Ultrafiltreringssystemet har en sløjfe med fire membranrør i hver sløjfe. En separat cirkulationspumpe giver en påkrævet strømningshastighed langs den indvendige væg af membranrørene, hvilket skaber turbulens, genererer en stor filtreringsflux og forhindrer tilstopning.
Membranrørene kræver også skylning og rensning efter en driftsperiode, hvilket udføres af en rensepumpe, der anvender en rensetank indeholdende klart vand eller klar væske. Hver løkke kan skylles, rengøres eller vedligeholdes, mens andre løkker er i drift. En automatisk trykluftreguleringsventil kan samtidig afbryde tilførslen, og slam, der er tilbage i rørene, føres til den biologiske rensetank af skyllevandet.
CIP er en proces med jævn-frekvens. I de senere stadier af rengøringen åbnes ventiler i henhold til et program, så rensevandet kan cirkulere i membransløjferne og vende tilbage til rensetanken, indtil der er opnået grundig rengøring. Hvis det er nødvendigt, kan en lille mængde membranrengøringsmiddel tilsættes rensetanken under de senere trin af rengøringen.
Del tre:DTRO (Disc Tube Reverse Osmose Membrane System) Procesflowbeskrivelse
Mens de fleste organiske stoffer og nitrogenholdige forurenende stoffer i MBR-spildevandet er blevet fjernet, er niveauerne stadig langt fra at leve op til udledningsstandarderne. Vandet indeholder stadig en stor mængde organisk materiale, afskalningsioner og andre forurenende stoffer, hvilket udgør en betydelig risiko for den stabile drift af efterfølgende membranseparationsudstyr. På grund af strenge udledningsstandarder og de nye standarders krav til total nitrogen, skal membransystemet have en høj afvisningsrate for nitrater osv. Dette design anvender et DTRO (Disc Tube Reverse Osmosis Membrane System) med stærke anti-begroningsevner og høje genvindingsrater. Perkolat fra lossepladser har en kompleks sammensætning, der indeholder forskellige tungtopløselige salte såsom calcium, magnesium, barium og silicium. Disse tungtopløselige uorganiske salte er stærkt koncentrerede efter indtræden i omvendt osmosesystemet. Når deres koncentration overstiger deres opløselighed under visse betingelser, vil der forekomme afskalning på membranoverfladen. Justering af pH-værdien af råvandet forhindrer effektivt skældannelse fra uorganiske carbonatsalte; derfor skal råvandets pH justeres, før det kommer ind i omvendt osmosesystemet.
MBR spildevand pumpes ind i DTRO membrankolonnen via DTRO fødepumpen. Samtidig tilsættes syre fra syreopbevaringstanken for at justere pH og tilbagesvales til blanding, hvorved der opnås pH-ligevægt. DTRO-systemets fødeledning er udstyret med en pH-sensor. PLC'en bestemmer råvandets pH-værdi og justerer automatisk doseringspumpens frekvens for at regulere syretilsætningen, hvilket i sidste ende sikrer, at pH-værdien af den rå opløsning, før den kommer ind i omvendt osmosesystemet, når 6,1-6,5. Det pH--justerede råvand pumpes ind i DTRO-membrankolonnen. DTRO-systemet består af et sæt, hver udstyret med to sikkerhedsposefiltre. Tryksensorer ved både ind- og udløbet af hvert sikkerhedsposefilter registrerer automatisk differenstrykket. Når differenstrykket overstiger en vis tærskel, beder systemet om udskiftning af filterpose. De to sikkerhedsposefiltre fungerer parallelt, hvilket giver mulighed for online udskiftning af filterpose. Sikkerhedsfilteret har en filtreringsnøjagtighed på 50μm, hvilket giver den endelige beskyttende barriere for membranen. Råvandet, der passerer gennem sikkerhedsposefilteret, kommer direkte ind i-højtryksstempelpumpen. Spildevandet, der er sat under tryk af-højtrykspumpen, kommer ind i DTRO-membrankolonnen. Det første membrantrin forsynes direkte med vand af-højtrykspumpen. Hvert membrantrin er udstyret med en online-cirkulationspumpe, som returnerer en del af koncentratet fra membranudløbet til online-pumpeindløbet for at sikre tilstrækkelig strømningshastighed og hastighed ved membranoverfladen, hvilket forhindrer membrantilsmudsning.
Membranafløbet opdeles i koncentrat og permeat. En trykreguleringsventil i koncentratenden styrer trykket i membranmodulet for at opnå den nødvendige genvindingshastighed for renset vand. Koncentratet udledes i en koncentrattank til videre behandling. Permeatet kommer ind i en lagertank med klart vand for at opfylde dets egne rengøringsbehov. Overskydende vand ledes ud i en spildevandsudligningstank og pumpes derefter ind i det modtagende vandområde. Systemgendannelsesprocenten er 80 %.
Det omvendte osmose-system er et omvendt osmose-system med mellemtryk-, der bruger omvendt osmose-membraner fra skiverør. Det gennemsnitlige driftstryk for skiverørets omvendt osmosemembran er 30-70 bar med en maksimal trykgrænse på 70 bar for omvendt osmose med mellemtryk.-. Da fødevandet er ultrafiltreringsklaret væske, kan det klarede væskeudbytte nå op på 80%. DTRO-systemet har en enhed med i alt 70 omvendt osmose-søjler med skiverør og et samlet membranareal på 658,3 m².
DTRO-enheden er udstyret med følgende hjælpefaciliteter:
⑴ CIP (Clean-In-Place)-system: CIP-systemet bruges til skylning, vandrensning og kemisk rensning af omvendt osmose-enheden.
⑵ Syredoseringssystem: For at forhindre uorganisk skældannelse under omvendt osmose-drift er der installeret et syredoseringssystem for at justere pH-værdien af fødevandet til omvendt osmosesystemet.
⑶ Antiskaleringsmiddeldoseringssystem: Antiskaleringsmiddeldoseringssystemet bruges også til at forhindre dannelsen af uorganisk afskalning under omvendt osmosedrift.
Fordi perkolatet er forbehandlet ved hjælp af en fuldt biologisk denitrifikationsmembranbioreaktor, er ultrafiltreringsafløbet fri for suspenderede faste stoffer og biologisk nedbrydeligt organisk materiale. Dette undgår stort set dannelsen af uorganisk og organisk tilsmudsning på omvendt osmose-membranen, hvorved hyppigheden af omvendt osmose-membranrensning reduceres og omvendt osmose-systemet kan fungere under relativt lavt tryk, hvilket forlænger levetiden for omvendt osmose-membranen.
