Szybka odpowiedź: Wybierz SBR, gdy dostępny jest teren, a obciążenie waha się w ciągu dnia. Wybierz MBBR, gdy modernizujesz istniejący zbiornik i nie możesz dodać osadników. Wybierz MBR, gdy limit zrzutu jest rygorystyczny lub woda będzie ponownie wykorzystywana, a stać cię na membrany i powietrze do ich oczyszczania. Wszystkie trzy nadal produkują osad nadmierny, który trzeba odwodnić.
Trzy procesy, każdy w osobnym akapicie
SBR — sekwencyjny reaktor porcjowy. Jeden zbiornik wykonuje wszystko po kolei. Arkusz informacyjny US EPA wymienia pięć kroków: bezczynny, wypełniać, reagować, osiadać i rysowaćNapowietrzanie, sedymentacja i dekantacja zachodzą w tym samym zbiorniku w różnych odstępach czasu, więc nie ma oddzielnego osadnika ani pompowania osadu powrotnego. Sterowanie odbywa się za pomocą timerów i przełączników poziomu.
MBBR — złoże biologiczne z ruchomym łożem. Napowietrzany zbiornik wypełniony małymi nośnikami z tworzywa sztucznego. Bakterie rosną jako biofilm na chronionej wewnętrznej powierzchni każdego nośnika, dzięki czemu biomasa pozostaje w zbiorniku bez recyrkulacji osadu. Nośniki są zatrzymywane w reaktorze przez sito na wylocie. Cząstki stałe, które się odrywają, są usuwane w dalszym ciągu procesu, zwykle za pomocą osadnika lub jednostki DAF.
MBR — bioreaktor membranowy. Osad czynny z osadnikiem wtórnym zastąpionym membranami mikro- lub ultrafiltracyjnymi, zanurzonymi w zbiorniku napowietrzania lub w strumieniu bocznym. Karta informacyjna EPA dotycząca bioreaktora membranowego opisuje membrany, które muszą zatrzymywać cząstki o wielkości około 1 mikrondlatego ściek z MBR jest zasadniczo wolny od zawiesin i większości bakterii.
Co każdy z nich robi dobrze
SBR: elastyczność na małej powierzchni
W arkuszu informacyjnym EPA przypisuje się SBR-om łączenie wyrównywania, clarifikacji wstępnej, obróbki biologicznej i clarifikacji wtórnej w jednym zbiorniku, przy minimalnej powierzchni zabudowy i potencjalnych oszczędnościach kapitałowych wynikających z wyeliminowania clarifierów. Wartości projektowe podane w tym samym dokumencie podają 4-godzinny cykl dla ścieków komunalnych i 4–24 godziny dla przemysłowych, z MLSS wynoszącym 2 000–4 000 mg/L przy niskim poziomie wody.
Ponieważ długość cyklu można zmieniać z panelu sterowania, SBR może pracować w trybie krótkiej stabilizacji kontaktowej trwającej 3,5 godziny lub w trybie wydłużonego napowietrzania trwającego 18–36 godzin. Dlatego nadaje się do fabryk, w których obciążenie zmienia się w zależności od zmiany lub sezonu. Usuwanie BOD wynosi zazwyczaj 85–95%, a dostawcy cytowani w arkuszu informacyjnym gwarantują poniżej 10 mg/L BZT i zawiesin ogólnych.
MBBR: większa wydajność w tej samej komorze
Nośniki zwiększają powierzchnię biofilmu bez zwiększania objętości zbiornika. Standardowy nośnik Kaldnes K1 oferuje około 500 m² chronionej powierzchni na metr sześcienny nośnika, a reaktory są zazwyczaj wypełniane nie więcej niż około 67–70% objętości zbiornika więc nośniki mogą nadal krążyć (Rusten i in., 2006). Wypełnij zbiornik do połowy nośnikami, a efektywny zapas biomasy wzrośnie kilkukrotnie, nie dotykając betonu.
To jest powód, dla którego MBBR jest zwykle wybierany, gdy istniejąca oczyszczalnia jest przeciążona i nie ma miejsca na drugą komorę napowietrzania. Dobrze radzi sobie również z obciążeniami szokowymi, ponieważ biofilm jest przytwierdzony i nie może zostać wypłukany tak, jak mogą zawieszone kłaczki. Ceną za to jest to, że nie sedymentuje własnych ciał stałych: nadal wymagany jest osadnik wtórny, DAF lub etap filtracji, a osad, który trafia do etapu odwadniania, jest lżejszy i trudniejszy do zagęszczenia niż konwencjonalny osad czynny nadmierny.
MBR: najczystsza woda i najmniejsze zbiorniki
Arkusz informacyjny EPA opisuje zakłady w pełnej skali, które redukują BZT z około 150–280 mg/l do 1–2 mg/L, TSS z około 170–250 mg/L do 1–3 mg/Loraz azot amonowy poniżej 0,3 mg/l, przy średniej mętności ścieków oczyszczonych wynoszącej 0,3 NTU w jednej z zakładów w Georgii. Ponieważ membrany zatrzymują całą biomasę w reaktorze, MLSS może być znacznie wyższy niż w zakładzie opartym na osadniku, co zmniejsza objętość zbiornika i czas retencji hydraulicznej.
Dwie uwagi z tego samego dokumentu. Przepływ szczytowy należy utrzymywać na nie więcej niż 1,5–2 razy średnia, ponieważ membrany nie mogą przyjąć uderzenia hydraulicznego w taki sposób, jak osadnik, dlatego zwykle potrzebny jest zbiornik wyrównawczy. A powietrze do płukania ma duże znaczenie: jedna oczyszczalnia osiągnęła średnio 1 800 kWh na milion galonów tylko na dmuchawach do płukania membran, około dwa razy więcej powietrza niż potrzebuje konwencjonalna oczyszczalnia do napowietrzania. Gwarantowane okresy dla membran wynoszą od 3 do 10 lat.
Porównanie obok siebie
| Kryterium | SBR | MBBR | MBR |
|---|---|---|---|
| Oddzielny klarownik jest potrzebny | Nie | Tak (lub DAF) | Nie — membrany |
| Ślad | Mały | Mały; pasuje do istniejących zbiorników | Najmniejszy |
| TSS w ściekach | <10 mg/L typowo | Zależy od klarownika | 1–3 mg/L |
| Tolerancja na wahania obciążenia | Wysoki (regulowany cyklicznie) | Wysoki (załączona biomasa) | Umiarkowany; wymaga wyrównania |
| Energia | Umiarkowany | Umiarkowany | Najwyższy (powietrze do płukania membran) |
| Materiały eksploatacyjne | Brak danych wejściowych do przetłumaczenia. | Przewoźnicy (długi okres eksploatacji) | Membrany, środki czyszczące |
| Umiejętności operatora | Timery i zawory | Niski | Wysoki |
| Najlepsze dopasowanie | Obciążenia zmienne, tereny niezabudowane | Modernizacje, zwiększanie przepustowości | Ponowne użycie, ścisłe limity, brak gruntów |
Jak zdecydować w czterech pytaniach
- Czego wymaga pozwolenie? Jeśli TSS musi być poniżej 5 mg/l, albo woda będzie ponownie wykorzystywana do chłodzenia lub uzupełniania procesowego, MBR jest jedynym z trzech, który osiąga ten poziom bez oddzielnego filtra trzeciego stopnia.
- Czy istnieje już istniejący czołg? Jeśli tak i jest przeciążony, można do niego dodać nośniki MBBR. Konwersja na MBR jest również możliwa, ale wiąże się z nowymi sitami, membranami i dmuchawami.
- Jak stabilny jest przepływ? Produkcja wsadowa, zakłady sezonowe i zakłady spożywcze ze szczytami mycia preferują SBR, ponieważ cykl można wydłużyć przy dużym obciążeniu i skrócić przy małym.
- Kto będzie tym zarządzał? MBR wymaga kogoś, kto rozumie ciśnienie transmembranowe, czyszczenie chemiczne i zanieczyszczenie. MBBR nie wymaga prawie niczego poza sprawdzeniem sit i dystrybucji powietrza.
Część, której nikt nie umieszcza w broszurze: szlam
Wszystkie trzy procesy przekształcają rozpuszczone substancje organiczne w biomasę, a ta biomasa opuszcza oczyszczalnię jako osad nadmierny przy zawartości substancji stałych około 0,5–1,2%. Karta informacyjna EPA dotycząca membranowego bioreaktora podaje osad nadmierny o zawartości substancji stałych ogółem 1–1,2%; SBR i MBBR są podobne lub rzadsze.
Trzy rzeczy różnią się między nimi na etapie odwadniania:
- Osad MBR jest starsza i bardziej zmineralizowana, co zwykle pomaga w uzyskaniu suchości placka, ale wiąże się z wysokim MLSS i może nieść drobne koloidy, które szybko zatykały tkaninę. Przetestuj tkaninę przed jej wyborem.
- Odpadający biofilm MBBR jest lekka i często wymaga wyższej dawki polimeru do flokulacji. Rzadko dobrze zagęszcza się wyłącznie grawitacyjnie.
- Osad ściekowy z SBR zachowuje się jak zwykły osad czynny i jest najłatwiejszy do odwodnienia z trzech w Filtr komorowy prasowy.
Dla któregokolwiek z trzech, prasa filtracyjna membranowa pobierze osad biologiczny o zawartości 1% substancji stałych i przekształci go w placek o zawartości 20–30% w jednym etapie, co sprawia, że koszty transportu lub składowania na wysypisku stają się możliwe do udźwignięcia. W przypadku małych oczyszczalni poniżej kilku ton suchych substancji stałych na dobę, prasa śrubowa wielotarczowa jest opcją o niższym zużyciu energii.
Powiązane: ile osadu produkuje oczyszczalnia ścieków, gdy potrzebujesz flotacji ciśnieniowej, oraz urządzenia do oczyszczania ścieków przemysłowych.
Najczęściej zadawane pytania
Czy MBR jest lepszy niż SBR?
Tylko jeśli potrzebujesz jakości jej ścieków oczyszczonych. MBR osiąga 1–3 mg/L TSS i niemal zerową liczbę bakterii, czego SBR nie jest w stanie dorównać bez filtra trzeciego stopnia i dezynfekcji. SBR wygrywa pod względem energii, umiejętności operatora i tolerancji szczytów przepływu, a także nie ma membran do wymiany.
Czy MBBR może zastąpić oczyszczalnię osadu czynnego?
Może przejąć etap biologiczny w tym samym zbiorniku, ale nadal wymaga etapu separacji ciał stałych afterwards. Większość modernizacji zachowuje istniejący osadnik lub dodaje jednostkę DAF po reaktorze MBBR.
Jaki rozmiar oczyszczalni pasuje do SBR?
Arkusz informacyjny EPA zauważa, że SBR są zazwyczaj stosowane przy przepływach wynoszących 5 milionów galonów dziennie (około 19 000 m³/d) lub mniej, a większość instalacji ma przepustowość poniżej 2 MGD. Większe przepływy są zwykle kierowane do systemów osadu czynnego z przepływem ciągłym lub MBR.
Ile nośnika wchodzi do zbiornika MBBR?
Zwykle między 30% a 67% objętości reaktora, i nie więcej niż około 70%, aby nośniki mogły być nadal utrzymywane w ruchu przez napowietrzanie. Dokładne wypełnienie ustala się na podstawie wymaganej powierzchni biofilmu dla obciążenia projektowego.
Dlaczego MBR potrzebuje zbiornika wyrównawczego?
Ponieważ strumień przez membranę jest ograniczony. Arkusz informacyjny EPA zaleca utrzymywanie szczytowego przepływu projektowego na poziomie nie większym niż 1,5–2 razy większym od średniego; osadnik toleruje skok, membrana nie.
Który z trzech produkuje najmniej osadu?
MBR, w większości przypadków, ponieważ pracuje przy długim wieku osadu i więcej biomasy jest zużywane w wyniku rozkładu endogennego. Różnica jest niewielka, a każdy z tych trzech nadal wymaga etapu odwadniania, zanim osad może być wywieziony.
Proszę podać przepływ, ładunek ChZT lub BZT, limit zrzutu oraz czy zbiornik już istnieje, a my powiemy, który proces pasuje, i dobierzemy wielkość odwadniania osadu odpowiednio do niego: poproś o rekomendację procesu i doboru rozmiaru.
Referencje: US EPA — Karta informacyjna dotycząca gospodarki ściekami: Bioreaktory membranowe (832-F-07-015), US EPA — Wastewater Technology Fact Sheet: Sequencing Batch Reactors (1999), Rusten B. i in. (2006) — Design and operations of the Kaldnes moving bed biofilm reactors, Aquacultural Engineering 34.
Ten artykuł jest częścią naszego przewodnika po wastewater sludge dewatering.