Teollisuuden jäteveden käsittely: Kohdennettuja ratkaisuja MBBR-materiaalilla (kemikaali-/tekstiili-/elintarviketeollisuus)

Standardoitua teollisuusjätevettä ei ole. Kemiantehdas voi päästää voimakkaita liuottimia sisältävää vettä, kun taas tekstiilitehdas joutuu työskentelemään vaikeasti liukenevien väriaineiden kanssa. Elintarviketehtaiden tiedetään kuitenkin tuottavan jätevettä, joka on yleensä runsasoinnussa orgaanisten jätteiden ja rasvojen kanssa. Jäteveden käsittely on haasteellista näiden erojen vuoksi. MBBR Biochip Media tarjoaa mukautuvan keinon hallita näitä vaihtelevia ympäristöjä edistämällä hyödyllisten bakteerien lisääntymistä järjestelmässä. Sitä voidaan käyttää veden tasaisempaan käsittelyyn oikeilla asetuksilla ja pitämään käsittelyprosessi vakaampana, kun veden laatu vaihtelee päivästä toiseen.

Teollisuuden jätevesien ongelmakohdat: Erityisvaatimukset korkean kemiallisen hapenkulutuksen (COD) ja korkean ammoniakkitypen pitoisuuksille

Korkea kemiallinen hapenkulutus (COD) ja runsas ammoniumtyppipitoinen jätevesi tuovat mukanaan useita ongelmia, joita on vaikea sivuuttaa todellisissa laitoksissa. Vesi on yleensä tummaa, pyörteistä eikä kovin vahvaa joka vuorossa. Esimerkiksi tekstiilivärjäyslaboratoriossa tekstiiliväriaine-erä voi sisältää raskaita väriaineita ja pinta-aktiivisia aineita sekä erän puhdistuskemikaaleja. Elintarviketehtaassa voi esiintyä välittömiä piikkejä tuotantohuippujen vuoksi, ja COD voi ylittää normaalin tason. Käsittelyjärjestelmien tapauksessa tällainen kuormitus aiheuttaa säiliön biologian jatkuvan paineen. Ensisijainen ongelma alkaa hapen tarpeesta. Korkea COD tarkoittaa, että bakteerit tarvitsevat paljon happea orgaanisten aineiden hajottamiseen. Korkea ammoniumtyppi puolestaan ​​vaatii nitrifioivia bakteereja, jotka kasvavat hitaammin ja ovat herkempiä. Näiden kahden läsnäolo johtaa kilpailuun, kun ne kilpailevat tilasta ja hapen saannista. Epätasapainoinen järjestelmä johtaa usein ammoniakin poiston hidastumiseen aluksi ja epävakaaseen jäteveden laatuun. MBBR-järjestelmät perustuvat kantoaineiden käyttöön biofilmin kuljettamiseen, vaikka kaikki olosuhteet eivät olekaan suotuisia vakaalle kasvulle. Materiaalin tulisi pystyä ylläpitämään paksua ja aktiivista biofilmiä vahvassa jätevedessä, mutta sen ei tulisi irrota helposti. Samanaikaisesti sillä on oltava riittävä pinta-ala, jotta nopeasti kasvavat heterotrofiset bakteerit ja hitaasti nitrifioivat bakteerit voivat elää rinnakkain. Kun pinta on liian sileä, biofilmi ei pysty tarttumaan. Jos siitä tulee hyvin paksu, happi ei pääse tunkeutumaan sisäkerrokseen ja sen sisällä olevat bakteerit voivat kuolla. Batangasissa sijaitsevan kemiantehtaan operaattorit raportoivat toistuvasti vastaavista ammoniakkipiikeistä ilmastuksen lisäämisestä huolimatta. Kyse ei ollut pelkästään ilmansyötöstä, vaan myös biofilmin epätasaisesta kasvusta säiliössä. Kun sekoitusta tehostettiin ja sopeutumisaikaa pidennettiin, järjestelmästä tuli vakaampi, koska biomassalle annettiin aikaa sopeutua myrkyllisiin piikkeihin. Todellisessa käytössä jatkuva täyttö on tärkeää nopean korjauksen sijaan. Biofilmi voi kärsiä äkillisistä virtauksen tai kemikaaliannostelun muutoksista. Tasaisempi syöttö, korkea mutta ei voimakas ilmastus ja järjestelmän sopeutumisaika edistävät kaikki sitä, että materiaali toimii paremmin ankarissa olosuhteissa.

Kemiallinen jätevesi: Korroosionkestävän MBBR-materiaalin valinta ja prosessin optimointi

Kemiallinen jätevesi aiheuttaa biologiselle ympäristölle erilaista rasitusta kuin monet muut teollisuudenalat. Jätevesi sisältää yleensä happoja, emäksiä, liuottimia tai puhdistusaineita, jotka voivat syövyttää laitteita ja biologiaa ajan myötä. Joissakin laitoksissa pH-arvo voi jopa vaihdella erittäin alhaisesta erittäin korkeaan yhden tuotantosyklin aikana. Tämä vaikeuttaa bakteerien pysymistä aktiivisina ja kantaja-aineen kykyä tarjota vakaa pinta biofilmille kiinnittymiseen ajan kuluessa. Korroosio ja kemiallinen hyökkäys ovat merkittäviä tekijöitä päätettäessä, minkä tyyppistä MBBR-materiaalia käytetään kemialliselle jätevedelle. Useimmat laitokset suosivat suurtiheyksistä polyeteeniä (HDPE), koska ne kestävät ankaria olosuhteita. Materiaalin pinnan koostumus vaikuttaa myös tähän. Karkea, mutta vakaa pinta mahdollistaa biofilmin nopean kiinnittymisen jopa silloin, kun järjestelmä altistuu vaihteleville kemikaaleille. Kun materiaalin pinta alkaa hajota tai haurastua ajan myötä, biofilmikerros menettää tarttuvuutensa ja sen käsittelykyky heikkenee. Pienen pinnoitteiden tuotantolaitoksen operaattorit kokivat toistuvia jaksoja heikentyneestä kemiallisen hapenkulutuksen (COD) poistotehokkuudesta. Tutkittuaan ongelmaa he ymmärsivät, että se johtui epätasaisesta biofilmin kasvusta liuotinpitoisten purkauspiikkien jälkeen. Näinä aikoina reaktorin sisällä oleva materiaali ei pystynyt tarjoamaan tasaista kasvualustaa biofilmin kasvulle. Laitos ei ainoastaan ​​siirtynyt kemikaaleja kestävämpään materiaaliin, vaan myös tasoitti shokkikuormitusta ennen kuin se saavutti biologisen vaiheen. Tämä tehtiin asentamalla tasaussäiliö ennen MBBR-allasta. Tasaussäiliöt ovat yksi prosessinohjausmenetelmä, joka voi auttaa kemiallisen jäteveden käsittelyssä. Ne mahdollistavat eri jätevesierien sekoittamisen ennen kuin ne saavuttavat biologisen vaiheen, mikä estää suurten kemikaaliannosten läpivirtauksen. pH-arvon hallinta on toinen tärkeä huomioon otettava tekijä. Pitämällä pH:n tietyllä alueella nitrifioivat bakteerit kestävät pidempään ja toipuvat nopeammin shokkitapahtumista. Myös ilmastus on otettava huomioon kemikaalien käsittelyssä. Liika ilma irrottaa biofilmin materiaalista ja liika happi hidastaa toipumisprosessia kemiallisen hyökkäyksen jälkeen. Oikein säädetty ilmavirtaus pitää järjestelmän toiminnassa sujuvasti tappamatta kiinnittyneitä kasvustoja. Kemiallisen jäteveden käsittely onnistuu yleensä tasaisesti eikä äkillisesti. Käyttämällä kemikaaleja kestävää kasvualustaa ja prosessia, joka antaa biologiasi selvitä myrskyistä, annat järjestelmällesi parhaat mahdollisuudet selviytyä ja toimia.

Tekstiili-/elintarviketeollisuuden jätevesi: mediasovellukset tehokkaaseen orgaanisten epäpuhtauksien hajottamiseen

Tekstiilijätevesi ja elintarvikkeiden jalostuksen jätevesi ovat kaksi hyvin erilaista teollisuudenalaa. Yksi asia niillä on kuitenkin yhteistä: niiden orgaanisen saasteen kuormitus on yleensä erittäin korkea. Jätevedenpuhdistusjärjestelmässä toinen voi käyttäytyä eri tavalla kuin toinen. Tekstiilijätevesi sisältää yhdisteitä, kuten väriaineita, pinta-aktiivisia aineita ja suoloja, jotka eivät usein hajoa bakteerien toimesta. Elintarvikkeiden jalostuksen jätevedet soveltuvat yleensä paremmin biologiseen käsittelyyn, mutta niissä voi olla erittäin paljon kemiallista hapenkulutusta (COD), rasvoja ja suspendoituneita kiinteitä aineita huipputuotantojaksojen jälkeen. MBBR-järjestelmät käyttävät biofilmiä suurimman osan työstä molemmissa sovelluksissa. Mikro-organismeille annetaan tilaa kasvaa ja kukoistaa, vaikka järjestelmän virtaus tai kuormitus vaihteleekin väliaineen vuoksi. Tekstiilijätevesien käsittelyssä on varmistettava, että biofilmi on vakaa, kun bakteerit altistetaan myrkyllisille yhdisteille tai voimakkaille väreille. Jotkut värimolekyylit estävät bakteerien toimintaa, ja siksi järjestelmälle on annettava aikaa terveen mikrobipopulaation muodostumiseen. Kun hyvä biofilmi on muodostunut väliaineeseen, se alkaa hitaasti hajottaa orgaanisia aineita ja haalistua ajan myötä. Farkkupesula Guangdongissa havaitsi jätevesiensä värin vaihteluita. Jätevedellä ei ollut aikaa reagoida ennen käsittelyä, vaan MBBR-reaktorin sisällä oli myös heikkoa biofilmin kasvua. Kun sopeutumiselle annettiin enemmän aikaa ja syöttövirtaus vakiintui, järjestelmä alkoi parantaa värinpoistoa. Käyttäjät jopa havaitsivat, että kun biofilmin paksuus oli riittävä, reaktorista tuli huomattavasti kestävämpi iskukuormille. Elintarviketeollisuuden jätevesi reagoi eri tavalla kuin tekstiilijätevesi. Hyvä esimerkki tästä olisi meijerilaitos, joka pumppaa runsaasti rasvaa ja proteiinia sisältävää jätevettä järjestelmään puhdistussyklien jälkeen. Nämä orgaaniset aineet voivat aiheuttaa COD-piikkejä ja vaahdon muodostumista ilmastussäiliöissä. Tässä skenaariossa MBBR-alusta mahdollistaa näitä orgaanisia aineita kuluttavien mikrobien nopeamman kasvun. Varmista vain, että järjestelmä sekoitetaan oikein, jotta rasvat eivät kerry altaan jollekin osalle. Hedelmämehutehtaan käyttäjät huomasivat tukkeutumista kantoaineiden eri osissa epätasaisen virtauksen vuoksi. Alusta ei ainoastaan ​​alkanut näyttää puhtaammalta, vaan biofilmin aktiivisuus parani, kun esiseulonta optimoitiin ja ilmastuskuvioita säädettiin. Kun tuotantohuippujen aikaan järjestelmä toimi paljon vakaammin kuin ennen. Jäteveden ja aktiivisen biofilmin välisen kontaktin pitäminen vakaana on avainasemassa näillä teollisuudenaloilla. Tasainen kuormitus, kemiallisten häiriöiden puuttuminen ja biofilmin muodostumisaika mahdollistavat materiaalin täyden potentiaalin hyödyntämisen. Tämä mahdollistaa MBBR-järjestelmien toiminnan vakaissa olosuhteissa, joissa käyttäjän puuttuminen on vähäistä ja tulokset ennustettavampia.

Teollisuusprojektin tapaus: MBBR-materiaalien suorituskykytiedot teollisessa jäteveden käsittelyssä

Käytännön teollisessa käytössä MBBR-materiaalit valitaan niiden stabiilisuuden perusteella vaihtelevissa olosuhteissa, ei pelkästään niiden teoreettisen poistotehokkuuden perusteella. Alla on todellinen skenaario, joka perustuu havaintoihin Luzonin teollisuusalueella sijaitsevan kemikaali- ja tekstiiliteollisuuden yhdistetyn jätevesien käsittelylaitoksen päivityksestä. Laitoksen arvioitu jätevesivirtaus vaihtelee 800–1000 m3/päivässä. Ennen päivitystä sisääntulevan veden kemiallinen hapenkulutus oli normaalisti 1 800–3 500 mg/l. Ammoniakkityppi oli tyypillisesti 40–85 mg/l. Oli tapauksia, joissa vanha järjestelmä täytti juuri ja juuri vaaditut standardit, varsinkin päivinä, jolloin sekä värjäys- että pesulinjat toimivat täydellä tuotannolla. MBBR-vaiheen asennuksen ja vakiintuneiden kantoaineiden käytön jälkeen ja ilmastusjärjestelmän säädön jälkeen tasapainon saavuttamiseksi havaittiin 46 viikon käynnistysjakso. Biofilmit kasvoivat hitaasti mutta varmasti koko käynnistysjakson ajan. Käyttäjät välttivät rajuja muutoksia ilmavirtausnopeuksissa ja pitivät kuormituksen tasaisena mahdollisimman paljon, jotta bakteerit tottuisivat ympäristöön. Vakautumisen jälkeen COD-poistoprosentti oli suurempi (88–92) MBBR-teknologian lisäämisen jälkeen kuin (70) olemassa olevalla vanhalla järjestelmällä. Myös jäteveden COD pysyi jatkuvasti alhaisena (<250 mg/l) jopa huippuvirtauspäivinä. Parannus oli vieläkin dramaattisempi ammoniumtypen osalta. Vanhassa järjestelmässä lukemat pysyivät yleensä yli 20 mg/l käsittelyn jälkeen. Käynnistyksen ja vakauttamisen jälkeen tulokset saavuttivat 5–10 mg/l normaaleissa käyttöolosuhteissa, ja joitakin huippuarvoja esiintyi voimakkaiden shokkikuormien aikana. Merkillepantavaa oli, kun yksi osasto yhtäkkiä kaksinkertaisti tuotantonsa tekstiililinjalla. Sisään tulevan veden COD nousi lähes 4 000 mg/l:aan kahden päivän ajaksi. Järjestelmän kaatumisen sijaan MBBR-altaan suorituskyky heikkeni vain hieman ja palautui 48–72 tunnissa. Käyttäjät huomasivat, että biofilmin paksuus oli kasvanut hieman ennen sisään tulevan veden shokkikuormitusta, mikä auttoi kompensoimaan osan kuormituksesta. Kunnossapitolokit osoittivat myös lietteen kasaantumisen vähentyneen verrattuna aiempiin vuosiin, jolloin käytettiin vain aktiivilieteprosessia. Tuotetun ylijäämälietteen määrä oli tasaisempi ja vedenpoisto helpottui. Tästä tapauksesta opittu asia oli yksinkertainen. Media ei ottanut käsittelyä kokonaan hallintaansa. Se yksinkertaisesti antoi järjestelmälle enemmän joustavuutta. Biokalvo toimi tyynynä... elävänä tyynynä, joka antoi käyttäjille aikaa reagoida muutoksiin kuormituksen vaihdellessa ja esti suorituskyvyn laskun.