Jätevedenkäsittelyainetyypit: Käytännön valintaopas tekniikan ostajille

Jätevedenkäsittelyaineet ovat materiaaleja tai suunniteltuja rakenteita, jotka on sijoitettu käsittelyyksiköiden sisälle tukemaan biologista kasvua, parantamaan kiintoaineiden erotusta, suodattamaan suspendoituneita hiukkasia, adsorboimaan liuenneita epäpuhtauksia, vaihtamaan ioneja tai erottamaan vettä kalvojen läpi.

Käsite "hoitoaineet" kattaa kuitenkin useita pohjimmiltaan erilaisia ​​tekniikoita. MBBR-kantoaineita, putkenlaskutusaineita, aktiivihiiltä, ​​hiekkasuodattimia, ioninvaihtohartseja ja MBR-kalvoja ei pidä käsitellä keskenään vaihdettavina tuotteina. Jokainen toimii eri mekanismin kautta ja se on valittava jäteveden ominaisuuksien, käsittelytavoitteen, reaktorin konfiguraation, käyttöolosuhteiden ja vaaditun jäteveden laadun mukaan.

Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd. työskentelee jätevedenkäsittelyurakoitsijoiden, laitosten omistajien, laitevalmistajien, jakelijoiden ja suunnitteluyritysten kanssa. Tämän toimialan näkökulman perusteella tämä opas selittää tärkeimmät jätevedenkäsittelyainetyypit ja tiedot, jotka ostajien tulee arvioida ennen tilauksen tekemistä.

Jätevedenkäsittelyaineiden nopea luokittelu

1. Moving Bed Biofilm Reactor Media

Liikkuvan kerroksen biofilmireaktoriväliaineet, joita yleisesti kutsutaan MBBR-väliaineiksi, ovat suunniteltuja muovisia kantoaineita, jotka liikkuvat vapaasti ilmastetun tai mekaanisesti sekoitetun bioreaktorin sisällä. Mikro-organismit kiinnittyvät kantajien suojatuille pinnoille ja muodostavat aktiivisen biokalvon.

MBBR-väliaineita käytetään yleisesti vähentämään orgaanista kuormitusta, tukemaan nitrifikaatiota, auttamaan denitrifikaatiota ja lisäämään biologista käsittelykapasiteettia rakentamatta merkittävästi suurempaa säiliötä. Niitä käytetään myös integroiduissa kiinteäkalvoisissa aktiivilietejärjestelmissä, jotka tunnetaan nimellä IFAS, joissa suspendoitu aktiiviliete ja siihen liitetty biokalvo toimivat samassa reaktorissa.

Mitä ostajien tulisi arvioida

• Suojattu pinta-ala: Ostajien tulee erottaa geometrinen kokonaispinta-ala ja pinta-ala, joka on tehokkaasti suojattu liialliselta hankaukselta.
• Telineen mitat: Halkaisija, korkeus, aukon rakenne ja sisäinen geometria vaikuttavat liikkeeseen, biofilmin säilymiseen ja näytön valintaan.
• Materiaali: HDPE:tä käytetään laajalti, koska sen tiheys voi sallia kantoaineiden pysymisen suspendoituneena sopivissa sekoitusolosuhteissa.
• Median tiheys: Tiheys tulee arvioida yhdessä jäteveden tiheyden, biofilmin kasvun ja ilmastuksen intensiteetin kanssa.
• Täyttösuhde: Tarvittava tilavuus riippuu käsittelykuormituksesta, reaktorin suunnittelusta ja sallitusta väliaineen täyttömäärästä, ei pelkästään säiliön tilavuudesta.
• Mekaaninen vakaus: Kuljettajien on kestettävä pitkäaikaisia törmäyksiä, ilmastusta ja jatkuvaa kiertoa.
• Säilytysjärjestelmä: Asianmukaiset ulostuloverkot tarvitaan estämään väliaineen häviäminen samalla kun hydraulinen virtaus säilyy.

Suurempi julkaistu pinta-ala ei automaattisesti tarkoita parempaa suorituskykyä. Teknisten ostajien tulee pyytää ilmoitetun alueen määrittelyä, tukevia testausmenetelmiä, mittatoleransseja, materiaalitietoja, irtotavaramäärää kuutiometriä kohden ja projektireferenssit vertailukelpoisissa jätevesiolosuhteissa.

2. Kiinteä biofilmi ja strukturoitu biologinen väliaine

Kiinteät biofilmimateriaalit pysyvät paikallaan reaktorissa, valuvassa suodattimessa, upotetussa ilmastettussa suodattimessa, anaerobisessa suodattimessa tai biologisessa hajuntorjuntajärjestelmässä. Yleisiä muotoja ovat strukturoidut arkkimateriaalit, kennolohkot, ristivirtausmoduulit, pystyvirtausmateriaalit, satunnainen muovipakkaus, biopallot ja huokoiset lohkot.

Toisin kuin liikkuvat kantolaitteet, kiinteät väliaineet tarvitsevat jätevettä ja ilmaa kulkeakseen kiinteän rakenteen läpi tai ympäri. Niiden suorituskyky riippuu siksi suuresti hydraulisesta jakautumisesta, ilmanjaosta, tyhjästä tilasta, pinnan saavutettavuudesta ja tukkeutumiskestävyydestä.

Milloin kiinteä media saattaa olla sopiva

• Tihkuvat suodattimet, joissa on ohjattu tulonjako
• Upotetut aerobiset biosuodattimet
• Anaerobiset biofilmireaktorit
• Teollisuuden jätevesi, jossa on vakaat hydrauliolosuhteet
• Biotrickling-suodattimet hajujen ja kaasujen käsittelyyn
• Vesiviljely ja kiertovesijärjestelmät

Jos jätevesi sisältää runsaasti kuituja, rasvaa, saostunutta kiintoainetta tai biologista lietettä, ostajien tulee kiinnittää erityistä huomiota kanavan leveyteen ja tukkeutumisriskiin. Mediarakenne, jolla on erittäin suuri nimellispinta-ala, voi toimia huonosti, jos kiinteät aineet tukkivat nopeasti sen käyttökelpoiset kanavat.

3. Tube Settler ja Lamella Settling Media

Putken laskeutusaineet eivät ole biologisen käsittelyn kantajia. Ne ovat selkeytysväliaineita, joita käytetään parantamaan painovoimaerotusta. Niiden kaltevat kanavat vähentävät pystysuoraa etäisyyttä, jonka hiukkasen on asettuttava ennen kuin ne saavuttavat pinnan. Laskeutuneet kiinteät aineet liikkuvat sitten alaspäin, kun taas kirkastettu vesi kulkee ylöspäin moduulin läpi.

Putken selkeyttimiä asennetaan yleisesti kunnallisiin ja teollisiin selkeytteisiin, juomaveden sedimentointiyksiköihin, kemiallisiin saostussäiliöihin, toissijaisiin selkeyttimiin ja laitosten päivitysprojekteihin. Ne voivat lisätä tehollista laskeutumisaluetta olemassa olevan säiliön sisällä, mutta ne eivät voi kompensoida huonoa koagulaatiota, sopimatonta hydraulista kuormitusta tai tehotonta lietteenpoistoa.

Tärkeät hankintaparametrit

• Materiaali, yleensä PP tai PVC moniin sovelluksiin
• Moduulien mitat ja asennusjärjestely
• Kallistuskulma
• Kanavan muoto ja hydraulinen halkaisija
• Pystysuora asettumiskorkeus
• Levyn paksuus ja rakenteelliset tukivaatimukset
• Käyttölämpötila
• Kemiallinen ja UV-altistus
• Sallittu pintakuormitusaste
• Siivous ja huolto pääsy

Ostajien ei tule valita putkenlaskeuttajia vain kuutiohinnan perusteella. Ohuet levyt, riittämätön hitsaus, epäyhtenäiset moduulimitat tai riittämätön tukirakenne voivat aiheuttaa muodonmuutoksia, painuneita kanavia ja epätasaista virtauksen jakautumista.

4. Rakeinen suodatusaine

Rakeiset suodatinmateriaalit poistavat suspendoituneita hiukkasia, kun vesi kulkee pakatun kerroksen läpi. Yleisiä materiaaleja ovat piidioksidihiekka, antrasiitti, granaatti, sora, zeoliitti ja keraamiset rakeet. Hiekka, aktiivihiili ja granaatti ovat niitä väliainetyyppejä, jotka on arvioitu kunnalliseen vedenkäsittelyyn asianmukaisten sertifiointiohjelmien mukaisesti.

Rakeiset materiaalit voidaan järjestää yksimedia-, kaksois- tai multimediasuodattimeksi. Tyypillisessä multimediajärjestelyssä voi käyttää hienomman hiekan yläpuolella karkeaa antrasiittia, jonka alla on tiheää granaattia ja tukisoraa. Tarkka kokoonpano riippuu hiukkaskokojakaumasta, suodatusnopeudesta, vaaditusta jäteveden sameudesta ja vastahuuhtelusuunnittelusta.

Avaimen valintatiedot

• Tehokas koko
• Tasaisuuskerroin
• Ominaispaino
• Kovuus ja kulutuskestävyys
• Happoliukoisuus
• Sängyn syvyys
• Suodatusnopeus
• Takaisinpesun laajennusvaatimukset
• Epäpuhtauksien kuormitus ja odotettu käyttöaika

Raesuodatusta käytetään yleensä kiintoainekiillotukseen. Ei pidä olettaa poistavan jokaista liuennutta epäpuhtautta. Kun liuenneet orgaaniset aineet, metallit, ravinteet tai suolat ovat tärkein huolenaihe, adsorptio, ioninvaihto, reaktiiviset väliaineet tai kalvoprosessit voivat olla tarpeen.

5. Adsorptioväliaineet

Adsorptiomateriaalit vangitsevat epäpuhtaudet sisä- tai ulkopinnoilleen. Rakeista aktiivihiiltä käytetään laajalti liuenneiden orgaanisten yhdisteiden sekä väri-, haju- ja kiillotussovelluksiin. Muita tuotteita ovat jauhettu aktiivihiili, aktiivinen alumiinioksidi, zeoliitti, rautaoksidi, rautahydroksidi ja erikoisadsorbentit.

Adsorbentin soveltuvuus riippuu kohdekontaminantista, pitoisuudesta, pH:sta, kilpailevista ioneista, orgaanisesta aineesta, kosketusajasta ja regeneraatio- tai korvausstrategiasta.

Kysymyksiä adsorptiomateriaalin toimittajalta

• Mitä epäpuhtauksia materiaali oli suunniteltu poistamaan?
• Perustuuko ilmoitettu kapasiteetti puhtaaseen laboratorioveteen vai edustavaan jäteveteen?
• Mikä pH-alue vaaditaan?
• Mitkä kilpailevat aineet vähentävät kapasiteettia?
• Mikä tyhjän sängyn kontaktiaika on suositeltava?
• Voidaanko media regeneroida?
• Miten loppuun kulunutta materiaalia tulisi käsitellä tai hävittää?
• Onko asiaankuuluvia turvallisuus- ja huuhtoutumistestiraportteja saatavilla?

Ostajien tulee olla varovaisia ​​yksittäisen "adsorptiokapasiteetin" arvon suhteen ilman testiolosuhteita. Tiivistetyllä laboratorioliuoksella mitattu kapasiteetti ei välttämättä edusta suorituskykyä monimutkaisissa teollisuusjätevesissä.

6. Ioninvaihtomedia

Ioninvaihtoväliaineet ovat synteettisiä tai mineraalimateriaaleja, jotka vaihtavat valittuja ioneja ioneilla vedessä. Yleisiä luokkia ovat vahvasti hapan kationihartsi, heikosti hapan kationihartsi, vahvaemäksinen anionihartsi, heikkoemäksinen anionihartsi, sekakerroshartsi ja kontaminanttiselektiivinen hartsi.

Käyttökohteita voivat olla kovuuden vähentäminen, demineralisointi, nitraatin poisto, ammoniumin poisto ja valittujen metallien talteenotto. Ioninvaihto on yleensä herkempi sisäänvirtauskoostumukselle kuin emäksinen kiintoainesuodatus. Suspendoituneet kiinteät aineet, öljy, hapettimet ja orgaaninen likaantuminen voivat heikentää hartsin suorituskykyä.

Hankintaeritelmissä tulee yksilöidä hartsin tyyppi, ionimuoto, hiukkaskokoalue, vaihtokapasiteetti, kosteuspitoisuus, käyttö pH, lämpötilaraja, painehäviötiedot ja regenerointivaatimukset. Ostajan tulee myös arvioida kemikaalien kulutusta ja uudistusjätteen käsittelyä.

7. Reaktiiviset käsittelyaineet

Reaktiiviset väliaineet poistavat epäpuhtauksia kemiallisen reaktion, saostuksen, hapettumisen-pelkistyksen tai biologisesti avustetun muuntamisen kautta. Esimerkkejä ovat nollavalentti rauta, rikkipohjaiset denitrifikaatioaineet, rauta-hiiliväliaineet, kalkkikivet ja fosforia sitovat aineet.

Toisin kuin perinteinen mekaaninen suodatin, reaktiiviset aineet kuluvat vähitellen, päällystetään tai loppuvat. Niiden käyttöikä riippuu sisään tulevasta kemiasta, epäpuhtauksien kuormituksesta, hiukkaskoosta, hydraulisesta kosketuksesta ja reaktion sivutuotteista.

Ennen hankintaa insinöörien tulee suorittaa penkki- tai pilottitestaus aina, kun jäteveden kemia on monimutkaista. Toimittajan tulee ilmoittaa selkeästi reaktio-olosuhteet, odotettu väliaineen kulutus, mahdolliset pH-muutokset, painehäviön kehitys ja hävittämisvaatimukset.

8. Membrane Media

Kalvoprosesseissa käytetään selektiivistä sulkua suspendoituneiden kiintoaineiden, mikro-organismien, kolloidien tai liuenneiden aineiden erottamiseen. Yleisiä luokkia ovat mikrosuodatus, ultrasuodatus, kalvobioreaktorikalvot, nanosuodatus ja käänteisosmoosi.

MBR-järjestelmässä biologinen käsittely yhdistetään kalvoerotukseen. Kalvo korvaa tai täydentää tavanomaista selkeyttämistä ja voi tuottaa matalasameutta jätevettä, joka soveltuu pitkälle kehitettävään käsittelyyn tai uudelleenkäyttöön koko prosessisuunnittelun mukaan.

MBR-kalvon hankintatekijät

• Kalvokokoonpano: ontto kuitu, tasainen levy tai putkimainen
• Kalvomateriaali ja nimellinen huokoskoko
• Suunnitteluvuo ja huippuvuo
• Transmembraaninen painealue
• Ilmanpuhdistusvaatimus
• Suurin sekalipeän suspendoituneen kiintoaineen pitoisuus
• Puhdistuskemikaalit ja sallitut pitoisuudet
• Moduulien mitat ja liitännät
• Odotettu läpäisevyyden palautuminen
• Varaosien saatavuus ja tekninen tuki

MBBR:tä ja MBR:ää ei pidä sekoittaa. MBBR käyttää kantoaineita kiinnittyneen biomassan säilyttämiseen, kun taas MBR käyttää kalvoja käsitellyn veden fyysiseen erottamiseen sekalipeästä. Joissakin hankkeissa voidaan yhdistää biologisia kantajia ja kalvoerotusta, mutta nämä kaksi väliainetta suorittavat eri tehtäviä.

Kuinka teknisten ostajien tulisi valita jätevedenkäsittelyaineet

Uskottavan toimittajan ei tule suositella mediaa pelkästään jätevesiteollisuuden nimen perusteella. Esimerkiksi kahdella elintarviketehtaalla voi olla hyvin erilaiset virtausnopeudet, orgaaniset kuormat, lämpötilat, rasvatasot ja poistovaatimukset.

Ennen tarjouksen pyytämistä ostajien tulee laatia seuraavat tiedot:

1. Jätevesilähde: Kunnallinen jätevesi, elintarvikejalostus, tekstiili-, kemian-, lääke-, kaatopaikan suotovesi, vesiviljely tai muu lähde.
2. Suunnittelun kulku: Keskimääräinen, huippu- ja minimivirtaus kuutiometreinä vuorokaudessa tai kuutiometreinä tunnissa.
3. Vaikuttavat tiedot: COD, BOD, TSS, ammoniakkityppi, kokonaistyppi, kokonaisfosfori, pH, lämpötila ja muut asiaankuuluvat epäpuhtaudet.
4. Vaadittu jätevesi: Sääntelyn päästöraja, uudelleenkäytön standardi tai jatkoprosessin vaatimus.
5. Olemassa oleva prosessi: Säiliön mitat, reaktorin tilavuus, selkeyttimen koko, ilmastuslaitteet, kierrätys- ja lietteenkäsittelyjärjestelyt.
6. Käyttöolosuhteet: Jatkuva tai ajoittainen virtaus, kausivaihtelu, kemikaalialtistus ja käyttäjän saatavuus.
7. Hankkeen tavoite: Kapasiteetin laajentaminen, energian vähentäminen, nitrifikaatio, kiillotus, jalanjäljen vähentäminen tai vaatimustenmukaisuuden parantaminen.

Käytännön median valintamatriisi

Jätevedenkäsittelyaineen toimittajan arviointi

Kansainvälisissä hankinnoissa tuotteen ulkonäkö on vasta arvioinnin ensimmäinen taso. Ostajien tulee myös tarkistaa toimittajan tekninen ymmärrys, tuotannon johdonmukaisuus, dokumentaatio ja myynnin jälkeiset valmiudet.

• Pyydä mittapiirrokset ja selkeästi määritellyt tekniset tiedot.
• Varmista, ovatko julkaistut arvot nimellisiä, vähimmäisarvoja vai testattuja arvoja.
• Pyydä tietoja raaka-aineista ja erävalvontamenettelyistä.
• Tarkista fyysiset näytteet ennen joukkotilauksen hyväksymistä.
• Tarkista pakkaustiheys, toimitusmäärä ja asennusvaatimukset.
• Pyydä tarvittavat materiaalit, mekaaniset, kemialliset kestävyys- tai suorituskykyraportit.
• Vertaa vertailuja vastaavista jätevesi- ja käyttöolosuhteista.
• Selvitä takuurajat ja vaaditut käyttöehdot.
• Varmista vaihtomoduulien ja teknisten ohjeiden saatavuus.

Suunniteltujen välineiden, kuten MBBR-kannattimien ja putkenlaskuttimien, pienet erot mitoissa, materiaalin koostumuksessa ja moduulien valmistuksessa voivat vaikuttaa hydrauliseen käyttäytymiseen, biofilmin säilymiseen, asennukseen ja pitkäaikaiseen kestävyyteen. Hankintapäätöksissä olisi siksi otettava huomioon koko elinkaarisoveltuvuus pelkän ostohinnan sijaan.

Näkökulmamme Hangzhou NIHAO:ssa

Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd. tarjoaa jätevedenpuhdistustuotteita ja -ratkaisuja kansainvälisiin suunnittelu- ja hankintaprojekteihin. Päätuotealueitamme ovat MBBR-biosuodatinaineet, putkenlaskutusaineet, biosuodatinaineet, MBR-kalvot, ilmastuskomponentit ja niihin liittyvät jätevedenkäsittelylaitteet.

Tehtävämme ei ole vain määrittää tuotemalli luettelosta. Vastuullista suositusta varten meidän on ensin ymmärrettävä vaikuttavien tekijöiden ominaisuudet, prosessin tavoite, säiliön kokoonpano, käyttöympäristö ja vaadittu poiston laatu.

Jos laboratorio- tai pilottivalidointi on tarpeen, se tulee suorittaa ennen täysimittaista hankintaa. Prosessin lopullisen mitoituksen ja suoritustakuiden tulee perustua projektikohtaisiin suunnittelulaskelmiin, edustaviin jätevesitietoihin ja yhteisesti sovittuihin suunnitteluehtoihin.

Usein kysytyt kysymykset

Pidetäänkö jokaista muovista jätevesituotetta biologisena väliaineena?

Ei. MBBR-kantajat ja kiinteät biokalvotuotteet ovat biologisia väliaineita, koska ne tukevat kiinnittyneitä mikro-organismeja. Putken laskeutusaineet ovat selkeytysaineita, kun taas diffuusorit ovat ilmastuskomponentteja käsittelyväliaineen sijaan.

Voiko putkenlaskutusaine korvata biologisen käsittelyn?

Ei. Putken laskeutusaineet parantavat kiintoaineen erotusta, mutta eivät korvaa biologista COD-, BOD- tai typenpoistoa. Ne asennetaan tavallisesti selkeytys- tai sedimentaatiovaiheessa.

Tekeekö suurempi pinta-ala aina MBBR-materiaalista parempia?

Ei. Käytettävä suoja-alue, kantoaineen liike, biokalvon paksuus, hapen siirto, kuormitusolosuhteet ja reaktorin suunnittelu ovat tärkeämpiä kuin eristetty pinta-alaluku.

Voiko yksi väliaine poistaa COD:tä, typpeä, fosforia, metalleja ja suoloja?

Normaalisti ei. Nämä epäpuhtaudet saattavat vaatia käsittelysarjan, jossa yhdistyvät biologiset väliaineet, selkeytys, suodatus, adsorptio, kemiallinen käsittely, ioninvaihto ja kalvot.

Mitä tietoja tarvitaan jätevesimedian tarjoukseen?

Ilmoita vähintään jätevesilähde, päivittäinen ja tuntivirtaus, virtausanalyysi, tarvittava jätevesi, prosessikaavio, säiliön mitat, käyttölämpötila ja projektin tavoite. Täydelliset tiedot mahdollistavat luotettavamman teknisen suosituksen.

Johtopäätös

Jätevedenpuhdistusaineet tulisi luokitella käsittelymekanismin mukaan eikä pelkästään ulkonäön tai materiaalin mukaan. Biologiset kantajat tukevat mikro-organismeja, putken laskeutusaineet parantavat selkeyttä, rakeiset suodattimet vangitsevat suspendoituneen aineen, adsorbentit pidättävät liuenneet epäpuhtaudet, ioninvaihtoväliaineet poistavat valitut ionit, reaktiiviset väliaineet luovat kemiallisia tai biologisia reaktioita ja kalvot muodostavat fysikaalisen erotussulun.

Teknisten ostajien kannalta oikea kysymys ei ole pelkkä "Mitä jätevedenkäsittelyaineita on saatavilla?" Hyödyllisempi kysymys on: "Mikä väliaine vastaa tämän projektin epäpuhtautta, prosessivaihetta, hydraulisia olosuhteita, toimintakykyä ja vaadittua jäteveden laatua?"

Hangzhou NIHAO toivottaa tervetulleeksi teknisiä keskusteluja jätevedenkäsittelyurakoitsijoiden, laitosten omistajien, jakelijoiden ja laitevalmistajien kanssa. Tarkkojen projektitietojen antaminen tiedusteluvaiheessa auttaa molempia osapuolia kehittämään käytännöllisemmän ja todennettavissa olevan mediavalintaehdotuksen.

Tekninen huomautus: Yllä olevat tiedot on tarkoitettu yleiseksi hankinta- ja prosessivalintaoppaaksi. Se ei korvaa projektikohtaista prosessisuunnittelua, pilottitestausta, paikallista sääntelyä tai teknistä hyväksyntää.