MBBR kontra CAS: Ostateczna rozgrywka w zakresie nowoczesnego oczyszczania ścieków

Wstęp

W miarę rozwoju naszych miast i zaostrzania się przepisów dotyczących ochrony środowiska wybór systemu oczyszczania ścieków nie jest tylko decyzją techniczną — jest to imperatyw gospodarczy i logistyczny . Dzisiejsze obiekty muszą radzić sobie z balansowaniem między wysokowydajnym usuwaniem zanieczyszczeń, ograniczoną przestrzenią fizyczną, rosnącymi kosztami energii i potrzebą prostoty obsługi.

Od dziesięcioleci niekwestionowanym liderem w oczyszczaniu ścieków na dużą skalę jest firma Konwencjonalny osad czynny (CAS) proces — niezawodny koń pociągowy. Jednak w ostatnich latach na znaczeniu zyskał wysoce wydajny i oszczędzający miejsce konkurent: ReaktLub z biofilmem z ruchomym złożem (MBBR) .

MBBR reprezentuje oszczędzająca miejsce i wysoce wydajna przyszłość , podczas gdy CAS pozostaje wypróbowany i prawdziwy koń roboczy .

Co to jest MBBR?

Definicja innowatLuba

MBBR lub ReaktLub z biofilmem z ruchomym złożem , to zaawansowana, wysokowydajna technologia biologicznego oczyszczania ścieków. Jego głównym celem jest wykorzystanie koncepcji chronionego, gęstego filmu biologicznego w celu maksymalizacji wydajności oczyszczania w minimalnej objętości.

MBBR osiąga tę wydajność poprzez wykorzystanie wyspecjalizowanych, małych plastikowych elementów – tzw nośniki biofilmu or głoska bezdźwięczna — które są zaprojektowane tak, aby unosić się i swobodnie krążyć w zbiorniku napowietrzającym.

Nośniki biofilmu or głoska bezdźwięczna pitcure:

Proces MBBR: zaleta biofilmu

Pomyśl o nośnikach biofilmu jak mikrohotele dla pożytecznych bakterii . Nośniki te charakteryzują się bardzo wysokim stosunkiem powierzchni do objętości, zapewniając chronione, idealne środowisko dla kolonii drobnoustrojów (tzw. biofilm ) aby się rozwijać i rozwijać.

1. Instalacja multimediów: Tysiące tych małych nośników (często w kształcie kół lub małych gwiazdek) dodaje się do zbiornika napowietrzającego, zwykle wypełniając od 50% do 70% objętości zbiornika.

2. Napowietrzanie i mieszanie: Powietrze dostarczane przez dmuchawy służy dwojakiemu celowi: dostarcza tlenu niezbędnego bakteriom do spożycia zanieczyszczeń organicznych (BZT i amoniaku) oraz tworzy turbulentne mieszanie wymagane do utrzymania cyrkulacji nośników w zbiorniku.

3. Leczenie: Gdy ścieki przepływają przez zbiornik, zanieczyszczenia przedostają się do warstwy biofilmu na nośnikach, gdzie są metabolizowane przez bakterie. Ponieważ biomasa jest fizycznie przymocowana do nośników, system jest mniej podatny na takie zjawiska wymywanie biomasy niż tradycyjne metody.

4. Rozdzielenie: Sito lub ekran na wylocie reaktora zatrzymuje media w zbiorniku, umożliwiając jedynie oczyszczoną wodę i oddzielone ciała stałe przedostanie się do końcowego klarownika lub etapu filtracji.

Zalety MBBR:

• Mały ślad: Jest to najważniejszy punkt sprzedaży. Ponieważ stężenie biofilmu na nośnikach jest niezwykle wysokie, MBBR może osiągnąć ten sam poziom oczyszczania co CAS w reaktorze, który jest często 50% mniejszy , co czyni go idealnym rozwiązaniem dla obszarów miejskich lub miejsc o ograniczonej powierzchni.

• Odporność na obciążenia udarowe: Chroniony charakter biofilmu zapewnia: solidna tarcza przed nagłymi skokami stężenia substancji zanieczyszczających lub natężenia przepływu, zapewniając znacznie szybszy odzysk niż CAS.

• Prosta obsługa: W przeciwieństwie do CAS, nie ma potrzeby monitorowania i zarządzania wrażliwym stosunkiem osadu czynnego powrotnego (RAS). System wymaga mniej „opieki nad dziećmi”, ponieważ biofilm radzi sobie z własnym wzrostem i złuszczaniem.

• Wysoka skuteczność leczenia: Doskonały do ​​nitryfikacji (usuwania azotu), ponieważ jest długi czas retencji substancji stałych (SRT) chronionego biofilmu umożliwia rozwój wolno rosnących bakterii nitryfikacyjnych.

Wady MBBR:

• Koszt przewoźnika: Początkowy zakup i instalacja specjalistycznych plastikowych nośników mają istotne znaczenie wstępne nakłady inwestycyjne .

• Zużycie mediów: Z biegiem czasu media mogą ulegać niewielkiemu zużyciu, chociaż nowoczesne projekty minimalizują to. Istnieje zapotrzebowanie na solidne ekrany, które zapobiegną utracie nośnika z systemu.

• Możliwość zatkania: Chociaż rzadkie, źle zaprojektowane napowietrzanie lub grube przesiewanie może prowadzić do zlepiania się mediów, potencjalnie zmniejszając skuteczność oczyszczania.

Co to jest CAS?

Definicja konia roboczego

Konwencjonalny osad czynny (CAS) jest najstarszym, najpowszechniejszym i prawdopodobnie najbardziej niezawodnym biologicznym procesem oczyszczania ścieków stosowanym na całym świecie. Jest to złoty stIard, według którego ocenia się większość nowych technologii. W przeciwieństwie do MBBR, CAS całkowicie opiera się na utrzymywaniu kłaczkowata biomasa — delikatna mieszanina wody i zawieszonych w wodzie drobnoustrojów — w celu osiągnięcia leczenia.

Proces CAS: model mieszacza-osadnika

CAS jest prosty i skuteczny model mieszalnika-osadnika co stwarza idealne warunki dla mikroorganizmów do spożywania substancji zanieczyszczających, a następnie oddziela je od czystej wody.

1. Zbiornik napowietrzający (mieszanie): Surowe ścieki są mieszane w dużym zbiorniku z osad czynny (stężona masa drobnoustrojów). Powietrze jest agresywnie pompowane do zbiornika, zapewniając drobnoustrojom tlen niezbędny do metabolizowania BZT (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen) i inne zanieczyszczenia.

2. Klaryfikator (Osadzanie): Wymieszany trunek spływa do dużego, spokojnego trunku osadnik wtórny (odstojnik) . Tutaj drobnoustroje (szlam) gromadzą się (zbijają) i osadzają się pod wpływem grawitacji, pozostawiając czystą, uzdatnioną wodę.

3. Recykling osadu (sedno kontroli): Osadzony osad ma kluczowe znaczenie. Część jest w sposób ciągły pompowana z powrotem do zbiornika napowietrzającego – to jest Powrót osadu czynnego (RAS) . Ten recykling zapewnia wysoką koncentrację aktywnych, głodnych drobnoustrojów, które są zawsze dostępne do oczyszczenia napływającego strumienia. Osad nadmierny jest usuwany i kierowany do utylizacji.

Wydajność CAS w dużej mierze zależy od zachowania precyzji Wiek osadu and Stosunek F/M (stosunek żywności do mikroorganizmów) , co czyni go bardzo wrażliwym procesem operacyjnym.

Zalety CAS'a:

• Dobrze ugruntowana technologia: Dziesięciolecia doświadczenia operacyjnego oznaczają, że proces ten jest powszechnie rozumiany, a większość operatorów doskonale zna wymagania dotyczące monitorowania i kontroli.

• Stosunkowo niski koszt kapitału: Ponieważ opiera się on na podstawowych zbiornikach betonowych i łatwo dostępnym sprzęcie napowietrzającym, początkowy koszt budowy podstawowego reaktora CAS jest często niżej niż MBBR, który wymaga wyspecjalizowanych przewoźników.

• Dobre usuwanie BZT i TSS: Działając w optymalnych warunkach, CAS zapewnia wysoce skuteczne usuwanie zarówno węgla organicznego, jak i zawieszonych ciał stałych.

• Elastyczność w usuwaniu składników odżywczych: CAS można łatwo modyfikować (np. dodając strefy beztlenowe lub beztlenowe), aby uzyskać rygorystyczne wymagania Usuwanie azotu i fosforu wymagania.

Wady CAS:

• Duży ślad: CAS wymaga znacznie więcej miejsca niż MBBR ze względu na potrzebę dużego zbiornika napowietrzającego w celu utrzymania wystarczającego stężenia drobnoustrojów i, co najważniejsze, bardzo dużego klarownik wtórny aby zapewnić prawidłowe osadzanie się osadu.

• Wrażliwy na obciążenia udarowe: To jest jego główna słabość. Może to spowodować nagłe wyładowanie toksyczne, zmiana temperatury lub udar hydrauliczny "wypłukać" kruchego kłaczka osadu czynnego, co prowadzi do słabego osiadania, utraty biomasy i czasu regeneracji, który może rozciągać się od dni do tygodni.

• Produkcja i zarządzanie osadami: CAS wytwarza dużą ilość osadu nadmiernego, który należy odwodnić, oczyścić i usunąć. Stanowi to większą część kosztów operacyjnych.

• Wymaga wykwalifikowanych operatorów: Proces ten jest bardzo wrażliwy na jakość osadu . Wymaga to stałego monitorowania i zaawansowanej kontroli RAS, wskaźników marnotrawstwa i stosunku F/M przez doświadczony personel.

MBBR vs. CAS: Kluczowe różnice

Chociaż zarówno MBBR, jak i CAS skutecznie oczyszczają wodę, ich podstawowe mechanizmy prowadzą do dramatycznych różnic w wydajności, zajmowaniu miejsca i kosztach. W tym miejscu wybór pomiędzy obiema technologiami staje się krystalicznie jasny, w zależności od priorytetów projektu.

Złożoność operacyjna: mniej „opieki nad dziećmi” w porównaniu ze stałą kontrolą

Różnica w złożoności operacyjnej jest jednym z najbardziej przekonujących powodów wyboru MBBR, szczególnie w przypadku mniejszych zakładów lub tych, w których operatorzy są mniej wykwalifikowani.

• CAS wymaga precyzji: CAS to żywy system, który wymaga stałego monitorowania Wskaźnik objętości osadu (SVI) , Mieszane substancje stałe zawieszone w alkoholu (MLSS) i precyzyjne Powrót osadu czynnego (RAS) szybkości pompowania, aby kłaczki były zdrowe i prawidłowo się osiadały. To delikatne balansowanie.

• MBBR upraszcza życie: W systemie MBBR masa biologiczna jest fizycznie przymocowana do nośników. Po prostu zarządzasz napowietrzaniem w celu mieszania i dostarczania tlenu. System jest znacznie bardziej wyrozumiały i to znacznie zmniejszenie potrzeby codziennej, kompleksowej gospodarki osadami . Skutkuje to niższymi kosztami pracy i mniejszą wiedzą techniczną wymaganą na miejscu.

Równanie ziemi: ślad a kapitał

Dokonując ostatecznej kalkulacji kosztów, należy patrzeć poza początkową cenę zakupu:

1. Jeśli grunt jest drogi lub niedostępny (np. modernizacja miejska): Koszt przewoźników dla MBBR szybko uzasadnia się unikniętych kosztów nabycia gruntów lub niemożność zbudowania dużych czołgów CAS.

2. Jeśli ziemia jest tania i obfita (np. gmina wiejska): Niższy koszt inwestycyjny zbiorników CAS często sprawia, że ​​jest to preferowany wybór finansowy, pod warunkiem, że przepływ ścieków jest stabilny.

Zastosowania MBBR i CAS

Przydatność MBBR w porównaniu z CAS często zależy od środowiska, rodzaju ścieków i długoterminowych celów projektu. Oto zestawienie obszarów, w których każda technologia naprawdę się wyróżnia.

Odpowiednie zastosowania MBBR (oszczędzanie miejsca i rozwiązywanie problemów)

MBBR jest idealnym rozwiązaniem, gdy ograniczenia – fizyczne, logistyczne lub związane z wydajnością – dominują w zakresie projektu.

• Modernizacja istniejących zakładów: Jest to prawdopodobnie najpowszechniejsze i najbardziej opłacalne zastosowanie MBBR. Istniejąca, przeciążona instalacja CAS może radykalnie zwiększyć swoją wydajność i wydajność (szczególnie w przypadku nitryfikacji), po prostu dodając nośniki do istniejącego basenu napowietrzania. Pozwala to uniknąć ogromnych kosztów i zakłóceń w budowie nowego zbiornika (często określanego jako IFAS – Zintegrowany osad czynny o stałej warstwie, w połączeniu z osadem czynnym).

• Oczyszczanie ścieków przemysłowych: Przemysł często charakteryzuje się bardzo zmiennymi przepływami, zmiennym składem chemicznym i ściekami, które mogą być toksyczne dla wrażliwego osadu zawieszonego. MBBR odporność na obciążenia udarowe sprawia, że ​​jest to najczęściej wybierany wybór w sektorach takich jak żywność i napoje, celuloza i papier oraz produkcja chemiczna.

• Małe społeczności i systemy zdecentralizowane: W przypadku małych miasteczek, kurortów lub odległych miejsc wydobycia prosta obsługa i kompaktowy charakter MBBR są ogromnymi zaletami. Wymagają mniej terenu i mniej skomplikowanej codziennej pracy operacyjnej niż obiekt CAS.

• Obróbka wstępna lub zwiększenie wydajności: MBBR jest często używany jako solidny pierwszy etap do usunięcia większości BZT, pozostawiając mniej wymagające zadanie na końcowy etap polerowania (MBBR jest idealnym prekursorem denitryfikacja ).

Odpowiednie zastosowania dla CAS (niezawodny koń pociągowy)

CAS pozostaje dominującym wyborem, gdy priorytetami są niezawodność, niski koszt początkowy i konwencjonalne zarządzanie.

• Duże komunalne oczyszczalnie ścieków: W przypadku głównych obszarów metropolitalnych charakteryzujących się dużymi, stabilnymi przepływami o dużej objętości i gdzie grunty były historycznie zabezpieczone, CAS jest nadal standardem. The niżej initial capital expenditure oraz znajomość zarządzania procesami sprawiają, że jest to bezpieczniejsza i dobrze sprawdzona opcja.

• Gdzie dostępność gruntów nie jest ograniczeniem: Jeśli zakład może z łatwością zwiększyć swój zasięg (np. w obszarach wiejskich lub rozległych parkach przemysłowych), korzyść ekonomiczna wynikająca z niższych początkowych kosztów budowy CAS często przewyższa efektywność operacyjną MBBR.

• Szczególne wymagania dotyczące usuwania składników odżywczych: Chociaż MBBR doskonale nadaje się do nitryfikacji, złożone, wieloetapowe warianty CAS (takie jak $\text{A/O}$ or $\text{A2O}$ proces) są często wdrażane, gdy priorytet jest rygorystyczny i dedykowany Biologiczne usuwanie fosforu i ogólną kontrolę składników odżywczych. Ścisła kontrola operacyjna CAS może czasami lepiej nadawać się do tych konkretnych modyfikacji.