กรณีศึกษาการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมด้วยเทคโนโลยี MBBR

กรณีศึกษาการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมด้วยเทคโนโลยี MBBR

โรงงานแปรรูปอาหารขนาดกลาง-ต้องเผชิญกับการละเมิดการปฏิบัติตามข้อกำหนดเป็นประจำ3 ถึง 4 ครั้งต่อไตรมาส. ปริมาณการผลิตที่ผันผวนดันซีโอดีทะลุ 1,200 มก./ลครอบงำระบบตะกอนเร่งที่มีอยู่ การอัดตะกอน ไนตริฟิเคชันที่ไม่สอดคล้องกัน และ$12,000+ เป็นค่าบริการรายเดือนทำให้ชัดเจน: แกนบำบัดทางชีวภาพจำเป็นต้องมีการออกแบบขั้นพื้นฐานใหม่ กรณีศึกษานี้ให้รายละเอียดว่าโซลูชันที่ใช้ MBBR- พลิกโฉมโรงงานได้อย่างไรภายใน 90 วัน.

ภาพรวมโครงการ

ด้วยการขยายตัวอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร ปริมาณการปล่อยน้ำเสียและปริมาณสารมลพิษจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ลูกค้าในโครงการนี้เป็นองค์กรการผลิตอาหารขนาดกลาง-ถึง-ขนาดใหญ่ที่ประสบปัญหาการปฏิบัติตามข้อกำหนดบ่อยครั้งเนื่องจากคุณภาพที่ผันผวนและความสามารถในการบำบัดไม่เพียงพอในระบบที่มีอยู่ โรงงานแห่งนี้แปรรูปผัก ซอส และผลิตภัณฑ์พร้อมรับประทาน-- โดยสร้างน้ำเสียที่อุดมไปด้วยอินทรียวัตถุ สารแขวนลอย และแอมโมเนียไนโตรเจนจากการล้างวัตถุดิบ การลวก และการทำความสะอาดอุปกรณ์

เพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้ ระบบบำบัดทางชีวภาพที่ได้รับการอัพเกรดซึ่งใช้เทคโนโลยี MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) จึงได้รับการออกแบบและปรับใช้ MBBR แตกต่างจากกระบวนการแอคทิเวเต็ดสเลจ์แบบเดิมๆ ที่ต้องอาศัยจุลินทรีย์แขวนลอยทั้งหมดผู้ให้บริการฟิล์มชีวะแบบลอยน้ำฟรี-นับพันรายที่โฮสต์ชุมชนแบคทีเรียเฉพาะทาง วิธีการระบบกันสะเทือนแบบคู่-นี้ให้ความเข้มข้นของชีวมวลที่สูงขึ้นต่อหน่วยปริมาตร ความต้านทานแรงกระแทกที่แข็งแกร่งต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลด และประสิทธิภาพไนตริฟิเคชั่นที่เสถียรยิ่งขึ้น แม้ว่าสภาพไฮดรอลิกจะเปลี่ยนแปลงกะทันหันก็ตาม

หลังจากการทดสอบการใช้งาน ระบบบรรลุการปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยออกอย่างสม่ำเสมอ ในขณะเดียวกันก็ลดทั้งการผลิตตะกอนและความซับซ้อนในการปฏิบัติงาน โรงงานได้ขจัดค่าธรรมเนียมเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับน้ำทิ้ง-ทั้งหมด และได้รับความสามารถในการรับปริมาณการผลิตเพิ่มเติมโดยไม่ต้องขยายขอบเขตการบำบัด

พารามิเตอร์การออกแบบ

ปริมาณน้ำ

การออกแบบคำนึงถึงความผันผวนของการผลิตและความต้องการในการขยายในอนาคตอย่างเต็มที่ ปัจจัยสูงสุดของ1.8ถูกนำมาใช้เพื่อรองรับการผลิตที่เพิ่มขึ้นตามฤดูกาลในช่วงระยะเวลาการเก็บเกี่ยว เมื่อปริมาณงานสามารถเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าภายในกะเดียว

คุณภาพน้ำที่มีอิทธิพล

น้ำเสียส่วนใหญ่มาจากการล้างวัตถุดิบ การแปรรูป และการทำความสะอาดอุปกรณ์ ประกอบด้วยอินทรียวัตถุและสารแขวนลอยที่มีความเข้มข้นสูง โดยค่า COD โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่800 ถึง 1,200 มก./ลิตร. อัตราส่วน BOD/COD ประมาณ 0.5 บ่งชี้ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดีทำให้ดี-เหมาะสมสำหรับการบำบัดทางชีวภาพ

มาตรฐานการปลดปล่อย

น้ำทิ้งที่ได้รับการบำบัดจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยทิ้งสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น ขีดจำกัดเหล่านี้เทียบได้กับClass 1A ของ GB 18918-2002 ของจีนและสอดคล้องกับกฎระเบียบน้ำทิ้งของอุตสาหกรรมอาหารทั่วไปในตลาดเอเชียตะวันออกเฉียงใต้และตะวันออกกลาง

ผังกระบวนการและคำอธิบายทางเทคนิค

รถไฟบำบัด

กระบวนการบำบัดโดยรวมเป็นไปตามความก้าวหน้าเชิงตรรกะตั้งแต่การปรับสภาพทางกายภาพไปจนถึงการย่อยสลายทางชีวภาพและการชี้แจงขั้นสุดท้าย:

การคัดกรอง → การทำให้เท่าเทียมกัน → เครื่องปฏิกรณ์ MBBR → บ่อกรองรอง → การฆ่าเชื้อ

หลังจากที่ของแข็งหยาบและเศษซากถูกกำจัดออกโดยการคัดกรองเชิงกล น้ำเสียจะเข้าสู่ถังปรับสมดุลที่ออกแบบด้วยระยะเวลากักเก็บไฮดรอลิก (HRT) 8 ชั่วโมง. ความจุบัฟเฟอร์นี้จำเป็นสำหรับโรงงานแปรรูปอาหาร ซึ่งตารางการผลิตทำให้เกิดรูปแบบการปล่อยที่แปรผันสูง ถังปรับสมดุลจะทำให้ทั้งอัตราการไหลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและการแกว่งของความเข้มข้นเป็นไปอย่างราบรื่น ทำให้มั่นใจได้ว่าจะมีการป้อนที่สม่ำเสมอไปยังขั้นตอนทางชีวภาพที่อยู่ปลายน้ำ

จากถังปรับสมดุล น้ำเสียจะถูกสูบเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ MBBR ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยบำบัดหลัก ภายในเครื่องปฏิกรณ์สารพาหะของแผ่นชีวะที่ถูกระงับนับพันรายเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องตลอดแนวน้ำภายใต้การปั่นป่วนของระบบเติมอากาศแบบฟองละเอียด- จุลินทรีย์ตั้งอาณานิคมบนพื้นผิวด้านในที่ได้รับการป้องกันของพาหะเหล่านี้ ก่อตัวเป็นชั้นฟิล์มชีวะที่หนาแน่นและมีฤทธิ์ในการเผาผลาญ เนื่องจากแบคทีเรียยึดติดกับพาหะแทนที่จะลอยอย่างอิสระ ระบบจึงได้ความเข้มข้นของชีวมวลสูงขึ้น 2 ถึง 3 เท่ากว่าแอ่งตะกอนเร่งธรรมดาที่มีปริมาตรเท่ากัน

สถาปัตยกรรมแบบไฮบริดนี้มอบข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการซึ่งตอบโจทย์ความท้าทายในการดำเนินงานของอุตสาหกรรมอาหารได้โดยตรง:

ความหนาแน่นของจุลินทรีย์ที่สูงขึ้นต่อหน่วยปริมาตรด้วยพื้นที่ผิวจำเพาะที่เกิน 800 ตร.ม./ลบ.ม. ต่อลูกบาศก์เมตรของตัวกลางพาหะ เครื่องปฏิกรณ์แต่ละเครื่องสามารถโฮสต์ชีวมวลที่แอคทีฟได้มากกว่าระบบการเติบโต-แบบแขวนลอยที่มีขนาดเท่ากัน ส่งผลให้ใช้พื้นที่น้อยลงหรือมีความสามารถในการบำบัดสูงขึ้นภายในถังเดียวกัน

ไนตริฟิเคชั่นและการย่อยสลายสารอินทรีย์พร้อมกันโครงสร้างแบบชั้นของแผ่นชีวะจะสร้างโซนแอโรบิกบนพื้นผิวด้านนอกและโซนไมโครที่เป็นพิษ-ที่อยู่ลึกลงไปภายใน การแบ่งชั้นนี้ทำให้แบคทีเรียไนตริไฟริ่ง (ซึ่งออกซิไดซ์แอมโมเนียเป็นไนเตรต) และแบคทีเรียเฮเทอโรโทรฟิค (ซึ่งใช้คาร์บอนอินทรีย์) อยู่ร่วมกันบนพาหะเดียวกัน ผลก็คือ การกำจัด COD และการเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียดำเนินไปพร้อมๆ กัน แทนที่จะต้องแยกถังแยกกัน

ทนทานต่อแรงกระแทกแบบไฮดรอลิกและแบบอินทรีย์แบคทีเรียเจริญเติบโตที่เกาะติด-จะอ่อนแอต่อการถูกชะล้างน้อยกว่าฟล็อคแขวนลอยมาก เมื่อการไหลเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันหรือความเข้มข้นของ COD กระทบกับเครื่องปฏิกรณ์ ฟิล์มชีวะจะยังคงอยู่บนตัวพาและกลับมาทำงานอีกครั้งเมื่อสภาวะกลับสู่ปกติ ความยืดหยุ่นในตัว-นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโรงงานแปรรูปอาหารที่ซึ่งมีการผลิตถึงจุดสูงสุดและรอบการทำความสะอาดทำให้เกิดความผันผวนของปริมาณงานในแต่ละวัน

ตัวชี้วัดและประสิทธิภาพที่สำคัญ

เครื่องชี้เศรษฐกิจ

โครงการนี้ได้รับการส่งมอบด้วยเงินลงทุนทั้งหมดจำนวน$180,000ซึ่งเท่ากับประมาณ 150 ดอลลาร์ต่อลูกบาศก์เมตรของกำลังการผลิตติดตั้ง ซึ่งเปรียบเทียบได้ดีกับโรงบำบัดตะกอนเร่งทั่วไปในภูมิภาคเดียวกัน ซึ่งโดยปกติจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 200 ถึง 280 เหรียญสหรัฐฯ ต่อลูกบาศก์เมตร สำหรับวัตถุประสงค์ในการบำบัดที่เทียบเคียงได้ ต้นทุนการดำเนินงานชำระที่0.35 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อลูกบาศก์เมตรของน้ำที่ผ่านการบำบัด โดยขับเคลื่อนด้วยพลังงานเติมอากาศและการใช้สารเคมีน้อยที่สุด

ประสิทธิภาพการรักษา

หลังจากดำเนินการอย่างมีเสถียรภาพแล้ว คุณภาพน้ำทิ้งก็เป็นไปตามหรือเกินขีดจำกัดการปล่อยทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ ข้อมูลต่อไปนี้แสดงถึงค่าเฉลี่ยที่บันทึกไว้ในระหว่างการติดตามผลติดต่อกันหกเดือนหลังจากการว่าจ้าง:

ระบบแสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพที่ยอดเยี่ยมแม้ภายใต้สภาวะที่ผันผวน ระหว่างกการทดสอบไฟกระชากการผลิตภายใน 72 ชั่วโมงโดยที่ปริมาณ COD เพิ่มขึ้นสองเท่าชั่วคราว คุณภาพน้ำทิ้งยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดที่อนุญาต โดยมีความเข้มข้นของ COD และ BOD ตกค้างเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น การฟื้นตัวสู่ประสิทธิภาพพื้นฐานสังเกตได้ภายใน 24 ชั่วโมงหลังการโหลดกลับสู่ระดับปกติ ซึ่งเป็นการยืนยันความแข็งแกร่งของสถาปัตยกรรมการบำบัดโดยใช้ฟิล์มชีวภาพ-

จุดเด่นของโครงการ

เหตุใดจึงเลือก MBBR แทนที่จะเป็นตะกอนเร่งแบบธรรมดา

การตัดสินใจนำ MBBR มาใช้สำหรับการอัปเกรดโรงงานนี้ได้รับแรงผลักดันจากการเปรียบเทียบที่ชัดเจนระหว่างความต้องการในการปฏิบัติงานและขีดความสามารถของกระบวนการ ต้องการระบบตะกอนเร่งแบบทั่วไปการสูบกลับตะกอนอย่างต่อเนื่องการจัดการอย่างระมัดระวังของอัตราส่วนอาหาร-ต่อ-จุลินทรีย์ (F/M) และการสูญเสียตะกอนเป็นระยะๆ เพื่อรักษาความเข้มข้นของสารแขวนลอยในสุราผสม (MLSS) ที่ต้องการ ลูปควบคุมเหล่านี้เพิ่มภาระงานของผู้ปฏิบัติงานและการใช้พลังงาน MBBR ขจัดข้อจำกัดหลายประการเหล่านี้โดยสิ้นเชิง:

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของตัวพาไบโอฟิล์ม

ประสิทธิภาพของระบบ MBBR ขึ้นอยู่กับคุณภาพและการออกแบบของสื่อพาหะของฟิล์มชีวะเป็นอย่างมาก สำหรับโครงการนี้ ตัวพาโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) - ที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะเกิน 800 ตร.ม./ตร.มได้รับการคัดเลือก ซึ่งหมายความว่าพาหะทุกลูกบาศก์เมตรที่บรรจุเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์จะให้พื้นที่ผิวที่เท่ากันของสนามเทนนิสสำหรับการตั้งอาณานิคมของแบคทีเรีย

ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญของสื่อผู้ให้บริการที่ใช้ในโครงการนี้:

ที่อัตราส่วนการเติม 40%ได้รับการคัดเลือกให้สมดุลระหว่างความสามารถในการบำบัดกับประสิทธิภาพไฮดรอลิก ที่การโหลดนี้ ตัวพาจะเคลื่อนที่อย่างอิสระตลอดปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์โดยไม่มีโซนตายหรือ-การลัดวงจร ขณะเดียวกันก็ให้พื้นที่ผิวที่เพียงพอสำหรับฟิล์มชีวะที่แข็งแกร่ง ตะแกรงกักเก็บที่ออกแบบมาอย่างดี-ที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์จะป้องกันการสูญเสียตัวพาในขณะที่ปล่อยให้น้ำที่ผ่านการบำบัดและสารแขวนลอยไหลผ่านไปยังบ่อพักน้ำทุติยภูมิ

บทสรุป

โครงการนี้แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยี MBBR เป็นมีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้โซลูชันสำหรับการบำบัดน้ำเสียทางอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่มีโหลดผันผวนและลักษณะการป้อนแปรผัน การผสมผสานระหว่าง-ชีววิทยาการเจริญเติบโตที่แนบมากับการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ขนาดกะทัดรัดช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานบรรลุการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่สอดคล้องกัน โดยไม่มีความซับซ้อนในการปฏิบัติงานซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการบำบัดขั้นสูง

กับกำจัดซีโอดี 90%, กำจัดบีโอดี 95%และต้นทุนการดำเนินงานเพียง 0.35 เหรียญสหรัฐต่อลูกบาศก์เมตร วิธีการ MBBR ให้ความประหยัดที่แข็งแกร่งควบคู่ไปกับประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ รอยเท้าที่เล็กกว่า 30% เมื่อเทียบกับตะกอนเร่งแบบธรรมดาทำให้มีพื้นที่ว่างอันมีค่าสำหรับการใช้งานอื่นๆ และผู้ขนส่งอายุการใช้งาน 10+ ปีช่วยให้มั่นใจได้ถึงต้นทุนการเปลี่ยนที่น้อยที่สุดตลอดระยะเวลาการดำเนินงานของโรงงาน

MBBR เหมาะอย่างยิ่งสำหรับ:

โรงงานแปรรูปอาหารด้วยความผันผวนของการผลิตตามฤดูกาลและรายวัน โดยที่-ความยืดหยุ่นในการรับภาระต่อแรงกระแทกถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างสม่ำเสมอ

อุตสาหกรรมเคมีและยาการใช้งานที่ต้องการการบำบัดที่มีประสิทธิภาพต่อกระแสของเสียอินทรีย์ที่ซับซ้อนที่มีความเป็นพิษแปรผัน

โครงการปรับปรุงน้ำเสียชุมชนโดยที่โครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ต้องได้รับการปรับปรุงใหม่เพื่อให้มีกำลังการผลิตที่สูงขึ้นหรือเป้าหมายการกำจัดสารอาหารที่เข้มงวดมากขึ้น โดยไม่ต้องขยายรอยเท้าทางกายภาพ