MBBR กับ CAS: การประลองขั้นสุดท้ายสำหรับการบำบัดน้ำเสียสมัยใหม่

การแนะนำ

เมื่อเมืองของเราเติบโตขึ้นและกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมเข้มงวดขึ้น การเลือกระบบบำบัดน้ำเสียไม่ใช่แค่การตัดสินใจทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังเป็น ความจำเป็นทางเศรษฐกิจและลอจิสติกส์ - โรงงานในปัจจุบันต้องต่อสู้กับการสร้างสมดุลในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่มีประสิทธิภาพสูง พื้นที่ทางกายภาพที่จำกัด ต้นทุนพลังงานที่เพิ่มสูงขึ้น และความต้องการความเรียบง่ายในการปฏิบัติงาน

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ผู้ชนะเลิศด้านการทำความสะอาดน้ำเสียขนาดใหญ่อย่างไม่มีปัญหาคือ ตะกอนเร่งแบบธรรมดา (CAS) กระบวนการ—เครื่องมือที่เชื่อถือได้ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คู่แข่งที่มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดพื้นที่ได้เพิ่มความโดดเด่น: เครื่องปฏิกรณ์ชีวฟิล์มแบบเคลื่อนย้ายเบด (MBBR) .

MBBR เป็นตัวแทนของ อนาคตที่ประหยัดพื้นที่และมีประสิทธิภาพสูง ในขณะที่ CAS ยังคงเป็น ม้านั่งทำงานที่พยายามและเป็นจริง .

MBBR คืออะไร?

การกำหนดผู้สร้างนวัตกรรม

MBBR หรือ เครื่องปฏิกรณ์ไบโอฟิล์มแบบเคลื่อนย้ายเบด เป็นเทคโนโลยีบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพขั้นสูงอัตราสูง เป้าหมายหลักคือการใช้แนวคิดของฟิล์มชีวภาพที่มีความหนาแน่นและมีการป้องกัน เพื่อเพิ่มความสามารถในการบำบัดให้สูงสุดภายในปริมาตรที่น้อยที่สุด

MBBR บรรลุประสิทธิภาพนี้โดยการใช้ชิ้นพลาสติกขนาดเล็กพิเศษที่เรียกว่า ผู้ให้บริการไบโอฟิล์ม หรือ สื่อ —ที่ได้รับการออกแบบให้ลอยและหมุนเวียนอย่างอิสระภายในถังเติมอากาศ

ผู้ให้บริการไบโอฟิล์ม หรือ สื่อ pitcure:

กระบวนการ MBBR: ข้อดีของฟิล์มชีวะ

คิดว่าผู้ให้บริการไบโอฟิล์มเป็น โรงแรมขนาดเล็กเพื่อแบคทีเรียที่มีประโยชน์ - ตัวพาเหล่านี้ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้มีอัตราส่วนพื้นที่ต่อปริมาตรที่สูงมาก โดยนำเสนอสภาพแวดล้อมในอุดมคติที่ได้รับการปกป้องสำหรับอาณานิคมของจุลินทรีย์ ( แผ่นชีวะ ) ให้เจริญเติบโตและเติบโต

1. การติดตั้งสื่อ: ผู้ให้บริการขนาดเล็กหลายพันราย (มักมีรูปร่างคล้ายล้อหรือดาวดวงเล็กๆ) จะถูกเติมลงในถังเติมอากาศ โดยทั่วไปแล้วจะเติมระหว่าง 50% ถึง 70% ของปริมาตรถัง

2. การเติมอากาศและการผสม: อากาศที่จ่ายจากเครื่องเป่าลมมีจุดประสงค์สองประการ: ให้ออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับแบคทีเรียเพื่อใช้มลพิษอินทรีย์ (บีโอดี และแอมโมเนีย) และสร้างส่วนผสมที่ปั่นป่วนซึ่งจำเป็นเพื่อให้ตัวพาไหลเวียนทั่วทั้งถัง

3. การรักษา: เมื่อน้ำเสียไหลผ่านถัง มลพิษจะกระจายเข้าสู่ชั้นฟิล์มชีวะบนตัวพา ซึ่งพวกมันจะถูกเผาผลาญโดยแบคทีเรีย เนื่องจากชีวมวลติดอยู่ทางกายภาพกับตัวพา ระบบจึงมีโอกาสน้อยที่จะเกิด การชะล้างชีวมวล กว่าวิธีการแบบเดิมๆ

4. แยก: ตะแกรงหรือตะแกรงที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์จะกักตัวกลางไว้ในถัง ปล่อยให้เฉพาะน้ำที่ผ่านการบำบัดและของแข็งที่หลุดออกเท่านั้นที่จะไปยังขั้นตอนการกรองหรือขั้นตอนการกรองขั้นสุดท้าย

ข้อดีของ MBBR:

• รอยเท้าขนาดเล็ก: นี่คือจุดขายที่สำคัญที่สุด เนื่องจากความเข้มข้นของแผ่นชีวะบนตัวพานั้นสูงมาก MBBR จึงสามารถบรรลุการบำบัดในระดับเดียวกับ CAS ในเครื่องปฏิกรณ์ที่มักจะ เล็กลง 50% ทำให้เหมาะสำหรับเขตเมืองหรือพื้นที่ที่มีที่ดินจำกัด

• ความต้านทานต่อแรงกระแทก: ลักษณะที่ได้รับการคุ้มครองของแผ่นชีวะช่วยให้ โล่ที่แข็งแกร่ง ต่อต้านการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของความเข้มข้นของสารมลพิษหรืออัตราการไหล ทำให้มั่นใจได้ว่าจะฟื้นตัวได้เร็วกว่า CAS มาก

• ใช้งานง่าย: ต่างจาก CAS ตรงที่ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบและจัดการอัตราส่วน กากตะกอนเร่งกลับ (RAS) ที่ละเอียดอ่อน ระบบนี้ต้องการ "พี่เลี้ยงเด็ก" น้อยลง เนื่องจากแผ่นชีวะจะจัดการการเติบโตและการหลุดร่อนของมันเอง

• ประสิทธิภาพการรักษาสูง: ดีเยี่ยมสำหรับการทำไนตริฟิเคชัน (กำจัดไนโตรเจน) เพราะใช้เวลานาน เวลากักเก็บของแข็ง (SRT) ของแผ่นชีวะที่ได้รับการป้องกันช่วยให้แบคทีเรียไนตริไฟนิ่งที่เติบโตช้าเจริญเติบโตได้

ข้อเสียของ MBBR:

• ต้นทุนผู้ให้บริการ: การซื้อและติดตั้งผู้ให้บริการพลาสติกเฉพาะทางครั้งแรกถือเป็นเรื่องสำคัญ รายจ่ายฝ่ายทุนล่วงหน้า .

• การสึกหรอของสื่อ: เมื่อเวลาผ่านไป สื่ออาจเผชิญกับการขัดสีเล็กน้อย แม้ว่าการออกแบบสมัยใหม่จะลดปัญหานี้ลงก็ตาม จำเป็นต้องมีหน้าจอที่แข็งแกร่งเพื่อป้องกันการสูญเสียผู้ให้บริการจากระบบ

• ศักยภาพในการอุดตัน: แม้ว่าการเติมอากาศหรือการตรวจคัดกรองแบบหยาบซึ่งหาได้ยากและได้รับการออกแบบมาไม่ดีอาจทำให้เกิดการเกาะตัวของตัวกลาง ซึ่งอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพการรักษาลดลง

CAS คืออะไร?

การกำหนด Wหรือkhorse

ตะกอนเร่งแบบธรรมดา (CAS) เป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพที่เก่าแก่ที่สุด แพร่หลายที่สุด และน่าเชื่อถือที่สุดที่ใช้ทั่วโลก เป็นมาตรฐานทองคำที่ใช้วัดเทคโนโลยีใหม่ส่วนใหญ่ ต่างจาก MBBR ตรงที่ CAS อาศัยการบำรุงรักษา a ชีวมวลตกตะกอน —ส่วนผสมที่ละเอียดอ่อนของน้ำและจุลินทรีย์แขวนลอย—เพื่อให้ได้รับการบำบัด

กระบวนการ CAS: โมเดลเครื่องผสม-ผู้ตั้งถิ่นฐาน

CAS นั้นเรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ โมเดลผู้ตั้งถิ่นฐานแบบผสม ที่สร้างสภาวะที่สมบูรณ์แบบให้จุลินทรีย์กินมลพิษแล้วแยกจุลินทรีย์เหล่านั้นออกจากน้ำสะอาด

1. ถังเติมอากาศ(ผสม): น้ำเสียดิบจะถูกผสมลงในถังขนาดใหญ่ด้วย ตะกอนเร่ง (มวลจุลินทรีย์เข้มข้น) อากาศจะถูกสูบเข้าไปในถังอย่างแรง เพื่อให้ออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับจุลินทรีย์ในการเผาผลาญ BOD (ความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี) และสารปนเปื้อนอื่นๆ

2. บ่อพักน้ำ (ตกตะกอน): เหล้าผสมไหลเข้าขนาดใหญ่เงียบสงบ ถังตกตะกอนรอง (บ่อพักน้ำ) - ที่นี่ จุลินทรีย์ (ตะกอน) จะจับตัวเป็นก้อน (จับกันเป็นก้อน) และตกลงไปเนื่องจากแรงโน้มถ่วง โดยเหลือน้ำใสที่ผ่านการบำบัดแล้วไว้เบื้องหลัง

3. การรีไซเคิลตะกอน (จุดสำคัญของการควบคุม): ตะกอนที่ตกตะกอนเป็นสิ่งสำคัญ ส่วนหนึ่งจะถูกปั๊มกลับเข้าไปในถังเติมอากาศอย่างต่อเนื่อง—นี่คือ กากตะกอนเร่งกลับ (RAS) - การรีไซเคิลนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจุลินทรีย์ที่หิวโหยและมีความเข้มข้นสูงจะพร้อมสำหรับการบำบัดการไหลที่เข้ามาเสมอ กากตะกอนส่วนเกินจะถูกกำจัดและส่งไปกำจัด

ประสิทธิภาพของ CAS ขึ้นอยู่กับการรักษาความแม่นยำเป็นอย่างมาก อายุตะกอน และ อัตราส่วน F/M (อัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์) ทำให้เป็นกระบวนการปฏิบัติงานที่มีความละเอียดอ่อนสูง

ข้อดีของ CAS:

• เทคโนโลยีที่มีชื่อเสียง: ประสบการณ์การปฏิบัติงานที่สั่งสมมาหลายทศวรรษทำให้กระบวนการนี้เป็นที่เข้าใจกันทั่วโลก และผู้ปฏิบัติงานส่วนใหญ่คุ้นเคยเป็นอย่างดีกับข้อกำหนดในการตรวจสอบและควบคุม

• ต้นทุนเงินทุนค่อนข้างต่ำ: เนื่องจากต้องใช้ถังคอนกรีตพื้นฐานและอุปกรณ์เติมอากาศที่หาได้ง่าย ต้นทุนการก่อสร้างเริ่มต้นสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ CAS พื้นฐานจึงมักจะเป็น ต่ำกว่า กว่า MBBR ซึ่งต้องใช้ผู้ให้บริการเฉพาะทาง

• การกำจัด BOD และ TSS ที่ดี: เมื่อทำงานภายใต้สภาวะที่เหมาะสม CAS จะช่วยกำจัดทั้งอินทรีย์คาร์บอนและของแข็งแขวนลอยได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• ความยืดหยุ่นในการกำจัดสารอาหาร: CAS สามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างง่ายดาย (เช่น การเพิ่มโซนแอนแอโรบิกหรือแอนซิก) เพื่อให้เกิดความเข้มงวด การกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ความต้องการ.

ข้อเสียของ CAS:

• รอยเท้าขนาดใหญ่: CAS ต้องการพื้นที่มากกว่า MBBR อย่างมาก เนื่องจากจำเป็นต้องใช้ถังเติมอากาศขนาดใหญ่เพื่อรักษาความเข้มข้นของจุลินทรีย์ให้เพียงพอ และในช่วงวิกฤตคือปริมาณที่ใหญ่มาก บ่อพักน้ำรอง เพื่อให้แน่ใจว่าตะกอนจะตกตะกอนอย่างเหมาะสม

• ไวต่อแรงสั่นสะเทือน: นี่คือจุดอ่อนหลัก การปล่อยสารพิษอย่างกะทันหัน อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง หรือไฟกระชากจากไฮดรอลิก "ล้างออก" ตะกอนเร่งที่เปราะบาง ทำให้เกิดการตกตะกอนที่ไม่ดี การสูญเสียชีวมวล และระยะเวลาในการฟื้นตัวซึ่งอาจขยายจากหลายวันเป็นสัปดาห์

• การผลิตและการจัดการกากตะกอน: CAS ก่อให้เกิดตะกอนส่วนเกินปริมาณมากซึ่งจะต้องแยกน้ำ บำบัด และกำจัดทิ้ง ซึ่งถือเป็นส่วนสำคัญของต้นทุนการดำเนินงาน

• ต้องการผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะ: กระบวนการนี้มีความไวสูงต่อ คุณภาพของตะกอน - ต้องการการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องและการควบคุม RAS อัตราการสิ้นเปลือง และอัตราส่วน F/M ที่ซับซ้อนโดยบุคลากรที่มีประสบการณ์

MBBR กับ CAS: ความแตกต่างที่สำคัญ

แม้ว่าทั้ง MBBR และ CAS จะทำความสะอาดน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ กลไกหลักของทั้งสองอย่างนี้ทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากในด้านประสิทธิภาพ ปริมาณการใช้ และต้นทุน นี่คือจุดที่ตัวเลือกระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองมีความชัดเจนโดยพิจารณาจากลำดับความสำคัญของโครงการของคุณ

ความซับซ้อนในการดำเนินงาน: "พี่เลี้ยงเด็ก" น้อยลงเทียบกับการควบคุมอย่างต่อเนื่อง

ความแตกต่างของความซับซ้อนในการปฏิบัติงานเป็นหนึ่งในเหตุผลที่น่าสนใจที่สุดในการเลือก MBBR โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโรงงานขนาดเล็กหรือโรงงานที่มีผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะน้อยกว่า

• CAS ต้องการความแม่นยำ: CAS เป็นระบบที่มีชีวิตซึ่งต้องมีการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง ดัชนีปริมาณตะกอน (SVI) - สารแขวนลอยสุราผสม (MLSS) - and precise กากตะกอนเร่งกลับ (RAS) อัตราการสูบน้ำเพื่อให้ฝูงปลาแข็งแรงและตกตะกอนอย่างเหมาะสม เป็นการปรับสมดุลที่ละเอียดอ่อน

• MBBR ทำให้ชีวิตง่ายขึ้น: ในระบบ MBBR มวลทางชีวภาพจะถูกยึดไว้กับตัวพาทางกายภาพ คุณเพียงแค่จัดการการเติมอากาศสำหรับการผสมและการจ่ายออกซิเจน ระบบให้อภัยได้มากกว่าอย่างมาก ลดความจำเป็นในการจัดการตะกอนรายวันที่ซับซ้อน - ส่งผลให้ต้นทุนค่าแรงลดลงและความเชี่ยวชาญทางเทคนิคที่จำเป็นในไซต์งานน้อยลง

สมการที่ดิน: รอยเท้ากับทุน

เมื่อทำการคำนวณต้นทุนขั้นสุดท้าย คุณต้องมองให้ไกลกว่าราคาซื้อเริ่มแรก:

1. หากที่ดินมีราคาแพงหรือไม่พร้อมใช้งาน (เช่น การปรับปรุงเพิ่มเติมในเมือง): ต้นทุนของผู้ให้บริการสำหรับ MBBR ได้รับการพิสูจน์อย่างรวดเร็วโดย หลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายในการซื้อที่ดิน หรือ the impossibility of building large CAS tanks.

2. หากที่ดินราคาถูกและอุดมสมบูรณ์ (เช่น เทศบาลในชนบท): ต้นทุนเงินทุนที่ต่ำกว่าของถัง CAS มักจะทำให้ถัง CAS เป็นตัวเลือกทางการเงินที่ต้องการ โดยมีเงื่อนไขว่าการไหลของน้ำเสียมีเสถียรภาพ

การประยุกต์ใช้ MBBR และ CAS

ความเหมาะสมของ MBBR กับ CAS มักจะถูกกำหนดโดยสภาพแวดล้อม ธรรมชาติของน้ำเสีย และเป้าหมายระยะยาวของโครงการ ต่อไปนี้คือรายละเอียดว่าแต่ละเทคโนโลยีมีความโดดเด่นในด้านใดบ้าง

การใช้งานที่เหมาะสมสำหรับ MBBR (The Space Saver & Problem Solver)

MBBR อยู่ในตำแหน่งที่เป็นโซลูชันที่เหมาะสมที่สุดเมื่อข้อจำกัด ไม่ว่าจะเป็นทางกายภาพ ลอจิสติกส์ หรือประสิทธิภาพ ครอบงำขอบเขตของโครงการ

• การปรับปรุงโรงงานที่มีอยู่: นี่เป็นแอปพลิเคชันที่ใช้กันทั่วไปและคุ้มค่าที่สุดสำหรับ MBBR โรงงาน CAS ที่มีอยู่แล้วซึ่งมีการบรรทุกมากเกินไปสามารถเพิ่มกำลังการผลิตและประสิทธิภาพได้อย่างมาก (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับไนตริฟิเคชัน) เพียงเพิ่มตัวพาไปยังแอ่งเติมอากาศที่มีอยู่ วิธีนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงต้นทุนมหาศาลและการหยุดชะงักของการสร้างรถถังใหม่ (มักเรียกกันว่า ไอเอฟเอเอส – ตะกอนเร่งแบบฟิล์มคงที่แบบรวม เมื่อรวมกับตะกอนเร่งแบบฟิล์มคงที่)

• การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม: อุตสาหกรรมมักมีการไหลที่ผันแปรสูง องค์ประกอบทางเคมีที่ผันผวน และน้ำเสียที่อาจเป็นพิษต่อตะกอนแขวนลอยที่ละเอียดอ่อน เอ็มบีบีอาร์ ความยืดหยุ่นต่อแรงกระแทก ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับภาคส่วนต่างๆ เช่น อาหารและเครื่องดื่ม เยื่อและกระดาษ และการผลิตสารเคมี

• ชุมชนขนาดเล็กและระบบกระจายอำนาจ: สำหรับเมืองเล็กๆ รีสอร์ท หรือพื้นที่ทำเหมืองระยะไกล การดำเนินการที่เรียบง่ายและลักษณะที่กะทัดรัดของ MBBR ถือเป็นทรัพย์สินมหาศาล พวกเขาต้องการที่ดินน้อยกว่าและแรงงานในการดำเนินงานรายวันที่ซับซ้อนน้อยกว่าโรงงานของ CAS

• การบำบัดล่วงหน้าหรือการเพิ่มขีดความสามารถ: MBBR มักถูกใช้เป็นขั้นตอนแรกที่แข็งแกร่งในการจัดการกับการลบ BOD จำนวนมาก ทำให้เหลืองานที่ต้องการน้อยลงสำหรับขั้นตอนการขัดขั้นสุดท้าย (MBBR เป็นสารตั้งต้นที่สมบูรณ์แบบสำหรับ การดีไนตริฟิเคชั่น -

การใช้งานที่เหมาะสมสำหรับ CAS (อุปกรณ์ที่เชื่อถือได้)

CAS ยังคงเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นเมื่อความน่าเชื่อถือ ต้นทุนเริ่มต้นต่ำ และการจัดการแบบเดิมๆ เป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก

• โรงบำบัดน้ำเสียชุมชนขนาดใหญ่: สำหรับพื้นที่เขตเมืองใหญ่ที่สำคัญซึ่งมีปริมาณน้ำไหลขนาดใหญ่ มีเสถียรภาพ และปริมาณมาก และเป็นที่ที่ที่ดินมีความมั่นคงในอดีต CAS ยังคงเป็นมาตรฐาน ที่ ต่ำกว่า initial capital expenditure และ the familiarity of the process management make it a safer, well-vetted option.

• ในกรณีที่ความพร้อมใช้ของที่ดินไม่ใช่ข้อจำกัด: หากโรงงานสามารถขยายขอบเขตการผลิตได้อย่างง่ายดาย (เช่น ในชนบทหรือสวนอุตสาหกรรมที่กว้างขวาง) ความได้เปรียบทางเศรษฐกิจของต้นทุนการสร้างเริ่มต้นที่ต่ำกว่าของ CAS มักจะเกินดุลกับประสิทธิภาพการดำเนินงานของ MBBR

• ข้อกำหนดการกำจัดสารอาหารเฉพาะ: ในขณะที่ MBBR นั้นยอดเยี่ยมสำหรับกระบวนการไนตริฟิเคชั่น, CAS ที่ซับซ้อนและหลายขั้นตอน (เช่น $\text{เอ/โอ}$ หรือ $\text{เอทูโอ}$ กระบวนการ) มักจะถูกนำมาใช้เมื่อลำดับความสำคัญมีความเข้มงวดและทุ่มเท การกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพ และ overall nutrient control. The tight operational control of CAS can sometimes lend itself better to these specific modifications.