รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสีย
น้ำเสีย ผลพลอยได้ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของกิจกรรมของมนุษย์และกระบวนการอุตสาหกรรมทำให้เกิดความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมและสาธารณสุขที่สำคัญหากไม่ได้รับการรักษา การปล่อยน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดลงในแหล่งน้ำธรรมชาติสามารถนำไปสู่ความรุนแรง มลพิษ - การทำร้ายระบบนิเวศทางน้ำ- แหล่งน้ำดื่มที่ปนเปื้อนและอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจายของโรค ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพ บำบัดน้ำเสีย ไม่ได้เป็นเพียงข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ แต่เป็นเสาหลักพื้นฐานของความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมและการคุ้มครองสาธารณสุข ความจำเป็นระดับโลกในการอนุรักษ์ทรัพยากรน้ำและลดมลพิษได้กระตุ้นนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องใน เทคโนโลยีบำบัดน้ำเสีย นำไปสู่ระบบที่หลากหลายที่ออกแบบมาเพื่อจัดการกับประเภทต่างๆและปริมาณของน้ำเสีย
ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมามีความก้าวหน้าที่สำคัญเกิดขึ้น กระบวนการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ ซึ่งควบคุมพลังของจุลินทรีย์ในการทำลายมลพิษอินทรีย์และกำจัดสารอาหาร ในบรรดาเทคโนโลยีที่โดดเด่นและนำมาใช้อย่างกว้างขวางที่สุดคือ กระบวนการกากตะกอนที่เปิดใช้งาน (งูเห่า) - การเรียงลำดับชุดเครื่องปฏิกรณ์ (SBR) , เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเตียง (MBBR) , และ เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (MBR) - นอกจากนี้, ระบบไฮบริด เหมือน การเรียงลำดับชุดเครื่องปฏิกรณ์ Biofilm Batch (SBBR) ได้เกิดขึ้นการรวมจุดแข็งของวิธีการที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น
บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้คำแนะนำที่ครอบคลุมเกี่ยวกับเทคโนโลยีบำบัดน้ำเสียที่สำคัญทั้งห้านี้: MBBR, MBR, SBR, SBBR และ งูเห่า - เราจะเจาะลึกลงไปในความซับซ้อนของแต่ละระบบสำรวจกลไกพื้นฐานขั้นตอนการปฏิบัติงานที่สำคัญและข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์และข้อเสียที่พวกเขาเสนอ โดยการเปรียบเทียบ ประสิทธิภาพในการกำจัดมลพิษ , ข้อพิจารณาทางเศรษฐกิจ (ทั้งทุนและต้นทุนการดำเนินงาน) ข้อกำหนดทางกายภาพ , และ ความซับซ้อนในการดำเนินงาน เราตั้งใจที่จะจัดเตรียมความรู้ที่จำเป็นในการตัดสินใจอย่างชาญฉลาดเมื่อเลือกโซลูชันการบำบัดน้ำเสียที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะ การทำความเข้าใจเทคโนโลยีเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวิศวกรผู้จัดการด้านสิ่งแวดล้อมผู้กำหนดนโยบายและทุกคนที่เกี่ยวข้องในการออกแบบการดำเนินงานหรือการควบคุมสิ่งอำนวยความสะดวกการบำบัดน้ำเสียที่ทันสมัย
กระบวนการกากตะกอนที่เปิดใช้งาน (งูเห่า)
กระบวนการกากตะกอนที่เปิดใช้งาน (งูเห่า) ถือเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพที่เก่าแก่ที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก พัฒนาขึ้นในต้นศตวรรษที่ 20 หลักการพื้นฐานของมันหมุนรอบการใช้ชุมชนที่หลากหลายของจุลินทรีย์แอโรบิกแขวนอยู่ในน้ำเสียเพื่อเผาผลาญและกำจัดสารอินทรีย์และสารอาหาร
คำอธิบายของกระบวนการ งูเห่า
งูเห่า มักจะเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบสำคัญหลายประการ:
-
ถังเติมอากาศ (หรือเครื่องปฏิกรณ์): นี่คือหัวใจของกระบวนการ น้ำเสียที่ได้รับการบำบัดด้วยดิบหรือปฐมภูมิจะเข้าสู่ถังขนาดใหญ่ที่มีการผสมอย่างต่อเนื่องกับประชากรที่ถูกระงับของจุลินทรีย์ซึ่งเป็นสิ่งที่เรียกว่า "กากตะกอนเปิดใช้งาน" อากาศหรือออกซิเจนบริสุทธิ์จะถูกส่งไปยังถังนี้อย่างต่อเนื่องผ่านตัวกระจายหรือเครื่องเติมอากาศเชิงกล การเติมอากาศนี้มีวัตถุประสงค์สองประการที่สำคัญ:
- ให้ออกซิเจน: มันให้ออกซิเจนละลายที่จำเป็นสำหรับจุลินทรีย์แอโรบิกเพื่อหายใจและออกซิไดซ์มลพิษอินทรีย์
- การผสม: มันช่วยให้กากตะกอนที่เปิดใช้งาน (มวลรวมของจุลินทรีย์) ในการระงับและทำให้มั่นใจได้ว่าการสัมผัสอย่างใกล้ชิดระหว่างจุลินทรีย์และมลพิษ จุลินทรีย์ส่วนใหญ่แบคทีเรียและโปรโตซัวใช้สารประกอบอินทรีย์ในน้ำเสียเป็นแหล่งอาหารของพวกเขาแปลงเป็นคาร์บอนไดออกไซด์น้ำและเซลล์จุลินทรีย์มากขึ้น
-
clarifier ทุติยภูมิ (หรือถังตกตะกอน): จากถังเติมอากาศสุราผสม (กากตะกอนที่เปิดใช้งานน้ำเสีย) จะไหลลงสู่ตัวชี้วัดรอง นี่คือรถถังที่เงียบสงบ (ยังคง) ที่ออกแบบมาสำหรับการตกตะกอนแรงโน้มถ่วง กากตะกอนที่เปิดใช้งานมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำตั้งอยู่ที่ด้านล่างของตัวชี้วัดแยกออกจากน้ำที่ผ่านการบำบัด
-
Sludge Return Line: ส่วนสำคัญของกากตะกอนที่เปิดใช้งานที่เรียกว่าเป็นกากตะกอนที่เปิดใช้งาน Return (RAS) จะถูกสูบกลับอย่างต่อเนื่องจากด้านล่างของตัวควบคุมไปยังถังเติมอากาศ การหมุนเวียนนี้มีความสำคัญเนื่องจากการรักษาความเข้มข้นของจุลินทรีย์ที่ใช้งานอยู่และทำงานได้สูงในถังเติมอากาศทำให้มั่นใจได้ว่าการย่อยสลายมลพิษที่มีประสิทธิภาพ
-
สายกากตะกอนเสีย: กากตะกอนที่เปิดใช้งานส่วนเกินที่เรียกว่ากากตะกอนที่เปิดใช้งานของเสีย (เป็น) จะถูกลบออกเป็นระยะจากระบบ "การสูญเสีย" นี้เป็นสิ่งจำเป็นในการควบคุมความเข้มข้นโดยรวมของจุลินทรีย์ในระบบป้องกันการสะสมของกากตะกอนและกำจัดมวลชีวภาพที่มีอายุน้อยลง โดยทั่วไปแล้วจะถูกส่งไปสำหรับการรักษากากตะกอนเพิ่มเติม (เช่น dewatering, การย่อยอาหาร) และการกำจัด
กลไก: การเติมอากาศและการตกตะกอน
กลไกหลักของ งูเห่า ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างการเติมอากาศและการตกตะกอน ในถังเติมอากาศจุลินทรีย์แอโรบิกกินสารอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้และคอลลอยด์อย่างรวดเร็ว พวกเขารวมกันเป็น flocs ที่มองเห็นได้ปรับปรุงการตั้งถิ่นฐานของพวกเขา การจัดหาออกซิเจนอย่างต่อเนื่องทำให้มั่นใจได้ว่าเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับกิจกรรมการเผาผลาญของพวกเขา
เมื่อเข้าสู่ clarifier ความเร็วการไหลจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญช่วยให้จุลินทรีย์หนาแน่นสามารถชำระได้ ความชัดเจนของน้ำทิ้งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของกระบวนการตกตะกอนนี้ กากตะกอนเปิดใช้งานที่มีประสิทธิภาพดีสร้างความหนาแน่นและตกตะกอนอย่างรวดเร็วซึ่งนำไปสู่ supernatant ที่มีคุณภาพสูง (น้ำที่ผ่านการบำบัด) ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาหรือได้รับการรักษาในระดับอุดมศึกษาต่อไป
ข้อดีและข้อเสีย
ข้อดีของ งูเห่า:
- เทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว: มันได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางและดำเนินการอย่างกว้างขวางมานานกว่าหนึ่งศตวรรษด้วยประสบการณ์การปฏิบัติงานมากมายและแนวทางการออกแบบ
- ประสิทธิภาพสูง: ความสามารถในการบรรลุประสิทธิภาพการกำจัดสูงสำหรับความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมี (BOD) และของแข็งแขวนลอยทั้งหมด (TSS) ด้วยการออกแบบและการทำงานที่เหมาะสมมันยังสามารถบรรลุการกำจัดสารอาหารที่สำคัญ (ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส)
- ความยืดหยุ่น: สามารถออกแบบและดำเนินการในการกำหนดค่าที่หลากหลาย (เช่นการเติมอากาศแบบธรรมดา, ขยาย, การผสมที่สมบูรณ์, การไหลของปลั๊ก) เพื่อให้เหมาะกับลักษณะน้ำเสียที่แตกต่างกันและวัตถุประสงค์การบำบัด
- คุ้มค่า (สำหรับขนาดใหญ่): สำหรับโรงบำบัดเทศบาลขนาดใหญ่ ASP อาจเป็นวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มค่าเนื่องจากส่วนประกอบเชิงกลและการประหยัดของขนาดค่อนข้างง่าย
ข้อเสียของ ASP:
- รอยเท้าขนาดใหญ่: ต้องใช้พื้นที่สำคัญสำหรับถังเติมอากาศและโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตัวชี้วัดรองทำให้มันท้าทายสำหรับไซต์ที่มีพื้นที่ จำกัด
- การผลิตกากตะกอน: สร้างกากตะกอนส่วนเกินจำนวนมากที่ต้องใช้การรักษาและกำจัดที่มีราคาแพง การจัดการกากตะกอนสามารถคิดเป็นส่วนสำคัญของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานโดยรวม
- ความไวในการดำเนินงาน: ไวต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในการไหลและองค์ประกอบของน้ำเสีย (เช่นแรงกระแทกที่เป็นพิษ) เงื่อนไขที่ไม่พอใจสามารถนำไปสู่การตกตะกอนที่ไม่ดี (การพะวง, ฟอง) และคุณภาพน้ำทิ้ง
- การใช้พลังงาน: การเติมอากาศเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมากซึ่งมีส่วนสำคัญต่อค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน
- ข้อ จำกัด ด้านคุณภาพน้ำทิ้ง: ในขณะที่ดีสำหรับ BOD/TSS การบรรลุคุณภาพน้ำทิ้งที่สูงมาก (เช่นสำหรับการใช้ซ้ำโดยตรง) อาจต้องใช้ขั้นตอนการรักษาระดับอุดมศึกษาเพิ่มเติม
แอปพลิเคชันทั่วไป
กระบวนการกากตะกอนเปิดใช้งานส่วนใหญ่ใช้สำหรับ:
- การบำบัดน้ำเสียเทศบาล: มันเป็นขั้นตอนการบำบัดทางชีวภาพที่พบบ่อยที่สุดในโรงบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่และขนาดกลางขนาดกลางการจัดการน้ำเสียในประเทศและเชิงพาณิชย์
- การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม: ใช้ได้กับน้ำเสียอุตสาหกรรมที่หลากหลายหากน้ำเสียสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพและปราศจากสารยับยั้ง ตัวอย่างเช่นอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มเยื่อกระดาษและกระดาษและโรงงานผลิตสารเคมีบางแห่ง
- การรักษาล่วงหน้าสำหรับระบบขั้นสูง: บางครั้งใช้เป็นขั้นตอนการรักษาทางชีวภาพเบื้องต้นก่อนเทคโนโลยีขั้นสูงเช่น MBRS หรือสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมเฉพาะทาง
การเรียงลำดับชุดเครื่องปฏิกรณ์ (SBR)
เครื่องปฏิกรณ์แบบเรียงลำดับ (SBR) แสดงถึงวิวัฒนาการที่สำคัญในเทคโนโลยีกากตะกอนที่เปิดใช้งานแยกตัวเองโดยทำตามขั้นตอนการรักษาที่สำคัญทั้งหมด (การเติมอากาศการตกตะกอนและการปรับแต่ง) ตามลำดับในถังเดี่ยวแทนที่จะแยกจากกันอย่างต่อเนื่อง การดำเนินการชุดนี้ทำให้เค้าโครงกระบวนการง่ายขึ้นและให้ความยืดหยุ่นในการดำเนินงานอย่างมาก
คำอธิบายเกี่ยวกับเทคโนโลยี SBR
ซึ่งแตกต่างจากระบบการไหลแบบต่อเนื่องแบบดั้งเดิมที่น้ำเสียไหลผ่านถังที่แตกต่างกันสำหรับกระบวนการที่แตกต่างกัน SBR ทำงานในโหมดเติมและวาด รถถัง SBR เดี่ยวผ่านชุดของขั้นตอนการทำงานที่ไม่ต่อเนื่องทำให้เป็นกระบวนการที่มุ่งเน้นเวลามากกว่าที่จะมุ่งเน้นอวกาศ ในขณะที่รถถัง SBR เดียวสามารถทำงานได้ระบบ SBR ที่ใช้งานได้ส่วนใหญ่ใช้รถถังอย่างน้อยสองคันที่ทำงานในวงจรคู่ขนาน แต่เดินโซเซ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการไหลเข้าของน้ำเสียอย่างต่อเนื่องไปยังโรงบำบัดเนื่องจากถังคันหนึ่งสามารถเติมเต็มได้
ขั้นตอนสำคัญ: เติม, ตอบสนอง, ชำระ, วาดและไม่ได้ใช้งาน
วงจรการดำเนินงาน SBR ทั่วไปประกอบด้วยห้าขั้นตอนที่แตกต่างกัน:
-
เติม:
- คำอธิบาย: น้ำเสียที่ได้รับการบำบัดด้วยดิบหรือปฐมภูมิเข้าสู่ถัง SBR ผสมกับกากตะกอนที่เปิดใช้งานจากรอบก่อนหน้า ขั้นตอนนี้สามารถดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน:
- การเติมแบบคงที่: ไม่มีการเติมอากาศหรือการผสม ส่งเสริมการ denitrification หรือเงื่อนไขแบบไม่ใช้ออกซิเจน
- ผสมผสม: ผสมโดยไม่ต้องเติมอากาศ ส่งเสริมเงื่อนไข anoxic (denitrification) หรือเงื่อนไขแบบไม่ใช้ออกซิเจน (การดูดซึมฟอสเฟต)
- เติมอากาศเติม: การเติมอากาศและการผสมเกิดขึ้น ส่งเสริมสภาพแอโรบิกและการกำจัด BOD ทันที
- วัตถุประสงค์: แนะนำน้ำเสียสู่ชีวมวลและเริ่มปฏิกิริยาทางชีวภาพ การผสมทำให้มั่นใจได้ว่าการติดต่อที่ดีระหว่างมลพิษและจุลินทรีย์
-
ตอบสนอง (การเติมอากาศ):
- คำอธิบาย: ต่อไปนี้หรือในระหว่างขั้นตอนการเติมถังจะมีการเติมเต็มอากาศและผสมอย่างเข้มข้น เงื่อนไขแอโรบิกได้รับการบำรุงรักษาเพื่อให้จุลินทรีย์สามารถลดสารอินทรีย์ (BOD/COD) และแอมโมเนียไนเตรท ขั้นตอนนี้สามารถออกแบบให้รวมช่วงเวลาของสภาพ anoxic หรือ anaerobic เพื่ออำนวยความสะดวกในการกำจัดสารอาหาร (denitrification และการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพ)
- วัตถุประสงค์: ขั้นตอนหลักสำหรับการรักษาทางชีวภาพซึ่งส่วนใหญ่ของการกำจัดมลพิษเกิดขึ้น
-
ชำระ (การตกตะกอน):
- คำอธิบาย: การเติมอากาศและการผสมจะหยุดลงและกากตะกอนที่เปิดใช้งานได้รับอนุญาตให้ชำระภายใต้เงื่อนไขที่เงียบสงบ (ยังคง) จุลินทรีย์หนาแน่นตั้งอยู่ที่ด้านล่างของถังสร้างชั้น supernatant ที่ชัดเจนเหนือผ้าห่มกากตะกอน
- วัตถุประสงค์: เพื่อแยกน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดออกจากมวลชีวภาพกากตะกอนโดยแรงโน้มถ่วง นี่เป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับการบรรลุน้ำทิ้งที่มีคุณภาพสูง
-
วาด (decant):
- คำอธิบาย: เมื่อกากตะกอนตกลงมาแล้ว supernatant ที่ได้รับการรักษาจะถูก decanted (ดึงออก) จากส่วนบนของถัง โดยทั่วไปจะทำโดยใช้ฝายที่เคลื่อนย้ายได้หรือปั๊มใต้ดินที่ออกแบบมาเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนกากตะกอนที่ถูกตัดสิน
- วัตถุประสงค์: เพื่อปลดปล่อยน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดออกจากระบบ
-
ไม่ได้ใช้งาน (หรือของเสีย/พักผ่อน):
- คำอธิบาย: เฟสทางเลือกนี้เกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการดึงและขั้นตอนต่อมา
- กากตะกอนเสีย: กากตะกอนที่เปิดใช้งานส่วนเกิน (เป็น) สามารถลบออกจากถังในช่วงนี้เพื่อรักษาอายุกากตะกอนที่ต้องการและความเข้มข้น
- การพักผ่อน/เติมเงิน: รถถังอาจยังไม่ได้ใช้งานสั้น ๆ เตรียมการสำหรับรอบการเติมครั้งต่อไป
- วัตถุประสงค์: เพื่อจัดการสินค้าคงคลังกากตะกอนและเตรียมถังสำหรับรอบการรักษาครั้งต่อไป
ระยะเวลาของแต่ละเฟสถูกควบคุมอย่างรอบคอบโดยตัวจับเวลาหรือระบบควบคุมกระบวนการช่วยให้มีความยืดหยุ่นอย่างมีนัยสำคัญในการปรับให้เข้ากับเงื่อนไขที่มีอิทธิพลและข้อกำหนดด้านคุณภาพน้ำทิ้ง
ข้อดีและข้อเสีย
ข้อดีของ SBR:
- รอยเท้าขนาดกะทัดรัด: เมื่อกระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นในถังเดียวโดยทั่วไป SBRs ต้องการพื้นที่ที่ดินน้อยกว่าเมื่อเทียบกับระบบ ASP ทั่วไปที่มีตัวชี้วัดแยกต่างหาก
- คุณภาพน้ำทิ้งสูง: เงื่อนไขการตกตะกอนที่เงียบสงบใน SBR มักจะนำไปสู่คุณภาพน้ำทิ้งที่เหนือกว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการระงับของแข็งและการกำจัด BOD นอกจากนี้ยังสามารถบรรลุการกำจัดสารอาหารที่ยอดเยี่ยม (ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) โดยเฟสแอโรบิก, แอนอนิคและแบบไม่ใช้ออกซิเจนในรอบเดียว
- ความยืดหยุ่นในการดำเนินงาน: ความสามารถในการปรับระยะเวลาเฟสช่วยให้การปรับตัวได้ง่ายกับการไหลที่มีอิทธิพลและโหลดที่มีมลพิษรวมถึงการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำทิ้งที่ต้องการ
- ลดปัญหาการพกพากากตะกอน: ขั้นตอนการชำระเงินที่ควบคุมใน SBRS มักจะส่งผลให้เกิดการตกตะกอนของกากตะกอนที่ดีขึ้นและปัญหาที่น้อยลงกับการพะวงของกากตะกอนเมื่อเทียบกับระบบการไหลอย่างต่อเนื่อง
- ไม่มีเครื่องปั่นรองหรือปั๊มกลับมากากตะกอน: ไม่จำเป็นต้องมีตัวชี้วัดแยกต่างหากและเงินทุนที่เกี่ยวข้องและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของการสูบน้ำกากตะกอนทำให้การจัดวางโรงงานง่ายขึ้นและลดการบำรุงรักษา
ข้อเสียของ SBR:
- การปลดปล่อยเป็นระยะ ๆ : น้ำทิ้งที่ได้รับการบำบัดจะถูกปล่อยออกมาเป็นแบตช์ซึ่งอาจต้องใช้ถังทำให้เท่ากันหากจำเป็นต้องมีการปล่อยอย่างต่อเนื่องไปยังร่างกายที่ได้รับ
- ความซับซ้อนที่สูงขึ้นในการควบคุม: ต้องใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติที่ซับซ้อนมากขึ้นสำหรับการจัดการขั้นตอนต่อเนื่องรวมถึงเซ็นเซอร์ระดับตัวจับเวลาและวาล์วอัตโนมัติ สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ต้นทุนเงินทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นสำหรับการใช้เครื่องมือและการควบคุม
- ศักยภาพสำหรับปัญหากลิ่น: หากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่ไม่ใช้ออกซิเจนหรือขั้นตอนที่ไม่เป็นพิษอาจมีศักยภาพในการสร้างกลิ่น
- การดำเนินการที่มีทักษะ: ต้องใช้ผู้ประกอบการที่มีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับกระบวนการแบทช์และระบบควบคุมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพ
- ขนาดถังที่ใหญ่กว่าสำหรับความจุเท่ากัน: สำหรับการไหลเฉลี่ยที่กำหนดปริมาตรถัง SBR อาจมีขนาดใหญ่กว่าถังเติมอากาศต่อเนื่องเนื่องจากลักษณะแบทช์และความจำเป็นในการรองรับปริมาณรอบทั้งหมด
แอปพลิเคชันและความเหมาะสม
เทคโนโลยี SBR เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่หลากหลายรวมถึง:
- เทศบาลขนาดเล็กถึงขนาดกลาง: โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความพร้อมใช้งานของที่ดินเป็นข้อ จำกัด หรือในกรณีที่ต้องการคุณภาพน้ำทิ้งที่สูงขึ้น
- การบำบัดน้ำเสียแบบกระจายอำนาจ: เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชุมชนเขตการปกครองโรงแรมรีสอร์ทโรงเรียนและคอมเพล็กซ์เชิงพาณิชย์ที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับระบบเทศบาลกลาง
- การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม: มีประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมด้วยอัตราการไหลและความเข้มข้นของตัวแปรเช่นจากการแปรรูปอาหารผลิตภัณฑ์นมสิ่งทอและอุตสาหกรรมยา ความยืดหยุ่นช่วยให้สามารถจัดการกับแรงกระแทกได้
- การดำเนินงานตามฤดูกาล: เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกระแสที่ผันผวนเช่นค่ายพักแรมหรือสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการท่องเที่ยว
- การอัพเกรดพืชที่มีอยู่: สามารถใช้ในการอัพเกรดพืชกากตะกอนที่เปิดใช้งานทั่วไปโดยการแปลงถังเติมอากาศเป็น SBRS ซึ่งมักจะเพิ่มความสามารถในการกำจัดสารอาหาร
เข้าใจ ไปที่ส่วน "เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่เคลื่อนที่ (MBBR)"
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเตียง (MBBR)
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเตียงที่เคลื่อนที่ (MBBR) แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการบำบัดน้ำเสียจากแผ่นฟิล์มชีวภาพซึ่งนำเสนอทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับระบบการเจริญเติบโตแบบระงับแบบดั้งเดิมเช่น ASP หรือ SBR พัฒนาขึ้นในนอร์เวย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 เทคโนโลยี MBBR ใช้ผู้ให้บริการพลาสติกขนาดเล็กหลายพันรายเพื่อให้พื้นที่ผิวที่ได้รับการป้องกันสำหรับจุลินทรีย์ที่จะเติบโตเป็นแผ่นชีวะ
คำอธิบายของเทคโนโลยี MBBR
ที่แกนกลางของมันระบบ MBBR ประกอบด้วยถังเติมอากาศ (หรือถังแบบไม่ใช้ออกซิเจน/anoxic) ที่เต็มไปด้วยสื่อพลาสติกขนาดเล็กขนาดเล็กที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ (ผู้ให้บริการหรือผู้ให้บริการไบโอฟิล์ม) ผู้ให้บริการเหล่านี้มักจะทำจากโพลีเอทิลีนที่มีความหนาแน่นสูง (HDPE) หรือโพลีโพรพีลีนและมีรูปร่างและขนาดต่าง ๆ แต่ละตัววิศวกรรมเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวที่ได้รับการป้องกันสูงสุดสำหรับการยึดแผ่นฟิล์มชีวภาพ
ผู้ให้บริการจะถูกเก็บไว้ในการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องภายในเครื่องปฏิกรณ์มักจะเกิดจากระบบการเติมอากาศในถังแอโรบิกหรือโดยมิกเซอร์เชิงกลในถังแอนอะนาโรบิก/anoxic การเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องนี้ช่วยให้เกิดการติดต่อที่ดีที่สุดระหว่างน้ำเสียชีวมวลและอากาศ (ในระบบแอโรบิก) ซึ่งแตกต่างจากระบบกากตะกอนที่เปิดใช้งานทั่วไป MBBR ไม่จำเป็นต้องมีการหมุนเวียนกากตะกอนจากตัวชี้วัดรองเพื่อรักษาความเข้มข้นของชีวมวล ชีวมวลเติบโตเป็นแผ่นชีวะบนพาหะและแผ่นชีวะนี้ตามธรรมชาติเมื่อมันหนาเกินไปทำให้มวลชีวภาพทำงานและมีประสิทธิภาพ
หลังจากเครื่องปฏิกรณ์ MBBR ขั้นตอนการแยกโดยทั่วไปจะเป็นตัวชี้วัดรองหรือหน้าจอละเอียดยังคงต้องแยกน้ำที่ผ่านการบำบัดออกจากของแข็งแขวน
การใช้ผู้ให้บริการฟิล์มชีวภาพ
นวัตกรรมของ MBBR อยู่ในความเชื่อมั่น ผู้ให้บริการฟิล์มชีวภาพ - ผู้ให้บริการเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ช่วยให้มีความเข้มข้นสูงของมวลชีวภาพที่ใช้งานอยู่ในปริมาณที่ค่อนข้างเล็ก ลักษณะสำคัญของผู้ให้บริการเหล่านี้รวมถึง:
- พื้นที่ผิวจำเพาะสูง: การออกแบบที่ซับซ้อนของผู้ให้บริการให้พื้นที่ผิวที่ได้รับการป้องกันขนาดใหญ่ต่อปริมาตรหน่วยซึ่งแปลเป็นความเข้มข้นของชีวมวลสูง
- การลอยตัวเป็นกลาง: ผู้ให้บริการได้รับการออกแบบให้มีความหนาแน่นใกล้กับน้ำทำให้พวกเขาถูกระงับและเคลื่อนย้ายได้อย่างอิสระภายในเครื่องปฏิกรณ์เมื่อเติมอากาศหรือผสม
- ความทนทาน: ทำจากวัสดุพลาสติกที่แข็งแกร่งพวกเขาสามารถทนต่อสารเคมีและการย่อยสลายทางชีวภาพเพื่อให้มั่นใจว่าอายุการใช้งานที่ยาวนาน
- การทำความสะอาดตัวเอง: การเคลื่อนไหวและการชนกันอย่างต่อเนื่องระหว่างผู้ให้บริการรวมกับแรงเฉือนจากการเติมอากาศช่วยรักษาฟิล์มชีวภาพให้มีความหนาที่ดีที่สุดป้องกันการเจริญเติบโตที่มากเกินไปและรักษาการถ่ายโอนมวลที่มีประสิทธิภาพ
ในขณะที่น้ำเสียไหลผ่านเครื่องปฏิกรณ์สารมลพิษอินทรีย์และสารอาหารกระจายไปยังแผ่นชีวะบนพาหะที่ซึ่งพวกมันถูกบริโภคโดยจุลินทรีย์ วิธีการฟิล์มคงที่นี้ช่วยให้อัตราการโหลดปริมาตรที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับระบบการเจริญเติบโตที่ถูกระงับ
ข้อดีและข้อเสีย
ข้อดีของ MBBR:
- ขนาดกะทัดรัด / รอยเท้าขนาดเล็ก: ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือปริมาณเครื่องปฏิกรณ์ที่มีขนาดเล็กลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับระบบกากตะกอนแบบเปิดใช้งานทั่วไปสำหรับความสามารถในการรักษาเดียวกัน นี่เป็นเพราะความเข้มข้นสูงของมวลชีวภาพที่ใช้งานอยู่บนผู้ให้บริการ
- ประสิทธิภาพสูงและความทนทาน: ระบบ MBBR มีความแข็งแกร่งและไวต่อแรงกระแทกและความผันผวนน้อยลงในการไหลที่มีอิทธิพลหรือความเข้มข้นของอินทรีย์ แผ่นฟิล์มชีวภาพให้ชุมชนจุลินทรีย์ที่เสถียรและยืดหยุ่น พวกเขามีประสิทธิภาพสูงในการกำจัด BOD และแอมโมเนียไนโตรเจน (ไนตริฟิเคชัน)
- ไม่มีการรีไซเคิลกากตะกอน: ซึ่งแตกต่างจาก ASP, MBBR ไม่จำเป็นต้องมีการสูบน้ำกากตะกอน (RAS) ส่งคืนการทำงานที่ทำให้การใช้งานง่ายขึ้นและลดการใช้พลังงาน
- ไม่มีการล้างย้อนกลับ: ซึ่งแตกต่างจากระบบฟิล์มคงที่อื่น ๆ (เช่นตัวกรองที่ไหลผ่านหรือตัวกรองอากาศที่จมอยู่ใต้น้ำ) MBBR ไม่จำเป็นต้องใช้การล้างข้อมูลเป็นระยะของสื่อ
- ง่ายต่อการอัพเกรด: ถังกากตะกอนแบบเปิดใช้งานทั่วไปที่มีอยู่มักจะสามารถแปลงเป็น MBBRs ได้โดยเพียงเพิ่มผู้ให้บริการและการเติมอากาศเพิ่มขีดความสามารถและประสิทธิภาพของพวกเขาอย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ต้องใช้การก่อสร้างถังใหม่ สิ่งนี้ทำให้เป็นตัวเลือกการติดตั้งเพิ่มเติมที่ยอดเยี่ยม
- ลดการผลิตตะกอน (อาจเป็นไปได้): บางครั้งระบบฟิล์มชีวภาพสามารถสร้างกากตะกอนที่มากเกินไปเมื่อเทียบกับระบบการเจริญเติบโตที่ถูกระงับแม้ว่าสิ่งนี้อาจแตกต่างกันไป
ข้อเสียและข้อ จำกัด ของ MBBR:
- ต้องมีการโพสต์แบบคลาย: ในขณะที่แผ่นฟิล์มชีวภาพเติบโตขึ้นบนผู้ให้บริการการลอกออกจากแผ่นชีวะส่วนเกินและของแข็งแขวนลอยยังคงเกิดขึ้นซึ่งจำเป็นต้องมีตัวควบคุมรองหรือหน่วยแยกอื่น ๆ (เช่น DAF หน้าจอละเอียด) เพื่อให้ได้น้ำทิ้งคุณภาพสูง
- หน้าจอการเก็บรักษาสื่อ: ต้องใช้หน้าจอที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์เพื่อป้องกันการสูญเสียผู้ให้บริการจากถัง หน้าจอเหล่านี้บางครั้งอาจอุดตันต้องมีการบำรุงรักษา
- ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นสำหรับผู้ให้บริการ: ค่าใช้จ่ายของผู้ให้บริการพลาสติกพิเศษสามารถนำไปสู่ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับระบบทั่วไป
- ศักยภาพในการสึกหรอของผู้ให้บริการ: ในช่วงเวลาที่ยาวนานการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องสามารถนำไปสู่การสึกหรอของผู้ให้บริการแม้ว่าพวกเขาจะได้รับการออกแบบมาเพื่อการยืนยาว
- พลังงานสำหรับการผสม/การเติมอากาศ: ในขณะที่ไม่มีการสูบฉีด RAS การเติมอากาศอย่างต่อเนื่องหรือการผสมเพื่อให้ผู้ให้บริการระงับยังคงต้องใช้พลังงาน
แอปพลิเคชันในอุตสาหกรรมต่างๆ
เทคโนโลยี MBBR มีความหลากหลายสูงและค้นหาแอปพลิเคชันที่แพร่หลายในภาคที่หลากหลาย:
- การบำบัดน้ำเสียเทศบาล: ใช้มากขึ้นสำหรับโรงงานเทศบาลใหม่และสำหรับการอัพเกรดพืชที่มีอยู่เพื่อให้ตรงกับขีด จำกัด การปล่อยที่เข้มงวดยิ่งขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดไนโตรเจน (ไนตริฟิเคชั่นและ denitrification)
- การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม: บำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมอินทรีย์ที่มีความแข็งแรงสูงอย่างมีประสิทธิภาพจากอุตสาหกรรมเช่น:
- อาหารและเครื่องดื่ม (เช่นโรงเบียร์โรงรีดนมโรงกลั่นโรงฆ่าสัตว์)
- เยื่อกระดาษและกระดาษ
- สารเคมีและยา
- สิ่งทอ
- ปิโตรเคมี
- ก่อนการรักษา: มักจะใช้เป็นขั้นตอนการรักษาล่วงหน้าที่แข็งแกร่งก่อนกระบวนการที่มีความอ่อนไหวหรือขั้นสูงมากขึ้นหรือเป็นโซลูชันแบบสแตนด์อโลนสำหรับการบรรลุพารามิเตอร์คุณภาพน้ำทิ้งที่เฉพาะเจาะจง
- การกำจัดไนโตรเจน: โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประสิทธิภาพสำหรับการทำไนตริฟิเคชันเนื่องจากแผ่นชีวะที่มีเสถียรภาพซึ่งช่วยปกป้องแบคทีเรียไนเตรทจากภาระแรงกระแทกและสารยับยั้ง สามารถกำหนดค่าสำหรับ denitrification
ยอดเยี่ยม! มาดำเนินการกับส่วน "Bioreactor เมมเบรน (MBR)"
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (MBR)
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (MBR) แสดงถึงวิวัฒนาการที่ทันสมัยในการบำบัดน้ำเสียแบบครบวงจรบูรณาการกระบวนการบำบัดทางชีวภาพ การผสมผสานที่เป็นนวัตกรรมนี้เอาชนะข้อ จำกัด หลายประการของระบบกากตะกอนที่เปิดใช้งานทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับคุณภาพน้ำทิ้งและรอยเท้า
คำอธิบายเกี่ยวกับเทคโนโลยี MBR
ที่แกนกลางของมันระบบ MBR ได้รวมการย่อยสลายทางชีวภาพของมลพิษโดยจุลินทรีย์กับสิ่งกีดขวางทางกายภาพ - เยื่อหุ้มเซลล์ - เพื่อแยกน้ำที่ผ่านการบำบัดออกจากกากตะกอนที่เปิดใช้งาน สิ่งนี้ไม่จำเป็นต้องมีตัวชี้วัดทุติยภูมิทั่วไปและบ่อยครั้งที่การกรองตติยภูมิ
มีสองการกำหนดค่าหลักสำหรับระบบ MBR:
-
MBR จมอยู่ใต้น้ำ: นี่คือการกำหนดค่าที่พบบ่อยที่สุด โมดูลเมมเบรน (เช่นเมมเบรนเส้นใยกลวงหรือแผ่นแบน) จะถูกวางลงในถังเติมอากาศโดยตรง (หรือถังเมมเบรนแยกต่างหากที่อยู่ติดกับมัน) การดูดแรงดันต่ำ (สูญญากาศ) หรือแรงโน้มถ่วงใช้ในการวาดน้ำที่ผ่านการบำบัดผ่านรูขุมขนเมมเบรนทิ้งมวลชีวภาพและของแข็งแขวนลอยอื่น ๆ ไว้ด้านหลัง โดยทั่วไปแล้วการเติมอากาศฟองหยาบนั้นมีให้อยู่ใต้เยื่อหุ้มเซลล์เพื่อกัดเซาะพื้นผิวเมมเบรนป้องกันการเปรอะเปื้อนและการจัดหาออกซิเจนสำหรับกระบวนการทางชีวภาพ
-
ภายนอก (sidestream) MBR: ในการกำหนดค่านี้โมดูลเมมเบรนจะอยู่นอกเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพหลัก สุราผสมจะถูกสูบอย่างต่อเนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพผ่านโมดูลเมมเบรนและรวบรวมการแทรกซึม (น้ำที่ผ่านการบำบัด) ในขณะที่กากตะกอนเข้มข้นจะถูกส่งกลับไปยังเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ การกำหนดค่านี้มักจะเกี่ยวข้องกับพลังงานการสูบน้ำที่สูงขึ้นเนื่องจากการไหลเวียนภายนอกและแรงกดดันจากเมมเบรนที่สูงขึ้น
โดยไม่คำนึงถึงการกำหนดค่าหลักการสำคัญยังคงอยู่: เมมเบรนทำหน้าที่เป็นอุปสรรคที่แน่นอนรักษาแทบทุกชนิดของแข็งที่ถูกระงับแบคทีเรียและแม้แต่ไวรัสและคอลลอยด์บางชนิดทำให้เกิดน้ำทิ้งที่มีคุณภาพสูงมาก การเก็บรักษาชีวมวลที่สูงภายในเครื่องปฏิกรณ์ช่วยให้ความเข้มข้นของสารผสมสุราผสม (MLSs) ที่สูงขึ้น (โดยทั่วไปคือ 8,000-15,000 มก./ล. หรือสูงกว่า) เมื่อเทียบกับกากตะกอนที่เปิดใช้งานทั่วไป (2,000-4,000 มก./ล.) ความเข้มข้นของมวลชีวภาพสูงนี้แปลโดยตรงเป็นปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่เล็กกว่าสำหรับโหลดที่กำหนด
การรวมการกรองเมมเบรน
การบูรณาการของเยื่อหุ้มเซลล์จะเปลี่ยนขั้นตอนการแยกในการรักษาทางชีวภาพ แทนที่จะพึ่งพาการตกตะกอนของแรงโน้มถ่วง (เช่นใน ASP หรือ SBR) MBR ใช้สิ่งกีดขวางทางกายภาพ สิ่งนี้มีความหมายที่ลึกซึ้งหลายประการ:
- การแยกของแข็งให้สมบูรณ์: เยื่อหุ้มเซลล์ยังคงรักษาของแข็งทั้งหมดไว้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งนำไปสู่น้ำทิ้งที่ปราศจาก TSS เป็นหลัก สิ่งนี้จะช่วยลดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการพะวงของกากตะกอนหรือการตั้งถิ่นฐานที่ไม่ดีซึ่งสามารถทำให้เกิดโรคระบบทั่วไป
- ความเข้มข้นของมวลชีวภาพสูง (MLSS): การเก็บรักษาของแข็งที่มีประสิทธิภาพช่วยให้สามารถรักษาความเข้มข้นของจุลินทรีย์ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพได้สูงมาก ซึ่งหมายความว่าถังขนาดเล็กสามารถจัดการกับโหลดอินทรีย์ที่ใหญ่ขึ้นซึ่งนำไปสู่การลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
- เวลาเก็บรักษากากตะกอนยาว (SRT) และเวลาเก็บรักษาไฮดรอลิกสั้น (HRT): MBRS สามารถทำงานด้วย SRT ที่ยาวมาก (วันต่อเดือน) ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเติบโตของจุลินทรีย์ที่เติบโตช้า (เช่นแบคทีเรียไนเตรท) และเพื่อให้ได้การกำจัดสารอินทรีย์และสารอาหารในระดับสูง ในขณะเดียวกัน HRT อาจค่อนข้างสั้นเนื่องจาก MLS สูงซึ่งมีส่วนทำให้เกิดความกะทัดรัด
- กิจกรรมทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้น: สภาพแวดล้อมที่มั่นคงและความเข้มข้นของมวลชีวภาพสูงมักจะนำไปสู่กระบวนการทางชีวภาพที่มั่นคงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ข้อดีและข้อเสีย
ข้อดีของ MBR:
- น้ำทิ้งคุณภาพสูง: ผลิตการซึมผ่านคุณภาพสูงเป็นพิเศษเหมาะสำหรับการปล่อยโดยตรงไปยังสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อนการชลประทานการใช้ซ้ำอุตสาหกรรมหรือแม้กระทั่งการใช้ซ้ำอีกครั้งหลังจากการรักษาเพิ่มเติม น้ำทิ้งนั้นปราศจากสารแขวนลอยแบคทีเรียและไวรัสบ่อยครั้ง
- รอยเท้าเล็ก: ไม่จำเป็นต้องมีตัวกรองรองและตัวกรองตติยภูมิมักจะช่วยลดพื้นที่โดยรวมของพื้นที่โดยรวมทำให้ MBR เหมาะสำหรับเว็บไซต์ที่มีพื้นที่ จำกัด หรือการอัพเกรดกำลังการผลิต
- ความแข็งแกร่งและความมั่นคง: MLS ที่สูงและ SRT ยาวทำให้ระบบ MBR มีความยืดหยุ่นมากขึ้นต่อแรงกระแทกไฮดรอลิกและอินทรีย์เมื่อเทียบกับระบบทั่วไป
- การกำจัดสารอาหารที่ดีขึ้น: SRT ยาวให้เงื่อนไขที่ยอดเยี่ยมสำหรับการทำไนตริฟิเคชันและด้วยการออกแบบที่เหมาะสม (โซนแอนออกซิค) การ denitrification และการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพสามารถมีประสิทธิภาพมาก
- ศักยภาพติดตั้งเพิ่มเติม: สามารถใช้ในการอัพเกรดพืชกากตะกอนที่มีอยู่เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตหรือปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งโดยไม่ต้องทำงานทางแพ่งที่กว้างขวาง
ข้อเสียของ MBR:
- เมมเบรนเปรอะเปื้อน: นี่คือความท้าทายในการดำเนินงานหลัก การเปรอะเปื้อน (การสะสมของวัสดุบนพื้นผิวเมมเบรนหรือภายในรูขุมขน) ช่วยลดการซึมผ่านของเมมเบรนเพิ่มความดันเทมเบรนและต้องทำความสะอาดบ่อยครั้ง สิ่งนี้จะเพิ่มความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน
- ต้นทุนเงินทุนสูง: เมมเบรนและอุปกรณ์พิเศษที่เกี่ยวข้อง (เช่นเครื่องเป่าลมสำหรับการขัดผิวระบบทำความสะอาด) ทำให้ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูงกว่าระบบ ASP หรือ SBR ทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ
- ต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้น: การใช้พลังงานสำหรับการเติมอากาศ (สำหรับกระบวนการทางชีวภาพและการขัดข้องของเมมเบรน) การสูบน้ำ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ MBRs ภายนอก) และสารทำความสะอาดทางเคมีมีส่วนช่วยในการดำเนินงานที่สูงขึ้น
- อายุการใช้งานเมมเบรนและการแทนที่: เมมเบรนมีอายุการใช้งานที่ จำกัด (โดยปกติจะ 5-10 ปีขึ้นอยู่กับการใช้งานและคุณภาพน้ำ) และมีราคาแพงในการแทนที่
- ข้อกำหนดก่อนการรักษา: ในขณะที่ MBRs มีความแข็งแกร่ง แต่การรักษาล่วงหน้าอย่างเพียงพอ (การคัดกรอง, การกำจัดกรวด) เป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันเยื่อหุ้มเซลล์จากความเสียหายและการเปรอะเปื้อนมากเกินไป
- การดำเนินการที่มีทักษะ: ต้องมีผู้ให้บริการที่มีทักษะในการตรวจสอบประสิทธิภาพของเมมเบรนใช้โปรโตคอลการทำความสะอาดและแก้ไขปัญหาการเปรอะเปื้อน
การประยุกต์ใช้ในการบำบัดน้ำเสียเทศบาลและอุตสาหกรรม
เทคโนโลยี MBR ได้รับแรงฉุดอย่างรวดเร็วและมีการใช้มากขึ้นในหลายภาคส่วน:
- การบำบัดน้ำเสียเทศบาล:
- สำหรับพืชใหม่ที่มีการ จำกัด การปล่อยที่ดินที่หายากหรือเข้มงวด
- การอัพเกรดพืชที่มีอยู่เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพน้ำทิ้งที่สูงขึ้น (เช่นสำหรับการปล่อยโดยตรงไปยังน่านน้ำที่ละเอียดอ่อนหรือสำหรับโครงการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่)
- การรักษาแบบกระจายอำนาจสำหรับชุมชนรีสอร์ทและการพัฒนาเชิงพาณิชย์
- การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม:
- การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งมีคุณภาพสูงสำหรับการใช้ซ้ำหรือการปลดปล่อยอย่างเข้มงวด ตัวอย่างเช่นเวชภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มสิ่งทอและอุตสาหกรรมเคมี
- น้ำเสียที่มีสารประกอบย่อยสลายได้ช้า
- นำน้ำกลับมาใช้ใหม่และรีไซเคิล: เนื่องจากคุณภาพของน้ำทิ้งที่เหนือกว่า MBR Permeate เป็นวัตถุดิบที่ยอดเยี่ยมสำหรับกระบวนการบำบัดขั้นสูงเพิ่มเติม (เช่น reverse Osmosis) เพื่อผลิตน้ำสำหรับการใช้งานซ้ำที่หลากหลาย (การชลประทานน้ำในอุตสาหกรรมการใช้งานที่ไม่ต้องใช้
เข้าใจ ลองไปที่ส่วน "ระบบไฮบริด: SBBR"
ระบบไฮบริด: SBBR
ในขณะที่เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในการรวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดของระบบที่แตกต่างกันเพื่อสร้างโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพแข็งแกร่งและคุ้มค่ามากขึ้น ระบบไฮบริดมุ่งมั่นที่จะใช้ประโยชน์จากผลประโยชน์ร่วมกันของกระบวนการแบบบูรณาการ หนึ่งไฮบริดที่มีแนวโน้มดังกล่าวคือเครื่องปฏิกรณ์ Biofilm Batch Sequencing (SBBR) ซึ่งผสมผสานหลักการอย่างชาญฉลาดจากทั้งเครื่องปฏิกรณ์แบบลำดับการเรียงลำดับ (SBR) และเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเตียงที่เคลื่อนไหว (MBBR)
คำอธิบายของเทคโนโลยี SBBR
เครื่องปฏิกรณ์ Biofilm Batch Sequencing (SBBR) ทำงานบนวงจรการรักษาแบบต่อเนื่องแบบแบทช์ที่ชาญฉลาดลักษณะของ SBR แต่ภายในเครื่องปฏิกรณ์มันรวมผู้ให้บริการฟิล์มชีวภาพคล้ายกับที่ใช้ใน MBBR ซึ่งหมายความว่าระบบได้รับประโยชน์จากการเจริญเติบโตที่ถูกระงับ (กากตะกอน) และการเติบโตที่แนบมา (แผ่นชีวะบนผู้ให้บริการ) ประชากรชีวมวลอยู่ร่วมกันภายในถังเดียวกัน
ในการกำหนดค่า SBBR ทั่วไปเครื่องปฏิกรณ์มีปริมาณของผู้ให้บริการฟิล์มชีวภาพที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเช่น MBBR ซึ่งถูกระงับไว้โดยการเติมอากาศหรือการผสมในระหว่างเฟสปฏิกิริยา วัฏจักรการดำเนินงานจะเป็นไปตามขั้นตอนที่กำหนดไว้อย่างดีของ SBR มาตรฐาน: เติม, ตอบสนอง (ซึ่งรวมถึงการเติมอากาศ/การผสมเพื่อให้ผู้ให้บริการระงับ), การชำระและวาด ในระหว่างขั้นตอนการชำระเงินมวลชีวภาพที่ถูกระงับจะตกลง แต่แผ่นชีวะที่ติดอยู่กับผู้ให้บริการยังคงอยู่ในถัง น้ำทิ้งที่ได้รับการแยกออกจากกันจึงถูกแยกออกจากกากตะกอนที่ถูกระงับไว้และไม่ได้โดยตรงจากผู้ให้บริการ
การรวมกันของหลักการ SBR และ MBBR
SBBR ผสานจุดแข็งของวิธีการรักษาทางชีวภาพที่แตกต่างกันสองวิธีได้อย่างมีประสิทธิภาพ:
- จาก SBR: มันใช้ความยืดหยุ่นในการดำเนินงานแบบแบทช์ที่ชาญฉลาดช่วยให้สามารถควบคุมการเติมอากาศได้อย่างแม่นยำการผสมและช่วงเวลา anoxic/anaerobic ภายในถังเดียว สิ่งนี้ทำให้สามารถปรับตัวได้สูงกับภาระที่มีอิทธิพลและเหมาะสำหรับการกำจัดสารอาหารขั้นสูง (ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) โดยการเขียนโปรแกรมเงื่อนไขเฉพาะในเฟสต่าง ๆ ของวัฏจักร การกำจัดเครื่องบดอย่างต่อเนื่องและปั๊มกลับมากากตะกอน (เช่นในระบบ MBBR แบบต่อเนื่อง) ก็เป็นลักษณะที่ยืมมาจาก SBR
- จาก MBBR: มันรวมเอาการใช้งานของผู้ให้บริการฟิล์มชีวภาพให้แพลตฟอร์มที่มั่นคงและยืดหยุ่นสำหรับการเติบโตของจุลินทรีย์ที่แนบมา สิ่งนี้จะเพิ่มความเข้มข้นของชีวมวลและความหลากหลายภายในเครื่องปฏิกรณ์อย่างมีนัยสำคัญซึ่งนำไปสู่ความสามารถในการรักษาปริมาตรที่สูงขึ้นและปรับปรุงความทนทานต่อภาระการกระแทกหรือสารยับยั้ง ฟิล์มชีวภาพนำเสนอสภาพแวดล้อมที่ได้รับการป้องกันสำหรับแบคทีเรียที่เติบโตช้า (เช่นไนตริเฟอร์) และรักษาประชากรที่มีเสถียรภาพแม้ว่ามวลชีวภาพที่ถูกระงับจะได้รับความนิยมหรือถูกล้างออกบางส่วน
ระบบสองไบโอมัสนี้ (ระงับและแนบ) นี้ช่วยให้กระบวนการบำบัดที่ครอบคลุมและมีเสถียรภาพมากขึ้น
ข้อดีของวิธีการไฮบริด
การรวมกันของหลักการ SBR และ MBBR ในระบบ SBBR ให้ประโยชน์ที่น่าสนใจหลายประการ:
- ประสิทธิภาพการรักษาที่เพิ่มขึ้น: การปรากฏตัวของชีวมวลการเจริญเติบโตทั้งที่ถูกระงับและติดอยู่สามารถนำไปสู่ประสิทธิภาพการกำจัดที่เหนือกว่าสำหรับ BOD, COD และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไนโตรเจน (ไนตริฟิเคชันและ denitrification) และฟอสฟอรัส ฟิล์มชีวภาพที่แข็งแกร่งทำหน้าที่เป็น 'บัฟเฟอร์' กับการเพิ่มขึ้นของการปฏิบัติงานรักษาประสิทธิภาพที่สอดคล้องกัน
- การโหลดปริมาตรเพิ่มขึ้น: เช่นเดียวกับ MBBR ความเข้มข้นสูงของมวลชีวภาพที่ใช้งานอยู่บนผู้ให้บริการช่วยให้ SBBR สามารถจัดการโหลดอินทรีย์และไฮดรอลิกที่สูงขึ้นภายในปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กเมื่อเทียบกับ SBR หรือ ASP ทั่วไป
- ความยืดหยุ่นและการควบคุมในการดำเนินงาน: รักษาความยืดหยุ่นโดยธรรมชาติของ SBRs ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับเวลารอบรูปแบบการเติมอากาศและเงื่อนไขการเติม/ปฏิกิริยาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับคุณภาพที่มีอิทธิพลอัตราการไหลและข้อกำหนดของน้ำทิ้ง นี่เป็นข้อได้เปรียบโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดสารอาหาร
- ปรับปรุงลักษณะกากตะกอน: แผ่นชีวะมีส่วนช่วยให้ชีวมวลโดยรวมที่มีเสถียรภาพมากขึ้น ในขณะที่กากตะกอนที่ถูกระงับยังคงต้องชำระ แต่บางครั้งการปรากฏตัวของแผ่นฟิล์มชีวภาพสามารถนำไปสู่การปรับปรุงลักษณะการตกตะกอนของ flocs ที่ถูกระงับเนื่องจากผลกระทบการบัฟเฟอร์ต่อชุมชนจุลินทรีย์
- ความทนทานต่อแรงกระแทก: แผ่นชีวะที่ยืดหยุ่นให้ประชากรที่มีเสถียรภาพของจุลินทรีย์ที่มีความอ่อนไหวต่อการชะล้างหรือยับยั้งจากการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในความเข้มข้นของมลพิษหรือการกระแทกไฮดรอลิกทำให้ระบบแข็งแกร่งมาก
- ลดการผลิตตะกอน (อาจเป็นไปได้): บางครั้งระบบแผ่นฟิล์มชีวภาพสามารถนำไปสู่การผลิตตะกอนสุทธิที่ลดลงเมื่อเทียบกับระบบการเจริญเติบโตที่ถูกระงับอย่างหมดจดแม้ว่าจะขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานที่เฉพาะเจาะจง
แอปพลิเคชันและกรณีศึกษา
เทคโนโลยี SBBR เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายซึ่งต้องการประสิทธิภาพสูงความยืดหยุ่นและรอยเท้าขนาดกะทัดรัดเป็นที่ต้องการโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโหลดที่ผันผวนหรือมาตรฐานน้ำทิ้งที่เข้มงวด
- การบำบัดน้ำเสียของเทศบาลขนาดเล็กถึงขนาดกลาง: เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชุมชนที่ต้องการการรักษาที่แข็งแกร่งด้วยความสามารถในการกำจัดสารอาหารและอาจมีข้อ จำกัด ด้านพื้นที่
- การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม: มีประสิทธิภาพสูงสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตน้ำเสียที่มีปริมาณอินทรีย์ผันแปรหรือสารประกอบเฉพาะที่ได้รับประโยชน์จากชุมชนฟิล์มชีวภาพที่มั่นคง ตัวอย่าง ได้แก่ :
- อาหารและเครื่องดื่ม (เช่นโรงบ่มไวน์โรงเบียร์การผลิตอาหารว่าง)
- อุตสาหกรรมสิ่งทอ (สำหรับการกำจัดสีและ BOD)
- การผลิตยา
- การบำบัดน้ำชะขยะหลุมฝังกลบ (เป็นที่รู้จักสำหรับโหลดอินทรีย์/ไนโตรเจนสูงและผันแปร)
- อัพเกรดพืชที่มีอยู่: SBRS ที่มีอยู่หรือถังกากตะกอนแบบเปิดใช้งานทั่วไปสามารถติดตั้งกับผู้ให้บริการ MBBR เพื่อเพิ่มความสามารถปรับปรุงการกำจัดสารอาหารและเพิ่มความทนทานเปลี่ยนเป็น SBBRS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้นำเสนอโซลูชันที่คุ้มค่าสำหรับการขยายโรงงานหรือการอัพเกรดการปฏิบัติตามกฎระเบียบ
- ระบบการรักษาแบบกระจายอำนาจ: เหมาะสำหรับไซต์ระยะไกลรีสอร์ทและการพัฒนาที่จำเป็นต้องมีการรักษาที่เชื่อถือได้และมีคุณภาพสูงโดยไม่ต้องมีโครงสร้างพื้นฐานที่กว้างขวาง
กรณีศึกษามักจะเน้นความสามารถของ SBBR ในการบรรลุระดับสูงของ BOD, TSS และแอมโมเนียอย่างสม่ำเสมอแม้ภายใต้เงื่อนไขที่ท้าทายทำให้เป็นตัวเลือกที่มีค่าในภูมิทัศน์การบำบัดน้ำเสียที่ทันสมัย
การวิเคราะห์เปรียบเทียบ
การเลือกเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียที่ดีที่สุดจากอาร์เรย์ของตัวเลือกที่มีอยู่ - กระบวนการกากตะกอนเปิดใช้งาน (ASP), การจัดลำดับเครื่องปฏิกรณ์แบตช์ (SBR), การเคลื่อนย้ายเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเตียง (MBBR), เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (MBR) ส่วนนี้ให้การวิเคราะห์เปรียบเทียบโดยมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพต้นทุนรอยเท้าและความซับซ้อนในการดำเนินงาน
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ (BOD, การกำจัด TSS)
เป้าหมายหลักของการบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพคือการกำจัดมลพิษอินทรีย์ (วัดเป็นความต้องการออกซิเจนทางชีวเคมีหรือ BOD และความต้องการออกซิเจนทางเคมีหรือ COD) และของแข็งระงับ (TSS) การกำจัดสารอาหาร (ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) ก็มีความสำคัญมากขึ้นเช่นกัน
เทคโนโลยี | การกำจัด BOD/COD | การกำจัด TSS | การทำไนตริฟิเคชัน | การทำให้เป็นปฏิเสธ | การกำจัด P ชีวภาพ | จุดแข็งที่สำคัญในประสิทธิภาพ |
ASP | ยอดเยี่ยม (90-95%) | ยอดเยี่ยม (90-95%) | ดี (มี SRT เพียงพอ) | ดี (กับเขต anoxic) | ปานกลาง (ต้องการการออกแบบเฉพาะ) | พิสูจน์แล้วเชื่อถือได้สำหรับการลบขั้นพื้นฐาน |
SBR | ยอดเยี่ยม (90-98%) | ยอดเยี่ยม (95-99%) | ยอดเยี่ยม (การเติมอากาศควบคุม) | ยอดเยี่ยม (เฟส anoxic/anaerobic ที่ตั้งโปรแกรมได้) | ยอดเยี่ยม (เฟสแอนแอโรบิก/แอโรบิกที่ตั้งโปรแกรมได้) | คุณภาพน้ำทิ้งสูงและสม่ำเสมอการกำจัดสารอาหารที่ยอดเยี่ยม |
MBBR | ดีมากถึงยอดเยี่ยม (85-95%) | ต้องมีการโพสต์แบบคลาร์ | ยอดเยี่ยม (แผ่นชีวะที่มั่นคง) | ดี (ด้วย anoxic MBBR หรือกระบวนการรวมกัน) | จำกัด (ส่วนใหญ่อินทรีย์/ไนโตรเจน) | ความทนทานการโหลดปริมาตรสูงสำหรับ BOD/N |
MBR | ยอดเยี่ยม (95-99%) | เกือบ 100% (กำแพงเมมเบรน) | ยอดเยี่ยม (SRT ยาว) | ยอดเยี่ยม (โซน anoxic ที่ตั้งโปรแกรมได้) | ยอดเยี่ยม (MLS สูง, SRT ยาว) | คุณภาพน้ำทิ้งที่เหนือกว่า (TSS, เชื้อโรค), การกำจัดสารอาหารสูง |
SBBR | ยอดเยี่ยม (90-98%) | ยอดเยี่ยม (95-99%เนื่องจาก SBR ตกตะกอน) | ยอดเยี่ยม (เฟสไบโอฟิล์มและโปรแกรมที่มีความเสถียร) | ยอดเยี่ยม (เฟส anoxic ที่ตั้งโปรแกรมได้) | ยอดเยี่ยม (เฟสแอนแอโรบิก/แอโรบิกที่ตั้งโปรแกรมได้) | ความทนทานและความยืดหยุ่นการกำจัดสารอาหารสูงความสามารถสูงกว่า SBR |
สรุปประสิทธิภาพ:
- MBR โดดเด่นสำหรับคุณภาพน้ำทิ้งที่ยอดเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัด TSS และการกำจัดเชื้อโรคเนื่องจากอุปสรรคเยื่อหุ้มเซลล์ทางกายภาพ มักจะเป็นตัวเลือกเมื่อต้องใช้ซ้ำหรือปล่อยออกสู่น่านน้ำที่ละเอียดอ่อนโดยตรง
- SBR และ SBBR นำเสนอระบบที่มีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการบรรลุ BOD ที่เข้มงวด, TSS และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการกำจัดสารอาหาร (ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) ผ่านการดำเนินการชุดที่ตั้งโปรแกรมได้ SBBR เพิ่มความแข็งแกร่งและความจุที่สูงขึ้นเนื่องจากแผ่นชีวะ
- MBBR Excels ในประสิทธิภาพปริมาตรสำหรับการกำจัด BOD และไนโตรเจนและมีความแข็งแกร่งสูง แต่ก็ยังต้องใช้ clarifier ทั่วไปสำหรับการแยก TSS คล้ายกับ ASP
- ASP ยังคงเป็นนักแสดงที่แข็งแกร่งสำหรับการกำจัด BOD/TSS ขั้นพื้นฐานในระดับขนาดใหญ่ แต่อาจต้องใช้การกำหนดค่าที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นและรอยเท้าขนาดใหญ่สำหรับการกำจัดสารอาหารขั้นสูง
การวิเคราะห์ต้นทุน (CAPEX, OPEX)
ค่าใช้จ่ายเป็นปัจจัยสำคัญที่ครอบคลุมทั้งค่าใช้จ่ายเงินทุน (CAPEX) สำหรับการตั้งค่าเริ่มต้นและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (OPEX) สำหรับการวิ่งและการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง
เทคโนโลยี | capex (ญาติ) | opex (ญาติ) | ไดรเวอร์ต้นทุนที่สำคัญ |
ASP | ปานกลาง | ปานกลาง | งานโยธา (ถังขนาดใหญ่) พลังงานเติมอากาศการกำจัดกากตะกอน |
SBR | ปานกลาง | ปานกลาง | ระบบอัตโนมัติ/การควบคุมพลังงานเติมอากาศการกำจัดกากตะกอน |
MBBR | ปานกลาง | ปานกลาง | สื่อผู้ให้บริการพลังงานการเติมอากาศงานโยธา (ถังขนาดเล็ก) |
MBR | สูง | สูง | เมมเบรน (เริ่มต้น & ทดแทน), พลังงานเติมอากาศ (Bio & Scouring), การทำความสะอาดสารเคมี, การสูบน้ำ |
SBBR | สูง | ปานกลาง | สื่อผู้ให้บริการระบบอัตโนมัติ/การควบคุมพลังงานเติมอากาศการกำจัดกากตะกอน |
สรุปค่าใช้จ่าย:
- MBR โดยทั่วไปจะมี สูงสุดและ opex เนื่องจากค่าใช้จ่ายของเยื่อหุ้มเซลล์การทดแทนพลังงานสำหรับการเติมอากาศ (ทั้งทางชีวภาพและเมมเบรนกำจัดได้) และการทำความสะอาดทางเคมี อย่างไรก็ตามคุณภาพน้ำทิ้งที่สูงขึ้นและรอยเท้าที่เล็กลงสามารถพิสูจน์ค่าใช้จ่ายนี้ในสถานการณ์เฉพาะ
- ASP มักจะมี แคปซ์ล่าง สำหรับระบบพื้นฐาน แต่มัน Opex มีความสำคัญ เนื่องจากการใช้พลังงานสูงสำหรับการเติมอากาศและต้นทุนการจัดการกากตะกอนที่สำคัญ
- SBR มี ปานกลางถึงสูง เนื่องจากความต้องการการควบคุมที่ซับซ้อนและปริมาณถังที่มีขนาดใหญ่กว่าระบบต่อเนื่อง แต่ opex สามารถปานกลางโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการกำจัดสารอาหารได้รับการปรับให้เหมาะสม
- MBBR มี ปานกลางถึงสูง เนื่องจากค่าใช้จ่ายของผู้ให้บริการ แต่โดยทั่วไป Opex อยู่ในระดับปานกลางและได้รับประโยชน์จากการสูบฉีด RAS
- SBBR จะมี หมวกที่สูงขึ้น กว่า SBR บริสุทธิ์เนื่องจากผู้ให้บริการและ opex ของมันจะคล้ายกับ SBR หรือ MBBR ขึ้นอยู่กับขอบเขตของการเติมอากาศและการสูญเสียกากตะกอน
การเปรียบเทียบรอยเท้า
ข้อกำหนดของพื้นที่ที่ดินมักเป็นข้อ จำกัด ที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ในเมืองหรือที่มีประชากรหนาแน่น
เทคโนโลยี | รอยเท้าสัมพัทธ์ | เหตุผลหลักสำหรับขนาด |
ASP | ใหญ่มาก | ถังเติมอากาศขนาดใหญ่ตัวชี้วัดรองที่สำคัญการประมวลผลกากตะกอน |
SBR | มีขนาดใหญ่ปานกลาง | ถังเดี่ยว แต่ต้องการปริมาณสำหรับการเติม/วาดรอบและการตกตะกอน |
MBBR | ปานกลาง | ความเข้มข้นของมวลชีวภาพสูงต่อผู้ให้บริการ แต่ก็ยังต้องการตัวชี้วัด |
MBR | เล็กมาก | MLSS สูงไม่จำเป็นต้องมีตัวชี้วัดโมดูลเมมเบรนขนาดกะทัดรัด |
SBBR | ปานกลาง | รวม SBR Compactness เข้ากับการโหลดปริมาตรสูงของ MBBR ไม่มี clarifier สำหรับกากตะกอนที่ถูกระงับ แต่ขนาดของถังยังคงมีขนาดใหญ่กว่า MBR สำหรับการไหลที่กำหนด |
บทสรุปของรอยเท้า:
- MBR เป็นผู้ชนะที่ไม่มีปัญหาในแง่ของ รอยเท้าที่เล็กที่สุด ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเขตเมืองหรือการติดตั้งเพิ่มเติมที่มีพื้นที่ จำกัด
- MBBR ยังมีความสำคัญ รอยเท้าลดลง เมื่อเทียบกับ ASP แต่ยังต้องมีการโพสต์แบบกลุ่ม
- SBR และ SBBR โดยทั่วไปจะมีขนาดกะทัดรัดมากกว่า ASP เนื่องจากพวกเขารวมกระบวนการหลายอย่างเข้ากับถังเดียว SBBR อาจนำเสนอรอยเท้าที่เล็กกว่า SBR บริสุทธิ์เนื่องจากประสิทธิภาพปริมาตรที่สูงขึ้นจากแผ่นฟิล์มชีวภาพ
- ASP ต้องใช้ รอยเท้าที่ใหญ่ที่สุด เนื่องจากมีถังหลายถังขนาดใหญ่และดำเนินการอย่างต่อเนื่อง
ความซับซ้อนในการดำเนินงาน
ความสะดวกในการใช้งานระดับระบบอัตโนมัติและทักษะผู้ปฏิบัติงานที่จำเป็นนั้นเป็นข้อควรพิจารณาที่สำคัญ
เทคโนโลยี | ความซับซ้อนในการดำเนินงาน | ประเด็นสำคัญของความซับซ้อน |
ASP | ปานกลาง | การจัดการกากตะกอน (การพะวง, ฟอง), การควบคุมการเติมอากาศ, การจัดการของแข็ง ค่อนข้างเสถียรเมื่อปรับให้เหมาะสม |
SBR | ปานกลาง | ระบบอัตโนมัติที่ซับซ้อนและการควบคุมรอบการกำหนดเวลาเฟสการกำจัดสารอาหาร ไวต่อความล้มเหลวของระบบควบคุม |
MBBR | ปานกลาง | การเพิ่มประสิทธิภาพการเติมอากาศสำหรับการเคลื่อนไหวของผู้ให้บริการการเก็บรักษาสื่อการจัดการหลังคลอด ไวต่อการเพิ่มขึ้นของชีวมวลน้อยลง |
MBR | สูง | การควบคุมการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน, โปรโตคอลการทำความสะอาด (เคมี/กายภาพ), การทดสอบความสมบูรณ์, การจัดการพลังงานสำหรับการเติมอากาศ/การสูบน้ำ |
SBBR | สูง | รวมความซับซ้อนในการควบคุม SBR เข้ากับการจัดการผู้ให้บริการ MBBR และการเติมอากาศสำหรับการเติบโตทั้งที่ถูกระงับและแนบ |
สรุปความซับซ้อนในการดำเนินงาน:
- MBR โดยทั่วไปแล้ว ซับซ้อนที่สุดในการใช้งาน เนื่องจากความจำเป็นในการจัดการเมมเบรนการทำความสะอาดและการตรวจสอบความสมบูรณ์
- SBR และ SBBR จำเป็นต้อง ระบบอัตโนมัติระดับสูงและผู้ให้บริการที่มีทักษะ เพื่อจัดการเวลาที่แม่นยำของรอบแบทช์และปรับให้เหมาะสมสำหรับการกำจัดสารอาหาร
- MBBR โดยทั่วไป ซับซ้อนพอสมควร ต้องการความสนใจในการเก็บรักษาผู้ให้บริการและหลังคลอด แต่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นของชีวมวลน้อยกว่า ASP
- ASP ในขณะที่ดูเหมือนง่าย แต่ก็ยังต้องการ ความซับซ้อนในการปฏิบัติงานในระดับปานกลาง เพื่อจัดการการชำระบัญชีตะกอนและรักษาเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับกิจกรรมทางชีวภาพ
แอปพลิเคชันและกรณีศึกษา
การทำความเข้าใจข้อได้เปรียบทางทฤษฎีและข้อเสียของเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียแต่ละครั้งเป็นสิ่งจำเป็น แต่สิ่งสำคัญพอ ๆ กันคือการเห็นว่าพวกเขาปฏิบัติในสถานการณ์จริงอย่างไร ส่วนนี้สำรวจแอพพลิเคชั่นทั่วไปสำหรับ MBBR, MBR, SBR, ASP และ SBBR โดยเน้นความเหมาะสมสำหรับความท้าทายที่แตกต่างกันด้วยกรณีศึกษาตัวอย่าง
กรณีศึกษา MBBR
แอปพลิเคชัน: MBBR ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางสำหรับการบำบัดน้ำเสียทั้งในเขตเทศบาลและอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพืชที่มีอยู่จำเป็นต้องมีการอัพเกรดต้องมีการจัดการโหลดที่สูงขึ้นหรือจำเป็นต้องมีการแก้ปัญหาขนาดกะทัดรัดสำหรับการกำจัดไนโตรเจน ความทนทานของมันทำให้เหมาะสำหรับการบำบัดน้ำเสียอินทรีย์ที่มีความแข็งแรงสูง
ตัวอย่างกรณีศึกษา: การอัพเกรดโรงงานเทศบาลสำหรับไนตริฟิเคชัน
- ท้าทาย: โรงบำบัดน้ำเสียระดับเทศบาลขนาดกลางต้องเผชิญกับขีด จำกัด ของน้ำทิ้งที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับแอมโมเนียไนโตรเจนและระบบกากตะกอนที่เปิดใช้งานทั่วไปกำลังดิ้นรนเพื่อพบพวกเขาอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเดือนที่อากาศหนาวเย็น โรงงานยังมีพื้นที่ จำกัด สำหรับการขยายตัว
- สารละลาย: โรงงานตัดสินใจที่จะใช้เวที MBBR เป็นขั้นตอนการรักษาล่วงหน้าสำหรับไนตริฟิเคชัน แอ่งอากาศที่มีอยู่ได้รับการดัดแปลงโดยการเพิ่มผู้ให้บริการ MBBR และรักษาการเติมอากาศที่เพียงพอ
- ผลลัพธ์: การอัพเกรด MBBR ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญอัตราการเกิดไนตริฟิเคชันทำให้โรงงานสามารถปฏิบัติตามขีด จำกัด การปล่อยแอมโมเนียใหม่ได้อย่างต่อเนื่อง ลักษณะที่กะทัดรัดของ MBBR อนุญาตให้อัพเกรดภายในรอยเท้าที่มีอยู่หลีกเลี่ยงการก่อสร้างทางแพ่งที่มีราคาแพงสำหรับรถถังใหม่ แผ่นฟิล์มชีวภาพที่เสถียรพิสูจน์ให้เห็นถึงความยืดหยุ่นต่อความผันผวนของอุณหภูมิทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้
ตัวอย่างกรณีศึกษา: การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม (การแปรรูปอาหาร)
- ท้าทาย: โรงงานแปรรูปอาหารขนาดใหญ่สร้างน้ำเสียอินทรีย์ที่มีความแข็งแรงสูงพร้อมกับโหลดของ BOD ที่ผันผวนทำให้ยากสำหรับการบำบัดแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่มีอยู่ตามด้วยบ่อกากตะกอนที่เปิดใช้งานเพื่อให้บรรลุการปฏิบัติตามอย่างสม่ำเสมอ
- สารละลาย: มีการติดตั้งระบบ MBBR แบบแอโรบิคเป็นขั้นตอนการรักษาทางชีวภาพเบื้องต้น MBBR ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการกับภาระอินทรีย์สูงโดยใช้เปอร์เซ็นต์การเติมสูงของผู้ให้บริการ
- ผลลัพธ์: ระบบ MBBR เสถียรกระบวนการรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยได้รับการกำจัด BOD มากกว่า 90% แม้จะมีอิทธิพลต่อตัวแปร ความทนทานของแผ่นฟิล์มชีวภาพจัดการกับแรงกระแทกจากการเปลี่ยนแปลงการผลิตซึ่งนำไปสู่คุณภาพน้ำทิ้งที่สอดคล้องกันและการปฏิบัติตามกฎระเบียบในขณะที่ต้องการรอยเท้าที่เล็กกว่าระบบแอโรบิกทั่วไปที่เทียบเท่ากัน
กรณีศึกษา MBR
แอปพลิเคชัน: เทคโนโลยี MBR ได้รับการคัดเลือกมากขึ้นสำหรับโครงการที่ต้องการคุณภาพน้ำทิ้งสูงสุดสำหรับการใช้น้ำซ้ำการปลดปล่อยไปยังพื้นที่ที่มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อมหรือที่มีการ จำกัด ที่ดินอย่างรุนแรง เป็นที่แพร่หลายทั้งในสถานการณ์ภาคอุตสาหกรรมและอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน
ตัวอย่างกรณีศึกษา: โครงการใช้น้ำในเทศบาล
- ท้าทาย: เมืองชายฝั่งที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็วเผชิญกับความขาดแคลนน้ำและพยายามเพิ่มทรัพยากรน้ำให้มากที่สุดโดยการบำบัดน้ำเสียของเทศบาลให้เป็นมาตรฐานที่เหมาะสมสำหรับการชลประทานและการใช้งานที่ไม่สามารถใช้จ่ายได้ในอุตสาหกรรม ที่ดินสำหรับการขยายตัวของพืชขนาดใหญ่นั้นหายากและมีราคาแพง
- สารละลาย: โรงงาน MBR ถูกสร้างขึ้น ระบบแทนที่ clarifiers ทุติยภูมิและตัวกรองตติยภูมิทั่วไปทำให้เกิดการซึมผ่านที่มีคุณภาพสูงซึ่งสามารถรับการรักษาเพิ่มเติมได้โดย reverse Osmosis สำหรับแอปพลิเคชันที่ใช้ซ้ำโดยเฉพาะ
- ผลลัพธ์: ระบบ MBR ส่งน้ำทิ้งด้วย TS และความขุ่นที่ต่ำมากแทบไม่มีแบคทีเรียเกินข้อกำหนดสำหรับการใช้งานที่ใช้ซ้ำตามแผน รอยเท้าของโรงงานมีขนาดเล็กกว่าสิ่งที่โรงงานทั่วไปที่มีความสามารถเทียบเท่าจะต้องประหยัดพื้นที่ชายฝั่งที่มีค่า
ตัวอย่างกรณีศึกษา: การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมยา
- ท้าทาย: บริษัท ยาจำเป็นต้องบำบัดน้ำเสียที่ซับซ้อนซึ่งมีสารประกอบอินทรีย์ต่าง ๆ เพื่อให้ตรงกับขีด จำกัด การปล่อยที่เข้มงวดสำหรับแม่น้ำที่ได้รับและสำรวจศักยภาพในการรีไซเคิลน้ำภายใน
- สารละลาย: ระบบ MBR ได้รับการคัดเลือกเนื่องจากความสามารถในการจัดการกับสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนและผลิตน้ำทิ้งคุณภาพสูง MBR อนุญาตให้ใช้เวลาในการเก็บรักษากากตะกอนที่ยาวนาน (SRT) ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการย่อยสลายสารประกอบย่อยสลายได้อย่างช้าๆ
- ผลลัพธ์: ระบบ MBR ได้รับประสิทธิภาพการกำจัดสูงอย่างต่อเนื่องสำหรับ COD และมลพิษอื่น ๆ ที่เฉพาะเจาะจงทำให้การปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เข้มงวด การแทรกซึมที่มีคุณภาพสูงยังเปิดความเป็นไปได้สำหรับการรีไซเคิลน้ำภายในโรงงานลดการใช้น้ำจืด
กรณีศึกษา SBR
แอปพลิเคชัน: SBRS มีความหลากหลายสูงเหมาะสำหรับเทศบาลขนาดเล็กถึงขนาดกลางระบบการรักษาแบบกระจายอำนาจและการใช้งานอุตสาหกรรมที่มีกระแสและโหลดที่ผันผวนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการกำจัดสารอาหารขั้นสูงเป็นสิ่งสำคัญ
ตัวอย่างกรณีศึกษา: การบำบัดน้ำเสียชุมชนกระจายอำนาจ
- ท้าทาย: การพัฒนาที่อยู่อาศัยใหม่ซึ่งตั้งอยู่ไกลจากโรงบำบัดเทศบาลกลางจำเป็นต้องมีการแก้ปัญหาการบำบัดน้ำเสียอิสระที่สามารถตอบสนองขีด จำกัด การปล่อยสารอาหารที่เข้มงวดและดำเนินการกับอัตราการเข้าพักที่แตกต่างกัน
- สารละลาย: มีการใช้ระบบ SBR แบบสองถัง ธรรมชาติที่ตั้งโปรแกรมได้ของ SBR อนุญาตให้เพิ่มประสิทธิภาพของเฟสแบบไม่ใช้ออกซิเจน, anoxic และแอโรบิกเพื่อให้ได้ไนตริฟิเคชันและ denitrification พร้อมกันเช่นเดียวกับการกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพ
- ผลลัพธ์: ระบบ SBR ผลิตน้ำทิ้งที่มีคุณภาพสูงอย่างสม่ำเสมอด้วย BOD ต่ำ, TSS, ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเหมาะสำหรับการปล่อยไปยังลำห้วยท้องถิ่น ความยืดหยุ่นในการดำเนินงานช่วยให้ระบบสามารถปรับตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพกับลักษณะการไหลที่ผันผวนของชุมชนที่อยู่อาศัยลดการใช้พลังงานในช่วงเวลาไหลต่ำ
ตัวอย่างกรณีศึกษา: การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมนม
- ท้าทาย: โรงงานผลิตผลิตภัณฑ์นมประสบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการไหลของน้ำเสียและความแข็งแรงอินทรีย์ตลอดทั้งวันและสัปดาห์ทำให้การทำงานที่มั่นคงของระบบการไหลอย่างต่อเนื่องเป็นเรื่องยาก มีโหลดอินทรีย์และไนโตรเจนสูง
- สารละลาย: ติดตั้งระบบ SBR การดำเนินการแบทช์จัดการกับการไหลของตัวแปรโดยเนื้อแท้และความสามารถในการควบคุมเฟสปฏิกิริยาอนุญาตให้มีการสลายตัวของสารอินทรีย์นมและการกำจัดไนโตรเจนที่มีประสิทธิภาพ
- ผลลัพธ์: SBR ประสบความสำเร็จในการจัดการโหลดที่ผันผวนอย่างต่อเนื่องบำบัดน้ำเสียนมอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้ใบอนุญาตจำหน่าย การทำให้เท่าเทียมกันในตัวในเฟสการเติมและขั้นตอนการตอบโต้/การควบคุมทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้แม้ในช่วงเวลาการผลิตสูงสุด
กรณีศึกษา ASP
แอปพลิเคชัน: กระบวนการกากตะกอนที่เปิดใช้งานยังคงเป็นวิธีการบำบัดน้ำเสียระดับเทศบาลขนาดใหญ่ทั่วโลก นอกจากนี้ยังใช้ในการตั้งค่าอุตสาหกรรมที่น้ำเสียสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพสูงและมีพื้นที่ที่ดินขนาดใหญ่
ตัวอย่างกรณีศึกษา: โรงบำบัดน้ำเสียระดับเทศบาลขนาดใหญ่
- ท้าทาย: เขตเมืองใหญ่จำเป็นต้องมีการบำบัดน้ำเสียในประเทศและเชิงพาณิชย์อย่างต่อเนื่องเพื่อให้ตรงกับขีด จำกัด การปล่อยมาตรฐานสำหรับ BOD และ TSS
- สารละลาย: โรงงานกากตะกอนแบบเปิดใช้งานทั่วไปได้รับการออกแบบโดยมีแอ่งอากาศขนาดใหญ่หลายแห่งและตัวชี้วัดรองที่ทำงานพร้อมกัน
- ผลลัพธ์: ASP ประสบความสำเร็จในการรักษาแกลลอนหลายล้านแกลลอนต่อวันทำให้ได้การกำจัด BOD และ TSS มากกว่า 90% การออกแบบที่แข็งแกร่งของมันอนุญาตให้จัดการกระแสที่เข้ามาขนาดใหญ่และให้โซลูชันที่ประหยัดต้นทุนสำหรับความจุที่มีขนาดใหญ่มาก การเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพการเติมอากาศและการจัดการตะกอน
ตัวอย่างกรณีศึกษา: การบำบัดน้ำทิ้ง
- ท้าทาย: โรงงานเยื่อกระดาษและกระดาษสร้างน้ำเสียที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจำนวนมากที่มีปริมาณอินทรีย์สูง ข้อกังวลหลักคือการลด BOD ที่มีประสิทธิภาพก่อนที่จะปลดปล่อย
- สารละลาย: กระบวนการที่เปิดใช้งานการเติมอากาศแบบขยายได้ถูกนำมาใช้ เวลาเก็บรักษาไฮดรอลิกที่ยาวนานมาจากการออกแบบการเติมอากาศแบบขยายได้รับอนุญาตให้ย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนอย่างละเอียดในน้ำทิ้งของโรงสี
- ผลลัพธ์: ASP ลดความเข้มข้นของ BOD และ TSS ให้เป็นระดับที่สอดคล้องกันอย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่ต้องการรอยเท้าที่สำคัญความน่าเชื่อถือที่พิสูจน์แล้วและความซับซ้อนในการปฏิบัติงานที่ค่อนข้างต่ำสำหรับแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมเฉพาะนี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสม
กรณีศึกษา SBBR
แอปพลิเคชัน: SBBRs กำลังเกิดขึ้นสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการสิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลก: ความยืดหยุ่นและการกำจัดสารอาหารของ SBRs รวมกับความทนทานและประสิทธิภาพปริมาตรที่สูงขึ้นของระบบฟิล์มชีวภาพ พวกเขามีค่าเป็นพิเศษสำหรับขยะอุตสาหกรรมที่มีความแข็งแรงสูงหรือผันแปรและโซลูชั่นเทศบาลขนาดกะทัดรัดที่ต้องได้รับการรักษาขั้นสูง
ตัวอย่างกรณีศึกษา: การบำบัดน้ำชะขยะฝังกลบ
- ท้าทาย: การรักษาน้ำชะขยะหลุมฝังกลบนั้นเป็นเรื่องยากมากเนื่องจากองค์ประกอบที่แปรผันสูงความเข้มข้นสูงของแอมโมเนียและการปรากฏตัวของสารประกอบอินทรีย์ที่ดื้อรั้น
- สารละลาย: ระบบ SBBR ได้รับการออกแบบ การดำเนินการแบทช์ของ SBR ให้ความยืดหยุ่นในการปรับตัวให้เข้ากับลักษณะการชะล้างที่แตกต่างกันในขณะที่ผู้ให้บริการ MBBR เสนอแผ่นฟิล์มชีวภาพที่มั่นคงสำหรับการไนตริฟิเคชัน/denitrification ที่สอดคล้องกันและการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่ยากขึ้น
- ผลลัพธ์: SBBR แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นสูงและลด COD แม้จะมีอิทธิพลที่ผันผวน ฟิล์มชีวภาพที่ยืดหยุ่นต่อต้านสารยับยั้งมักพบในน้ำชะขยะซึ่งนำไปสู่การรักษาที่มีความเสถียรและเชื่อถือได้มากขึ้นเมื่อเทียบกับระบบการเจริญเติบโตที่ถูกระงับอย่างหมดจด
ตัวอย่างกรณีศึกษา: อัพเกรด SBR อุตสาหกรรมเพื่อความสามารถและความแข็งแกร่ง
- ท้าทาย: ระบบ SBR ที่มีอยู่ในโรงงานผลิตสารเคมีกำลังดิ้นรนเพื่อตอบสนองความต้องการกำลังการผลิตที่เพิ่มขึ้นและรักษาคุณภาพน้ำทิ้งที่สอดคล้องกันในระหว่างการผลิตสูงสุดเนื่องจากการโหลดอินทรีย์เพิ่มขึ้น
- สารละลาย: ผู้ให้บริการ MBBR ถูกเพิ่มเข้าไปในถัง SBR ที่มีอยู่ซึ่งแปลงเป็น SBBRS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่จำเป็นต้องมีรถถังใหม่
- ผลลัพธ์: การเพิ่มผู้ให้บริการเพิ่มความสามารถในการรักษาปริมาตรของถังที่มีอยู่อย่างมีนัยสำคัญทำให้โรงงานสามารถจัดการกับโหลดที่เพิ่มขึ้นโดยไม่ต้องขยายพื้นที่ ระบบไฮบริดยังมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการรับแรงกระแทกซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพที่สอดคล้องกันมากขึ้นและลดการใช้งานที่ลดลงได้