การบำบัดน้ำเสียทางชีวภาพ + การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน + คำอธิบายผังกระบวนการ DTRO

เส้นทางกระบวนการคือ MBR + DTRO เส้นทางนี้เป็นการผสมผสานการบำบัดทางชีวภาพและกายภาพ โดยใช้ประโยชน์จากข้อดีของแต่ละอย่างอย่างเต็มที่ ขณะเดียวกันก็เอาชนะข้อเสียของแต่ละคนด้วย ช่วยให้มั่นใจถึงการบำบัดที่มั่นคงและเชื่อถือได้ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยทิ้ง ในขณะเดียวกันก็ประหยัดที่ดิน การลงทุน และต้นทุนการดำเนินงาน พร้อมทั้งอำนวยความสะดวกในการดำเนินงานและการจัดการ

ระบบชีวภาพประกอบด้วยถังทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและปรับสมดุล ถังทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน ถังดีไนตริฟิเคชัน ถังไนตริฟิเคชัน ระบบบำบัดตะกอน และระบบเสริม (ปั๊มป้อน ระบบจัดเก็บสารเคมี ระบบทำความเย็น และอุปกรณ์ส่วนบุคคลทั้งหมดที่ไม่อยู่ในรายการระบบอื่น)

น้ำชะจากถังปรับสมดุลจะถูกยกลงในถุงกรองที่ติดตั้งอยู่เหนือถังทำให้เป็นเนื้อเดียวกันก่อน ถุงกรองสามารถดักจับฝุ่นละอองที่มีขนาดใหญ่กว่า 0.5 มม. จำเป็นต้องเปลี่ยนถุงกรองเมื่อการสูญเสียแรงดันถึงค่าที่กำหนด ถุงกรองสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลังจากทำความสะอาด

น้ำชะขยะที่กรองจะไหลตามแรงโน้มถ่วงเข้าสู่ถังทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน เครื่องผสมภายในถังจะกวนและผสมน้ำชะขยะจากแหล่งต่างๆ และในเวลาที่ต่างกัน ทำให้เกิดการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และทำให้สารที่มีอิทธิพลไปยังสถานบำบัดที่ตามมามีความเสถียร ระบบชีวภาพส่วนใหญ่ประกอบด้วยถังดีไนตริฟิเคชัน ถังไนตริฟิเคชัน ระบบลดฟอง และระบบทำความเย็น อุปกรณ์เสริมจากระบบอื่นก็รวมอยู่ในระบบชีวภาพด้วย มีถังดีไนตริฟิเคชันหนึ่งชุดและถังไนตริฟิเคชันหนึ่งชุด น้ำทิ้งจากถังปรับสมดุลจะเข้าสู่สายการผลิตระบบชีวภาพ ระบบชีวภาพเป็นเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพชนิด AO- จุลินทรีย์แอโรบิกในเครื่องปฏิกรณ์จะสลายตัวและใช้อินทรียวัตถุในน้ำ สังเคราะห์เนื้อเยื่อของเซลล์ และปล่อยน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ส่วนหนึ่งของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำใช้สำหรับการสังเคราะห์เซลล์ในปฏิกิริยากำจัดคาร์บอน และส่วนที่เหลือถูกใช้โดยแบคทีเรียไนตริไฟริ่งเพื่อผลิตไนเตรตและไนไตรต์ ไนเตรตและไนไตรต์จะถูกส่งกลับไปยังถังดีไนตริฟิเคชันพร้อมกับของเหลวไนตริฟิเคชั่น ซึ่งการเกิดดีไนตริฟิเคชันในสภาพแวดล้อมแบบไม่ใช้ออกซิเจน ไนเตรตและไนไตรต์จะลดลง ทำให้เกิดก๊าซไนโตรเจนซึ่งหลบหนีออกไป จึงบรรลุการกำจัดไนโตรเจน

ระบบเติมอากาศประกอบด้วยเครื่องเติมอากาศแบบเจ็ท ปั๊มลม และเครื่องเป่าลม ปั๊มไอพ่นให้น้ำที่มีแรงดัน-การไหล-สูง ในขณะที่เครื่องเป่าลมให้อากาศอัด ส่วนประกอบทั้งสองนี้ผสมและปล่อยผ่านท่อ Venturi ของเครื่องเติมอากาศแบบเจ็ท ทำให้เกิดฟองขนาดเล็กที่สม่ำเสมอซึ่งกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งน้ำ ทำให้ได้ประสิทธิภาพในการเติมออกซิเจนเกิน 25% ซึ่งทำให้ปริมาณน้ำโดยรวมมีความปั่นป่วนไปพร้อมๆ กัน ถังบำบัดทางชีวภาพเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบผสมอย่างสมบูรณ์ น้ำชะขยะที่มีความเข้มข้นสูง-ที่เข้าสู่ระบบจะถูกเจือจางและกระจายทันที เพื่อป้องกันความเสียหายต่อจุลินทรีย์

เนื่องจากความเข้มข้นของตะกอนในถังบำบัดทางชีวภาพสูง ขอแนะนำให้ใช้-การให้ออกซิเจน-ประสิทธิภาพสูง-เครื่องเติมอากาศแบบเจ็ทนำเข้าจากยุโรปเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาทางชีวภาพจะราบรื่น

เนื่องจากลักษณะพิเศษของน้ำชะขยะจากหลุมฝังกลบ โฟมจำนวนมากอาจเกิดขึ้นได้ในระหว่างขั้นตอนการเพาะปลูกและการปฏิบัติงานทางชีวภาพ ระบบนี้ประกอบด้วยทั้งการกำจัดฟองด้วยสารเคมีและการสลายฟองด้วยไฮดรอลิก การไล่ฟองด้วยสารเคมียับยั้งการก่อตัวของโฟมโดยการเติมสารลดฟอง ในขณะที่การไล่ฟองด้วยไฮดรอลิกจะกำจัดโฟมโดยการพ่นน้ำที่จุดสำคัญ เช่น ท่อระบายน้ำและรูติดตั้ง

กระบวนการทางชีวเคมีก่อให้เกิดความร้อนในปริมาณมาก ทำให้อุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มขึ้น และขัดขวางการทำงานของระบบ ดังนั้นจึงมีการใช้ระบบทำความเย็นโดยใช้หอทำความเย็นเพื่อจ่ายน้ำหล่อเย็นไปยังถังชีวเคมีผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ระบบทำความเย็นเดี่ยวนี้จะทำให้ถังไนตริฟิเคชั่นทั้งสองเย็นลง ระบบควบคุมอัตโนมัติของระบบชีวเคมีส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ต่างๆ โมดูลอินพุต/เอาท์พุต และ PLC ระบบตรวจสอบน้ำที่ไหลเข้าจะตรวจสอบอัตราการไหล การนำไฟฟ้า และ pH เป็นหลัก ถังชีวเคมีจะตรวจสอบค่า pH, ออกซิเจนละลายน้ำ, อุณหภูมิ และระดับของเหลวเป็นหลัก การวิเคราะห์พารามิเตอร์เหล่านี้จะควบคุมอัตราการเติมอากาศ อัตราการปล่อยตะกอน และเวลาการทำงานของการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน (UF) เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับจุลินทรีย์

ระบบ UF นำน้ำจากถังไนตริฟิเคชันเพื่อแยกกากตะกอน- จากนั้น ส่วนผสมน้ำของตะกอนเข้มข้น-จะถูกส่งกลับไปยังส่วนการแยกไนตริฟิเคชั่นเป็นกรดไหลย้อนภายใน

ระบบชีวเคมีจะปล่อยตะกอนประมาณ 12 ตันต่อวัน โดยมีการออกแบบปริมาณความชื้นไว้ที่ 98.5% เนื่องจากความเข้มข้นของตะกอนต่ำ ถังเพิ่มความเข้มข้นของตะกอนจึงรวมอยู่ในระบบสำหรับการทำให้ตะกอนหนาขึ้นตามแรงโน้มถ่วงของตะกอนที่ปล่อยออกมา จากนั้นตะกอนที่ข้นขึ้นจะถูกสูบไปยังเครื่องแยกน้ำแบบแรงเหวี่ยง หลังจากการปั่นแยก น้ำกรองที่แยกน้ำออกจะถูกปั๊มกลับไปยังระบบชีวเคมีเพื่อการบำบัดต่อไป กากตะกอนที่มีความชื้นต่ำกว่า 80% จะถูกส่งไปยังสถานที่ฝังกลบเพื่อนำไปกำจัด

ระบบอัลตราฟิลเตรชันนี้ใช้ระบบอัลตราฟิลเตรชันแบบท่อภายนอก น้ำถูกดึงออกจากถังไนตริฟิเคชั่น ปั๊มทางเข้า UF กระจายสุราผสมจากถังชีวเคมีไปยังลูป UF ความดันอัลตราฟิลเตรชั่นสูงสุดคือ 6 บาร์ ส่วนผสมของน้ำตะกอน-จะถูกสูบเข้าไปในโมดูลเมมเบรนแบบท่อผ่านปั๊มหมุนเวียน ภายใต้ความแตกต่างของความดันทั่วเมมเบรน เฟสของเหลวจะซึมผ่านเมมเบรน ทำให้เกิดเป็นเพอร์มีเอต ทำให้เกิดตะกอน-การแยกน้ำ กากตะกอนจะถูกส่งกลับไปยังถังชีวเคมีเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของตะกอนที่นั่น ขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดการหมุนเวียนภายในของสุราไนตริฟิเคชันไปพร้อมๆ กัน กากตะกอนส่วนหนึ่งจะถูกระบายออกเป็นกากตะกอนส่วนเกินลงในถังเพิ่มความเข้มข้นของตะกอน สารซึมผ่านจะถูกปล่อยลงในถังเก็บน้ำใสแบบอัลตราฟิลเตรชัน และเข้าสู่กระบวนการบำบัดครั้งต่อไป

เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการบำบัดทางชีวภาพแบบดั้งเดิม เซลล์จุลินทรีย์จะถูกแยกออกจากน้ำทิ้งผ่านระบบอัลตราฟิลเตรชันประสิทธิภาพสูง- เพื่อให้มั่นใจว่าอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่า 0.02 µm จุลินทรีย์ และสารแขวนลอยที่เกี่ยวข้องกับ COD- จะถูกเก็บรักษาไว้อย่างปลอดภัยภายในระบบ ทำให้สามารถแยกเวลากักเก็บไฮดรอลิกและเวลากักเก็บตะกอนได้อย่างแท้จริง ด้วยการควบคุมอายุของตะกอน ทำให้บรรลุเป้าหมายในการเพาะเลี้ยงแบคทีเรียไนตริไฟนิ่งจำนวนมาก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนได้อย่างมีนัยสำคัญ น้ำทิ้งแบบอัลตราฟิลเตรชันปราศจากเชื้อ ปราศจากของแข็ง และปราศจากสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ความเข้มข้นของตะกอนจะถูกรักษาไว้โดยการไหลย้อนอย่างต่อเนื่องในการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันแบบข้าม-

ระบบอัลตราฟิลเตรชั่นมีหนึ่งลูป โดยมีท่อเมมเบรนสี่หลอดในแต่ละลูป ปั๊มหมุนเวียนที่แยกจากกันจะให้อัตราการไหลตามผนังด้านในของท่อเมมเบรน ทำให้เกิดความปั่นป่วน สร้างฟลักซ์การกรองขนาดใหญ่ และป้องกันการอุดตัน

ท่อเมมเบรนยังต้องมีการชะล้างและทำความสะอาดหลังจากใช้งานไประยะหนึ่ง ซึ่งทำได้โดยใช้ปั๊มทำความสะอาดโดยใช้ถังทำความสะอาดที่มีน้ำใสหรือของเหลวใส แต่ละลูปสามารถล้าง ทำความสะอาด หรือบำรุงรักษาได้ในขณะที่ลูปอื่นๆ ทำงานอยู่ วาล์วควบคุมอากาศอัดอัตโนมัติสามารถตัดการป้อนไปพร้อมๆ กัน และตะกอนที่เหลืออยู่ในท่อจะถูกลำเลียงไปยังถังบำบัดทางชีวภาพด้วยน้ำที่ใช้ชำระ

CIP เป็นกระบวนการที่มีความถี่สม่ำเสมอ- ในระหว่างขั้นตอนการทำความสะอาดในภายหลัง วาล์วจะเปิดตามโปรแกรม เพื่อให้น้ำทำความสะอาดไหลเวียนในห่วงเมมเบรนและกลับสู่ถังทำความสะอาดจนกว่าจะทำความสะอาดได้ทั่วถึง หากจำเป็น สามารถเติมสารทำความสะอาดเมมเบรนจำนวนเล็กน้อยลงในถังทำความสะอาดในระหว่างขั้นตอนการทำความสะอาดในภายหลัง

แม้ว่าอินทรียวัตถุและมลพิษไนโตรเจนส่วนใหญ่ในน้ำทิ้ง MBR จะถูกกำจัดออกไปแล้ว แต่ระดับดังกล่าวยังห่างไกลจากมาตรฐานการปล่อยทิ้ง น้ำยังคงมีอินทรียวัตถุ ไอออนตะกรัน และมลพิษอื่นๆ จำนวนมาก ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงที่สำคัญต่อการทำงานที่มั่นคงของอุปกรณ์แยกเมมเบรนที่ตามมา เนื่องจากมาตรฐานการปล่อยก๊าซที่เข้มงวด และข้อกำหนดมาตรฐานใหม่สำหรับไนโตรเจนทั้งหมด ระบบเมมเบรนจะต้องมีอัตราการปฏิเสธไนเตรตสูง ฯลฯ การออกแบบนี้ใช้ DTRO (ระบบเยื่อกรองออสโมซิย้อนกลับของท่อดิสก์) ที่มีความสามารถในการป้องกัน-การเปรอะเปื้อนที่แข็งแกร่งและอัตราการคืนตัวสูง น้ำชะขยะจากหลุมฝังกลบมีองค์ประกอบที่ซับซ้อน ประกอบด้วยเกลือที่ละลายได้น้อยหลายชนิด เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม แบเรียม และซิลิคอน เกลืออนินทรีย์ที่ละลายได้น้อยเหล่านี้จะมีความเข้มข้นสูงหลังจากเข้าสู่ระบบรีเวอร์สออสโมซิส เมื่อความเข้มข้นเกินความสามารถในการละลายได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ การเกิดสเกลจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวเมมเบรน การปรับ pH ของน้ำดิบจะช่วยป้องกันการเกิดตะกรันด้วยเกลืออนินทรีย์คาร์บอเนตได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงต้องปรับ pH ของน้ำดิบก่อนเข้าสู่ระบบรีเวอร์สออสโมซิส

น้ำทิ้ง MBR จะถูกสูบเข้าไปในคอลัมน์เมมเบรน DTRO ผ่านปั๊มป้อน DTRO กรดจะถูกเติมจากถังเก็บกรดไปพร้อมกันเพื่อปรับ pH และกรดไหลย้อนสำหรับการผสม เพื่อให้ได้ความสมดุลของ pH สายป้อนของระบบ DTRO มีเซ็นเซอร์ pH ติดตั้งอยู่ PLC จะกำหนดค่า pH ของน้ำดิบและปรับความถี่ของปั๊มสูบจ่ายโดยอัตโนมัติเพื่อควบคุมการเติมกรด ซึ่งจะทำให้แน่ใจได้ว่าค่า pH ของสารละลายดิบก่อนเข้าสู่ระบบรีเวอร์สออสโมซิสจะอยู่ที่ 6.1–6.5 ในท้ายที่สุด น้ำดิบที่ปรับ pH- จะถูกสูบเข้าไปในคอลัมน์เมมเบรน DTRO ระบบ DTRO ประกอบด้วยชุดหนึ่งชุด โดยแต่ละชุดมีถุงกรองนิรภัย 2 ถุง เซ็นเซอร์ความดันทั้งทางเข้าและทางออกของถุงกรองนิรภัยแต่ละถุงจะตรวจจับแรงดันส่วนต่างโดยอัตโนมัติ เมื่อความดันแตกต่างเกินเกณฑ์ที่กำหนด ระบบจะแจ้งให้เปลี่ยนถุงกรอง ถุงกรองนิรภัยทั้งสองถุงทำงานแบบขนาน ทำให้สามารถเปลี่ยนถุงกรองทางออนไลน์ได้ ตัวกรองเพื่อความปลอดภัยมีความแม่นยำในการกรองที่ 50μm ซึ่งเป็นเกราะป้องกันขั้นสุดท้ายสำหรับเมมเบรน น้ำดิบที่ไหลผ่านถุงกรองนิรภัยจะเข้าสู่-ปั๊มลูกสูบแรงดันสูงโดยตรง น้ำทิ้งที่ได้รับแรงดันจากปั๊มแรงดันสูง-จะเข้าสู่คอลัมน์เมมเบรน DTRO เมมเบรนขั้นแรกจะจ่ายน้ำโดยตรงโดย-ปั๊มแรงดันสูง แต่ละขั้นตอนของเมมเบรนจะมีปั๊มหมุนเวียนแบบออนไลน์ ซึ่งจะส่งคืนส่วนหนึ่งของสมาธิจากทางออกของเมมเบรนไปยังทางเข้าของปั๊มแบบออนไลน์ เพื่อให้แน่ใจว่ามีอัตราการไหลและความเร็วที่เพียงพอที่พื้นผิวของเมมเบรน ป้องกันการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน

น้ำทิ้งจากเมมเบรนแบ่งออกเป็นสมาธิและซึมผ่าน วาล์วควบคุมความดันที่ปลายเข้มข้นจะควบคุมความดันภายในโมดูลเมมเบรนเพื่อให้ได้อัตราการนำน้ำบริสุทธิ์กลับคืนมาตามที่จำเป็น สารเข้มข้นจะถูกปล่อยลงในถังสารเข้มข้นเพื่อการบำบัดต่อไป สารซึมผ่านจะเข้าสู่ถังเก็บน้ำใสเพื่อตอบสนองความต้องการในการทำความสะอาดของตัวเอง น้ำส่วนเกินจะถูกปล่อยลงในถังปรับสมดุลน้ำทิ้ง จากนั้นจึงสูบเข้าสู่แหล่งน้ำรับ อัตราการกู้คืนระบบคือ 80%

ระบบรีเวิร์สออสโมซิสเป็นระบบรีเวิร์สออสโมซิสที่มีแรงดันปานกลาง-โดยใช้เมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสแบบท่อดิสก์ แรงดันใช้งานโดยเฉลี่ยของเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสแบบท่อแผ่นดิสก์คือ 30–70 บาร์ โดยมีขีดจำกัดแรงดันสูงสุดที่ 70 บาร์สำหรับรีเวิร์สออสโมซิสแรงดันปานกลาง- เนื่องจากน้ำป้อนเป็นของเหลวที่ผ่านการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน ปริมาณของเหลวที่ผ่านการกรองจึงสูงถึง 80% ระบบ DTRO มีหนึ่งยูนิต โดยมีคอลัมน์เมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสแบบท่อดิสก์รวม 70 คอลัมน์ และพื้นที่เมมเบรนทั้งหมด 658.3 ตร.ม.

หน่วย DTRO ติดตั้งสิ่งอำนวยความสะดวกเสริมดังต่อไปนี้:

⑴ ระบบ CIP (สะอาด-ใน-สถานที่): ระบบ CIP ใช้สำหรับการชะล้าง การทำความสะอาดน้ำ และการทำความสะอาดด้วยสารเคมีของหน่วยรีเวอร์สออสโมซิส

⑵ ระบบจ่ายกรด: เพื่อป้องกันการปรับขนาดอนินทรีย์ระหว่างการดำเนินการรีเวิร์สออสโมซิส จึงได้มีการติดตั้งระบบจ่ายกรดเพื่อปรับค่า pH ของน้ำป้อนของระบบรีเวิร์สออสโมซิส

⑶ ระบบจ่ายสารป้องกันตะกรัน: ระบบจ่ายสารป้องกันตะกรันยังใช้เพื่อป้องกันการก่อตัวของขนาดอนินทรีย์ระหว่างการดำเนินการรีเวิร์สออสโมซิส

เนื่องจากน้ำชะขยะถูกบำบัดล่วงหน้าโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรนดีไนตริฟิเคชันทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ น้ำทิ้งแบบกรองอัลตราไวโอเลตจึงปราศจากของแข็งแขวนลอยและอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ วิธีนี้สามารถหลีกเลี่ยงการก่อตัวของคราบอนินทรีย์และอินทรีย์บนเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสได้อย่างมาก จึงช่วยลดความถี่ในการทำความสะอาดเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิส และช่วยให้ระบบรีเวิร์สออสโมซิสทำงานภายใต้แรงดันที่ค่อนข้างต่ำ ช่วยยืดอายุการใช้งานของเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิส