Tipuri de medii de tratare a apelor uzate: un ghid practic de selecție pentru cumpărătorii de inginerie

Mediile de tratare a apelor uzate sunt materiale sau structuri proiectate plasate în interiorul unităților de tratare pentru a susține creșterea biologică, pentru a îmbunătăți separarea solidelor, pentru a filtra particulele în suspensie, pentru a adsorbi contaminanții dizolvați, pentru a schimba ioni sau pentru a separa apa prin membrane.

Cu toate acestea, termenul „medii de tratament” acoperă mai multe tehnologii fundamental diferite. Purtătorii MBBR, decantoarele cu tuburi, cărbunele activ, filtrele cu nisip, rășinile schimbătoare de ioni și membranele MBR nu trebuie tratate ca produse interschimbabile. Fiecare funcționează printr-un mecanism diferit și trebuie selectat în funcție de caracteristicile apei uzate, obiectivul de tratare, configurația reactorului, condițiile de funcționare și calitatea necesară a efluentului.

La Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd., lucrăm cu contractori de tratare a apelor uzate, proprietari de instalații, producători de echipamente, distribuitori și companii de inginerie. Pe baza acestei perspective a industriei, acest ghid explică principalele tipuri de medii de tratare a apelor uzate și informațiile pe care cumpărătorii ar trebui să le evalueze înainte de a plasa o comandă.

Clasificarea rapidă a mediilor de tratare a apelor uzate

1. Medii pentru reactor de biofilm cu pat mobil

Mediile pentru reactoare cu biofilm cu pat mobil, denumite în mod obișnuit medii MBBR, sunt suporturi din plastic proiectate care se mișcă liber în interiorul unui bioreactor aerat sau amestecat mecanic. Microorganismele se atașează de suprafețele protejate ale purtătorilor și formează un biofilm activ.

Mediile MBBR sunt utilizate în mod obișnuit pentru reducerea încărcăturii organice, pentru a susține nitrificarea, pentru a ajuta la denitrificare și pentru a crește capacitatea de tratare biologică fără a construi un rezervor semnificativ mai mare. Ele sunt, de asemenea, utilizate în sistemele integrate de nămol activ cu film fix, cunoscute sub numele de IFAS, unde nămolul activat în suspensie și biofilmul atașat funcționează în același reactor.

Ce ar trebui să evalueze cumpărătorii

• Suprafata protejata: Cumpărătorii ar trebui să facă distincția între suprafața geometrică totală și zona protejată eficient de abraziunea excesivă.
• Dimensiuni suport: Diametrul, înălțimea, structura deschiderii și geometria internă afectează mișcarea, reținerea biofilmului și selecția ecranului.
• Material: HDPE este utilizat pe scară largă deoarece densitatea sa poate permite purtătorilor să rămână suspendați în condiții adecvate de amestecare.
• Densitatea media: Densitatea trebuie evaluată împreună cu densitatea apei uzate, creșterea biofilmului și intensitatea aerării.
• Raport de umplere: Volumul necesar depinde de sarcina de tratare, de designul reactorului și de umplerea permisă cu mediu, nu doar de volumul rezervorului.
• Stabilitate mecanica: Transportatorii trebuie să reziste la coliziuni pe termen lung, aerare și circulație continuă.
• Sistem de retenție: Ecranele de evacuare adecvate sunt necesare pentru a preveni pierderea mediului, menținând în același timp debitul hidraulic.

O cifră de suprafață publicată mai mare nu înseamnă automat o performanță mai bună. Cumpărătorii de inginerie ar trebui să solicite definirea zonei declarate, metode de testare suport, toleranțe dimensionale, date despre materiale, cantitatea în vrac pe metru cub și referințe de proiect în condiții comparabile de apă uzată.

2. Biofilm fix și medii biologice structurate

Mediile de biofilm fixe rămân staționare în interiorul unui reactor, filtrul de scurgere, filtrul aerat scufundat, filtrul anaerob sau sistemul biologic de control al mirosului. Formele obișnuite includ suporturi de foi structurate, blocuri de tip fagure, module cu flux încrucișat, medii cu flux vertical, ambalaje aleatorii din plastic, bile bio și blocuri poroase.

Spre deosebire de suporturile mobile, mediile fixe necesită apă uzată și aer pentru a trece prin sau în jurul unei structuri staționare. Prin urmare, performanța lor depinde în mare măsură de distribuția hidraulică, distribuția aerului, spațiul gol, accesibilitatea la suprafață și rezistența la înfundare.

Când mediile fixe pot fi potrivite

• Filtre de scurgere cu distribuție controlată a afluentului
• Biofiltre aerobe scufundate
• Reactoare anaerobe cu biofilm
• Ape uzate industriale cu condiții hidraulice stabile
• Filtre de scurgere pentru mirosuri și gaze
• Acvacultură și sisteme de recirculare a apei

Pentru apele uzate care conțin niveluri ridicate de fibre, grăsimi, solide precipitate sau nămol biologic, cumpărătorii ar trebui să acorde o atenție deosebită lățimii canalului și riscului de colmatare. O structură de mediu cu o suprafață nominală foarte mare poate funcționa slab dacă solidele blochează rapid trecerile sale utilizabile.

3. Tube Settler și Lamel Settler Media

Mediile de decantare tubulare nu sunt purtători de tratament biologic. Sunt medii de clarificare utilizate pentru a îmbunătăți separarea gravitațională. Canalele lor înclinate reduc distanța verticală pe care o particule trebuie să se stabilească înainte de a ajunge la o suprafață. Solidele sedimentate se deplasează apoi în jos în timp ce apa limpezită se deplasează în sus prin modul.

Decantoarele cu tuburi sunt instalate în mod obișnuit în clarificatoare municipale și industriale, unități de sedimentare a apei potabile, rezervoare de precipitare chimică, clarificatoare secundare și proiecte de modernizare a instalațiilor. Acestea pot crește zona efectivă de decantare în cadrul unui rezervor existent, dar nu pot compensa coagularea slabă, încărcarea hidraulică necorespunzătoare sau îndepărtarea ineficientă a nămolului.

Parametri importanți de achiziție

• Material, de obicei PP sau PVC pentru multe aplicații
• Dimensiunile modulului și aranjamentul de instalare
• Unghiul de înclinare
• Forma canalului și diametrul hidraulic
• Înălțimea de așezare pe verticală
• Grosimea tablei și cerințele de susținere structurală
• Temperatura de functionare
• Expunere chimică și UV
• Rata de încărcare de suprafață admisă
• Acces pentru curatenie si intretinere

Cumpărătorii nu ar trebui să aleagă decantoare cu tuburi numai după prețul pe metru cub. Foile subțiri, sudarea insuficientă, dimensiunile inconsecvente ale modulelor sau designul inadecvat al suportului pot cauza deformare, canale prăbușite și distribuția neuniformă a fluxului.

4. Medii de filtrare granulară

Mediile de filtrare granulare îndepărtează particulele în suspensie pe măsură ce apa trece printr-un pat plin. Materialele comune includ nisip de siliciu, antracit, granat, pietriș, zeolit ​​și granule ceramice. Nisipul, cărbunele activ și granatul se numără printre tipurile de medii evaluate pentru utilizarea municipală în tratarea apei în cadrul programelor de certificare relevante.

Mediile granulare pot fi aranjate ca un singur media, dual-media sau filtru multimedia. Un aranjament multimedia tipic poate folosi antracit grosier deasupra nisipului mai fin, cu granat dens și pietriș de susținere dedesubt. Configurația exactă depinde de distribuția dimensiunii particulelor, rata de filtrare, turbiditatea necesară a efluentului și proiectarea spălării în contra.

Date de selecție cheie

• Dimensiunea efectivă
• Coeficient de uniformitate
• Greutate specifică
• Duritate și rezistență la abraziune
• Solubilitatea acidului
• Adâncimea patului
• Viteza de filtrare
• Cerințe de expansiune de spălare în contra
• Încărcarea contaminanților și timpul de funcționare estimat

Filtrarea granulară este utilizată în general pentru lustruirea solidelor. Nu ar trebui să se presupune că este eliminat fiecare poluant dizolvat. Atunci când substanțele organice dizolvate, metalele, nutrienții sau sărurile reprezintă principala preocupare, pot fi necesare procese de adsorbție, schimb de ioni, medii reactive sau membrane.

5. Medii de adsorbție

Mediile de adsorbție captează contaminanții pe suprafețele lor interne sau externe. Carbonul activat granular este utilizat pe scară largă pentru compuși organici dizolvați, aplicații de culoare, miros și lustruire. Alte produse includ pulbere de cărbune activat, alumină activată, zeolit, oxid de fier, hidroxid de fier și adsorbanți specializați.

Adecvarea unui adsorbant depinde de contaminantul țintă, concentrație, pH, ioni concurenți, materia organică, timpul de contact și strategia de regenerare sau înlocuire.

Întrebări de adresat unui furnizor de medii de adsorbție

• Ce contaminant a fost proiectat să elimine mediul?
• Capacitatea declarată se bazează pe apă pură de laborator sau pe apă uzată reprezentativă?
• Ce interval de pH este necesar?
• Ce substanțe concurente reduc capacitatea?
• Ce timp de contact cu patul gol este recomandat?
• Media poate fi regenerată?
• Cum ar trebui să fie manipulate sau eliminate mediile epuizate?
• Sunt disponibile rapoarte relevante privind siguranța și testele de leșiere?

Cumpărătorii ar trebui să fie precauți cu privire la o singură valoare „capacitate de adsorbție” fără condiții de testare. Capacitatea măsurată folosind o soluție concentrată de laborator poate să nu reprezinte performanța în apele uzate industriale complexe.

6. Ion Exchange Media

Mediile schimbătoare de ioni sunt materiale sintetice sau minerale care schimbă ioni selectați cu ioni din apă. Categoriile obișnuite includ rășină cationică puternic acidă, rășină cationică slab acidă, rășină anionică cu bază puternică, rășină anionică cu bază slabă, rășină cu pat mixt și rășină selectivă pentru contaminanți.

Aplicațiile pot include reducerea durității, demineralizarea, îndepărtarea nitraților, îndepărtarea amoniului și recuperarea metalelor selectate. Schimbul de ioni este de obicei mai sensibil la compoziția influentului decât filtrarea solidelor bazice. Solidele în suspensie, uleiul, oxidanții și murdăria organică pot reduce performanța rășinii.

Specificațiile de achiziție ar trebui să identifice tipul de rășină, forma ionică, intervalul de mărime a particulelor, capacitatea de schimb, conținutul de umiditate, pH-ul de funcționare, limita de temperatură, datele privind căderea de presiune și cerințele de regenerare. Cumpărătorii trebuie să evalueze, de asemenea, consumul de substanțe chimice și gestionarea deșeurilor de regenerare.

7. Medii reactive de tratament

Mediile reactive elimină poluanții prin reacții chimice, precipitare, oxido-reducere sau conversie asistată biologic. Exemplele includ fier cu valent zero, medii de denitrificare pe bază de sulf, medii fier-carbon, calcar și medii de legare a fosforului.

Spre deosebire de un filtru mecanic convențional, mediile reactive sunt consumate, acoperite sau epuizate treptat. Durata de viață a acestora depinde de chimia influentului, încărcătura de contaminanți, dimensiunea particulelor, contactul hidraulic și subprodușii de reacție.

Înainte de achiziție, inginerii ar trebui să efectueze teste de banc sau pilot ori de câte ori chimia apelor uzate este complexă. Furnizorul trebuie să precizeze în mod clar condițiile de reacție, consumul de mediu așteptat, posibilele modificări ale pH-ului, dezvoltarea pierderii de cap și cerințele de eliminare.

8. Medii cu membrană

Procesele cu membrană folosesc o barieră selectivă pentru a separa solidele în suspensie, microorganismele, coloizii sau substanțele dizolvate. Categoriile comune includ microfiltrarea, ultrafiltrarea, membranele de bioreactor cu membrană, nanofiltrarea și osmoza inversă.

Într-un sistem MBR, tratamentul biologic este combinat cu separarea prin membrană. Membrana înlocuiește sau completează clarificarea convențională și poate produce efluent cu turbiditate scăzută, potrivit pentru tratarea avansată sau reutilizare, sub rezerva procesului complet.

Factorii de procurare a membranei MBR

• Configurația membranei: fibră tubulară, foaie plată sau tubulară
• Materialul membranei și dimensiunea nominală a porilor
• Flux de proiectare și flux de vârf
• Interval de presiune transmembranar
• Cererea de curățare a aerului
• Concentrația maximă de solide în suspensie în amestec
• Produse chimice de curățare și concentrații admise
• Dimensiunile modulului și detaliile de conectare
• Recuperare preconizată a permeabilității
• Disponibilitatea înlocuirii și suport tehnic

MBBR și MBR nu trebuie confundate. MBBR folosește purtători pentru a reține biomasa atașată, în timp ce MBR folosește membrane pentru a separa fizic apa tratată de lichidul amestecat. Unele proiecte pot combina purtătorii biologici și separarea prin membrană, dar cele două medii îndeplinesc funcții diferite.

Cum ar trebui să aleagă cumpărătorii de inginerie mediile de tratare a apelor uzate

Un furnizor credibil nu ar trebui să recomande medii bazate doar pe numele industriei apelor uzate. Două fabrici de prelucrare a alimentelor, de exemplu, pot avea debite, încărcături organice, temperaturi, niveluri de grăsime și cerințe de descărcare foarte diferite.

Înainte de a solicita o cotație, cumpărătorii trebuie să pregătească următoarele informații:

1. Sursa de apa uzata: Canalizare municipală, prelucrarea alimentelor, textile, chimice, farmaceutice, levigatul depozitului de deșeuri, acvacultură sau altă sursă.
2. Fluxul de proiectare: Debitul mediu, de vârf și minim în metri cubi pe zi sau metri cubi pe oră.
3. Date influente: COD, BOD, TSS, azot amoniac, azot total, fosfor total, pH, temperatură și alți poluanți relevanți.
4. Efluent necesar: Limită de descărcare de reglementare, standard de reutilizare sau cerință de proces în aval.
5. Proces existent: Dimensiunile rezervorului, volumul reactorului, dimensiunea clarificatorului, echipamentul de aerare, aranjamentul de recirculare și manipulare a nămolului.
6. Conditii de functionare: Debit continuu sau intermitent, variație sezonieră, expunere chimică și disponibilitatea operatorului.
7. Obiectivul proiectului: Extinderea capacității, reducerea energiei, nitrificarea, lustruirea, reducerea amprentei sau îmbunătățirea conformității.

O matrice practică de selecție a media

Cum se evaluează un furnizor de medii de tratare a apelor uzate

Pentru achizițiile internaționale, aspectul produsului este doar primul nivel de evaluare. Cumpărătorii ar trebui, de asemenea, să revizuiască înțelegerea inginerească a furnizorului, consistența în fabricație, documentația și capacitatea post-vânzare.

• Solicitați desene dimensionale și date tehnice clar definite.
• Confirmați dacă valorile publicate sunt valori nominale, minime sau testate.
• Solicitați informații despre materiile prime și procedurile de control al loturilor.
• Examinați mostrele fizice înainte de a aproba o comandă în bloc.
• Verificați densitatea ambalajului, volumul de transport și cerințele de instalare.
• Solicitați rapoarte relevante de material, mecanic, rezistență chimică sau performanță.
• Comparați referințe din ape uzate similare și condiții de funcționare.
• Clarificați limitele garanției și condițiile de operare necesare.
• Confirmați disponibilitatea modulelor de înlocuire și îndrumări tehnice.

Pentru mediile proiectate, cum ar fi suporturile MBBR și decantoarele de tuburi, mici diferențe de dimensiuni, consistența materialului și fabricarea modulelor pot afecta comportamentul hidraulic, reținerea biofilmului, instalarea și durabilitatea pe termen lung. Prin urmare, deciziile privind achizițiile ar trebui să ia în considerare adecvarea totală a ciclului de viață, mai degrabă decât prețul de achiziție.

Perspectiva noastră la Hangzhou NIHAO

Hangzhou NIHAO Environmental Tech Co., Ltd. oferă produse și soluții de tratare a apelor uzate pentru proiecte internaționale de inginerie și achiziții. Principalele noastre domenii de produse includ medii de biofiltru MBBR, medii de decantare cu tuburi, medii de biofiltre, membrane MBR, componente de aerare și echipamente aferente de tratare a apelor uzate.

Rolul nostru nu este doar acela de a atribui un model de produs dintr-un catalog. Pentru o recomandare responsabilă, trebuie mai întâi să înțelegem caracteristicile influentelor, obiectivul procesului, configurația rezervorului, mediul de operare și calitatea de descărcare necesară.

Acolo unde este necesară validarea de laborator sau pilot, aceasta ar trebui finalizată înainte de o achiziție la scară largă. Dimensiunea finală a procesului și garanțiile de performanță trebuie să se bazeze pe calcule inginerești specifice proiectului, pe date reprezentative privind apele uzate și pe condiții de proiectare convenite de comun acord.

Întrebări frecvente

Fiecare produs din plastic pentru apă uzată este considerat mediu biologic?

Nu. Purtătorii MBBR și produsele biofilm fixe sunt medii biologice deoarece susțin microorganisme atașate. Decantoarele cu tuburi sunt medii de clarificare, în timp ce difuzoarele sunt componente de aerare mai degrabă decât medii de tratare.

Mediile de decantare cu tuburi pot înlocui tratamentul biologic?

Nu. Decantoarele tubulare îmbunătățesc separarea solidelor, dar nu înlocuiesc eliminarea biologică a COD, BOD sau azot. Ele sunt instalate în mod normal în faze de clarificare sau sedimentare.

Mai multă suprafață face întotdeauna suportul MBBR mai bun?

Nu. Zona protejată utilizabilă, mișcarea purtătorului, grosimea biofilmului, transferul de oxigen, condițiile de încărcare și designul reactorului sunt mai importante decât un număr izolat de suprafață.

Un mediu poate elimina COD, azotul, fosforul, metalele și sărurile?

În mod normal nu. Acești poluanți pot necesita un tren de tratare care combină medii biologice, limpezire, filtrare, adsorbție, tratament chimic, schimb de ioni și membrane.

Ce informații sunt necesare pentru o cotație de mediu pentru apă uzată?

Furnizați cel puțin sursa de apă uzată, debitul zilnic și orar, analiza influenților, efluentul necesar, diagrama procesului, dimensiunile rezervorului, temperatura de funcționare și obiectivul proiectului. Date mai complete permit o recomandare tehnică mai fiabilă.

Concluzie

Mediile de tratare a apelor uzate ar trebui clasificate în funcție de mecanismul de tratare, mai degrabă decât de aspect sau material. Purtătorii biologici susțin microorganismele, tuburile de sedimentare îmbunătățesc clarificarea, filtrele granulare captează materia în suspensie, adsorbanții rețin contaminanții dizolvați, mediile de schimb ionic îndepărtează ionii selectați, mediile reactive creează reacții chimice sau biologice, iar membranele asigură o barieră fizică de separare.

Pentru cumpărătorii de inginerie, întrebarea corectă nu este doar „Ce medii de tratare a apelor uzate sunt disponibile?” Întrebarea mai utilă este „Ce mediu se potrivește cu poluantul, stadiul procesului, condițiile hidraulice, capacitatea de operare și calitatea necesară a efluentului acestui proiect?”

Hangzhou NIHAO salută discuțiile tehnice cu contractorii de tratare a apelor uzate, proprietarii de instalații, distribuitorii și producătorii de echipamente. Furnizarea de date exacte de proiect în etapa de anchetă ajută ambele părți să dezvolte o propunere de selecție media mai practică și mai verificabilă.

Notă tehnică: Informațiile de mai sus sunt concepute ca un ghid general de achiziție și selecție a proceselor. Nu înlocuiește proiectarea proceselor specifice proiectului, testarea pilot, revizuirea reglementărilor locale sau aprobarea de inginerie.