Háztartási szennyvíz és papírgyártási szennyvíz vegyes kezelése: 4 folyamat kísérleti összehasonlítása

Vegyünk egy háztartási szennyvízáramot - kiszámítható, biológiailag lebomló, egyszerű. Adjon hozzá papírgyártási szennyvizet -, amely magas farost-, fenolvegyület-, fehérítőmaradvány- és színtartalmú. Keverje össze őket ugyanabban a tisztítóban, és olyan szennyvizet hoz létre, amely aznehezebb kezelni, mint bármelyik patak önmagában. A biológiailag lebomló frakció leesik. A lebegő szilárd anyagok megváltoztatják a karakterüket. A membránszennyeződések szaporodnak. Ez a cikk a vegyes háztartási-papírgyártási szennyvíz négy kezelési módszerének kísérleti eredményeiről számol be: biológiai tisztítás, kémiai kicsapás, membránleválasztás és integrált kombináció. Csak egy megközelítés ért el magas eltávolítási és kezelhető költséget.

1. KÉT SZENNYVÍZPAK, KÉT TELJESEN KÜLÖNBÖZŐ PROBLÉMA

1.1 Háztartási szennyvíz - nagy mennyiség, alacsony bonyolultság

A háztartási szennyvíz szerves anyagokat, nitrogént, foszfort, lebegő szilárd anyagokat és patogén mikroorganizmusokat - olyan koncentrációban hordoz, amely a népsűrűségtől, életmódtól és évszaktól függően változik. A szerves frakció nagy része biológiailag lebontható. A COD és a BOD a kezelés fő céljai. A nitrogén ammónia és nitrát formájában jelenik meg; a foszfor növeli az eutrofizáció kockázatát. A lebegő szilárd anyagok élelmiszer-maradványokból, porból és mosószerekből származnak. Ebben az áramban semmi sem egzotikus kémiailag - a kihívás a mennyiség, nem a toxicitás.

1.2 Papírgyártási szennyvíz - kis térfogatú, nagy bonyolultságú

A papírgyártás szennyvize más állat. A fapép rostok - nem teljesen lebomlott nyersanyaga - magas lebegőanyagot hoz létre, rostos, duguló jellegű. A pépesítésből és fehérítésből származó vegyszermaradványok - kloridok, fehérítőszerek, felületaktív anyagok - növelik a KOI-t, és ami még kritikusabb,gátolja a mikroorganizmusokatami egyébként leépítené őket. A szín, különösen a klóros fehérítésből eredően intenzív, és ellenáll a hagyományos biológiai kezelésnek. A fenolos vegyületek akut toxicitást okoznak. A patak nehezebben kezelhető, de térfogata kisebb -, ami gazdaságilag vonzóvá teszi a vegyes kezelést, ha az eljárás képes kezelni.

1.3 Miért nehezíti meg a keverést?

A két adatfolyam keverése három olyan kihívást jelent, amelyeket egyik folyam sem jelent önmagában:

Biológiai lebonthatósági eltérés.A háztartási szennyvíz biológiailag könnyen lebomlik. A papírgyártás szennyvize tűzálló szerves anyagokat - fenolokat, bizonyos vegyi maradványokat - tartalmaz, amelyek ellenállnak a biológiai támadásoknak. Egy vegyes biológiai reaktorban a könnyű frakció gyorsan lebomlik, miközben a tűzálló frakció felhalmozódik, csökkentve az általános eltávolítási hatékonyságot.

Szilárd-folyadék szétválási konfliktus.A cellulózrostok rostos iszapot hoznak létre, amely másként viselkedik, mint a háztartási szennyvíz flokkuláló iszapja. Az ülepedési jellemzők megváltoznak. A víztelenítés kiszámíthatatlanná válik. A kevert iszapot nehezebb kezelni, mint bármelyik forrást önmagában.

A vízminőség ingadozása felerősödött.A háztartási szennyvíz naponta és szezonálisan változik. A papírgyártási szennyvíz viszonylag stabil, amikor a gyártás folyik -, de hirtelen megváltozik a folyamattételek, a lemosások és a minőségváltozások következtében. Összekeverve a kombinált áram gyorsabban tud ingadozni a pH-értékben, az ammóniában és a KOI-ban, mint bármelyik kezelési folyamat alkalmazkodni tudna.

2. NÉGY TESZTELT FOLYAMAT - KÍSÉRLETI EREDMÉNYEK

Mindegyik folyamatot folyamatos{0}}áramlású reaktorban értékelték ki valódi háztartási szennyvíz- és papírgyártási szennyvízminták felhasználásával. A KOI, a BOI, a nitrogén, a foszfor és a specifikus szennyező anyagokat különböző reakcióidőkben, hőmérsékleteken és működési körülmények között figyelték meg.

2.1 A biológiai kezelés - az egyiknél működik, a másiknál ​​nem

3-5 napos retenciós idő után a biológiai kezelést eltávolítjuka KOI és BOI több mint 70%-a háztartási szennyvízből származik. A papírgyártási szennyvíz esetében csak a KOI eltávolítást érte el40–50%. Amikor a patakokat összekeverték, a BOD eltávolítása a következőre csökkent40–60%- jóval alatta marad a háztartási szennyvíz kizárólagos kezelésével elért 80%-nak.

A mechanizmus egyértelmű: a papírgyártási frakcióban lévő fenolos anyagok és vegyszermaradványok gátolták a mikrobiális közösséget. A háztartási szerves anyagokat könnyen fogyasztó mikroorganizmusokat a papírgyártási vegyszerek részben elnyomták, csökkentve a teljes biológiai lebontó képességet. A kísérlet megerősítette az elmélet előrejelzését:a biológiai kezelés önmagában nem tudja kezelni a kevert folyamot.

2.2 Kémiai kiválás - erős foszforon és fémeken, gyenge felületaktív anyagokon

Alumínium-klorid és kalcium-hidroxid kicsapószerként, foszfor eltávolítása a vegyes szennyvízbenmeghaladta a 85%-ot. Az ólom- és rézeltávolítás elértetöbb mint 80%- a papírgyártási folyamatokból származó nehézfémek hatékonyan kicsapódtak. A papírgyártási frakcióban azonban bizonyos felületaktív anyagok ellenálltak a kicsapódásnak, és nagyrészt érintetlenül jutottak át.

A vegyi kicsapás célzott eszköz: azt eltávolítja, amit eltávolítani hivatott (foszfor, fémek), azt pedig elhagyja, ami nem (oldott szerves anyagok, felületaktív anyagok, színezék). A vegyes szennyvíz önálló eljárásaként a szennyezőanyag-terhelésnek csak egy részét kezeli. De a kezelési sorozat egyik lépéseként kezeli azt a részt, amellyel a biológia és a membránok - értékes résszel küzdenek.

2.3 Membránleválás - kiváló eltávolítás, gyors szennyeződés

Az ultraszűrést eltávolítottáklebegő szilárd anyagok és makromolekuláris szerves anyagok több mint 90%-aa vegyes szennyvízből, ésszerűen nagy membránfluxussal. De a kis{1}}molekulájú szerves anyagok - az az oldott frakció, amelyet az ultraszűrés nem tud visszautasítani, - áthaladt, és nanoszűrést vagy fordított ozmózist igényel.

A kritikus megállapítás a rosszindulatú viselkedés volt. A papírgyártási szennyvízből származó fapép rostok és pigmentek sűrű lerakódási réteget képeztek a membrán felületén, eltömítve a pórusokat és gyorsabban csökkentve az áteresztőképességet, mint ahogy azt a háztartási szennyvíz önmagában okozná. A szennyeződést okozó réteg fizikailag más volt, mint - rostos, mint zselatinos -, és eltérő tisztítási protokollokat igényelt.Ennél az alkalmazásnál a membrán elszennyeződése, nem pedig a membrán kilökődése a korlátozó tényező.

2.4 Integrált kezelés - az a kombináció, amelyik működik

Az integrált folyamat három szakaszból állt: először a biológiai kezelés (a biológiailag lebomló szerves anyagok nagy részének eltávolítása), a második a kémiai kicsapás (a foszfor és a nehézfémek megcélzása érdekében), és az utolsó lépés a membránleválasztás (az oldott anyagok és nyomokban lévő szennyezőanyagok fejlett polírozása érdekében).

Az eredmények igazolták a bonyolultságot:

A biológiai + kémiai kicsapódási szakaszok után,A KOI-eltávolítás meghaladta a 80%-ot, a foszforeltávolítás pedig a 90%-ot. A membránfokozat ezután eltávolította a maradék oldott anyagokat és nyomokban lévő szennyeződéseket. Lényeges, hogy a membrán előtt eltávolítjuk az ömlesztett szerves és részecsketerhelést,a szennyeződés jelentősen csökkent- az előkezelési lépések{1}} a membrán élettartamának meghosszabbításával és a tisztítás gyakoriságának csökkentésével megtérültek.

3. MINDEN SZAKASZ OPTIMALIZÁLÁSA

3.1 Biológiai kezelés - adja hozzá a megfelelő mikrobákat

A szokásos eleveniszap megküzd a fenolos vegyületekkel. Az optimalizálás:bioaugmentáció speciális lebontó törzsekkel- baktérium, amelyet kifejezetten fenolos lebontásra választottak vagy fejlesztettek ki. A beállított retenciós időkkel párosulva (rövidebb a háztartási frakciónál, hosszabb a papírgyártási frakciónál), a biológiai szakasz a kevert anyagáram tényleges biológiai lebonthatósági profiljához hangolható általános tervezési feltételezés helyett.

3.2 Vegyi kicsapás - váltson vas(III)-kloridra

A hagyományos mész helyettesítésevas(III)-kloridalacsonyabb vegyszerköltséggel egyenértékű foszforeltávolítást ér el, és sűrűbb, jobban vízteleníthető iszapot termel. A csapadék és a biológiai szakasz kombinálása -, amely lehetővé teszi, hogy a biológia eltávolítsa a szerves terhelés egy részét, mielőtt a csapadék a foszfort és a fémeket célozza meg -, csökkenti az önálló kicsapási lépéshez szükséges vegyszerigényt.

3.3 A membránleválasztás - előkezelése az igazi membránvédelem

A membrán domináns költsége nem maga a membrán, - hanem a szennyeződés-a cseréje és tisztítása. Az optimalizálás felfelé történik: javítsa az előkezelést, hogy a nagy részecskéket (farostok, lebegő anyagok) eltávolítsák, mielőtt azok elérnék a membrán felületét. Az enyhébb kémiai tisztítószerek és a fizikai tisztítási módszerek - visszamosás, levegős súrolás - csökkentik a membrán károsodását az agresszív vegyi tisztítási-helyben-ciklusokhoz képest.

3.4 Az integrált vezérlés - lehetővé teszi, hogy a rendszer alkalmazkodjon önmagához

Anintelligens vezérlőrendszeramely valós időben figyeli a víz minőségét, és a működési paramétereket - levegőztetés intenzitását, vegyszeradagolási sebességeket, membrán-visszamosási gyakoriságot - a tényleges befolyási feltételeknek, nem pedig a rögzített alapértékeknek megfelelően állítja be. Ha a papírgyártási frakció magas, a rendszer növeli a kémiai csapadék mennyiségét és meghosszabbítja a biológiai visszatartást. Amikor a háztartási szennyvíz dominál, csökkenti a vegyszereket és lerövidíti a visszatartást. Az eredmény: olyan kezelés, amely a tényleges hulladékot követi nyomon, nem a tervezési feltételezést.

LÉPÉS: MILYEN SZENNYEZŐANYAGHOZ MILYEN FOLYAMAT?

A kísérleti bizonyítékok egyértelműek: egyetlen eljárás sem kezeli megfelelően a vegyes háztartási{0}}papírgyártási szennyvizet. A biológiai kezelés kezeli a hazai frakciót, de részben gátolják a papírgyártási vegyszerek. A kémiai kicsapás eltávolítja a foszfort és a fémeket, de kihagyja az oldott szerves anyagokat. A membránok magas eltávolítást tesznek lehetővé, de gyorsan szennyeződnek a farosttal.Az integrált szekvencia - először biológia, második kémia, utoljára membrán - több mint 80%-os KOI- és több mint 90%-os foszforeltávolítást ér el, kezelhető membránelszennyeződéssel, mivel az upstream szakaszok eltávolítják a szennyeződéseket.Azoknál a növényeknél, amelyek mindkét folyamot kapják, nem az a kérdés, hogy integrálják-e, hanem az, hogyan kell sorrendbe állítani a szakaszokat, és milyen intelligens módon irányítani őket.