Системы на базе химических стойких мембран (CRM)
История показала, что очистка потоков сточных вод с помощью химикатов, которые содержат высокие значения pH, дает наилучшие результаты.
Основным недостатком является то, что многие мембраны недостаточно прочны, чтобы выдерживать высококонцентрированные щелочные моющие средства, что приводит к износу мембраны и ухудшению ее характеристик и срока службы.
История показала, что очистка потоков сточных вод с помощью химикатов, которые содержат высокие значения pH, дает наилучшие результаты.
Основным недостатком является то, что многие мембраны недостаточно прочны, чтобы выдерживать высококонцентрированные щелочные моющие средства, что приводит к износу мембраны и ухудшению ее характеристик и срока службы.
Имея это в виду, разработана линию прочных химически стойких (CR) мембран. Устойчивость к различным химическим веществам и значениям pH (2-12) означает, что мембраны CR идеально подходят для применений с высокопрочными сточными водами или технологическими потоками.
Кроме того, интенсивная очистка сильной щелочью не повлияет на качество мембраны CR. Результат - более длительный срок службы и оптимальные результаты фильтрации.
По сравнению с керамическими мембранами мембраны CR являются экономически эффективным решением для высокопрочных сточных вод и применений, в которых требуется тщательная очистка.
Мембранный биореактор (MBR), широко используемый в промышленности и коммунальном хозяйстве, представляет собой эффективную систему очистки сточных вод, которая производит высококачественные стоки, пригодные для повторного использования.
Мембраны удерживают в биореакторе биомассу и взвешенные в смеси жидкости растворы, создавая таким образом сточные воды, которые не содержат частиц, бактерий и вирусов. MBR удаляют от 96 до 99% ХПК по сравнению с 95% в обычных процессах с активным илом. Кроме того, MBR могут работать при более высоких концентрациях до показателя 30 г/л.
Стремясь минимизировать свое краткосрочное и долгосрочное воздействие на окружающую среду, отрасли по всему миру сталкиваются с растущими проблемами и затратами на очистку своих технологических сточных вод. В результате многие из этих отраслей создали свои собственные системы очистки, чтобы обрабатывать и повторно использовать технологические потоки, снижая расходы на сброс в муниципальные очистные сооружения и извлекая ценные продукты из сточных вод.
Традиционные очистные сооружения состоят из систем предварительной очистки для улавливания крупных плавающих частиц и крупных суспензий (например, дерева, текстиля, пластмассы и камней) с последующим биологическим аэробным сбраживанием, которое превращает органические отходы в диоксид углерода, газообразный азот и воду.
После биологического процесса очищенная вода обычно отделяется под действием силы тяжести в отстойниках или осветлителях, в которых часть биомассы затем снова подается в биологический процесс. Избыток биомассы затем поступает в загуститель для дальнейшего обезвоживания.
Последний этап процесса фильтрации по технологии MBR состоит из гранулированной (песочной) фильтрации и химической обработки, которая фильтрует и обеззараживает раствор от патогенных микроорганизмов.
Решения AnMBR
AnMBR идеально подходит для очистки сточных вод с высокой концентрацией органических веществ, твердых веществ, масла и жира. Ультрафильтрационная мембрана (UF) обеспечивает полное удержание твердых частиц, эффективную работу системы и стабильность процесса в анаэробных системах. Биомасса AnMBR имеет другую консистенцию по сравнению с аэробной MBR и содержит больше отдельных клеток.
Мембранное загрязнение в основном вызвано отложениями и накоплением микроорганизмов, коллоидов, растворенных веществ и клеточного мусора на поверхности мембраны. Поэтому основная задача в этом процессе заключается в контроле потенциала загрязнения с помощью мембран с низким уровнем загрязнения, оптимальных условий эксплуатации и усовершенствованных протоколов очистки.
Традиционные анаэробные системы могут быть легко модернизированы до конфигурации AnMBR, чтобы увеличить грузоподъемность и улучшить производительность и качество сточных вод.
Промышленные сточные воды с высокими органическими нагрузками являются потенциальным и ценным источником энергии при анаэробной очистке. Системы анаэробного мембранного биореактора (AnMBR) сочетают анаэробное сбраживание с физическим разделением через мембранную фильтрацию, что приводит к максимальному удалению органической нагрузки.
Эта технология обеспечивает превосходное качество сточных вод по сравнению с другими анаэробными технологиями, доступными на рынке. Он предлагает несколько дополнительных преимуществ, таких как более высокая производительность обработки, меньшая занимаемая площадь и низкое производство ила. Кроме того, метан, богатый биогазом, может использоваться в качестве возобновляемого источника энергии или тепла.
Нулевой сброс жидкости (ZLD)
Нулевой сброс жидкости (ZLD) - это усовершенствованный процесс очистки, при котором практически все сточные воды от различных промышленных процессов очищаются и используются повторно, таким образом, не оставляя после себя никакого сброса сточных вод или жидкости.
Из-за все более строгих нормативных стандартов, регулирующих промышленные отходы, ZLD приобретает популярность как средство устойчивого производства, сводя к минимуму воздействие на окружающую среду, извлекая ценные продукты из потоков отходов и снижая производственные затраты.
Типичный процесс ZLD состоит из нескольких методов очистки сточных вод и включает мембранную фильтрацию RO и UF, испарение / кристаллизацию и фракционную электродеионизацию. На рисунке ниже представлен общий обзор процесса системы ZLD.
Схемы обработки ZLD могут включать в себя следующие компоненты: концентратор соляного раствора, термокристаллизатор, испарительные пруды, систему обратного осмоса второго прохода и полигон.
Мембранные продукты для приложений ZLD.
Предлагаются исключительно надежные решения ультрафильтрации для приложений с нулевым выбросом жидкости в различных отраслях промышленности. Данные продукты и решения используются для обработки сложных исходных потоков концентрата RO, для минимизации вероятности образования накипи в испарителях, для извлечения ценных минералов и ресурсов, минимизации энергетического воздействия испарителей и кристаллизаторов и ограничения экологической нагрузки на полигон.
Ультрафильтрационные мембранные решения для приложений ZLD используются в различных отраслях промышленности, таких как:
- Горнодобывающая индустрия;
- Химическая индустрия;
- Ликероводочный завод;
- Кожевенный завод и текстильная промышленность.
Обработка концентрата РО
Глобальный дефицит воды из-за засухи и роста населения вызвал растущий интерес к повторному использованию и рециркуляции воды. Мембранные процессы под давлением, в частности, обратный осмос (RO), являются хорошо известными технологиями очистки воды. Однако к недостаткам мембранной фильтрации RO относятся высокое потребление энергии и эксплуатационные расходы.
Кроме того, объем концентрата RO (отбракованного), производимого системами RO, является значительным и, в большинстве случаев, содержит высокие уровни загрязнителей. Типичные концентрации TDS в RO-концентрате часто находятся в диапазоне от 30000 до 50000 мг / л. Соли в растворе могут варьироваться от сильно растворимых солей натрия и калия до менее растворимых или обратнорастворимых солей кальция и бария.
Компания Kunshan Zhong Yan, расположенная в городе Куньшань в китайской провинции Цзянсу, производит 600 000 тонн карбоната натрия (также известного как «кальцинированная сода») в год.
Чтобы соответствовать строгим стандартам повторного использования воды, завод в Куньшане решил найти экономически эффективное решение для обработки концентрата обратного осмоса (RO) и улучшить общее восстановление системы обратного осмоса.
В конечном итоге, благодаря выбранному решению, обработке RO-концентрата, целью компании было достижение нулевого выброса жидкости (ZLD), рециркуляция очищенной воды обратно в технологический поток и уменьшение количества концентрата, который в конечном итоге направляется в систему испарителя / кристаллизации.
Поставка надежных продуктов и решений, способных уменьшить объем концентрата RO и, в сочетании с другими технологиями, могут достичь минимального или даже нулевого расхода жидкости (ZLD).
Представленные мембранные решения менее энергоемки по сравнению с другими технологиями обработки, что позволяет снизить эксплуатационные расходы.
Повторное использование сточных вод
Нехватка воды и все более строгие экологические нормы создают некоторые уникальные проблемы для отраслей, которые в значительной степени полагаются на источники чистой воды для повседневной работы. Рост расходов на выбросы может также стать бременем для многих компаний, если они не могут достичь требуемого уровня качества распространения.
Чтобы обеспечить долгосрочную устойчивость и прибыльность, отрасли в промышленности устанавливают и используют свои собственные системы очистки сточных вод, которые не только пропускают выходное качество, пригодное для сброса, но и позволяют предприятиям повторно использовать очищенные стоки обратно в свои процессы, чтобы исключить зависимость от источников пресной воды. Однако, эксплуатация традиционных систем очистки сточных вод также создает проблемы, которые включают в себя обширное техническое обслуживание / мониторинг, отключение системы, дорогостоящую химическую очистку и высокое потребление энергии.
Например, Holland Malt B.V., часть пивоваренного завода Bavaria, является производителем солода, расположенным на северном побережье Нидерландов. С 1938 года компания производит пивоваренный солод для ведущих пивных брендов. Голландский солод имеет ограниченный доступ к водопроводной воде, поэтому компания вынуждена повторно использовать свою технологическую воду.
Применение в промышленности
Очистка сточных вод молочной промышленности
Молочная промышленность использует мембранную фильтрацию в качестве жизненно важного компонента производственного процесса с начала 1960-х годов. Из-за большого количества воды, используемой при переработке молока, значительные объемы сточных вод должны быть обработаны и нейтрализованы перед сбросом обратно в окружающую среду. Во многих странах введены экологические налоги и расходы на выбросы, что делает еще более критичным для переработчиков молочных продуктов внедрение эффективных и действенных способов очистки молочных стоков и максимального повторного использования воды.
Однако, учитывая высокие уровни концентрации ХПК и БПК в сточных водах, мембраны должны быть способны противостоять сложным потокам сточных вод и строгим процедурам очистки. Разделение твердых веществ и жиров может создать трудности для многих мембранных систем фильтрации, которые в настоящее время представлены на рынке.
Ниже представлены варианты, как можно связать мембранные продукты с молочной промышленностью.
Молочный комбинат, базирующийся в округе Ричленд, штат Висконсин, призвал призывает:
- Обеспечить эффективный процесс производства электроэнергии и тепла из сыворотки и других высокопрочных жидких отходов;
- Использовать обработку анаэробных сбросов промышленных сточных вод с высоким содержанием твердых частиц перед сбросом в близлежащую реку.
Очистка сточных вод пищевой промышленности и производства напитков
Производство продуктов питания и напитков потребляет большие объемы технической воды, а затем образует сильно загрязненные органические сточные воды. Высокие пики сточных вод увеличивают стоимость очистки, а также должны гарантировать, что для выравнивания загрязненной воды требуется много места для хранения.
Сточные воды с заводов по производству пищевых продуктов и напитков часто содержат высокие концентрации биохимической потребности в кислороде (BOD), химической потребности в кислороде (COD), взвешенных веществ (TSS), жиров, масел и питательных веществ в различных концентрациях.
Сточные воды производителей продуктов питания и напитков постоянно сталкиваются с изменяющимися условиями, вызванными высокими пиками в количестве и концентрации сточных вод. Ситуации, в которых это происходит - это изменения в производственных операциях, увеличение производительности, изменение температуры, ограниченная способность выравнивания и пиков промывочной воды.
Высокие пики в сточных водах предприятий по производству пищевых продуктов и напитков обеспечивают очень сложную очистку сточных вод. Поэтому многие традиционные системы очистки сточных вод, которые работают на основе обработки активным илом, не могут справиться с такими большими и внезапными колебаниями БПК, ХПК и питательных веществ.
Очистка сточных вод нефтегазовой промышленности
Технологическая вода используется в нефтегазовой промышленности для производства энергии, достаточной для бурения нефти или газа. В ходе этого процесса вырабатывается примерно в десять раз больше сточных вод, чем нефти, что делает обработку, разделение и удаление сточных вод одним из самых дорогих аспектов нефтегазовой промышленности.
Сложность сточных вод нефтегазовой промышленности заключается в следующем. Сточные воды нефтегазовой промышленности содержат много химических веществ. В дополнение к химическим веществам, которые добавляются во время процесса, подземные воды содержат большие концентрации солей, металлов и биоразлагаемых органических веществ (БПК). Кроме того, существует возможность естественного радиоактивного материала в сточных водах нефтегазовой промышленности. Поэтому важно определить риски, связанные с токсичностью отдельных компонентов.
Это означает, что сточные воды нефтегазовой промышленности очень сложны и изменчивы. Поэтому сточные воды от процессов нефтепереработки должны быть интенсивно очищены, прежде чем они могут быть сброшены.
Очистка сточных вод в химической и фармацевтической промышленности
В химической промышленности все больше и больше производителей внедряют процессы, позволяющие свести к минимуму потребление воды из внешних источников. Это означает, что меньше сточных вод сбрасывается и больше сточных вод используется повторно в качестве технической воды. Сточные воды, образующиеся в процессе химического производства, обычно содержат токсичные материалы, а также вещества, которые очень трудно разлагаются. Многие традиционные системы очистки сточных вод не способны справиться с такими сложными потоками.
Производство лекарственных средств также должно соответствовать самым высоким стандартам и протоколам, что делает качество технологической воды критическим для фармацевтической промышленности. Кроме того, высокое качество технической воды является требованием для стерилизации медицинских устройств и резервуаров для хранения. Потоки фармацевтических сточных вод характеризуются высокой химической потребностью в кислороде (ХПК), переменной силой и пиковыми нагрузками в количестве и концентрации отходов.
Очистка сточных вод от выщелачивания отходов
Выщелачивание со свалок и мусоросжигательных заводов происходит главным образом из-за того, что дождевая вода проникает в хранимые отходы, а также из-за утечки мусора. Загрязненный выщелачиватель собирается на мусорной свалке и проходит специальную очистку сточных вод. Сточные воды со свалок характеризуются большим разнообразием отходов. Помимо растворимых соединений азота и серы, хлоридов и сульфатов, выщелачиватель содержит высокую степень стойких органических загрязнителей. Это делает обработку фильтрата, образующегося на свалке, очень сложной.
Неочищенные сточные воды со свалок создают значительную угрозу для поверхностных и подземных вод. Присутствие высокой концентрации ХПК, рН, аммиачного азота и тяжелых металлов должно быть нейтрализовано до того, как выщелачиватель может быть выгружен. Проверенные UF-решения превосходно подходят для очистки сточных вод, поступающих со свалок, что способствует более чистому будущему.
Мембранные продукты для промышленности выщелачивания предлагает полную линейку мембранных решений.
Сточные воды кожевенного производства и текстильной промышленности
Производство кожи требует много воды не только для производственного процесса, но также для очистки, удаления волос и пропитывания шкур. Из-за различных добавок, которые добавляются в процессе производства, сточные воды содержат большое количество щелочи, химических веществ (хром и сульфит) и органических веществ. Следовательно, невозможно сбрасывать сточные воды непосредственно на бытовые очистные сооружения.
Неочищенные сточные воды, поступающие из кожевенных заводов, содержат чрезвычайно высокие уровни TSS, TDS, BOD, COD, сульфата, натрия и кальция. Эти значения превышают установленные ограничения и могут создавать потенциальную угрозу для людей и окружающей среды. Крайне важно, чтобы сточные воды от производства кож были интенсивно очищены, прежде чем они могут быть сброшены.
Текстильная промышленность является одной из самых водоемких отраслей промышленности в мире. Вода используется на протяжении всего производственного процесса и имеет решающее значение для различных процедур промывки. В результате образуются большие объемы сточных вод, которые содержат высокие органические загрязнители, высокие концентрации сульфатов, химические вещества, токсины и цвет.