Соответствие условиям эксплуатации
Перед рассмотрением возможностей мембранной сепарации и извлечения компонентов следует подтвердить эффективность анаэробного преобразования.
Анаэробная трубчатая мембрана MBR (тип AnMBR) объединяет анаэробную биологическую реакцию с внешним разделением твердых частиц с помощью трубчатой мембраны. Она подходит для сточных вод с высоким содержанием органики, однако не все стоки с высоким содержанием органических веществ обеспечат выработку пригодного биогаза или позволят сразу достичь нормативных требований к качеству воды.
Подходит для предварительной оценки.
Требуется дополнительное подтверждение.
- Общий объем COD, растворимый объем COD, биоразлагаемая фракция, показатели VFA, щелочность и потенциально токсичные ингибиторы
- Температура, объем pH, содержание аммонийного азота, сульфаты, соленость, жиры и масла, взвешенные частицы и колебания нагрузки
- Тип реактора, активность и фильтруемость ила, условия запуска, рециркуляция и стратегия удаления осадка
- Очистка биогаза от серы, его хранение, сжигание или использование, а также требования к взрывозащите, вентиляции и местной безопасности
- Органическая нагрузка
- Расход, общая и растворенная концентрации COD, BOD, VFA, степень изменчивости и степень биоразлагаемости
- Анаэробные условия
- Температура, pH, щелочность, содержание аммонийного азота, сульфаты, соленость и наличие ингибиторов
- Осадок и элементы мембранной системы
- MLSS, характеристики частиц, вязкость, фильтруемость, условия циркуляции и очистки
- Исходная вода и сточные воды
- Использование биогаза, удаление азота, доочистка, сброс или цели повторного применения
Технологическая схема
Анаэробная переработка, внешняя мембранная сепарация и возврат осадка образуют непрерывную технологическую схему
Данная технологическая схема представляет собой базовый вариант реализации. Необходимо детально спроектировать тип реактора, этапы предварительной обработки, конфигурацию трубчатых мембран, циркуляционные насосы, место подключения контура рециркуляции, систему газоочистки и последующие технологические ступени с учетом характеристик исходной воды, требуемой производительности, энергетических параметров и норм безопасности.
- 01Усреднение параметров потока и необходимая предварительная обработка.
Система обеспечивает стабилизацию потока и уровня нагрузки, а также предусматривает предшествующие технологические меры по нейтрализации жиров, волокон, крупных частиц, колебаний температуры и ингибиторов в зависимости от условий.
- 02Анаэробная биологическая реакция.
При подходящей температуре, значении pH, уровне щелочности и нагрузке органическими веществами происходит преобразование биоразлагаемых компонентов с образованием пригодного для сбора биогаза.
- 03Внешняя циркуляция мембраны.
Суспензия из реактора поступает в контур трубчатой мембраны. Режим циркуляции определяется свойствами осадка, геометрией каналов, гидравлическими потерями и конфигурацией мембранных блоков.
- 04Разделение твердых частиц с помощью мембраны.
Трубчатая мембрана удерживает анаэробный ил, взвешенные частицы и твердые включения. Пермеат поступает на последующие технологические ступени или в согласованную в проекте схему обработки сточных вод.
- 05Ил и цикл ресурсов
Концентрат ила необходимо возвращать в анаэробный реактор. Биогаз следует направлять на десульфурацию, хранение, сжигание или использование, а избыточный ил — удалять с учетом материального баланса.
Основной инженерный принцип:Анаэробный реактор определяет степень преобразования органики и объем вырабатываемого биогаза; трубчатая мембрана отделяет биомассу от пермеата. Соблюдение норм по содержанию аммонийного азота, солености и параметрам COD зависит от всей технологической схемы и последующих этапов очистки.
Реакция, разделение и ресурсообеспечение
Необходимо четко разграничивать этапы анаэробной реакции, мембранного разделения и использования биогаза.
Показатели AnMBR достигаются благодаря согласованной работе биохимических процессов, циркуляции мембранной системы и цикла ресурсов. Для корректной интерпретации эффективности удаления COD, концентрации ила, удельного потока через мембрану, объема вырабатываемого биогаза и состава конечного стока требуется четкое разделение ответственности.
- Анаэробная реакция
- Анаэробные микроорганизмы преобразуют биоразлагаемые органические вещества. На протекание реакции влияют нагрузка по органике, температура, pH, щелочность, наличие ингибиторов и активность осадка.
- Разделение с помощью мембран
- Внешние трубчатые мембраны удерживают анаэробный осадок, взвешенные частицы и твердые включения, обеспечивая сохранение биомассы и независимое управление параметрами HRT и SRT.
- Цикл ресурсов
- Перед разработкой схемы десульфурации, хранения или использования биогаза необходимо определить его объем и содержание метана на основе характеристик биоразлагаемого COD, условий в реакторе и измеренных данных о газе.
- Последующая обработка
- Для устранения азота в виде аммиака, общего азота, солей, окраски и стойких органических соединений может потребоваться аэробная, мембранная или иная доочистка.
Трубчатая мембрана сама по себе не вырабатывает биогаз и не гарантирует полное извлечение всех растворимых COD, аммонийного азота и солей. Ответственность за конечные показатели эффективности следует определять в рамках всей технологической схемы.
Инженерные ограничения
Публичные обезличенные данные по реализованным проектам предназначены для оценки и подбора оборудования, но не служат гарантией для новых проектов.
Сведения из общих каталогов, данные по эксплуатации существующих проектов и параметры, гарантируемые для новых проектов, представляют собой различные уровни информации. На данной странице приводятся утвержденные открытые данные с указанием всех условий их применимости и параметров, определяемых для конкретного проекта.
| Инженерный элемент | Текущие публичные данные по реализованным проектам | Подтверждение параметров для конкретного проекта |
|---|---|---|
| Органическая нагрузка | Открытый проектный ориентир: 15–30 kg COD/m³·d | Значение определяется типом реактора, температурой, долей биоразлагаемых веществ, активностью осадка, наличием ингибиторов, временем удержания и условиями запуска. |
| Удаление COD | Открытый ориентир для применимых проектных решений: выше 98% | Определить общий и растворимый уровень COD, точки отбора проб исходной и очищенной воды, методы анализа, стабильный период функционирования и полные границы технологического процесса |
| Фактический удельный поток мембраны | Универсальных проектных параметров не существует | Зафиксированный удельный поток применим только к конкретному проекту; для новых проектов его значения следует рассчитывать на основе данных о концентрации осадка, температуре, вязкости, фильтруемости, режиме циркуляции и результатов проверки |
| Биогаз и метан | Универсальных гарантий по объему газообразования не существует | Рассчитать материальный и энергетический балансы на основе данных о биоразлагаемом COD, BMP или измеренных параметрах, условий в реакторе, потерь газа и качества метана |
| Пермеат от мембраны и последующие технологические ступени обработки | Не существует универсальных требований к удалению аммиака, солености или достижению конечного уровня очистки | Необходимо подбирать методы удаления азота, аэробную обработку, использование устройств NF и RO, окисление или иные методы доочистки в зависимости от характеристик предшествующих ступеней обработки |
| Потребление энергии, образование осадка и срок службы мембраны | Не предусмотрены никакие гарантии в общем порядке | Значения зависят от масштабов установки, режима циркуляции, температурного режима, расхода газа, уровня мембранного загрязнения, частоты очистки и условий эксплуатации устройства O&M |
В официальной технической документации должны быть отдельно указаны условия проектирования, расчетные параметры, гарантируемые значения, методы анализа, места отбора проб, период оценки, границы биогазовой системы и исключения
Выбор технологической схемы MBR
Следует выбирать биологический процесс до определения технологической схемы циркуляции мембраны
Принципы поперечного потока, воздушного подъема и использования трубчатой мембраны MBR существенно различаются. Для применения устройства AnMBR требуется исходная вода, пригодная для анаэробной обработки, а также наличие биогаза, соблюдение мер безопасности и подходящие условия для последующих технологических ступеней
Внешняя трубчатая мембрана типа «кросс-флоу» MBR
- Биологическая обработка
- В основном аэробная или заданная проектом биологическая обработка с принудительной циркуляцией потока по схеме «кросс-флоу» с использованием внешнего насоса.
- Характеристики оценки и подбора
- Высокие показатели MLSS, высокая нагрузка, большое содержание взвешенных частиц либо значительная изменчивость исходного потока.
- Публичные обезличенные данные по реализованным проектам
- MLSS 12–40 g/L; прочие параметры определяются для конкретного проекта.
Ознакомиться с внешней трубчатой мембраной типа «кросс-флоу» MBR
Эрлифтный трубчатый MBR
- Биологическая обработка
- Аэробная биологическая очистка в сочетании с разделением на трубчатых мембранах с использованием газожидкостного подъема
- Характеристики оценки и подбора
- Средний уровень параметра MLSS, при котором циркуляция с воздушным подъемом соответствует гидравлическим условиям системы и характеристикам осадка
- Публичные обезличенные данные по реализованным проектам
- Параметры MLSS и 8–12 g/L; аэрация, циркуляция и площадь мембраны определяются для конкретного проекта
Анаэробная трубчатая мембрана MBR (AnMBR)
- Биологическая обработка
- Анаэробная биологическая реакция в сочетании с внешним разделением твердых частиц с помощью трубчатой мембраны
- Характеристики оценки и подбора
- Сильно загрязненные органические сточные воды, подходящие для извлечения биогаза или безопасной утилизации.
- Публичные обезличенные данные по реализованным проектам
- Органическая нагрузка 15–30 kg COD/m³·d; удаление COD выше 98% в применимых проектных решениях.
При выборе технологической схемы необходимо учитывать биоразлагаемость, значение BMP, активность осадка, степень фильтруемости и результаты пилотных испытаний. Нельзя полагаться лишь на общий уровень COD и название отрасли.
Область применения решения
Следует отдельно определять параметры анаэробной реакции, циркуляции мембран, системы биогазообразования и взаимосвязи с другими участками объекта.
Приведенная информация предназначена для предварительной оценки и детального проектирования. Это не означает, что в каждом проекте обязательно предусматриваются все реакторы, системы использования газа, меры безопасности, строительные работы, монтаж и ответственность за общие показатели работы установки.
Основной блок циркуляции мембран
- Модули трубчатых мембран, каркасы, узлы подачи исходного потока и насосы для поперечной циркуляции
- Контуры пермеата, возврата концентрированного осадка, сброса и CIP
- Интерфейсы для измерения давления, удельного потока, температуры, уровня, а также другие элементы систем управления и автоматизации
Дополнительный объем инженерных работ
- Оценка анаэробных реакторов, процессы усреднения, предварительная обработка и регулирование температуры
- Интерфейсы для сбора биогаза, его десульфурации, хранения, сжигания или использования
- Интерфейсы для последующих технологических ступеней: аэробной обработки, удаления азота, а также для доочистки с применением моделей NF и RO
Взаимодействие заказчика с системой EPC
- Резервуары, здания, магистральные трубопроводы и вспомогательные коммуникации
- Классификация опасных зон, системы вентиляции, меры пожарной безопасности, детекторы газа и требования местных разрешений
- Маршруты транспортировки осадка и отходов очистки, их монтаж, а также общезаводские блокировки
Окончательный объем работ, распределение ответственности за эффективность анаэробных процессов, гарантии по мембранной сепарации, границы биогазовой системы, обязанности по безопасности и проектированию определяются согласованными техническими и коммерческими документами
Варианты применения технологической схемы
Определить сферы применения с учетом содержания биоразлагаемых органических веществ и целей по эффективному использованию ресурсов
Перечисленные отрасли могут пройти предварительную оценку, однако не имеют права использовать единый показатель органической нагрузки, эффективность удаления COD, удельный поток, объем вырабатываемого газа, срок запуска или конкретную технологическую схему последующих ступеней.
Молочная и пищевая промышленность
Оцените содержание белков и жиров, температурный режим, состав сточных вод после очистки, а также биоразлагаемую органическую нагрузку; рассмотрите необходимость предварительной обработки жиров и волокон.
Производство спирта и пивоварение
Спланируйте анаэробные технологические схемы и схемы с применением мембран с учетом высокого содержания биоразлагаемых органических веществ в концентрате, температурных условий, питательных компонентов и параметров использования биогаза.
Сахарная, плодоовощная промышленность и сточные воды с высоким содержанием сахара
Учитывайте быстрое закисление среды, параметры VFA, щелочность, колебания нагрузки и наличие твердых частиц; при выборе реактора не ориентируйтесь исключительно на общий показатель COD.
Производство биологического брожения и ферментов
Проанализировать содержание сложных органических веществ, соленость, ингибиторы, режимы периодического сброса и степень фильтруемости осадка; при необходимости провести подтверждение.
Сточные воды фармацевтической промышленности и производства активных фармацевтических ингредиентов.
Выявить наличие ингибиторов, таких как токсичные вещества, антибиотики или растворители, прежде чем оценивать возможность анаэробного разложения и необходимость последующей доочистки.
Осадок от биологической очистки и промышленные стоки с высоким содержанием органических веществ.
Включает осадок от животноводства и другие стоки, успешно прошедшие анаэробную обработку, например, стоки целлюлозно-бумажной промышленности; особое внимание уделяется азоту в виде аммиака, цветности, солености и стойким компонентам.
Подтверждение реализации проекта
Предварительная оценка на основании фактической производительности, данных исходной и очищенной воды и сведений об извлечении ресурсов
Имена заказчиков не раскрываются. Указанные значения COD, азота в виде аммиака, цветности, удельного потока через мембрану и объема вырабатываемого биогаза относятся исключительно к данному проекту и не могут служить основой для проектирования или гарантийных параметров в новых проектах.
Изображение объекта по данному проекту не является общедоступным
Анаэробный осадок · Публичные данные по реализованному проекту
500 m³/d AnMBR для обезличенных открытых данных о переработке навоза в провинции Хэнань
- Исходная вода, раствор или суспензия
- COD 15,000–20,000 mg/L; содержание аммиака — не более 1,200 mg/L; MLSS 12,000–16,000 mg/L
- Очищенная вода после обработки
- Значение COD ниже уровня 250 mg/L; содержание аммиака ниже 40 mg/L
- Секция мембранной обработки
- Скорость потока поперечно к мембране примерно 2.0 м/с; зафиксированный удельный поток — 35–45 LMH
- Информация об источниках ресурсов
- Объем биогаза, образующегося из сточных вод, составляет примерно 0.8 нм³ на м³; данные относятся исключительно к этому проекту
Черный щелок для разбеливания · Публичные данные по реализованному проекту
700 m³/d AnMBR для черного щелока на бумажном производстве (опубликованные обезличенные данные по реализованным проектам)
- Исходная вода, раствор или суспензия
- COD 30,000–35,000 mg/L; pH около 9.5; MLSS 10,000–14,000 mg/L
- Очищенная вода после обработки
- COD ниже 300 mg/L; удаление цветности выше 80%
- Секция мембранной обработки
- Скорость поперечного потока приблизительно 1.8 м/с; зафиксированный удельный поток равен 28–38 LMH
- Информация об источниках ресурсов
- Биогаз: около 0.7 Nm³ на m³ сточных вод при содержании CH₄ выше 60%; данные относятся только к этому проекту
Информация о проекте взята из существующих открытых материалов. Перед публикацией необходимо уточнить границы технологической схемы, точки отбора проб, методы анализа, права на использование изображений и количественные показатели. Зафиксированные значения газовыделения и потока не могут применяться к другим проектам
Ресурсы
Материалы для подбора оборудования и дальнейшие шаги
Выход продуктаОписание технических характеристик трубчатой мембраны PEK
Открытый материалБрошюра о трубчатых мембранах
Подготовка проектаАнкета для оценки проекта
Связанные решенияВнешняя трубчатая мембрана типа «кросс-флоу» MBR
Технические характеристики FAQ
Часто задаваемые вопросы по анаэробной трубчатой MBR мембране
Каковы функции анаэробного реактора и трубчатой мембраны?
В подходящих условиях анаэробный реактор преобразует биоразлагаемые органические вещества с образованием биогаза. Трубчатая мембрана удерживает анаэробный ил, взвешенные частицы и твердые фракции, обеспечивая получение чистого пермеата. Сама по себе мембранная элемент не вызывает анаэробных реакций и не производит биогаз.
Можно ли напрямую использовать нагрузку 15–30 kg COD/m³·d и удаление COD выше 98% как гарантируемые проектные показатели?
Нет. Это лишь справочные данные из публичных рекламных материалов. Фактическая нагрузка по органике и эффективность очистки зависят от типа реактора, температуры, доли биоразлагаемых компонентов, наличия ингибиторов, активности ила, времени пребывания, методики отбора проб и условий анализа.
Соответствует ли пермеат AnMBR требованиям к сбросу или повторному использованию?
По умолчанию это не требуется. Однако в анаэробном очищенном потоке аммонийный азот, общий азот, соли, окраска и неразлагаемые растворимые COD могут нуждаться в аэробной обработке, удалении азота, применении NF/RO, окислении либо дополнительной доочистке.
Можно ли гарантировать выработку биогаза исключительно на основе характеристик исходной воды COD?
Нет. Количество биогаза и содержание метана зависят от биоразлагаемого COD, данных BMP или измерений, состояния реактора, температуры, ингибиторов, растворения газа и потерь. Зафиксированное газообразование относится только к соответствующему проекту.
Когда следует выбирать AnMBR вместо MBR с тангенциальной фильтрацией или эрлифтного MBR?
Сначала проводится оценка AnMBR для сточных вод с высоким содержанием биоразлагаемых органических веществ и задач по извлечению ресурсов. В технологических схемах с поперечным потоком и воздушным подъемником реализуются аэробные процессы при различных условиях циркуляции и параметрах MLSS. Выбор технологии начинается с анализа биологических процессов, а не только с параметров циркуляции мембраны.
Какие данные требуются, и какие элементы обычно включает технологическое решение?
Необходимо предоставить данные о расходе и его изменчивости, общем и растворимом содержании COD, параметрах BOD и VFA, щелочности, температуре, показателе pH, содержании аммиачного азота, сульфатов, солености, жиров, параметре SS, наличии ингибиторов, сведения об уже существующей анаэробной системе, характеристиках осадка и целях использования биогаза. В рамках проекта определяются параметры циркуляции трубчатой мембраны, режимы пермеата, схемы рециркуляции, параметры CIP, а также требования к измерительным приборам и системам управления; параметры реактора и газовой системы определяются для конкретного проекта.
Оценка проектов с применением анаэробных мембранных биореакторов
Передайте органическую нагрузку и условия AnMBR
По возможности следует загрузить результаты анализа воды, существующую технологическую схему, данные о режиме работы анаэробной системы и требования к использованию биогаза. Инженерная группа оценит степень биоразлагаемости, границы протекания анаэробных реакций, пригодность мембранной системы, потребности в последующей доочистке, а также необходимость проведения анализа BMP, тестирования осадка или пилотных испытаний.
Предоставленная информация используется исключительно для предварительной оценки проекта. Окончательные параметры анаэробной технологической схемы, площадь мембраны, удельный поток, объемы производства биогаза, энергопотребление, показатели очистки, объем работ и условия гарантий определяются в официальной технической документации.