CZ33233U1 - Variable membrane unit for treating hardly biologically treated waste water - Google Patents
Variable membrane unit for treating hardly biologically treated waste water Download PDFInfo
- Publication number
- CZ33233U1 CZ33233U1 CZ2019-36359U CZ201936359U CZ33233U1 CZ 33233 U1 CZ33233 U1 CZ 33233U1 CZ 201936359 U CZ201936359 U CZ 201936359U CZ 33233 U1 CZ33233 U1 CZ 33233U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tank
- module
- membrane
- membrane module
- waste water
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 74
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 29
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 18
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 18
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 15
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 14
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 14
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims description 13
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 230000036782 biological activation Effects 0.000 claims description 7
- 238000009996 mechanical pre-treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 21
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 12
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 10
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 7
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 4
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000012465 retentate Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- VZFRNCSOCOPNDB-UHFFFAOYSA-N domoic acid Natural products OC(=O)C(C)C=CC=C(C)C1CNC(C(O)=O)C1CC(O)=O VZFRNCSOCOPNDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000012388 gravitational sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011086 high cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010918 textile wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/58—Multistep processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/30—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the textile industry
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Technické řešení se obecně týká oblasti čištění obtížně biologicky čistitelných odpadních vod, konkrétněji pak variabilní membránové jednotky pro čištění obtížně biologicky čistitelných odpadních vod.The technical solution relates generally to the field of treatment of difficult-to-treat waste water, more particularly to variable membrane units for treatment of to difficult-to-treat waste water.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Odpadní vody produkované v průmyslu, např. v textilním průmyslu, obsahují kromě nejrůznějších barviv široké spektrum dalších chemikálií, jako jsou soli, těžké kovy, dispergační činidla, změkčovadla a povrchově aktivní látky, což zvyšuje nároky na čištění těchto odpadních vod (Nataraj, S.K., Hosamani, K.M., Aminabhavi, T.M., 2009. Nanofiltration and reverse osmosis thin film composite membrane module for the removal of dye and salts from the simulated mixtures. Desalination 249 (1), 12-17. http://dx.doi.Org/10.1016/i.desal.2009.06.008.)·Waste waters produced in industry, such as the textile industry, contain a wide range of other chemicals, such as salts, heavy metals, dispersants, plasticizers and surfactants, in addition to a variety of dyes, increasing the demands on wastewater treatment (Nataraj, SK, Hosamani, KM, Aminabhavi, TM, 2009. Desalination 249 (1), 12-17 http://dx.doi.Org Nanofiltration and reverse osmosis thin film composite membrane module for removal of dye and salts from simulated mixtures. /10.1016/i.desal.2009.06.008.)·
Dle dosavadního stavu techniky jsou používány procesy založené na biologickém aktivačním procesu, ale ty mnohdy nejsou dostatečně účinné, když kromě přímého navyšování koncentrace nežádoucích látek v odtoku dochází ke zhoršování sedimentačních charakteristik aktivovaného kalu, což dále zhoršuje kvalitu odtoku z dané čistírny odpadních vod. Tento problém může být částečně eliminován aplikací vhodné membránové technologie, která je schopna eliminovat přítomné organické a anorganické sloučeniny v jednostupňovém procesu s vysokou účinností jejich odstranění (Mondal, M., De, S., 2016. Treatment of textile plant effluent by hollow Tiber nanofiltration membrane and multicomponent steady statě modeling. Chem. Eng. J. 285, 304318.BACKGROUND OF THE INVENTION Biological activation processes are used in the prior art, but these are often not effective enough to increase the sedimentation characteristics of the activated sludge in addition to directly increasing the concentration of undesirable substances in the effluent, further deteriorating the effluent quality of the effluent treatment plant. This problem can be partially eliminated by the application of suitable membrane technology, which is capable of eliminating the present organic and inorganic compounds in a one-step process with high removal efficiency (Mondal, M., De, S., 2016). membrane and multicomponent steady state modeling, Chem Eng J. 285, 304318.
http://dx.doi.Org/10.1016/i.cei.2015.10.005.)·http://dx.doi.Org/10.1016/i.cei.2015.10.005.)·
Dokument Ellouze E., Tahri N., Amar B.R., 2012. Enhancement of textile wastewater treatment process using nanofiltration, Desalination 286, 16-23. doi:10.1016/j.desal.2011.09.025 uvádí jako jeden z nejrozšířenějších a na provoz jednoduchých způsobů čištění textilních průmyslových vod kombinaci procesu koagulace/flokulace a následného biologického čištění. To s sebou však přináší výše zmiňované problémy se separací aktivovaného kalu a zhoršenou/nestabilní kvalitou odtoku.Ellouze E., Tahri N., Amar B.R., 2012. Enhancement of Textile Wastewater Treatment Using Nanofiltration, Desalination 286, 16-23. doi: 10.1016 / j.desal.2011.09.025 lists the combination of coagulation / flocculation and subsequent biological treatment as one of the most widespread and easy-to-use methods of textile industrial water treatment. However, this entails the aforementioned problems with activated sludge separation and impaired / unstable effluent quality.
Aktuálně využívaná řešení čištění průmyslových odpadních vod spočívají v homogenizaci přivedených odpadních vod v akumulační nádrži, která je obvykle míchaná pomaluotáčkovým míchadlem. Voda je následně čerpána přes trubkový směšovač a vedena do koagulačně sedimentačního reaktoru. V trubkovém směšovači se odpadní voda navíc upraví na potřebnou hodnotu pH. Dávkováním koagulantu dojde k vysrážení přítomného znečištění, které se odstraní následnou sedimentací bez dalších úprav odpadní vody (biologický reaktor, membránová separace). Pro účinnější odvodnění vysrážených kalů na kalolisu je zajištěno přídavkem organického flokulantu (https://www.asio.cz/cz/cistuny-pro- průmysl).Currently used industrial wastewater treatment solutions consist of homogenization of the incoming waste water in an accumulation tank, which is usually stirred by a slow speed stirrer. The water is then pumped through a tube mixer and fed to a coagulation sedimentation reactor. In the tube mixer, the waste water is further adjusted to the required pH value. Dosing of the coagulant will precipitate the contamination present, which will be removed by subsequent sedimentation without further waste water treatment (biological reactor, membrane separation). For more efficient drainage of precipitated sludge on filter press is ensured by addition of organic flocculant (https://www.asio.cz/cz/cistuny-pro- průmysl).
Existuje potřeba optimalizovat zařízení pro čištění obtížně biologicky čistitelných odpadních vod tak, aby zajistilo vysokou kvalitu vyčištěné vody, a to i při změně kvality vstupní odpadní vody.There is a need to optimize plants for the treatment of difficult-to-treat wastewater so as to ensure a high quality of treated water, even if the quality of the incoming waste water is changed.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Předložené technické řešení se týká variabilní membránové jednotky pro čištění obtížně biologicky čistitelných odpadních vod, která obsahuje segment mechanického předčištění, nádrž surové vody opatřenou aeračními elementy apH sondou, přičemž nádrž surové vody je dáleThe present invention relates to a variable membrane unit for the treatment of difficult-to-treat wastewater comprising a mechanical pre-treatment segment, a raw water tank provided with aeration elements and an apH probe, wherein the raw water tank is furthermore
- 1 CZ 33233 U1 propojená s dávkovačem zásady a dávkovačem kyseliny, potrubní rozvod napojený na dávkovač koagulantu a/nebo dávkovač flokulantu, variabilní koagulační segment zahrnující jeden nebo více z následujících prvků: trubkový flokulátor, flokulační komory a lamelový separátor, dále alespoň jeden membránový modul vybraný ze skupiny zahrnující ponorný podtlakový membránový modul umístěný v nádrži ponorného podtlakového modulu, která dále obsahuje aerační elementy, a tlakový membránový modul, a dále nádrž permeátu.Connected to an alkali dispenser and acid dispenser, a piping connected to a coagulant dispenser and / or a flocculant dispenser, a variable coagulation segment comprising one or more of the following: a tubular flocculator, flocculation chambers and a lamella separator, furthermore at least one membrane module selected from the group consisting of a submersible vacuum membrane module disposed in a tank of a submersible vacuum module further comprising aeration elements and a pressure membrane module, and a permeate tank.
Variabilní membránová jednotka dle předloženého technického řešení je napojena prostřednictvím ponorného čerpadla na nádrž na odpadní vodu pocházející ze zdroje znečištění.The variable diaphragm unit according to the present invention is connected by means of a submersible pump to a waste water tank originating from a source of pollution.
Voda prochází přes segment mechanického předčištění, který se může nacházet mezi nádrží na odpadní vodu a nádrží surové vody, ale může být též umístěn přímo v nádrži surové vody. Segment mechanického předčištění zahrnuje strojní česle, přičemž velikost ok ve strojních česlích se volí v závislosti na charakteru surové odpadní vody. Obvykle je velikost ok mezi 1 a 5 mm, pro většinu vod a pro ochranu membrány je výhodná velikost ok mezi 1,5 a 2 mm. Shrabky z česlí přepadávají do nádoby umístěné pod česlemi a následně jsou likvidovány.The water passes through a mechanical pretreatment segment that may be located between the waste water tank and the raw water tank, but may also be located directly in the raw water tank. The mechanical pretreatment segment includes machine screens, the mesh size of the machine screens being selected depending on the nature of the raw waste water. Typically, the mesh size is between 1 and 5 mm, for most waters and for membrane protection, a mesh size of between 1.5 and 2 mm is preferred. Screen racks fall into a container under the screen and are then disposed of.
Nádrž surové vody má objem dle požadavků na čištění vody, např. 2 až 3 m3. Nádrž je osazena aeračními elementy, které zajišťují promíchávání nádrže. Jako zdroj vzduchu pro aerační elementy slouží dmychadlo.The raw water tank has a volume according to water purification requirements, eg 2 to 3 m 3 . The tank is equipped with aeration elements that ensure mixing of the tank. A blower serves as the air source for the aeration elements.
Nádrž surové vody je opatřena pH sondou, která kontinuálně měří hodnotu pH vody a určuje, zda má být do nádrže pro úpravu pH vody na optimální hodnotu pro následnou koagulaci přidána zásada nebo kyselina. Za tímto účelem je nádrž surové vody dále propojena s dávkovacím čerpadlem zásady a s dávkovacím čerpadlem kyseliny, které jsou umístěny v zásobních barelech. Vhodnou zásadou je hydroxid sodný, vhodnou kyselinou je kyselina sírová a kyselina fosforečná. Vyústění dávkování zásady a kyseliny je výhodně umístěno na protější straně od pH sondy.The raw water tank is provided with a pH probe that continuously measures the pH of the water and determines whether a base or acid should be added to the tank to adjust the pH of the water to the optimum value for subsequent coagulation. For this purpose, the raw water tank is further connected to a base metering pump and an acid metering pump, which are located in the storage barrels. A suitable base is sodium hydroxide, a suitable acid is sulfuric acid and phosphoric acid. The base and acid dosing orifices are preferably located opposite the pH probe.
V systému řídící jednotky lze nastavit požadované optimální rozmezí hodnot pH. Na tuto hodnotu je pH upravováno buď přídavkem hydroxidu sodného, nebo kyseliny sírové či fosforečné. Po dosažení požadované hodnoty pH je voda čerpána čerpadlem, jehož sání je výhodně umístěno ve spodní části nádrže, k dalšímu zpracování do potrubního rozvodu.The desired optimal pH range can be set in the control system. The pH is adjusted to this value either by the addition of sodium hydroxide or sulfuric or phosphoric acid. Upon reaching the desired pH value, the water is pumped through a pump, the suction of which is preferably located at the bottom of the tank, for further processing into the pipeline.
Nádrž surové vody je výhodně rovněž opatřena hladinovým čidlem, které řídí dopouštění surové odpadní vody z nádrže na odpadní vodu.The raw water tank is preferably also provided with a level sensor which controls the entry of raw waste water from the waste water tank.
Potrubní rozvod je napojený na dávkovač koagulantu a/nebo dávkovač flokulantu. Dávkovačem jsou zásobní barely opatřené dávkovacím čerpadlem. Před a za dávkovači vstupy koagulantu a/nebo flokulantu mohou být dále umístěny vzorkovací kulové kohouty. Před dávkovacím vstupem koagulantu a/nebo flokulantu může být rovněž umístěn průtokoměr. V potrubním rozvodu připravená suspenze odpadní vody a vhodného koagulantu a/nebo flokulantu je dále vedena do variabilního koagulačního segmentu.The piping is connected to the coagulant dispenser and / or flocculant dispenser. The dispenser is stock barrels equipped with a dosing pump. Further, sampling ball valves may be located upstream and downstream of the dosing ports of the coagulant and / or flocculant. A flow meter may also be located upstream of the metering inlet of the coagulant and / or flocculant. The sewage slurry and suitable coagulant and / or flocculant prepared in the pipeline is further fed to a variable coagulation segment.
Variabilní koagulační segment zahrnuje jeden nebo více z následujících prvků: trubkový flokulátor, flokulační komory, a lamelový separátor, přičemž možná jsou zejména následující provedení:The variable coagulation segment comprises one or more of the following: a tubular flocculator, a flocculation chamber, and a vane separator, in particular the following embodiments being possible:
a) flokulační komora s rychlým mícháním, flokulační komora s pomalým mícháním a lamelový separátor,a) flocculation chamber with rapid stirring, flocculation chamber with slow stirring and vane separator,
b) trubkový flokulátor,b) tubular flocculator,
c) trubkový flokulátor napojený na lamelový separátor.c) a tubular flocculator connected to a lamella separator.
Variabilní koagulační segment přitom může zahrnovat jedno z těchto provedení nebo i víceThe variable coagulation segment may comprise one or more of these embodiments
-2CZ 33233 U1 těchto provedení zároveň, přičemž aktuálně používané provedení je voleno podle předběžných koagulačních testů a v závislosti na charakteru odpadní vody i vytvořené suspenze.At the same time, the currently used embodiment is selected according to preliminary coagulation tests and, depending on the nature of the waste water, the suspension formed.
Ve flokulačních komorách dochází působením vhodného koagulantu a/nebo flokulantu k vytvoření vloček, které jsou následně odstraněny na lamelovém separátoru, z něhož odpadní voda dále natéká do nádrže ponorného podtlakového membránového modulu.In the flocculation chambers, flocculation occurs by the action of a suitable coagulant and / or flocculant, which is subsequently removed on a lamella separator, from which the waste water further flows into the tank of the submersible vacuum membrane module.
V trubkovém flokulátoru rovněž dochází působením koagulantu a/nebo flokulantu k vytvoření vloček, které jsou následně případně odstraněny na lamelovém separátoru, z něhož odpadní voda dále natéká (např. gravitačně) do nádrže ponorného podtlakového membránového modulu.Also, flocculants are formed in the tubular flocculator by the action of a coagulant and / or flocculant, which are subsequently optionally removed on a lamella separator, from which the wastewater further flows (e.g. by gravity) into the tank of the submersible vacuum membrane module.
Za variabilním koagulačním segmentem následuje alespoň jeden membránový modul vybraný ze skupiny zahrnující ponorný podtlakový membránový modul umístěný v nádrži ponorného podtlakového modulu, která dále obsahuje aerační elementy, a tlakový membránový modul.The variable coagulation segment is followed by at least one membrane module selected from the group consisting of a submersible vacuum membrane module located in a tank of a submersible vacuum module that further comprises aeration elements and a pressure membrane module.
Ponorný podtlakový membránový modul je umístěn v nádrži na ponorný modul. Pod membránovým modulem jsou umístěny aerační elementy. Jako zdroj vzduchu pro aerační elementy slouží dmychadlo. Nádrž na ponorný modul může být dále osazena hladinovým čidlem a sondou pro měření koncentrace nerozpuštěných látek/zákalu.The submersible vacuum membrane module is located in the tank for the submersible module. Aeration elements are located under the membrane module. A blower serves as the air source for the aeration elements. The immersion module tank can be further equipped with a level sensor and a probe for measuring the concentration of suspended solids / turbidity.
Ponorný podtlakový membránový modul má adekvátní filtrační plochu, obvykle o obsahu několika m2 a je složen z několika desek. Membrány jsou z vhodného materiálu, jako je např. keramika, PES (polyethersulfon), PVDF (polyvinylidendifluorid). Rozměry pórů membrán jsou voleny podle typu čištěné odpadní vody, obvykle v rozmezí 10 až 0,03 pm, které zahrnuje mikrofiltraci (10 až 0,1 pm), výhodněji ultrafiltraci (0,03 až 0,1 pm).The submersible diaphragm module has an adequate filtration area, usually of several m 2 and consists of several plates. The membranes are of a suitable material such as ceramics, PES (polyethersulfone), PVDF (polyvinylidene difluoride). The pore dimensions of the membranes are selected according to the type of waste water treated, usually in the range of 10 to 0.03 µm, which includes microfiltration (10 to 0.1 µm), more preferably ultrafiltration (0.03 to 0.1 µm).
Provozní podtlak aplikovaný při provozu membránového modulu je kolem 700 mbar a 3 bar při zpětném proplachu.The operating vacuum applied during operation of the membrane module is around 700 mbar and 3 bar at backwash.
V rámci jednoho výhodného provedení je nádrž ponorného podtlakového membránového modulu propojena s biologickou aktivační nádrží. Biologická aktivační nádrž představuje biologický stupeň čištění, který dále snižuje množství přítomného organického znečištění, které případně není dostatečně odstraněno procesem koagulace/flokulace a filtrace.In one preferred embodiment, the tank of the submersible vacuum membrane module is connected to the biological activation tank. The biological activation tank is a biological purification step that further reduces the amount of organic contamination present, which may not be sufficiently removed by the coagulation / flocculation and filtration process.
Tlakový membránový modul je tvořen z vhodného materiálu, jako je např. keramika, PES (polyethersulfon), PVDF (polyvinylidendifluorid). Výhodně je tvořen spirálně vinutou membránou z PVDF. Provzdušnění tlakového moduluje zajištěno pomocí dmychadla.The pressure membrane module is made of a suitable material such as ceramics, PES (polyethersulfone), PVDF (polyvinylidene difluoride). Preferably, it is a spiral wound membrane of PVDF. Aeration of the pressure module is ensured by a blower.
Tlakový membránový modul je možné provozovat v režimu dead-end (veškerá voda protéká skrz membránu a nečistoty jsou zachyceny na jejím povrchu) nebo cross-flow (surová voda protéká podél membrány a pouze permeát protéká skrz membránu, zatímco retentát unáší nečistoty z modulu). V případě režimu cross-flow je retentát veden buď před lamelový separátor, nebo je odveden ze systému jako odpad.The pressure diaphragm module can be operated in dead-end mode (all water flows through the membrane and dirt is trapped on its surface) or cross-flow (raw water flows along the membrane and only permeate flows through the membrane while the retentate carries the dirt from the module). In the cross-flow mode, the retentate is either passed in front of the vane separator or discharged from the system as waste.
Celková filtrační plocha tlakového membránového modulu je obvykle v řádu desítek m2. Rozměry pórů membrány jsou voleny podle typu čištěné odpadní vody, obvykle v rozmezí 10 až 0,03 pm, které zahrnuje mikrofiltraci (10 až 0,1 pm), výhodněji ultrafiltraci (0,03 až 0,1 pm).The total filtration area of the pressure membrane module is usually in the order of tens of m 2 . The pore dimensions of the membrane are selected according to the type of waste water treated, usually in the range of 10 to 0.03 µm, which includes microfiltration (10 to 0.1 µm), more preferably ultrafiltration (0.03 to 0.1 µm).
Provozní rozmezí transmembránového tlaku se pohybuje od 0,07 do 0,70 bar. Tento modul, díky své vnitřní konstrukci, umožňuje filtrovat odpadní vody s vyšší koncentrací nerozpuštěných látek než ostatní spirálně vinuté membránové moduly, v závislosti na charakteru suspenze až do 800 mg/1.The operating range of the transmembrane pressure ranges from 0.07 to 0.70 bar. This module, thanks to its internal design, allows to filter wastewater with a higher concentration of suspended solids than other spiral wound membrane modules, depending on the nature of the suspension up to 800 mg / l.
Variabilní membránová jednotka v rámci jednoho výhodného provedení obsahuje oba membránové moduly, tedy jak ponorný podtlakový membránový modul, tak tlakovýIn a preferred embodiment, the variable membrane unit comprises both membrane modules, i.e. both a submersible vacuum membrane module and a pressure module.
-3 CZ 33233 U1 membránový modul zapojený mezi nádrž ponorného podtlakového membránového modulu a nádrž permeátu.U1 membrane module connected between the immersion vacuum membrane module tank and the permeate tank.
Vyčištěná odpadní voda - permeát - je čerpána čerpadlem do nádrže permeátu. Nádrž permeátu může být osazena hladinovým čidlem. Ve spodní části nádrže je umístěn výpustní kohout. Permeát je do nádrže čerpán výhodně spodem, a to permeátovým čerpadlem, které má obousměrný chod pro zajištění zpětného proplachu membrán. Při zpětném proplachu nebo při chemickém proplachu jez nádrže permeátu část permeátu odčerpávána pro potřebný proplach. Přebytečný permeát odtéká přepadem ze systému.The treated waste water - permeate - is pumped through the pump to the permeate tank. The permeate tank can be fitted with a level sensor. The drain cock is located in the lower part of the tank. The permeate is preferably pumped into the tank from below by a permeate pump having a bidirectional flow to provide backwashing of the membranes. During backwashing or chemical rinsing, the permeate tank is drained of a portion of the permeate for the necessary flushing. Excess permeate flows through the overflow from the system.
Pro čerpání z ponorného podtlakového modulu i pro tlakový modul může být použito jedno permeátové čerpadlo. Do potrubí je umístěna pH sonda, měření vodivosti a průtokoměr. Na potrubí permeátu může být rovněž umístěn vzorkovací kulový kohout.One permeate pump can be used for pumping from both the submerged vacuum module and the pressure module. A pH probe, conductivity measurement and flow meter are placed in the pipeline. A sample ball valve may also be located on the permeate pipeline.
Pro chemické čištění membrán je jednotka dále opatřena dávkovači čisticích látek, které zahrnují zásobní nádrže a dávkovači čerpadla. Do potrubí permeátu jsou např. dávkovány kyselina citrónová, hydroxid sodný, a chlornan sodný.For chemical cleaning of the membranes, the unit is further provided with detergent dispensers, which include storage tanks and dosing pumps. For example, citric acid, sodium hydroxide, and sodium hypochlorite are metered into the permeate line.
Na potrubí s čerpadlem jsou umístěny vstřikovací ventily na chemikálie potřebné pro chemický proplach membrány.Injection valves for chemicals required for the chemical flushing of the diaphragm are located on the pump pipeline.
Chemické proplachy se spouští automaticky dle nastavené hodnoty transmembránového tlaku, a to v pořadí oxidační chemický proplach a následně chemický proplach v kyselém režimu.The chemical flushes are triggered automatically according to the set value of the transmembrane pressure, namely the oxidative chemical flush and then the chemical flush in the acid mode.
Kal z lamelového separátoru, nádrže ponorného membránového modulu, popř. retentát je ze systému odtahován pomocí čerpadla. Z nádrže ponorného modulu dochází při nastavené hodnotě koncentrace nerozpuštěných látek ke spuštění tohoto čerpadla. Čerpadlo je řízeno zákalovou sondou, která je umístěna v nádrži ponorného membránového modulu. Odkalení lamelového separátoru je realizováno buď manuálně, nebo v předem nastaveném časovém intervalu.Sludge from lamella separator, tank of submersible membrane module, event. the retentate is withdrawn from the system by means of a pump. The pump is started from the immersion module tank at the set value of suspended solids. The pump is controlled by a turbidity probe located in the tank of the submersible membrane module. The sludge separator is blown off either manually or at a preset time interval.
Pro lepší manipulaci při nakládání, vykládání a instalaci je většina konstrukčních celků a funkčních segmentů technologie umístěna na rámech nebo paletách.For better handling during loading, unloading and installation, most components and functional segments of the technology are placed on frames or pallets.
Celá variabilní membránová jednotka je schopna pracovat dle nastavených parametrů v plně automatickém režimu. Všechny stroje a čidla jsou připojena do společného elektrorozvaděče. Zavírání a otvírání příslušných kohoutů a ventilů je buď v ručním režimu (např. zvolení potrubní trasy příslušného membránového modulu) nebo je řízeno přes pneumatické pohony. Součástí variabilní jednotky je také kompresor, který zajišťuje dodávku stlačeného vzduchu pro veškeré pneumatické pohony.The entire variable membrane unit is able to operate according to the set parameters in fully automatic mode. All machines and sensors are connected to a common switchboard. The closing and opening of the respective taps and valves is either in manual mode (eg selecting the piping path of the respective diaphragm module) or controlled via pneumatic actuators. The variable unit also includes a compressor that provides compressed air for all pneumatic drives.
Řídicí systém jednotky je rozdělen na dvě základní části, a to úprava hodnoty pH a membránová filtrace. V řídicím systému jednotky lze zvolit buď použití tlakového modulu, nebo podtlakového modulu, a následně podle toho dojde ke spuštění příslušných zařízení. Při poruše nebo překročení nastavených limitních hodnot dojde k automatickému odstavení jednotky. Jednotka umožňuje připojení a správu i přes vzdálený přístup.The control system of the unit is divided into two basic parts: pH adjustment and membrane filtration. In the control system of the unit, either the use of a pressure module or a vacuum module can be selected, and the relevant devices are started accordingly. The unit will automatically shut down if the set limit values are exceeded or exceeded. The unit allows connection and management via remote access.
Objasnění výkresůClarification of drawings
V grafu 1 je uvedeno porovnání odtokových koncentrací parametru CHSK (chemická spotřeba kyslíku) ze stávající průmyslové ČOV a variabilní membránové jednotky.Figure 1 shows a comparison of the COD discharge (chemical oxygen consumption) from the existing industrial wastewater treatment plant and the variable membrane unit.
-4CZ 33233 U1-4GB 33233 U1
Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions
Rozumí se, že níže popsané příklady provedení technického řešení slouží pouze pro ilustraci a nemají za cíl omezit technické řešení na tyto příklady. Odborník v daném oboru bude samozřejmě schopen za pomoci rutinního experimentování připravit ekvivalenty ke specifickým provedením technického řešení popsaným v tomto dokumentu. I tyto ekvivalenty jsou přitom zahrnuty do rozsahu ochrany vymezeného následujícími nároky na ochranu.It is to be understood that the examples described below are for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention to these examples. Of course, one skilled in the art will be able to prepare equivalents to the specific embodiments described herein by routine experimentation. These equivalents are also included in the scope of protection defined by the following protection claims.
Příklad 1Example 1
Pro čerpání surové odpadní vody na jednotku byla instalována průtočná nádrž na odpadní vodu, protože odpadní vody z textilního závodu, kde byla jednotka testována, jsou na lokální ČOV přečerpávány do egalizačních nádrží. Odpadní voda přepadává z otevřené nátokové trubky do jednotlivých egalizačních nádrží. Přes instalovanou plastovou průtočnou nádrž protéká veškerá odpadní voda přicházející na ČOV. V této nádrži bylo umístěno ponorné čerpadlo DOMO LOWARA 10VX, které čerpá vodu přes segment mechanického předčištění, který je umístěn přímo v nádrži, do nádrže surové vody jednotky. Segment mechanického předčištění tvoří strojní česle MI 15E (Aqseptence Group Carpi) s průměrem ok všitu 2 mm. Shrabky přepadají do děrované nádoby umístěné pod česlemi. Po naplnění nádoby jsou shrabky likvidovány manuálně.A wastewater flow tank was installed to pump raw wastewater to the unit, as the waste water from the textile plant where the unit was tested is pumped to the local WWTP into the leveling tanks. The waste water flows from the open inlet pipe to the individual leveling tanks. All waste water coming to the WWTP flows through the installed plastic flow tank. A DOMO LOWARA 10VX submersible pump was installed in this tank to pump water through the mechanical pre-treatment segment located directly in the tank into the unit's raw water tank. The mechanical pre-cleaning segment consists of the MI 15E (Aqseptence Group Carpi) machine screen with a 2 mm sewn diameter. The screenings fall into a perforated container placed under the screen. After filling the container, the screenings are disposed of manually.
Pracovní objem nádrže surové vody je 2,5 m3. Nádrž byla osazena čtyřmi diskovými aeračními elementy PERMA CAP COARSE 3/4 GB (Water Engineering), které zajišťují promíchávaní nádrže. Jako zdroj vzduchu sloužilo dmychadlo JDK-S 100 SECOH (Bibus) s výkonem 6 m3/h. Dmychadlo bylo umístěno spolu s čerpadlem surové vody na paletě.The working volume of the raw water tank is 2.5 m 3 . The tank was fitted with four disc aeration elements PERMA CAP COARSE 3/4 GB (Water Engineering), which ensure the mixing of the tank. The JDK-S 100 SECOH blower (Bibus) with an output of 6 m 3 / h served as the air source. The blower was placed on the pallet together with the raw water pump.
V nádrži byla umístěna pH sonda (Hach) a hladinové čidlo (BD senzors), které řídí dopouštění z průtočné nádrže. Na protější straně od pH sondy bylo vyústěno dávkování hydroxidu sodného z dávkovače zásady a kyseliny sírové z dávkovače kyseliny, pro úpravu pH na optimální hodnotu pro následnou koagulaci. Tyto chemikálie jsou dávkovány ze zásobních barelů o objemu 60 1 pomocí dávkovačích čerpadel DDA 7,5-16AR-PP/E/C-F-31U2U2FG (Grundfos) pro hydroxid sodný a DDA 7,5-16AR-PP/E/C-F-31U2U2FG (Grundfos) pro kyselinu sírovou. Oba barely byly umístěny na paletě, každý separátně v záchytné vaně o objemu 60 1.A pH probe (Hach) and a level sensor (BD sensors) were placed in the tank to control the flow from the flow tank. Opposite from the pH probe, dosing of sodium hydroxide from the base dispenser and sulfuric acid from the acid dispenser resulted in an adjustment of the pH to the optimum value for subsequent coagulation. These chemicals are dispensed from 60-liter stock barrels using DDA 7.5-16AR-PP / E / CF-31U2U2FG metering pumps (Grundfos) for sodium hydroxide and DDA 7.5-16AR-PP / E / CF-31U2U2FG ( Grundphos) for sulfuric acid. Both barrels were placed on a pallet, each separately in a 60 L collection tray.
V systému řídící jednotky bylo nastaveno požadované optimální rozmezí hodnot pH. Na tuto hodnotu je pH upravováno buď přídavkem hydroxidu sodného, nebo kyseliny sírové.The desired optimal pH range has been set in the control system. The pH is adjusted to this value either by the addition of sodium hydroxide or sulfuric acid.
Po dosažení požadované hodnoty pH je voda čerpána k dalšímu zpracování do potrubního segmentu. Koagulant je dávkován čerpadlem DDA 7,5-16AR-PP/E/C-F-32U2U2FG (Grundfos) a flokulant čerpadlem DDA 7,5-16AR-PP/V/C-F-32U2U2FG (Grundfos). Koagulant aflokulant jsou dávkovány z barelů o objemu 60 1. Barely jsou rovněž umístěny v záchytných vanách o objemu 60 1, oba na společné paletě. Před a za dávkovacími vstupy koagulantu a flokulantu byly umístěny vzorkovací kulové kohouty. Před dávkováním koagulantu a flokulantu byl umístěn také průtokoměr Flow33 DN10 (Comac Cal).After reaching the desired pH value, the water is pumped for further processing into the pipe segment. The coagulant is dosed with DDA 7.5-16AR-PP / V / C-F-32U2U2FG pump (Grundfos) and flocculant with DDA 7.5-16AR-PP / V / C-F-32U2U2FG pump (Grundfos). Coagulant aflokulant are dispensed from 60 L barrels. The barrels are also housed in 60 L trays, both on a common pallet. Sample ball valves were placed upstream and downstream of the coagulant and flocculant dosing ports. A Flow33 DN10 flow meter (Comac Cal) was also placed prior to the coagulant and flocculant dosing.
Ve spodní části nádrže na surovou vodu bylo napojeno sání čerpadla NETZSCH NM 021 BY 01 L 06 B. Samotné čerpadlo bylo umístěno na rámu a jeho výkon je regulovatelný v rozmezí 0,1 až 1,5 m3/h.At the bottom of the raw water tank, the suction of the NETZSCH NM 021 BY 01 L 06 B pump was connected. The pump itself was placed on the frame and its output is adjustable in the range of 0.1 to 1.5 m 3 / h.
Potrubní rozvod byl dále propojen s variabilním koagulačním segmentem, jehož jedna větev zahrnuje trubkový flokulátor (směšovač) o objemu 50 1 a druhá větev zahrnuje flokulační komoru s rychlým mícháním a flokulační komoru s pomalým mícháním. Koagulační segment dále zahrnuje lamelový separátor.The piping was further coupled to a variable coagulation segment, one branch comprising a 50L tubular flocculator (mixer) and the other branch comprising a flocculation chamber with rapid stirring and a flocculation chamber with slow stirring. The coagulation segment further comprises a lamella separator.
Odávkovaná voda v druhé větvi natéká na flokulační komoru s rychlým mícháním a následně na flokulační komoru s pomalým mícháním a pak na lamelový separátor. Z lamelového separátoruThe discharged water in the second branch flows to the flocculation chamber with rapid stirring and then to the flocculation chamber with slow stirring and then to the vane separator. From lamella separator
-5 CZ 33233 U1 voda natéká do nádrže ponorného membránového modulu.The water flows into the tank of the submersible membrane module.
Odávkovaná voda v první větvi je vedena do trubkového flokulátoru (směšovače) o objemu 50 1. Z trubkového flokulátoru je odávkovaná voda vedená jednak před lamelový separátor, z něhož voda natéká do nádrže ponorného membránového modulu, jednak za lamelový separátor, kdy voda do nádrže ponorného membránového modulu natéká přímo. Konkrétní cestu lze zvolit dle aktuálních podmínek.Drain water in the first branch is fed into a 50 L tubular flocculator (mixer). From the tubular flocculator, the water is discharged in front of the lamella separator, from which water flows into the submersible membrane module tank, membrane module flows directly. The specific path can be selected according to current conditions.
V nádrži na ponorný membránový modul (celkový objem nádrže 1,8 m3) byl umístěn ponorný podtlakový membránový modul. Průměr nádrže je 1,2 m. Pro dostatečný akumulační prostor je výška hladiny udržována 0,5 až 0,8 m nad ponorným modulem. Pod membránovým modulem byly umístěny tři diskové aerační elementy PERMA CAP COARSE 3/4 GB (Water Engineering). Připojené dmychadlo JDK-S 100 SECOH má výkon 6 m3/h. Nádrž byla osazena hladinovým čidlem a sondou pro měření koncentrace nerozpuštěných látek/zákalu (Elách).A submersible vacuum membrane module was placed in the tank for the submersible membrane module (total tank volume 1.8 m 3 ). The tank diameter is 1.2 m. For sufficient accumulation space, the water level is maintained 0.5 to 0.8 m above the immersion module. Three disk aeration elements PERMA CAP COARSE 3/4 GB (Water Engineering) were placed under the membrane module. The connected blower JDK-S 100 SECOH has an output of 6 m 3 / h. The tank was fitted with a level sensor and a probe for measuring the concentration of suspended solids / turbidity (Elach).
Do nádrže byl umístěn ponorný podtlakový keramický membránový modul o celkové filtrační ploše 1,812 m2 složený z celkem 12 desek. Velikost póru v membráně je 0,1 pm. Maximální provozní podtlak je 700 mbar a 3 bar při zpětném proplachu.A submersible vacuum membrane membrane module with a total filtration area of 1.812 m 2 consisting of a total of 12 plates was placed in the tank. The pore size in the membrane is 0.1 µm. The maximum operating vacuum is 700 mbar and 3 bar at backwash.
Z nádrže na ponorný membránový modul se čerpalo pomocí čerpadla NETZSCH NM 021 BY 01 L 06 B na tlakový membránový modul. Pakliže je tlakový membránový modul v provozu, slouží nádrž ponorného modulu jako akumulační nádrž pro čerpání na tlakový modul. Provzdušnění tlakového modulu bylo zajištěno pomocí dmychadla JDK-S 100 SECOH (Bibus).The NETZSCH NM 021 BY 01 L 06 B pump was pumped from the tank for the submersible membrane module to the pressure diaphragm module. When the pressure diaphragm module is in operation, the tank of the submersible module serves as an accumulation tank for pumping to the pressure module. The pressure module was aerated using the JDK-S 100 SECOH blower (Bibus).
Tlakový modul byl tvořen spirálně vinutou membránou z PVDF. Celková filtrační plocha je 27,5 m2 a velikost pórů membrány je 0,03 pm. Provozní rozmezí transmembránového tlaku se pohybuje od 0,07 do 0,70 bar. Tento modul, díky své vnitřní konstrukci, umožňuje filtrovat odpadní vody s vyšší koncentrací nerozpuštěných látek než ostatní spirálně vinuté membránové moduly, v závislosti na charakteru suspenze až do 800 mg/1.The pressure module consisted of a spiral wound membrane of PVDF. The total filtration area is 27.5 m 2 and the membrane pore size is 0.03 µm. The operating range of the transmembrane pressure ranges from 0.07 to 0.70 bar. This module, due to its internal design, allows wastewater to be filtered with a higher concentration of suspended solids than other spiral wound membrane modules, depending on the nature of the suspension up to 800 mg / l.
Vyčištěná odpadní voda - permeát - byla čerpána čerpadlem NETZSCH NM 021 BY 01 L 06 B do nádrže permeátu o objemu 1 m3. Pro čerpání z ponorného podtlakového modulu i pro tlakový modul bylo použito jedno permeátové čerpadlo. Do potrubí byla umístěna pH sonda, měření vodivosti (Hach) a průtokoměr Flow33 DN10 (Comac Cal). Na potrubí permeátu byl rovněž umístěn vzorkovací kulový kohout.The treated waste water - permeate - was pumped by a NETZSCH NM 021 BY 01 L 06 B pump into a 1 m 3 permeate tank. One permeate pump was used for pumping from both the submersible vacuum module and the pressure module. A pH probe, conductivity measurement (Hach) and a Flow33 DN10 flow meter (Comac Cal) were placed in the pipeline. A sample ball valve was also placed on the permeate line.
Na potrubí s čerpadlem byly umístěny vstřikovací ventily na chemikálie potřebné pro chemický proplach membrány.Injection valves were placed on the piping with the pump for the chemicals needed for the chemical flushing of the membrane.
Nádrž permeátu byla osazena hladinovým čidlem (BD Sensors). Ve spodní části nádrže byl umístěn výpustní kohout. Permeát byl do nádrže čerpán spodem, permeátové čerpadlo mělo obousměrný chod pro zajištění zpětného proplachu membrán. Při zpětném proplachu nebo při chemickém proplachu byla z nádrže permeátu část permeátu odčerpávána pro potřebný proplach. Přebytečný permeát odtékal přepadem ze systému.The permeate tank was fitted with a level sensor (BD Sensors). In the lower part of the tank was located the drain cock. The permeate was pumped into the tank from below, the permeate pump was bidirectional to ensure backwashing of the membranes. During backwashing or chemical rinsing, a portion of the permeate was pumped from the permeate tank for the necessary flushing. Excess permeate flowed through the overflow from the system.
Dávkování chemikálií potřebných pro chemický proplach (CEB - chemical enhanced backwash) bylo umístěno na samostatném rámu. Zásobní nádrže o objemu 51a dávkovači čerpadla byla umístěna na společném rámu. Do potrubí permeátu byly dávkovány tyto chemikálie:The chemical enhanced backwash (CEB) dosing of chemicals was placed on a separate frame. The 51a metering pump storage tanks were placed on a common frame. The following chemicals were dosed into the permeate piping:
kyselina citrónová, dávkovači čerpadlo DDA 7,5-16AR-PP/E/C-F-31U2U2FG (Grundfos) hydroxid sodný, dávkovači čerpadlo DDA 7,5-16AR-PVC/V/C-F-31U2U2FG (Grundfos) chlornan sodný, dávkovači čerpadlo DDA 7,5-16AR-PP/E/C-F-31U2U2FG (Grundfos)citric acid, dosing pump DDA 7,5-16AR-PP / E / CF-31U2U2FG (Grundfos) sodium hydroxide, dosing pump DDA 7,5-16AR-PVC / V / CF-31U2U2FG (Grundfos) sodium hypochlorite, dosing pump DDA 7,5-16AAR-PP / E / CF-31U2U2FG (Grundfos)
-6cz 33233 U1-6cz 33233 U1
Chemické proplachy se spouštěly automaticky dle nastavené maximální hodnoty transmembránového tlaku, a to v pořadí oxidační chemický proplach a následně chemický proplach v kyselém režimu.Chemical flushes were triggered automatically according to the set maximum value of the transmembrane pressure, namely the oxidative chemical flush and subsequently the chemical flush in the acid mode.
Kal z lamelového separátoru, nádrže ponorného membránového modulu a retentát byly ze systému odtahovány pomocí čerpadla NETZSCH NM 021 BY 01 L 06 B. Z nádrže ponorného membránového modulu dochází při nastavené hodnotě koncentrace nerozpuštěných látek ke spuštění tohoto čerpadla. Čerpadlo je řízeno zákalovou sondou (Hach), která je umístěna v nádrži ponorného membránového modulu. Odkalení lamelového separátoru bylo realizováno manuálně.The sludge from the lamella separator, the submersible membrane module tank and the retentate were withdrawn from the system using a NETZSCH NM 021 BY 01 L 06 B pump. The pump is controlled by a turbidity probe (Hach), which is located in the tank of the submersible membrane module. The sludge separator was blown off manually.
Všechny stroje a čidla jsou připojena do společného elektrorozvaděče. Zavírání a otvírání příslušných kohoutů a ventilů jev ručním režimu (např. zvolení potrubní trasy příslušného membránového modulu). Součástí jednotky je také kompresor 210/10W (Festo), který zajišťuje dodávku stlačeného vzduchu pro veškeré pneumatické pohony.All machines and sensors are connected to a common switchboard. The closing and opening of the respective taps and valves is in manual mode (eg selection of the piping path of the relevant membrane module). The unit also includes a 210 / 10W compressor (Festo), which provides compressed air for all pneumatic drives.
Řídicí systém jednotky byl rozdělen na dvě základní části, a to úprava hodnoty pH a membránová filtrace. V systému lze vybrat, který membránový modul bude použit a podle toho dojde ke spuštění příslušných zařízení. Při poruše nebo překročení nastavených limitních hodnot dojde k automatickému odstavení jednotky. Jednotka umožňuje připojení a správu i přes vzdálený přístup.The control system of the unit was divided into two basic parts: pH adjustment and membrane filtration. In the system, it is possible to select which membrane module to use and start the corresponding devices accordingly. The unit will automatically shut down if the set limit values are exceeded or exceeded. The unit allows connection and management via remote access.
Příklad 2Example 2
Na jednotce byly zkoušeny tři varianty přípravy suspenze, a to:Three variants of suspension preparation were tested on the unit:
• flokulační komora s rychlým mícháním, flokulační komora s pomalým mícháním a lamelový separátor • trubkový flokulátor a lamelový separátor • trubkový flokulátor.• flocculation chamber with rapid stirring, flocculation chamber with slow stirring and lamella separator • tubular flocculator and lamella separator • tubular flocculator.
Následně probíhala separace vzniklých vloček na podtlakovém keramickém membránovém modulu.Subsequently, the resulting flakes were separated on a vacuum ceramic membrane module.
Stávající technologie přítomna na průmyslové čistírně odpadních vod se skládá z egalizačních nádrží, do kterých je přímo dávkován koagulant síran železitý a vápno na úpravu pH. Po sedimentaci vdané nádrži je supernatant čerpán do biologického reaktoru a následně dochází k separaci vyčištěné odpadní vody v sedimentačních nádržích. VTab. 1 je uvedeno porovnání odtoků z variabilní membránové jednotky a ze stávající průmyslové čistírny odpadních vod. Na rozdíl od stávající technologie, nový systém umožňuje záchyt i velmi malých mikrovloček, tedy další odstranění přítomného znečištění.The existing technology present in an industrial wastewater treatment plant consists of leveling tanks into which ferrous sulfate coagulant and lime for pH adjustment are directly dosed. After sedimentation in the tank, the supernatant is pumped into the biological reactor and the treated wastewater is separated in the sedimentation tanks. VTab. 1 shows a comparison of effluents from a variable membrane unit and from an existing industrial wastewater treatment plant. Unlike the existing technology, the new system allows the capture of very small micro-flakes, thus further removing the contamination present.
Tab. 1: Porovnání odtoků z jednotky a ze stávající průmyslové ČOVTab. 1: Comparison of outflows from the unit and from the existing industrial WWTP
cz 33233 U1cz 33233 U1
Z Tab. 1 vyplývá, že použitím variabilní membránové jednotky podle předloženého technického řešení došlo ke zlepšení kvality vyčištěné vody v porovnání s odtokem ze stávající průmyslové čistírny odpadních vod u parametru CHSK (chemická spotřeba kyslíku) o 30 % a v případě koncentrací zbytkového železa dokonce o 63 %.From Tab. 1 shows that the use of a variable membrane unit according to the present invention improved the quality of the treated water compared to the effluent from the existing industrial waste water treatment plant by 30% for COD and even 63% for residual iron concentrations.
Příklad 3Example 3
Pro čištění průmyslových odpadních vod pocházejících ze strojírenského průmyslu, konkrétně z výroby hliníkových odlitků, byla do finálního uspořádání technologie dle předchozích příkladů přidána navíc biologická aktivační nádrž, tedy biologický stupeň čištění. Odpadní voda byla po úpravě hodnoty pH a nadávkování optimálního množství koagulantu chloridu železitého čerpána na flokulační komoru s rychlým mícháním a flokulační komoru s pomalým mícháním a dále do lamelového separátoru. Z lamelového separátoru voda natékala do biologické aktivační nádrže, kde docházelo k dalšímu snížení organického znečištění. V pravidelných časových intervalech aktivační směs recirkulovala mezi biologickou aktivační nádrží a nádrží ponorného podtlakového membránového modulu, kde byl umístěn podtlakový keramický membránový modul.For the purification of industrial waste water from the engineering industry, in particular from the production of aluminum castings, a biological activation tank was added to the final arrangement of the technology according to the previous examples, i.e. the biological treatment stage. The waste water was pumped to the flocculation chamber with rapid stirring and the flocculation chamber with slow stirring and to the lamella separator after adjusting the pH and dosing the optimum amount of ferric chloride coagulant. From the lamellar separator, water flowed into the biological activation tank, where organic pollution was further reduced. At regular time intervals, the activation mixture was recirculated between the biological activation tank and the submerged vacuum membrane module tank where the vacuum ceramic membrane module was located.
Stávající čistírna odpadních vod se sestává ze vstupní nádrže, do které je v pravidelných časových intervalech dávkován koagulant chlorid železitý a voda je následně vedena do biologického reaktoru společně s vločkami železitého kalu, tudíž nedochází kjeho separaci. Vyčištěná voda je od směsi železitého a biologického kalu separována v gravitační sedimentační nádrži, což je značně problematické a dochází k úniku směsi biologického a železitého kalu do finálního odtoku. Stávající čistírna odpadních vod tak neplní požadavky na kvality vyčištěných vod.The existing wastewater treatment plant consists of an inlet tank into which ferric chloride coagulant is dosed at regular intervals and the water is subsequently fed to the biological reactor together with the ferric sludge flakes, thus avoiding separation. The purified water is separated from the mixture of ferric and biological sludge in a gravitational sedimentation tank, which is very problematic and the mixture of biological and ferric sludge leaks to the final runoff. Thus, the existing wastewater treatment plant does not meet the requirements for the quality of treated water.
V Tab. 2 jsou uvedeny hodnoty organického znečištění vyjádřeného parametrem CHSK (chemická spotřeba kyslíku) jednotky na přítoku, odtoku z lamelového separátoru a permeátu, tj. finálního odtoku.In Tab. Table 2 shows the values of organic contamination expressed by the COD (chemical oxygen demand) of the unit at the inlet, outlet from the lamellar separator and permeate, ie the final outlet.
Tab. 2: Hodnoty CHSK při čištění odpadní vody na jednotceTab. 2: COD values for wastewater treatment on the unit
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Variabilní membránová jednotka pro čištění obtížně biologicky čistitelných odpadních vod dle předloženého technického řešení je použitelná pro čištění různých druhů obtížně biologicky čistitelných odpadních vod, které jsou jinými způsoby jen velmi obtížně čistitelné - např. odpadních vod s vysokými obsahy tuků, odpadních vod s obsahem tenzidů a barviv, řezných emulzí apod.The variable diaphragm unit for the treatment of difficult biodegradable waste water according to the present invention is applicable to the treatment of various kinds of difficult biodegradable waste water which are in other ways very difficult to purify - e.g. dyes, cutting emulsions, etc.
Díky zařazení membránových modulů dochází k velmi efektivní separaci vloček vzniklého kalu, tudíž jeho separace není závislá na jeho sedimentačních charakteristikách, jako je tomu v případě aktuálně hojně využívaných sedimentačních nádržích. Ze systému tak odchází voda kompletně zbavená nerozpuštěných látek.Due to the inclusion of membrane modules, the sludge flocculation of the resulting sludge is very effective, so its separation is not dependent on its sedimentation characteristics, as is the case with the currently widely used sedimentation tanks. This leaves the water completely free of suspended solids.
cz 33233 U1cz 33233 U1
Použité řešení je vysoce variabilní a flexibilní, snadno transportovatelné a umožňuje rychlou adaptaci na konkrétní podmínky a charakter daných odpadních vod a jejich změny, přičemž zabezpečuje díky použití membrán vysokou efektivitu čištění, a tedy minimalizaci negativních vlivů na životní prostředí.The solution used is highly variable and flexible, easily transportable and allows rapid adaptation to the specific conditions and nature of the waste water and its changes, while ensuring the use of membranes high cleaning efficiency and thus minimizing negative environmental impacts.
Variabilní membránová jednotka pro čištění obtížně biologicky čistitelných odpadních vod dle předloženého technického řešení se uplatní např. při čištění odpadních vod z textilního průmyslu či z průmyslu strojírenského.The variable membrane unit for the treatment of hardly biologically treatable waste water according to the present technical solution is used, for example, in the treatment of waste water from the textile industry or from the engineering industry.
NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36359U CZ33233U1 (en) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Variable membrane unit for treating hardly biologically treated waste water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36359U CZ33233U1 (en) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Variable membrane unit for treating hardly biologically treated waste water |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ33233U1 true CZ33233U1 (en) | 2019-09-23 |
Family
ID=68057942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019-36359U CZ33233U1 (en) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Variable membrane unit for treating hardly biologically treated waste water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ33233U1 (en) |
-
2019
- 2019-06-27 CZ CZ2019-36359U patent/CZ33233U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dialynas et al. | Integration of a membrane bioreactor coupled with reverse osmosis for advanced treatment of municipal wastewater | |
| US20200277206A1 (en) | Single-stage water treatment system | |
| JP5889328B2 (en) | Method and sewage treatment apparatus for treating organic substances and nitrogen contained in sewage | |
| KR101050374B1 (en) | Automatic operation device of small sewage treatment facility | |
| RU2410336C2 (en) | Apparatus for purifying liquid, method of washing hollow-fibre filter and application of method of washing hollow-fibre filter | |
| US20180170769A1 (en) | Method for processing waste water | |
| KR20170002095A (en) | Membrane filtration for advanced water treatment device using hydraulic head differential and method for dynamic pressure conttrolling the same | |
| JP4844825B2 (en) | Sewage treatment plant at satellite treatment plant | |
| KR100666831B1 (en) | A method for advanced drinking water treatment using a submerged uf membrane filtration | |
| CA2594799A1 (en) | A membrane unit and equipment for wastewater clarification with a membrane unit and a method for the operation of such equipment | |
| KR20080010909A (en) | Water-treatment apparatus using membrane module submerged at inside of fiber filter and method thereof | |
| JPWO2011136043A1 (en) | Waste water treatment apparatus and waste water treatment method | |
| KR101522254B1 (en) | Two stage membrane filtration system having flexible recovery ratio and operation method thereof | |
| JP2009262021A (en) | Membrane filtration method and membrane filtration apparatus | |
| CZ33233U1 (en) | Variable membrane unit for treating hardly biologically treated waste water | |
| JP2010046561A (en) | Sludge dehydrating and concentrating method and apparatus thereof | |
| JP6243804B2 (en) | Membrane separation activated sludge treatment apparatus and membrane separation activated sludge treatment method | |
| US20160288023A1 (en) | Method for processing waste water | |
| KR0164580B1 (en) | A water recycling system using membrane process and operating method thereof | |
| JP2004305926A (en) | Immersion membrane separation type activated sludge treatment method | |
| KR20170002094A (en) | Membrane filtration for advanced water treatment device using hydraulic head differential and method for flow conttrolling the same | |
| RU2757589C1 (en) | Method for purifying domestic waste water and station for implementation thereof | |
| KR20160085108A (en) | A comprehensive method and system of treating seawater and river water | |
| JP7222055B1 (en) | MEMBRANE FILTER AND METHOD FOR CLEANING MEMBRANE FILTER | |
| CN203960013U (en) | A kind of intermediate water reuse system based on membrane bioreactor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20190923 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20230627 |