廃水処理の生物学的 + 限外濾過 + DTRO プロセス フローの説明

処理ルートはMBR+DTROです。このルートは、生物学的治療と物理的治療を組み合わせ、それぞれの利点を最大限に活用しながら、それぞれの欠点を克服します。これにより、排水基準を満たした安定的かつ確実な処理が可能となり、土地、投資、運営コストを節約し、運営管理が容易になります。

生物学的システムには、均質化および均一化タンク、均質化タンク、脱窒タンク、硝化タンク、汚泥処理システム、および補助システム (供給ポンプ、化学薬品貯蔵システム、冷却システム、および他のシステムに記載されていないすべての個別の機器) が含まれます。

均質化タンクからの浸出液は、まず均質化タンクの上に設置されたバグフィルターに持ち上げられます。バグフィルターは0.5mm以上の粒子状物質を捕集します。一定の圧力損失に達したらフィルターバッグの交換が必要です。フィルターバッグは洗浄後再利用できます。

濾過された浸出液は重力によって均質化タンクに流れ込みます。タンク内のミキサーは、さまざまな供給源からの浸出水をさまざまなタイミングで撹拌して混合し、均質化を達成し、次の処理施設への流入水を安定させます。生物系は主に脱窒槽、硝化槽、脱泡装置、冷却装置から構成されます。他のシステムからの補助装置も生物学的システムに含まれます。脱窒槽と硝化槽は 1 組ずつあります。均一化タンクからの流出液は、生物システムの生産ラインに入ります。生物システムは AO- 型生物反応器です。反応器内の好気性微生物は水中の有機物を分解して利用し、細胞組織を合成し、水と二酸化炭素を放出します。水中のアンモニア態窒素の一部は炭素除去反応における細胞合成に使用され、残りは硝化細菌によって硝酸塩と亜硝酸塩を生成するために利用されます。硝酸塩と亜硝酸塩は硝化液とともに脱窒槽に戻され、嫌気性環境下で脱窒が行われます。硝酸塩と亜硝酸塩が還元されて窒素ガスが発生し、窒素ガスが排出されることで窒素除去が行われます。

エアレーションシステムは、ジェットエアレーター、ジェットポンプ、ブロワーで構成されます。ジェット ポンプは高流量の加圧水を供給し、ブロワーは圧縮空気を供給します。これら 2 つの成分が混合し、ジェット エアレーターのベンチュリ チューブを通じて放出され、水全体に均一に拡散する均一なマイクロバブルを形成し、25% を超える酸素添加効率を達成します。これにより、水全体の撹拌が同時に達成されます。生物処理槽は完全混合反応器です。システムに流入する高濃度の浸出水は直ちに希釈および拡散され、微生物への損傷を防ぎます。-

生物処理タンク内の汚泥濃度は高いため、生物反応をスムーズに行うために、酸素化効率の高いヨーロッパから輸入された-酸素-効率の高い-ジェット エアレーターを使用することをお勧めします。

埋め立て浸出水の特性により、生物培養段階および操業中に多量の泡が発生する場合があります。化学的脱泡と油圧による脱泡を併用したシステムです。化学的消泡は消泡剤を添加することで泡の発生を抑制し、水力的消泡はマンホールや設置穴などの要所に水を噴霧して泡を除去します。

生化学プロセスでは大量の熱が発生し、反応器の温度が上昇し、システムの動作が妨げられます。そのため、冷却塔を使用し、熱交換器を介して生化学タンクに冷却水を供給する冷却システムが導入されています。この単一の冷却システムは両方の硝化タンクを冷却します。生化学システムの自動制御システムは主に各種センサー、入出力モジュール、PLCから構成されます。流入水監視システムは主に流量、導電率、pHを監視します。生化学タンクは主に pH、溶存酸素、温度、液面を監視します。これらのパラメータを分析することで、曝気速度、汚泥排出速度、限外濾過 (UF) 操作時間を制御し、微生物に適した環境を作り出します。

UF システムは、汚泥水を分離するために硝化タンクから水を取り出します。{0}濃縮された汚泥-水混合物は、内部還流として脱窒セクションに戻されます。

生化学システムは、設計含水率 98.5% の汚泥を毎日約 12 トン排出します。汚泥濃度が低いため、排出汚泥を重力濃縮するための汚泥濃縮タンクがシステムに組み込まれています。濃縮された汚泥は、遠心脱水機にポンプで送られます。遠心分離後、脱水された濾液はさらなる処理のために生化学システムにポンプで戻されます。含水率が 80% 未満のスラッジケーキは、処分のために埋め立て地に送られます。

この限外濾過システムは、外部の管状限外濾過システムを使用します。硝化槽から水を汲み上げます。 UF 入口ポンプは、混合液を生化学タンクから UF ループに分配します。限外濾過の最大圧力は 6 bar です。汚泥-水混合物は、循環ポンプを介して管状膜モジュールにポンプで送られます。膜間の圧力差により、液相が膜を透過して透過水を形成し、汚泥-水の分離が行われます。汚泥は生化学タンクに戻され、そこでの汚泥濃度が増加し、同時に硝化液の内部再循環が行われます。汚泥の一部は余剰汚泥として汚泥濃縮槽に排出されます。透過水は限外濾過清水タンクに排出され、次の処理工程に入ります。

従来の生物学的処理プロセスと比較して、高効率の限外濾過システムによって微生物細胞が廃液から分離され、0.02 µm を超える粒子状物質、微生物、COD 関連の浮遊物質がシステム内に安全に保持されます。{0}{2}}これにより、水圧滞留時間とスラッジ滞留時間の真の分離が実現します。汚泥年齢を制御することにより、硝化細菌を大量に培養するという目標が達成され、アンモニア性窒素の除去率が大幅に向上します。限外濾過流出液は滅菌されており、固形物や生物学的に活性な物質が含まれていません。汚泥濃度は、クロスフロー限外濾過における連続還流によって維持されます。-

限外濾過システムには 1 つのループがあり、各ループに 4 本の膜チューブがあります。独立した循環ポンプが膜チューブの内壁に沿って必要な流量を提供し、乱流を生成して大きな濾過流束を生成し、目詰まりを防ぎます。

膜チューブは、一定期間の運転後にフラッシングと洗浄も必要とします。これは、清水または透明な液体が入った洗浄タンクを使用する洗浄ポンプによって行われます。各ループは、他のループが動作している間に、フラッシュ、クリーニング、またはメンテナンスを行うことができます。自動圧縮空気制御弁により供給を同時に遮断することができ、配管内に残った汚泥は洗浄水によって生物処理槽へ運ばれます。

CIP は偶数頻度のプロセスです。-洗浄の後半段階では、プログラムに従ってバルブが開き、洗浄水が膜ループ内を循環し、完全な洗浄が完了するまで洗浄タンクに戻ります。必要に応じて、洗浄の後の段階で少量の膜洗浄剤を洗浄タンクに追加できます。

MBR 排水中のほとんどの有機物と窒素汚染物質は除去されていますが、そのレベルはまだ排出基準を満たすには程遠いです。この水には依然として有機物やスケールイオンなどの汚染物質が多量に含まれており、その後の膜分離装置の安定稼働に大きなリスクをもたらします。厳しい排出基準と全窒素に関する新しい基準の要件のため、膜システムは硝酸塩などの高い除去率を備えている必要があります。この設計には、強力な防汚能力と高い回収率を備えた DTRO (ディスクチューブ逆浸透膜システム) が採用されています。-埋め立て浸出水は複雑な組成をしており、カルシウム、マグネシウム、バリウム、シリコンなどの難溶性のさまざまな塩が含まれています。これらの難溶性の無機塩は、逆浸透システムに入ると高度に濃縮されます。特定の条件下でその濃度が溶解度を超えると、膜表面にスケールが発生します。原水のpHを調整することにより、炭酸無機塩によるスケーリングを効果的に防止します。したがって、逆浸透システムに入る前に原水の pH を調整する必要があります。

MBR 流出液は、DTRO フィードポンプを介して DTRO 膜カラムにポンプで送られます。同時に、酸貯蔵タンクから酸を加えてpHを調整し、還流混合してpH平衡に達します。 DTRO システムの供給ラインには pH センサーが装備されています。 PLC は原水の pH を決定し、定量ポンプの周波数を自動的に調整して酸の添加を調整し、最終的には逆浸透システムに入る前の原液の pH が 6.1 ～ 6.5 に達するようにします。 pH-調整された原水は、DTRO 膜カラムにポンプで送られます。 DTRO システムは 1 つのセットで構成され、それぞれに 2 つのセキュリティ バッグ フィルターが装備されています。各セキュリティバッグフィルターの入口と出口の両方にある圧力センサーが差圧を自動的に検出します。差圧が特定のしきい値を超えると、システムはフィルターバッグの交換を促します。 2 つのセキュリティ バッグ フィルターは並行して動作するため、オンラインでフィルター バッグを交換できます。セキュリティフィルターの濾過精度は50μmで、メンブレンの最終保護バリアとなります。セキュリティバグフィルターを通過した原水は、高圧プランジャーポンプに直接入ります。-高圧ポンプによって加圧された流出液は、DTRO 膜カラムに入ります。-最初の膜ステージには高圧ポンプによって水が直接供給されます。-各膜ステージにはオンライン循環ポンプが装備されており、濃縮液の一部を膜出口からオンラインポンプ入口に戻して膜表面での十分な流量と速度を確保し、膜の汚れを防ぎます。

膜流出液は濃縮液と透過液に分けられます。濃縮端の圧力調整バルブは膜モジュール内の圧力を制御し、必要な精製水回収率を達成します。濃縮物はさらなる処理のために濃縮物タンクに排出されます。透過水は、独自の洗浄ニーズを満たすために透明な水の貯蔵タンクに入ります。過剰な水は排水均等化タンクに排出され、その後受水域にポンプで送られます。システムの回復率は 80% です。

逆浸透システムは、ディスクチューブ逆浸透膜を使用した中圧逆浸透システムです。{0}ディスクチューブ逆浸透膜の平均動作圧力は 30 ～ 70 bar で、中圧逆浸透の最大圧力制限は 70 bar です。-供給水は限外濾過清澄液であるため、清澄液収率は80％に達します。 DTROシステムは1ユニットで、合計70本のディスクチューブ逆浸透膜カラムを備え、総膜面積は658.3m²です。

DTRO ユニットには次の補助機能が装備されています。

⑴ CIP (Clean-In Place-) システム: CIP システムは、逆浸透装置のフラッシング、水洗浄、化学洗浄に使用されます。

⑵ 酸注入システム: 逆浸透運転中の無機スケールを防止するために、逆浸透システム給水の pH 値を調整する酸注入システムが設置されています。

⑶ スケール防止剤注入システム: スケール防止剤注入システムは、逆浸透操作中の無機スケールの形成を防ぐためにも使用されます。

浸出液は完全に生物学的な脱窒膜バイオリアクターを使用して前処理されるため、限外濾過流出液には懸濁物質や生分解性有機物が含まれません。これにより、逆浸透膜上での無機および有機の汚れの形成が大幅に回避されるため、逆浸透膜の洗浄頻度が減り、逆浸透システムが比較的低圧で動作できるようになり、逆浸透膜の耐用年数が長くなります。