teollisen jäteveden käsittelylaitos: korkean COD:n sisältävän jäteveden käsittelyratkaisut

Korkean COD-pitoisuuden jätevesi syntyy monenlaisissa teollisuuden aloilla, kuten kalankäsittelyn jätevesien käsittelylaitoksissa, elintarviketeollisuuden jätevesissä, kemikaalien valmistuksen jätevesissä, tekstiiliteollisuuden jätevesissä ja puolijohdevalmistuksessa. Koska siinä on monimutkainen seos orgaanisia yhdisteitä, joiden biologinen hajoavuus vaihtelee, yksi käsittelymenetelmä ei useinkaan riitä täyttämään päästövaatimuksia. Käytännössä korkean COD-pitoisuuden jätevesien käsittelyyn käytetään tyypillisesti fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia prosesseja yhdistettyä menetelmää. Siksi jäteveden COD-ominaisuuksien tarkka arviointi on välttämätöntä tehokkaan käsittelyratkaisun kehittämisessä, joka tasapainottaa käsittelytehokkuutta ja käyttökustannuksia.

Kemiallisesta hapenkulutuksesta (COD)

Kemiallinen hapenkulutus (COD) on yksi tärkeimmistä vedenlaatua kuvaavista parametreista jätevesien käsittelyssä. Se mittaa happea, joka tarvitaan orgaanisten saasteiden ja tietyntyyppisten pelkistymiskykyisten epäorgaanisten aineiden kemialliseen hapettamiseen vedessä tietyissä olosuhteissa. COD ilmoitetaan yleensä yksikössä mg/l (milligrammaa litrassa).

Korkea COD-arvo viittaa yleensä suureen määrään hapettuvia saasteita jätevedessä. Tyypillisiä orgaanisia saasteita, jotka lisäävät COD-arvoa, ovat:

Proteinit
Rasvat ja öljyt
Hiilihydraatit
Orgaaniset ratkaisemat
Puolijohdetuotannosta peräisin olevat valokuvaresistin jäämät

Myös joitakin pelkistymiskykyisiä epäorgaanisia aineita voi lisätä COD-arvoa, mukaan lukien:

Nitriitit
Ferro-ionit
Sulfit

Yleisimmät haasteet korkean COD:n sisältävän jäteveden käsittelyssä

Korkean COD-pitoisuuden jätevesien käsittelyn erityisvaikeuksia ovat suuri määrä biologisesti hajoavaa orgaanista ainetta, jota niissä on. Kun orgaaninen kuorma on suuri, huonosti hallittu jätevesien käsittelyjärjestelmä saattaa kokea liiallista biologista kuormitusta, epävakaita toimintoja tai riittämätöntä poistotehokkuutta. Tämä on erityisen tärkeää elintarviketeollisuudessa, kalanteollisuudessa, teurastamoissa, maitotuotteiden valmistuksessa, oluttehtaissa ja muissa valmistuslaitoksissa, jotka tuottavat jätevettä, jossa on korkeita pitoisuuksia biologisesti hajoavaa orgaanista ainetta.

Lisäksi jäteveden laadun ja virtaaman vaihtelut, tuotantoaikataulut, raaka-aineet, puhdistustoimet ja kausituotanto voivat aiheuttaa merkittäviä muutoksia COD-, BOD-, TSS-, öljy- ja rasva- sekä pH-arvoissa. Ilman riittävää tasaus- ja esikäsittelyä nämä vaihtelut voivat lisätä painetta alapuolella sijaitsevilla biologisilla käsittelyyksiköillä.

Vaadittujen purkutai veden uudelleenkäyttöstandardien saavuttaminen samalla kun hallitaan energian kulutusta, kemikaalien käyttöä, lietteen muodostumista ja toimintakustannuksia vaatii huolellista prosessin valintaa. Siksi tehokas korkean COD:n sisältävän jäteveden käsittelyjärjestelmä on suunniteltava todellisten jätevesiominaisuuksien, virtausnopeuden, käsittelytavoitteiden ja paikan olosuhteiden mukaan eikä luotettava yhteen ainoaan käsittelytekniikkaan.

Kemiallisen hapenkulutuksen merkitys jätevesien käsittelyssä

Kemiallinen hapenkulutus (COD) antaa nopean kuvan jäteveden kokonaispilvitysrasituksesta ja on perustavanlaatuinen parametri veden laadun arvioinnissa. Käytännön jätevesien käsittelysovelluksissa COD:ta käytetään paitsi jäteveden saastumistason arviointiin myös prosessisuunnittelun, laitteiden valinnan ja järjestelmän käytön tukemiseen.
Esimerkiksi COD-pitoisuuden mittaaminen auttaa arvioimaan, sopiiko jätevesi biologiseen käsittelyyn ja vaaditaanko lisäesikäsittelyä tai edistyneitä käsittelyprosesseja. COD-tasojen muutosten seuranta voi myös antaa arvokasta tietoa jätevesien käsittelyjärjestelmän toiminnasta, mukaan lukien saapuvan jäteveden kuormituksen vaihtelut, biologisen käsittelyn vakaus ja kokonaiskäsittelytehokkuuden muutokset.

Miten COD-jätevettä käsitellään?

Ensimmäiseksi on tunnistettava jäteveden COD:n lähteet ja ominaisuudet, jonka jälkeen kehitetään sopiva käsittelyprosessien yhdistelmä. Eri muodot COD:ia – kuten hiukkasmaisena, kolloidina, liuenneena ja hankalasti hajoavana – vaativat erilaisia käsittelymenetelmiä.

Esikäsittelyvaihe
Koagulaatio ja flokulaatio: Koagulanttien ja PAM-flokulanttien lisääminen auttaa pieniä hiukkasia muodostamaan suurempia flokkeja, mikä tehostaa niiden erotusta ja poistoa.
Liukenevan ilman kellutus (DAF): DAF-soveltuu jätevesiin, joissa on runsaasti öljyä tai kelluvia kiinteitä aineita, kuten elintarviketeollisuuden ja tekstiilien värjäysprosessien jätevesiin. Pienet ilmakuplat nostavat epäpuhtaudet veden pinnalle, josta ne voidaan poistaa.
Suodatus: Suodattimet estävät suurempia epäpuhtauksia ja kiinteitä aineita, mikä auttaa estämään alapuolella olevien pumppujen ja käsittelylaitteiden tukkeutumisen.

Biologinen käsittelyvaihe
Anaerobinen biologinen käsittely: Käyttää mikro-organismeja orgaanisten saasteiden hajottamiseen ilman tai vähäisen määrän happea. Se soveltuu jätevesiin, joissa on korkea orgaaninen kuorma, ja sen ilmastusenergian tarve on suhteellisen alhainen.
Aerobinen biologinen käsittely: Käyttää aerobisia mikro-organismeja hajoittamaan biohajoavia orgaanisia aineita ja tarjoaa vakaita käsittelysuorituskykyjä.
Aktivoitu liete -prosessi: Käyttää aktiivisia mikro-organismeja ilmastusaltaassa orgaanisten saasteiden poistamiseen. Se on kypsä ja laajalti käytetty prosessi erilaisten teollisuuden jätevesien käsittelyyn, mutta se vaatii suhteellisen suuren maanpinnan alueen.
MBBR (liikkuvan patjan biokalvoreaktori): Käyttää kelluvia väliaineita mikro-organismien kiinnittymis- ja kasvupintojen tarjoamiseen. Se tarjoaa korkean käsittelykuorman kapasiteetin, suhteellisen pienen maanpinnan alueen ja vakauden toiminnassa.
MBR (muovikalvo-bioreaktori): Yhdistää biologisen käsittelyn muovikalvoseparointiteknologiaan tuottaakseen korkealaatuisempaa käsiteltyä vettä.

Edistynyt käsittelyvaihe

Jos biologisen käsittelyn jälkeinen poistovesi ei edelleenkään täytä vaadittuja standardeja refraktorisen COD:n vuoksi, vaaditaan lisäkäsittelyä. Tyypillisiä edistyneitä käsittelyprosesseja ovat:
Edistyneet hapetusmenetelmät (AOP:t):
Käyttää voimakkaita hapettumisreaktioita hajottamaan vaikeasti hajoavia orgaanisia saasteita. Esimerkiksi otsonihapetus, sähkökemiallinen hapetus ja valokatalyyttinen hapetus voivat vähentää lisäksi COD-arvoa, värin ja tiettyjä huonosti biologisesti hajoavia aineita.
Aktiivihiilen adsorptio:
Hyödyntää aktiivihiilen huokoisia rakenteita jäljellä olevan orgaanisen aineen, värin ja tiettyjen jäljityspitoisuuden saasteiden adsorbointiin. Sitä käytetään yleisesti edistetyssä käsittelyvaiheessa biologisen käsittelyn jälkeen.
Hiekka- tai monitasoinen suodatus:
Poistaa lisäksi kelluvia kiinteitä aineita, pieniä hiukkasia ja jäljellä olevaa sumeutta, tarjoamalla vakaimmat syöttöolosuhteet seuraavaa desinfiointia tai kalvokäsittelyä varten.
Ultrafiltraatio (UF):
Käyttää kalvoseparointia poistamaan pieniä kelluvia kiinteitä aineita, kolloideja ja suurimolekyylisiä aineita.
Käänteisosmoosi (RO):
Käyttää puoliläpikuultavaa kalvoa poistaakseen liuenneita suoloja, orgaanisia aineita ja muita liuenneita saasteita. Se soveltuu erityisesti teolliseen vesien uudelleenkäyttöön, kun käsitellyn veden laatuvaatimukset ovat korkeat.

Kalankäsittelyn jäteveden käsittelyn erityiskäyttökohteet

Esimerkiksi kalankäsittelyn teollisuus on tyypillinen sovellus korkean COD-pitoisuuden jäteveden käsittelyyn. Yimei toimitti aiemmin kalankäsittelyn jäteveden käsittelyjärjestelmän paikalliselle kalankäsittelylaitokselle Samoassa, jonka käsittelykapasiteetti on 200 m³/päivä.
Hanke on toiminut vakaisesti yli kaksi vuotta. Kokonaisjärjestelmä yhdistää esikäsittelyn ja biologisen käsittelyn prosessit orgaanisten saasteiden ja kelluvien aineiden vähentämiseksi samalla kun varmistetaan vakaa käsitellyn veden laatu.
Lisätietoja hanke-esimerkeistämme saat sivuilta Applications–Qingdao Yimei Environment Project Co., Ltd.

Suunniteltu vesivirtaus / jätevedenvirtaus: 200 m³/d, suunniteltu konttimainen jäteveden käsittelylaitos kapasiteetilla 200 m³/d, Qave = 8,4 m³/h, toiminta 24 tuntia vuorokaudessa, automaattinen ohjaus;