Statiile de epurare in container - Tehnologia de epurare MBR (Membrane Bio Reactor)SISTEME MBR (Membran-BioReactor)Sistemele MBR sunt compuse dintr-o treapta de epurare biologica, unde au loc reactiile de denitrificare si de nitrificare, succedata de o unitate de filtrare cu membrane (ultrafiltrare). Aceasta se face printr-o bariera fizica (membrana) care permite recuperarea biomasei si reintroducerea ei in sistem si elimina din proces faza de sedimentare, ceea ce permite incarcari ale biomasei de pana la 15-16000 mg/l, fapt care se traduce printr-un volum redus al bioreactoarelor, respectiv o amprenta la sol cu 50-60% mai mica decat in cazul sistemelor SBR. De asemenea, manevrabilitatea sistemului este mult mai facila, intreg procesul putand fi monitorizat de la distanta. In cazul lichidelor dificile, cum este levigatul, se mai poate atasa o unitate de nanofiltrare sau de osmoza inversa, in functie de scopul urmarit si de incarcarea acestuia, treapta care elimina necesitatea utilizarii bazinului de precipitare/coagulare/floculare si implicit a reactivilor necesari acestei faze, reducand pe aceasta cale costurile de exploatare.

Unitatile de filtrare cu membrane pot fi instalate in incinte construite sau sunt containerizate.

Principalele avantaje ale sistemelor MBR- fata de sistemele biologice clasice, volumul bioreactoarelor este mult mai mic- datorita ultrafiltrarii, nu se pierde namolul activat- nu exista suspensii solide in efluent- nu sunt bacterii sau alti germeni in efluent- performanta biologica ridicata- mai putin namol in exces- dimensiune redusa a statiei- costuri de operare scazute, datorita folosirii mai putin a chimicalelor

- consum redus de aer- pretratament ideal pentru tratamentul secundar, de exemplu nanofiltrarea

Fata de osmoza inversa, unde concentratul contine tot azotul amoniacal din levigat, care prin recirculare pe groapa de deseuri va duce la cresterea concentratiei acestuia in levigat, iar statia va produce tot mai putin permeat si mai mult concentrat, in cazul MBR acesti compusi amoniacali sunt biodegradati, iar concentratul treptei de nanofiltrare contine doar materii inerte, ioni bivalenti si eventuale metale grele. Aceste precipitate recirculate pe groapa de deseuri vor fi eliminate in mod natural din sistem, pe aceste considerente sistemul MBR fiind de preferat, osmoza inversa fiind utilizata doar ca tratament secundar, pentru retinerea materialelor nebiodegradabile.

Statiile de epurare tip MBR cuprind urmatoarele obiecte tehnologice:

o Statie de pompareo Instalatie de sitare automatao Deznisipator separator de grasimi (pentru capacitati > 1000LE)o Bazin de omogenizare/egalizareo Modul biologic

- nitrificare- denitrificare- separare de faze prin filtrare pe membrane

o Instalatii pentru prelucrarea namolului (pentru capacitati > 1000LE)

Descrierea tehnologiei de epurare a apelor uzate in container MBR - Treapta de epurare mecanica- Treapta

de epurare biologica- Treapta de tratare a namolului- Sistemul de automatizare si controlal statiei de epurarePreocuparile noastre pentru aceasta tehnologie dateaza de la inceputul anului 2003, dupa ce mai multi clienti ne-au solicitat tehnologii de epurare a apelor uzate menajere pentru aplicatii intre 500 - 5000 L.E. (locuitori echivalent), cu un inalt grad de epurare si usor de exploatat. Raspunsul la aceste cerinte a venit din partea tehnologiei de epurare a apelor uzate MBR (Membrane Bio Reactor), tehnologie care a fost prezentata in anii 1990-2000.

Tehnologia de epurare a apelor uzate pe membrane MBR a beneficiat de atentie sporita si din partea Uniunii Europene, care a finantat mai multe studii pentru evaluarea tehnologiei de epurare a apei MBR. Un asemenea studiu cu concluziile sale este accesibil pe site-ul U.E., programul LIFE (link extern in limba engleza, fisier in format PDF), accesibil prin click pe acest paragraf.

AvantajeStatiile de epurare pe membrane MBR prezinta cateva avantaje majore fata de tehnologiile traditionale de epurare a apelor uzate:

calitatea efluentului (a apei epurate) este foarte ridicata, incadrandu-se in limitele impuse de norma nationala NTPA001; Aceasta caracteristica este data de filtrarea efluentului prin membranele microporice si controlul strict al procesului de epurare prin PLC;

mai mult, tehnologia de epurare pe membrane asigura respectarea normelor maxime de deversare care vor intra in vigoare la nivel european din anul 2015, valori limita pe care majoritatea proceselor de epurare clasice probabil nu le vor putea atinge; 

tehnologia de epurare pe membrane MBR nu mai necesita existenta unui decantor secundar, avand ca rezultat o amprenta la sol mult mai redusa, in medie de pana la 50%;

tehnologia de epurare pe membrane nu necesita adaos de biopreparate pentru functionare, asa cum necesita majoritatea statiilor de epurare conventionale in container ;

statiile de epurare pe membrane MBR functioneaza complet automatizate, procesul de epurare a apei uzate fiind controlat si monitorizat de PLC (calculator de proces industrial), necesitand astfel un minim de cunostinte de operare din partea beneficiarilor. Automatizarea avansata permite inclusiv transmiterea de date, dispecerizare, operare de la distanta si integrarea in sisteme de tip SCADA.

Domenii de utilizare ale statiilor de epurare a apelor uzate in container MBR

sate si comune, cartiere; unitati industriale, in functie de datele de intrare ale apelor uzate; unitati militare;

alte tipuri de zone canalizate si neracordate la statii de epurare, cu un numar mai mare de 500 L.E. (locuitori echivalent);

retehnologizarea statiilor de epurare clasice (bazine din beton) subdimensionate sau ale caror date de functionare s-au schimbat substantial. Retehnologizarea se realizeaza prin montarea de pachete de membrane in bazinele existente, impreuna cu sistemele de monitorizare si control proces.

Descrierea tehnologiei de epurare a apelor uzate in container MBRTreapta de epurare mecanicaApa uzata menajera este colectata intr-o statie de pompare notata SPau si apoi pompata intr-un modul compact de tratare mecanica compus din gratar fin cu tambur rotativ si deznisipator-separator de grasimi. Evacuarea nisipului se face automat intr-un container instalat la marginea modulului. Deasemenea grasimile sunt colectate intr-un container pubela .

Reziduurile solide si suspensiile grosiere sunt evacuate prin intermediul unui transportor intr-un sistem etans cu sac montat intr-un container standard, evacuarea din statie facandu-se periodic. Modulul functioneaza complet automatizat functie de senzorii de nivel montati in cuva de inox.

Treapta de epurare biologicaApa pre-epurata este colectata intr-un bazin de omogenizare debite si concentratii si apoi este pompata automatizat in modulul de epurare biologica.Rolul bazinului de omogenizare este de a egaliza debitele, precum si de a omogeniza apa uzata astfel incat aceasta sa aiba caracteristici fizico-chimice uniforme. Timpul de retentie mediu calculat este de circa 1-3 ore, suficient pentru atenuarea varfurilor de debit.

Bazinul de stocare-omogenizare va fi dotat cu un mixer submersibil cu ax orizontal care are rolul de a mentine apa uzata cu structura omogena, fara a avea depuneri sau materie in suspensie la suprafata apei.

Mixerul submersibil va avea functionare continua pentru asigurarea omogenizarii apei uzate pre-epurata mecanic. Apa uzata, continand substante organice usor biodegradabile (CBO) este pompata in reactorul biologic de epurare, cu ajutorul unor electropompe submersibile, care functioneaza corelat cu senzorul de nivel montat in bazin.

Procesul de epurare in totalitate, are ca scop degradarea completa a compusilor organici si reducerea substantiala a azotului si fosforului. Intreg sistemul este construit in 1 sau 1+1 containere cu radierul plat si partea superioara acoperita cu gratare pietonale scara de acces si mana curenta.

Procesul de epurare biologica cu namol activat tip MBR se desfasoara in conditii strict aerobe in 3 faze succesive. Aerul necesar procesului este furnizat prin intermediul suflantelor montate in cabina de adapostire a statiei de epurare, de asemenea tip container.

Pe perioada fazei de aerare se creste raportul F/M (scazut in prealabil), marindu-se deci incarcarea organica a namolului, fapt care imbunatateste procesul de nitrificare (formarea NO3 - azotatilor din NH4 - amoniu) si procesul de stabilizare a namolului.

In conditii anoxice, in absenta oxigenului dizolvat, azotatii (NO3-N) formati anterior sau care au ramas inca in sistem sunt redusi , adica sunt transformati (redusi) in azot gazos care trece in atmosfera. Procesele au loc in paralel cu degradarea substantelor organice usor biodegradabile (CBO). Procesul se numeste denitrificare.

Pentru separarea namolului biologic de apa epurata in sistemul integrat MBR, se utilizeaza module cu membrane cu microfiltrare, imersate direct in reactorul de proces cu namol activat (bioreactor). Membranele sunt asamblate sub forma modulara (cateodata acestea sunt denumite casete) coborate pe ghidaje direct in bioreactor.

Modulele sunt compuse din membrane, suport pentru membrane, racorduri de admisie si de evacuare si suport al structurii in ansamblu. Membranele sunt supuse la vacuum (< 50 kPa) care aspira apa (permeatul) prin membrane, retinand solidele in modul. Pentru a mentine TSS in interiorul bioreactorului si pentru a curata membranele exterioare, se introduce aer comprimat printr-un distribuitor aflat la baza modulului cu membrana. Datorita bulelor de aer care se ridica la suprafata, se realizeaza curatarea suprafetei membranei; aerul asigura de asemenea oxigenul care ajuta la mentinerea conditiilor aerobe.

Aerarea in bazin se face cu sisteme de aerare cu bule fine prin tuburi cu membrana. Sistemul de aerare este repartizat pe radierul bazinului in 2-4 grupuri.

Acest tip de separare apa/namol este utilizat cu scopul obtinerii unei eficiente ridicate privind calitatea apei epurate si de asemenea pentru a obtine un namol biologic usor deshidratabil.

Functionarea modulului de epurare biologica tip MBR este complet automatizata controlata de un calculator de proces.

Procesele de denitrificare si nitrificare au loc la intervale presetate prin calculatorul de proces.

Alimentarea cu aer este controlata si reglata printr-un sistem de masurare analogica a oxigenului dizolvat din bazin cu limite minim/maxim, presetate in calculatorul de proces.

Nivelul apei in bazin si modul de evacuare a apei uzate catre emisar sunt deasemenea controlate de calculatorul de proces. Pentru reducerea fosforului, se va realiza dozare de coagulant (clorura ferica sau alt coagulant, ex.: PAX) ce asigura precipitarea fosforului, prin intermediul instalatiei de dozare prevazuta in containerul tehnic.

Inainte de evacuare in emisar, apa epurata este dezinfectata printr-un sistem de dezinfectie cu ultraviolete (UV) sau hiploclorit in functie de solicitare. Instalatia de dozare cu ultraviolete este prevazuta cu camera de linistire inainte de trecere in camerele de dezinfectie propriu-zisa, cu sistem de curatare automata a lampilor si este amplasata in containerul tehnic. Functionarea este automata corelata cu calculatorul de proces al intregului sistem.

Treapta de tratare a namoluluiPrin intermediul unei electropompe submersibile namolul activat in exces (stabilizat) este pompat intr-o unitate de deshidratare cu saci filtranti. Inainte de instalatia de deshidratare, namolul trece printr-un mixer static unde se amesteca cu polimerul dozat prin instalatia de preparare si dozare a polimerului. Amestecul namol-polimer este introdus in filtrul cu saci sub presiune prin intermediul unui compresor.

Sacii cu namol deshidratat sunt indepartati manual cu un carucior mobil furnizat impreuna cu instalatia. Concentratia in suspensii solide a namolului deshidratat este de circa 20-25 %. Temporar sacii sunt depozitati pe platforma betonata urmand a fi evacuati din statie in baza unui grafic de evacuare a deseurilor.

Namolul deshidratat poate fi utilizat ca ingrasamant pe camp, dupa ce in prealabil se testeaza compatibilitatea lui cu solul aferent.

Sistemul de automatizare si control al statiei de epurareStatia de epurare este dotata cu sistem de automatizare completa, avand prevazut un sistem de monitorizare al statiei cu PLC, (calculator de proces industrial) montat pe tabloul de comanda si control. Toate componentele principale ale statie de epurare pot fi vizualizate prin programul de

automatizare, inclusiv starea de functionare. In caz de avarie aceasta este semnalata pe panou, dar si acustic sau cu semnalizare optica, cu posibilitatea de transmitare a datelor la distanta (standard).

Toate utilajele statiei de epurare in container tip MBR au prevazute in panoul electric de automatizare si control protectii electrice, termice si de umiditate pentru evitarea defectiunilor si sporirea duratei de viata a echipamentelor.

Pentru acei utilizatori care nu sunt familiarizati cu operarea PLC, furnizam pe panoul electric si o schema mimetica a statiei de epurare in container tip MBR. Toate echipamentele statiei de epurare in container tip MBR sunt reprezentate grafic, cu LED-uri de stare si butoane pentru operarea in regim manual.

La cerere, este asigurata transmisia de date la distanta si prin modul BMC. Acesta da posibilitatea beneficiarului de a urmari si controla aplicatia la distanta, de la un calculator PC instalat intr-o alta cladire (administrativa, de birouri, etc.) impreuna cu alte sisteme instalate in incinta (sistem de incalzire, monitorizare supraveghere incinta, iluminat, etc.).