可饮用的回收废水

作者：Aquabio

欢迎访问e展厅 展厅 3 环保设备/水处理设备展厅 噪音控制, 紫外线杀菌器, 反渗透装置, 粉尘过滤器, 除尘器, ... 随着供水压力越来越大，食品和饮料生产过程中的废水回收已经成为一个重要的缓解方法。英国的一家食品生产企业采用膜生物反应器处理食品加工过程中产生的废水，使之达到可饮用标准并进行回收利用。 食品和饮料行业的废水回收利用是人们关注的问题。近几年，该行业不断设计、引进新的废水回收设备，为废水的安全回收利用树立信心，同时也减少了将回收废水重新流入食品行业的“骂名”。随着饮用水价格和污水处理成本的逐渐提高，以及对钻井或直接提取地表水和最终污水排放的限制，现在的主要问题在于废水回收利用的经济性。拥有管道供水的厂家，不仅要对送入工厂的饮用水缴费，也要对排出工厂的工业废水缴费。因此，废水的回收利用引起了人们越来越广泛的关注。水处理技术的最新发展，大大缩短了资金回收所需的时间（在许多情况下都不超过两年）。公司业务的拓展、工厂的扩张和客户施加于公司关于减少碳排放量和改善环境管理方面的压力，也刺激了废水的回收利用。水的提取也更多地受到全球性问题的影响，比如，由于对水的需求量的增加，以及气候变化所产生的影响，使得地下水水位越来越低。现在那些已经建有废水预处理设备的公司很关注回收废水的可饮用性问题。 Aquabio公司自1998年以来一直致力于工业水的回收再利用研究，其废水处理厂的核心工艺流程是自行研制的错流式（crossflow）膜生物反应器（MBR）。超滤膜安装在膜生物反应器的外部，在“真正”意义上一直处于干燥条件下。超滤膜的干燥环境意味着操作安全卫生、有利于膜的保养，而且保证没有部件浸入生物反应池中。 该公司现在已经开发了三种操作系统。首先是AMBRTM，它利用高速错流实现高通量。生物反应器可以在高固体悬浮液浓度（MLSS）下运行，这一技术是针对低流速和高强度的废水来开发的。车间设备极其紧凑，膜面积非常小，膜置换成本很低。如果需要的话，膜组件会根据生物反应器中的水平面来自动运行调节进水流量。当设备不是全速运行或者膜通量超过预先的设计值时，个别膜组件会自行停止工作，通过自洁移除生物质，然后等待重新启动，从而达到设备的节能要求。AMBRTM装置是标准化生产的，可以装入集装箱，并且相对来说投资成本比较低。 AMBR LETM系统利用间歇式反冲法（intermittent backflushing）来控制膜污染，因此允许通过缩减废水的流速实现有效的能源节约。AMBR LETM系统适应于对中高MLSS浓度的废水处理，主要用于中高速的流量以及高强度的废水处理。该系统采用可变速的循环泵调节流速从而根据设备运行负荷实现能源消耗的优化。该系统设备紧凑，膜面积小，膜置换成本中等。工厂可通过一个直接链路来调节生物反应器的水平面，通过自动地调节膜渗透产量（和能量消耗）来适应进水处的流动条件。AMBR LETM系统尤其适用于不稳定的或者多变的废水流量、高峰运转或季节性负荷，或者电费成本中等或较高时的情况。 BIOVERT® 系统采用垂直安装的组件,利用空气喷射以减少更多的能量消耗。这一过程可用于处理中等MLSS浓度的废水，主要用于处理高流量和中低浓度的废水（如，主要应用于大型市政废水处理）。该系统的特点是设备紧凑，具有垂直安装的膜组件，以及较大的膜安装面积。由于膜的顶部、底部或膜管的可控空气喷射，系统在较高的稳定水平下运行。对膜进行空气冲刷和震荡有效地减少了膜表面污染，并且能量消耗很低。BIOVERT®装置尤其适用于大量、连续的污水流量，以及电能成本较高的情况。 Kanes Foods食品公司 2001年，Kanes Foods食品公司在英国的伊夫舍姆安装了一台Aquabio公司 “第一代”AMBRTM反渗透及紫外消毒联合装置进行将废水处理，以使回收利用的废水达到饮用水标准。在公司老板John Randall 博士的指导下，经过前期18个月的大量实验工作后，它成为了欧洲第一个将大量的废水处理成高品质、达到饮用标准的食品加工厂。由于工厂规模的不断壮大、水供应及污水排放限制的不断提出，最近Kanes 公司在相同的位置安装了第二个AMBR LETM污水处理装置，以提高设备的废水处理能力及可利用的回收水量。 2001年，“第一代”AMBRTM工艺处理流程包括入口筛分、流量平衡，以及为了更好的植物质固体移除而采用的溶解悬浮空气（DAF）处理。反渗透操作用于AMBRTM本身及下游废水处理，之后是紫外消毒处理。使用这一工艺产出的可饮用水与自来水混合用于工厂内部。 该工艺由两个250立方米的带有四个凹槽的错流膜组件的生物反应器组成，最大固含量（MLSS）浓度高达22克/升，而生物反应器一般在10克/升的浓度下操作。污泥产量在污泥存放超过100天时，以0.14千克DS/千克去除COD来计算。每一个膜组件都包括四支超滤膜（如图1所示）。25℃下，膜的平均运行流量是153升渗透水/平方米（LMH），渗透水的TSS、BOD和COD的平均浓度分别只有4、7和16毫克/升。 经过超滤膜后再通过两级反渗透装置，使水质达到75％的整体恢复。回流水被排到下水道，而渗透水（通常有40-100μS/cm的电导率）则通过紫外线消毒装置后输送到客户的供水箱。 旧装置的性能 该装置现已连续运作9年，在生物处理、膜性能和最终回收用水的水质方面性能稳定。此装置的原始设计允许用一个组件作为备用，以维持膜的性能稳定，从而提高膜分离过程的灵活性及更低的能源使用，而在装置运行的大多数时间内，膜性能优于早先设计。生物质的活性降低偶而会导致膜通量的降低，并且这个问题可以通过更密集的管理得到及时修正。 AMBR LE的最新发展 由于AMBR LE生产规模的继续壮大，以及持续的供水压力和污水排放限制，Aquabio公司修建了第二期污水处理设备，并于2010年2月正式投入运行。这个新设备提供了额外的1.435兆升（MLD）生物处理能力或MBR处理能力，以及额外的0.6MLD可回用水（如表1所示）。该装置继承了现有装置的成熟方案（如表2所示），同时利用了Aquabio的AMBR LETM技术，与原有装置相比大大节省了能源。提供了新的公用的入口筛分和流量平衡设施，使原有的平衡池能够用于下水道出水的流量平衡。同样，在AMBR LETM系统运行之前，需要对废水进行DAF处理来移除植物质固体。此废水处理设备拥有一个独立的765立方米的生物反应器，最大允许MLSS浓度为12克/升，由鼓风机辅助插槽式曝气系统曝气。 该AMBR LETM超滤膜系统包括四个4米的长膜组件。该系统的低能耗表现在：通过使用反冲法控制膜污染以大幅度降低错流流速，从而降低能耗。对反冲组合频率和多变的横向流速进行优化，实现以最低能耗达到规定生产量的目的。系统运行的灵活性在于选用变速循环泵和可选择性渗透泵控制跨膜压力（TMP）来控制膜的水渗透性能。稳定的性能是目前实现的生物质分离（渗透能耗为0.3~0.5千瓦时/立方米），这一稳定性能是对原有装置的一个重要改善。截止到2010年3月底，自两套Aquabio装置启动以来，已经回收共16.8亿升（37亿加仑）工厂的废水，并将回收后的水反供给工厂继续使用。其余的AMBRTM回收水也已作为非饮用水重复使用。 结论 随着水成本的持续增加，以及食品饮料生产面临的压力，地表水或井水抽取量的缩减，污水排放限制和水处理技术的发展，水的回收利用已成为大多数中大规模的食物和饮料生产商优先考虑的方面。全面的、大规模的废水回收利用装置已经建立，并且其中的一些已可靠运行近十年，树立了公众对回用水安全饮用的信心。(end)

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