HYDROTECH MBR — мембранный биореактор, в котором очищенная вода отделяется от иловой смеси ультрафильтрационным модулем, а не вторичным отстойником. Анаэробная, аноксидная и аэробная зоны, зона мембранного разделения и неподвижная биозагрузка собраны в одну схему с управляемым нитратным рециклом.
Разработка соединяет в одном сооружении биологическую схему из анаэробной, аноксидной и аэробной зон, мембранное разделение и прикреплённую биоплёнку. Ультрафильтрационный модуль стоит в отдельной зоне мембранного биореактора и удерживает активный ил внутри системы; неподвижная биозагрузка размещена в аэробной зоне, мелкопузырчатая аэрация работает там же, крупнопузырчатая — под мембранным модулем, а нитратный рецикл идёт от того же насоса, что подаёт смесь на мембраны.
Назначение — компактная очистка стока там, где к качеству сброса предъявляются повышенные требования, а места под классическую схему с отстойником недостаточно. Удержание биомассы мембраной позволяет работать при повышенной концентрации активного ила и получать после биологической ступени поток стабильного качества, пригодный для доочистки сорбцией, ультрафиолетовым обеззараживанием или обратным осмосом и для повторного использования воды на технические нужды.
Мембранное разделение закрывает задачу отделения очищенной воды от ила, но поведение биологической части оно не задаёт. В эксплуатации это выходит нестабильным удалением фосфора, заносом нитратов в анаэробную зону, неравномерным распределением иловой смеси по мембранной зоне и быстрым загрязнением мембран, а следом растут нагрузка на модуль, количество насосного оборудования, энергопотребление и трудоёмкость обслуживания.
В HYDROTECH MBR мембранный модуль работает не отдельным фильтром в конце схемы, а одной из зон единой системы, где биология, гидравлика, рециркуляция и мембранное разделение настроены совместно. Отсюда и опора на биологическое удаление фосфора: станции, снимающие фосфор реагентом, дают химический осадок и зависят от постоянного дозирования, а схемы AO-MBR без отдельной анаэробной зоны биологический путь закрывают вовсе.
Биологическое удаление фосфора идёт только там, где в анаэробной зоне нет ни кислорода, ни нитратов: фосфор-аккумулирующие микроорганизмы высвобождают здесь фосфор и запасают внутренние углеродные соединения, которые расходуются на следующих ступенях. Нитратный рецикл, без которого нет денитрификации, этот же режим и нарушает — даже небольшой занос нитратов ухудшает условия для этих микроорганизмов и снижает стабильность удаления фосфора.
Разделение здесь конструктивное, а не режимное. Перегородка между анаэробной и аноксидной зонами выполнена с нижним протоком по всей длине, и иловая смесь переходит в аноксидную зону снизу; нитратный рецикл подаётся, наоборот, в её верхнюю часть. Потоки стратифицируются по высоте, нитратсодержащая среда удерживается сверху, и обратный перенос нитратов в анаэробную зону затруднён. От схем A²O-MBR станция отличается именно этим узлом.
Загрязнение мембран — главное эксплуатационное ограничение мембранных биореакторов. По мере роста отложений повышается трансмембранное давление, падает производительность, учащаются промывки и растут эксплуатационные расходы, поэтому конструкция мембранной зоны отвечает не столько за качество фильтрата в расчётном режиме, сколько за то, как долго это качество держится без вмешательства.
Против загрязнения работают два решения. Крупнопузырчатая аэрация под мембранным модулем создаёт интенсивное движение жидкости у поверхности волокон и очищает их механически. Распределительное устройство на входе в зону мембранного биореактора подаёт иловую смесь не одной струёй, а через коллектор с равномерно расположенными выпускными отверстиями, отчего поток расходится по сечению зоны, а локальные перегрузки мембранного блока снижаются.
В схемах A²O-MBR подачу иловой смеси в мембранную зону и нитратный рецикл обычно обслуживают разные насосы. Здесь работает один: он подаёт смесь из аэробной зоны в зону мембранного биореактора, а от его напорного трубопровода выполнено регулируемое ответвление, которое направляет часть потока обратно в аноксидную зону. Доля рецикла задаётся на этом ответвлении.
Следствия этого решения относятся к эксплуатации, а не к глубине очистки. Установленная мощность и количество насосного оборудования снижаются, трубопроводная обвязка упрощается, сооружение становится компактнее. Для локальных очистных сооружений это заметная часть решения: там надёжность, простота обслуживания и энергопотребление весят не меньше, чем расчётные показатели по азоту и фосфору.
Биозагрузка закреплена в аэробной зоне стационарно, и этим схема отличается от MBBR-MBR с подвижными носителями. Подвижная загрузка требует постоянного перемешивания и удерживающего экрана, а в станции с мембранами добавляет ещё и риск механического воздействия на модуль. Закреплённые носители с мембранами не контактируют, экран для их удержания не нужен, и биоплёнка растёт на неподвижной поверхности.
Внешние слои биоплёнки работают в аэробных условиях, во внутренних содержание кислорода понижено, и там возможна симультанная нитрификация-денитрификация: часть азота удаляется внутри самой плёнки, а не только в аноксидной зоне. Окисление органики и нитрификация аммонийного азота идут в этой же зоне, на тех же носителях, а прикреплённая биомасса развивается на стабильной поверхности, и устойчивость биологического процесса повышается.
HYDROTECH MBR — собственная технологическая разработка SOLVIA в области глубокой биологической очистки сточных вод. Решение объединяет анаэробную, аноксидную и аэробную очистку с мембранным биореактором, неподвижной биозагрузкой, управляемым нитратным рециклом и защитой мембран от загрязнения. Технология развивается как продуктовая платформа для объектов, где важны компактность, качество очищенной воды, снижение зависимости от химических реагентов и устойчивая работа при переменных нагрузках. Конструктивные параметры, режимы настройки и компоновочные решения подбираются индивидуально под конкретный объект.
Расскажите об объекте — инженер подготовит расчёт схемы, спецификацию и коммерческое предложение в течение рабочего дня.