SOLVIA VertaMABR — вертикальный биореактор для глубокой биологической очистки сточных вод. Анаэробная зона денитрификации, мембранно-аэробная зона с беспузырьковой подачей кислорода и биофильтрационная доочистка расположены по высоте одного корпуса, а поток проходит их снизу вверх.
SOLVIA VertaMABR собирает в одном вертикальном корпусе три ступени, которые в привычных схемах разнесены по отдельным сооружениям: анаэробную зону денитрификации внизу, мембранно-аэробную зону с газопроницаемыми мембранами посередине и биофильтрационную доочистку вверху. Поток движется снизу вверх и проходит их последовательно, а отдельный вторичный отстойник в базовой логике решения не требуется. Такое членение по высоте описано и в патентных материалах.
Назначение — локальные, посёлковые, автономные и малые промышленные очистные сооружения производительностью от 1 до 500 м³/сут, где глубокая биологическая очистка нужна при ограниченной площадке и невысоком энергопотреблении. Один и тот же аппарат применяется на объектах разной производительности, от малой локальной станции до посёлковых очистных, и остаётся модульным: на участке размещается один вертикальный корпус вместо горизонтального набора ёмкостей.
Вертикальная компоновка здесь не форма ёмкости, а порядок процессов. Сточная вода поступает в нижнюю часть корпуса, где создаются условия денитрификации, поднимается в мембранно-аэробную зону, где идут нитрификация и окисление органики, и выходит через биофильтрационную зону в верхней части. Очищенная вода отводится сверху, и все три стадии оказываются в одном аппарате, а не в горизонтальном ряду отдельных ёмкостей.
В нижней зоне нитраты, возвращаемые сверху, восстанавливаются до молекулярного азота, а активный ил удерживается во взвешенном состоянии перемешивающим устройством с регулируемой частотой вращения. Отдельного вторичного отстойника в базовой логике решения нет, а взвешенные вещества и тонкодисперсные частицы ила задерживает верхняя биофильтрационная загрузка — компактность реферат объясняет именно тремя ступенями в едином корпусе.
В средней зоне размещены кассеты с газопроницаемыми мембранами. Воздух подаётся внутрь мембран под низким давлением, кислород проходит через стенку и поступает прямо в криогелевое биокаталитическое покрытие, сформированное на наружной поверхности из макропористого ПВС-криогеля с иммобилизованными микроорганизмами. В воду он не выходит пузырьками, барботажа в объёме зоны не возникает, а использование кислорода в реферате заявлено ориентиром 90–95 %.
Загрязнения подходят к покрытию снаружи, из жидкой фазы, кислород — изнутри, через мембрану, а микроорганизмы работают внутри криогеля, в зоне встречи двух потоков; такая схема названа диффузионной беспузырьковой противодиффузионной аэрацией. От MABR-реакторов с самопроизвольно нарастающей биоплёнкой отличие в том, что покрытие формируется заранее, и период запуска в описании разработки сокращён с 3–6 недель до 24–48 часов.
Нитрификация аммонийного азота идёт в мембранно-аэробной зоне, и нитратсодержащая вода из её верхней части возвращается по трубопроводу нитратного рецикла вниз, в анаэробную зону. Кратность рецикла регулируется в диапазоне 100–400 % от расхода исходной сточной воды, то есть удалением общего азота управляют не только геометрией реактора, но и автоматическим изменением рецикла — на объектах с переменной нагрузкой это существенно.
Датчики растворённого кислорода и pH выведены на программируемый логический контроллер, который регулирует расход воздуха в мембраны, кратность нитратного рецикла и режим перемешивания анаэробной зоны. Дополнительно предусмотрены мониторинг и дистанционная передача данных через GSM/Wi-Fi: разработка рассчитана в том числе на удалённые объекты, посёлки и малые производства, где постоянного оператора может не быть.
Верхняя зона содержит загрузку из пенопластовых шариков, удерживаемых металлической сеткой, и работает сразу в двух направлениях. Она задерживает взвешенные вещества и тонкодисперсные частицы активного ила, а на поверхности загрузки развивается прикреплённая биоплёнка, которая доокисляет остаточные органические загрязнения. В формуле изобретения эта зона описана как расположенная в верхней части корпуса.
Многие MABR-системы держат мембранно-аэрируемую зону основной биологической стадией и отдельной биофильтрационной доочистки в корпус не встраивают. В расчётно-экспериментальном примере на 10 м³/сут снижение БПК — 97 %, ХПК — 94 %, нитрификация аммонийного азота — 92 %, удаление общего азота — 88 % при рецикле 250 %, взвешенные вещества на выходе — 4,2 мг/л, удельное энергопотребление на аэрацию — 0,10 кВт·ч/м³, выход на рабочий режим — 36 часов. Это результаты конкретного исполнения, а не гарантия для любого объекта.
SOLVIA VertaMABR — собственная технологическая разработка SOLVIA в области компактной глубокой биологической очистки сточных вод; технология имеет патентную защиту в России. Решение объединяет вертикальный корпус, анаэробную зону, мембранно-аэробную зону с газопроницаемыми мембранами, криогелевое покрытие с иммобилизованной биомассой, биофильтрационную зону, регулируемый нитратный рецикл, датчики DO и pH, контроллер и удалённый мониторинг. Конструктивные параметры, состав криогелевого покрытия, режимы управления, компоновка мембранных кассет и настройки автоматизации подбираются под конкретный объект и в открытых материалах полностью не раскрываются.
В MBR мембрана отделяет очищенную воду от активного ила, требует промывок и защиты от фоулинга и обычно работает при интенсивной аэрации. Здесь газопроницаемые мембраны воду не фильтруют: их функция — беспузырьковая подача кислорода прямо к биокаталитическому слою, а удержание взвеси оставлено верхней биофильтрационной загрузке.
Расскажите об объекте — инженер подготовит расчёт схемы, спецификацию и коммерческое предложение в течение рабочего дня.