Мобилни пречиствателни станции за отпадъчни води

Широка гама от компактни, преносими системи за пречистване на отпадъчни води, базирани на доказани технологии, си проправят път при управление на водните ресурси на проекти, които нямат връзка с централна ПСОВ. Те могат да включват различно технологично оборудване за реализиране на ефективни пречистващи процеси и то за вариращи мащаби на обектите, дебити и качество на отпадните води, така че да отговарят на спецификата на всяко едно приложение, достигайки нормативно зададените изисквания за заустване, оползотворяване за други цели или рециркулация на водата.

Независимо от това колко отдалечен е Вашият проект от канализация и централна пречиствателна станция, той безпрепятствено може да отговори на изискванията за опазване на околната среда и здравето на хората, като обработва отпадъчните си води чрез мобилна пречиствателна станция за отпадъчни води (ПСОВ). Конфигурациите, обема, производителността, използваните процеси и други параметри варират в зависимост от особеностите на обекта, за който ще се използва станцията и се избират чрез експертен технико-икономически и екологичен анализ.

Различия от конвенционалното централизирано пречистване
При комунално-битови и промишлени приложения, за които се оказва че свързването с канализация и най-близката пречиствателна станция е нерентабилно поради отдалеченост, опцията за мобилна станция се оказва единствено целесъобразно решение. То премахва зависимостта от местоположението на обекта спрямо най-близката ПСОВ и прави възможно получаване на разрешително за заустване, тъй като качеството на отработените води не отстъпва на това от градските ПСОВ, а при някои случаи дори го превишава. Всеки обект може да спести разходите си за свързване с централизираното звено за пречистване, стига да използва мобилна станция, която покрива изискванията за качество на водата, съблюдавани от регулаторните органи.

За разлика от конвенционалните селищни и промишлени пречиствателни станции, които са за по-голям брой еквивалент жители и с по-големи производителност и капацитет, мобилните са с по-малки обеми, лесно се транспортират и се монтират много по-бързо, без необходимост от висококвалифицирана работна ръка. Разходите за производство, доставка, експлоатация и поддръжка са значително по-малки от тези при традиционните градски станции. Това са сравнително нови продуктови решения, при които всеки производител се стреми да постигне по-ниска консумация на енергия и по-висока степен на пречистване. Друга разлика и предимство е това че мобилните системи са напълно затворени в контейнери, което позволява лесно преместване на друго място, намаляване на неприятните миризми и шума, минимални изкопни работи и лесно свързване с тръби кабели.

Обикновено оборудването се предлага на модули, така че лесно да се прибавят необходими и отстраняват ненужни блокове при промяна в обекта. Тази гъвкавост на системите позволява те да отговарят по екологичен и икономически ефективен начин на отделни етапи от развитие на проекта – адаптивност, която трудно би се постигнала с конвенционалния подход. Именно поради тази причина различни блокове от мобилни станции могат да се използват и за модернизация или промяна в циклите на работа на всяка една традиционна градска ПСОВ. В същото време тези сравнително малки пречиствателни станции, не отстъпват на градските по степен на автоматизация на процесите и надеждност в контрола на качеството. Поради високата степен на автоматизация на съвременните системи, работата с тях е изключително проста и не изисква предварително обучение. Режимите на управление са ръчни и автоматични, а командите се въвеждат лесно на сензорни дисплеи с интуитивен интерфейс.

Дизайнът на модулните, мобилни пречиствателни станции показва голямо разнообразие при различните производители, марки и продукти. Предвиждат се различни степени и секции на пречистване – приемни резервоари, утаители, филтри и мембранни биофилтри с различна конфигурация, помпи, аерираща система, автоматични дозиращи инсталации за дезинфектанти, в случаи на епидемии, или когато последващата употреба на водата изисква това. Могат да бъдат включвани и решения с анаеробни блокове за метано-генеза, както и секции за стабилизиране и съхраняване на утайките.

MBR технологията с водещи решения при мобилните ПСОВ
Когато става въпрос за мобилност, компактността е ключов момент. Мембранните биореактори (MBR) освен че могат да преработват комунални и близки до състава им промишлени отпадни води до достатъчно качество, за да бъдат заустени или регенерирани за други приложения, те правят всичко това при много малки размери на оборудването. Компактността се дължи на факта, че тук се изключват утаителите (избистрителите), пясъчните филтри и дезинфекцията, използвани след аератора в конвенционалните системи за третиране с активни утайки, които постигат сепариране на твърдите частици единствено чрез гравитация.

Заедно с биологичното действие на активната утайка, MBR технологията осъществява мембранна микро-, нано- и ултрафилтрация на неразтворените вещества. Съчетаването на физично и биологично стъпало по този начин намалява обема на реактора и прави възможно да се работи с отпадни води с по-високи концентрации на неразтворени вещества в сравнение с конвенционалните системи. Съществуват две MBR конфигурации: вътрешна/потопена, когато мембраните се потапят в реактора и са неразделна част от него; и външна/аерирана, където мембраните са изнесени в отделна единица.

Аеробни мембранни биореактори за мобилни ПСОВ
Третирането с активна утайка е биохимичен процес за пречистване на отпадъчни води, който използва въздух (или кислород) и микроорганизми за биологично окисляване на органични замърсители, произвеждащи отпадъчни утайки, съдържащи окислен материал. Като цяло пречистването с активна утайка включва: аериращ резервоар, където въздух (кислород) се впръсква и се смесва напълно с отпадъчните води; утаечен резервоар (избистрител) за гравитационно отделяне на утайките и дезинфекцираща система. Част от отпадъчната утайка се връща към резервоара за аерация, а останалата се отстранява за по-нататъшно третиране.


Мембранните биореактори предлагат друг тип съоръжения за аеробно третиране. Те използват биофилтри – филтърни структури, покрити с ципа от колонии аеробни микроорганизми, през които се филтрират отпадъчните води. Органичните замърсители се адсорбират и минерализират върху покритието от активна утайка, с което тя постепенно нараства. Когато тя вече не е достатъчно ефективна, се изнася от процеса. Като недостатък тук може да се посочи задръстването на биофилтрите при органично замърсяване по-голямо от предвиденото. Този недостатък е отстранен при новите конструктивни решения.

Модерните мембранни биореактори за преносимите пречиствателни станции съчетават една от най-старите, усъвършенствани и изпитани технологии за третиране на отпадъчни води с най-новите. Пример за това е станция, комбинираща модул за действие на активната утайка с подобрени в ефективността си утаители. Основната работа на мембраните е конвенционална биологична обработка, окомплектована с полупропусклива бариера, която не допуска суспендираните вещества да се освободят от биологичния реактор. Полупропускливата бариера обикновено е конструирана от пластмаса като PVDF (поливинилиден флуорид), PES (полиетерсулфон) или PVC (поливинилхлорид), перфорирани с безброй отвори, по-малки от размерите на суспендираните твърди частици. Тези материали правят мембраните по-устойчиви на водно налягане и замърсяване от традиционните биофилтри.

За разлика от конвенционалните станции с активна утайка, съвременните биореактори за преносими ПСОВ успяват чрез по-малко етапи в технологичния процес да осигурят нужното качество на преработените отпадни води. Това означава и по-малко възможности за оперативни грешки и повреди в оборудването, което Ви спестява пари и време. Пречистените, третирани води се изтеглят през отворите или под действие на гравитацията или с помощта на помпа. Както споменахме, полупропускливите мембрани се задръстват бързо след поставяне в биореактора, но подходящият дизайн би предотвратил натрупването на твърди вещества по мембраната повърхност и блокиране на порите. Има две основни конфигурации на мембрани, които са показали особена ефективност в това отношение. При едната мембраните са във вид на влакна, подобни на спагети, с куха сърцевина, а при другата са плоски ленти, покрити с мембранни листове от двете страни. И двете конструктивни решения позволяват оптимално отмиване на повърхността на мембраните чрез въздушен поток. Това води до по-малка необходимост от поддръжка и по-дълъг експлоатационен живот на мембраните.

Потопени, частично потопении проточни биофилтри
Фиксирани и потопени в биореактора биофилтри, изработени от керамика, пластмаса или метал, освен за филтриране, служат за среда, за което се закрепва филма от биомаса, разграждаща органичните замърсители в отпадъчните води. Проектите за потопени филмови системи варират в широки граници, но се разделят в две основни категории (макар че някои системи могат да комбинират и двата метода). Първият е система, при която носителят се премества по отношение на отпадъчните води с последователно потапяне на филма и излагане на въздух, а вторият е стационарен и варира дебита на водите, така че филмът е последователно потопен и изложени на въздух. Във водната среда става адсорбцията на замърсителите върху активната утайка, а във въздушна – аеробната асимилация.

В двата случая, биомасата трябва да бъде изложена на действието и на отпадъчните води и на въздуха, за да настъпи аеробното асимилиране. По-просто устроените системи са със стационарни медии и разчитат на непостоянно изпомпване на водата, за да има редуване вода/ кислород. При системите с движеща се среда обикновено се използват въртящи се на хоризонтална ос дискове, като 40% от тях във всеки един момент са потопени в водата на реактора. Валът на дисковете се върти със един или два оборота на минута.

При поточните модификации на биофилтри отпадните води постоянно текат през биреактора с активни микроорганизми. Тук се разчита не на филм от активна утайка, а на суспендирани в отпадъчната вода бактерии. Аеробните условия се осигуряват чрез аерираща система, която вкарва въздух/кислород в реактора и заедно с това осъществява разбъркване. Тези системи могат да работят с по-високи нива на биомаса в отпадъчните води, защото тук не се образува плътен филм от активна утайка, в който след преминаване на определена дебелина, започват да протичат анаеробни процеси.

Анаеробни мембранни биореактори за мобилни ПСОВ
Друга комбинация – от анаеробно (безкислородно) биологично разграждане и мембранно разделяне, също дава добри резултати в пречистването на отпадни води, като същевременно позволява възстановяване на енергия чрез биогаз. Основна разлика с аеробните системи е липсата на аериране и по-бавното протичане на процесите. Тук ключови процеса са: хидролизата, която превръща комплекса органични замърсители в по-прости производни и метаногенезата (производство на метан). Използват се ферментни и ацетогенни бактерии, произвеждащи ацетат, който е най-важно междинно съединение за производство на метан. Специфични субстрати за тези процеси са глюкоза, фруктоза, пируват, ксилоза, галактоза и други.

Една основна характеристика на анаеробно разлагане е производството на биогаз и метан, които могат да бъдат използвани в генератори за производство на електроенергия или в котли за отопление. Това, както и факта, че аеробно пречистване на отпадъчни води изисква метод за въвеждане на кислород в процеса, прави анаеробно пречистване на отпадъчните води по-енергийно-ефективно. Тук обаче съществуват технически и икономически предизвикателства, например определянето на подходящи анаеробни процеси за всеки отделен случай. Освен това анаеробно пречистените отпадъчни води имат по-високи концентрации на органични съединения и трябва да се третират по-нататък.

Въпреки това, за някои приложения, като например използване за напояване за земеделски цели, където присъствието на хранителни вещества е желателно, аеробен процес за по-нататъшна обработка може да бъде прескочена. Отстраняването на патогени, обаче при всички случаи трябва да се постигне и това става чрез биофилтрите. Мембранната им технология осигурява отделянето на болестотворни микроорганизми от отпадъчните води и пълно задържане на биомасата, за ефективно действие на бактериалните култури.