ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΟΝΑ Α ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΜΗ ΕΝΙΚΗΣ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Πηγή: Mr.Matteo Villa HAR srl. Επιµέλεια: Κων/νος I. Νάκος SHIELCO Ltd Σελίδα 1/5
O οίκος HAR srl, Ιταλίας εξειδικεύεται στον σχεδιασµό και στην κατασκευή εγκαταστάσεων µονάδων µεµβρανών διαχωρισµού για την επεξεργασία ευρέως φάσµατος βιοµηχανικών αποβλήτων. Η εταιρεία SHIELCO LTD σε αποκλειστική συνεργασία µε τον οίκο προσφέρουµε την δυνατότητα µελέτης, εφαρµογής και εγκατάστασης εξοπλισµού βάση των τεχνολογιών που παρουσιάζεται στην εφαρµογή που παρουσιάζεται στην συνέχεια. Μεγάλη βιοµηχανική µονάδα, παγκοσµίως γνωστή, παραγωγής χύδην ενδιάµεσων υλών για φάρµακα σε συνεργασία µε τον οίκο HAR αποφάσισε την µελέτη, προµήθεια και εγκατάσταση µονάδος µηδενικής απόρριψης υγρών αποβλήτων (Ζero Liquid Discharge). Η µονάδα περιελάµβανε δύο φάσεις : - Η πρώτη φάση, µε ικανότητα επεξεργασίας 350m 3 /ηµέρα - Η δεύτερη φάση, µε ικανότητα επεξεργασίας 450m 3 /ηµέρα Ο οίκος HAR βασίσθηκε σε συνδυασµό τεχνολογιών για την κάλυψη του ανωτέρω στόχου. Η βασική πρόταση περιελάµβανε την περαιτέρω κατεργασία των επεξεργασµένων αποβλήτων αφού διαχωρίστηκαν σε δύο κύρια ρεύµατα: το ρεύµα υψηλής φόρτισης του οποίου η επεξεργασία γίνεται µέσω της τεχνολογίας εξάτµισης και το ρεύµα χαµηλής φόρτισης που επεξεργάζεται µέσω µονάδων µεµβρανών µετά την βιολογική επεξεργασία όπως δίνεται στο ακόλουθο διάγραµµα ροής. Σελίδα 2/5
ΑΝΑΛΥΣΗ ΦΑΣΕΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ 1. ΡΕΥΜΑ ΧΑΜΗΛΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ - ΜΟΝΑ ΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ ΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ Η διεργασία µε χρήση συνδυασµού µεµβρανών χρησιµοποιώντας µονάδα υπερδιήθησης (ultrafiltration) και µονάδα NARO αντίστροφης όσµωσης διπλού περάσµατος (δύο βαθµίδων). Σαν πρώτο στάδιο επεξεργασίας η µονάδα υπερδιήθησης συνδυάστηκε µε την εγκατάσταση δευτεροβάθµιου βιολογικού καθαρισµού δηµιουργώντας βιοαντιδραστήρα µεµβρανών- biohar -ώστε να εξασφαλίζεται υψηλότερος βαθµός συγκέντρωσης βιοµάζας στην δεξαµενή αερισµού αυξάνοντας την βιολογική απόδοση και αποτελεσµατικότητας της βιολογικής επεξεργασίας. Το διερχόµενο ρεύµα από την µονάδα υπερδιήθησης στην συνέχεια προωθείται σε µονάδα αντίστροφης όσµωσης τύπου NARO. Με βάση τα χαρακτηριστικά των επεξεργασµένων αποβλήτων που τροφοδοτούν και την επιθυµητή ποιότητα του τελικού νερού το διερχόµενο ρεύµα από το πρώτο στάδιο οδηγείται σε µονάδα NARO διπλού περάσµατος. Η απόρριψη της µονάδας NARO οδηγείται στον εξατµιστήρα-κρυσταλωτήρα έτσι ώστε υπό µορφή στερεή να επιτυγχάνεται καλύτερη διαχείριση. Το καθαρό νερό από την µονάδα µε χαρακτηριστικά χαµηλής αγωγιµότητας ανακυκλώνεται και επαναχρησιµοποιείται. 1.1 ΒΙΟΑΝΤΙ ΡΑΣΤΗΡΑΣ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Είναι ένα στάδιο επεξεργασίας υψηλής απόδοσης και αναγκαίο καθώς τα επεξεργασµένα απόβλητα θα πρέπει να τροφοδοτηθούν για περαιτέρω επεξεργασία σε διεργασία αντίστροφης όσµωσης. Σε αυτό το στάδιο οι βιοαποικοδοµούµενες ουσίες περιορίζονται δραστικά καθώς και η αµµωνία και οι ενώσεις αζώτου. Η τεχνολογία περιλαµβάνει τον συνδυασµό εγκατάστασης βιολογικού καθαρισµού ενεργούς ιλύος και µονάδας µεµβρανών υπερδιήθησης. Η µονάδα υπερδιήθησης (ultrafiltration) εξασφαλίζει συνεχώς τον διαχωρισµό της βιοµάζας (δραστική λάσπη) από το επεξεργασµένο απόβλητο. Η µονάδα υπερδιήθησης καταργεί την δεξαµενή καθίζησης µε βαρύτητα και επιτρέπει την ανακυκλοφορία της βιοµάζας στην δεξαµενή αερισµού διατηρώντας µεγαλύτερη συγκέντρωση στερεών στο µικτό υγρό (20-25g/l) πολύ υψηλότερη σε σύγκριση µε τις συµβατικές µονάδες βιολογικού καθαρισµού. Η µεµβράνες υπερδιήθησης παρεµποδίζουν την διέλευση της βιολογικής λάσπης αποτρέποντας την παρουσία της στα επεξεργασµένα απόβλητα πρόβληµα που εµφανίζεται συχνά στις συµβατικές µονάδες λόγω φαινοµένων συσσωµάτωσης (bulking). Η µονάδα υπερδιήθησης βασίζεται σε κεραµικές µεµβράνες µε δοµή πολλαπλού καναλιού που χαρακτηρίζονται για την εξαιρετική φυσικο-χηµική αντοχή. Χάρη στα χαρακτηριστικά τους είναι αξιόπιστες και χαµηλού λειτουργικού κόστους σε σχέση µε τις πολυµερικές µεµβράνες των οποίων ο χρόνος ζωής επηρεάζεται δραστικά από τις βαριές συνθήκες λειτουργίας. Τα πλεονεκτήµατα της µονάδος HAR επιγραµµατικά είναι τα εξής: Κατάργηση δεξαµενής καθίζησης και υψηλής ποιότητας εξερχόµενου επεξεργασµένου απόβλητου Υψηλός βαθµός αποµάκρυνσης οργανικού φορτίου Μείωση παραγόµενης λάσπης, χάρη στο φαινόµενο αυτόλυσης λόγω υψηλής συγκέντρωσης βιοµάζας Αύξηση ανοχής των συνήθων τοξικών ουσιών χάρη στην υψηλή βιοµάζα σε σχέση µε την τοξικότητα Μείωση απαιτούµενης επιφάνειας εγκατάστασης Σελίδα 3/5
Χαµηλό λειτουργικό κόστος 1.2 NARO ΜΟΝΑ Α ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗΣ ΟΣΜΩΣΗΣ Το διερχόµενο ρεύµα της µονάδας υπερδιήθησης τροφοδοτεί συνεχώς την µονάδα της οποίας το διερχόµενο ρεύµα χαρακτηρίζεται από µικρή αγωγιµότητα και ξαναχρησιµοποιείται ενώ η απόρριψη της µονάδας NARO σε υγρή µορφή προωθείται σε εξατµιστήρα ώστε να µετατραπεί σε στερεή µορφή. Λόγω της απαιτούµενης ποιότητας του διερχόµενου ρεύµατος και µε βάση τα χαρακτηριστικά της ποιότητας τροφοδοσίας της µονάδας NARO χρησιµοποιούνται δύο µονάδες ώστε να επιτευχθεί η ζητούµενη ποιότητα. Η µονάδα NARO, καλύπτεται µε δίπλωµα ευρεσιτεχνίας, και εξασφαλίζει την δυνατότητα υψηλότερου βαθµού συµπύκνωσης των TDS σε σχέση µε τις συµβατικές µονάδες αντίστροφης όσµωσης ενώ επιτρέπει καλύτερη ενεργειακή απόδοση και άριστη επίδοση των µεµβρανών. Η µονάδα NARO είναι πολυβάθµιο σύστηµα µε δοµή τροφοδοσίας και απόρριψης, όπως συνεχή παροχή απορριπτόµενης φάσης, και µεταβλητή κατανοµή των πιέσεων λειτουργίας στους βρόγχους προσφέροντας τα ακόλουθα πλεονεκτήµατα: Χαµηλή κατανάλωση ενέργειας Άριστη απόδοση µεµβρανών ως προς την απόρριψη και τις παροχές Ανταγωνιστικό κόστους επένδυσης και λειτουργίας Η µονάδα NARO είναι εξαιρετικά ευέλικτη ως προς τις παραµέτρους λειτουργίας, για παράδειγµα, η πίεση λειτουργίας, η βασικότερη παράµετρος από την οποία εξαρτάται ο βαθµός απόρριψης και η παροχή του διερχόµενου ρεύµατος, που εξαρτάται επίσης και από τα διαδελυµένα στερεά που περιέχει, ελέγχεται αυτόµατα σε περιοχή τιµών έως και 120 bars. Στην µονάδα NARO η επιφάνεια των µεµβρανών κατανέµεται σε µία σειρά ανεξάρτητων βρογχων (κάθε βρόγχος διαθέτει αντλία κυκλοφορίας, αυτοµατισµούς, όργανα ελέγχου, µεµβράνες & θήκες µεµβρανών) µε τοποθέτηση των µεµβρανών σε σειρά/παράλληλα ανάλογα µε τα χαρακτηριστικά του ρευστού προς επεξεργασία. Η µονάδα ολοκληρώνεται µε εξοπλισµό προ-τροφοδοσίας, προ-επεξεργασίας και εξευγενισµού, συγκρότηµα αντλιών για κάθε βρόγχο και αυτόµατο σύστηµα πλύσης CIP. 2. ΡΕΥΜΑ ΥΨΗΛΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ ΕΞΑΤΜΙΣΤΗΡΑΣ-ΚΡΥΣΤΑΛΛΩΤΗΡΑΣ 2.1 ΜΟΝΑ Α ΕΞΑΤΜΙΣΗΣ ΚΑΙ ΚΡΥΣΤΑΛΛΩΣΗΣ Η µονάδα τροφοδοτείται µε το ρεύµα υψηλής φόρτισης που προέρχεται από την παραγωγική διαδικασία καθώς και από το ρεύµα απόρριψης των µονάδων αντίστροφης όσµωσης. Το προϊόν από την εξάτµιση είναι λάσπη κρυστάλλων αλάτων. Η περίσσεια υγρασίας µπορεί να αποµακρυνθεί περαιτέρω, 20-25% σε µονάδα κρυστάλλωσης µε τελικό προϊόν σε στερεή µορφή. Στον εξατµιστήρα το υγρό απόβλητο µέσω αντλίας δυναµικής κυκλοφορίας, θερµαίνεται σε εναλλάκτη θερµότητας µέσω ατµού χαµηλής πίεσης και στην συνέχεια εξατµίζεται απότοµα στον θάλαµο βρασµού. Το αποτέλεσµα της απότοµης εξάτµισης δίνει απόσταγµα και συµπυκνωµένο απόβλητο. Ο παραγόµενος ατµός συµπυκνώνεται σε επιφανειακό εναλλάκτη θερµότητας και οδηγείται στην µονάδα βιολογικής επεξεργασίας. Το απόσταγµα περιέχει ουσίες χαµηλού σηµείου βρασµού ενώσεις όπως αµµωνία και ορισµένες οργανικές ενώσεις και µικρή ποσότητα αλάτων λόγω συµπαρασυρµού. Η συγκέντρωση της αµµωνίας και των οργανικών στο απόσταγµα εξαρτάται από την σύνθεση του ρεύµατος τροφοδοσίας και την τιµή ph στην οποία λειτουργεί ο εξατµιστήρας. Σελίδα 4/5
Φωτογραφίες από την εγκατάσταση Μονάδα εξάτµισης Υπερδιήθηση/Βιοαντιδραστήρας και NARO ωµάτιο Ελέγχου εγκατάστασης Μονάδα εξάτµισης και Μονάδα Ανάκτησης ιαλυτών Σελίδα 5/5
Σελίδα 6/5