ROCHEM. Waste Water Treatment

Transkrypt

1 ROCHEM Waste Water Treatment OCZySZCZanIE OdCIEKu ZE SKładOWISK OdPadóW METODA FILTRACJI MEMBRANOWEJ

2 Światowe referencje. Firma ROCHEM wykonała i zainstalowała ponad 70 oczyszczalni odcieku w cia gu ostatnich 20 lat. Oczyszczalnie te oczyszczaja w sumie ponad m 3 surowego odcieku ka zdego dnia. Austria Belgia Chile Francja Niemcy Włochy Korea Polska Portugalia Hiszpania Wielka Brytania Ukraina USA ROCHEM

3 FIRMA ROCHEM PRODUKUJE SYSTEMY MEMBRANOWE OD 1982 ROKU. SKORZYSTAJ Z NASZEGO DOŚWIADCZENIA INSTALACJE OCZYSZCZANIA ODCIEKÓW Z RÓŻNYCH SKŁADOWISK ODPADÓW Firma ROCHEM wykonuje instalacje do oczyszczania odcieku wg ustalonych standardów. Koncepcja oczyszczalni oparta jest na wieloletnich, różnorodnych doświadczeniach w oczyszczaniu odcieku. Zróżnicowane w koncepcji instalacje są dostarczone w wersji podstawowej z całkowicie automatycznym panelem kontrolnym, wyposażeniem pomiarowym, prefiltracją, systemem czyszczącym, instalacją wysokiego ciśnienia, kompletnym systemem rurociągów, instalacją i zaworami gotowe do pracy. Podstawowe sekcje są projektowane jako jednostopniowa instalacja oczyszczania odcieku. Zmiany jakościowe i ilościowe odcieku mogą być korygowane poprzez zmianę parametrów pracy instalacji. Optymalne wymiary instalacji uwzględniają zróżnicowane operacje z uwzględnieniem aspektu ekonomicznego. Szeroki wybór różnych typów modułów zapewnia dużą elastyczność w planowaniu poszczególnych etapów instalacji. Standardowe i modułowe projekty są przepustką do spełnienia wymagań Inwestorów, gwarantując bezpieczeństwo inwestycji. Podczas projektowania oczyszczalni odcieku z dużą wydajnością, niezbędne jest ustalenie, czy korzystne jest zaprojektowanie instalacji z dwiema lub trzema sekcjami odwróconej osmozy połączonymi równolegle. Pozwala to na prowadzenie operacji cząstkowych i zapewnia osiągnięcie najwyższego możliwego poziomu oczyszczenia. Jeśli jakość oczyszczanej wody pochodzącej z jednego stopnia oczyszczania nie spełnia odpowiednich wymagań, drugi stopień RO może być dopasowany do wydajności istniejącej instalacji bez zbędnej przeróbki. Parametry techniczne drugiego stopnia instalacji korespondują z istniejącym I stopniem instalacji ROCHEM R/O. Oferujemy jednostki o wydajności powyżej l/h wody nieuzdatnionej. Hala Produkcyjna Naszej Fabryki W Hamburgu

4 Podstawy Odwróconej Osmozy OsmoZa Ciśnienie Odwrócona OsmozA Duże stężenie Małe stężenie Duże stężenie Małe stężenie Jak działa odwrócona osmoza? Moduły PT/ST wykorzystujące technikę odwróconej osmozy stosowane są do produkcji ekstremalnie czystej wody. Ta niezawodna metoda opiera się na często spotykanym w naturze zjawisku osmozie, które najprościej można określić jako wzajemne oddziaływanie cząstek w dwóch roztworach o różnych stężeniach, oddzielonych półprzepuszczalną błoną membraną osmotyczną. Membrana jest przepuszczalna dla cząstek wody; rozpuszczone sole i inne składniki zawarte w wodzie są przez nią zatrzymywane. Półprzepuszczalna membrana pozwala na dyfuzję wody z roztworu o niższym stężeniu do roztworu o wyższym stężeniu aż do całkowitego wyrównania stężeń po obu stronach membrany. W metodzie odwróconej osmozy, zastosowano dodatkowe ciśnienie po stronie roztworu bardziej stężonego. W efekcie z zasolonej wody mniejsze cząstki (głównie woda) przechodzą przez półprzepuszczalną membranę na drugą stronę. Większość z rozpuszczonych soli, związków organicznych, bakterii i zawieszonych cząstek mechanicznych jest niezdolna do fizycznego przejścia przez membranę i jest wydalana z układu w postaci odpadu. W efekcie otrzymujemy czystą wodę bez konieczności dodatkowego oczyszczania. Ciśnienie Medium zasilające Membrana półprzepuszczalna Przepływ Permeat Moduły ROCHEM PT i ST (Plate-Tube i Spacer Tube) to wiodące rozwiązania w technologii odwróconej osmozy stosowane do odsalania i oczyszczania wody morskiej, słonej i wody wodociągowej. Moduł PT jest następstwem prac badawczych prowadzonych przez Centrum Badawcze Zachodnich Niemiec (GkSS). Opatentowany moduł PT jest nowoczesnym rozwiązaniem do odsalania i oczyszczania płynów. Działa on efektywnie i ekonomicznie nawet przy zwiększonym zamuleniu i wzroście mętności (indeks SDI). Stworzenie technologii modułów PT/ST było możliwe dzięki ciągłym badaniom nad systemami RO. Grupa ROCHEM posiadła w tym kierunku rzadkie zdolności łączenia pojedynczych modułów fabrycznych w wielomodułowe systemy. Ta zdolność i bezpośredni kontakt z użytkownikiem daje firmie ROCHEM przewagę i zadowala nawet najbardziej wymagających Klientów. Dlaczego moduły ROCHEM PT/ST są najlepszym wyborem odwróconej osmozy? Po pierwsze: opatentowana, dynamiczna konstrukcja otwartego przewodu, nieograniczony oraz turbulentny system przepływu wody zasilającej oznacza, że zawieszone ciała stałe niesione w strumieniu wody nie mogą być przechwycone lub łatwo osadzone wewnątrz membranowego modułu. Co istotniejsze, oznacza to, że rzadko wykonywane a jednocześnie wysoce efektywne czyszczenie membran może być wykonane przy użyciu standardowego wbudowanego systemu oczyszczania. Po drugie: ROCHEM z założenia jest nastawiony na stosowanie najwyższej jakości, materiałów i metod projektowania i wykonawstwa, aby zagwarantować użytkownikowi rzetelność oraz zapewnić najwyższej jakości wodę przez całą dobę. Zaletą modułów ROCHEM PT/ST jest zminimalizowanie osadzania się szlamu na membranach. Stosowanie innych modułów RO ograniczone jest zjawiskiem foulingu i osadzania się szlamów; konstrukcja modułów PT/ST minimalizuje ten problem, sprowadzając go do łatwo kontrolowanego procesu. Uproszczona prefiltracja Konstrukcja otwartego kanału modułu ROCHEM RO PT/ST umożliwia bezproblemowe oczyszczanie ścieków po wstępnej prefiltracji wody z indeksem koloidalnym równym nawet 15. Inne systemy R/O wymagają spełnienia warunku wartości indeksu koloidalnego <3. Prefiltracja z zastosowaniem prostych filtrów piaskowych i wkładów filtracyjnych powoduje szybkie osiągnięcie granicy indeksu mętności. W przypadku użycia modułów R/O innych niż moduły ROCHEM PT/ST, konieczne jest stosowanie bardziej kompleksowej filtracji i chemiczne oczyszczanie. Zalety modułów PT/ST firmy ROCHEM: Niskie koszty energii Wysoki stopień odzysku Długi czas użytkowania membran Jednoczesne połączenie w systemach oczyszczania ROCHEM: efektu niskiego zakamieniania i osadzania się szlamu wewnątrz membran, wysokiej trwałości oraz prostego i efektywnego wbudowanego systemu czyszczenia powoduje, że średnia długość życia membran jest praktycznie nielimitowana przez zanieczyszczenia surowej wody. Średni czas używania membran to 5 lat i więcej, co udowadniają rzeczywiste liczby. Wysokiej jakości produkowana woda najnowsza technologia membranowa System ROCHEM RO stosuje do produkcji najnowsze technologie; stabilne chemicznie, cienkie błony (tfc) jako materiał na membrany. Dodatkowo, użycie membran w formie arkuszy oznacza, że możemy selekcjonować i właściwie kontrolować jakość zainstalowanych membran, by zapewnić minimalne zasolenie permeatu. Automatyczna i bezpieczna praca Jedynie praca pompy zasilającej jest niezależna: pozostałe funkcje operacyjne instalacji R/O są automatycznie kontrolowane i całkowicie bezpieczne. Nie są wymagane żadne specjalne umiejętności do obsługi systemu. Kompaktowe i elastyczne modularne jednostki Zaprojektowana i skonstruowana w postaci modułów jednostka ROCHEM R/O zgodnie z najwyższymi standardami upraszcza transport, montaż i umożliwia dowolne wykorzystanie powierzchni.

5 ZBIORNIKI ODCIEKU NA SKŁADOWISKACH OTWARTE STAWY WALENCJA HISZPANIA ZBIORNIKI VORKETZIN NIEMCY ZAKRYTE STAWY SCHÖNBERG NIEMCY Najbardziej ekonomiczną i przyjazną dla środowiska metodą oczyszczania odcieku jest redukcja jego objętości o 75 80% z wykorzystaniem odwróconej osmozy, a następnie kontrolowane zawracanie koncentratu na składowisko. Procedura ta (zawracanie koncentratu na składowisko) nie zawsze jest dozwolona w lokalnych aglomeracjach; należy wówczas zwiększyć stopień odzysku poprzez zastosowanie kombinacji odwróconej osmozy i nanofiltracji firmy ROCHEM.

6 Odwrócona osmoza do oczyszczania odcieku spod składowisk. Dzięki możliwościom najnowszych wysoko sprawnych membran, odwrócona osmoza jest używana zarówno do zatrzymania organicznych i nieorganicznych zanieczyszczeń rozpuszczonych w wodzie ze skutecznością rzędu 98 99%, jak i do oczyszczania ciekłych odpadów takich jak odciek składowiskowy; pomaga także rozwiązywać narastające problemy związane z zanieczyszczeniami wody. Rozpuszczone organiczne i nieorganiczne zanieczyszczenia gromadzą się od strony zasilania membran (retentat), podczas gdy woda czysta jest przeciskana przez membranę. W konsekwencji, przy stosowaniu membran do odwróconej osmozy produkowany jest strumień oczyszczonej wody permeat, o bardzo niskim poziomie organicznych i nieorganicznych zanieczyszczeń. Permeat spełnia wymogi jakości wody do picia. Odprowadzenie tej wody do rzek lub innych odbiorników zależy głównie od naturalnej równowagi, jako że ten odciek był oryginalnie czystą wodą deszczową. Odkąd membranowe systemy odwróconej osmozy stały się proste do monitorowania, proces oczyszczania w sam sobie może być w sposób ciągły i z wysokim stopniem bezpieczeństwa kontrolowany poprzez ciągły pomiar przewodnictwa właściwego permeatu. Co więcej, proces oczyszczania metodą odwróconej osmozy gwarantuje najwyższą operacyjną stabilność, od rozpoczęcia do zakończenia właściwego oczyszczania. Również okresy przestoju (stand-by) są krótkie, a po przerwach (bez względu na ich czas), ponowne uruchomienie jest aktywowane natychmiast po podniesieniu ciśnienia w układzie przez pompy. Dzięki dużej elastyczności całego procesu, wysoki stopień odrzucenia każdego rodzaju zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych rozpuszczonych w wodzie zasilającej, nie wpływa na zmiany składu koncentratu odprowadzanego na składowisko. Dlatego produkowany permeat zawsze osiąga oczekiwaną wysoką jakość, co jest wynikiem stałej wysokiej skuteczności oczyszczania. Ta sama elastyczność technologii umożliwia zmianę objętości oczyszczanego odcieku. Modułowy projekt instalacji oczyszczania metodą odwróconej osmozy pozwala na szybkie zwiększenie lub zmniejszenie objętości przez dodawanie lub zmniejszanie liczby modułów. Duża wytrzymałość membran R/O stosowanych w oczyszczaniu odcieku spod składowiska zależy od zastosowania systemu kanału otwartego w module membranowym, który jest czyszczony z kamienia, foulingu, a w szczególności z zanieczyszczeń biologicznych. Dlatego rurowe moduły były używane już we wczesnych systemach odwróconej osmozy do oczyszczania odcieku (począwszy od 1984 roku). Alternatywą było wprowadzenie na rynek w 1988 roku modułów dyskowo-rurowych (DT), które stosuje się od tego czasu z powodzeniem i sukcesem. Ich skuteczność ( przy nierównomiernej pracy) została potwierdzona w ponad 70 zakładach na całym świecie.

7 VORKETZIN k/berlina, NIEMCY 480 m 3 /dobę, > 90% czystej wody

8 REDUKCJA OBJĘTOŚCI KONCENTRATU Ciągłe ulepszanie technik membranowych pozwoliło stworzyć wysokociśnieniowy system odwróconej osmozy bazujący na modułach PT z ciśnieniem operacyjnym sięgającym 120 bar oraz tak zaadaptować proces, że nastąpiła redukcja niektórych soli poprzez kontrolowane wytrącanie. Wysokociśnieniowe moduły są połączone z systemem zbiorników z których kryształy soli np. wytrącony CaSO4 są usuwane w sposób ciągły z dna zbiornika jako osad. W niektórych przypadkach, w zależności od odcieku, zarodki kryształów mogą być dodawane do ponownej krystalizacji. Dzięki tym usprawnieniom, poziom odzysku permeatu z odcieku składowiskowego został zwiększony, a współczynnik koncentracji organicznych i nieorganicznych substancji w koncentracie został podwojony. To oznacza wzrost stopnia odzysku permeatu z ok. 80% (współczynnik koncentracji 5) do 90% (współczynnik koncentracji 10) dla zanieczyszczeń zatrzymanych przez membranę. Przez to limit przewodności elektrycznej w koncentracie został zwiększony z µs/cm (co jest wartością typową dla systemów odwróconej osmozy ) do zakresu od do µs/cm. Dzięki dużej redukcji objętości spowodowanej wzrostem odzysku czystej wody, technologia ta eliminuje potrzebę późniejszego odparowania. Po wysokociśnieniowym procesie odwróconej osmozy koncentrat może być bezpośrednio skierowany do suszenia albo urządzenia powodującego krzepnięcie bądź może być spalony. Ten wysokociśnieniowy system odwróconej osmozy jest używany w około 30 zakładach. Wysokociśnieniowe technologie otwierają nowe możliwości dla rozwiązania problemów inżynierii chemicznej w dziedzinie separacji. W połączeniu z technikami strącania osadów, mogą być używane do dalszego ulepszania odzysku permeatu. Przykładowo problemy związane z dużym stężeniem siarczanu wapnia w odcieku są rozwiązywane poprzez kontrolowaną krystalizację. Kryształy są oddzielane od koncentratu, dzięki czemu maleje szansa tworzenia się kamienia oraz podtrzymywane jest dalsze zatężanie retentatu i koncentratu odprowadzanego na składowisko odbywa się to bez problemów dla składowiska. Przy stosowaniu powyższych procedur odzysk permeatu sięga 95%, co jest równoważne ze współczynnikiem koncentracji 20. Każdy indywidualny przypadek jest dokładnie studiowany przez naszych specjalistów, aby zaprojektować najbardziej prawidłowe rozwiązanie.

9 Natura, Włochy 50 m 3 /d Szafa kontrolna jest zaprojektowana do sterowania pracą instalacji i monitorowania danych na frontowym panelu. Praca instalacji jest zautomatyzowana i kontrolowana przez programowalny system mikroprocesorowy (SPS). Aktualny stan jest wyświetlany na diagramie przepływu i diagramie oprzyrządowania wraz z odpowiednimi sygnałami i alarmami. Instalacja pracuje całkowicie automatycznie całą dobę bez nadzoru. Zakłócenia operacyjne zatrzymują pracę instalacji, a konkretna przyczyna zatrzymania jest wyświetlana na ekranie szafy kontrolnej. Jeśli pozostała zawartość soli jest przez dłuższy czas za wysoka, instalacja także wyłączy sie automatycznie. System kontrolny jest zaprojektowany, by w pełni automatycznie współdziałać z automatyczną kontrolą ciśnienia i przepływu, zdalnym rozruchem i wyłączeniem jak i monitoringiem instalacji. Dodatkowo dla celów serwisowych dostępny jest podprogram, który pozwala indywidualnie kontrolować wszystkie zawory i pompy. w pełni zautomatyzowany proces proces wizualizacji zdalny proces kontroli i monitoringu rejestracja danych systemu

10 Ihlenberg, Niemcy 1100 m 3 /d Skuteczne funkcjonowanie odwróconej osmozy w komunalnym zakładzie oczyszczania odcieku Ihlenberg koło miasta Lubeka w Niemczech (dawne składowisko VEB Schönberg) w pełni prezentuje zdolności współczesnej technologii membranowej. Jest to obecnie najnowocześniejsza i największa wielostopniowa instalacja oczyszczania odcieku zrealizowana na składowisku odpadów. Typowe wyniki po oczyszczaniu odcieku Parametr odciek permeat I permeat II Stopień konwersji (%) odczyn ph przewodność wł. µs/cm 17, ChZT mg O 2 /l 1,797 <15 <15 >99.2 amoniak mg/l chlorki mg/l 2, sód mg/l 4, metale ciężkie mg/l 0,25 <0.005 <0.005 >98

11 ZAGOSPODAROWANIE KONCENTRATU Z ODCIEKU SKŁADOWISKOWEGO Oczyszczanie odcieku spod składowiska za pomocą techniki membranowej pozwala uniknąć dalszego zanieczyszczania zasobów naturalnych takich jak woda gruntowa i woda powierzchniowa. Oprócz ekologicznych aspektów minimalizacji obciążeń środowiska, pod uwagę trzeba wziąć także aspekty ekonomiczne. Pod tym względem filtracja na membranach jest uzasadniona ekonomiczne w większości przypadków. Jest to prawdziwe nawet wówczas, gdy porównamy całkowite koszty oczyszczania z innymi technologiami oczyszczania odcieku spod składowiska. recyrkulacja etap odwróconej osmozy etap permeatu ODCIEK opcja etap koncentratu DIAGRAM: POŁĄCZENIE ODWRÓCONEJ OSMOZY, WYSOKOCIŚNIENIOWEJ ODWRÓCONEJ OSMOZY I ODWRÓCONEJ OSMOZY DRUGIEGO STOPNIA koncentrat do dalszej przeróbki czysta woda do środowiska

12 Opatentowany MEMBRANOWY MODUŁ PT służy do molekularnego rozdziału, odsalania i oczyszczania cieczy. Jest on efektywny i ekonomiczny w użyciu przy zwiększonej mętności i wysokim indeksie koloidalnym (SDI) w technikach odwróconej osmozy. Stos talerzowych membran jest umieszczony na pręcie z metalowymi kryzami na końcach. Membrany znajdują się wewnątrz otwartej, standardowej 8-calowej rury. Szczelność zapewniają kołnierzowe, ciśnieniowe uszczelki. Konstrukcja ciśnieniowej rury pozwala na łatwą zmianę długości modułu. Specjalna modułowa konstrukcja umożliwia inspekcję lub wymianę membran w szybki i prosty sposób. Stos talerzowych membran zapewnia wyrównanie ciśnienia (zasilanie solanką). Specjalna hydrauliczna charakterystyka zapewnia bezpieczne działanie przy każdym ciśnieniu i przy wysokich spadkach ciśnienia. Hydraulicznym skutkiem jest duża prędkość przepływu przez membrany, przy minimalnym zasilaniu. Otwarty kanał zasilania na powierzchnię membrany zapewnia optymalne czyszczenie membran z pokładów zanieczyszczeń. Standardowy HYDRAULICZNY DYSK jest fabrycznie wykonany z materiału POM. Inne materiały są dostępne dla specjalnych zasilań. Talerz przykrywa poduszeczkę membrany bez wywierania ciśnienia na jej powierzchnię. Strumień wody zasilającej jest oddzielony poprzez o-ring od rozgałęzionego przewodu rurowego z czystą wodą wewnątrz pręta naprężającego. Część dystansowa membran i rura rozgałęziająca permeat są zaprojektowane jako integralna część dysku hydraulicznego. Zintegrowana część dystansowa tworzy otwarty kanał zasilający. Poduszeczki membran są uszczelnione przez ultradźwiękowe spawanie. Ta technologia spawania sprawdza się już od kilku lat w różnych aplikacjach i z różnymi typami membran. Ekstremalnie krótka ścieżka wody zasilającej przez membrany poprzedzona poprzez odwrócony o 180 stopni przepływ eliminuje koncentrację polaryzacji. Rezultatem dla modułowych membran PT jest minimalne zakamienienie i zanieczyszczenie (fouling) membran. Permeat spływa z warstwy pośredniej poduszki do przewodu rurowego rozgałęzionego z minimalnym przepływem i minimalnym oporem. membrana arkusz włókninowy spawany grzbiet medium zasilające koncentrat permeat

13 ROCHEM MODUŁY PT

14 ROCHEM MODUŁY SPACER TUBE ST ROCHEM MODUŁY SPACER TUBE ST przekładka Problemy z tradycyjnymi modułami spiralnymi: Tradycyjny moduł spiralny jest wyposażony w przekładki dystansujące (rozpórki), które łatwo się zanieczyszczają i zakamieniają. W konsekwencji kanał surowej wody staje się ograniczony, co zwiększa różnicę ciśnień. Rozwiązanie firmy ROCHEM: poduszka membrany Moduł ST f-my ROCHEM został skonstruowany tak, aby osiągnąć korzyści płynące z otwartego kanału i modułu spiralnego. Rezultatem tego jest moduł membranowy, który jest jednocześnie wąski i otwarty. Projekt ten optymalizuje zasilanie membrany wodą i zwiększa efektywną powierzchnię membran. W konsekwencji dzięki konstrukcji otwartego kanału, moduł SPACER TUBE ST w dużej mierze usuwa problemy występujące przy stosowaniu spiralnych modułów. Zalety modułów ST : - wysoki odzysk - wysoka gęstość upakowania - zmniejszenie efektu foulingu - łatwość czyszczenia - prosty przepływ - znaczna redukcja uszczelek - brak dyskowych elementów membran - zmniejszenie różnicy ciśnienia Moduły membranowe ST firmy ROCHEM mają zdecydowanie więcej zalet w porównaniu z wszystkimi innymi tradycyjnymi spiralnymi i dyskowymi modułami. jednostka ciśnieniowa Sercem modułu ST jest element membranowy. Składa się on z membranowych poduszek i przekładek zwiniętych w rurę. Kompletny element membrany jest wciskany na pręt, wzdłuż którego wypływa permeat. Element membranowy jest zakończony kołnierzami z obydwu końców. Kołnierzowe zakończenie składa się z co najmniej jednego wejścia dla rozdzielanego medium zasilającego oraz jednego odprowadzenia dla retentatu. Oba końce modułu są zakończone uszczelkami.

15 wlot odcieku wyjście kołnierzowe Oczyszczanie odcieku składowiskowego Dyskowe i rurowe moduły są z powodzeniem stosowane w oczyszczaniu odcieku spod składowiska. W systemach dyskowych i rurowych, układ 10 modułów jest zasilany odciekiem o kontrolowanym (dzięki pompom cyrkulacyjnym) natężeniu przepływu. Porównanie naszych opatentowanych modułów ST z tradycyjnymi modułami dyskowymi i rurowymi jest następujące: Moduły ST Moduły CD Powierzchnia membran 25,6 m 2 9,5 m 2 kanał permeatu kanał ciśnieniowy Projektowane natężenie permeatu 13,6 ltr/m 2 /h 13,6 ltr/m 2 /h Natężenie permeatu na moduł 336,80 ltr/h 120 ltr/h Ilość modułów na blok 3 10 Powierzchnia membran na blok 76,8 95,0 Różnica ciśnień 0,1-0,3 bar 3-4 bar Uszczelki Stosownie modułów Spacer Tube ST f-my Rochem zapewnia redukcję całkowitej ilości modułów w instalacji, co w konsekwencji wymaga mniejszej przestrzeni. Ponadto utrzymane jest stałe zużycie energii. Stosowanie modułów ST wymaga jedynie kilku modyfikacji istniejącego systemu modułów dyskowych i rurowych. połączenie kołnierzowe permeat pręt wiażący wyjście koncentratu

16 ROCHEM produkuje systemy membranowe od 1982 roku. Skorzystaj z naszych doświadczeń. ROCHEM UF-Systeme GmbH ROCHEM MARINE