Förbättrad hantering av ett MBBR-system och minskad energiförbrukning med ROBOX-skruv

Skräddarsydd lösning

Rening av avloppsvatten är något av en specialuppgift, där lösningen måste skräddarsys för det enskilda pappersbruket. När utmaningen består av begränsat utrymme och ett behov av att säkert släppa ut vatten i ytvatten är svaret säkert en anläggning som kombinerar innovativ biologisk teknik med en skruvkompressor.

Reningen av avloppsvatten i ett pappersbruk kan optimeras på flera sätt, men att behöva anpassa ett befintligt system där det finns begränsningar på grund av anläggningens konfiguration försvårar utan tvekan arbetet. Men det går alltid att göra. Hemligheten ligger i att hitta den tekniska lösning som bäst passar webbplatsens särskilda egenskaper. Det var vad som hände i Lucca, vid anläggningen för en av de ledande tillverkarna av wellpapp inom pappersindustrin - Toscopaper. Robuschi, i samarbete med Italprogetti (som tog hand om den tekniska sidan), levererade tekniken för rening av avloppsvatten och arbetade för att erbjuda den bästa lösningen för systemets verkliga behov när det gäller effektivitet, tillförlitlighet och enkelt underhåll.

Robox blåsare i arbete i fabriken

Biofilmteknik

Uppgiften var att ingripa i ett befintligt system som inte längre uppfyllde pappersbrukets utvecklingsbehov. Lösningen utvecklades av Italprogetti (www. italprogetti. it), som beslutade att använda en teknik som hittills endast hade tillämpats på området för rening av kommunalt avloppsvatten och som i detta fall anpassades till anläggningens särskilda egenskaper. Vi talar om en MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). "Med den här typen av biologisk behandling", förklarar Daniele Bacchi, chef för Italprogettis sektor för rening av avloppsvatten, "kan bakteriekolonierna, som renar vattnet genom att bryta ner det organiska materialet i det, inte röra sig fritt i vattnet, utan de sitter fast på särskilda plastbärare som kallas "bärare". Dessa hålls i sin tur i rörelse i reaktorn tack vare omrörningen i luftningsprocessen, vars uppgift är att förse systemet med det syre som behövs för behandlingen, genom insprutning av komprimerad luft. Särskilda galler som installeras i den biologiska reaktorn förhindrar att bärarna kommer ut tillsammans med det behandlade vattnet. På så sätt undviks all risk för förlust av biomassa, bortsett från det överskott som spontant lossnar från bärarna och sedan tas upp av det biologiska systemet.

MBR-teknik för vävnadsvattenreningsverk

För mjukpappersfabriker å andra sidan skapar typ och mängd av vatten samt salthalt andra problem än vid tillverkning av wellpapp. I det här fallet använder Italprogetti MBR-teknik (Membrane Bio Reactor). "Vi testar den här metoden i viktiga företag på fältet och får goda resultat", säger Daniele Bacchi.

"Med den här tekniken suspenderas biomassan med hjälp av en traditionell biologisk reaktor, men i stället för den slutliga sedimenteraren har den halvpermeabla ultrafiltrerande membran som separerar det behandlade vattnet från det aktiverade slammet". Detta innebär inte bara en nästan trefaldig ökning av koncentrationen av aktiverat slam, utan även minskade volymer och ultrafiltrerat slutvatten. "I praktiken är MBR-tekniken både ett biologiskt och ett tertiärt system eftersom den garanterar biologisk rening tillsammans med en mycket effektiv slutfiltrering som till och med kan möjliggöra direkt återvinning av vattnet."Detta system är idealiskt även när det gäller en större slutning av kretsloppet, eftersom COD-parametrarna och salthalten behandlas och minskas på lämpligt sätt - "det första hanteras genom att vattnet återvinns utan att COD-nivån ökar i produktionscykeln, medan målet att ytterligare öka slutningen utan att påverka salthalten (som i allmänhet ökar under maskinkretsloppet, vilket stänger kretsloppet) uppnås genom att tillämpa ett MBR-system följt av omvänd osmos, vilket gör det möjligt att återvinna vatten även när de två parametrarna har mycket låga värden".

"Vi har förnyat en befintlig förbehandlingsprocess för vatten med en biologisk lösning som uppfyller pappersbrukets behov och därmed skapat ett effektivt nytt system", säger Daniele Bacchi, chef för Italprogettis sektor för behandling av avloppsvatten.


Robox skruvkompressorer i arbete

"Detta är en mycket viktig aspekt, särskilt inom pappersindustrin där de traditionella processerna med aktiverat slam och sedimenterare ger slamflockar som är särskilt lätta och därför inte sedimenterar bra. Risken för att biomassan släpas med det behandlade vattnet är stor. "Under dessa förhållanden säkerställer användningen av MBR-teknik (även vid driftsproblem, doseringsfel etc.) att bakterierna finns kvar i tanken och att systemet återhämtar sig. På kort tid återställs optimala förhållanden och volymerna minskas med 2-3 gånger jämfört med traditionell teknik."

Och det är inte allt. Denna typ av avloppsvatten uppvisade också vissa utmärkande egenskaper: en hög COD vid inloppet, en hög andel organiska ämnen med dålig biologisk nedbrytbarhet och en hög koncentration av kalcium. "Dessa behov krävde inte bara ett MBBR-system utan även andra tekniska lösningar för att förhindra att den betydande fraktionen med låg biologisk nedbrytbarhet skulle ogiltigförklara COD-resultatet vid utloppet och för att förhindra att kalciumet faller ner på bärarna och begränsar deras effektivitet". För att lösa problemet användes den sista av de tre MBBR-reaktorerna som installerats i serie för att återvinna det aktiverade slammet. "Detta innebar att den lågt biologiskt nedbrytbara delen av COD kunde hållas under kontroll, medan kalciumnivån hanterades genom noggrann övervakning av pH-värdet i reaktorerna och dosering av en produkt som förhindrar att det sjunker".

Resultatet är ett system med en kapacitet på 1 000 mᶟ per dag, med en COD på cirka 4 500 mg/l vid inloppet och 80-100 mg/l vid utloppet - långt under gränsvärdet för tillstånd för utsläpp i ytvatten (160 mg/l).

Valet av skruvkompressor

Italprogettis lösning uppfyller också ett annat av Toscopapers specifika behov. Förutom att man var tvungen att välja en teknik som generellt sett minskar volymerna, var ett av de särskilda dragen med denna intervention det mycket begränsade utrymmet. Bacchi förklarar: "Därför behövde vi en lösning för mycket höga reaktorer - över 8 meter - för vilka en traditionell teknik som lobblåsmaskinen skulle ha varit extremt slösaktig i fråga om energi. Till slut valde vi två WS 85/3P-kompressorer i Robuschis ROBOX SCREW Low pressure-serie som tack vare sin ökade effektivitet har gjort det möjligt att minska effektnivåerna och på så sätt uppnå stora fördelar när det gäller systemets driftskostnader. De två kompressorenheterna arbetar var och en med ett tryck på 880 mbar, med en kapacitet på 1 994 Nm3/h vid maximal arbetspunkt". Robuschis kompressorer är oljefria, vilket garanterar en ännu mer miljövänlig drift (certifieringsklass 0 enligt ISO 8573-1), och deras minimala ljudutsläpp garanterar en tyst drift tack vare den höga interna kompressionen, ljuddämpare och de senaste bullerhöljena, som med sin enkla och robusta form gör dem lätta att serva.

En av anledningarna till att detta anläggningsalternativ är idealiskt för att uppdatera ett befintligt system är dess förmåga att förbättra och förenkla systemförvaltningen och minska energiförbrukningen - ett mål som Bacchi själv framhåller. "I detta syfte samarbetade vi med Robuschi för att införa en övervakning av kompressorerna. Företaget kunde ändra den ursprungliga installationen genom att göra ingrepp på kompressorns remskivor och remmar för att optimera deras livslängd, underhåll och framför allt energiförbrukningen". Robuschi-kompressorn, förklarar ingenjören, är en skruvlösning i stället för en traditionell lamellblåsare, "vilket garanterar ett kontinuerligt luftflöde. Dessutom finns det en inverter som modulerar fläkthastigheten i enlighet med koncentrationen av löst syre i tanken, vilket ger precis den mängd luft som behövs och håller det lösta syret på en optimal nivå, samtidigt som energiförbrukningen minskas. Skruvkompressorn tillåter också högre tryckvärden än lobe-lösningar, vilket gör den till det bästa valet för vertikalt utvecklade system och den kan enkelt moduleras för att hantera kapacitetstoppar. Men den mest intressanta aspekten är att energiförbrukningen minskar med ca 15-20 % jämfört med traditionella lösningar, särskilt när det gäller stora höjder, beroende på arbetsförhållandena." Detta är en betydande fördel som bidrar till att säkerställa en snabb ekonomisk avkastning på investeringen i systemet.

Möjligheter inom papperssektorn

 

Toscopapers innovativa system för rening av avloppsvatten har fungerat framgångsrikt sedan 2013, och samarbetet med leverantörerna fortsätter genom en ständig assistenttjänst. En systemkontroll utförs var 15:e dag för att mäta de viktigaste funktionerna, och operatörerna går direkt till anläggningen för att personligen kontrollera att alla parametrar uppfylls. Det finns också ett system för fjärrövervakning.