DTRO浸出水処理装置

プロセスの基本要件

浸出液の特性を考慮すると、 浸出液処理 埋立地では以下の条件を満たす必要があります。

● 水量変化の要件を満たす。

選択された規模の水処理プロセスの処理能力には、水処理の上限があります。そのため、設計プロセスは、水量の大きな変動に対応できるように、高い耐水圧衝撃負荷容量を備えている必要があります。

● 水質による衝撃荷重に対する耐性が高い。

浸出水の水質は大きく異なるため、処理プロセスは衝撃荷重に耐える必要があります。埋立地の年数が長くなるにつれて浸出水の生分解性が大幅に低下し、炭素と窒素の比率が不均衡になることを考慮することが特に重要です。

● COD、BOD除去能力が高い。

埋立地浸出液の COD 濃度は 4000 ～ 20000 mg/l の範囲にあり、国の環境保護政策では浸出液処理排水の水質基準がますます厳しくなっています。そのため、処理プロセスでは、非常に高い有機汚染物質除去能力が求められます。

●優れた脱窒効率。

埋立地浸出液のアンモニア性窒素濃度は、通常、数百から数千mg/Lの範囲で、都市下水の数十から数百倍に上ります。さらに、プロジェクトではGB16889-2008規格を採用しているため、排水中のアンモニア性窒素と総窒素の排出要件は非常に厳格です。そのため、アンモニア性窒素を除去するには、処理プロセスで99%を超える脱窒率が必要です。

●処理施設が安定しており、運転・管理が容易です。

● 処理方法は安全で環境に優しいです。

DTRO（ディスクチューブ逆浸透）技術の概要

DTRO（ディスクチューブ逆浸透）は最先端の 逆浸透膜 テクノロジー。このコンポーネントは、従来のスパイラル巻き膜とは異なる方法で構築されています。ディスク チューブ膜モジュールの供給チャネルは、オープン チャネルを備えた特許取得済みのフロー チャネル設計を特徴としています。供給溶液は入口から圧力容器に入り、ガイド プレートとハウジングの間のチャネルを通ってモジュールのもう一方の端に流れます。 

供給溶液は、フランジの反対側の端にある 8 つのチャネルを通ってガイド プレートに入ります (図 1 を参照)。処理された液体は、できるだけ早く濾過膜を通過し、次にもう一方の膜表面に向かって 180 度反転し、ガイド プレートの中央にあるスロットを通って次のガイド プレートに流れ込みます (図 2 を参照)。 

これにより、膜表面には、ガイドプレートの円形の端から中心へ、再び端へ、そして再び中心へ向かう二重の「S」字型の経路が形成されます。最後に、濃縮液は供給端フランジから出てきます。DTRO モジュールの 2 つのガイドプレートは 3 mm 離れており、ガイドプレートの表面には特定のパターンで配置された突起があります。 

この独自の油圧設計により、処理液が膜表面を通過して圧力下で突起に衝突する際に乱流が発生し、透過速度と自己洗浄機能が向上し、膜の汚れや濃度の偏りを効果的に回避し、膜モジュールの耐用年数を延ばすことに成功しました。モジュールの洗浄も簡単なので、ディスクチューブ膜モジュールは厳しい給水条件に適しています。

これは、浸出水処理にディスクチューブ逆浸透膜を使用する利点の技術的な説明です。主なポイントは次のとおりです。

● 浸出液の生分解性に影響されず、排出基準を満たす信頼性の高い排水品質。

ディスクチューブ逆浸透技術は汚染物質を高い割合で排除するため、浸出液の生分解性や炭素窒素比の影響を受けることなく、浸出液処理の初期、中期、後期の各段階で排水基準を満たすことができます。この技術は、中期および後期の古い埋立地からの浸出液の処理に特に有効です。

● 投資コストと運用コストが低い。

他のプロセスと比較すると、ディスクチューブ逆浸透技術は、プロセスフローが最も短く、エネルギー消費量が最も少ないだけでなく、高いレベルの排出基準を満たしているため、投資コストと運用コストが低く抑えられます。2 段階 DTRO の運用コストは、新しい基準を満たすことができる他の処理プロセスのコストよりもはるかに低くなります。

● 膜寿命の延長。

DTRO コンポーネントには、3mm の広い開口チャネルと突起付きの独自のフロー ガイド ディスクがあり、エレメント内の流体が乱流状態を形成し、膜の汚れ、汚染、濃度分極を可能な限り最小限に抑えます。

DTRO の独特な形状と油圧設計により、洗浄と洗浄後のフラックスの回復が簡単になり、膜の寿命が延びます。実際のエンジニアリングにより、最初の浸出液を処理する第 1 段階の DTRO 膜パックの寿命は最大 3 年、あるいはそれ以上に達することがあり、第 2 段階の DTRO の寿命は 5 年以上に達することが実証されています。これは、既存の逆浸透処理システムでは達成が困難です。

● 膜部品のメンテナンスが簡単です。

DTRO 膜コンポーネントは、簡単に分解および保守できるように設計されています。DTRO コンポーネントを開くと、フィルター膜パックやその他の部品の簡単な検査と保守が可能になります。部品数が不足している場合、このコンポーネントを使用すると、DTRO 膜コンポーネントの使用に影響を与えることなく、膜パックとフロー ガイドの数を減らすことができます。これは、他の膜コンポーネントでは不可能なことです。

● フィルター膜の交換コストが低い。

DTRO の各コンポーネントは個別に交換できます。フィルターは、複数のフィルター メンブレン パックとフロー ガイドで構成されています。フィルター メンブレン パックの交換が必要な場合は個別に行うことができ、性能の良いメンブレン パックを使用してメンブレン交換コストを最小限に抑えることができます。ロール メンブレンや中空糸膜などの他のメンブレン コンポーネントでは、これを実現できません。ロール メンブレンにパッチや局所的な漏れなどの品質上の問題が発生した場合、または新しいメンブレンが必要な場合は、メンブレン コンポーネント全体を交換する必要があります。

膜分離技術として、DTRO 膜システムは、従来の生化学プロセスに比べて次のような利点があります。

• 運用適応性

DTRO 膜システムは、連続的または断続的に使用できる柔軟性の高い物理的分離装置です。システムの直列/並列構成は、水質と水量の要件に合わせて調整することもできます。

• 構築時間が短く、デバッグと起動も迅速

DTRO膜システムは、機械加工により構築され、工場棟や水槽などのサポート設備も備えています。システムは小規模で構築されるため、短期間で完成します。機器が現場に配達されてから約2週間で設置とデバッグが完了します。

• 高度な自動化と使いやすさ

DTRO 膜システムは完全に自動化されており、高度な監視および制御システムを備えています。システムを保護するために、PLC はセンサー パラメータに基づいて自動的に調整し、すぐにアラーム信号を発します。エラー コードのトラブルシューティングには、オペレーターは操作マニュアルを参照するだけでよく、豊富な経験は必要ありません。

•  コンパクトサイズ

DTRO 膜システムは、小さな設置面積を必要とする小さな構造と設備を備えた統合ユニットとして設置されます。

プロセスフロー

調整タンクの濾過液は濾過原水貯蔵タンクに送られ、pH調整、砂濾過、安全濾過などの簡単な前処理が行われ、その後、第1段階DTROに送られます。第1段階では、DTRO濃縮液が濃縮液貯蔵タンクに排出され、リサイクルされます。DTRO透過液は、基準を満たすように排出される前に、脱ガス塔に入り、追加の処理が行われます。 

次の図は、ろ過液に対する DTRO 処理の完全なプロセス フローを示しています。

プロセスの説明

1. 前処理

• 透過水の pH は、プラントの経年、さまざまな環境条件の変化、およびカルシウム、マグネシウム、バリウム、シリカなどのさまざまな不溶性塩を含む供給水の複雑な組成によって変化します。これらの条件下で、これらの不溶性無機塩の濃度が溶解度を超えると、膜表面にスケールが発生します。

• 給水のpH値は、 逆浸透システム 炭酸塩無機塩のスケール形成を効果的に防止します。同時に、供給水中の浮遊物質を前処理して、膜透過液中の浮遊物質による汚染を低減する必要があります。

• 原水が調整池から透過原水タンクに輸送される前に、 ブースターポンプ原水は、まずバスケットフィルターを通過し、原水に混入した微粒子物質を除去します。バスケットフィルターの濾過口径は1.0mmです。原水は濾過された後、透過原水槽に入ります。透過水が原水槽に入ると同時に、酸貯蔵タンクから酸が添加され、pH値が調整されます。 

• 同時に、酸混合ポンプが作動し始め、還流混合して所望のpH値を達成します。システム内の原液貯蔵タンク還流パイプラインにはpHセンサーが装備されており、PLCが原水のpH値を判断し、投与ポンプの周波数を自動的に調整して酸の添加量を調整し、逆浸透に入る前の原液のpH値が最終的に6.1〜6.5の範囲になるようにします。原水のpHがこの範囲内であれば、酸を調整する必要はありません。

• ブースターポンプ砂ろ過器は原水を 砂ろ過器砂ろ過器は単一ユニットで、ろ過精度は50umです。 圧力計 砂ろ過器の入口と出口にあります。圧力差が 1.5 bar を超える場合は、逆洗を行う必要があります。砂ろ過器の逆洗の頻度は、流入水中の浮遊物質の数によって決まります。 

2. 第1段階DTRO

膜システムは 2 段階の逆浸透から構成されています。砂ろ過器の後、第 1 段階の逆浸透膜に水を供給し、第 2 段階の逆浸透膜で第 1 段階からの透過水を処理します。

砂ろ過器の排出物は、水を供給する第 1 段階の DTRO 装置に送られます。最初にコア フィルターを通過し、ここで透過物から浮遊物質が除去されます。装置には 1 セットのコア フィルターが装備されており、入口と出口の両方の圧力センサーが圧力差を自動的に検出します。圧力差が 2.0 bar を超えると、システムはフィルター エレメントを交換する必要があることを通知します。これは、コアのろ過精度のためです。