Когда говорят про Китай очистка сточных вод ксантановой камеди производитель, сразу представляют гигантские биореакторы – но мало кто учитывает, как полимерные остатки забивают мембраны. Мы в ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии через это прошли: на одном из заводов в Шаньдуне за три месяца эксплуатации анаэробный мембранный биореактор терял 40% пропускной способности из-за гелеобразных отложений. И это при том, что по лабораторным тестам вода казалась чистой.
Сначала пробовали стандартные UASB-реакторы – осаждение шло, но вязкость мешала сепарации. В 2019 году на установке в Цзянси получили вспененный ил, который выносило в выходные каналы. Пришлось экстренно останавливать систему и пересматривать конструкцию газосепараторов. Ключевым стало понимание: ксантан создаёт не просто взвесь, а коллоидную систему с переменной реологией.
Наш LICMAX-реактор тогда дорабатывали прямо на объекте – увеличили зону сепарации и добавили каскадные отбойники. Но даже это не снимало проблему полностью: при пиковых нагрузках (например, при промывке ферментеров) флокуляция нарушалась. Пришлось признать – для таких стоков нужен гибридный подход.
Сейчас вспоминаю те случаи как типичный пример 'лабораторного оптимизма'. В пробах из реактора всё выглядело стабильно, а в реальности – пульсации концентрации от 800 до 3500 мг/л за 2 часа сводили на нет все расчёты.
Наша разработка LC-AnDen для денитрификации изначально не предназначалась для полимерных стоков. Но в 2021 году на фабрике ксантановой камеди в Фуцзяне случайно обнаружили, что в режиме рециркуляции с подмесом метанольных стоков система стабильно держит нагрузку. Позже выяснилось, что ксантан создаёт матрицу для биоплёнки – правда, при условии строгого контроля pH.
С электрокаталитическими окислительными реакторами история сложнее. На первом запуске в Шаньдуне аноды покрылись органической плёнкой через 72 часа. Пришлось разрабатывать импульсный режим работы – стандартные протоколы здесь не подходят. Зато теперь можем гарантировать снижение ХПК на 92% даже при концентрациях ксантана до 8 г/л.
Интересно, что фентонный псевдоожиженный слой показал себя неожиданно хорошо – видимо, за счёт турбулентности частицы катализатора не слипаются. Но экономика процесса до сих пор под вопросом: перерасход реагентов на 15-20% против стандартных стоков.
В 2022 году реализовали проект, где сочетали LIC-реактор первой ступени с анаэробным мембранным биореактором. Главной проблемой стала нестабильность потока – технологи производства периодически меняли режимы ферментации. Пришлось внедрять буферные ёмкости с системой автоматического дозирования.
Самым сложным оказался подбор мембран – стандартные ПВДФ не подошли из-за адгезии полимера. Использовали модифицированные полисульфоновые мембраны с повышенной гидрофильностью. Даже так приходилось делать химическую промывку раз в 10 дней вместо расчётных 45.
Сейчас система работает на сайте https://www.kitay-lchj.ru с показателями: ХПК на выходе ≤150 мг/л при исходных . Но признаюсь, первые полгода были постоянные сбои – особенно чувствительной оказалась система рециркуляции ила.
Наши биологические реакторы для удаления запахов изначально не планировались для таких объектов. Но на том же гуандунском заводе обнаружили, что при сбросе промывных вод появляется сероводород с нестандартным профилем – видимо, из-за взаимодействия с остатками питательной среды.
Пришлось дорабатывать систему газовых вытяжек и менять загрузку адсорбентов. Стандартный активированный уголь здесь работал в 3 раза меньше номинального срока. Перешли на цеолитовые композиты – дороже, но хотя бы нет частых замен.
Интересный побочный эффект: обнаружили, что ксантановые стоки при определённых условиях усиливают рост нитрифицирующих бактерий. Возможно, это связано с полисахаридной природой полимера. Планируем исследовать этот эффект для оптимизации работы LC-AnDen реакторов.
До сих пор нет идеального решения для промывных вод с остатками ксантановой камеди. Наши анаэробные мембранные биореакторы справляются, но стоимость эксплуатации выше расчётной на 18-20%. Особенно затратны мембранные модули – их ресурс в таких условиях не превышает 2 лет против заявленных 5.
Сейчас экспериментируем с комбинацией электрокаталитических реакторов и фентонных технологий. Предварительные данные показывают снижение эксплуатационных затрат на 12%, но есть вопросы по стабильности процесса. К тому же, ксантан даёт нестандартные побочные продукты окисления, которые приходится доочищать.
Если говорить глобально – индустрия производства ксантановой камеди нуждается в специализированных решениях, а не в адаптации существующих технологий. Мы в ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии уже начали разработку реактора с псевдоожиженным слоем, оптимизированного specifically под полимерные стоки. Первые испытания планируем в конце 2024 года.
