AAO Oxidation Ditch + MBBR nadogradnja: Kako je tvornica Guangdong od 40.000 m³/d dostigla klasu 1A na 0,219 RMB/m³

Nadogradnja komunalnog postrojenja za otpadne vode iz klase 1B u klasu 1A nije papirologija - to je hidraulički, biološki i finansijski problem spojeni u jedno. Kada se postrojenje od 40.000 m³/d u Guangdongu suočilo s ovim mandatom, njegov postojeći AAO oksidacijski jarak je već bio u punom kapacitetu. Anoksična i aerobna zona nisu imale fizičko razdvajanje. Mikseri su pokvarili. Difuzori su bili začepljeni. A uticajni odnos C/N bio je prenizak da bi pouzdano pokrenuo denitrifikaciju. Ova studija slučaja govori o tome kako je projektni tim procijenio MBBR u odnosu na BAF, odabrao pristup naknadnoj ugradnji i isporučio otpadne vode klase 1A uz dodatne operativne troškove od 0,219 RMB po kubnom metru.

The Challenge

Preopterećeni oksidacijski jarak pri punom kapacitetu

Postrojenje, projektnog kapaciteta od 40.000 m³/d, radilo je sa skoro punim hidrauličkim opterećenjem kada je stigao mandat za pražnjenje. Prvobitni proces je bio jedan A/A/O oksidacijski kanal koji se pražnjuje prema standardima klase 1B - adekvatan za svoje doba, ali premalo i nedovoljno konfiguriran za strože granice koje su pred nama.

Projektni tim je identifikovao pet ključnih nedostataka u fazi dijagnostike:

Nedovoljno vrijeme zadržavanja.Postojeća zapremina rezervoara nije mogla da izdrži hidraulično vreme zadržavanja potrebno za pouzdanu nitrifikaciju i denitrifikaciju u uslovima opterećenja klase 1A.

Loše odvajanje protoka.Nije postojao pregradni zid između anoksične i aerobne zone, kao ni kontrolne kapije recirkulacije nitrata. Povratno miješanje miješane tekućine bilo je nekontrolirano, razrjeđujući anoksičnu zonu otopljenim kisikom i podrivajući efikasnost denitrifikacije.

Kvarovi miksera.Postojeće potapajuće miješalice bile su male za taj zadatak i nisu uspjele pod visokim koncentracijama mulja koje su dosezale i do 10 g/L, ostavljajući mrtve zone u kojima su se nakupljale čvrste tvari i pretvarale u septičku.

Previše DO u anoksičnoj zoni.Bez fizičkog odvajanja i s neispravnim mikserima, otopljeni kisik iz aerobne zone krvario je u anoksičnu zonu, potiskujući denitrifikacijske bakterije i trošeći ograničeni izvor ugljika.

Začepljeni difuzori za aeraciju i nizak odnos C/N.Godine rada zagadile su difuzore s finim mjehurićima, smanjujući efikasnost prijenosa kisika. Dolazeća otpadna voda imala je inherentno nizak omjer ugljika i dušika, ostavljajući nedovoljan organski supstrat za denitrifikaciju čak i kada su drugi uslovi bili povoljni.

Odabir procesa

MBBR vs. BAF: strukturirano poređenje

Projektni tim je procijenio dva puta nadogradnje zasnovane na biofilmu: biofilmski reaktor s pokretnim slojem (MBBR) i biološki aerirani filter (BAF). I jedno i drugo bi teoretski moglo postići efluent klase 1A, ali su praktični kompromisi u kontekstu naknadne ugradnje bili odlučujući.

Evaluacija je odlučno zaključena u koristMBBR. Sposobnost naknadne ugradnje u postojeći oksidacioni jarak bez dodatne akvizicije zemljišta bila je primarni pokretač, podržan nižim kapitalnim i operativnim troškovima i operativnom jednostavnošću kojom bi tim općinskog postrojenja mogao upravljati uz minimalnu prekvalifikaciju.

Projektni parametri

Utjecajne karakteristike i ciljevi pražnjenja

Projektovani uticaj i kvalitet efluenta su uporedni sa strožim ograničenjima DB 44/26-2001 (provincijski standard Guangdong) i GB 18918-2002 klase 1A (nacionalni standard). Sve vrijednosti u mg/L osim ako nije navedeno.

Procesni tok

Nadograđeni Treatment Train

Nadograđena procesna linija integrira naknadno opremljeni AAO-MBBR oksidacijski jarak s novim jedinicama tercijarne obrade kako bi se zadovoljila stroga SS i TP ograničenja klase 1A:

Ulaz → Fino sito (3 mm) → AAO-MBBR oksidacijski jarak → Secondary Clarifier → Lift Station → Visokoefikasna taložnica → Fiber Disc filter → UV dezinfekcija → Outlet

Detalji AAO-MBBR nadogradnje

Dva paralelna jarka, svaki po 20.000 m³/d

Retrofit je ciljao oba oksidaciona kanala paralelno, od kojih svaki obrađuje polovinu projektovanog toka. Ključne modifikacije su bile sljedeće.

Anoksična zona (6.792 m³).Instalirani su obnovljeni unutrašnji zidovi za vođenje kako bi se stvorio fizički odvojen anoksični odjeljak, sprječavajući ponovno miješanje DO iz aerobne zone. Nove potopljene miješalice su dimenzionirane tako da održavaju suspenziju čvrstih tvari pri koncentracijama miješane tekućine do 10 g/L, eliminirajući mrtve zone koje su mučile originalnu konfiguraciju.

Aerobna zona sa MBBR nosačima (14.297 m³).Aerobna sekcija je podijeljena na konvencionalnu zonu aktivnog mulja i namjensku MBBR zonu od 4.980 m³. Nosači biofilma pružaju ukupnu efektivnu površinu od 4.987 x 10&sup5; m² za razvoj mikroba, dramatično povećavajući inventar biomase bez proširenja zapremine rezervoara.

Specifikacije nosioca.Odabrani su nosači od polietilena visoke gustine (HDPE) sa specifičnom površinom većom ili jednakom 800 m²/m³. Ukupna zapremina nosača je 209 m³, što daje omjer napunjenosti od približno 12,5% - posebno, projektni tim je naglasio da omjer punjenja nije primarni kriterij dizajna; potrebna površina biofilma diktirala je količinu nosača, a 12,5% je bila rezultujuća vrijednost.

Retencijski ekrani.Na ulazu i na izlazu MBBR zone postavljene su rešetke od nehrđajućeg čelika kako bi se nosači zadržali unutar određenog odjeljka dok su omogućili slobodan prolaz miješane tekućine i suspendiranih čvrstih tvari.

Nitratne recirkulacijske pumpe.Nove recirkulacijske pumpe sa Q=833.4 m³/h vraćaju miješanu tečnost bogatu nitratima iz aerobne zone natrag u anoksičnu zonu, pokrećući denitrifikaciju uz kontrolirani omjer recirkulacije.

Nadogradnja aeracije.Originalni puhači su zamijenjeni sa dvije jedinice od 152 kW, od kojih svaka isporučuje 115 m³/min pri projektovanom omjeru zrak-voda od 7:1 -, što je značajan korak u odnosu na originalni omjer 5:1, što odražava veću potrebu za kisikom sistema nitrificirajućeg biofilma.

Nove jedinice tercijarnog tretmana

Poliranje za klasu 1A SS i TP usklađenost

Sam biološki tretman ne može pouzdano postići granice od 10 mg/L SS i 0,5 mg/L TP klase 1A. Dodane su tri nizvodne jedinice za poliranje.

Visokoefikasna taložnica.Dvije paralelne jedinice, svaka od 833,34 m³/h, sa stopom površinskog opterećenja od 8,17 m³/m²·h. PAC (polialuminijum hlorid) i PAM (poliakrilamid) se doziraju za hemijsko uklanjanje i flokulaciju fosfora, ciljajući i na TP i rezidualni SS.

Fiber Disc filter.Dvije jedinice, svaka sa 12 diskova prečnika 3.000 mm, koji pružaju brzinu filtracije od 5,6 do 7,8 m³/h·m². Instalirane su četiri pumpe za povratno ispiranje za automatsko čišćenje medija. Disk filter služi kao konačna fizička barijera za suspendirane čvrste tvari prije dezinfekcije.

UV dezinfekcija.Ultraljubičasti sistem od 33,22 kW sa 96 lampi od 320 W svaka, dizajniran za vršni protok od 56.400 m³/d. UV je odabran umjesto hloriranja kako bi se izbjeglo stvaranje nusproizvoda dezinfekcije i rezidualna toksičnost hlora u vodi koja prima.

Investicioni i operativni troškovi

Pregled kapitala i trošak po kubnom metru

Ukupna projektna investicija je bila32,14 miliona RMB, dodijeljen na sljedeći način:

Inkrementalni operativni troškovi nadogradnje izračunati su u0,219 RMB/m³, što znači približno 3,20 miliona RMB godišnje u toku projektovanja. Raspodjela je sljedeća:

Key Takeaways

Pet lekcija za rekonstrukciju oksidacionog jarka

1. MBBR se uklapa u postojeće oksidacijske jame uz minimalne građevinske radove.Rekonstrukcija Guangdonga nije zahtijevala novu konstrukciju rezervoara za biološku fazu - nosači, sita, mikseri i puhači su instalirani unutar postojećeg otiska jarka. Samo ovo je učinilo MBBR ekonomski superiornim izborom u odnosu na BAF.

2. Omjer punjenja je izlaz, a ne ulaz.Dizajnerski tim je naglasio ovu tačku: potrebna površina biofilma - izračunata na osnovu punjenja dušikom i ciljane stope nitrifikacije - određuje koliko je nosača potrebno. Koeficijent punjenja (12,5% u ovom slučaju) je kakav god da je volumen nosača. Nemojte počinjati s proizvoljnim procentom punjenja.

3. Nizvodno poliranje je neophodno za klasu 1A.Čak i dobro dizajnirani MBBR ne može pouzdano postići 10 mg/L SS i 0,5 mg/L TP bez tercijarnog tretmana. Visokoefikasna taložna posuda i fiber disk filter nisu bili opcioni dodaci – oni su bili razlika između usklađenosti i kvara na SS i fosforu.

4. Dodatni trošak je skroman u odnosu na standardnu ​​nadogradnju.Sa 0,219 RMB/m³, inkrementalni operativni troškovi nadogradnje klase 1B-1A predstavljaju uvjerljivu vrijednost. Hemijski troškovi (0,048 RMB/m³) i rukovanje muljem (0,041 RMB/m³) su dominantne komponente, i oba su relativno predvidljiva.

5. Često su potrebne nadogradnje aeracije.Prelazak sa 5:1 na 7:1 omjera zrak-voda odražava povećanu potrebu za kisikom sistema nitrificirajućeg biofilma. Postrojenja koja razmatraju rekonstrukciju MBBR-a treba da imaju budžet za zamjenu ili proširenje ventilatora - malo je vjerovatno da će postojeći sistem aeracije biti adekvatan.

Zaključak

Slučaj Guangdong pokazuje da kombinacijaAAO-MBBR sa visokoefikasnom sedimentacijom i filtracijom fiber diskapruža efikasan, ekonomski održiv i operativno upravljiv put nadogradnje sa klase 1B na klasu 1A. Pristup naknadnoj ugradnji – ponovno korištenje postojeće zapremine rezervoara, dodavanje nosača umjesto betona i slojevito tercijarno poliranje nizvodno – isporučuje traženi kvalitet otpadnih voda uz povećanu cijenu koju općinski budžeti mogu apsorbirati. Za sve veći broj kineskih općinskih tvornica koje se suočavaju sa istim mandatom od 1B do 1A, ovaj model zaslužuje ozbiljno razmatranje.