100.000 m³/d WWTP In-Situ nadogradnja: MBBR + denitrifikacijski biofilter + magnetna koagulacija Upoznajte DB51/2311 bez novog zemljišta

HOME › SLUČAJEVI › MBBR + DENITRIFIKACIJSKI BIOFILTER - NADOGRADNJA PPOV

Primjena MBBR + denitrifikacijski biofilter + magnetna koagulacijska sedimentacija za nadogradnju postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda na licu mjesta

Objavljeno: 2026-5-25 • Kategorija:Slučajevi• Oznake:MBBR · Biofilter za denitrifikaciju · Magnetna koagulacija · Nadogradnja PPOV

ODJELJAK 1

1 Pregled projekta

1.1 Pozadina projekta

Centralizovano postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda industrijskog parka u Chengduu sa kapacitetom od100,000 m³/dpuštena je u rad 2013. godine. Usvaja proces aerirane grit komore + AAO + sekundarni taložnik + filter tipa D + UV dezinfekcija, a kvalitet efluenta zadovoljava klasu A standardaStandard za ispuštanje zagađujućih materija za komunalno postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda(GB 18918–2002). Protok tretmana se kreće od 91.000 do 118.000 m³/d, pri čemu industrijske otpadne vode čine oko 48%. Sa izdavanjemStandard za ispuštanje zagađivača vode za urbane i riječne slivove u provinciji Sichuan(DB51/2311–2016) u 2017. godini, postrojenje mora biti usklađeno sa standardom ispuštanja za centralizirana postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda industrijskog parka. Postojeći efluent u osnovi zadovoljava standard klase A, ali kvalitet efluenta jako varira, uz povremena prekoračenja TN i TP. Istovremeno, visok sadržaj pijeska u influentu uzrokuje da komora za grit sa aeracijom zahtijeva često pražnjenje radi odstranjivanja. Zbog toga je neophodno nadograditi ovo postrojenje.

1.2 Kvalitet uticaja i efluenta

Na osnovu statističkih podataka iz 2017. i 2018. godine, poređenje između izvornog kvaliteta utjecaja projekta i stvarnog kvaliteta utjecaja prikazano je u tabeli 1. Može se vidjeti da su stvarni utjecaj COD i BOD₅ niži od projektnih vrijednosti, dok su utjecajni SS i TP daleko veći od projektnih vrijednosti.

Tabela 1 Poređenje između dizajna i stvarnog uticajnog kvaliteta

Jedinica: mg/L

Poređenje između stvarnog kvaliteta efluenta iz 2017. i 2018. godine, originalnog projektnog standarda za otpadne vode i novog standarda za otpadne vode prikazano je u tabeli 2. Upoređujući nove i stare standarde, zahtjevi za COD i NH₄-N su pooštreni, dok ostali pokazatelji ostaju nepromijenjeni. Iz tabele 2 se može videti da prema starom standardu za otpadne vode, TP i TN ne mogu stabilno da ispunjavaju standard sa 100% garantovanom stopom; prema novom standardu za otpadne vode, NH₄-N ne može stabilno zadovoljiti standard čak ni uz 95% garantne stope. Stoga je postizanje stabilne usklađenosti TP, TN i NH₄-N sa novim standardom pražnjenjaključni fokus ove nadogradnje.

Tabela 2 Poređenje kvaliteta otpadnih voda

Jedinica: mg/L

1.3 Postojeći problemi

ODJELJAK 2

2 Nadogradnja šeme dizajna

2.1 Prilagodba projektnog kvaliteta vode

Na osnovu izmjerenog kvaliteta ulazne vode iz 2017. i 2018. godine, projektovan je projektni kvalitet dotoka. Projektna vrijednost BOD₅ je smanjena, dok su projektne vrijednosti SS i TP povećane, uz zadržavanje određene margine u odnosu na izmjerene vrijednosti. Projektovani dotok i kvalitet efluenta za nadogradnju prikazani su u tabeli 3.

Tabela 3 Projektovani uticaj, kvalitet efluenta i stope uklanjanja

Jedinica: mg/L

2.2 Šema nadogradnje

Glavna ograničenja za nadogradnju ovog postrojenja su: (1) nadogradnja mora biti završena na licu mjesta bez dodavanja novog zemljišta; (2) influent ima visok sadržaj peska, komora sa aeriranim pijeskom zahteva često odstranjivanje, a novi primarni taložnik bi se takođe suočio sa problemom akumulacije peska; (3) operativni troškovi nakon rekonstrukcije moraju se održavati na relativno niskom nivou. Uzimajući u obzir ova ograničenja i zahtjeve za nadogradnju, određuje se procesni put za svaku fazu tretmana.

2.2.1 Poboljšanje prethodnog tretmana

Efikasnost prethodnog tretmana direktno utiče na dugotrajan normalan rad biološkog rezervoara. Postrojenje ima visok sadržaj pijeska u influentu, a komora za gazirani pijesak je preopterećena, što neizbježno dovodi do ulaska dijela pijeska u biološki rezervoar. ATehnologija brzog odvajanja čvrstog i tečnogdizajniran je da poboljša predtretman. Njegov princip je da pusti sirovu vodu da teče kroz kontinuirano rotirajuću filtarsku tkaninu kako bi se postiglo razdvajanje čvrstog i tekućeg, a korištenje obnovljene vode za kontinuirano čišćenje i uklanjanje čvrstih nečistoća zadržanih na filterskoj tkanini. Jedna od prednosti ove tehnologije je njena visoka preciznost filtracije: veličina pora filterske tkanine je 0,2 mm, što je 1/15 uobičajene veličine pora finog sita, i može presresti više od 90% naslaga, sitnog pijeska, dlaka i drugih nečistoća, značajno poboljšavajući učinak predtretmana. Još jedna karakteristika je njegovo veliko opterećenje tretmana i mali otisak, sa hidrauličkim vremenom zadržavanja od samo oko 5 sekundi.

U nadogradnji, tri seta uređaja za brzo odvajanje čvrste i tečnosti su ugrađena nakon grubog sita, koji obezbeđuju kapacitet predtretmana od 30.000 m³/d, pokrivajući površinu od 184 m², koji rade paralelno sa originalnim finim sitom + komorom za aeraciju granula, koja radi smanjenim kapacitetom. Industrijska preduzeća koja opslužuje fabrika su uglavnom u proizvodnji mašina, elektronskih proizvoda i proizvodnje ekrana. Karakteristični zagađivači uključuju teške metale, fluor i vatrostalni COD. Otpust preduzeća ispunjavaStandard kvaliteta otpadnih voda za ispuštanje u komunalnu kanalizaciju(GB/T 31962–2015). Da bi se nosio sa iznenadnim udarima toksičnih zagađivača, dizajniran je novi rezervoar za skladištenje u nuždi efektivne zapremine od 33.000 m³, potpuno ukopan, sa uređenim pejzažom i nadzemnim putevima.

2.2.2 Modifikacija biološke sekcije

Uklanjanje TP, NH₃-N i TN mora biti poboljšano u dijelu biološke obrade. Zbog ograničenja zemljišta i nemogućnosti povećanja ukupne zapremine rezervoara, napravljene su tri in-situ modifikacije originalnog AAO biološkog rezervoara:

Slika 1Ukupna biološka modifikacija rezervoara (AAO + MBBR Embedded)

2.2.3 Modifikacija odjeljka za napredni tretman

Uloga odjeljenja za napredni tretman je osigurati konačnu usklađenost TN, TP i SS. Kombinacija filtera za denitrifikaciju i visokoefikasnog taložnika je relativno zrela tehnička ruta s mnogo slučajeva primjene i ovaj projekt namjerava je usvojiti.

(1) Odabir filtera za denitrifikaciju

Trenutno, najčešće korišteni filteri za denitrifikaciju u Kini su denitrifikacijski filter dubokog sloja i denitrifikacijski biofilter. ThePriručnik za projektiranje vodoopskrbe i odvodnjeTom 5 (Urbana drenaža) iOpća tehnička specifikacija za biofilter za denitrifikaciju(GB/T 37528–2019) specificiraju projektne parametre ova dva filtera, kao što je prikazano u Tabeli 4. Može se vidjeti da biofilter za denitrifikaciju uzlaznog toka koji koristi ceramsite filterski medij ima veću brzinu filtracije i opterećenje denitrifikacijom u odnosu na duboki filter za denitrifikaciju koji koristi kvarcni pijesak. Istraživanja su pokazala da ceramzitni filterski mediji, u odnosu na kvarcni pijesak, imaju prednosti visokog kapaciteta nosača biofilma, visoke iskorištenosti izvora ugljika, kratkog vremena formiranja biofilma i ujednačene raspodjele kolonija mikroba, dok prednost kvarcnog pijeska leži u njegovom jačem kapacitetu za uklanjanje TN i SS. Filter uzlaznog toka ima duži ciklus povratnog ispiranja i manji gubitak glave filtracije u poređenju sa filterom na nižem toku.

Tabela 4 Glavni projektni parametri filtera za denitrifikaciju u standardima i kodeksima

Ovaj projekat ima ograničeno zemljište, a poboljšani standardi za otpadne vode ne nameću strožije zahtjeve za uklanjanje TN i SS. Uzimajući u obzir sveobuhvatno, biofilter za denitrifikaciju uzlaznog toka sa filterskim medijem od ceramzita izabran je kao jedinica za denitrifikaciju za napredni tretman. U isto vrijeme, fino sito sa unutrašnjim otvorom protoka veličine 1 mm je ugrađeno prije filtera kako bi se smanjile čestice nečistoća koje ulaze u filter.

(2) Visokoefikasna taložnica - Magnetna koagulacija

Konstruiran je magnetni koagulacijski taložnik. Taložnik za magnetnu koagulaciju dodaje magnetni medij + polialuminij hlorid (PAC) + poliakrilamid (PAM) u filtrat, formirajući čvrste flokule miješanjem i flokulacijom, čime se postiže velika brzina protoka uz površinsko hidrauličko opterećenje do20 m³/(m²·h), daleko veći od 6–13 m³/(m²·h) običnih visokoefikasnih taložnika. Osim dobrog uklanjanja TP i SS, taložnik za magnetnu koagulaciju također ima određeni učinak uklanjanja vatrostalnog COD-a, teških metala i boje. Ovaj projekat ima ograničeno zemljište, a dotok sadrži određeni udio industrijskih otpadnih voda, što čini taložnik za magnetnu koagulaciju pogodnijim.

(3) Sveobuhvatno razmatranje.Biofilter za denitrifikaciju se postavlja ispred taložnika za magnetnu koagulaciju uglavnom da bi se u potpunosti iskoristio preostali BPK₅ u efluentu sekundarnog taložnika kao izvor ugljenika za denitrifikaciju. Bajpas cijev je dizajnirana prije filtera, omogućavajući otpadnoj vodi da teče direktno u taložnik za magnetnu koagulaciju bez prolaska kroz filter, štedeći energiju za sekundarno dizanje. Ukupni tok procesa nakon nadogradnje prikazan je na slici 2.

Slika 2Ukupni tok procesa nakon nadogradnje (brza separacija čvrstog i tekućeg + AAO/MBBR + denitrifikacijski biofilter + magnetna koagulacija sedimentacija)

2.3 Glavne strukture i projektni parametri

ODJELJAK 3

3 Analiza performansi operacije

3.1 Performanse uređaja za brzo odvajanje čvrstog i tečnog

Potrošnja energije uređaja za brzo odvajanje čvrstog i tečnog tokom rada je 9,12 × 10⁴ kW·h/m³. Odvojene nečistoće uključuju kućni otpad, fini pijesak, čvrstu masnoću, kosu i vlakna. Prosječan sadržaj vlage u ispuštenom ostatku je 72,31%, a proizvodnja suhog ostatka je 104,6 kg/m³. Proizvodnja suvog ostatka u konvencionalnim postrojenjima za prethodnu obradu iznosi 37,3 kg/m³, a proizvodnja suvog ostatka uređaja za brzo odvajanje čvrste i tečnosti je2,8 putakonvencionalnog prethodnog tretmana. Dotok i efluent uređaja su osušeni i izvagani, a rezultati pokazuju da je efikasnost presretanja filterske tkanine veličine pora 0,2 mm za pijesak i vlakna kose je92.99%–94.95%. Do sada je uređaj bio u stabilnom radu tri godine.

3.2 Performanse biološkog rezervoara

Godišnji prosječni podaci o kvaliteti dovodne i efluentne vode prije (2018.) i nakon (2023.) modifikacije su sumirani, kao što je prikazano u tabeli 5. Može se vidjeti da je kvalitet efluenta biološkog rezervoara sveobuhvatno poboljšan nakon modifikacije. COD, BOD₅, NH₃-N, TN i TP smanjeni su za 14,94%, 12,95%,62.28%, 25,41% i 39,16%, respektivno, sa najvećim smanjenjem NH₃-N, TN i TP. Istovremeno, stabilnost svakog indikatora efluenta je također značajno poboljšana.

Tabela 5 Kvalitet vode dotoka i efluenta biohemijskog rezervoara - prije i poslije renoviranja

Sadržaj organske materije aktivnog mulja u biološkom rezervoaru se nakon modifikacije povećao. Prema podacima testa, prosječan omjer MLVSS/MLSS bio je 0,58 u 2018. i 0,63 u 2023. godini, što je povećanje od 8,6%. Povećanje sadržaja organske materije ukazuje na bolju aktivnost mulja, uglavnom iz dva razloga: prvo, pojačan je predtretman, a više anorganskih materija kao što je pesak se presreće uređajem za brzo odvajanje čvrste i tečne materije, smanjujući udeo neorganskih komponenti u aktivnom mulju; drugo, dodavanje MBBR sistema u biološki rezervoar povećava ukupnu mikrobnu biomasu, povećavajući organske komponente u aktivnom mulju.

U avgustu su izmjerene koncentracije mulja u zoni pred-denitrifikacije, anaerobnoj zoni, anoksičnoj zoni i MBBR zoni biološkog rezervoara, sa eksternim omjerom recirkulacije mulja od 100% i omjerom unutrašnje recirkulacije od 200%. Uzeta su tri seta paralelnih uzoraka, a prosječne vrijednosti su prikazane u tabeli 6. Može se vidjeti da se koncentracije mulja u četiri jedinice za obradu biološkog rezervoara razlikuju, pri čemu je najveća u zoni MBBR, a zatim u anoksičnoj zoni. Analiza sugerira da se biofilm vezan za MBBR nosače kontinuirano odvaja i miješa u aktivni mulj uslijed trenja, sudara i hidrauličkog ribanja, povećavajući koncentraciju mulja u ovoj zoni za oko 3,54% u odnosu na anoksičnu zonu.

Tabela 6 Koncentracija mulja svake jedinice u biohemijskom rezervoaru

Jedinica: mg/L

3.3 Izvođenje naprednog tretmana

Pošto TN u efluentu biološkog rezervoara već stabilno ispunjava standard, da bi se uštedeli operativni troškovi, nikakav dodatni izvor ugljenika se zapravo ne dodaje u denitrifikacioni biofilter. Prema podacima o kvalitetu vode iz 2023. godine, TN u efluentu biološkog rezervoara iznosi (7,04 ± 1,01) mg/L. Ne uzimajući u obzir uklanjanje TN u sekundarnoj taložnici, TN u efluentu denitrifikacionog biofiltera je (6,43 ± 0,92) mg/L, sa stopom uklanjanja od 8,7%. TP u efluentu biološkog rezervoara je (0,16 ± 0,09) mg/L. Ne uzimajući u obzir uklanjanje TP u sekundarnom taložniku, TP u efluentu taložnika magnetne koagulacije iznosi (0,08 ± 0,04) mg/L, sa stopom uklanjanja od 50%.

ODJELJAK 4

4 Rekonstrukcija i operativni troškovi

ODJELJAK 5

5 Zaključak