Projekat nadogradnje i renoviranja postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda sa A2/O-MBBR procesom
Uz kontinuirano povećanje ekološke svijesti javnosti, postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda moraju aktivno provoditi aktivnosti na dogradnji i renoviranju, usvojiti napredne tehnologije za prečišćavanje otpadnih voda, postići ponovnu upotrebu otpadnih voda i doprinijeti svojim udjelom u održivom društvenom razvoju. Glavni izazov na koji se susreće prilikom nadogradnje i renoviranja postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda je uklanjanje dušika i fosfora. Korištenjem MBBR tehnologije, ovaj problem je efikasno riješen. Ovaj rad se fokusira na gradsko postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda u okrugu Xichou, koje koristi kombinirani proces predtretmana + A2/O sekundarni biološki proces obrade + filtracija platnenog medija + dezinfekcija natrijum hipohloritom. Sekcija za biološki tretman koristi integrisanu opremu za prečišćavanje otpadnih voda (uključujući pre-anoksični rezervoar, anaerobni rezervoar, anoksični rezervoar, aerobni rezervoar, taložnik sa kosim cevima, filter za platnene medije i rezervoar za dezinfekciju).
1 Pregled projekta
Izgradnja kanalizacione mreže koja podržava gradsko postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda u okrugu Xichou, Wenshan Zhuang i autonomnoj prefekturi Miao, provincija Yunnan, uključuje projekte u šest općina: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin i Xinmajie. Ukupna dužina pratećih kanalizacionih cijevnih mreža u ovim naseljima je oko 39.182 km, sa promjerom cijevi od DN200 mm do DN500 mm, korištenjem valovitih cijevi od polietilena visoke gustine (HDPE) visoke gustine. Integrisane crpne stanice su izgrađene u gradovima Lianhuatang i Xinmajie. U gradu Xinmajie postoji Q=25 m³/h, PE cijev za dovod vode pod pritiskom DN150 mm od 50 m, au gradu Lianhuatang, Q=25 m³/h, DN200 mm PE cijev za dovod vode pod pritiskom od 15 m. Ukupna građevinska površina postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda je 3.482 m², uključujući sveobuhvatnu zgradu, integrisanu opremu za tretman otpadnih voda, transformatorsku i distributivnu sobu, prostoriju za nadzor, regulacioni rezervoar, rezervoar za mulj, rezervoar za vodu za ponovnu upotrebu, prostoriju za odvodnjavanje mulja i šupu za skladištenje mulja, kanal za sito, pumpnu stanicu za dizanje i rezervoar za hitne slučajeve.
2 Analiza kvaliteta vode i odabir glavnog procesa
2.1 Kvalitet dovodne i efluentne vode
Sveobuhvatna analiza kvalitete ulazne vode u postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda u okrugu Xichou pokazuje da je njegova koncentracija stabilna s blagim opadajućim trendom. Kako je trenutni proces visokoefikasan proces prečišćavanja otpadnih voda, zapremina rezervoara za tretman nije velika, a njegova tolerancija na udarna opterećenja nije jaka. Stoga, standard stope garancije za indikatore kvaliteta vode na dovodu ne može se postaviti previsoko; ovaj put je postavljen na 90%. Osim toga, postrojenje dnevno prima 500 m³ procjedne vode sa deponije. Prilikom projektovanja konačnog kvaliteta ulazne vode, potrebno je osloniti se na ukupni trend kvaliteta vode kako bi se efikasno dovršili relevantni projektantski radovi. Indikatori kvaliteta vode su prikazani uTabela 1.
Odnos BPK₅/CODcr u otpadnoj vodi je 0,35, što ukazuje na lako biorazgradivu otpadnu vodu; omjer BOD₅/TN je 3. Da bi se zadovoljio standard za efluent TN, potrebne su dodatne mjere tretmana, kao što je dodavanje vanjskog izvora ugljika; BOD₅/TP odnos je 26,3, što je pogodno za biološko uklanjanje fosfora.
Trenutno su preostale količine NH₃-N i TN relativno visoke, a efikasnost uklanjanja je slaba. Ovo ukazuje da se nitrifikacija NH₃-N ne može u potpunosti izvršiti u starom aerobnom rezervoaru. Pošto anoksični rezervoar nije prvobitno bio postavljen, proces denitrifikacije nije se dogodio. Uklanjanje azota je postignuto samo ispuštanjem viška mulja, a metoda nitrifikacije-denitrifikacije nije korištena.
2.3 Glavni proces
Nakon detaljne analize specifične situacije u postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda u okrugu Xichou, nadogradnja i renoviranje morali su biti dovršeni na lokaciji postrojenja. Prostor unutar pogona je veoma ograničen. Prilikom određivanja procesa prečišćavanja otpadnih voda bilo je potrebno sveobuhvatno razmotriti uslove lokacije i razumno iskoristiti postojeći biohemijski proces tretmana rezervoara. Nakon opsežnog istraživanja, usvajanje A2/O-MBBR procesa (koji se naziva MBBR proces) efikasno je riješio pitanja korištenja zemljišta i operativnih problema. Ovaj pristup je omogućio trodimenzionalno proširenje kapaciteta biohemijskog rezervoara i omogućio aktivnu izgradnju anoksičnih i anaerobnih rezervoara. MBBR proces kombinuje aktivni mulj sa biofilmom. Njegove prednosti se očituju u relativno malom otisku, dugom biološkom lancu, sposobnosti da postigne idealne standarde kvaliteta otpadne vode i stabilnom radu. Metoda biofilma za uklanjanje dušika također pokazuje dobre rezultate tokom niskih{10} sezona niskih temperatura. Prikazan je tok MBBR procesaSlika 1.
2.4 Prednosti MBBR procesa
Upoređujući MBBR proces, metode fiksnog-medijskog biofilma i procese aktivnog mulja, MBBR proces se ističe najistaknutijim prednostima, konkretno: ① Viseći nosači su uglavnom napravljeni od modificiranih materijala kao što su PP i PE, koji nude dobru izdržljivost. Kako su viseći nosači laki za pokretanje i rukovanje, retko se javljaju problemi kao što su zgrušavanje i začepljenje. Stoga, kada se primjenjuju na sistem za aeraciju i efluentne uređaje sistema za prečišćavanje otpadnih voda, njihova stopa amortizacije i učestalost zamjene su vrlo niske. ② MBBR proces ima snažnu sposobnost uklanjanja azota. Aerobna, anoksična i anaerobna okruženja mogu koegzistirati na suspendovanim nosačima, omogućavajući da se i reakcije nitrifikacije i denitrifikacije završe unutar jednog reaktora. Nitrificirajuće bakterije mogu brzo rasti na biofilmu formiranom na suspendiranim nosačima, postižući optimalnu nitrifikaciju. ③ MBBR proces ima dobru toleranciju na udarna opterećenja, povećavajući stabilnost efluenta i otpornost na toksične supstance. ④ Usvajanjem MBBR procesa može se iskoristiti razumna nadogradnja i renoviranje originalne opreme za tretman, bez gotovo nikakve promjene u namjeni zemljišta, čime se štedi prostor. ⑤ Tradicionalni tretman otpadnih voda zahteva dodavanje okvira nosača u rezervoar za aeraciju, dok MBBR proces eliminiše ovaj korak, čime se smanjuje poteškoća u održavanju uređaja za aeraciju i upravljanju nosačima.
3 Plan renoviranja biohemijskih rezervoara
3.1 Izgradnja novih anaerobnih i anoksičnih rezervoara
After demolishing the buildings on the west side of the plant's biochemical tank area, new anoxic and anaerobic tanks were constructed on the cleared land. The anoxic zone was modified from the initial section of the existing biochemical tank. Active construction of the anoxic and anaerobic tanks was carried out. Their plan dimensions and effective volume must meet relevant usage requirements, and the hydraulic retention time was scientifically planned to enable them to play an important role. During the construction of the anoxic tank, the minimum temperature was controlled to >12 stepena, a upravljanje indikatorima kao što su koncentracija suspendovanih čvrstih materija u mešanoj tečnosti, koncentracija denitrifikacionih nitrata i stopa denitrifikacije je dobro sprovedeno. Zimi se može pojaviti nedovoljan izvor ugljika; može se dodati odgovarajuća količina izvora ugljenika kako bi se poboljšala efikasnost denitrifikacije. Novoizgrađeni anoksični rezervoar opremljen je sa ukupno 16 jedinica vertikalnih turbinskih miksera od 5 kW; postojeća anoksična zona biohemijskog rezervoara opremljena je sa ukupno 8 kompleta vertikalnih propelera od 5 kW; anaerobni rezervoar je opremljen sa ukupno 6 kompleta potopljenih miksera od 6,5 kW.
Upoređujući koeficijente težine uklanjanja fosfora i zadataka uklanjanja dušika, uklanjanje dušika je očito izazovnije. Obično se zadovoljavajući efekti uklanjanja fosfora mogu postići hemijskim metodama uklanjanja fosfora. Da bi se optimizirali efekti uklanjanja dušika, kada su temperature niske, a ukupni dotok azota visok, mulj se može reciklirati u anaerobni dio kako bi se osiguralo duže vrijeme zadržavanja u anoksičnom dijelu.
3.2 Renoviranje postojećih biohemijskih rezervoara
Nakon renoviranja, postojeći biohemijski rezervoar je podeljen na četiri dela: Između prvog i četvrtog dela dodaje se pregradni zid. Područja prije i poslije razdjelnog zida u ova dva dijela su anoksična zona i zona nosača (MBBR zona), odnosno zona MBBR i zona otplinjavanja. Drugi i treći dio su oba MBBR zona. Dodavanje pregradnog zida u četvrtom dijelu može kontrolisati koncentraciju rastvorenog kiseonika unutrašnje reciklirane mešavine tečnosti u razumnom opsegu. Nadalje, oprema kao što su sita i perforirani cijevni aeratori instalirani su u zoni MBRR kako bi se poboljšala operativna efikasnost biohemijskog rezervoara. Nakon što je završena renovacija aerobne zone biohemijskog rezervoara, ukupna efektivna zapremina rezervoara zone degazacije i MBBR zone dostiže 38.000 m³. Zona za otplinjavanje je opremljena sa ukupno 12 jedinica aksijalnih pumpi od 18,5 kW, od kojih su 4 u stanju pripravnosti; Koriste se nosači od čistog HDPE-a.
3.3 Renoviranje ventilacione prostorije i sistema za aeraciju
U prostoriji za duvaljku se nalaze 4 duvaljke: 3 su stare duvaljke sa ulaznim protokom od 480 m³/min, a jedna je nova duvaljka. Vodeno hlađenje je glavni način hlađenja za stare duvaljke, snage od 830 kW svaki; Vazdušno hlađenje je glavna metoda za novi ventilator, snage 670 kW. Upoređujući radni status starih i novih duvača, novi ventilator radi efikasnije i efektivnije. Stari puhači ne samo da imaju nisku operativnu efikasnost, već zahtijevaju i skupe troškove održavanja i popravke.
Prilikom projektovanja zapremine aeracije za aerobnu zonu, ona treba da se zasniva na najvećoj potražnji kiseonika u aerobnoj zoni, sa konačno odabranom vrednošću od 720 m³/min. Konfiguracija perforiranih cijevi za aeraciju treba biti zasnovana na zapremini zraka 4 puhala. Posao zamene starih duvaljki treba da se sprovede efikasno. Ponovna kupovina 3 nova puhala za zamjenu starih je korisna za smanjenje volumena aeracije. Prilikom zamjene cijevi za aeraciju zamjenjuju se samo stare cijevi za aeraciju unutar aerobnog spremnika.
3.4 Sistem za tretman mulja
Glavna oprema za obradu mulja koja se koristi u postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda okruga Xichou je filter preša za zgušnjavanje mulja i odvodnjavanje. Sveobuhvatna analiza procesa odvodnjavanja i zgušnjavanja mulja, integrisanje operacija zgušnjavanja i odvodnjavanja mulja može minimizirati troškove kapitalnih ulaganja i smanjiti doziranje visoko-polimernih flokulanata. Kako bi se izbjegla šteta po okoliš od tretmana mulja, odabrana je mehanička tehnologija zgušnjavanja mulja i odvodnjavanja kako bi se efikasno kontroliralo zagađenje okoliša i atmosfere.
3.5 Sistem za dezodoraciju
Postoji mnogo metoda za liječenje mirisa, a najčešće korištene uključuju biološke, kemijske i fizičke metode. Različite metode tretmana mirisa imaju značajne razlike u mehanizmima dezodoracije, uvjetima primjene i tehničkim vrstama. Nakon sveobuhvatne analize specifičnih okolnosti ovog projekta i razmatranja prednosti i mana različitih tehnologija dezodoracije, proces jonske dezodoracije je na kraju odabran za izvođenje relevantnih operacija.
3.6 Ključne tačke renoviranja procesa
3.6.1 Izbor operatera
Prilikom odabira suspendiranih nosača, mora se osigurati da proizvodni materijal ima dovoljnu otpornost na koroziju i da ukupna efektivna specifična površina zadovoljava standarde za otpadne vode, čime se garantuje biomasa. Istovremeno, vijek trajanja, otpornost na habanje i čvrstoća visećih nosača moraju zadovoljiti standarde, sa vijekom trajanja od preko 15 godina.
3.6.2 Akumulacija nosioca
Kako voda teče, nosači mijenjaju položaj, uzrokujući da se veliki broj nosača nakuplja ispred presretnih ekrana. Nakon nekog vremena, ekrani za presretanje se mogu začepiti. Povećana aeracija se koristi za ispiranje nakupljenih nosača. Gubitak glave dolazi na svakom ekranu presretanja. Veliki broj nosača akumulira se pod pritiskom razlike u nivou vode preko ekrana. Kako se razlika u nivou vode povećava, povećava se i količina akumulacije nosača. Uređaj za recikliranje nosača je instaliran u zoni nosača. Pokrenuti uređajem za vazdušno podizanje, nosači na kraju zone nosača se vraćaju na prednji kraj, sprečavajući nakupljanje nosača.
3.7 Analiza operativne efikasnosti nakon{1}}obnove
Ukupna investicija za ovaj projekat je 219,91 miliona juana. Prosječni jedinični operativni troškovi su 0,4 juana/m³, a prosječni ukupni troškovi jedinice 0,5 juana/m³. Nakon što je projekat unapređenog renoviranja završen i pušten u rad, njegov učinak protoka vode je vrlo zadovoljavajući, operativni status je dobar, a standardi kvaliteta otpadne vode mogu zadovoljiti relevantne zahtjeve.
4 Zaključak
Tokom izgradnje ovog projekta nadogradnje i renoviranja, postojeće strukture su efektivno iskorišćene. Racionalnom primjenom MBBR tehnologije, radovi na renoviranju tlocrta postigli su dobre rezultate bez povećanja otiska, značajno poboljšajući kapacitet uklanjanja azota i fosfora iz sistema za prečišćavanje otpadnih voda i optimizirajući efikasnost uklanjanja zagađivača. MBBR tehnologija je veoma napredna, koja ne poseduje samo prednosti konvencionalnih tehnologija za prečišćavanje otpadnih voda, već i efikasno koristi visok kapacitet tretmana svojih specijalnih nosača, značajno poboljšavajući efikasnost prečišćavanja zagađivača.
Na osnovu analize i demonstracije, kako bi se osigurala racionalnost plana, preporučuje se usvajanje MBBR šeme procesa. Izvođenjem in{1}}renoviranja originalnog biološkog sistema na licu mjesta, dodavanje nosača u aerobnu zonu kako bi se povećao njen kapacitet opterećenja osigurava da tretman dušikom ispunjava standarde. Naknadna upotreba taložnika velike-taložnice + platnenih medija filtera za kontrolu SS i TP može garantirati stabilan efluent koji ispunjava standard Grade 1A. MBBR proces, kao i različiti kombinovani procesi koji ugrađuju MBBR u sisteme aktivnog mulja, rade stabilno, jednostavni su za rukovanje i prilagođavanje, imaju jaku toleranciju na promjene u kvaliteti i količini utjecaja, nude dobre efekte uklanjanja dušika i fosfora i predstavljaju ekonomičan, efikasan i stabilan način tretmana otpadnih voda. Kako se nacionalni i lokalni zahtjevi za kvalitetom otpadnih voda iz postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda povećavaju, ovaj proces je vrlo pogodno rješenje za projekte koji se suočavaju s izazovima kao što su rana izgradnja s procesima koji ne mogu ispuniti nove zahtjeve, ograničena dostupnost zemljišta, visoki troškovi zemljišta i poteškoće u finansiranju. Sigurno će se šire primjenjivati u nadogradnji i renoviranju komunalnih ili industrijskih postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda.
Nadalje, tokom ovog projekta renoviranja, poduzete su ciljane mjere kontrole puta denitrifikacije na osnovu stvarnih uslova prilikom renoviranja biohemijskih rezervoara, uključujući jačanje upravljanja indikatorima kao što su koncentracija denitrifikacijskih nitrata i stopa denitrifikacije. Renoviranje procesa fokusiralo se na poboljšanje odabira operatera i upravljanja akumulacijom. Integracijom renoviranja u prostoriju za puhanje i sistem za aeraciju, sistem za tretman mulja i sistem za dezodoraciju, povećan je sveobuhvatni kapacitet prečišćavanja postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda.