Пројекат надоградње и реновирања постројења за пречишћавање отпадних вода са А2/О-МББР процесом
Уз континуирано повећање јавне свести о животној средини, постројења за пречишћавање отпадних вода треба да активно спроводе активности модернизације и реновирања, усвајају напредне технологије за пречишћавање отпадних вода, постижу поновну употребу отпадних вода и дају свој удео у одрживом друштвеном развоју. Велики изазов са којим се сусрећемо током модернизације и реновирања постројења за пречишћавање отпадних вода је уклањање азота и фосфора. Коришћењем МББР технологије, овај проблем је ефикасно решен. Овај рад се фокусира на градско постројење за пречишћавање отпадних вода у округу Ксицхоу, које користи комбиновани процес предтретмана + А2/О процес секундарног биолошког третмана + филтрација платненог медија + дезинфекција натријум хипохлоритом. Одељење за биолошки третман користи интегрисану опрему за пречишћавање отпадних вода (укључујући пре-аноксични резервоар, анаеробни резервоар, аноксични резервоар, аеробни резервоар, таложник са косим цевима, филтер за платнене медије и резервоар за дезинфекцију).
1 Преглед пројекта
Изградња канализационе мреже која подржава градско постројење за пречишћавање отпадних вода у округу Ксицхоу, Венсхан Зхуанг и аутономној префектури Миао, провинција Јунан, укључује пројекте у шест општина: Донгма, Лианхуатанг, Банггу, Фадоу, Болин и Ксинмајие. Укупна дужина пратећих канализационих цевних мрежа у овим општинама је око 39.182 км, са пречником цеви у распону од ДН200 мм до ДН500 мм, користећи ребрасте цеви од полиетилена високе густине (ХДПЕ). Интегрисане пумпне станице су изграђене у градовима Лианхуатанг и Ксинмајие. У општини Ксинмајие постоји К=25 м³/х, ПЕ цев за довод воде под притиском ДН150 мм од 50 м, а у граду Лианхуатанг, К=25 м³/х, ДН200 мм ПЕ цев за довод воде под притиском од 15 м. Укупна грађевинска површина постројења за пречишћавање отпадних вода је 3.482 м², укључујући свеобухватну зграду, интегрисану опрему за пречишћавање отпадних вода, трансформаторску и дистрибутивну собу, просторију за надзор, регулациони резервоар, резервоар за муљ, резервоар за воду за поновну употребу, просторију за одводњавање муља и шупу за складиштење муља, канал за екран, пумпну станицу за подизање и резервоар за хитне случајеве.
2 Анализа квалитета воде и избор главног процеса
2.1 Квалитет доводне и ефлуентне воде
Свеобухватна анализа квалитета воде која долази у постројење за пречишћавање отпадних вода округа Ксицхоу показује да је његова концентрација стабилна са благим опадајућим трендом. Пошто је тренутни процес високоефикасан{1}}процес пречишћавања отпадних вода, запремина резервоара за третман није велика, а његова толеранција на ударна оптерећења није јака. Према томе, стандард гарантне стопе за индикаторе квалитета улазне воде не може бити постављен превисоко; овај пут је постављен на 90%. Штавише, фабрика дневно прима 500 м³ процедне воде са депоније. Приликом пројектовања коначног квалитета улазне воде, неопходно је ослонити се на укупни тренд квалитета воде да би се ефикасно завршили релевантни пројектантски радови. Индикатори квалитета воде су приказани уТабела 1.
Однос БПК₅/ЦОДцр у отпадној води је 0,35, што указује на лако биоразградиву отпадну воду; БОД₅/ТН однос је 3. Да би се испунио стандард за ефлуент ТН, потребне су додатне мере третмана, као што је додавање спољног извора угљеника; БОД₅/ТП однос је 26,3, што је погодно за биолошко уклањање фосфора.
Тренутно су преостале количине НХ₃-Н и ТН релативно високе, а ефикасност уклањања је слаба. Ово указује да се нитрификација НХ₃-Н не може у потпуности извршити у старом аеробном резервоару. Пошто аноксични резервоар првобитно није био постављен, процес денитрификације није се десио. Уклањање азота је постигнуто само испуштањем вишка муља, а метода нитрификације-денитрификације није коришћена.
2.3 Главни процес
Након детаљне анализе специфичне ситуације у постројењу за пречишћавање отпадних вода у округу Ксицхоу, надоградња и реновирање су морали бити завршени на локацији постројења. Простор унутар биљног подручја је веома ограничен. Приликом одређивања процеса пречишћавања отпадних вода било је потребно свеобухватно размотрити услове локације и разумно искористити постојећи биохемијски процес пречишћавања резервоара. Након опсежног истраживања, усвајање А2/О-МББР процеса (који се назива МББР процес) ефикасно је решио питања коришћења земљишта и оперативних проблема. Овај приступ је омогућио тродимензионално-проширивање капацитета биохемијског резервоара и омогућио активну изградњу аноксичних и анаеробних резервоара. МББР процес комбинује активни муљ са биофилмом. Његове предности се манифестују у релативно малом отиску, дугом биолошком ланцу, способности да постигне идеалне стандарде квалитета отпадне воде и стабилном раду. Метода биофилма за уклањање азота такође показује добре резултате током ниских{10} сезона ниских температура. Ток МББР процеса је приказан уСлика 1.
2.4 Предности МББР процеса
Упоређујући МББР процес, фиксне{0}}методе биофилма у медијима и процесе активног муља, МББР процес се истиче најистакнутијим предностима, конкретно: ① Висећи носачи су углавном направљени од модификованих материјала као што су ПП и ПЕ, који нуде добру издржљивост. Како се висећи носачи лако могу покренути и руковати, ретко се јављају проблеми као што су згрудавање и зачепљење. Стога, када се примењују на систем за аерацију и ефлуентне уређаје система за пречишћавање отпадних вода, њихова стопа амортизације и учесталост замене су веома ниске. ② МББР процес поседује снажну способност уклањања азота. Аеробна, аноксична и анаеробна окружења могу коегзистирати на суспендованим носачима, омогућавајући да се и реакције нитрификације и денитрификације заврше унутар једног реактора. Нитрификујуће бактерије могу брзо да расту на биофилму формираном на суспендованим носачима, постижући оптималну нитрификацију. ③ МББР процес има добру толеранцију на ударна оптерећења, побољшавајући стабилност ефлуента и отпорност на токсичне супстанце. ④ Усвајањем МББР процеса, може се користити разумна надоградња и реновирање оригиналне опреме за третман, без скоро никакве промене у употреби земљишта, чиме се штеди простор. ⑤ Традиционални третман отпадних вода захтева додавање носећих оквира у резервоар за аерацију, док МББР процес елиминише овај корак, чиме се смањује потешкоћа у одржавању уређаја за аерацију и управљању носачима.
3 План реновирања биохемијских резервоара
3.1 Изградња нових анаеробних и аноксичних резервоара
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 степена, а управљање индикаторима као што су концентрација суспендованих чврстих материја у мешаној течности, концентрација денитрификационог нитрата и стопа денитрификације је добро спроведено. Зими може доћи до недовољног извора угљеника; може се додати одговарајућа количина извора угљеника да би се побољшала ефикасност денитрификације. Новоизграђени аноксични резервоар је опремљен са укупно 16 јединица вертикалних турбинских миксера од 5 кВ; постојећа аноксична зона биохемијског резервоара је опремљена са укупно 8 комплета вертикалних пропелера од 5 кВ; анаеробни резервоар је опремљен са укупно 6 комплета потопљених миксера од 6,5 кВ.
Упоређујући коефицијенте тежине уклањања фосфора и задатака уклањања азота, уклањање азота је очигледно изазовније. Обично се задовољавајући ефекти уклањања фосфора могу постићи хемијским методама уклањања фосфора. Да би се оптимизовали ефекти уклањања азота, када су температуре ниске, а укупан укупан азот висок, муљ се може рециклирати у анаеробни део како би се обезбедило дуже време задржавања у аноксичном делу.
3.2 Реновирање постојећих биохемијских резервоара
Након реновирања, постојећи биохемијски резервоар је подељен на четири дела: Између првог и четвртог дела се додаје преградни зид. Подручја пре и после преградног зида у ова два дела су аноксична зона и зона носача (МББР зона), односно зона МББР и зона дегазације. Други и трећи део су оба МББР зона. Додавање преградног зида у четвртом делу може контролисати концентрацију раствореног кисеоника у интерној рециклажној мешаној течности у разумном опсегу. Штавише, опрема као што су сита и перфорирани цевни аератори су инсталирани у зони МБРР да би се побољшала оперативна ефикасност биохемијског резервоара. Након завршетка реновирања аеробне зоне биохемијског резервоара, укупна ефективна запремина резервоара зоне дегазације и МББР зоне достиже 38.000 м³. Зона дегазације је опремљена са укупно 12 јединица аксијалних пумпи од 18,5 кВ, од којих су 4 резервне; користе се суспендовани носачи од чистог ХДПЕ.
3.3 Реновирање вентилатора и система за аерацију
У просторији за дуваљку се налазе 4 дуваљке: 3 су старе дуваљке са улазним протоком од 480 м³/мин, а једна је нова дуваљка. Водено хлађење је главни начин хлађења старих дуваљки, снаге по 830 кВ; ваздушно хлађење је главна метода за нову дуваљку, снаге 670 кВ. Упоређујући радни статус старе и нове дуваљке, нова дуваљка ради ефикасније и ефективније. Старе дуваљке не само да имају ниску оперативну ефикасност већ захтевају и скупе трошкове одржавања и поправке.
Приликом пројектовања запремине аерације за аеробну зону, она треба да се заснива на највећој потражњи кисеоника у аеробној зони, са коначно одабраном вредношћу од 720 м³/мин. Конфигурација перфорираних цеви за аерацију треба да се заснива на запремини ваздуха 4 дуваљке. Посао замене старих дуваљки треба да се спроведе ефикасно. Поновна куповина 3 нова дуваљка за замену старих је корисна за смањење запремине аерације. Приликом замене аерационих цеви, замењују се само старе цеви за аерацију унутар аеробног резервоара.
3.4 Систем за третман муља
Главна опрема за третман муља која се користи у постројењу за пречишћавање отпадних вода округа Ксицхоу је филтер преса за згушњавање муља и одводњавање. Свеобухватна анализа процеса одводњавања и згушњавања муља, интегрисање операција згушњавања и одводњавања муља може минимизирати трошкове капиталних улагања и смањити дозирање високо-полимерних флокуланата. Да би се избегла штета по животну средину од третмана муља, изабрана је механичка технологија згушњавања муља и одводњавања како би се ефикасно контролисало загађење животне средине и атмосфере.
3.5 Систем за дезодорацију
Постоји много метода за третирање мириса, а најчешће коришћене укључују биолошке, хемијске и физичке методе. Различите методе третмана мириса имају значајне разлике у механизмима дезодорације, условима примене и техничким типовима. Након свеобухватне анализе специфичних околности овог пројекта и разматрања предности и мана различитих технологија дезодорације, процес јонске дезодорације је на крају одабран да изврши релевантне операције.
3.6 Кључне тачке реновирања процеса
3.6.1 Избор оператера
Приликом одабира суспендованих носача, мора се обезбедити да производни материјал има довољну отпорност на корозију и да укупна ефективна специфична површина задовољава стандарде ефлуента, чиме се гарантује биомаса. Истовремено, радни век, отпорност на хабање и чврстоћа висећих носача морају задовољити стандарде, са животним веком који се одржава на преко 15 година.
3.6.2 Акумулација носиоца
Како вода тече, носачи мењају положај, узрокујући да се велики број носача акумулира испред екрана за пресретање. После неког времена, екрани за пресретање могу да се зачепе. Повећана аерација се користи за испирање нагомиланих носача. Губитак главе се јавља на сваком екрану за пресретање. Велики број носача се акумулира под притиском разлике у нивоу воде преко екрана. Како се разлика у нивоу воде повећава, повећава се и количина акумулације носача. Уређај за рециклажу носача је инсталиран у зони носача. Покренути уређајем за ваздушно подизање, носачи на крају зоне носача се враћају на предњи крај, спречавајући акумулацију носача.
3.7 Анализа оперативне ефикасности након{1}}обнове
Укупна инвестиција за овај пројекат је 219,91 милиона јуана. Просечни јединични оперативни трошкови су 0,4 јуана/м³, а просечни укупни јединични трошкови су 0,5 јуана/м³. Након што је пројекат унапређеног реновирања завршен и пуштен у рад, његов ефекат протока воде је веома задовољавајући, оперативни статус је добар, а стандарди квалитета отпадне воде могу да задовоље релевантне захтеве.
4 Закључак
Током изградње овог пројекта доградње и реновирања, постојеће структуре су ефикасно искоришћене. Рационалним коришћењем МББР технологије, радови на реновирању тлоцрта постигли су добре резултате без повећања отиска, значајно повећавајући капацитет уклањања азота и фосфора система за пречишћавање отпадних вода и оптимизујући ефикасност уклањања загађивача. МББР технологија је веома напредна, која поседује не само предности конвенционалних технологија за пречишћавање отпадних вода, већ и ефикасно користи висок капацитет третмана својих специјалних носача, значајно побољшавајући ефикасност пречишћавања загађивача.
На основу анализе и демонстрације, да би се осигурала рационалност плана, препоручује се усвајање шеме процеса МББР. Извођењем-реновирања оригиналног биолошког система на лицу места, додавање носача у аеробну зону да би се повећао њен капацитет оптерећења обезбеђује да третман азотом испуњава стандарде. Накнадна употреба таложника велике-таложнице + платнених медија филтера за контролу СС и ТП може да гарантује стабилан ефлуент који испуњава стандард Граде 1А. МББР процес, као и различити комбиновани процеси који уграђују МББР у системе активног муља, раде стабилно, лаки су за руковање и прилагођавање, имају јаку толеранцију на промене у квалитету и квантитету утицаја, нуде добре ефекте уклањања азота и фосфора и представљају економичан, ефикасан и стабилан метод третмана отпадних вода. Како се национални и локални захтеви за квалитетом отпадних вода из постројења за пречишћавање отпадних вода повећавају, овај процес је веома погодно решење за пројекте који се суочавају са изазовима као што су рана изградња са процесима који не могу да задовоље нове захтеве, ограничена доступност земљишта, високи трошкови земљишта и потешкоће у финансирању. Сигурно ће се више примењивати у надоградњи и реновирању комуналних или индустријских постројења за пречишћавање отпадних вода.
Штавише, током овог пројекта реновирања, предузете су циљане мере контроле пута денитрификације на основу стварних услова приликом реновирања биохемијских резервоара, укључујући јачање управљања индикаторима као што су концентрација денитрификационих нитрата и стопа денитрификације. Реновирање процеса се фокусирало на побољшање избора носиоца и управљања акумулацијом. Интеграцијом реновирања у просторију за дуваљку и систем за аерацију, систем за третман муља и систем за дезодорацију, повећан је свеобухватни капацитет пречишћавања постројења за пречишћавање отпадних вода.