100 000 m³/d ПСОВ Надграждане на място: MBBR + денитрификационен биофилтър + магнитна коагулация Запознайте се с DB51/2311 без нова земя

НАЧАЛО › СЛУЧАИ › MBBR + ДЕНИТРИФИКАЦИОНЕН БИОФИЛТЪР - ОБНОВЯВАНЕ НА ПСОВ

Приложение на MBBR + денитрификационен биофилтър + магнитна коагулационна седиментация за надграждане на място на пречиствателна станция за отпадъчни води

Публикувана: 2026-5-25 • Категория:Случаи• Етикети:MBBR · Денитрификационен биофилтър · Магнитна коагулация · Модернизация на ПСОВ

РАЗДЕЛ 1

1 Преглед на проекта

1.1 История на проекта

Индустриален парк централизирана пречиствателна станция за отпадъчни води в Чънду с капацитет от100,000 m³/dе пуснат в експлоатация през 2013 г. Той възприема процеса на аерирана камера за песъчинки + AAO + вторичен утаителен резервоар + D-тип филтър + UV дезинфекция, а качеството на отпадъчните води отговаря на стандарта клас А наСтандарт за заустване на замърсители за градска пречиствателна станция за отпадъчни води(GB 18918–2002). Потокът за пречистване варира от 91 000 до 118 000 m³/d, като промишлените отпадъчни води представляват около 48%. С пускането наСтандарт за заустване на замърсители на водата за градски и речни басейни в провинция Съчуан(DB51/2311–2016) през 2017 г. от централата се изисква да отговаря на стандарта за заустване за централизирани пречиствателни станции за отпадъчни води в индустриалния парк. Съществуващите отпадъчни води основно отговарят на стандарта клас А, но качеството на отпадъчните води варира значително, с отделни превишения на TN и TP. В същото време високото съдържание на пясък във входящия поток кара камерата с аериран пясък да изисква често изпразване за обезмасляване. Следователно е необходимо да се обнови тази инсталация.

1.2 Качество на притока и отпадъчните води

Въз основа на статистическите данни от 2017 г. и 2018 г., сравнението между първоначалното проектно влиятелно качество и действителното влиятелно качество е показано в таблица 1. Може да се види, че действителните влиятелни COD и BOD₅ са по-ниски от проектните стойности, докато входящите SS и TP са много по-високи от проектните стойности.

Таблица 1 Сравнение между дизайна и действителното влияещо качество

Единица: mg/L

Сравнението между действителното качество на отпадъчните води от 2017 г. и 2018 г., първоначалния проектен стандарт за отпадъчни води и новия стандарт за отпадъчни води е показано в таблица 2. Сравнявайки новите и старите стандарти, изискванията за COD и NH₄-N са затегнати, докато други показатели остават непроменени. Може да се види от Таблица 2, че при стария стандарт за отпадъчни води, TP и TN не могат стабилно да отговарят на стандарта при 100% гаранционна норма; съгласно новия стандарт за отпадъчни води, NH₄-N не може стабилно да отговаря на стандарта дори при 95% гарантиран процент. Следователно, постигането на стабилно съответствие на TP, TN и NH₄-N с новия стандарт за изпускане еключов фокус на това надграждане.

Таблица 2 Сравнение на качеството на отпадните води

Единица: mg/L

1.3 Съществуващи проблеми

РАЗДЕЛ 2

2 Надграждане на схемата за проектиране

2.1 Корекция на проектното качество на водата

Въз основа на измереното качество на входящата вода от 2017 г. и 2018 г. се прогнозира проектното качество на входящата вода. Проектната стойност на БПК5 се понижава, докато проектните стойности SS и TP се увеличават, като се запазва известна граница спрямо измерените стойности. Проектното качество на входящите и отпадъчните води за надграждането са показани в таблица 3.

Таблица 3 Проектно влияние, качество на отпадъчните води и нива на отстраняване

Единица: mg/L

2.2 Схема за надграждане

Основните ограничения за модернизацията на тази инсталация са: (1) модернизацията трябва да бъде завършена на място без добавяне на нова земя; (2) входящият поток има високо съдържание на пясък, аерираната камера за песъчинки изисква често обезмасляване и нов първичен утаителен резервоар също би изправен пред проблема с натрупването на пясък; (3) оперативните разходи след реконструкцията трябва да се поддържат на относително ниско ниво. Отчитайки тези ограничения и изискванията за надграждане, се определя маршрутът на процеса за всеки етап на обработка.

2.2.1 Подобрение преди третиране

Ефективността на предварителната обработка пряко влияе върху дългосрочната нормална работа на биологичния резервоар. Инсталацията има високо съдържание на пясък във входящия поток и камерата с аериран пясък е претоварена, което неизбежно води до навлизане на малко пясък в биологичния резервоар. Атехнология за бързо разделяне на твърдо-течно веществое предназначен за подобряване на предварителната обработка. Неговият принцип е да остави суровата вода да тече през непрекъснато въртящ се филтърен плат, за да постигне разделяне на твърдо вещество и течност, и да използва регенерирана вода за непрекъснато почистване и отстраняване на твърдите примеси, задържани върху филтърния плат. Едно предимство на тази технология е нейната висока точност на филтриране: размерът на порите на филтърната тъкан е 0,2 mm, което е 1/15 от размера на порите на конвенционалния фин екран и може да улови повече от 90% от измет, фин пясък, косми и други примеси, като значително подобрява ефекта от предварителната обработка. Друга характеристика е неговото голямо натоварване при обработка и малък отпечатък, с хидравлично време на задържане от само около 5 секунди.

При надграждането три комплекта устройства за бързо разделяне на твърдо вещество и течност се инсталират след грубото сито, осигурявайки капацитет за предварителна обработка от 30 000 m³/d, покривайки площ от 184 m², работещи успоредно с оригиналното фино сито + камера за аериран песъчинки, която работи с намален капацитет. Промишлените предприятия, обслужвани от завода, са основно в производството на машини, електронни продукти и производство на дисплеи. Характерните замърсители включват тежки метали, флуорид и огнеупорна ХПК. Освобождаването от отговорност на предприятието отговаря наСтандарт за качество на отпадъчните води за заустване в общинската канализация(GB/T 31962–2015). За да се справи с внезапни шокове от токсични замърсители, е проектиран нов резервоар за аварийно съхранение с ефективен обем от 33 000 m³, напълно заровен, с озеленяване и пътища над земята.

2.2.2 Модификация на биологичната секция

Отстраняването на TP, NH3-N и TN трябва да бъде подобрено в секцията за биологично третиране. Поради ограничения на земята и невъзможността да се увеличи общият обем на резервоара, се правят три модификации на място на оригиналния AAO биологичен резервоар:

Фигура 1Цялостна модификация на биологичния резервоар (AAO + MBBR Embedded)

2.2.3 Модификация на раздела за усъвършенствано лечение

Ролята на секцията за разширено лечение е да гарантира окончателното съответствие на TN, TP и SS. Комбинацията от денитрификационен филтър и високоефективен утаителен резервоар е сравнително зрял технически път с много случаи на приложение и този проект възнамерява да го приеме.

(1) Избор на филтър за денитрификация

Понастоящем най-широко използваните денитрификационни филтри в Китай са денитрификационният дълбок филтър и денитрификационният биофилтър. TheРъководство за проектиране на водоснабдяване и канализацияТом 5 (Градско отводняване) иОбща техническа спецификация за денитрификационен биофилтър(GB/T 37528–2019) уточняват проектните параметри на тези два филтъра, както е показано в таблица 4. Може да се види, че денитрификационният биофилтър на възходящ поток, използващ керамзитова филтърна среда, има по-висока скорост на филтриране и натоварване на денитрификация в сравнение с дълбокослойния филтър за денитрификация на низходящ поток, използващ кварцов пясък. Проучванията показват, че керамзитната филтърна среда, в сравнение с кварцовия пясък, има предимствата на висок капацитет на носител на биофилм, високо използване на въглероден източник, кратко време за образуване на биофилм и равномерно разпределение на микробните колонии, докато предимството на кварцовия пясък се крие в неговия по-силен капацитет за отстраняване на TN и SS. Филтърът на възходящ поток има по-дълъг цикъл на обратно промиване и по-малка загуба на филтрираща глава в сравнение с филтъра на низходящ поток.

Таблица 4 Основни конструктивни параметри на денитрификационен филтър в стандарти и кодекси

Този проект има ограничена земя и подобрените стандарти за отпадъчни води не налагат по-строги изисквания за отстраняването на TN и SS. Като се има предвид цялостно, денитрификационният биофилтър с възходящ поток с филтърна среда от керамзит е избран като денитрификационна единица за усъвършенствано третиране. В същото време плоча с дюза за вътрешен поток с размер на порите 1 mm е монтирана преди филтъра, за да се намалят примесите от частици, навлизащи във филтъра.

(2) Високоефективен резервоар за утаяване - магнитна коагулация

Проектиран е резервоар за утаяване с магнитна коагулация. Резервоарът за утаяване с магнитна коагулация добавя магнитна среда + полиалуминиев хлорид (PAC) + полиакриламид (PAM) към филтрата, образувайки твърди флокули чрез смесване и флокулация, като по този начин се постига висока скорост на потока с повърхностно хидравлично натоварване до20 m³/(m²·h), много по-висок от 6–13 m³/(m²·h) на обикновените високоефективни утаителни резервоари. В допълнение към доброто отстраняване на TP и SS, резервоарът за утаяване с магнитна коагулация също има известен ефект на отстраняване на огнеупорни COD, тежки метали и цвят. Този проект има ограничена земя и притокът съдържа определена част от промишлени отпадъчни води, което прави резервоара за утаяване с магнитна коагулация по-подходящ.

(3) Цялостно разглеждане.Денитрификационният биофилтър се поставя преди резервоара за утаяване с магнитна коагулация, главно за да се използва пълноценно остатъчната BOD5 в отпадъчните води на резервоара за вторично утаяване като източник на въглерод за денитрификация. Байпасна тръба е проектирана преди филтъра, позволявайки на отпадъчната вода да тече директно в резервоара за утаяване с магнитна коагулация, без да преминава през филтъра, спестявайки енергия за вторично повдигане. Общият поток на процеса след надстройката е показан на фигура 2.

Фигура 2Цялостен поток на процеса след надграждане (бързо разделяне на твърдо-течно вещество + AAO/MBBR + биофилтър за денитрификация + утаяване с магнитна коагулация)

2.3 Основни структури и проектни параметри

РАЗДЕЛ 3

3 Анализ на ефективността на операцията

3.1 Ефективност на устройството за бързо разделяне на твърдо вещество и течност

Консумацията на енергия на устройството за бързо разделяне на твърдо-течно вещество по време на работа е 9,12 × 10⁴ kW·h/m³. Отделените примеси включват битови отпадъци, фин пясък, твърди мазнини, косми и влакна. Средното съдържание на влага на изхвърления остатък е 72,31%, а производството на сух остатък е 104,6 kg/m³. Производството на сух остатък от конвенционалните съоръжения за предварителна обработка е 37,3 kg/m³, а производството на сух остатък от устройството за бързо разделяне на твърдо вещество и течност е2,8 пътитази на конвенционалната предварителна обработка. Входящият и отпадъчният поток от устройството се изсушават и претеглят и резултатите показват, че ефективността на улавяне на филтърната тъкан с размер на порите 0,2 mm за пясък и влакна от коса е92.99%–94.95%. Досега устройството работи стабилно три години.

3.2 Ефективност на биологичния резервоар

Средногодишните данни за качеството на входящата и отпадъчната вода преди (2018 г.) и след (2023 г.) модификацията са обобщени, както е показано в таблица 5. Може да се види, че качеството на отпадната вода на биологичния резервоар е цялостно подобрено след модификацията. COD, BOD5, NH3-N, TN и TP намаляват с 14,94%, 12,95%,62.28%, съответно 25,41% и 39,16%, с най-големи намаления в NH3-N, TN и TP. В същото време стабилността на всеки индикатор за отпадъчни води също се е подобрила значително.

Таблица 5 Качество на водата на притока и изтичането на биохимичния резервоар - преди и след обновяване

Съдържанието на органична материя в активната утайка в биологичния резервоар се увеличи след модификацията. Според данните от теста средното съотношение MLVSS/MLSS е било 0,58 през 2018 г. и 0,63 през 2023 г., което е увеличение от 8,6%. Увеличаването на съдържанието на органична материя показва по-добра активност на утайката, главно поради две причини: първо, предварителната обработка е засилена и повече неорганична материя като пясък се улавя от устройството за бързо разделяне на твърдо вещество и течност, намалявайки дела на неорганичните компоненти в активната утайка; второ, добавянето на системата MBBR в биологичния резервоар увеличава общата микробна биомаса, увеличавайки органичните компоненти в активната утайка.

През август бяха измерени концентрациите на утайката в зоната преди денитрификация, анаеробната зона, аноксичната зона и MBBR зоната на биологичния резервоар, с коефициент на външна рециркулация на утайката от 100% и коефициент на вътрешна рециркулация от 200%. Бяха взети три комплекта паралелни проби и средните стойности са показани в таблица 6. Може да се види, че концентрациите на утайки в четирите единици за третиране на биологичния резервоар се различават, като най-високи са в MBBR зоната, последвана от аноксичната зона. Анализът предполага, че биофилмът, прикрепен към носителите на MBBR, непрекъснато се отделя и се смесва с активната утайка поради триене, сблъсък и хидравлично измиване, увеличавайки концентрацията на утайката в тази зона с около 3,54% спрямо аноксичната зона.

Таблица 6 Концентрация на утайка от всяка единица в биохимичния резервоар

Единица: mg/L

3.3 Извършване на усъвършенствано лечение

Тъй като TN в отпадъчните води от биологичния резервоар вече отговаря стабилно на стандарта, за да се спестят оперативни разходи, всъщност не се добавя допълнителен източник на въглерод към денитрификационния биофилтър. Според данните за качеството на водата за 2023 г. TN в отпадъчните води от биологичния резервоар е (7,04 ± 1,01) mg/L. Без да се отчита отстраняването на TN във вторичния утаителен резервоар, TN в отпадъчния поток от денитрификационния биофилтър е (6,43 ± 0,92) mg/L, със степен на отстраняване от 8,7%. TP в отпадъчните води от биологичния резервоар е (0,16 ± 0,09) mg/L. Без да се отчита отстраняването на TP във вторичния утаителен резервоар, TP в отпадъчния поток от резервоара за утаяване с магнитна коагулация е (0,08 ± 0,04) mg/L, със степен на отстраняване 50%.

РАЗДЕЛ 4

4 Реконструкция и експлоатационни разходи

РАЗДЕЛ 5

5 Заключение