Проект за надграждане и обновяване на пречиствателна станция за отпадъчни води с A2/O-MBBR процес
С непрекъснатото повишаване на общественото съзнание за околната среда, пречиствателните станции за отпадъчни води трябва активно да извършват дейности по надграждане и обновяване, да приемат съвременни технологии за пречистване на отпадъчни води, да постигнат повторно използване на отпадъчните води и да допринесат своя дял за устойчивото социално развитие. Основно предизвикателство, срещано по време на модернизацията и обновяването на пречиствателните станции за отпадъчни води, е отстраняването на азот и фосфор. Чрез използването на технологията MBBR този проблем е ефективно разрешен. Този документ се фокусира върху градската пречиствателна станция за отпадъчни води в окръг Xichou, която използва комбиниран процес на предварителна обработка + A2/O вторичен процес на биологично третиране + филтриране с тъканна среда + дезинфекция с натриев хипохлорит. Секцията за биологично третиране използва интегрирано оборудване за пречистване на отпадъчни води (включително пред-аноксичен резервоар, анаеробен резервоар, аноксичен резервоар, аеробен резервоар, резервоар за утаяване с наклонена тръба, филтър за тъканна среда и резервоар за дезинфекция).
1 Преглед на проекта
Изграждането на канализационната тръбопроводна мрежа, поддържаща градската пречиствателна станция за отпадъчни води в окръг Xichou, Wenshan Zhuang и автономна префектура Miao, провинция Yunnan, включва проекти в шест общини: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin и Xinmajie. Общата дължина на поддържащите канализационни тръбопроводни мрежи в тези общини е около 39,182 km, с диаметри на тръбите, вариращи от DN200 mm до DN500 mm, като се използват гофрирани тръби от полиетилен с висока -плотност (HDPE). Интегрирани помпени станции са изградени в градовете Lianhuatang и Xinmajie. В град Xinmajie има Q=25 m³/h, DN150 mm PE тръба за водоснабдяване под налягане от 50 m, а в град Lianhuatang Q=25 m³/h, DN200 mm PE тръба за водоснабдяване под налягане от 15 m. Общата строителна площ на пречиствателната станция за отпадъчни води е 3482 m², включително цялостна сграда, интегрирано оборудване за пречистване на отпадъчни води, трансформаторна и разпределителна зала, стая за наблюдение, резервоар за регулиране, резервоар за утайки, резервоар за вода за повторна употреба, помещение за обезводняване на утайки и навес за съхранение на утайки, ситен канал, асансьорна помпена станция и авариен резервоар.
2 Анализ на качеството на водата и избор на основен процес
2.1 Качество на входящата и изходящата вода
Изчерпателният анализ на качеството на вливащата се вода в пречиствателната станция за отпадъчни води в окръг Xichou показва, че концентрацията й е стабилна с лека низходяща тенденция. Тъй като настоящият процес е високо-ефективен процес на пречистване на отпадъчни води, обемът на резервоарите за пречистване не е голям и толерантността му към ударни натоварвания не е висока. Следователно стандартът за гаранционна норма за показателите за качество на входящата вода не може да бъде зададен твърде високо; този път е настроен на 90%. Освен това инсталацията получава 500 m³ инфилтрат от сметищата дневно. Когато се проектира окончателното качество на входящата вода, е необходимо да се разчита на общата тенденция на качеството на водата, за да се завърши ефективно съответната проектна работа. Показателите за качество на водата са показани вТаблица 1.
Съотношението BOD5/CODcr в отпадъчните води е 0,35, което показва лесно биоразградими отпадъчни води; съотношението BOD5/TN е 3. За да се отговори на стандарта за TN на отпадните води, са необходими допълнителни мерки за пречистване, като добавяне на външен източник на въглерод; съотношението BOD5/TP е 26,3, което е подходящо за биологично отстраняване на фосфор.
Понастоящем остатъчните количества NH3-N и TN са относително високи, а ефективността на отстраняване е слаба. Това показва, че нитрификацията на NH3-N не може да се извърши напълно в стария аеробен резервоар. Тъй като първоначално не е бил монтиран аноксичен резервоар, процесът на денитрификация не се е случил. Отстраняването на азот е постигнато само чрез изхвърляне на излишната утайка и методът на нитрификация-денитрификация не е използван.
2.3 Основен процес
След задълбочен анализ на специфичната ситуация на градската пречиствателна станция за отпадъчни води в окръг Xichou, модернизацията и обновяването трябваше да бъдат завършени в рамките на площадката на завода. Пространството в зоната на растението е много ограничено. При определяне на процеса на пречистване на отпадъчните води беше необходимо да се разгледат цялостно условията на площадката и да се използва разумно съществуващият процес на биохимично пречистване на резервоара. След задълбочени изследвания, приемането на процеса A2/O-MBBR (наричан процес MBBR) ефективно адресира използването на земята и оперативните проблеми. Този подход улесни-триизмерното разширяване на капацитета на биохимичния резервоар и позволи активното изграждане на аноксични и анаеробни резервоари. Процесът MBBR комбинира активна утайка с биофилм. Предимствата му се проявяват в сравнително малък отпечатък, дълга биологична верига, способност за постигане на идеални стандарти за качество на отпадъчните води и стабилна работа. Методът с биофилм за отстраняване на азот също показва добри резултати през сезоните с ниски{10}}температури. Процесът на MBBR е показан вФигура 1.
2.4 Предимства на MBBR процеса
Сравнявайки процеса MBBR, методите с фиксиран-медиен биофилм и процесите с активна утайка, процесът MBBR се откроява с най-видните предимства, по-конкретно: ① Окачените носители са направени главно от модифицирани материали като PP и PE, предлагащи добра издръжливост. Тъй като окачените носачи са лесни за пускане и работа, рядко възникват проблеми като натрупване и запушване. Следователно, когато се прилагат към аерационната система и отточните устройства на системата за пречистване на отпадъчни води, тяхната степен на амортизация и честота на подмяна са много ниски. ② Процесът MBBR притежава силна способност за отстраняване на азот. Аеробни, аноксични и анаеробни среди могат да съществуват съвместно върху суспендираните носители, което позволява както реакциите на нитрификация, така и на денитрификация да бъдат завършени в рамките на един реактор. Нитрифициращите бактерии могат да растат бързо върху биофилма, образуван върху суспендираните носители, постигайки оптимална нитрификация. ③ Процесът MBBR има добра толерантност към ударни натоварвания, повишавайки стабилността на отпадъчните води и устойчивостта на токсични вещества. ④ Чрез приемане на процеса MBBR може да се използва разумно надграждане и обновяване на оригиналното оборудване за третиране, без почти никаква промяна в използването на земята, като по този начин се спестява място. ⑤ Традиционното пречистване на отпадъчни води изисква добавяне на носещи опорни рамки в аерационния резервоар, докато процесът MBBR елиминира тази стъпка, като по този начин намалява трудността при поддръжката на аерационните устройства и управлението на носачите.
3 План за обновяване на биохимичен резервоар
3.1 Изграждане на нови анаеробни и аноксични резервоари
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 градуса и управлението на индикатори като концентрация на суспендирани твърди частици в смесена течност, концентрация на денитрифициран нитрат и скорост на денитрификация беше добре приложено. През зимата може да възникне недостатъчен източник на въглерод; може да се добави подходящо количество въглероден източник, за да се подобри ефективността на денитрификацията. Новоизграденият аноксичен резервоар е оборудван с общо 16 единици от 5 kW вертикални турбинни смесители; съществуващата аноксична зона на биохимичния резервоар е оборудвана с общо 8 комплекта от 5 kW вертикални витла; анаеробният резервоар е оборудван с общо 6 комплекта потопяеми смесители с мощност 6,5 kW.
Сравнявайки коефициентите на трудност на задачите за отстраняване на фосфор и отстраняване на азот, отстраняването на азот очевидно е по-предизвикателно. Обикновено задоволителен ефект на отстраняване на фосфора може да се постигне чрез химични методи за отстраняване на фосфор. За да се оптимизират ефектите на отстраняване на азота, когато температурите са ниски и входящият общ азот е висок, утайката може да бъде рециклирана в анаеробната секция, за да се осигури по-дълго време на задържане в аноксичната секция.
3.2 Обновяване на съществуващи биохимични резервоари
След обновяването съществуващият биохимичен резервоар е разделен на четири части: Добавена е разделителна стена между първата и четвъртата част. Областите преди и след разделителната стена в тези две части са аноксичната зона и носещата зона (MBBR зона) и съответно MBBR зоната и дегазиращата зона. Втората и третата част са MBBR зони. Добавянето на разделителна стена в четвъртата част може да контролира концентрацията на разтворен кислород във вътрешния рециклиран смесен разтвор в рамките на разумен диапазон. Освен това оборудване като екрани и аератори с перфорирани тръби е инсталирано в зоната на MBRR за подобряване на оперативната ефективност на биохимичния резервоар. След завършване на обновяването на аеробната зона на биохимичния резервоар общият ефективен обем на резервоара на зоната за дегазация и зоната MBBR достига 38 000 m³. Зоната за дегазиране е оборудвана с общо 12 единици от 18,5 kW аксиални помпи, като 4 са резервни; използват се чисти HDPE окачени носители.
3.3 Ремонт на въздуходувна и аерационна система
Във въздуходувното помещение има 4 вентилатора: 3 са стари вентилатори с входящ дебит 480 m³/min и един е нов вентилатор. Водното охлаждане е основният метод за охлаждане на старите вентилатори с мощност от 830 kW всяка; въздушното охлаждане е основният метод за новия вентилатор с мощност 670 kW. Сравнявайки работния статус на старите и новите вентилатори, новият вентилатор работи по-ефективно и ефективно. Старите вентилатори не само имат ниска оперативна ефективност, но и изискват скъпи разходи за поддръжка и ремонт.
Когато проектирате обема на аериране за аеробната зона, той трябва да се основава на най-високото потребление на кислород в аеробната зона, с крайна избрана стойност от 720 m³/min. Конфигурацията на перфорираните аерационни тръби трябва да се основава на въздушния обем на 4-те вентилатора. Работата по подмяната на старите вентилатори трябва да се извършва ефективно. Закупуването на 3 нови вентилатора за замяна на старите е от полза за намаляване на обема на аериране. При смяна на аерационните тръби се сменят само старите аерационни тръби вътре в аеробния резервоар.
3.4 Система за третиране на утайки
Основното оборудване за третиране на утайки, използвано в пречиствателната станция за отпадъчни води в окръг Xichou е филтърна преса за сгъстяване и обезводняване на утайки. Изчерпателното анализиране на процесите на обезводняване и сгъстяване на утайките, интегрирането на операциите по сгъстяване и обезводняване на утайки може да минимизира разходите за капиталови инвестиции и да намали дозировката на високо-полимерни флокуланти. За да се избегнат щети за околната среда от третирането на утайки, беше избрана технология за механично сгъстяване и обезводняване на утайките, за да се контролира ефективно замърсяването на околната среда и атмосферата.
3.5 Система за дезодориране
Има много методи за третиране на миризми, като често използваните включват биологични, химични и физични методи. Различните методи за третиране на миризми имат значителни разлики в техните механизми за дезодориране, условия на приложение и технически типове. След цялостен анализ на специфичните обстоятелства на този проект и разглеждане на предимствата и недостатъците на различните технологии за дезодориране, процесът на йонна дезодорация в крайна сметка беше избран за извършване на съответните операции.
3.6 Ключови точки на обновяване на процеса
3.6.1 Избор на оператор
Когато избирате окачени носители, трябва да се гарантира, че материалът за производство има достатъчна устойчивост на корозия и общата ефективна специфична повърхност отговаря на стандартите за отпадъчни води, като по този начин се гарантира биомасата. Едновременно с това експлоатационният живот, устойчивостта на износване и здравината на окачените носачи трябва да отговарят на стандартите, като експлоатационният живот се поддържа над 15 години.
3.6.2 Натрупване на носител
Докато водата тече, носителите променят позицията си, което води до натрупване на голям брой носители пред екраните за прихващане. След известно време екраните за прихващане може да се запушат. Увеличаването на аерацията се използва за отмиване на натрупаните носители. Загуба на глава възниква при всеки екран за прихващане. Голям брой носители се натрупват под натиска на разликата в нивото на водата през екрана. Тъй като разликата в нивото на водата се увеличава, количеството на натрупания носител също се увеличава. В зоната на носача е инсталирано устройство за рециклиране на носителя. Задвижвани от въздушно повдигащо устройство, носачите в края на носещата зона се връщат в предния край, предотвратявайки натрупването на носители.
3.7 Анализ на оперативната ефективност след -обновяването
Общата инвестиция за този проект е 219,91 милиона юана. Средните единични оперативни разходи са 0,4 юана/m³, а средните общи разходи за единица са 0,5 юана/m³. След завършването и пускането в експлоатация на подобрения проект за обновяване, ефектът от водния поток е много задоволителен, експлоатационното състояние е добро и стандартите за качество на отпадъчните води могат да отговорят на съответните изисквания.
4 Заключение
По време на изграждането на този проект за надграждане и обновяване, съществуващите структури бяха ефективно използвани. Чрез рационално използване на технологията MBBR, работата по обновяването на оформлението постигна добри резултати без увеличаване на отпечатъка, като значително подобри капацитета за отстраняване на азот и фосфор от системата за пречистване на отпадъчни води и оптимизира ефективността на отстраняване на замърсителите. Технологията MBBR е много напреднала, притежаваща не само предимствата на конвенционалните технологии за пречистване на отпадъчни води, но също така ефективно използва високия капацитет за пречистване на своите специални носители, като значително подобрява ефективността на пречистване на замърсителите.
Въз основа на анализ и демонстрация, за да се гарантира рационалността на плана, се препоръчва да се приеме схемата на процеса MBBR. Чрез извършване на -обновяване на място на оригиналната биологична система, добавянето на носители към аеробната зона за увеличаване на нейния капацитет на натоварване гарантира, че третирането с азот отговаря на стандартите. Последващото използване на утаителни резервоари с висока -плътност + платнени медийни филтри за контролиране на SS и TP може да гарантира стабилни отпадъчни води, отговарящи на стандарта за клас 1A. Процесът MBBR, както и различни комбинирани процеси, които включват MBBR в системи за активна утайка, работят стабилно, лесни са за работа и настройка, имат силна толерантност към промените в качеството и количеството на влиянието, предлагат добри ефекти на отстраняване на азот и фосфор и представляват икономичен, ефективен и стабилен метод за пречистване на отпадъчни води. Тъй като националните и местните изисквания за качество на отпадъчните води от пречиствателните станции за отпадъчни води нарастват, този процес е много подходящо решение за проекти, изправени пред предизвикателства като ранно строителство с процеси, които не могат да отговорят на новите изисквания, ограничена наличност на земя, високи разходи за земя и затруднения с финансирането. Предстои да се прилага по-широко при модернизирането и обновяването на общински или промишлени пречиствателни станции за отпадъчни води.
Освен това, по време на този проект за обновяване бяха предприети целенасочени мерки за контрол на пътя на денитрификация въз основа на действителните условия при обновяването на биохимичните резервоари, включително засилване на управлението на показатели като концентрация на нитрат при денитрификация и скорост на денитрификация. Обновяването на процеса се фокусира върху подобряването на избора на оператор и управлението на натрупването. Чрез интегриране на ремонти на въздуходувното помещение и системата за аериране, системата за третиране на утайки и системата за дезодориране, цялостният капацитет за третиране на пречиствателната станция за отпадъчни води беше подобрен.