Медийни приложения на MBBR в пречистването на битови и промишлени отпадъчни води|Казус от Малайзия

Практически приложения на MBBR среда в пречистването на битови и промишлени отпадъчни води

Въведение

Средата MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) е широко използвана в общински и промишлени проекти за пречистване на отпадъчни води в световен мащаб поради зрялата си ефективност на пречистване и добра адаптивност. В областта на пречистването на битови отпадъчни води, тази технология често се използва за надграждане и обновяване на съществуващи пречиствателни станции, за да отговарят на по-строгите стандарти за заустване; докато в промишлени сценарии той може ефективно да се справи с характеристиките на сложния състав на замърсителите и големите колебания на натоварването на промишлените отпадъчни води. Тази статия ще изследва случаите на практическо приложение на MBBR медиите и ефектите на пречистване, постигнати при различни сценарии, като се фокусира върху фона на пречистването на отпадъчни води в Малайзия и инженерни примери, за да демонстрира практичността и икономичността на тази технология.

Преглед на предисторията на индустрията за пречистване на отпадъчни води в Малайзия

Като страна от Югоизточна Азия, Малайзия е надарена с изобилие от водни ресурси и някои региони дори изнасят прясна вода в съседни страни за дълго време. Въпреки това, през последните години, повлияно от множество фактори като нарастване на градското население, бързо промишлено развитие и подобрено екологично съзнание, пречистването на отпадъчни води в Малайзия е изправено пред сериозни предизвикателства и спешни нужди. От гледна точка на статута на индустрията, някои региони в Малайзия имат проблеми като директно заустване на отпадни води, остарели пречиствателни съоръжения и недостатъчна ефективност на пречистване. Сред тях много места като Джохор и Саравак са свидетели на засилено замърсяване на реките поради незаконно изхвърляне от крайбрежни фабрики и нерегламентирано изхвърляне на битови отпадъчни води от жителите и дори чести кризи във водоснабдяването. Само в Джохор ежедневните загуби на питейна вода достигат до 1,173 милиарда литра, което допълнително изостря противоречието между водоснабдяването и търсенето.

За да подобри качеството на водната среда, малайзийското правителство непрекъснато подобрява законите и разпоредбите за опазване на околната среда. Сред тях Регламентите за качеството на околната среда (отпадъчни води) от 2009 г. формулират строги стандарти за изхвърляне на отпадни води (Стандарт A: BPK₅ по-малко или равно на 20 mg/L, COD по-малко или равно на 50 mg/L, суспендирани твърди вещества по-малко или равно на 50 mg/L), поставяйки по-високи изисквания за ефективността на пречистване на съществуващите пречиствателни станции за отпадъчни води. В същото време Малайзия постепенно увеличи инвестициите в изграждането и обновяването на съоръжения за пречистване на отпадъчни води. От една страна, насърчава изграждането на централизирани канализационни системи. Например Кучинг е инвестирал сериозно в изграждането на централна канализационна система, която пречиства отпадъчните води централно на фази, преди да ги изхвърли в реките, като постепенно подобрява ситуацията със замърсяването на реките. От друга страна, активно въвежда ефективни технологии за пречистване на отпадъчни води. С предимствата на малка площ, кратък цикъл на обновяване, висока ефективност на пречистване и контролируеми експлоатационни разходи, технологията MBBR се превърна в предпочитана технология за надграждане и обновяване на общински пречиствателни станции за отпадъчни води в Малайзия и се използва широко в различни регионални проекти за пречистване на отпадъчни води. Освен това през последните години Малайзия насърчава третирането на твърдите отпадъци и замърсяването с пластмаса, за да намали емисиите на замърсители при източника, да облекчи тежестта на пречистването на отпадъчните води и да формира всеобхватна система за управление на опазването на околната среда на „контрол на източника + третиране в края на-на-тръбата“.

Случаи на приложение на MBBR среда при пречистване на битови отпадъчни води

(1) Случай на обновяване на градска пречиствателна станция за отпадъчни води в Европа

При пречистването на битови отпадъчни води, често срещан сценарий на приложение на MBBR медии е надграждането и обновяването на инсталации за пречистване на активна утайка. Много стари пречиствателни станции са изправени пред предизвикателствата, породени от все по-строгите изисквания за отстраняване на азот и фосфор. Чрез добавяне на MBBR среда към съществуващите аерационни резервоари, задържането на биомаса може да се увеличи без разширяване на обема на реактора. Например, градска пречиствателна станция за отпадъчни води в Европа с проектиран капацитет за пречистване от 50 000 еквивалента на населението (PE) прие MBBR среда за обновяване на подобряването на нитрификацията. Преди обновяването степента на отстраняване на амонячен азот от инсталацията беше само 75%, което не успя да изпълни стандарта за изхвърляне от 5 mg/L; след инсталиране на среда MBBR със специфична повърхност от 800 m²/m³, степента на отстраняване на амонячен азот се увеличи до повече от 95%, а концентрацията на амонячен азот в изтичащия поток беше стабилно контролирана под 3 mg/L. Проектът за обновяване имаше кратък престой в строителството и експлоатационните разходи се увеличиха само с 10%, което напълно отразява икономията на MBBR media при надграждането и обновяването на общинските пречиствателни станции за отпадъчни води.

(2) Случай на обновяване на регионална пречиствателна станция в Куала Сава в Малайзия

С нарастването на градското население и все по-строгите разпоредби за опазване на околната среда в Малайзия, технологията MBBR постепенно се възприема и за надграждане на общински пречиствателни станции за отпадъчни води. Регионалната пречиствателна станция за отпадни води Kuala Sawah (RSTP) в Негери Сембилан, управлявана от Indah Water Konsortium (IWK), спешно трябва да подобри ефективността си на пречистване, за да отговаря на строгите стандарти за заустване в Наредбите за качество на околната среда (отпадъчни води) на Малайзия от 2009 г. Първоначално инсталацията възприе процес на окисляване, пречиствайки 59 000 m³ отпадни води и 260 m³ фекални утайки на ден, обслужващи население от 320 000 ЕЖ. Ефектът от премахването на азота обаче беше нестабилен и показателите за отпадъчни води често не отговаряха на стандартите по време на периоди на пиково натоварване, което беше в противоречие с спешното търсене на управление на водната среда в местния район.

За да разреши горните проблеми, без да разширява съществуващото подово пространство (ключово ограничение в градските райони), заводът изпълни проект за обновяване на среда MBBR през 2023 г. Среда MBBR 37 със специфична повърхност от 800 m²/m³, представляваща 25% от обема на реактора, беше добавена към аеробната зона на окислителната канавка. Проектът за обновяване беше изпълнен на етапи, като всяка фаза беше завършена в рамките на 10 дни, свеждайки до минимум въздействието върху експлоатацията. Системата MBBR значително подобри капацитета за задържане на биомаса, особено обогатяването на нитрифициращи бактерии (Nitrospira spp.), подобри способността на растението да се справя с колебанията в органичното натоварване и натоварването с азот и ефективно реши болезнената точка на нестабилното отстраняване на азот от първоначалния процес.

(3) Сравнение на ефективността на лечението преди и след обновяване

Таблица 1 по-долу обобщава ефективността на обработката на RSTP на Kuala Sawah преди и след обновяване на MBBR, в сравнение с ограниченията за изхвърляне на Стандарт А на Малайзия за справка.

От таблица 1 може да се види, че обновяването на MBBR значително подобри ефективността на пречистване на инсталацията. Всички ключови показатели стабилно отговарят и надвишават стандартите за заустване на Стандарт А на Малайзия, сред които степента на отстраняване на амонячен азот се е увеличила с повече от 20 процентни пункта, напълно решавайки проблема с нестандартните отпадъчни води по време на периоди на пиково натоварване. Освен това системата MBBR намали излишното производство на утайки с 28%, намалявайки месечните разходи за изхвърляне на утайки с приблизително 25 000 малайзийски рингита (RM). Благодарение на енергоспестяващия-дизайн на системата MBBR, експлоатационните разходи се увеличиха само с 8%, което я прави икономично и ефикасно решение за надграждане и обновяване на завода, а също така осигурява осъществима референция за обновяването на други стари пречиствателни станции за отпадъчни води в Малайзия.

Случаи на приложение на MBBR среда при пречистване на промишлени отпадъчни води

(1) Случай с пречистване на отпадъчни води в завод за преработка на млечни продукти в Северна Америка

В промишленото поле MBBR среда се прилага успешно при пречистването на различни видове промишлени отпадъчни води. Например, отпадъчните води от хранително-вкусовата промишленост обикновено съдържат високи концентрации на органична материя (ХПК до 10 000 mg/L) и мазнини, които трудно се третират ефективно с традиционните процеси. Млекопреработвателен завод в Северна Америка използва MBBR система за пречистване на производствените си отпадъчни води. Реакторът се напълва с 30% обем от цилиндрична MBBR среда и хидравличното време на задържане се контролира на 8 часа. Резултатите от операцията показаха, че степента на отстраняване на COD достига 92%, а степента на отстраняване на BOD5 достига 94%, което е значително по-добро от представянето на първоначалния процес на активирана утайка (степен на отстраняване на COD от 78%); в същото време, излишното производство на утайки беше намалено с 30%, ефективно намалявайки разходите за изхвърляне на утайки и балансирайки ефекта и икономичността на обработката.

(2) Случай с пречистване на отпадъчни води на азиатски фармацевтичен завод

Друг типичен сценарий на приложение е пречистването на фармацевтични отпадъчни води. Такива отпадъчни води съдържат токсични и огнеупорни органични съединения, които трудно се пречистват. Азиатски фармацевтичен завод прие комбинирана система от MBBR среда и усъвършенствани окислителни процеси (AOP) за пречистване на отпадъчни води. MBBR беше използван като -блок за предварителна обработка за отстраняване на биоразградимата органична материя, намаляване на натоварването на последващите AOP и избягване на въздействието на токсични вещества върху последващите процеси. Реакторът MBBR постигна степен на отстраняване на COD от 65% за фармацевтичните отпадъчни води. След третиране чрез комбиниран процес, крайната концентрация на COD в отпадъчните води беше под 50 mg/L, отговаряйки на местните стандарти за заустване. Прилагането на MBBR среда също подобри стабилността на системата за третиране, отслаби въздействието на токсичните вещества върху процеса на третиране и осигури дългосрочната стабилна работа на системата за третиране.

Сравнение на производителността на системата MBBR в различни сценарии на приложение

Таблица 2 по-долу сравнява производителността на системите MBBR в различни сценарии на приложение, описани в тази статия, като подчертава гъвкавостта и адаптивността на тази технология и предоставя справка за техническия избор на различни видове проекти за пречистване на отпадъчни води.

Заключение

Горните случаи на практическо приложение показват, че MBBR среда е универсална и ефективна технология, подходяща както за пречистване на битови, така и за промишлени отпадъчни води. Той има предимствата да понася високо органично натоварване, силна устойчивост на ударно натоварване и да може да си сътрудничи и да се интегрира с други процеси на пречистване, което го прави предпочитаното решение за решаване на сложни проблеми с пречистването на отпадъчни води. Особено в Малайзия, съчетано с местните основни нужди от пречистване на отпадъчни води-има спешна необходимост от модернизиране на стари съоръжения, строги стандартни ограничения за заустване и необходимостта от балансиране на площта и експлоатационните разходи-прилагането на технологията MBBR ефективно разреши болезнените точки на местното пречистване на отпадъчни води, осигури ефективна и икономична техническа подкрепа за управление на водната среда в Малайзия и също така предостави ценен практически опит за проекти за пречистване на отпадъчни води в подобни региони.

Чувствайте се свободни да се свържете с Рейчъл, за да обсъдим повече!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

Имейл:[email protected]