AAO Oxidation Ditch + MBBR Upgrade: як завод у Гуандуні продуктивністю 40 000 м³/добу досяг класу 1A на рівні 0,219 юанів/м³

Модернізація муніципальної каналізаційної станції з класу 1B до класу 1A — це не документальна робота -, це гідравлічна, біологічна та фінансова проблема, об’єднана в одну. Коли завод продуктивністю 40 000 м³/добу в провінції Гуандун зіткнувся з цим дорученням, його існуюча канава окислення AAO вже була на повній потужності. Аноксичні та аеробні зони не мали фізичного розділення. Вийшли з ладу змішувачі. Забиті дифузори. І впливове співвідношення C/N було занадто низьким, щоб надійно керувати денітрифікацією. У цьому прикладі описано, як команда проекту оцінила MBBR порівняно з BAF, вибрала підхід до модернізації та поставила стічні води класу 1A з додатковими експлуатаційними витратами 0,219 юанів за кубічний метр.

Виклик

Перевантажена канава окислення на повну потужність

Завод із проектною потужністю 40 000 м³/добу працював із майже-повним гідравлічним навантаженням, коли надійшов дозвіл на скидання. Оригінальний процес являв собою єдину канаву окислення A/A/O, що вивантажувалась за стандартами класу 1B -, відповідними для його епохи, але малогабаритними та недостатньо-налаштованими для більш суворих обмежень у майбутньому.

На етапі діагностики команда проекту виявила п’ять основних недоліків:

Недостатній час зберігання.Існуючий об’єм резервуару не міг витримати гідравлічний час утримування, необхідний для надійної нітрифікації та денітрифікації в умовах навантаження класу 1A.

Погане розділення потоку.Між безкисневою та аеробною зонами не існувало розділової стіни, а також не було затвора для контролю рециркуляції нітратів. Зворотне-перемішування змішаної рідини було неконтрольованим, розбавляючи безкисневу зону розчиненим киснем і підриваючи ефективність денітрифікації.

Несправності змішувача.Існуючі занурювальні мішалки мали недостатні розміри для виконання завдання та виходили з ладу за високих концентрацій осаду, що досягали 10 г/л, залишаючи мертві зони, де накопичувалися тверді речовини та ставали септичними.

Надмірне DO в аноксичній зоні.Без фізичного розділення та з несправними змішувачами розчинений кисень з аеробної зони надходив у безкисневу зону, пригнічуючи денітрифікуючі бактерії та витрачаючи обмежене джерело вуглецю.

Забиті аераційні дифузори та низьке співвідношення C/N.Роки експлуатації забруднили дифузори дрібних{0}}бульбашок, зменшивши ефективність передачі кисню. Стічні води, що надходили, мали низьке співвідношення вуглецю-до-азоту, залишаючи недостатньо органічного субстрату для денітрифікації, навіть якщо інші умови були сприятливими.

Вибір процесу

MBBR проти BAF: структуроване порівняння

Команда проекту оцінила два шляхи модернізації-на основі біоплівки: біоплівковий реактор з рухомим шаром (MBBR) і біологічний аерований фільтр (BAF). Теоретично обидва могли досягти стічних вод класу 1A, але практичні компроміси-в контексті модернізації мали вирішальне значення.

Оцінка вирішила рішуче на користьMBBR. Основною рушійною силою була можливість модернізації існуючої окислювальної канави без додаткового відводу землі, що підтримувалося нижчими капітальними та експлуатаційними витратами та простотою експлуатації, з якою команда муніципального заводу могла впоратися з мінімальною перенавчанням.

Параметри конструкції

Впливні характеристики та цілі розряду

Розрахункова вхідна та цільова якість стоків порівнювалися з більш суворими обмеженнями DB 44/26-2001 (стандарт провінції Гуандун) і GB 18918-2002 клас 1A (національний стандарт). Усі значення в мг/л, якщо не зазначено.

Потік процесу

Оновлений лікувальний поїзд

Оновлена ​​технологічна лінія об’єднує модернізовану канаву окислення AAO-MBBR з новими установками третинної обробки, щоб відповідати суворим обмеженням SS і TP класу 1A:

Вхідний отвір → Тонкий екран (3 мм) → AAO-MBBR Окислювальна канава → Вторинний освітлювач → Підйомна станція → Високо-ефективний відстійник → Фібровий дисковий фільтр → УФ-дезінфекція → Розетка

Деталі модернізації AAO-MBBR

Дві паралельні канави, кожна по 20 000 м³/день

Модернізація спрямована на обидві канави окислення паралельно, кожна з яких обробляє половину проектного потоку. Основні зміни полягали в наступному.

Безкиснева зона (6792 м³).Було встановлено перебудовані внутрішні направляючі стінки, щоб створити фізично відокремлену безкислородну камеру, що запобігає зворотному-змішуванню DO з аеробної зони. Розмір нових занурювальних мішалок був таким, щоб підтримувати суспензію твердих частинок при концентрації змішаного розчину до 10 г/л, усуваючи мертві зони, які перешкоджали оригінальній конфігурації.

Аеробна зона з носіями MBBR (14 297 м³).Аеробну секцію було поділено на зону звичайного активного мулу та спеціальну зону MBBR об’ємом 4980 м³. Носії біоплівки забезпечують загальну ефективну площу поверхні 4,987 x 10&sup5; м² для прикріпленого росту мікроорганізмів, різко збільшуючи запаси біомаси без розширення об’єму резервуара.

Характеристики перевізника.Було вибрано носії з поліетилену високої щільності (HDPE) із питомою поверхнею, що перевищує або дорівнює 800 м²/м³. Загальний об’єм контейнера становить 209 м³, що забезпечує коефіцієнт заповнення приблизно 12,5% - зокрема, команда проекту підкреслила, що коефіцієнт заповнення не був основним критерієм конструкції; необхідна площа поверхні біоплівки диктувала кількість носія, і 12,5% було кінцевим значенням.

Екрани утримання.Дротові решітки з нержавіючої сталі- були встановлені як на вході, так і на виході із зони MBBR, щоб утримувати носії у визначеному відсіку, одночасно забезпечуючи вільний прохід змішаного розчину та зважених твердих речовин.

Нітратні рециркуляційні насоси.Нові рециркуляційні насоси з потужністю Q=833.4 м³/год повертають багату нітратами-змішану рідину з аеробної зони назад у безкисневу зону, забезпечуючи денітрифікацію з контрольованим коефіцієнтом рециркуляції.

Модернізація аерації.Оригінальні повітродувки було замінено двома агрегатами потужністю 152 кВт, кожен з яких виробляв 115 м³/хв при проектному співвідношенні повітря-до-води 7:1 -, що є суттєвим кроком у порівнянні з початковим співвідношенням 5:1, що відображає вищу потребу в кисні нітрифікуючої системи біоплівки.

Нові відділення третинної обробки

Полірування для відповідності класу 1A SS і TP

Сама по собі біологічна обробка не може надійно досягти 10 мг/л SS і 0,5 мг/л TP лімітів класу 1A. Було додано три блоки для полірування.

Високо-ефективний відстійник.Два паралельних блоки, кожен з номінальною продуктивністю 833,34 м³/год, зі швидкістю навантаження на поверхню 8,17 м³/м²·год. PAC (поліалюмінію хлорид) і PAM (поліакриламід) дозують для хімічного видалення фосфору та флокуляції, націлюючи як на TP, так і на залишковий SS.

Фібровий дисковий фільтр.Два блоки, кожен з 12 дисками діаметром 3000 мм, що забезпечують швидкість фільтрації від 5,6 до 7,8 м³/год·м². Для автоматизованого очищення середовища встановлено чотири насоси зворотної промивки. Дисковий фільтр служить останнім фізичним бар'єром для зважених твердих речовин перед дезінфекцією.

УФ-дезінфекція.Ультрафіолетова система потужністю 33,22 кВт з 96 лампами по 320 Вт кожна, розрахована на піковий потік 56 400 м³/добу. УФ-випромінювання було обрано замість хлорування, щоб уникнути утворення побічних продуктів дезінфекції та залишкової токсичності хлору у воді, що приймається.

Інвестиційні та експлуатаційні витрати

Розподіл капіталу та вартість кубічного метра

Загальний обсяг інвестицій у проект становив32,14 мільйона юанів, розподілені наступним чином:

Додаткова експлуатаційна вартість оновлення була розрахована на рівні0,219 юанів/м³, що означає приблизно 3,20 мільйона юанів на рік при проектному потоці. Розбивка така:

Ключові висновки

П'ять уроків для модернізації канави окислення

1. MBBR вписується в існуючі окислювальні канави з мінімальними будівельними роботами.Модернізація в провінції Гуандун не потребувала нової конструкції резервуару для біологічної стадії - носії, сітки, змішувачі та повітродувки були встановлені в межах наявної площі канави. Саме це зробило MBBR економічно кращим вибором у порівнянні з BAF.

2. Коефіцієнт заповнення – це вихід, а не вхід.Команда розробників наголосила на цьому: необхідна площа поверхні біоплівки -, розрахована на основі навантаження азотом і цільової швидкості нітрифікації -, визначає, скільки носіїв потрібно. Коефіцієнт заповнення (у цьому випадку 12,5%) — це будь-який об’єм носія. Не починайте з довільного відсотка заповнення.

3. Для класу 1A важливе полірування.Навіть добре{0}}спроектований MBBR не може надійно досягти 10 мг/л SS і 0,5 мг/л TP без третинної обробки. Високоефективний-відстійник і волокнистий дисковий фільтр не були додатковими додатками - вони були різницею між відповідністю та несправністю щодо SS та фосфору.

4. Додаткова вартість є скромною порівняно зі стандартним оновленням.При 0,219 юанів/м³ додаткові експлуатаційні витрати на оновлення класу 1B-до 1A є переконливою пропозицією. Витрати на хімікати (0,048 юанів/м³) і обробка мулу (0,041 юанів/м³) є домінуючими компонентами, і обидва відносно передбачувані.

5. Модернізація аерації часто необхідна.Перехід від співвідношення повітря-до-води від 5:1 до 7:1 відображає збільшення потреби в кисні нітрифікуючої системи біоплівки. Підприємства, які розглядають можливість модернізації MBBR, повинні скласти кошти на заміну або посилення повітродувки - існуюча система аерації навряд чи буде адекватною.

Висновок

Випадок Гуандуна демонструє, що поєднанняAAO-MBBR з високо-ефективним осадженням і волокнисто-дисковою фільтрацієюзабезпечує ефективний, економічно життєздатний і оперативно керований шлях оновлення з класу 1B до класу 1A. Підхід до модернізації - із повторним використанням наявного об’єму резервуару, додаванням носіїв замість бетону та шаруванням третинного полірування за течією - забезпечує необхідну якість стоків за додаткових витрат, які можуть покрити муніципальні бюджети. Для зростаючої кількості китайських муніципальних установ, які стикаються з тим самим мандатом від 1B-до 1A, ця модель вимагає серйозного розгляду.