100 000 м³/день WWTP In-Модернізація на місці: MBBR + денітрифікаційний біофільтр + магнітна коагуляція Відповідає DB51/2311 без нової землі

ДІМ › ВИПАДКИ › MBBR + ДЕНІТРИФІКАЦІЙНИЙ БІОФІЛЬТР - ОДОБРЕННЯ КОС

Застосування MBBR + денітрифікаційного біофільтра + магнітної коагуляції для модернізації очисних споруд на місці-

Опубліковано: 2026-5-25 • Категорія:Справи• Теги:MBBR · Денітрифікаційний біофільтр · Магнітна коагуляція · Модернізація очисних споруд

РОЗДІЛ 1

1 Огляд проекту

1.1 Історія проекту

Централізована очисна споруда індустріального парку в Ченду потужністю100,000 m³/dбув введений в експлуатацію в 2013 році. Він приймає процес камери з аерованим піском + AAO + вторинний відстійник + фільтр типу D- + УФ-дезінфекція, а якість стоків відповідає стандарту класу AСтандарт скиду забруднюючих речовин для міських очисних споруд(GB 18918–2002). Обсяг потоку очищення коливається від 91 000 до 118 000 м³/добу, при цьому промислові стічні води становлять близько 48%. З випуском вСтандарт скиду забруднювачів води для міських і річкових басейнів у провінції Сичуань(DB51/2311–2016) у 2017 році станція повинна відповідати нормативу скидів для централізованих очисних споруд індустріального парку. Існуючі стоки в основному відповідають стандарту класу А, але якість стоків сильно коливається, іноді з перевищенням TN і TP. У той же час високий вміст піску у припливній рідині змушує камеру з аерованим піском вимагати частого спорожнення для видалення мулу. Тому необхідно модернізувати цей завод.

1.2 Якість притоку та стоків

Базуючись на статистичних даних 2017 та 2018 років, порівняння між оригінальною проектною якістю впливу та фактичною якістю впливу показано в таблиці 1. Можна побачити, що фактичні значення COD та BOD₅ нижчі за проектні значення, тоді як SS та TP значно вищі за проектні значення.

Таблиця 1. Порівняння між дизайном і фактичною впливовою якістю

Одиниця: мг/л

Порівняння між фактичною якістю стоків 2017 та 2018 років, оригінальним проектним стандартом стоків та новим стандартом стоків наведено в таблиці 2. Порівнюючи новий та старий стандарти, вимоги до COD та NH₄-N посилюються, а інші показники залишаються незмінними. З таблиці 2 видно, що згідно зі старим стандартом стоків, TP і TN не можуть стабільно відповідати стандарту при 100% гарантії; згідно з новим стандартом для стічних вод, NH₄-N не може стабільно відповідати стандарту навіть за 95% гарантії. Таким чином, досягнення стабільної відповідності TP, TN і NH₄-N новому стандарту скидів єосновний фокус цієї модернізації.

Таблиця 2 Порівняння якості стічних вод

Одиниця: мг/л

1.3 Існуючі проблеми

РОЗДІЛ 2

2 Оновлення схеми проектування

2.1 Коригування проектної якості води

На основі виміряної якості вхідної води в 2017 та 2018 роках прогнозується проектна якість вхідної води. Проектне значення БПК₅ знижується, тоді як проектні значення SS і TP збільшуються, з певним запасом, що підтримується відносно виміряних значень. Розрахункова вхідна вода та якість стоків для модернізації наведені в таблиці 3.

Таблиця 3 Проектний вплив, якість стоків і коефіцієнти видалення

Одиниця: мг/л

2.2 Схема оновлення

Основними обмеженнями для модернізації цього заводу є: (1) модернізація має бути завершена на місці без додавання нової землі; (2) припливна вода має високий вміст піску, камера з аерованим піском вимагає частого видалення мулу, а новий первинний відстійник також зіткнеться з проблемою накопичення піску; (3) експлуатаційні витрати після реконструкції повинні зберігатися на відносно низькому рівні. Враховуючи ці обмеження та вимоги до модернізації, визначається маршрут процесу для кожного етапу обробки.

2.2.1 Покращення попередньої обробки

Ефективність попередньої обробки безпосередньо впливає-на довгострокову нормальну роботу біологічного резервуара. Завод має високий вміст піску у припливній рідині, а камера з аерованим піском перевантажена, що неминуче призводить до потрапляння піску в біологічний резервуар. Атехнологія швидкого відокремлення твердої-рідинипризначений для покращення попередньої обробки. Його принцип полягає в пропусканні сирої води через фільтруючу тканину, що безперервно обертається, для досягнення відділення твердої-рідини, а також використання регенерованої води для безперервного очищення та видалення твердих домішок, що утримуються на фільтрувальній тканині. Однією з переваг цієї технології є висока точність фільтрації: розмір пор тканини фільтра становить 0,2 мм, що становить 1/15 розміру пор звичайного дрібного сита, і може перехоплювати понад 90% накипу, дрібного піску, волосся та інших забруднень, значно покращуючи ефект попередньої обробки. Іншою характеристикою є його високе навантаження на обробку та невелика площа, з часом гідравлічного утримування лише близько 5 секунд.

Під час модернізації три комплекти пристроїв для швидкого розділення твердої-рідини встановлюються після грубого грохоту, забезпечуючи продуктивність попередньої обробки 30 000 м³/добу, охоплюючи площу 184 м², які працюють паралельно з оригінальним дрібним грохотом + камерою з аерованим піском, яка працює зі зниженою продуктивністю. Промислові підприємства, які обслуговує завод, в основному займаються машинобудуванням, електронікою та виробництвом дисплеїв. Характерні забруднювачі включають важкі метали, фторид і тугоплавкий ГПК. Розряд підприємства відповідаєСтандарт якості стічних вод для скидання в міську каналізацію(GB/T 31962–2015). Щоб впоратися з раптовими ударами токсичних забруднювачів, розроблено новий аварійний резервуар для зберігання з ефективним об’ємом 33 000 м³, повністю заглиблений, з озелененням і дорогами над землею.

2.2.2 Модифікація біологічного розділу

Видалення TP, NH3-N і TN потрібно посилити в розділі біологічної обробки. Через обмеження землі та неможливість збільшити загальний об’єм резервуару, у оригінальний біологічний резервуар AAO було внесено три-модифікації на місці:

малюнок 1Загальна модифікація біологічного резервуара (AAO + MBBR Embedded)

2.2.3 Модифікація розділу про розширене лікування

Роль відділення розширеного лікування полягає в забезпеченні остаточної відповідності TN, TP і SS. Поєднання фільтра денітрифікації та високо-ефективного відстійника є відносно зрілим технічним шляхом із багатьма випадками застосування, і цей проект має намір прийняти його.

(1) Вибір фільтра денітрифікації

В даний час найпоширенішими фільтрами денітрифікації в Китаї є фільтр глибокого шару денітрифікації та біофільтр денітрифікації. TheКерівництво з проектування систем водопостачання та водовідведенняТом 5 (Міське водовідведення) таЗагальна технічна специфікація на денітрифікаційний біофільтр(GB/T 37528–2019) визначають конструктивні параметри цих двох фільтрів, як показано в таблиці 4. Можна побачити, що денітрифікаційний біофільтр із висхідним потоком із використанням керамзитового фільтруючого середовища має вищу швидкість фільтрації та навантаження на денітрифікацію порівняно з глибоководним фільтром із денітрифікацією з низхідним потоком із використанням кварцового піску. Дослідження показали, що керамзитовий фільтруючий матеріал порівняно з кварцовим піском має такі переваги, як висока здатність до носія біоплівки, високе використання джерела вуглецю, короткий час утворення біоплівки та рівномірний розподіл мікробних колоній, тоді як перевага кварцового піску полягає в його більшій здатності видаляти TN та SS. Фільтр висхідного потоку має довший цикл зворотного промивання та менші втрати напору фільтрації порівняно з фільтром низхідного потоку.

Таблиця 4 Основні конструктивні параметри фільтра денітрифікації в стандартах і нормах

Цей проект має обмежену територію, а оновлені стандарти стоків не висувають суворіших вимог щодо видалення TN та SS. Розглядаючи комплексно, денітрифікаційний біофільтр висхідного потоку з керамзитовим фільтруючим середовищем вибрано як блок денітрифікації для вдосконаленої очистки. У той же час перед фільтром встановлено тонку сітку з внутрішнім проточним отвором діаметром 1 мм, щоб зменшити потрапляння твердих частинок у фільтр.

(2) Високо{1}}високоефективний відстійник - магнітна коагуляція

Розроблено магнітокоагуляційний відстійник. Відстійник для магнітної коагуляції додає до фільтрату магнітне середовище + поліалюміній хлорид (PAC) + поліакриламід (PAM), утворюючи тверді пластівці шляхом змішування та флокуляції, завдяки чому досягається висока швидкість потоку з поверхневим гідравлічним навантаженням до20 m³/(m²·h), набагато вище, ніж 6–13 м³/(м²·год) звичайних високо-ефективних відстійників. На додаток до хорошого видалення TP і SS, відстійник для магнітної коагуляції також має певний ефект видалення вогнетривкої COD, важких металів і кольору. Цей проект має обмежену територію, а приплив містить певну частку промислових стічних вод, що робить резервуар для відстійника магнітної коагуляції більш придатним.

(3) Всебічний розгляд.Денітрифікаційний біофільтр розміщується перед магнітним коагуляційним відстійником, головним чином, для повного використання залишкової БПК₅ у стоках вторинного відстійника як джерела вуглецю для денітрифікації. Обвідна труба розроблена перед фільтром, що дозволяє стічній воді текти безпосередньо в резервуар для відстійника магнітної коагуляції, не проходячи через фільтр, зберігаючи енергію для вторинного підйому. Загальний процес після оновлення показано на малюнку 2.

малюнок 2Загальний технологічний процес після модернізації (швидке відділення твердої-рідини + AAO/MBBR + біофільтр денітрифікації + седиментація за допомогою магнітної коагуляції)

2.3 Основні конструкції та конструктивні параметри

РОЗДІЛ 3

3 Аналіз продуктивності операції

3.1 Продуктивність пристрою швидкого розділення твердої-рідини

Енергоспоживання пристрою швидкого розділення твердої-рідини під час роботи становить 9,12 × 10⁴ кВт·год/м³. Виділені домішки включають побутові відходи, дрібний пісок, твердий жир, волосся та волокна. Середня вологість залишків, що вивозяться, становить 72,31%, а утворення сухих залишків – 104,6 кг/м³. Утворення сухого залишку на звичайних установках попередньої обробки становить 37,3 кг/м³, а утворення сухого залишку в пристрої швидкого розділення твердої-рідини становить2,8 разизвичайної попередньої обробки. Потік, що витікає з пристрою, висушується та зважується, і результати показують, що ефективність перехоплення піску та волосяних волокон фільтрувальної тканини з розміром пор 0,2 мм становить92.99%–94.95%. Наразі апарат стабільно працює вже три роки.

3.2 Ефективність біологічного резервуару

Середньорічні дані якості вхідної та стічної води до (2018) і після (2023) модифікації узагальнені, як показано в таблиці 5. Можна побачити, що якість стоків біологічного резервуару була значно покращена після модифікації. COD, BOD5, NH3-N, TN і TP зменшилися на 14,94%, 12,95%,62.28%25,41% і 39,16%, відповідно, з найбільшим зниженням NH3-N, TN і TP. У той же час стабільність кожного показника стоків також значно покращилася.

Таблиця 5 Якість води притоку та стоку біохімічного резервуару - до та після ремонту

Вміст органічних речовин в активному мулі в біологічному резервуарі після модифікації збільшився. Згідно з даними тестування, середнє співвідношення MLVSS/MLSS становило 0,58 у 2018 році та 0,63 у 2023 році, збільшившись на 8,6%. Збільшення вмісту органічної речовини вказує на кращу активність мулу, головним чином з двох причин: по-перше, було посилено попередню обробку, і більше неорганічних речовин, таких як пісок, перехоплюється пристроєм швидкого відділення твердої-рідини, зменшуючи частку неорганічних компонентів в активному мулі; по-друге, додавання системи MBBR в біологічний резервуар збільшує загальну мікробну біомасу, збільшуючи органічні компоненти в активному мулі.

У серпні були виміряні концентрації осаду в зоні перед{0}}денітрифікації, анаеробній зоні, безкисневій зоні та зоні MBBR біологічного резервуару, причому коефіцієнт зовнішньої рециркуляції осаду становив 100% і коефіцієнт внутрішньої рециркуляції 200%. Було відібрано три набори паралельних проб, і середні значення наведено в таблиці 6. Можна побачити, що концентрації осаду в чотирьох очисних установках біологічного резервуару відрізняються, при цьому найвищі в зоні MBBR, за якою слідує безкиснева зона. Аналіз показує, що біоплівка, прикріплена до носіїв MBBR, постійно від’єднується та змішується з активним мулом через тертя, зіткнення та гідравлічне очищення, збільшуючи концентрацію мулу в цій зоні приблизно на 3,54% відносно безкисневої зони.

Таблиця 6. Концентрація мулу кожного блоку в біохімічному резервуарі

Одиниця: мг/л

3.3 Виконання розширеного лікування

Оскільки TN у стоках біологічного резервуару вже стабільно відповідає стандарту, для економії експлуатаційних витрат до біофільтра денітрифікації фактично не додається додаткове джерело вуглецю. За даними якості води за 2023 рік, ТН у ​​стоках біоцистерни становить (7,04 ± 1,01) мг/л. Без урахування видалення TN у вторинному відстійнику, TN у стоках денітрифікаційного біофільтру становить (6,43 ± 0,92) мг/л, зі швидкістю видалення 8,7%. TP у стоках біологічного резервуару становить (0,16 ± 0,09) мг/л. Без урахування видалення TP у вторинному відстійнику, TP у стічних водах відстійника магнітної коагуляції становить (0,08 ± 0,04) мг/л, зі швидкістю видалення 50%.

РОЗДІЛ 4

4 Реконструкція та експлуатаційні витрати

РОЗДІЛ 5

5 Висновок