Проект модернізації та реконструкції очисних споруд за допомогою процесу A2/O-MBBR
З постійним підвищенням екологічної обізнаності громадськості очисні споруди повинні активно проводити заходи з модернізації та оновлення, застосовувати передові технології для очищення стічних вод, досягати повторного використання стічних вод і робити свій внесок у сталий соціальний розвиток. Основною проблемою, яка виникає під час модернізації та реконструкції очисних споруд, є видалення азоту та фосфору. Завдяки використанню технології MBBR ця проблема ефективно вирішується. Ця стаття присвячена міській очисній станції в окрузі Січоу, де використовується комбінований процес попередньої обробки + вторинного біологічного очищення A2/O + фільтрації тканинним середовищем + дезінфекції гіпохлоритом натрію. У секції біологічної очистки використовується інтегроване обладнання для очищення стічних вод (включаючи попередній-аноксидний резервуар, анаеробний резервуар, безкисневий резервуар, аеробний резервуар, похилий трубчастий відстійник, тканинний фільтр для середовища та резервуар для дезінфекції).
1 Огляд проекту
Будівництво мережі каналізаційних труб, що підтримує міські очисні споруди в повіті Січоу, автономній префектурі Веньшань Чжуан і Мяо, провінція Юньнань, включає проекти в шести селищах: Донгма, Ляньхуатан, Бангу, Фадоу, Болін і Сіньмацзе. Загальна довжина підтримуючої каналізаційної мережі в цих селищах становить близько 39,182 км, з діаметром труб від DN200 мм до DN500 мм, з використанням гофрованих труб з поліетилену високої-щільності (HDPE). Інтегровані насосні станції побудовані в містечках Ляньхуатан і Сіньмацзе. У містечку Сіньмацзе є поліетиленова труба напірного водопостачання Q=25 м³/год DN150 мм довжиною 50 м, а в селищі Ляньхуатан Q=25 м³/год поліетиленова труба напірного водопостачання DN200 мм довжиною 15 м. Загальна площа споруди очисних споруд становить 3482 м², включаючи комплексну будівлю, інтегроване обладнання для очищення стічних вод, трансформаторну та розподільну кімнату, кімнату моніторингу, резервуар для регулювання, резервуар для мулу, резервуар для води повторного використання, приміщення для зневоднення мулу та навіс для зберігання мулу, сітчастий канал, підйомну насосну станцію та аварійний резервуар.
2 Аналіз якості води та вибір основного процесу
2.1 Якість припливної та стічної води
Комплексний аналіз якості води, що надходить із станції очищення стічних вод округу Січоу, показує, що її концентрація стабільна з невеликою тенденцією до зниження. Оскільки поточний процес є високо-ефективним процесом очищення стічних вод, об’єм очисних резервуарів невеликий, а їх стійкість до ударних навантажень невисока. Таким чином, норматив гарантійної ставки для показників якості припливної води не може бути встановлений занадто високим; цього разу встановлено на 90%. Крім того, завод щодня отримує 500 м³ фільтрату зі звалищ. При проектуванні остаточної якості води, що входить, необхідно покладатися на загальну тенденцію якості води, щоб ефективно завершити відповідну проектну роботу. Показники якості води наведені вТаблиця 1.
Співвідношення BOD5/CODcr у стічних водах становить 0,35, що вказує на легко розкладані стічні води; співвідношення БПК5/TN дорівнює 3. Щоб відповідати стандарту TN стічних вод, потрібні додаткові заходи з очищення, наприклад додавання зовнішнього джерела вуглецю; співвідношення BOD5/TP становить 26,3, що підходить для біологічного видалення фосфору.
Зараз залишкові кількості NH3-N і TN відносно високі, а ефективність видалення низька. Це означає, що нітрифікація NH3-N не може бути повністю здійснена в старому аеробному резервуарі. Оскільки спочатку не було встановлено аноксидний резервуар, процес денітрифікації не відбувся. Видалення азоту досягалося лише шляхом скидання надлишкового мулу, а метод нітрифікації-денітрифікації не застосовувався.
2.3 Основний процес
Після ретельного аналізу конкретної ситуації станції очищення стічних вод округу Січоу модернізацію та реконструкцію потрібно було завершити на території станції. Простір на території заводу дуже обмежений. При визначенні процесу очищення стічних вод необхідно було всебічно врахувати умови майданчика та раціонально використовувати існуючий процес біохімічного очищення резервуару. Після обширних досліджень впровадження процесу A2/O-MBBR (іменованого процесом MBBR) ефективно вирішило питання землекористування та експлуатації. Цей підхід полегшив тривимірне розширення ємності біохімічного резервуару та дозволив активно будувати аноксичні та анаеробні резервуари. Процес MBBR поєднує активний мул із біоплівкою. Його переваги проявляються у відносно невеликій площі, довгому біологічному ланцюгу, здатності досягати ідеальних стандартів якості стічної води та стабільній роботі. Метод біоплівки для видалення азоту також показує хороші результати в періоди низьких{10}}температур. Потік процесу MBBR показано намалюнок 1.
2.4 Переваги процесу MBBR
Порівнюючи процес MBBR, методи біоплівки зі стаціонарними-носіями та процеси з активним мулом, процес MBBR виділяється найвидатнішими перевагами, зокрема: ① Підвішені носії в основному виготовлені з модифікованих матеріалів, таких як PP та PE, що забезпечує гарну довговічність. Оскільки підвісні носії легко запускати та експлуатувати, такі проблеми, як злипання та засмічення, виникають рідко. Тому при застосуванні до системи аерації та стічних пристроїв системи очищення стічних вод рівень їх амортизації та частота заміни дуже низькі. ② Процес MBBR має потужну здатність видаляти азот. Аеробне, безкисневе та анаеробне середовища можуть співіснувати на зважених носіях, дозволяючи як реакціям нітрифікації, так і денітрифікації завершуватися в одному реакторі. Нітрифікуючі бактерії можуть швидко розвиватися на біоплівці, утвореній на підвішених носіях, досягаючи оптимальної нітрифікації. ③ Процес MBBR добре витримує ударні навантаження, підвищуючи стабільність стоків і стійкість до токсичних речовин. ④ Прийнявши процес MBBR, можна застосувати розумну модернізацію та реконструкцію початкового очисного обладнання, майже не змінюючи землекористування, таким чином економлячи простір. ⑤ Традиційне очищення стічних вод вимагає додавання несучих опорних рам в аеротенк, тоді як процес MBBR усуває цей етап, тим самим зменшуючи труднощі обслуговування аераційних пристроїв і керування носіями.
3 План реконструкції біохімічного резервуару
3.1 Будівництво нових анаеробних і аноксидних резервуарів
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 ступеня, і управління такими показниками, як концентрація зважених твердих речовин у змішаному розчині, концентрація нітратів денітрифікації та швидкість денітрифікації було добре реалізовано. Взимку може виникнути недостатнє джерело вуглецю; можна додати відповідну кількість джерела вуглецю для підвищення ефективності денітрифікації. Нещодавно побудований безкисневий резервуар оснащений загалом 16 одиницями вертикальних турбінних змішувачів потужністю 5 кВт; наявна аноксична зона біохімічного резервуару оснащена загалом 8 комплектами вертикальних пропелерів потужністю 5 кВт; анаеробна ємність оснащена загалом 6 комплектами заглибних мішалок потужністю 6,5 кВт.
Порівнюючи коефіцієнти складності завдань з видалення фосфору та азоту, очевидно, що видалення азоту є більш складним. Зазвичай задовільний ефект видалення фосфору можна отримати за допомогою методів хімічного видалення фосфору. Для оптимізації ефектів видалення азоту, коли температури низькі, а загальний вміст азоту, що припливає, високий, осад можна переробити в анаеробну секцію, щоб забезпечити довший час утримування в безкисневій секції.
3.2 Реконструкція існуючих біохімічних резервуарів
Після реконструкції існуючий біохімічний резервуар розділено на чотири частини: між першою та четвертою частинами додано перегородку. Зони перед і після розділової стінки в цих двох частинах є безкисневою зоною і зоною носія (зона MBBR), а також зоною MBBR і зоною дегазації відповідно. Друга і третя частини є зонами MBBR. Додавання розділової стінки в четверту частину може контролювати концентрацію розчиненого кисню внутрішньої рециркуляційної суміші в розумному діапазоні. Крім того, для підвищення ефективності роботи біохімічного резервуару в зоні MBRR встановлено таке обладнання, як екрани та аератори з перфорованими трубами. Після завершення реконструкції аеробної зони біохімічного резервуару загальний ефективний об’єм резервуарів зони дегазації та зони МББР досягає 38 000 м³. Зона дегазації оснащена загалом 12 агрегатами осьових насосів потужністю 18,5 кВт, з яких 4 є резервними; використовуються підвісні носії з чистого HDPE.
3.3 Ремонт повітряної та системи аерації
У повітродувальній є 4 повітродувки: 3 старі повітродувки з витратою на вході 480 м³/хв, і одна нова повітродувка. Водяне охолодження є основним методом охолодження для старих повітродувок, потужністю 830 кВт кожна; повітряне охолодження є основним методом для нової повітродувки потужністю 670 кВт. Порівнюючи робочий стан старої та нової повітродувок, нова повітродувка працює ефективніше та ефективніше. Старі повітродувки не тільки мають низьку ефективність роботи, але й вимагають дорогих витрат на обслуговування та ремонт.
При проектуванні об’єму аерації для аеробної зони він повинен базуватися на найвищій потребі в кисні в аеробній зоні з кінцевим обраним значенням 720 м³/хв. Конфігурація перфорованих аераційних труб повинна базуватися на об’ємі повітря 4 повітродувок. Роботи по заміні старих повітродувок повинні проводитися ефективно. Покупка 3 нових повітродувок замість старих є корисною для зменшення об’єму аерації. При заміні аераційних трубок замінюються лише старі аераційні трубки всередині аеробаку.
3.4 Система обробки мулу
Основним обладнанням для обробки осаду, яке використовується на станції очищення стічних вод округу Січоу, є фільтр-прес для згущення та зневоднення осаду. Комплексний аналіз процесів зневоднення та згущення осаду, інтеграція операцій згущення та зневоднення осаду може мінімізувати витрати на капітальні інвестиції та зменшити дозу високо-полімерних флокулянтів. Щоб уникнути шкоди навколишньому середовищу від обробки осаду, була обрана технологія механічного згущення осаду та зневоднення для ефективного контролю забруднення навколишнього середовища та атмосфери.
3.5 Система дезодорації
Існує багато методів усунення неприємних запахів, серед яких найчастіше використовуються біологічні, хімічні та фізичні методи. Різні методи обробки запаху мають суттєві відмінності в механізмах дезодорації, умовах застосування та технічних видах. Після всебічного аналізу конкретних обставин цього проекту та розгляду переваг і недоліків різних технологій дезодорації, процес іонної дезодорації був остаточно обраний для виконання відповідних операцій.
3.6 Ключові моменти оновлення процесу
3.6.1 Вибір оператора
Вибираючи підвішені носії, необхідно переконатися, що виробничий матеріал має достатню стійкість до корозії, а загальна ефективна питома площа поверхні відповідає стандартам стоків, таким чином гарантуючи біомасу. При цьому термін служби, зносостійкість і міцність підвісних опор повинні відповідати стандартам, термін служби повинен бути більше 15 років.
3.6.2 Накопичення несучої
Під час течії води носії змінюють положення, в результаті чого велика кількість носіїв накопичується перед екранами перехоплення. Через деякий час екрани перехоплення можуть забитися. Збільшення аерації використовується для змивання носіїв, що накопичилися. Втрата голови відбувається на кожному екрані перехоплення. Велика кількість носіїв накопичується під тиском перепаду рівня води по екрану. Зі збільшенням різниці рівнів води також збільшується кількість накопичення носія. Пристрій переробки носіїв встановлено в зоні носіїв. Під дією ерліфтного пристрою носії в кінці зони носіїв повертаються до переднього кінця, запобігаючи накопиченню носіїв.
3.7 Аналіз операційної ефективності після -ремонту
Загальна сума інвестицій у цей проект становить 219,91 млн юанів. Середня експлуатаційна вартість одиниці становить 0,4 юаня/м³, а середня загальна вартість одиниці становить 0,5 юаня/м³. Після того, як оновлений проект реконструкції було завершено та введено в експлуатацію, ефект потоку води є дуже задовільним, робочий стан є добрим, а стандарти якості стічної води відповідають відповідним вимогам.
4 Висновок
Під час будівництва цього проекту модернізації та реконструкції було ефективно використано існуючі конструкції. Завдяки раціональному використанню технології MBBR, роботи з реконструкції макета досягли хороших результатів без збільшення площі, значно підвищивши пропускну здатність системи очищення стічних вод від азоту та фосфору та оптимізувавши ефективність видалення забруднюючих речовин. Технологія MBBR є дуже передовою, вона володіє не тільки перевагами звичайних технологій очищення стічних вод, але й ефективно використовує високу очисну здатність своїх спеціальних носіїв, значно покращуючи ефективність очищення забруднюючих речовин.
На основі аналізу та демонстрації, щоб переконатися в раціональності плану, рекомендується прийняти схему процесу MBBR. Виконуючи -оновлення оригінальної біологічної системи на місці, додаючи носії до аеробної зони для збільшення її навантажувальної здатності, забезпечується відповідність обробки азотом стандартам. Подальше використання відстійників високої -щільності + тканинних фільтрів для середовища для контролю SS і TP може гарантувати стабільність стічних вод, що відповідають стандарту Grade 1A. Процес MBBR, а також різні комбіновані процеси, які включають MBBR в системи з активним мулом, працюють стабільно, прості в управлінні та налаштуванні, мають сильну толерантність до змін у якості та кількості впливаючої води, пропонують хороший ефект видалення азоту та фосфору та представляють собою економічний, ефективний та стабільний метод очищення стічних вод. Оскільки національні та місцеві вимоги до якості стоків із очисних споруд зростають, цей процес є дуже підходящим рішенням для проектів, які стикаються з такими проблемами, як раннє будівництво з процесами, які не відповідають новим вимогам, обмежена доступність землі, висока вартість землі та труднощі з фінансуванням. Він обов’язково буде ширше застосовуватися при модернізації та реконструкції муніципальних або промислових очисних споруд.
Крім того, під час цього проекту реконструкції були вжиті цільові заходи контролю шляху денітрифікації на основі фактичних умов під час реконструкції біохімічних резервуарів, включаючи посилення управління такими показниками, як концентрація нітратів денітрифікації та швидкість денітрифікації. Оновлення процесу було зосереджено на покращенні вибору перевізника та управління накопиченням. Завдяки реконструкції повітряного відділення та системи аерації, системи очищення осаду та системи дезодорації було збільшено комплексну очисну потужність очисних споруд.