Окислительная канава AAO + модернизация MBBR: как завод в Гуандуне производительностью 40 000 м³/день достиг класса 1A при цене 0,219 юаней/м³

Модернизация городских очистных сооружений с класса 1B до класса 1A — это не бумажная работа -, это гидравлическая, биологическая и финансовая проблема, объединенная в одну. Когда завод производительностью 40 000 м³/день в Гуандуне столкнулся с этим требованием, существующая окислительная канава AAO уже работала на полную мощность. Аноксическая и аэробная зоны не имели физического разделения. Миксеры вышли из строя. Диффузоры были забиты. А соотношение входящего C/N было слишком низким, чтобы обеспечить надежную денитрификацию. В этом тематическом исследовании показано, как команда проекта оценила MBBR по сравнению с BAF, выбрала подход к модернизации и доставила сточные воды класса 1А с дополнительными эксплуатационными расходами в размере 0,219 юаней за кубический метр.

Вызов

Перегруженная окислительная канава на полную мощность

Когда поступил приказ о сбросе, завод с проектной производительностью 40 000 м³/сут работал почти с-полной гидравлической нагрузкой. Первоначальный процесс представлял собой единственную окислительную канаву A/A/O, производившую сброс по стандартам класса 1B, - адекватный для того времени, но недостаточного размера и недостаточно-конфигурации для более жестких ограничений, которые предстоят в будущем.

На этапе диагностики команда проекта выявила пять ключевых недостатков:

Недостаточное время хранения.Существующий объем резервуара не мог выдержать время гидравлического удерживания, необходимое для надежной нитрификации и денитрификации в условиях нагрузки класса 1А.

Плохое разделение потоков.Между бескислородной и аэробной зонами не существовало разделительной стены, а также не было ворот контроля рециркуляции нитратов. Обратное перемешивание щелока- было неконтролируемым, что привело к разбавлению бескислородной зоны растворенным кислородом и снижению эффективности денитрификации.

Неисправности смесителя.Существующие погружные миксеры были слишком малы для этой задачи и выходили из строя при высоких концентрациях ила, достигающих 10 г/л, оставляя мертвые зоны, где твердые частицы накапливались и превращались в септические.

Чрезмерное содержание растворенного кислорода в бескислородной зоне.Без физического разделения и с неисправными смесителями растворенный кислород из аэробной зоны попадал в бескислородную зону, подавляя денитрифицирующие бактерии и тратя ограниченный источник углерода.

Забитые аэрационные диффузоры и низкое соотношение C/N.За годы эксплуатации мелкие-пузырьковые диффузоры засорились, что снизило эффективность переноса кислорода. Поступающие сточные воды имели низкое соотношение углерода-к-азоту, поэтому органического субстрата было недостаточно для денитрификации, даже когда другие условия были благоприятными.

Выбор процесса

MBBR против BAF: структурированное сравнение

Команда проекта оценила два варианта модернизации на основе биопленки-: биопленочный реактор с подвижным слоем (MBBR) и биологический аэрированный фильтр (BAF). Оба варианта теоретически могли бы обеспечить сброс сточных вод класса 1А, но практические компромиссы-в контексте модернизации имели решающее значение.

Оценка пришла к решительному выводу в пользуМББР. Возможность модернизировать существующую окислительную канаву без дополнительного отвода земли была основным фактором, подкрепленным более низкими капитальными и эксплуатационными затратами, а также простотой эксплуатации, с которой команда муниципальной электростанции могла справиться с минимальной переподготовкой.

Параметры конструкции

Характеристики влияния и целевые показатели сброса

Расчетное и целевое качество сточных вод были сопоставлены с более строгими ограничениями DB 44/26-2001 (стандарт провинции Гуандун) и GB 18918-2002, класс 1A (национальный стандарт). Все значения указаны в мг/л, если не указано иное.

Ход процесса

Модернизированный лечебный поезд

Модернизированная технологическая линия объединяет модернизированную окислительную канаву AAO-MBBR с новыми установками третичной очистки для соответствия строгим ограничениям SS и TP класса 1A:

Входное отверстие → Мелкий экран (3 мм) → Окислительная канава AAO-MBBR → Вторичный осветлитель → Станция подъемника → Высокоэффективный-отстойник → Волоконно-дисковый фильтр → УФ-дезинфекция → Выход

Подробности модернизации AAO-MBBR

Две параллельные канавы, производительность каждой 20 000 м³/сут.

Модернизация была направлена ​​на обе окислительные канавы параллельно, каждая из которых пропускала половину расчетного расхода. Ключевые изменения заключались в следующем.

Бескислородная зона (6792 м³).Были установлены перестроенные внутренние направляющие стенки для создания физически отделенного бескислородного отсека, предотвращающего обратное-смешивание DO из аэробной зоны. Новые погружные миксеры были рассчитаны на поддержание суспензии твердых частиц при концентрации щелока до 10 г/л, устраняя мертвые зоны, которые мешали исходной конфигурации.

Аэробная зона с носителями МББР (14 297 м³).Аэробная секция была разделена на традиционную зону активного ила и специальную зону MBBR объемом 4980 м³. Носители биопленки обеспечивают общую эффективную площадь поверхности 4,987 x 10&sup5; м² для роста прикрепленных микроорганизмов, что значительно увеличивает запасы биомассы без увеличения объема резервуара.

Характеристики перевозчика.Были выбраны носители из полиэтилена высокой-плотности (HDPE) с удельной площадью поверхности не менее 800 м²/м³. Общий объем носителя составляет 209 м³, что дает коэффициент заполнения примерно 12,5% -. Примечательно, что команда проекта подчеркнула, что коэффициент заполнения не был основным критерием проектирования; Требуемая площадь поверхности биопленки определяла количество носителя, и полученное значение составляло 12,5%.

Удерживающие экраны.Клиновые-проволочные сетки из нержавеющей стали были установлены как на входе, так и на выходе зоны MBBR, чтобы удерживать носители внутри назначенного отсека, обеспечивая при этом свободный проход смешанной жидкости и взвешенных твердых частиц.

Насосы рециркуляции нитратов.Новые рециркуляционные насосы производительностью Q=833.4 м³/ч возвращают обогащенную нитратами-жидкую смесь из аэробной зоны обратно в бескислородную зону, обеспечивая денитрификацию с контролируемым коэффициентом рециркуляции.

Модернизация аэрации.Первоначальные воздуходувки были заменены двумя агрегатами мощностью 152 кВт, каждый из которых подавал 115 м³/мин при расчетном соотношении воздуха-к-воды 7:1 -, что значительно выше исходного соотношения 5:1, что отражает более высокую потребность в кислороде системы нитрифицирующей биопленки.

Новые отделения третичного лечения

Полировка для соответствия класса 1A SS и TP

Биологическая обработка сама по себе не может надежно достичь пределов SS 10 мг/л и TP 0,5 мг/л для класса 1A. Были добавлены три последующие шлифовальные установки.

Высокоэффективный-отстойник.Два параллельных агрегата, производительность каждого 833,34 м³/ч, скорость поверхностной нагрузки 8,17 м³/м²·ч. PAC (полиалюминийхлорид) и PAM (полиакриламид) дозируются для химического удаления фосфора и флокуляции, направленного как на TP, так и на остаточный SS.

Волоконный дисковый фильтр.Два агрегата, каждый с 12 дисками диаметром 3000 мм, обеспечивающими скорость фильтрации от 5,6 до 7,8 м³/ч·м². Для автоматической очистки среды установлены четыре насоса обратной промывки. Дисковый фильтр служит последним физическим барьером для взвешенных частиц перед дезинфекцией.

УФ-дезинфекция.Ультрафиолетовая система мощностью 33,22 кВт с 96 лампами по 320 Вт каждая, рассчитанная на пиковый расход 56 400 м³/сутки. УФ был выбран вместо хлорирования, чтобы избежать образования побочных продуктов дезинфекции и остаточной токсичности хлора в принимающей воде.

Инвестиции и эксплуатационные расходы

Структура капитала и стоимость кубического метра

Общий объем инвестиций в проект составил32,14 миллиона юаней, распределены следующим образом:

Дополнительные эксплуатационные затраты на модернизацию были рассчитаны в размере0,219 юаней/м³, что соответствует примерно 3,20 миллионам юаней в год при проектном расходе. Разбивка следующая:

Ключевые выводы

Пять уроков по модернизации окислительной канавы

1. МББР вписывается в существующие окислительные рвы с минимальными строительными работами.Модернизация провинции Гуандун не потребовала строительства нового резервуара для биологической стадии - носители, экраны, мешалки и воздуходувки были установлены в пределах существующей канавы. Уже одно это сделало MBBR экономически более выгодным выбором по сравнению с BAF.

2. Коэффициент заполнения — это выход, а не вход.Команда разработчиков подчеркнула этот момент: требуемая площадь поверхности биопленки -, рассчитанная на основе нагрузки азота и целевой скорости нитрификации -, определяет, сколько носителей необходимо. Коэффициент заполнения (в данном случае 12,5%) зависит от объема носителя. Не начинайте с произвольного процента заполнения.

3. Последующая полировка необходима для класса 1А.Даже хорошо-сконструированный MBBR не может надежно обеспечить концентрацию SS 10 мг/л и TP 0,5 мг/л без третичной обработки. Высокоэффективный-отстойник и волоконно-дисковый фильтр не были дополнительными опциями -, они были разницей между соответствием и отказом по SS и фосфору.

4. Дополнительные затраты скромны по сравнению со стандартным обновлением.Дополнительные эксплуатационные расходы при обновлении класса 1B- до класса 1A, составляющие 0,219 юаней/м³, представляют собой привлекательное ценовое предложение. Затраты на химикаты (0,048 юаней/м³) и обработка осадка (0,041 юаней/м³) являются доминирующими компонентами, и оба они относительно предсказуемы.

5. Часто требуется модернизация аэрации.Изменение соотношения воздуха-к-воды с 5:1 до 7:1 отражает повышенную потребность в кислороде системы нитрифицирующей биопленки. Заводы, рассматривающие возможность модернизации MBBR, должны заложить в бюджет замену или расширение воздуходувки - существующая система аэрации вряд ли будет адекватной.

Заключение

Случай в Гуандуне показывает, что сочетаниеAAO-MBBR с высокоэффективной-седиментацией и фильтрацией на основе волоконных дисков.обеспечивает эффективный, экономически жизнеспособный и оперативно управляемый путь обновления с класса 1B до класса 1A. Подход к модернизации - с повторным использованием существующего объема резервуара, добавлением носителей вместо бетона и послойной третичной полировкой ниже по течению - обеспечивает требуемое качество сточных вод при дополнительных затратах, которые может покрыть муниципальный бюджет. Эта модель заслуживает серьезного рассмотрения для растущего числа китайских муниципальных электростанций, перед которыми стоит тот же мандат от 1B-до 1A.