Проект модернизации и реконструкции очистных сооружений с использованием процесса A2/O-MBBR
Учитывая постоянное повышение осведомленности общественности об окружающей среде, очистные сооружения должны активно проводить мероприятия по модернизации и реконструкции, внедрять передовые технологии для очистки сточных вод, обеспечивать повторное использование сточных вод и вносить свой вклад в устойчивое социальное развитие. Основной проблемой, с которой приходится сталкиваться при модернизации и реконструкции очистных сооружений, является удаление азота и фосфора. Использование технологии MBBR позволяет эффективно решить эту проблему. В данной статье рассматривается городская станция очистки сточных вод в округе Сичжоу, на которой используется комбинированный процесс предварительной очистки + процесс вторичной биологической очистки A2/O + фильтрация через тканевую среду + дезинфекция гипохлоритом натрия. В секции биологической очистки используется интегрированное оборудование для очистки сточных вод (включая пред-бескислородный резервуар, анаэробный резервуар, бескислородный резервуар, аэробный резервуар, отстойник с наклонной трубой, тканевый фильтр и резервуар для дезинфекции.
1 Обзор проекта
Строительство канализационной сети, поддерживающей городские очистные сооружения в уезде Сичжоу, Вэньшань-Чжуанском и Мяоском автономном округе провинции Юньнань, включает проекты в шести поселках: Дунма, Ляньхуатанг, Бангу, Фадоу, Болин и Синьмацзе. Общая длина опорных сетей канализационных труб в этих поселках составляет около 39,182 км, диаметры труб варьируются от DN200 до DN500 мм с использованием полиэтиленовых труб с двойными стенками из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Комплексные насосные станции построены в поселках Ляньхуатанг и Синьмацзе. В поселке Синьмацзе имеется полиэтиленовая труба для подачи напорной воды Q=25 м³/ч, DN150 мм, длиной 50 м, а в поселке Ляньхуатанг - полиэтиленовая труба для подачи напорной воды Q=25 м³/ч, DN200 мм, длиной 15 м. Общая площадь строительства станции очистки сточных вод составляет 3 482 м², включая комплексное здание, комплексное оборудование для очистки сточных вод, трансформаторное и распределительное помещение, комнату мониторинга, регулирующую емкость, шламонакопитель, резервуар для повторного использования воды, помещение для обезвоживания осадка и навес для хранения осадка, сетчатый канал, подъемную насосную станцию и аварийный резервуар.
2 Анализ качества воды и выбор основного процесса
2.1 Качество поступающей и сточной воды
Комплексный анализ качества поступающей воды на очистные сооружения поселка Сичжоу показывает, что ее концентрация стабильна с небольшой тенденцией к снижению. Поскольку текущий процесс представляет собой высокоэффективный-процесс очистки сточных вод, объем резервуаров для очистки невелик, и его устойчивость к ударным нагрузкам невелика. Таким образом, норматив гарантийной ставки по показателям качества поступающей воды не может быть установлен слишком высоким; на этот раз он установлен на уровне 90%. Кроме того, на завод ежедневно поступает 500 м³ сточных вод. При проектировании окончательного качества поступающей воды необходимо полагаться на общую тенденцию качества воды, чтобы эффективно выполнить соответствующие проектные работы. Показатели качества воды представлены наТаблица 1.
Соотношение БПК₅/ХПКкр в сточных водах составляет 0,35, что указывает на легкость биоразложения сточных вод; соотношение БПК₅/TN равно 3. Для соответствия стандарту TN сточных вод требуются дополнительные меры по очистке, такие как добавление внешнего источника углерода; соотношение БПК₅/TP составляет 26,3, что подходит для биологического удаления фосфора.
В настоящее время остаточные количества NH₃-N и TN относительно высоки, а эффективность удаления низкая. Это указывает на то, что нитрификация NH₃-N не может быть полностью осуществлена в старом аэробном резервуаре. Поскольку изначально бескислородный резервуар не был установлен, процесс денитрификации не происходил. Удаление азота достигалось только за счет сброса избыточного ила, а метод нитрификации-денитрификации не применялся.
2.3 Основной процесс
После тщательного анализа конкретной ситуации на очистных сооружениях поселка Сичжоу, на территории станции необходимо было завершить модернизацию и реконструкцию. Пространство на территории завода очень ограничено. При определении процесса очистки сточных вод необходимо было всесторонне учитывать условия площадки и разумно использовать существующий процесс биохимической очистки резервуаров. После обширных исследований внедрение процесса A2/O-MBBR (называемого процессом MBBR) эффективно решило вопросы землепользования и эксплуатации. Этот подход способствовал трехмерному расширению емкости биохимических резервуаров и позволил активно создавать бескислородные и анаэробные резервуары. Процесс MBBR сочетает активный ил с биопленкой. Его преимущества проявляются в относительно небольшой занимаемой площади, длинной биологической цепи, способности достигать идеальных стандартов качества сточных вод и стабильной работе. Биопленочный метод удаления азота также показывает хорошие результаты в сезоны низких-температур. Процесс MBBR показан на рисунке.Рисунок 1.
2.4 Преимущества процесса MBBR
По сравнению с процессом MBBR, методами биопленки с фиксированной-средой и процессами с активным илом процесс MBBR выделяется наиболее заметными преимуществами, а именно: ① Подвесные носители в основном изготавливаются из модифицированных материалов, таких как ПП и ПЭ, что обеспечивает хорошую долговечность. Поскольку подвесные держатели легко запускать и эксплуатировать, такие проблемы, как слипание и засорение, возникают редко. Поэтому применительно к системе аэрации и сливным устройствам системы очистки сточных вод уровень их износа и частота замены очень низкие. ② Процесс MBBR обладает высокой способностью удаления азота. На суспендированных носителях могут сосуществовать аэробные, бескислородные и анаэробные среды, что позволяет проводить реакции нитрификации и денитрификации в одном реакторе. Нитрифицирующие бактерии могут быстро расти на биопленке, образующейся на суспендированных носителях, достигая оптимальной нитрификации. ③ Процесс МББР обладает хорошей устойчивостью к ударным нагрузкам, что повышает стабильность сточных вод и устойчивость к токсичным веществам. ④ Приняв процесс MBBR, можно использовать разумную модернизацию и обновление исходного очистного оборудования практически без изменений в землепользовании, что позволяет сэкономить пространство. ⑤ Традиционная очистка сточных вод требует добавления опорных рам носителей в аэротенк, тогда как процесс MBBR исключает этот этап, тем самым уменьшая сложность обслуживания аэрационных устройств и управления носителями.
3 План обновления биохимического резервуара
3.1 Строительство новых анаэробных и бескислородных резервуаров
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 градусов, и управление такими показателями, как концентрация взвешенных веществ в смешанных растворах, концентрация нитратов денитрификации и скорость денитрификации, было хорошо реализовано. Зимой может возникнуть недостаточный источник углерода; для повышения эффективности денитрификации можно добавить соответствующее количество источника углерода. Недавно построенный бескислородный резервуар оснащен в общей сложности 16 вертикальными турбинными смесителями мощностью 5 кВт; существующая бескислородная зона биохимического резервуара оснащена в общей сложности 8 комплектами вертикальных пропеллеров мощностью 5 кВт; Анаэробный резервуар оснащен в общей сложности 6 комплектами погружных миксеров мощностью 6,5 кВт.
Сравнивая коэффициенты сложности задач по удалению фосфора и азота, удаление азота очевидно является более сложной задачей. Обычно удовлетворительный эффект удаления фосфора можно получить с помощью химических методов удаления фосфора. Чтобы оптимизировать эффект удаления азота, когда температура низкая, а общее количество поступающего азота высокое, осадок можно перерабатывать в анаэробную секцию, чтобы обеспечить более длительное время хранения в бескислородной секции.
3.2 Реконструкция существующих биохимических резервуаров
После ремонта существующий биохимический резервуар разделен на четыре части: между первой и четвертой частями добавлена разделительная перегородка. Области до и после разделительной стенки в этих двух частях представляют собой бескислородную зону и несущую зону (зону МББР), а также зону МББР и зону дегазации соответственно. Вторая и третья части являются зонами MBBR. Добавление разделительной перегородки в четвертой части может контролировать концентрацию растворенного кислорода во внутренней рециркуляционной смешанной жидкости в разумных пределах. Кроме того, в зоне MBRR установлено такое оборудование, как сетки и аэраторы с перфорированными трубами, для повышения эффективности работы биохимического резервуара. После завершения реконструкции аэробной зоны биохимического резервуара общий эффективный объем зоны дегазации и зоны МББР достигает 38 000 м³. Зона дегазации оборудована в общей сложности 12 агрегатами осевых насосов мощностью 18,5 кВт, из них 4 – резервных; Используются подвесные держатели из чистого полиэтилена высокой плотности.
3.3 Реконструкция воздуходувки и системы аэрации
В воздуходувной комнате установлены 4 воздуходувки: 3 старых с расходом на входе 480 м³/мин и одна новая. Водяное охлаждение является основным методом охлаждения старых воздуходувок мощностью 830 кВт каждый; Воздушное охлаждение является основным методом нового вентилятора мощностью 670 кВт. Сравнивая рабочее состояние старых и новых воздуходувок, можно сказать, что новая воздуходувка работает более эффективно и результативно. Старые воздуходувки не только имеют низкую эксплуатационную эффективность, но и требуют дорогостоящих затрат на техническое обслуживание и ремонт.
При проектировании объема аэрации для аэробной зоны следует исходить из максимальной потребности в кислороде в аэробной зоне с окончательным выбранным значением 720 м³/мин. Конфигурация перфорированных аэрационных труб должна основываться на объеме воздуха четырех воздуходувок. Работы по замене старых воздуходувок должны проводиться эффективно. Покупка 3 новых воздуходувок взамен старых выгодна для снижения объема аэрации. При замене аэрационных труб заменяются только старые аэрационные трубы внутри аэробного резервуара.
3.4 Система очистки осадка
Основным оборудованием для очистки осадка, используемым на очистных сооружениях поселка Сичжоу, является фильтр-пресс для сгущения и обезвоживания осадка. Комплексный анализ процессов обезвоживания и сгущения осадка, интеграция операций по сгущению и обезвоживанию осадка может минимизировать капитальные затраты и снизить дозировку высоко-полимерных флокулянтов. Чтобы избежать ущерба окружающей среде в результате обработки осадка, была выбрана технология механического сгущения и обезвоживания осадка, позволяющая эффективно контролировать загрязнение окружающей среды и атмосферы.
3.5 Система дезодорации
Существует множество методов борьбы с запахами, наиболее часто используемые из них включают биологические, химические и физические методы. Различные методы борьбы с запахами имеют существенные различия по механизмам дезодорации, условиям применения и техническим типам. После всестороннего анализа конкретных обстоятельств этого проекта и рассмотрения преимуществ и недостатков различных технологий дезодорации в конечном итоге был выбран процесс ионной дезодорации для выполнения соответствующих операций.
3.6 Ключевые моменты обновления процесса
3.6.1 Выбор оператора связи
При выборе подвесных носителей необходимо убедиться, что производственный материал обладает достаточной коррозионной стойкостью, а общая эффективная удельная поверхность соответствует стандартам сточных вод, что гарантирует сохранение биомассы. При этом срок службы, износостойкость и прочность подвесных носителей должны соответствовать нормам, при этом срок службы сохраняется на уровне более 15 лет.
3.6.2 Накопление несущих
По мере течения воды носители меняют положение, в результате чего перед экранами перехвата скапливается большое количество носителей. Через некоторое время экраны перехвата могут засориться. Для смывания накопившихся носителей применяется усиливающая аэрация. Потеря головы происходит на каждом экране перехвата. Под давлением перепада уровня воды по экрану скапливается большое количество носителей. По мере увеличения разницы уровней воды увеличивается и количество скопившихся носителей. В зоне носителя установлено устройство рециркуляции носителей. Приводимые в движение эрлифтным устройством носители в конце зоны перевозки возвращаются в переднюю часть, предотвращая скопление носителей.
3.7 Анализ операционной эффективности после-ремонта
Общий объем инвестиций в этот проект составляет 219,91 млн юаней. Средние эксплуатационные затраты на единицу продукции составляют 0,4 юаня/м³, а средняя общая стоимость единицы продукции составляет 0,5 юаня/м³. После того, как модернизированный проект реконструкции был завершен и введен в эксплуатацию, его эффект потока воды является очень удовлетворительным, рабочее состояние хорошее, а стандарты качества сточных вод могут соответствовать соответствующим требованиям.
4 Заключение
При строительстве этого проекта модернизации и реконструкции были эффективно использованы существующие конструкции. Благодаря рациональному использованию технологии MBBR работы по обновлению планировки достигли хороших результатов без увеличения занимаемой площади, значительно увеличив производительность системы очистки сточных вод по удалению азота и фосфора и оптимизировав эффективность удаления загрязняющих веществ. Технология MBBR является высокоразвитой и обладает не только преимуществами традиционных технологий очистки сточных вод, но и эффективно использует высокую очистную способность специальных носителей, что значительно повышает эффективность очистки загрязняющих веществ.
На основе анализа и демонстрации для обеспечения рациональности плана рекомендуется принять технологическую схему МББР. Выполняя-обновление исходной биологической системы на месте и добавляя носители в аэробную зону для увеличения ее несущей способности, гарантирует, что обработка азотом соответствует стандартам. Последующее использование отстойников высокой-плотности + тканевых фильтров для контроля SS и TP может гарантировать стабильные стоки, соответствующие стандарту класса 1А. Процесс MBBR, а также различные комбинированные процессы, включающие MBBR в системы активного ила, работают стабильно, просты в эксплуатации и настройке, обладают высокой устойчивостью к изменениям качества и количества поступающей воды, обеспечивают хороший эффект удаления азота и фосфора и представляют собой экономичный, эффективный и стабильный метод очистки сточных вод. Поскольку национальные и местные требования к качеству сточных вод очистных сооружений растут, этот процесс является очень подходящим решением для проектов, сталкивающихся с такими проблемами, как раннее строительство с процессами, не отвечающими новым требованиям, ограниченное наличие земли, высокая стоимость земли и трудности с финансированием. Он обязательно будет более широко применяться при модернизации и реконструкции городских или промышленных очистных сооружений.
Кроме того, в ходе этого проекта реконструкции были приняты целевые меры по контролю за путями денитрификации, основанные на реальных условиях при обновлении биохимических резервуаров, включая усиление управления такими показателями, как концентрация нитрата денитрификации и скорость денитрификации. Обновление процесса было сосредоточено на улучшении выбора перевозчиков и управления накоплением. За счет модернизации воздуходувной камеры и системы аэрации, системы очистки осадка и системы дезодорации была увеличена комплексная очистная способность станции очистки сточных вод.