AAO-hapetusoja + MBBR-päivitys: Kuinka 40 000 m³/d Guangdongin tehdas osui luokkaan 1A 0,219 RMB/m³

Kunnallisen jätevesilaitoksen päivittäminen luokasta 1B luokkaan 1A ei ole paperityötä - se on hydraulinen, biologinen ja taloudellinen ongelma, joka on yhdistetty yhteen. Kun 40 000 m³/d tehdas Guangdongissa kohtasi tämän toimeksiannon, sen nykyinen AAO-hapetusoja oli jo täydessä kapasiteetissa. Anoksisella ja aerobisella vyöhykkeellä ei ollut fyysistä eroa. Sekoittimet epäonnistuivat. Hajottimet olivat tukossa. Ja vaikuttavan C/N-suhde oli liian alhainen ohjaamaan denitrifikaatiota luotettavasti. Tässä tapaustutkimuksessa käydään läpi, kuinka projektiryhmä arvioi MBBR:n BAF:iin verrattuna, valitsi jälkiasennusmenetelmän ja toimitti luokan 1A jätevesiä 0,219 RMB:n lisäkustannuksilla kuutiometriä kohden.

Haaste

Ylikuormitettu hapetuskaivo täydellä kapasiteetilla

Laitos, jonka suunnittelukapasiteetti on 40 000 m³/d, käytiin lähes täydellä hydraulikuormalla purkamisvaltuutuksen saapuessa. Alkuperäinen prosessi oli yksi A/A/O-hapetusoja, joka purettiin luokan 1B standardeilla - riittävä aikakautensa, mutta alimitoitettu ja alikonfiguroitu tulevia tiukempia rajoja varten.

Projektiryhmä tunnisti diagnoosivaiheessa viisi keskeistä puutetta:

Riittämätön säilytysaika.Olemassa oleva säiliötilavuus ei kestänyt luotettavan nitrifikaation ja denitrifikaation edellyttämää hydraulista viipymisaikaa luokan 1A kuormitusolosuhteissa.

Huono virtauksen erotus.Hapottoman ja aerobisen vyöhykkeen välillä ei ollut väliseinää, eikä nitraatin kierrätyksen ohjausporttia ollut. Sekoitettu lipeän takaisinsekoitus oli hallitsematonta, mikä laimensi hapetonta vyöhykettä liuenneella hapella ja heikensi denitrifikaatiotehokkuutta.

Sekoittimen viat.Nykyiset upotettavat sekoittimet olivat alimitoitettuja tehtävään ja ne olivat epäonnistuneet korkeissa lietepitoisuuksissa, jotka olivat jopa 10 g/l, jättäen kuolleet alueet, joihin kiintoaine kerääntyi ja muuttui septiseksi.

Liiallinen DO hapettomalla alueella.Ilman fyysistä erotusta ja viallisilla sekoittimilla liuennut happi aerobisesta vyöhykkeestä vuoti hapettomaan vyöhykkeeseen, tukahduttaen denitrifioivat bakteereja ja tuhlaamalla rajallisen hiilen lähteen.

Tukkeutuneet ilmastushajottimet ja alhainen C/N-suhde.Vuosien käyttö oli likaanut hienokuplahajottimet, mikä heikensi hapen siirtotehoa. Saapuvan jäteveden hiili-typpisuhde oli luonnostaan ​​alhainen, mikä jätti riittämättömän orgaanisen substraatin polttoaineen denitrifikaatioon, vaikka muut olosuhteet olisivat suotuisat.

Prosessin valinta

MBBR vs. BAF: Strukturoitu vertailu

Projektiryhmä arvioi kaksi biofilmipohjaista päivitysreittiä: Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) ja Biological Aerated Filter (BAF). Molemmat voisivat teoriassa saavuttaa luokan 1A jäteveden, mutta käytännön kompromissit jälkiasennuksen yhteydessä olivat ratkaisevia.

Arviointi päättyi ratkaisevastiMBBR. Mahdollisuus asentaa jälkiasennus olemassa olevaan hapetusojaan ilman lisämaanhankintaa oli ensisijainen tekijä, jota tukivat pienemmät pääoma- ja käyttökustannukset sekä toiminnan yksinkertaisuus, jonka kunnallinen tehdastiimi pystyi selviytymään vähäisellä uudelleenkoulutuksella.

Suunnitteluparametrit

Vaikuttavat ominaisuudet ja purkaustavoitteet

Suunniteltu sisäänvirtaus ja tavoite jäteveden laatu verrattiin DB 44/26-2001 (Guangdongin maakunnan standardi) ja GB 18918-2002 Class 1A (kansallinen standardi) tiukempiin rajoihin. Kaikki arvot mg/l, ellei toisin mainita.

Prosessin kulku

Päivitetty hoitojuna

Päivitetty prosessilinja yhdistää jälkiasennetun AAO-MBBR-hapetuskaivan uusilla tertiäärikäsittelyyksiköillä täyttämään luokan 1A tiukat SS- ja TP-rajat:

Sisääntulo → Hieno näyttö (3 mm) → AAO-MBBR hapetusoja → Toissijainen kirkastin → Hissiasema → Tehokas sedimentaatiosäiliö → Kuitulevysuodatin → UV-desinfiointi → Pistorasia

AAO-MBBR jälkiasennustiedot

Kaksi rinnakkaista ojaa, kukin 20 000 m³/d

Jälkiasennus kohdistui molempiin hapetusojiin rinnakkain, ja kumpikin käsitteli puolet suunnitteluvirtauksesta. Tärkeimmät muutokset olivat seuraavat.

Anoksinen vyöhyke (6 792 m³).Uudelleen rakennetut sisäiset ohjausseinät asennettiin fyysisesti erotetun hapettoman osan luomiseksi, mikä estäisi DO:n takaisinsekoittumisen aerobisesta vyöhykkeestä. Uudet upotettavat sekoittimet mitoitettiin pitämään kiintoainesuspensiot sekoitettuina pitoisuuksina 10 g/l asti, mikä eliminoi kuolleet alueet, jotka vaivasivat alkuperäistä kokoonpanoa.

Aerobinen vyöhyke MBBR-telineillä (14 297 m³).Aerobinen osa jaettiin tavanomaiseen aktiivilietevyöhykkeeseen ja 4 980 m³:n MBBR-vyöhykkeeseen. Biofilmin kantajat tarjoavat tehokkaan kokonaispinta-alan 4,987 x 10&sup5; m² kiinnitettyyn mikrobien kasvuun, mikä lisää dramaattisesti biomassavarastoa ilman, että säiliön tilavuus kasvaa.

Kuljettajan tekniset tiedot.Valittiin korkeatiheyspolyeteeniset (HDPE) kantoaineet, joiden ominaispinta-ala on suurempi tai yhtä suuri kuin 800 m²/m³. Kantoaineen kokonaistilavuus on 209 m³, jolloin täyttöaste on noin 12,5 % - projektiryhmä korosti erityisesti, että täyttösuhde ei ollut ensisijainen suunnittelukriteeri; vaadittu biofilmin pinta-ala saneli kantajamäärän, ja tuloksena oli 12,5 %.

Säilytysnäytöt.Ruostumattomasta teräksestä valmistetut kiilalankaverkot asennettiin sekä MBBR-vyöhykkeen sisään- että ulostuloon pitämään kantoaineet määrätyssä osastossa samalla kun sallittiin sekalipeän ja suspendoituneiden kiintoaineiden vapaa kulkeminen.

Nitraattikierrätyspumput.Uudet kierrätyspumput, joiden teho on Q=833.4 m³/h, palauttavat nitraattipitoisen sekalipeän aerobisesta vyöhykkeestä takaisin hapettomalle alueelle, mikä johtaa denitrifikaatioon kontrolloidulla kierrätyssuhteella.

Ilmastoinnin päivitys.Alkuperäiset puhaltimet korvattiin kahdella 152 kW:n yksiköllä, joista kumpikin tuotti 115 m³/min suunnitellun ilma-vesisuhteen ollessa 7:1 -, mikä on merkittävä askel alkuperäiseen 5:1-suhteeseen verrattuna, mikä kuvastaa nitrifikoivan biokalvojärjestelmän suurempaa hapen tarvetta.

Uudet kolmannen asteen hoitoyksiköt

Kiillotus luokan 1A SS- ja TP-yhteensopivuuteen

Pelkästään biologisella käsittelyllä ei voida luotettavasti saavuttaa luokan 1A 10 mg/l SS- ja 0,5 mg/l TP-rajoja. Lisättiin kolme loppupään kiillotusyksikköä.

Tehokas sedimentaatiosäiliö.Kaksi rinnakkaista yksikköä, kummankin mitoitusnopeus 833,34 m³/h, pintakuormitusnopeus 8,17 m³/m²·h. PAC (polyalumiinikloridi) ja PAM (polyakryyliamidi) annostellaan kemialliseen fosforinpoistoon ja flokkulaatioon, ja ne kohdistuvat sekä TP:hen että jäännös-SS:ään.

Kuitulevysuodatin.Kaksi yksikköä, joissa kummassakin on 12 halkaisijaltaan 3 000 mm:n kiekkoa, joiden suodatusnopeus on 5,6-7,8 m³/h·m². Automaattista materiaalinpuhdistusta varten on asennettu neljä vastahuuhtelupumppua. Kiekkosuodatin toimii viimeisenä fyysisenä esteenä suspendoituneille kiintoaineille ennen desinfiointia.

UV-desinfiointi.33,22 kW:n ultraviolettijärjestelmä, jossa on 96 lamppua, kukin 320 W, suunniteltu huippuvirtaukselle 56 400 m³/d. UV valittiin kloorauksen sijaan desinfioinnin sivutuotteiden muodostumisen ja kloorin jäännöstoksisuuden välttämiseksi vastaanottavassa vedessä.

Investointi- ja käyttökustannukset

Pääoman jakautuminen ja kustannukset kuutiometriä kohti

Hankkeen kokonaisinvestointi oli32,14 miljoonaa RMB, jaetaan seuraavasti:

Päivityksen lisäkäyttökustannukset laskettiin0,219 RMB/m³, mikä tarkoittaa suunnitteluvirrassa noin 3,20 miljoonaa RMB vuodessa. Jakauma on seuraava:

Avaimet takeawayt

Viisi oppituntia hapettumisojien jälkiasennuksista

1. MBBR sopii olemassa oleviin hapetusojiin minimaalisilla rakennustöillä.Guangdongin jälkiasennus ei vaatinut uutta säiliön rakentamista biologiseen vaiheeseen - kannattimet, seulat, sekoittimet ja puhaltimet asennettiin olemassa olevaan ojaan. Pelkästään tämä teki MBBR:stä taloudellisesti ylivoimaisen vaihtoehdon BAFiin verrattuna.

2. Täyttösuhde on lähtö, ei tulo.Suunnitteluryhmä korosti tätä seikkaa: vaadittava biofilmin pinta-ala - laskettuna typpikuormituksesta ja tavoitenitrifikaationopeudesta - määrittää, kuinka monta kantajaa tarvitaan. Täyttösuhde (tässä tapauksessa 12,5 %) on mikä tahansa kantoaallon tilavuus. Älä aloita mielivaltaisella täyttöprosentilla.

3. Kiillotus on välttämätöntä luokassa 1A.Jopa hyvin suunniteltu MBBR ei voi saavuttaa luotettavasti arvoja 10 mg/l SS ja 0,5 mg/l TP ilman tertiaarikäsittelyä. Tehokas sedimentointisäiliö ja kuitulevysuodatin eivät olleet lisävarusteita – ne erottivat SS:n ja fosforin vaatimustenmukaisuuden ja epäonnistumisen.

4. Lisäkustannukset ovat vaatimattomat verrattuna standardipäivitykseen.0,219 RMB/m³, luokan 1B-1A päivityksen käyttökustannukset edustavat vakuuttavaa arvolupausta. Kemialliset kustannukset (0,048 RMB/m³) ja lietteen käsittely (0,041 RMB/m³) ovat hallitsevia komponentteja, ja molemmat ovat suhteellisen ennustettavissa.

5. Ilmastuspäivitykset ovat usein tarpeen.Siirtyminen 5:1:stä ilma-vesisuhteeseen 7:1 heijastelee nitrifikoivan biokalvojärjestelmän lisääntynyttä hapen tarvetta. Laitosten, jotka harkitsevat MBBR:n jälkiasennusta, tulisi budjetoida puhaltimen vaihto tai lisäys - olemassa oleva ilmastusjärjestelmä ei todennäköisesti ole riittävä.

Johtopäätös

Guangdongin tapaus osoittaa, että yhdistelmäAAO-MBBR tehokkaalla sedimentaatiolla ja kuitulevysuodatuksellatarjoaa tehokkaan, taloudellisesti kannattavan ja toiminnallisesti hallittavan päivityspolun luokasta 1B luokkaan 1A. Jälkiasennusmenetelmä - olemassa olevan säiliön tilavuuden uudelleenkäyttö, kantoaineiden lisääminen betonin sijasta ja tertiäärinen kiillotus alavirtaan - tuottaa vaaditun jäteveden laadun lisäkustannuksin, jotka kuntien budjetit voivat maksaa. Tämä malli ansaitsee vakavan harkinnan, koska yhä useammat kiinalaiset kunnalliset laitokset kohtaavat saman 1B-to-1A-valtuutuksen.