Jätevedenpuhdistamon päivitys- ja kunnostusprojekti A2/O-MBBR-prosessilla
Yleisön ympäristötietoisuuden lisääntyessä jätevedenpuhdistamoiden on suoritettava aktiivisesti parannus- ja kunnostustoimia, otettava käyttöön kehittyneitä tekniikoita jäteveden käsittelyyn, saavutettava jäteveden uudelleenkäyttö ja osallistuttava kestävään sosiaaliseen kehitykseen. Jätevedenpuhdistamoiden perusparannuksissa ja peruskorjauksissa kohdattu suuri haaste on typen ja fosforin poisto. MBBR-tekniikkaa käyttämällä tämä ongelma ratkaistaan tehokkaasti. Tässä artikkelissa keskitytään Xichoun piirikunnan kunnalliseen jätevedenpuhdistamoon, jossa käytetään yhdistettyä esikäsittelyprosessia + A2/O toissijainen biologinen käsittelyprosessi + kangassuodatus + natriumhypokloriittidesinfiointi. Biologisessa käsittelyosastossa käytetään integroituja jätevedenkäsittelylaitteita (mukaan lukien esi-anoksinen säiliö, anaerobinen säiliö, hapeton säiliö, aerobinen säiliö, kalteva putken sedimentaatiosäiliö, kangasmateriaalisuodatin ja desinfiointisäiliö).
1 Hankkeen yleiskatsaus
Xichoun piirikunnassa Wenshan Zhuangin ja Miaon autonomisessa prefektuurissa Yunnanin maakunnassa sijaitsevaa jätevedenpuhdistamoa tukeva viemäriputkiverkoston rakentaminen sisältää projekteja kuudella paikkakunnalla: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin ja Xinmajie. Kantavien viemäriputkiverkkojen kokonaispituus näillä paikkakunnilla on noin 39 182 km, ja putkien halkaisijat vaihtelevat DN200 mm:stä DN500 mm:iin, kun käytetään korkeatiheyksisiä polyeteeniä kaksiseinäisiä aallotettuja putkia (HDPE). Integroidut pumppuasemat rakennetaan Lianhuatangin ja Xinmajien paikkakunnille. Xinmajie Townshipissa on Q=25 m³/h, DN150 mm:n paineveden PE-PE-putki, 50 m, ja Lianhuatang Townshipissa Q=25 m³/h, DN200 mm:n paineveden PE-putki, 15 m. Jätevedenpuhdistamon kokonaisrakennusala on 3 482 m² sisältäen kokonaisen rakennuksen, integroidut jätevedenkäsittelylaitteet, muuntaja- ja jakeluhuoneen, valvontahuoneen, säätösäiliön, lietesäiliön, uudelleenkäyttövesisäiliön, lietteen kuivaushuoneen ja lietteen varastorakennuksen, seulakanavan, nostopumppuaseman ja hätäsäiliön.
2 Veden laadun analyysi ja pääprosessin valinta
2.1 Tulo- ja jäteveden laatu
Kattava analyysi Xichoun piirikunnan kaupungin jätevedenpuhdistamon sisäänvirtaavan veden laadusta osoittaa, että sen pitoisuus on vakaa ja suuntaus on hieman laskeva. Koska nykyinen prosessi on erittäin-tehokas jätevedenkäsittelyprosessi, puhdistussäiliöiden tilavuus ei ole suuri ja sen iskukuormituksen sietokyky ei ole vahva. Tästä syystä sisäänvirtaavan veden laatuindikaattoreiden takuuaste ei voi olla liian korkea; tällä kertaa se on asetettu 90 %:iin. Lisäksi laitos vastaanottaa 500 m³ kaatopaikan suotovettä päivittäin. Lopullista tuloveden laatua suunniteltaessa on välttämätöntä luottaa veden laadun yleiseen trendiin, jotta asiaankuuluvat suunnittelutyöt voidaan suorittaa tehokkaasti. Veden laatuindikaattorit näkyvät kohdassaTaulukko 1.
BOD5/CODcr-suhde jätevedessä on 0,35, mikä osoittaa helposti biohajoavaa jätevettä; BOD5/TN-suhde on 3. Jäteveden TN-standardin täyttämiseksi tarvitaan lisäkäsittelytoimenpiteitä, kuten ulkoisen hiililähteen lisääminen; BOD5/TP-suhde on 26,3, mikä sopii biologiseen fosforinpoistoon.
Tällä hetkellä NH₃-N:n ja TN:n jäännösmäärät ovat suhteellisen korkeat, ja poistotehokkuus on heikko. Tämä osoittaa, että NH₃-N:n nitrifikaatiota ei voida täysin suorittaa vanhassa aerobisessa säiliössä. Koska hapetonta säiliötä ei alun perin perustettu, denitrifikaatioprosessia ei tapahtunut. Typen poisto saavutettiin vain poistamalla ylimääräinen liete, eikä nitrifikaatio{5}}denitrifikaatiomenetelmää käytetty.
2.3 Pääprosessi
Xichoun piirikunnan kaupungin jätevedenpuhdistamon erityistilanteen perusteellisen analysoinnin jälkeen laitoksen alueella oli saatava päätökseen kunnostus ja kunnostus. Tehdasalueella on erittäin vähän tilaa. Jätevedenkäsittelyprosessia määritettäessä oli tarpeen ottaa kokonaisvaltaisesti huomioon paikan olosuhteet ja käyttää järkevästi olemassa olevaa biokemiallisen säiliön käsittelyprosessia. Laajan tutkimuksen jälkeen A2/O-MBBR-prosessin (jota kutsutaan MBBR-prosessiksi) käyttöönotto ratkaisi tehokkaasti maankäyttö- ja toimintaongelmat. Tämä lähestymistapa helpotti biokemiallisen säiliön kapasiteetin kolmiulotteista laajentamista ja mahdollisti hapettomien ja anaerobisten säiliöiden aktiivisen rakentamisen. MBBR-prosessi yhdistää aktiivilietteen biofilmiin. Sen edut ilmenevät suhteellisen pienessä jalanjäljessä, pitkässä biologisessa ketjussa, kyvyssä saavuttaa ihanteelliset jäteveden laatustandardit ja vakaassa toiminnassa. Biofilmimenetelmä typen poistamiseen antaa hyviä tuloksia myös{10}}alhaisen lämpötilan aikana. MBBR-prosessin kulku näkyy kohdassaKuva 1.
2.4 MBBR-prosessin edut
Verrattaessa MBBR-prosessia, kiinteitä{0}}väliainebiofilmimenetelmiä ja aktiivilieteprosesseja, MBBR-prosessi erottuu merkittävimmistä eduista, erityisesti: ① Ripustettavat kantimet on valmistettu pääasiassa muunnetuista materiaaleista, kuten PP:stä ja PE:stä, ja ne tarjoavat hyvän kestävyyden. Koska ripustetut telineet on helppo käynnistää ja käyttää, ongelmia, kuten paakkuuntumista ja tukkeutumista, esiintyy harvoin. Siksi jätevedenpuhdistusjärjestelmän ilmastusjärjestelmään ja jätevesilaitteisiin sovellettaessa niiden poistoaste ja vaihtotiheys ovat erittäin alhaiset. ② MBBR-prosessilla on vahva typenpoistokyky. Aerobiset, hapettomat ja anaerobiset ympäristöt voivat esiintyä samanaikaisesti suspendoituneilla kantoaineilla, mikä mahdollistaa sekä nitrifikaatio- että denitrifikaatioreaktioiden loppuunsaattamisen yhdessä reaktorissa. Nitrifioivat bakteerit voivat kasvaa nopeasti suspendoituneille kantoaineille muodostuneella biofilmillä saavuttaen optimaalisen nitrifikaation. ③ MBBR-prosessi kestää hyvin iskukuormituksia, mikä parantaa jäteveden vakautta ja kestävyyttä myrkyllisille aineille. ④ MBBR-prosessin ottamalla käyttöön alkuperäisen käsittelylaitteiston kohtuullinen päivitys ja kunnostus voidaan hyödyntää lähes ilman muutoksia maankäyttöön, mikä säästää tilaa. ⑤ Perinteinen jätevedenkäsittely edellyttää kannatintukikehysten lisäämistä ilmastussäiliöön, kun taas MBBR-prosessi eliminoi tämän vaiheen, mikä vähentää ilmastuslaitteiden ylläpidon ja kantajien hallinnan vaikeutta.
3 Biokemiallisen säiliön kunnostussuunnitelma
3.1 Uusien anaerobisten ja hapettomien säiliöiden rakentaminen
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 astetta, ja indikaattoreiden, kuten sekalipeän suspendoituneen kiintoainepitoisuuden, denitrifikaationitraattipitoisuuden ja denitrifikaationopeuden, hallinta oli hyvin toteutettu. Talvella saattaa esiintyä riittämätöntä hiilenlähdettä; sopiva määrä hiililähdettä voidaan lisätä denitrifikaatiotehokkuuden parantamiseksi. Hiljattain rakennettu hapeton säiliö on varustettu yhteensä 16 yksiköllä 5 kW:n pystyturbiinisekoittimia; olemassa oleva biokemiallisen säiliön hapeton vyöhyke on varustettu yhteensä 8 sarjalla 5 kW:n pystypotkuria; anaerobinen säiliö on varustettu yhteensä 6 sarjalla 6,5 kW upposekoittimia.
Verrattaessa fosforinpoisto- ja typenpoistotehtävien vaikeuskertoimia, typenpoisto on selvästi haastavampaa. Yleensä tyydyttävät fosforinpoistovaikutukset saadaan aikaan kemiallisilla fosforinpoistomenetelmillä. Typenpoistovaikutusten optimoimiseksi, kun lämpötilat ovat alhaiset ja sisäänvirtaava kokonaistyppipitoisuus korkea, liete voidaan kierrättää anaerobiseen osioon, jotta varmistetaan pidempi retentioaika hapettomassa osassa.
3.2 Olemassa olevien biokemiallisten säiliöiden peruskorjaus
Peruskorjauksen jälkeen olemassa oleva biokemian säiliö jaetaan neljään osaan: Ensimmäisen ja neljännen osan väliin lisätään väliseinä. Alueet ennen ja jälkeen väliseinän näissä kahdessa osassa ovat hapeton vyöhyke ja kantoalue (MBBR-vyöhyke) ja MBBR-vyöhyke ja kaasunpoistovyöhyke, vastaavasti. Toinen ja kolmas osa ovat molemmat MBBR-alueita. Väliseinän lisääminen neljänteen osaan voi kontrolloida sisäisen kierrätysseoslipeän liuenneen hapen pitoisuutta kohtuullisella alueella. Lisäksi MBRR-vyöhykkeelle asennetaan laitteita, kuten seuloja ja rei'itettyjä putkiilmastimia biokemiallisen säiliön toimintatehokkuuden parantamiseksi. Biokemiallisen säiliön aerobisen vyöhykkeen peruskorjauksen valmistuttua kaasunpoistovyöhykkeen ja MBBR-vyöhykkeen tehollinen kokonaissäiliötilavuus on 38 000 m³. Kaasunpoistoalue on varustettu yhteensä 12 yksiköllä 18,5 kW:n aksiaalivirtauspumppuja, joista 4 on valmiustilassa; käytetään puhdasta HDPE-riippuvaista kantoainetta.
3.3 Puhallinhuoneen ja tuuletusjärjestelmän peruskorjaus
Puhallinhuoneessa on 4 puhallinta, joista 3 on vanhoja puhallinta, joiden tulovirtaus on 480 m³/min ja yksi uusi puhallin. Vesijäähdytys on pääasiallinen jäähdytysmenetelmä vanhoille puhaltimille, kummankin teho on 830 kW; ilmajäähdytys on päämenetelmä uudessa puhaltimessa, jonka teho on 670 kW. Vertaamalla vanhojen ja uusien puhaltimien toimintatilaa uusi puhallin toimii tehokkaammin ja tehokkaammin. Vanhoilla puhaltimilla ei ole vain alhainen hyötysuhde, vaan ne vaativat myös kalliita huolto- ja korjauskustannuksia.
Aerobisen vyöhykkeen ilmastustilavuutta suunniteltaessa sen tulee perustua aerobisen vyöhykkeen korkeimpaan hapentarpeeseen, lopulliseksi valituksi arvoksi 720 m³/min. Rei'itettyjen ilmastusputkien kokoonpanon tulee perustua 4 puhaltimen ilmamäärään. Vanhojen puhaltimien vaihtotyöt tulee suorittaa tehokkaasti. Kolmen uuden puhaltimen hankkiminen vanhojen tilalle on hyödyllistä ilmastusmäärän vähentämisessä. Ilmastusputkia vaihdettaessa vaihdetaan vain aerobisen säiliön sisällä olevat vanhat ilmastusputket.
3.4 Lietteenkäsittelyjärjestelmä
Tärkein Xichoun piirikunnan kaupungin jätevedenpuhdistamossa käytetty lietteenkäsittelylaitteisto on lietteen sakeuttamis- ja vedenpoistosuodatinpuristin. Lietteen vedenpoisto- ja sakeutusprosessien kattava analysointi, lietteen sakeuttamis- ja vedenpoistotoimintojen integrointi voi minimoida pääomainvestointikustannukset ja vähentää korkean -polymeerisen flokkulointiaineen annostusta. Lietteen käsittelystä aiheutuvien ympäristövahinkojen välttämiseksi valittiin mekaaninen lietteen sakeutus- ja vedenpoistotekniikka, joka hallitsee tehokkaasti ympäristön ja ilman saastumista.
3.5 Hajunpoistojärjestelmä
Hajujen käsittelyyn on monia menetelmiä, yleisesti käytettyjä ovat biologiset, kemialliset ja fysikaaliset menetelmät. Eri hajunkäsittelymenetelmissä on merkittäviä eroja hajunpoistomekanismeissa, käyttöolosuhteissa ja teknisissä tyypeissä. Tämän projektin erityisolosuhteiden kattavan analysoinnin ja erilaisten hajunpoistoteknologioiden edut ja haitat huomioon ottaen ionihajunpoistoprosessi valittiin lopulta suorittamaan tarvittavat toiminnot.
3.6 Prosessin peruskorjauksen avainkohdat
3.6.1 Operaattorin valinta
Ripustettuja kantoaineita valittaessa on varmistettava, että valmistusmateriaalilla on riittävä korroosionkestävyys ja kokonaistehollinen ominaispinta-ala täyttää jätevesistandardit, mikä takaa biomassan. Samanaikaisesti ripustettujen kannattimien käyttöiän, kulutuskestävyyden ja lujuuden on täytettävä standardit, ja niiden käyttöikä on yli 15 vuotta.
3.6.2 Kantajakertymä
Veden virratessa kantolaitteet vaihtavat paikkaa, jolloin suuri määrä kantoaaltoja kerääntyy sieppausseulojen eteen. Jonkin ajan kuluttua sieppausnäytöt voivat tukkeutua. Lisääntynyttä ilmastusta käytetään kerääntyneiden kantoaineiden huuhtelemiseen pois. Pään menetys tapahtuu jokaisella sieppausnäytöllä. Suuri määrä kantoaineita kerääntyy vedenpinnan eron paineen alla näytön poikki. Vedenpinnan eron kasvaessa myös kantaja-ainekertymän määrä kasvaa. Kuljettajan vyöhykkeelle on asennettu kuljetusvälineen kierrätyslaite. Ilmakuljetuslaitteen ohjaamana kannattimet kantoalueen lopussa palautetaan etupäähän, mikä estää kantotelineen kerääntymisen.
3.7 Remontin jälkeisen-toiminnan tehokkuuden analyysi
Hankkeen kokonaisinvestointi on 219,91 miljoonaa yuania. Keskimääräiset yksikön käyttökustannukset ovat 0,4 yuania/m³ ja keskimääräiset yksikön kokonaiskustannukset 0,5 yuania/m³. Kun päivitetty perusparannusprojekti on saatu päätökseen ja käyttöön, sen vesivirtausvaikutus on erittäin tyydyttävä, toimintatila on hyvä ja jäteveden laatustandardit voivat täyttää asiaankuuluvat vaatimukset.
4 Johtopäätös
Tämän parannus- ja perusparannusprojektin rakentamisen aikana hyödynnettiin tehokkaasti olemassa olevia rakenteita. Järkevästi MBBR-teknologiaa hyödyntämällä layout-saneeraustyöllä saavutettiin hyviä tuloksia ilman jalanjäljen kasvua, mikä paransi merkittävästi jätevedenkäsittelyjärjestelmän typen ja fosforin poistokykyä ja optimoi epäpuhtauksien poiston tehokkuutta. MBBR-tekniikka on erittäin kehittynyttä, sillä siinä ei ole pelkästään tavanomaisten jätevedenkäsittelytekniikoiden etuja, vaan se hyödyntää tehokkaasti erityisten kantoaineiden korkeaa käsittelykapasiteettia, mikä parantaa merkittävästi epäpuhtauksien puhdistustehoa.
Analyysin ja demonstroinnin perusteella suunnitelman rationaalisuuden varmistamiseksi on suositeltavaa ottaa käyttöön MBBR-prosessikaavio. Suorittamalla alkuperäisen biologisen järjestelmän in situ kunnostus-kantajien lisääminen aerobiseen vyöhykkeeseen sen kuormituskyvyn lisäämiseksi varmistaa, että typpikäsittely täyttää standardit. Suuritiheyksisten sedimentointisäiliöiden + kangassuodattimien myöhempi käyttö SS:n ja TP:n ohjaamiseen voi taata vakaan jäteveden, joka täyttää luokan 1A standardin. MBBR-prosessi sekä erilaiset yhdistetyt prosessit, jotka yhdistävät MBBR:tä aktiivilietejärjestelmiin, toimivat vakaasti, ovat helppokäyttöisiä ja säädettäviä, sietävät vahvasti vaikuttavien laadun ja määrän muutoksia, tarjoavat hyvät typen ja fosforin poistovaikutukset ja edustavat taloudellista, tehokasta ja vakaata jätevedenkäsittelymenetelmää. Kun kansalliset ja paikalliset vaatimukset jätevedenpuhdistamoiden jätevesien laadulle lisääntyvät, tämä prosessi on erittäin sopiva ratkaisu hankkeisiin, joissa on haasteita, kuten varhainen rakentaminen, jossa prosessit eivät täytä uusia vaatimuksia, rajallinen maan saatavuus, korkeat maakustannukset ja rahoitusvaikeudet. Sitä tullaan varmasti käyttämään laajemmin kunnallisten tai teollisuuden jätevedenpuhdistamoiden kunnostamiseen ja kunnostukseen.
Lisäksi tämän saneerausprojektin aikana toteutettiin kohdennettuja denitrifikaatioreittien valvontatoimenpiteitä todellisten olosuhteiden perusteella biokemiallisia säiliöitä kunnostettaessa, mukaan lukien denitrifikaationitraattipitoisuuden ja denitrifikaationopeuden kaltaisten indikaattoreiden hallinnan vahvistaminen. Prosessiremontissa keskityttiin operaattorin valinnan ja varallisuuden hallinnan parantamiseen. Integroimalla saneeraustyöt puhallushuoneeseen ja ilmastusjärjestelmään, lietteenkäsittelyjärjestelmään ja hajunpoistojärjestelmään tehostettiin jätevedenpuhdistamon kokonaiskäsittelykapasiteettia.