MBBR-mediasovellukset kunnallis- ja teollisuusjätevesien käsittelyssä|Malesian tapaustutkimus

MBBR-median käytännön sovellukset kunnallis- ja teollisuusjätevesien käsittelyssä

Johdanto

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) -materiaalia on käytetty laajasti kunnallisissa ja teollisissa jätevedenkäsittelyprojekteissa maailmanlaajuisesti kypsän käsittelyn ja hyvän sopeutumiskyvyn ansiosta. Kunnallisessa jätevedenkäsittelyssä tätä tekniikkaa käytetään usein olemassa olevien puhdistuslaitosten parantamiseen ja kunnostukseen tiukempien päästönormien täyttämiseksi; Teollisissa skenaarioissa se pystyy tehokkaasti selviytymään monimutkaisen saastekoostumuksen ja teollisuuden jäteveden kuormituksen suurista vaihteluista. Tässä artikkelissa tarkastellaan MBBR-väliaineen käytännön käyttötapauksia ja eri skenaarioissa saavutettuja käsittelyvaikutuksia keskittyen Malesian jätevesien käsittelyn taustaan ​​ja teknisiin esimerkkeihin tämän tekniikan käytännöllisyyden ja taloudellisuuden osoittamiseksi.

Yleiskatsaus Malesian jätevedenkäsittelyteollisuuden taustaan

Kaakkois-Aasian maana Malesialla on runsaat vesivarat, ja jotkut alueet jopa vievät makeaa vettä naapurimaihin pitkään. Viime vuosina Malesian jätevedenkäsittely on kuitenkin kohdannut vakavia haasteita ja kiireellisiä tarpeita, ja siihen vaikuttavat useat tekijät, kuten kaupunkien väestönkasvu, nopea teollinen kehitys ja parantunut ympäristötietoisuus. Teollisuuden aseman näkökulmasta joillakin Malesian alueilla on ongelmia, kuten suora jätevesipäästö, vanhentuneet käsittelylaitokset ja riittämätön käsittelyteho. Heidän joukossaan monissa paikoissa, kuten Johorissa ja Sarawakissa, jokien saastuminen on voimistunut rannikkotehtaiden laittomien päästöjen ja asukkaiden sääntelemättömän kotitalousjätevesien ja jopa toistuvien vesihuoltokriisien vuoksi. Ainoastaan ​​Johorissa päivittäinen juomaveden hukka on jopa 1,173 miljardia litraa, mikä entisestään pahentaa veden tarjonnan ja kysynnän välistä ristiriitaa.

Vesiympäristön laadun parantamiseksi Malesian hallitus on jatkuvasti parantanut ympäristönsuojelulakeja ja -määräyksiä. Niistä ympäristönlaatua (jätevesi) koskevat säännökset 2009 muotoilivat tiukat jäteveden poistostandardit (standardi A: BOD₅ enintään 20 mg/L, COD enintään 50 mg/l, suspendoituneet kiintoaineet alle tai yhtä suuri kuin 50 mg/l), asettaen nykyisten jätevedenkäsittelylaitosten tehokkuusvaatimukset korkeammalle. Samaan aikaan Malesia on vähitellen lisännyt investointeja jätevedenkäsittelylaitosten rakentamiseen ja kunnostukseen. Toisaalta se edistää keskitettyjen jätevedenpoistojärjestelmien rakentamista. Kuching on esimerkiksi investoinut voimakkaasti keskusjätevedenpoistojärjestelmän rakentamiseen, joka käsittelee jätevedet keskitetysti vaiheittain ennen sen laskemista jokiin, mikä parantaa vähitellen jokien saastumistilannetta. Toisaalta se ottaa aktiivisesti käyttöön tehokkaita jätevedenkäsittelytekniikoita. Pienen lattiatilan, lyhyen kunnostusjakson, korkean käsittelytehokkuuden ja hallittavien käyttökustannusten etujen ansiosta MBBR-teknologiasta on tullut suosituin tekniikka kunnallisten jätevedenpuhdistamoiden parantamiseen ja kunnostukseen Malesiassa, ja sitä käytetään laajalti erilaisissa alueellisissa jätevedenkäsittelyprojekteissa. Lisäksi Malesia on myös edistänyt kiinteiden jätteiden ja muovisaasteiden käsittelyä viime vuosina vähentääkseen epäpuhtauspäästöjä niiden lähteellä, keventääkseen jätevesien käsittelystä aiheutuvaa taakkaa ja muodostaakseen kattavan ympäristönsuojelun hallintojärjestelmän "lähteiden hallinta + putkien käsittelyn -päättäminen"{13}}.

MBBR-väliaineen käyttötapaukset yhdyskuntajätevesien käsittelyssä

(1) Kunnallisen jätevedenpuhdistamon kunnostustapaus Euroopassa

Kunnallisessa jätevedenpuhdistuksessa MBBR-väliaineen yleinen sovellusskenaario on aktiivilietteen käsittelylaitosten perusparannus ja peruskorjaus. Monet vanhat puhdistamot kohtaavat yhä tiukentuvien typen ja fosforin poistovaatimusten tuomia haasteita. Lisäämällä MBBR-väliainetta olemassa oleviin ilmastussäiliöihin biomassan retentiota voidaan lisätä ilman reaktorin tilavuuden laajentamista. Esimerkiksi yhdyskuntajätevedenpuhdistamo Euroopassa, jonka suunniteltu käsittelykapasiteetti on 50 000 väestöekvivalenttia (PE), otettiin käyttöön MBBR-väliaineella nitrifikaatiota parantavassa saneerauksessa. Ennen peruskorjausta laitoksen ammoniakkitypen poistoaste oli vain 75 %, mikä ei täyttänyt 5 mg/L:n purkausnormia; MBBR-väliaineen asennuksen jälkeen, jonka ominaispinta-ala oli 800 m²/m³, ammoniakkitypen poistonopeus nousi yli 95 %:iin ja jäteveden ammoniakkitypen pitoisuus pysyi vakaasti alle 3 mg/L. Peruskorjausprojektissa oli lyhyt rakennusseisokki, ja käyttökustannukset nousivat vain 10 %, mikä heijastaa täysin MBBR-median taloudellisuutta kunnallisten jätevedenpuhdistamoiden perusparannuksissa ja peruskorjauksissa.

(2) Kuala Sawahin alueellisen jätevedenpuhdistamon kunnostustapaus Malesiassa

Kaupunkiväestön kasvun ja Malesian ympäristönsuojelumääräysten tiukentuessa MBBR-tekniikkaa on vähitellen otettu käyttöön myös kunnallisten jätevedenpuhdistamoiden uudistamiseen. Indah Water Konsortiumin (IWK) ylläpitämän Kuala Sawahin alueellisen jätevedenkäsittelylaitoksen (RSTP) Negeri Sembilanissa on kiireesti parannettava käsittelytehoaan Malesian vuoden 2009 ympäristönlaatua (jätevesi) koskevien säännösten tiukkojen päästöstandardien mukaisesti. m³ ulostelietettä päivässä, palvelee 320 000 asukasta. Sen typenpoistovaikutus oli kuitenkin epävakaa, ja jätevesiindikaattorit eivät usein täyttäneet normeja huippukuormitusjaksojen aikana, mikä oli ristiriidassa paikallisen vesiympäristön hallinnan kiireellisen vaatimuksen kanssa.

Edellä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi ilman olemassa olevan lattiapinta-alan laajentamista (keskeinen rajoitus kaupunkialueilla) tehdas toteutti MBBR-väliaineremonttiprojektin vuonna 2023. Hapetusojan aerobiselle vyöhykkeelle lisättiin MBBR 37 -väliainetta, jonka ominaispinta-ala on 800 m²/m³, mikä vastaa 25 % reaktorin tilavuudesta. Peruskorjaushanke toteutettiin vaiheittain, ja jokainen vaihe valmistui 10 päivässä, mikä minimoi toiminnan vaikutukset. MBBR-järjestelmä paransi merkittävästi biomassan pidätyskykyä, erityisesti nitrifioivien bakteerien (Nitrospira spp.) rikastamista, paransi laitoksen kykyä selviytyä orgaanisen kuormituksen ja typpikuormituksen vaihteluista ja ratkaisi tehokkaasti alkuperäisen prosessin epävakaan typenpoiston kipupisteen.

(3) Hoidon tehokkuuden vertailu ennen remonttia ja sen jälkeen

Alla olevassa taulukossa 1 on yhteenveto Kuala Sawah RSTP:n käsittelytehosta ennen ja jälkeen MBBR-remontin verrattuna Malesian standardin A-päästörajoihin.

Taulukosta 1 voidaan nähdä, että MBBR-korjaus paransi merkittävästi laitoksen käsittelytehoa. Kaikki avainindikaattorit täyttävät ja ylittävät vakaasti Malesian Standard A -päästöstandardit, joiden joukossa ammoniakkitypen poistonopeus nousi yli 20 prosenttiyksikköä, mikä ratkaisee täysin alikuntoisten jätevesien ongelman huippukuormitusjaksojen aikana. Lisäksi MBBR-järjestelmä vähensi ylimääräistä lietteen tuotantoa 28 %, mikä pienensi kuukausittaiset lietteen hävittämiskustannukset noin 25 000 Malesian ringgitillä (RM). MBBR-järjestelmän energiaa säästävän-suunnittelun ansiosta käyttökustannukset nousivat vain 8 %, mikä tekee siitä taloudellisen ja tehokkaan ratkaisun laitoksen päivittämiseen ja saneeraukseen ja tarjoaa myös toteuttamiskelpoisen referenssin muiden Malesian vanhojen jätevedenpuhdistamoiden kunnostukseen.

MBBR-väliaineen käyttötapaukset teollisuuden jätevedenkäsittelyssä

(1) Pohjois-Amerikan meijeritehtaan jäteveden käsittelytapaus

Teollisuusalalla MBBR-materiaalia on käytetty menestyksekkäästi erityyppisten teollisuusjätevesien käsittelyssä. Esimerkiksi elintarviketeollisuuden jätevedet sisältävät yleensä korkeita pitoisuuksia orgaanista ainetta (COD jopa 10 000 mg/L) ja rasvoja, joita on vaikea käsitellä tehokkaasti perinteisillä prosesseilla. Pohjois-Amerikan maidonjalostuslaitos otti käyttöön MBBR-järjestelmän tuotannon jätevesien käsittelyyn. Reaktori täytettiin 30 tilavuudella sylinterimäistä MBBR-väliainetta, ja hydraulinen retentioaika säädettiin 8 tuntiin. Toimintatulokset osoittivat, että COD-poistonopeus saavutti 92 % ja BOD5-poistonopeus 94 %, mikä oli merkittävästi parempi kuin alkuperäisen aktiivilieteprosessin suorituskyky (COD-poistonopeus 78 %); samalla ylimääräistä lietteen tuotantoa vähennettiin 30 %, mikä pienensi tehokkaasti lietteen hävittämiskustannuksia ja tasapainotti käsittelyvaikutusta ja taloudellisuutta.

(2) Asian Aasian lääketehtaan jäteveden käsittelytapaus

Toinen tyypillinen sovellusskenaario on lääkejätevesien käsittely. Tällainen jätevesi sisältää myrkyllisiä ja tulenkestäviä orgaanisia yhdisteitä, joita on vaikea käsitellä. Aasialainen lääketehdas otti jäteveden käsittelyyn käyttöön yhdistetyn MBBR-väliaineen ja Advanced Oxidation Processes (AOP) -järjestelmän. MBBR:tä käytettiin esikäsittelyyksikkönä biohajoavan orgaanisen aineksen poistamiseen, mikä vähentää myöhempien AOP:iden käsittelykuormitusta ja välttää myrkyllisten aineiden vaikutuksen myöhempiin prosesseihin. MBBR-reaktori saavutti 65 %:n COD-poistonopeuden lääkejätevedestä. Yhdistetyn käsittelyn jälkeen jäteveden COD-pitoisuus oli alle 50 mg/L, mikä täytti paikalliset poistostandardit. MBBR-väliaineiden käyttö paransi myös käsittelyjärjestelmän vakautta, heikensi myrkyllisten aineiden vaikutusta käsittelyprosessiin ja varmisti käsittelyjärjestelmän pitkäaikaisen vakaan toiminnan.

MBBR-järjestelmän suorituskyvyn vertailu eri sovellusskenaarioissa

Alla olevassa taulukossa 2 verrataan MBBR-järjestelmien suorituskykyä tässä artikkelissa kuvatuissa eri sovellusskenaarioissa, korostaen tämän tekniikan monipuolisuutta ja soveltuvuutta sekä tarjoamalla referenssit erityyppisten jätevedenkäsittelyprojektien tekniseen valintaan.

Johtopäätös

Yllä olevat käytännön sovellustapaukset osoittavat, että MBBR-väliaine on universaali ja tehokas tekniikka, joka soveltuu sekä kunnalliseen että teollisuuden jätevesien käsittelyyn. Sen etuna on korkea orgaaninen kuormitus, vahva iskunkestävyys ja kyky toimia yhteistyössä ja integroida muihin käsittelyprosesseihin, mikä tekee siitä suositellun ratkaisun monimutkaisten jätevedenkäsittelyongelmien ratkaisemiseen. Erityisesti Malesiassa yhdessä paikallisten jätevedenkäsittelyn taustatarpeiden kanssa on kiireellistä päivittää vanhat tilat, tiukat tyhjennysstandardirajoitukset ja tarve tasapainottaa lattiapinta-alaa ja käyttökustannuksia-MBBR-teknologian soveltaminen on ratkaissut tehokkaasti paikallisen jätevedenkäsittelyn vaikeudet, tarjonnut arvokasta ja taloudellista teknistä tukea vesiympäristön käsittelyyn sekä tarjonnut käytännön kokemusta vastaavista jätevesien hallinnasta Malesiassa.

Ota rohkeasti yhteyttä Racheliin keskustellaksesi lisää!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

Sähköposti:[email protected]