Oksidacijski jarek AAO + Nadgradnja MBBR: Kako je obrat Guangdong s 40.000 m³/d dosegel razred 1A pri 0,219 RMB/m³

Nadgradnja komunalne čistilne naprave iz razreda 1B v razred 1A ni papirna vaja -, je hidravlični, biološki in finančni problem, združen v enega. Ko se je tovarna s 40.000 m³/d v Guangdongu soočila s tem mandatom, je njen obstoječi oksidacijski jarek AAO že imel polno zmogljivost. Anoksična in aerobna cona nista bili fizično ločeni. Mešalniki so odpovedali. Difuzorji so bili zamašeni. In vplivno razmerje C/N je bilo prenizko, da bi zanesljivo vodilo denitrifikacijo. Ta študija primera opisuje, kako je projektna skupina ovrednotila MBBR v primerjavi z BAF, izbrala pristop naknadne vgradnje in dobavila odplake razreda 1A z dodatnimi operativnimi stroški 0,219 RMB na kubični meter.

Izziv

Preobremenjen oksidacijski jarek s polno zmogljivostjo

Tovarna s projektno zmogljivostjo 40.000 m³/d je delovala pri skoraj-polni hidravlični obremenitvi, ko je prispelo pooblastilo za izpust. Prvotni postopek je bil en sam A/A/O oksidacijski jarek, ki je praznjen po standardih razreda 1B -, ki je ustrezal svojemu času, vendar premajhen in premalo-konfiguriran za strožje omejitve v prihodnosti.

Projektna skupina je med diagnostično fazo identificirala pet ključnih pomanjkljivosti:

Nezadosten čas zadrževanja.Obstoječa prostornina rezervoarja ni mogla vzdržati hidravličnega zadrževalnega časa, potrebnega za zanesljivo nitrifikacijo in denitrifikacijo pod pogoji obremenitve razreda 1A.

Slabo ločevanje toka.Med anoksičnimi in aerobnimi conami ni bilo nobene ločnice in ni bilo kontrolnih vrat za recirkulacijo nitratov. Povratno-mešanje mešane tekočine je bilo nenadzorovano, kar je razredčilo anoksično cono z raztopljenim kisikom in spodkopalo učinkovitost denitrifikacije.

Napake mešalnika.Obstoječi potopni mešalniki so bili premajhni za to nalogo in so odpovedali pri visokih koncentracijah blata, ki so dosegale do 10 g/L, zaradi česar so ostala mrtva območja, kjer so se trdne snovi kopičile in postale septične.

Prekomerni DO v anoksičnem območju.Brez fizičnega ločevanja in z okvarjenimi mešalniki je raztopljeni kisik iz aerobne cone prehajal v anoksično cono, s čimer je zatrl denitrifikacijske bakterije in zapravil omejen vir ogljika.

Zamašeni prezračevalni difuzorji in nizko razmerje C/N.Leta delovanja so umazala difuzorje finih{0}}mehurčkov, kar je zmanjšalo učinkovitost prenosa kisika. Vhodna odpadna voda je imela po naravi nizko razmerje med ogljikom-in-dušikom, zaradi česar ni bilo dovolj organskega substrata za gorivo za denitrifikacijo, tudi ko so bili drugi pogoji ugodni.

Izbira postopka

MBBR proti BAF: Strukturirana primerjava

Projektna skupina je ovrednotila dve poti nadgradnje,-temelječi na biofilmu: biofilmski reaktor z gibljivo posteljo (MBBR) in biološki zračni filter (BAF). Oba bi teoretično lahko dosegla odplake razreda 1A, vendar so bili praktični-kompromisi v kontekstu nadgradnje odločilni.

Evalvacija odločilno zaključila v pridMBBR. Možnost naknadne vgradnje v obstoječi oksidacijski jarek brez dodatnega odkupa zemljišča je bila glavna gonilna sila, podprta z nižjimi kapitalskimi in obratovalnimi stroški ter preprostostjo delovanja, ki bi jo lahko upravljala občinska ekipa obrata z minimalnim prekvalifikacijo.

Parametri oblikovanja

Vplivne značilnosti in cilji izpusta

Načrtovano dotočno in ciljno kakovost odplak so primerjali s strožjimi omejitvami DB 44/26-2001 (standard province Guangdong) in GB 18918-2002, razred 1A (nacionalni standard). Vse vrednosti v mg/L, razen če ni navedeno.

Potek procesa

Nadgrajeni vlak za zdravljenje

Nadgrajena procesna linija združuje naknadno vgrajen oksidacijski jarek AAO-MBBR z novimi enotami za terciarno obdelavo za izpolnjevanje strogih omejitev SS in TP razreda 1A:

Vhod → Fine Screen (3 mm) → AAO-MBBR oksidacijski jarek → Sekundarni čistilec → Postaja dvigala → Visok{0}}učinkovit usedalnik → Fiber Disc Filter → UV dezinfekcija → Izhod

Podrobnosti o nadgradnji AAO-MBBR

Dva vzporedna jarka, vsak po 20.000 m³/d

Nadgradnja je bila usmerjena na oba oksidacijska jarka vzporedno, pri čemer je vsak obravnaval polovico načrtovanega pretoka. Ključne spremembe so bile naslednje.

Anoksična cona (6.792 m³).Nameščene so bile obnovljene notranje vodilne stene, da se ustvari fizično ločen anoksični prostor, ki preprečuje povratno-mešanje DO iz aerobne cone. Novi potopni mešalniki so bili dimenzionirani tako, da vzdržujejo suspenzijo trdnih delcev pri koncentracijah mešane tekočine do 10 g/L, s čimer so odpravljene mrtve cone, ki so pestile prvotno konfiguracijo.

Aerobna cona z nosilci MBBR (14.297 m³).Aerobni del je bil razdeljen na cono konvencionalnega aktivnega blata in namensko cono MBBR s 4.980 m³. Nosilci biofilma zagotavljajo skupno efektivno površino 4,987 x 10&sup5; m² za pritrjeno rast mikroorganizmov, dramatično povečanje zaloge biomase brez povečanja prostornine rezervoarja.

Specifikacije nosilca.Izbrani so bili nosilci iz -polietilena visoke gostote (HDPE) s specifično površino večjo ali enako 800 m²/m³. Skupna prostornina nosilca je 209 m³, kar pomeni približno 12,5-odstotno razmerje polnjenja - predvsem je projektna skupina poudarila, da razmerje polnjenja ni glavno merilo zasnove; zahtevana površina biofilma je narekovala količino nosilca in 12,5 % je bila končna vrednost.

Zadrževalni zasloni.Zagozdeni{0}}žični zasloni iz nerjavečega jekla so bili nameščeni tako na vhodu kot na izstopu iz cone MBBR, da zadržijo nosilce v določenem predelu, hkrati pa omogočajo prost prehod mešanice tekočine in suspendiranih trdnih snovi.

Nitratne recirkulacijske črpalke.Nove obtočne črpalke z nazivno zmogljivostjo Q=833.4 m³/h vračajo z nitrati-bogate mešane tekočine iz aerobnega območja nazaj v anoksično območje, kar poganja denitrifikacijo pri nadzorovanem razmerju obtoka.

Nadgradnja prezračevanja.Prvotna puhala sta bila zamenjana z dvema enotama s 152 kW, od katerih je vsaka zagotavljala 115 m³/min pri konstrukcijskem razmerju zrak-:-voda 7:1 -, kar je pomemben korak več od prvotnega razmerja 5:1, kar odraža večjo potrebo po kisiku nitrificirajočega sistema biofilma.

Nove enote za terciarno zdravljenje

Poliranje za skladnost razreda 1A SS in TP

Sama biološka obdelava ne more zanesljivo doseči mejnih vrednosti 10 mg/L SS in 0,5 mg/L TP razreda 1A. Dodane so bile tri enote za poliranje.

Visok{0}}učinkovit usedalnik.Dve vzporedni enoti, vsaka z nazivno zmogljivostjo 833,34 m³/h, s stopnjo površinske obremenitve 8,17 m³/m²·h. PAC (polialuminijev klorid) in PAM (poliakrilamid) sta dozirana za kemično odstranjevanje fosforja in flokulacijo, ki sta usmerjena tako na TP kot na ostanke SS.

Fiber Disc Filter.Dve enoti, vsaka z 12 diski s premerom 3000 mm, ki zagotavljata hitrost filtracije od 5,6 do 7,8 m³/h·m². Za avtomatsko čiščenje medija so nameščene štiri povratne črpalke. Diskasti filter služi kot zadnja fizična pregrada za suspendirane trdne snovi pred dezinfekcijo.

UV dezinfekcija.Ultravijolični sistem z močjo 33,22 kW s 96 žarnicami po 320 W, zasnovan za največji pretok 56.400 m³/d. UV je bil izbran namesto kloriranja, da bi se izognili nastajanju stranskih produktov dezinfekcije in toksičnosti preostalega klora v sprejemni vodi.

Investicijski in operativni stroški

Razčlenitev kapitala in cena na kubični meter

Celotna naložba v projekt je bila32,14 milijona RMB, dodeljeno na naslednji način:

Inkrementalni operativni stroški nadgradnje so bili izračunani na0,219 RMB/m³, kar pomeni približno 3,20 milijona RMB na leto pri načrtovanem toku. Razčlenitev je naslednja:

Ključni zaključki

Pet lekcij za naknadno vgradnjo oksidacijskega jarka

1. MBBR se prilega obstoječim oksidacijskim jarkom z minimalnimi gradbenimi deli.Nadgradnja Guangdonga ni zahtevala nove konstrukcije rezervoarja za biološko stopnjo - nosilci, sita, mešalniki in puhala so bili nameščeni znotraj obstoječega odtisa jarka. Samo zaradi tega je bil MBBR ekonomsko boljša izbira pred BAF.

2. Razmerje polnjenja je izhod, ne vnos.Oblikovalska skupina je poudarila to točko: zahtevana površina biofilma -, izračunana iz obremenitve z dušikom in ciljne stopnje nitrifikacije -, določa, koliko nosilcev je potrebnih. Razmerje polnjenja (v tem primeru 12,5 %) je ne glede na to, kakšna je prostornina nosilca. Ne začnite s poljubnim odstotkom polnjenja.

3. Nadaljnje poliranje je bistvenega pomena za razred 1A.Tudi dobro-zasnovan MBBR ne more zanesljivo doseči 10 mg/L SS in 0,5 mg/L TP brez terciarne obdelave. Visoko{4}}učinkovit usedalnik in filter z vlakneno ploščo nista bila izbirna dodatka - bila sta razlika med skladnostjo in napako pri SS in fosforju.

4. Dodatni stroški so skromni glede na standardno nadgradnjo.Z 0,219 RMB/m³ inkrementalni operativni stroški nadgradnje razreda 1B-na-1A predstavljajo prepričljivo vrednost. Stroški kemikalij (0,048 RMB/m³) in ravnanje z blatom (0,041 RMB/m³) so prevladujoči komponenti in oboje je relativno predvidljivo.

5. Pogosto so potrebne nadgradnje prezračevanja.Prehod s 5:1 na 7:1 razmerje zrak-/-voda odraža povečano povpraševanje po kisiku nitrificirajočega biofilmskega sistema. Obrati, ki razmišljajo o naknadni vgradnji MBBR, morajo predvideti proračun za zamenjavo ali povečanje puhal - obstoječi prezračevalni sistem verjetno ne bo ustrezen.

Zaključek

Primer Guangdong dokazuje, da kombinacijaAAO-MBBR z visoko-učinkovito sedimentacijo in filtracijo z vlaknenimi diskizagotavlja učinkovito, ekonomsko upravičeno in operativno obvladljivo pot nadgradnje iz razreda 1B v razred 1A. Pristop naknadne vgradnje - s ponovno uporabo obstoječe prostornine rezervoarja, dodajanjem nosilcev namesto betona in nanosom terciarnega poliranja navzdol - zagotavlja zahtevano kakovost odplak ob povečanih stroških, ki jih lahko pokrije občinski proračun. Za naraščajoče število kitajskih komunalnih obratov, ki se soočajo z enakim mandatom 1B-do-1A, je ta model upravičen do resne obravnave.