100.000 m³/d WWTP In-Situ Nadgradnja: MBBR + denitrifikacijski biofilter + magnetna koagulacija Meet DB51/2311 Brez novega zemljišča

DOMOV › PRIMERI › MBBR + DENITRIFIKACIJSKI BIOFILTER - NADGRADNJA ČN

Uporaba MBBR + denitrifikacijski biofilter + magnetna koagulacijska sedimentacija za nadgradnjo čistilne naprave in-in situ

Objavljeno: 2026-5-25 • Kategorija:Primeri• Oznake:MBBR · Denitrifikacijski biofilter · Magnetna koagulacija · Nadgradnja ČN

ODDELEK 1

1 Pregled projekta

1.1 Ozadje projekta

Centralizirana čistilna naprava za odpadne vode v industrijskem parku v Chengduju z zmogljivostjo100,000 m³/dje bil dan v obratovanje leta 2013. Sprejema postopek prezračevane komore za pesek + AAO + sekundarni sedimentacijski rezervoar + filter tipa D- + UV dezinfekcija, kakovost odplak pa ustreza standardu razreda AStandard izpusta onesnaževal za komunalno čistilno napravo(GB 18918–2002). Pretok čiščenja se giblje od 91.000 do 118.000 m³/d, pri čemer industrijska odpadna voda predstavlja približno 48 %. Z izdajoStandard izpusta onesnaževal vode za mestna in rečna porečja v provinci Sečuan(DB51/2311–2016) v letu 2017 mora naprava izpolnjevati standard izpusta za centralizirane čistilne naprave industrijskega parka. Obstoječa odplaka v osnovi ustreza standardu razreda A, vendar kakovost odplake močno niha z občasnimi prekoračitvami TN in TP. Hkrati visoka vsebnost peska v dotoku povzroči, da je treba komoro z aeriranim peskom pogosto prazniti za odstranjevanje mulja. Zato je treba ta obrat nadgraditi.

1.2 Kakovost dotoka in iztoka

Na podlagi statističnih podatkov iz let 2017 in 2018 je primerjava med izvirno in dejansko vplivno kakovostjo prikazana v tabeli 1. Vidimo lahko, da sta dejanski influentni COD in BPK₅ nižji od projektnih vrednosti, medtem ko sta influentna SS in TP veliko višja od projektnih vrednosti.

Tabela 1 Primerjava med zasnovo in dejansko vplivno kakovostjo

Enota: mg/L

Primerjava med dejansko kakovostjo odplak iz let 2017 in 2018, prvotnim projektiranim standardom za odplake in novim standardom za odplake je prikazana v tabeli 2. Če primerjamo nove in stare standarde, so zahteve za KPK in NH₄-N poostrene, drugi kazalniki pa ostajajo nespremenjeni. Iz tabele 2 je razvidno, da po starem standardu za odpadne vode TP in TN ne moreta stabilno izpolnjevati standarda pri 100-odstotni zajamčeni stopnji; po novem standardu za odpadne vode NH₄-N ne more stabilno izpolnjevati standarda niti pri 95-odstotni zajamčeni stopnji. Zato je doseganje stabilne skladnosti TP, TN in NH₄-N z novim standardom izpustaključni poudarek te nadgradnje.

Tabela 2 Primerjava kakovosti odplak

Enota: mg/L

1.3 Obstoječe težave

ODDELEK 2

2 Nadgradnja načrtovalske sheme

2.1 Prilagoditev projektirane kakovosti vode

Na podlagi izmerjenih vtočnih voda v letih 2017 in 2018 je predvidena projektna vtočna kakovost. Projektna vrednost BPK5 se zniža, medtem ko se projektni vrednosti SS in TP povečata, pri čemer se ohrani določena rezerva glede na izmerjene vrednosti. Načrtovani dotok in kakovost iztoka za nadgradnjo sta prikazana v tabeli 3.

Tabela 3 Projektni vpliv, kakovost odplak in stopnje odstranitve

Enota: mg/L

2.2 Shema nadgradnje

Glavne omejitve za nadgradnjo tega obrata so: (1) nadgradnjo je treba dokončati in-situ brez dodajanja novega zemljišča; (2) dotok ima visoko vsebnost peska, komora z aeriranim peskom zahteva pogosto odstranjevanje mulja, nova primarna sedimentacijska posoda pa bi se soočila tudi s problemom kopičenja peska; (3) obratovalne stroške po rekonstrukciji je treba ohraniti na relativno nizki ravni. Ob upoštevanju teh omejitev in zahtev nadgradnje se določi procesna pot za vsako stopnjo obdelave.

2.2.1 Izboljšanje pred obdelavo

Učinkovitost predobdelave neposredno vpliva na dolgoročno-normalno delovanje biološkega rezervoarja. Obrat ima visoko vsebnost peska v dotoku, komora z aeriranim peskom pa je preobremenjena, kar neizogibno povzroči, da nekaj peska vstopi v biološki rezervoar. Ahitra tehnologija ločevanja trdnih-tekočinje zasnovan za izboljšanje predobdelave. Njegovo načelo je, da surovo vodo pusti teči skozi neprekinjeno vrtečo se filtrirno tkanino, da doseže ločevanje trdne-tekočine, in uporabi predelano vodo za nenehno čiščenje in odstranjevanje trdnih nečistoč, zadržanih na filtrirni tkanini. Ena od prednosti te tehnologije je njena visoka natančnost filtracije: velikost por filtrirne tkanine je 0,2 mm, kar je 1/15 običajne velikosti por finega sita, in lahko prestreže več kot 90 % pene, drobnega peska, dlak in drugih nečistoč, kar bistveno izboljša učinek predobdelave. Druga značilnost je visoka obremenitev pri obdelavi in ​​majhen odtis, s hidravličnim zadrževalnim časom le približno 5 sekund.

Pri nadgradnji so po grobem situ nameščeni trije sklopi naprav za hitro ločevanje trdne-tekočine, ki zagotavljajo zmogljivost predhodne obdelave 30.000 m³/d in pokrivajo površino 184 m², ki delujejo vzporedno z izvirnim finim sitom + komoro z aeriranim peskom, ki deluje z zmanjšano zmogljivostjo. Industrijska podjetja, ki jih obrat oskrbuje, se večinoma ukvarjajo s proizvodnjo strojev, elektronskih izdelkov in prikazovalnikov. Značilna onesnaževala so težke kovine, fluorid in ognjevzdržna KPK. Razrešnica podjetja izpolnjujeStandard kakovosti odpadne vode za izpust v komunalno kanalizacijo(GB/T 31962–2015). Za spopadanje z nenadnimi šoki strupenih onesnaževal je zasnovan nov rezervoar za zasilno shranjevanje z efektivno prostornino 33.000 m³, popolnoma zakopan, z urejeno okolico in cestami nad zemljo.

2.2.2 Sprememba biološkega odseka

Odstranjevanje TP, NH3-N in TN je treba izboljšati v oddelku za biološko obdelavo. Zaradi zemeljskih omejitev in nezmožnosti povečanja skupne prostornine rezervoarja, so na prvotnem biološkem rezervoarju AAO izvedene tri-spremembe:

Slika 1Celotna modifikacija biološkega rezervoarja (vgrajen AAO + MBBR)

2.2.3 Sprememba oddelka za napredno zdravljenje

Vloga oddelka za napredno zdravljenje je zagotoviti končno skladnost TN, TP in SS. Kombinacija denitrifikacijskega filtra in visoko{1}}učinkovitega usedalnika je razmeroma zrela tehnična pot s številnimi primeri uporabe in ta projekt jo namerava sprejeti.

(1) Izbira filtra za denitrifikacijo

Trenutno sta najpogosteje uporabljena denitrifikacijska filtra na Kitajskem globokoplastni denitrifikacijski filter in denitrifikacijski biofilter. ThePriročnik za načrtovanje oskrbe z vodo in odvodnjavanjaZvezek 5 (Urbano odvodnjavanje) inSplošne tehnične specifikacije za denitrifikacijski biofilter(GB/T 37528–2019) določa konstrukcijske parametre teh dveh filtrov, kot je prikazano v tabeli 4. Vidimo lahko, da ima biofilter za denitrifikacijo v zgornjem toku, ki uporablja filtrirne medije iz keramzita, višjo stopnjo filtracije in denitrifikacijsko obremenitev v primerjavi z globokoplastnim filtrom za denitrifikacijo navzdol, ki uporablja kremenčev pesek. Študije so pokazale, da imajo keramični filtrirni mediji v primerjavi s kremenčevim peskom prednosti visoke zmogljivosti nosilca biofilma, visokega izkoristka vira ogljika, kratkega časa nastajanja biofilma in enakomerne porazdelitve mikrobnih kolonij, medtem ko je prednost kremenčevega peska v njegovi močnejši sposobnosti odstranjevanja TN in SS. Filter z gornjim tokom ima daljši cikel povratnega izpiranja in manjšo izgubo filtracijske višine v primerjavi s filtrom s spodnjim tokom.

Tabela 4 Glavni konstrukcijski parametri denitrifikacijskega filtra v standardih in kodeksih

Ta projekt ima omejeno zemljišče, nadgrajeni standardi za odplake pa ne nalagajo strožjih zahtev glede odstranjevanja TN in SS. Gledano celovito, je kot denitrifikacijska enota za napredno obdelavo izbran biofilter za denitrifikacijo z vzvodnim tokom s filtrirnim medijem iz keramzita. Hkrati je pred filtrom nameščen fini zaslon z odprtino za notranji pretok z velikostjo por 1 mm, da se zmanjša vdor nečistoč delcev v filter.

(2) Visoko{1}}učinkovita sedimentacijska posoda - magnetna koagulacija

Zasnovan je sedimentacijski rezervoar za magnetno koagulacijo. Sedimentacijski rezervoar za magnetno koagulacijo filtratu doda magnetni medij + polialuminijev klorid (PAC) + poliakrilamid (PAM), pri čemer z mešanjem in flokulacijo tvori čvrste kosmiče, s čimer se doseže visoka hitrost pretoka s površinsko hidravlično obremenitvijo do20 m³/(m²·h), veliko več kot 6–13 m³/(m²·h) navadnih visoko{2}}učinkovitih usedalnikov. Poleg dobrega odstranjevanja TP in SS ima sedimentacijski rezervoar z magnetno koagulacijo tudi določen učinek odstranjevanja ognjevzdržne KPK, težkih kovin in barve. Ta projekt ima omejeno zemljišče in dotok vsebuje določen delež industrijske odpadne vode, zaradi česar je sedimentacijski rezervoar z magnetno koagulacijo bolj primeren.

(3) Celovita obravnava.Denitrifikacijski biofilter je nameščen pred magnetno koagulacijsko sedimentacijsko posodo predvsem zato, da v celoti izkoristi preostalo BPK5 v iztoku sekundarne sedimentacijske posode kot vir ogljika za denitrifikacijo. Pred filtrom je zasnovana obvodna cev, ki omogoča, da odpadna voda teče neposredno v sedimentacijsko posodo za magnetno koagulacijo, ne da bi šla skozi filter, s čimer se prihrani energija za sekundarni dvig. Celoten tok procesa po nadgradnji je prikazan na sliki 2.

Slika 2Celoten tok procesa po nadgradnji (hitro ločevanje trdne-tekočine + AAO/MBBR + denitrifikacijski biofilter + sedimentacija z magnetno koagulacijo)

2.3 Glavne strukture in konstrukcijski parametri

ODDELEK 3

3 Analiza uspešnosti delovanja

3.1 Delovanje naprave za hitro ločevanje trdnih-tekočin

Poraba energije naprave za hitro ločevanje trdne-tekočine med delovanjem je 9,12 × 10⁴ kW·h/m³. Ločene nečistoče vključujejo gospodinjske odpadke, droben pesek, trdno maščobo, lase in vlakna. Povprečna vsebnost vlage izpuščenega ostanka je 72,31 %, proizvodnja suhega ostanka pa 104,6 kg/m³. Proizvodnja suhih ostankov v napravah za konvencionalno predobdelavo je 37,3 kg/m³, proizvodnja suhih ostankov v napravi za hitro ločevanje trdnih-tekočin pa je2,8-kratkonvencionalne predobdelave. Dotok in iztok naprave se posušita in stehtata, rezultati pa kažejo, da je učinkovitost prestrezanja filtrirne tkanine z velikostjo por 0,2 mm za pesek in lasna vlakna enaka.92.99%–94.95%. Do sedaj je naprava stabilno delovala tri leta.

3.2 Delovanje biološkega rezervoarja

Povprečni letni podatki o kakovosti dotočne in odtočne vode pred (2018) in po (2023) modifikaciji so povzeti, kot je prikazano v tabeli 5. Iz tega je razvidno, da je bila kakovost odtoka biološkega rezervoarja po modifikaciji celovito izboljšana. KPK, BPK₅, NH3-N, TN in TP so se zmanjšale za 14,94 %, 12,95 %,62.28%, 25,41 % oziroma 39,16 %, z največjim znižanjem NH3-N, TN in TP. Hkrati se je znatno izboljšala tudi stabilnost posameznega indikatorja iztoka.

Tabela 5 Kakovost vode dotoka in iztoka biokemičnega rezervoarja - pred in po prenovi

Vsebnost organske snovi v aktivnem blatu v biološkem rezervoarju se je po modifikaciji povečala. Glede na testne podatke je bilo povprečno razmerje MLVSS/MLSS 0,58 leta 2018 in 0,63 leta 2023, kar je 8,6-odstotno povečanje. Povečanje vsebnosti organske snovi kaže na boljšo aktivnost blata, predvsem iz dveh razlogov: prvič, predobdelava je bila okrepljena in več anorganske snovi, kot je pesek, prestreže hitra naprava za ločevanje trdne-tekočine, kar zmanjša delež anorganskih komponent v aktivnem blatu; drugič, dodatek sistema MBBR v biološki rezervoar poveča skupno mikrobno biomaso, s čimer se povečajo organske komponente v aktivnem blatu.

Avgusta so bile izmerjene koncentracije blata v pred-denitrifikacijskem območju, anaerobnem območju, anoksičnem območju in MBBR območju biološkega rezervoarja, z zunanjim razmerjem recirkulacije blata 100 % in notranjim razmerjem recirkulacije 200 %. Odvzeti so bili trije nizi vzporednih vzorcev, povprečne vrednosti pa so prikazane v tabeli 6. Iz tega je razvidno, da se koncentracije blata v štirih čistilnih enotah biološkega rezervoarja razlikujejo, pri čemer so najvišje v območju MBBR, sledi pa anoksično območje. Analiza nakazuje, da se biofilm, pritrjen na nosilce MBBR, zaradi trenja, trka in hidravličnega praskanja nenehno odvaja in meša z aktivnim blatom, kar poveča koncentracijo blata v tem območju za približno 3,54 % glede na anoksično območje.

Tabela 6 Koncentracija blata vsake enote v biokemični posodi

Enota: mg/L

3.3 Izvedba naprednega zdravljenja

Ker TN v iztoku iz biološkega rezervoarja že stabilno izpolnjuje standard, zaradi prihranka obratovalnih stroškov denitrifikacijskemu biofiltru dejansko ni dodan dodaten vir ogljika. Po podatkih o kakovosti vode za leto 2023 je TN v iztoku iz biološkega rezervoarja (7,04 ± 1,01) mg/L. Brez upoštevanja odstranitve TN v sekundarni sedimentacijski posodi je TN v iztoku denitrifikacijskega biofiltra (6,43 ± 0,92) mg/L, s stopnjo odstranitve 8,7 %. TP v iztoku iz biološkega rezervoarja je (0,16 ± 0,09) mg/L. Brez upoštevanja odstranitve TP v sekundarni sedimentacijski posodi je TP v iztoku iz sedimentacijske posode z magnetno koagulacijo (0,08 ± 0,04) mg/L, s stopnjo odstranitve 50 %.

ODDELEK 4

4 Obnova in obratovalni stroški

ODDELEK 5

5 Zaključek