Medijske aplikacije MBBR pri čiščenju komunalne in industrijske odpadne vode|Študija primera Malezije

Praktična uporaba medijev MBBR pri čiščenju komunalne in industrijske odpadne vode

Uvod

Medij MBBR (biofilmski reaktor s premikajočo se posteljo) se pogosto uporablja v komunalnih in industrijskih projektih čiščenja odpadne vode po vsem svetu zaradi svoje zrele učinkovitosti čiščenja in dobre prilagodljivosti. Na področju čiščenja komunalnih odpadnih voda se ta tehnologija pogosto uporablja za nadgradnjo in obnovo obstoječih čistilnih naprav za izpolnjevanje strožjih standardov izpustov; v industrijskih scenarijih pa se lahko učinkovito spopade z značilnostmi kompleksne sestave onesnaževal in velikimi nihanji obremenitve industrijske odpadne vode. Ta članek bo raziskal primere praktične uporabe medijev MBBR in učinke čiščenja, dosežene v različnih scenarijih, s poudarkom na ozadju čiščenja odpadne vode v Maleziji in inženirskih primerih za prikaz praktičnosti in ekonomičnosti te tehnologije.

Pregled ozadja malezijske industrije čiščenja odpadne vode

Malezija je kot država jugovzhodne Azije obdarjena z bogatimi vodnimi viri, nekatere regije pa celo dolgo časa izvažajo sladko vodo v sosednje države. Vendar pa se v zadnjih letih čiščenje odpadne vode v Maleziji sooča s hudimi izzivi in ​​nujnimi potrebami, zaradi številnih dejavnikov, kot so rast mestnega prebivalstva, hiter industrijski razvoj in izboljšana okoljska ozaveščenost. Z vidika statusa industrije imajo nekatere regije v Maleziji težave, kot so neposredno odvajanje odplak, zastarele čistilne naprave in nezadostna učinkovitost čiščenja. Med njimi so številni kraji, kot sta Johor in Sarawak, priča povečanemu onesnaženju rek zaradi nezakonitih izpustov iz obalnih tovarn in nereguliranega izpusta domačih odplak s strani prebivalcev ter celo pogostih kriz oskrbe z vodo. Samo v Johorju dnevna poraba pitne vode doseže kar 1,173 milijarde litrov, kar še dodatno zaostruje protislovje med ponudbo in povpraševanjem po vodi.

Da bi izboljšala kakovost vodnega okolja, je malezijska vlada nenehno izboljševala zakone in predpise o varstvu okolja. Med njimi so predpisi o kakovosti okolja (odplake) iz leta 2009 oblikovali stroge standarde za izpuste odplak (standard A: BPK₅ manj kot ali enak 20 mg/L, KPK manj kot ali enak 50 mg/L, suspendirane trdne snovi manj kot ali enak 50 mg/L), ki postavljajo višje zahteve za učinkovitost čiščenja obstoječih čistilnih naprav. Obenem je Malezija postopoma povečevala naložbe v gradnjo in obnovo čistilnih naprav. Po eni strani spodbuja gradnjo centraliziranih kanalizacijskih sistemov. Na primer, Kuching je veliko vložil v izgradnjo centralnega kanalizacijskega sistema, ki centralno čisti odplake v fazah, preden jih izpusti v reke, in postopoma izboljšuje stanje onesnaženosti rek. Po drugi strani pa aktivno uvaja učinkovite tehnologije čiščenja odpadnih voda. S prednostmi majhne površine, kratkega cikla prenove, visoke učinkovitosti čiščenja in nadzorovanih obratovalnih stroškov je tehnologija MBBR postala prednostna tehnologija za nadgradnjo in obnovo komunalnih čistilnih naprav v Maleziji in se pogosto uporablja v različnih regionalnih projektih čiščenja odpadne vode. Poleg tega Malezija v zadnjih letih spodbuja tudi obdelavo trdnih odpadkov in onesnaževanja s plastiko, da bi zmanjšala emisije onesnaževal pri viru, zmanjšala breme čiščenja odpadne vode in oblikovala celovit sistem upravljanja varstva okolja "nadzor vira + obdelava na koncu-of-cevi".

Primeri uporabe medijev MBBR pri čiščenju komunalne odpadne vode

(1) Primer prenove komunalne čistilne naprave v Evropi

Pri čiščenju komunalne odpadne vode je pogost scenarij uporabe medijev MBBR nadgradnja in obnova čistilnih naprav z aktivnim blatom. Številne stare čistilne naprave se soočajo z izzivi, ki jih prinašajo vse strožje zahteve po odstranjevanju dušika in fosforja. Z dodajanjem medija MBBR v obstoječe prezračevalne rezervoarje je mogoče povečati zadrževanje biomase brez povečanja prostornine reaktorja. Na primer, komunalna čistilna naprava v Evropi z načrtovano zmogljivostjo čiščenja 50.000 populacijskih ekvivalentov (PE) je sprejela medij MBBR za obnovo izboljšanja nitrifikacije. Pred prenovo je bila stopnja odstranitve dušika iz amonijaka v napravi le 75 %, kar ni dosegalo standarda izpusta 5 mg/L; po namestitvi medija MBBR s specifično površino 800 m²/m³ se je stopnja odstranitve dušika iz amonijaka povečala na več kot 95 %, koncentracija dušika iz amonijaka pa je bila stabilno nadzorovana pod 3 mg/L. Projekt obnove je imel kratek zastoj gradnje, obratovalni stroški pa so se povečali le za 10 %, kar v celoti odraža gospodarnost MBBR media pri nadgradnji in obnovi komunalnih čistilnih naprav.

(2) Primer prenove regionalne čistilne naprave Kuala Sawah v Maleziji

Z rastjo mestnega prebivalstva in vse strožjimi okoljskimi predpisi v Maleziji je bila tehnologija MBBR postopoma sprejeta tudi za nadgradnjo komunalnih čistilnih naprav. Regionalna čistilna naprava Kuala Sawah (RSTP) v Negeri Sembilanu, ki jo upravlja Indah Water Konsortium (IWK), mora nujno izboljšati svojo učinkovitost čiščenja, da bo izpolnila stroge standarde izpustov v malezijskih predpisih o kakovosti okolja (odplake) iz leta 2009. Obrat je prvotno sprejel postopek oksidacijskega jarka, pri čemer je očistil 59.000 m³ odplak in 260 m³ fekalnega blata na dan, ki oskrbuje prebivalstvo 320.000 PE. Vendar je bil njegov učinek odstranjevanja dušika nestabilen in kazalniki iztoka pogosto niso dosegali standardov v obdobjih največje obremenitve, kar ni bilo v skladu z nujno potrebo po upravljanju vodnega okolja na lokalnem območju.

Za rešitev zgornjih težav brez razširitve obstoječe površine (ključna omejitev v urbanih območjih) je elektrarna leta 2023 izvedla projekt prenove medija MBBR. V aerobno cono oksidacijskega jarka je bil dodan medij MBBR 37 s specifično površino 800 m²/m³, ki predstavlja 25 % prostornine reaktorja. Projekt obnove je bil izveden fazno, vsaka faza je bila zaključena v 10 dneh, kar je zmanjšalo vpliv na obratovanje. Sistem MBBR je znatno izboljšal sposobnost zadrževanja biomase, zlasti obogatitev z nitrifikacijskimi bakterijami (Nitrospira spp.), izboljšal sposobnost rastline za obvladovanje nihanj v organski obremenitvi in ​​obremenitvi z dušikom ter učinkovito rešil bolečo točko nestabilnega odstranjevanja dušika prvotnega procesa.

(3) Primerjava učinkovitosti zdravljenja pred in po prenovi

Tabela 1 spodaj povzema učinkovitost obdelave Kuala Sawah RSTP pred in po prenovi MBBR v primerjavi z mejnimi vrednostmi praznjenja malezijskega standarda A za referenco.

Iz tabele 1 je razvidno, da je prenova MBBR bistveno izboljšala učinkovitost čiščenja naprave. Vsi ključni kazalniki stabilno dosegajo in presegajo malezijske standarde izpustov Standard A, med katerimi se je stopnja odstranjevanja dušika iz amonijaka povečala za več kot 20 odstotnih točk, kar je popolnoma rešilo problem podstandardnih odplak v obdobjih največje obremenitve. Poleg tega je sistem MBBR zmanjšal presežno proizvodnjo blata za 28 %, s čimer se je zmanjšal mesečni strošek odstranjevanja blata za približno 25.000 malezijskih ringitov (RM). Zahvaljujoč energijsko{8}}varčni zasnovi sistema MBBR so se obratovalni stroški povečali le za 8 %, zaradi česar je to ekonomična in učinkovita rešitev za nadgradnjo in obnovo elektrarne ter zagotavlja izvedljivo referenco za obnovo drugih starih čistilnih naprav v Maleziji.

Primeri uporabe medijev MBBR pri čiščenju industrijskih odpadnih voda

(1) Primer čiščenja odpadne vode severnoameriškega obrata za predelavo mleka

Na industrijskem področju se medij MBBR uspešno uporablja pri čiščenju različnih vrst industrijskih odpadnih voda. Na primer, odpadne vode predelave hrane običajno vsebujejo visoke koncentracije organskih snovi (KPK do 10.000 mg/L) in maščob, ki jih je težko učinkovito obdelati s tradicionalnimi postopki. Severnoameriški obrat za predelavo mleka je uporabil sistem MBBR za čiščenje odpadne vode iz proizvodnje. Reaktor je bil napolnjen s 30% prostornine cilindričnega medija MBBR in hidravlični zadrževalni čas je bil nadzorovan na 8 ur. Rezultati delovanja so pokazali, da je stopnja odstranitve KPK dosegla 92 % in stopnja odstranitve BPK5 dosegla 94 %, kar je bilo bistveno boljše od zmogljivosti prvotnega postopka z aktivnim blatom (stopnja odstranitve KPK 78 %); istočasno se je presežna proizvodnja blata zmanjšala za 30 %, kar je učinkovito zmanjšalo stroške odstranjevanja blata in uravnotežilo učinek in ekonomičnost obdelave.

(2) Primer čiščenja odpadne vode v azijski farmacevtski tovarni

Drug tipičen scenarij uporabe je čiščenje farmacevtske odpadne vode. Takšna odpadna voda vsebuje strupene in ognjevarne organske spojine, ki jih je težko očistiti. Azijska farmacevtska tovarna je sprejela kombinirani sistem medijev MBBR in naprednih oksidacijskih procesov (AOP) za čiščenje odpadne vode. MBBR je bil uporabljen kot -enota za predhodno obdelavo za odstranjevanje biološko razgradljivih organskih snovi, s čimer se je zmanjšala obremenitev obdelave naslednjih AOP in preprečil vpliv strupenih snovi na nadaljnje procese. Reaktor MBBR je dosegel stopnjo odstranitve COD 65 % za farmacevtsko odpadno vodo. Po čiščenju s kombiniranim postopkom je bila končna koncentracija KPK v iztoku pod 50 mg/L, kar je v skladu z lokalnimi standardi za izpuste. Z uporabo medijev MBBR smo izboljšali tudi stabilnost čistilnega sistema, oslabili vpliv toksičnih snovi na proces čiščenja in zagotovili dolgoročno stabilno delovanje čistilnega sistema.

Primerjava zmogljivosti sistema MBBR v različnih scenarijih uporabe

Tabela 2 spodaj primerja delovanje sistemov MBBR v različnih scenarijih uporabe, opisanih v tem članku, s poudarkom na vsestranskosti in prilagodljivosti te tehnologije ter zagotavljanjem reference za tehnično izbiro različnih vrst projektov čiščenja odpadne vode.

Zaključek

Zgornji primeri praktične uporabe kažejo, da je MBBR medij univerzalna in učinkovita tehnologija, primerna za čiščenje komunalne in industrijske odpadne vode. Prednosti so, da prenaša visoko organsko obremenitev, močno odpornost na udarne obremenitve in da lahko sodeluje in se integrira z drugimi postopki čiščenja, zaradi česar je prednostna rešitev za reševanje kompleksnih problemov čiščenja odpadne vode. Zlasti v Maleziji je v kombinaciji z lokalnimi potrebami po čiščenju odpadne vode-nujna posodobitev starih objektov, stroge standardne omejitve izpustov in potreba po ravnotežju med površino in obratovalnimi stroški-uporaba tehnologije MBBR je učinkovito rešila boleče točke lokalnega čiščenja odpadne vode, zagotovila učinkovito in ekonomično tehnično podporo za upravljanje vodnega okolja v Maleziji ter zagotovila dragocene praktične izkušnje za projekte čiščenja odpadne vode v podobne regije.

Obrnite se na Rachel za več pogovorov!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

E-pošta:[email protected]