Az AO{0}}Fenton-BAC kombinált eljárás alkalmazása az erőművek keringető külső vízelvezetésének kezelésében Leírás

Az AO + Fenton reakciótartály + BAC kombinált eljárás alkalmazása a keringő külső vízelvezetés kezelésére erőművekben

A keringtető vízrendszer az erőművi működéshez elengedhetetlen hűtőrendszer. Alapelve, hogy hideg vizet vezetnek a kondenzátorba a folyamatos keringtetés érdekében az egységek hűtésére. A rendszer a folyamatos lefújással és új vízforrásokkal való feltöltéssel éri el az egyensúlyt. A keringető vízrendszerben lévő víz egy része felmelegszik és gőzt fejleszt, amely a tetején keresztül távozik a légkörbe, másik része pedig keringtető külső vízelvezetésként az erőműből kerül ki a környezetbe.

Jelenleg a legtöbb hazai erőmű "előkezelés + ultraszűrés + fordított ozmózis" eljárást alkalmaz a keringő külső vízelvezetés kezelésére. Az ultraszűrési és fordított ozmózisos eljárásnak azonban számos problémája van: (1) A nem megfelelő előkezelési eljárások rossz előkezelési hatásokat eredményeznek, ami csökkenti a további eljárások kezelési hatékonyságát. (2) Működés közben a membránokat gyakran és erősen eltömítik a szennyező anyagok, ami megköveteli a kezelőktől a membránok gyakori vegyszeres tisztítását, ami lerövidíti a membrán élettartamát, ami gyakori membráncserét tesz szükségessé, és magas membráncsere költségeket eredményez. A vízkőgátlók és a korróziógátlók működés közben kicsapódnak, eltömítik a patronszűrőket és a fordított ozmózisos membránokat, ami a membránok gyakori vegyszeres tisztításához és a szűrőpatron cseréjéhez vezet működés közben. Ezenkívül a vízkő- és korróziógátlók könnyen reagálnak nagy-értékű ionokkal, befolyásolva a pelyhképződést, ami rossz koagulációs hatékonyságot eredményez. (3) A membránrendszerek nagy építési beruházást igényelnek, és magas műszaki szakértelmet igényelnek az üzemeltetőktől az üzemeltetés és karbantartás során.

Egy bizonyos erőmű átfogó szennyvíztisztító telepe az AO + Fenton reakciótartály + BAC kombinált eljárást alkalmazta a keringő külső vízelvezetés kezelésére. Ez az eljárás nemcsak jó szennyvízminőséget és egyszerű kezelést biztosít, hanem jelentősen csökkenti az üzem működési költségeit és védi a környező ökológiai környezetet.
 

1 Szennyvízminőség-elemzés

Az erőműből a keringető külső vízelvezetés főként a hűtőberendezésekhez használt vízből származik a kondenzátorban történő folyamatos keringtetés révén. Ezt a fajta szennyvizet alacsony szervesanyag-koncentráció és rossz biológiai lebonthatóság jellemzi. Ezen túlmenően, a hűtővíz recirkulációja során a csővezetékek lerakódásának megakadályozása érdekében az erőmű rendszeresen vízkőgátlókat és korróziógátló szereket ad a keringetett vízbe, ami viszonylag magas össznitrogén-tartalmat eredményez a keringő hűtővízben. További jellemzők közé tartozik a magas sótartalom, a magas -valens ionok, mint például a Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Al³⁺ és a viszonylag nagy keménység.

Ezen szennyvízjellemzők alapján az átfogó szennyvíztisztító telep először AO tartályt szerelt fel az ammónia nitrogén és az összes nitrogén eltávolítására a szennyvízből. Ezt követően a biológiai tisztítási folyamatot követően Fenton reakciótartályt telepítettek, hogy a hidrogén-peroxid és a vas-szulfát közötti kémiai reakció során erős oxidálószerek jöjjenek létre, amelyek a visszahúzódó szerves vegyületeket könnyen lebonthatóvá bontják, és csökkentik a kémiai oxigénigényt és az összes foszfort. Végül egy ferde csöves ülepítő tartályt és BAC tartályt használtak az SS és az ammónia nitrogén eltávolítására, elérve a megfelelőséget.

2 Projekt áttekintése

2.1 Áramlási sebesség és vízminőség

Az áramlási sebesség 220 m³/h. A befolyó víz minőségét monitoring adatok alapján határozták meg, és a szennyvíz minőségének meg kell felelnie a "Szennyezőanyagok kibocsátási szabványa a települési szennyvíztisztító telepekhez" (GB18918-2002) A osztályú kibocsátási szabványainak. Ahogy az ábrán látható1. táblázat, a befolyó szennyvizet ebben a projektben magas KOI, összes nitrogén, összes foszfor és SS jellemzi, viszonylag alacsony ammónia-nitrogén- és összfoszfortartalommal.

 2.2 A projekt legfontosabb kihívásai

Ebben a projektben a szennyvíz az erőmű külső vízelvezető rendszere. A kezelés során felmerülő legfontosabb kihívások a gyártási szennyvízben lévő visszautasító szennyező anyagok, mint például a KOI, az összes foszfor és az összes nitrogén.

(1) A szennyvíz alacsony B/C arányú. A projekt tényleges működése során a befolyó anyag jelentős mennyiségű, nehezen lebontható szerves anyagot tartalmazhat, a B/C arány körülbelül 0,08, ami a nehezen-biológiailag-lebontható kategóriába tartozik. A projekt kezelési folyamatának fejlett oxidációs intézkedéseket kell tartalmaznia a B/C arány növelése és ezáltal a biológiai lebonthatóság javítása érdekében. Ez kulcsfontosságú kihívást jelent a projekt szennyvízkezelésében.

(2) A szennyvíz nagy mennyiségben tartalmaz makromolekuláris szerves vegyületeket, amelyeket csak hagyományos biológiai kezeléssel nehéz eltávolítani. Ez egy másik kulcsfontosságú kihívás a projekt szennyvízkezelésében.

(3) A működési költségek csökkentése és a projekt hatékonyságának javítása érdekében a tervezésnek minimálisra kell csökkentenie a szennyvíz és iszap átemelésére használt szivattyúk számát, és maximálisan ki kell használnia a gravitációs áramlást. Ez a projekt kulcsfontosságú eleme, és rendkívül fontos a működési költségek csökkentése szempontjából.

2.3 Kezelési folyamat

(1) Előkezelési folyamat. A projektben szereplő szennyvíz sokféle szennyező anyagot tartalmaz, összetett összetételű, és jelentős pH-változást mutat, ami megnehezíti és költségessé teszi az átfogó tisztítást. Az előkezelési folyamatban külön kiegyenlítő tartály került beépítésre az áramlás homogenizálására és kiegyenlítésére, csökkentve a vízminőség-ingadozások hatását a szennyvíztisztító rendszerre.

(2) Biológiai kezelési folyamat. A folyamatnak fejlettnek, kiforrottnak, hatékonynak, könnyen kezelhetőnek, rendkívül intelligensnek, minimális helyigényűnek és alacsony üzemeltetési költséggel kell rendelkeznie. Ehhez a projekthez az "AO" folyamatot választották ki. Ezt az eljárást széles körben alkalmazzák Kínában, fejlett és kiforrott technológiával, magas tisztítási hatékonysággal, kényelmes gyártással, alacsony maradékiszap-termeléssel és megbízható szennyvízminőséggel.

(3) Fejlett kezelési eljárás. A "Fenton oxidáció + ferde cső ülepítő tartály + BAC" eljárást választották a projekt fejlett kezelési eljárásaként. Ez az eljárás a Fenton-reakció által generált erős oxidáló szabad gyököket használja fel, hogy oxidálja és lebontja a visszamaradt ellenszegülő szerves vegyületeket, és azokat szerves vegyületekké alakítja, amelyeket a természetes mikroorganizmusok lebonthatnak. Ezzel egyidejűleg kémiai intézkedésekkel fokozza a foszfor eltávolítását, biztosítva ezzel a teljes foszformegfelelőséget. Ezt követően a szerves anyagok eltávolítása a ferde cső ülepítő tartályban történő ülepítéssel, valamint a BAC tartályban történő adszorpcióval és biológiai lebontással fejeződik be, megfelelve a kibocsátási szabványoknak.

(4) Iszapkezelési folyamat. Az iszapsűrítő tartály erős tárolókapacitással, alacsony energiafogyasztással, alacsony üzemeltetési költséggel és egyszerű kezeléssel rendelkezik. A csavarprés alacsony felszerelési és karbantartási költséggel rendelkezik, minimális helyet foglal, kevesebb vegyszert fogyaszt, alacsony zajszintet produkál, és 20% és 25% közötti iszappogácsa szárazságot ér el, ami jó víztelenítési teljesítményt mutat.

2.4 Folyamatfolyamat diagram

A szennyvíztisztító telep az "AO tartály + másodlagos ülepítő tartály + Fenton reakciótartály + ferde cső ülepítő tartály + BAC + fertőtlenítő tartály" eljárást alkalmazza, amint az az ábrán látható.1. ábra.

2.5 Folyamategységek és funkciók

(1) Kiegyenlítő tartály. Csökkenti a szerves terhelés ingadozásának a későbbi kezelési folyamatokra gyakorolt ​​hatását, megakadályozza, hogy az áramlási sebességben vagy a víz minőségében bekövetkező gyors változások befolyásolják a későbbi tisztítási folyamatokat (biológiai vagy kémiai), valamint stabil környezetet tart fenn a mikroorganizmusok számára a biológiai kezelési folyamatokban, és stabil reakciókörnyezetet a vegyi kezelési folyamatokban. A tartályba búvárszivattyúk vannak beépítve, amelyek a szennyvizet az anoxikus tartályba emelik.

(2) AO tartály. Az AO tartály kombinált tömítéssel és merülő keverővel van felszerelve. A kombinált csomagolás bőséges életteret biztosít a denitrifikáló mikroorganizmusok és aerob mikroorganizmusok számára, míg a merülő keverők biztosítják a szerves anyag egyenletes eloszlását a vízben. Az anoxikus tartályban az ammónia-nitrogén nagy részét eltávolítják. Az aerob tartályban a legtöbb szerves anyag eltávolítható, az ammónia-nitrogén nitrát-nitrogénné alakul, és aerob környezet jön létre a foszfor{5}}felhalmozó szervezetek számára a foszfor felvételéhez. A foszforban-dús iszapot végül iszapként távolítják el a másodlagos ülepítő tartályban.

(3) Másodlagos ülepítő tartály. A másodlagos ülepítő tartály mozgóhíd-kaparóval és iszapszivattyúkkal van felszerelve. Az ülepítés után az iszapot a mozgóhíd-kaparó kaparja be az iszaptartályba, majd iszapszivattyúk szivattyúzzák az iszaptartályba, jelentősen csökkentve a szennyvízben lévő SS-t.

(4) Fenton reakciótartály. Alacsony pH-n a H2O2 katalitikusan lebomlik Fe2+ hatására, és ·OH keletkezik, amely képes oxidálni a legtöbb szerves vegyületet a vízben. A biológiai vagy hagyományos kémiai oxidációs reakciókkal nehezen kezelhető szerves vegyületeket is teljesen oxidálhatja. · Az OH reakcióba lép a szennyvízben lévő szerves anyagokkal, CO₂-ra és vízre bontva azokat, jelentősen csökkentve a nehezen -{-kezelhető szerves vegyületek koncentrációját a szennyvízben és növelve a B/C arányt, ezáltal javítva a következő BAC tartály tisztítási hatékonyságát.

(5) Ferde cső ülepítő tartály. A ferde csöves ülepítő tartályban lévő ferde csőtömítés a Fenton reakciótartályban képződő lebegő anyagokat és pelyheket aggregálja a ferde csövek felületén. A gravitáció révén az iszap leülepedik az alján, és iszapszivattyúk szivattyúzzák az iszapsűrítő tartályba, csökkentve a szennyvízben lévő SS-t.

(6) Köztes tartály. Biztosítja a szennyvíz stabil minőségét és áramlási sebességét, garantálva az egyenletes és stabil szűrést a biológiai aktív szénszűrőben és javítja a BAC tartály szűrési hatékonyságát.

(7) BAC tartály és visszamosó tartály. A BAC tartály aktív szén szűrőanyagot tartalmaz, amely erős adszorpciós képességgel rendelkezik, hatékonyan szűri meg a vízben lévő káros anyagokat és mikroorganizmusokat, és eltávolítja a lebegő szilárd anyagokat. A visszamosó tartály visszamosó szivattyúkkal van felszerelve a szűrőben lévő szűrőanyag visszamosására, megakadályozva az eltömődést.

(8) Fertőtlenítő tartály. A tartályba nátrium-hipokloritot adnak, hogy elpusztítsák a vízben lévő káros baktériumokat, csökkentve a szennyvíz káros baktériumok tartalmát.

(9) Iszaptartály és csavarprés. Az AO tartályból, a másodlagos ülepítő tartályból, a ferde csöves ülepítő tartályból és a BAC tartályból származó iszapot iszapszivattyúk szivattyúzzák az iszaptartályba. Sűrítés után az iszapot iszapszivattyúk (a víztelenítés során hozzáadott kationos PAM-mal) a csigaprésbe szivattyúzzák. Az iszapsűrítő tartály és csavarprés révén az iszap nedvességtartalma jelentősen csökken, megkönnyítve az ártalmatlanítást.

2.6. A kombinált eljárás jellemzői

(1) Az AO tartály nagy hatékonysággal távolítja el a szerves anyagokat, az ammónia-nitrogént és a szennyvízben lévő egyéb szennyező anyagokat. Az anoxikus tartályban a baktériumok C-tartalmú szerves vegyületeket fogyasztanak, hogy kiegészítsék energiájukat, és az aerob tartályból visszavezetett nitrát nitrogént N2-vé redukálják, befejezve a denitrifikációt, miközben eltávolítják a BOI5 egy részét is. Az anoxikus tartályban hidrolízis reakciók is végbemennek, ami növeli a szennyvíz B/C arányát és javítja biológiai lebonthatóságát. Az aerob tartályban a szerves anyagok és a foszfor nagy része távozik, és az ammónia-nitrogén nitrát-nitrogénné alakul.

(2) A Fenton reakciótartály erős oxidáló Fenton reagenseket (Fe²⁺ és H2O2 bizonyos arányban keverve) használ az erősen oxidáló ·OH előállítására, amely jó oxidációs kezelési hatást biztosít. A reakciótermékek CO₂ és víz nem-mérgezőek és ártalmatlanok. Az eljárás jó működési jellemzőkkel, viszonylag alacsony kezelési sebességgel és szobahőmérsékleten költséggel, magas oxidációs hatékonysággal, alacsony kezelési költségekkel rendelkezik, és jelentősen csökkentheti a szennyvízkezelés nehézségét.

(3) Vállalati szempontból az AO tartály, majd a Fenton reakciótartály elrendezése jelentősen csökkenti az üzemeltetési költségeket ahhoz képest, hogy először a Fenton reakciótartályt, majd az AO tartályt helyezi el. Ha először a Fenton reakciótartályt, majd az AO-tartályt helyeznék el, az AO-tartály szerves terhelése megnőne, aminek következtében a Fenton-reakciótartályban renitens szerves vegyületek oxidációjából keletkező nagy-értékű szerves molekulákat kell kezelni. Ez működés közben nagy mennyiségű szénforrás hozzáadását tenné szükségessé, ami jelentősen növelné a szénforrás beszerzési költségeit és az üzemeltetési költségeket. Először az AO tartály, majd a Fenton reakciótartály elrendezése lehetővé teszi a lebomló szerves anyagok kezelését az elülső szakaszban, és a visszahúzódó szerves anyagok kezelését a hátsó részben, csökkentve az üzemeltetési költségeket, miközben jelentősen csökkenti a szennyvíz szervesanyag-koncentrációját.

(4) Tekintettel a befolyó magas KOI-ra, a BAC-t választották fejlett kezelési eljárásként a szennyvíz szervesanyag-tartalmának további csökkentésére. Az aktív szén nagy fajlagos felülettel rendelkezik, lehetővé téve a szerves anyagok és mikroorganizmusok megtapadását, meghosszabbítva érintkezési idejüket és ezáltal javítva a mikrobiális lebontás hatékonyságát. A tartály az aktív szénen kívül levegőztető rendszerrel is fel van szerelve, amely nemcsak a vízben lévő szerves anyagok mozgási sebességét növeli, a mikroorganizmusok oxigénellátását, valamint a tisztítás hatékonyságát javítja, hanem elősegíti a lebegő mikroorganizmusok és a befolyó szerves anyagok közötti érintkezést, növelve a lebegő mikroorganizmusok kezelési hatékonyságát.

2.7 Folyamategységek és paraméterek

A projekt folyamategységei és paraméterei itt láthatók2. táblázat.

3 Működési állapot

Ez a projekt 2022 júniusában átment az elfogadáson, a szennyvízben lévő összes szennyezőanyag-mutató megfelelt a megadott kibocsátási szabványoknak.3. táblázat.

4 Működési költségek

A projekt teljes működési költségét a következő tartalmazza:4. táblázat.

5 Gazdasági, társadalmi és környezeti előnyök

5.1 Gazdasági előnyök 

A projekt megvalósítása jelentős gazdasági előnyökkel jár. Először is csökkenti a vállalati költségeket. E projekt nélkül az erőműből származó keringető külső vízelvezetés kezelése minősített szervezetekhez történő kiszervezést igényelne. A keringő külső vízelvezető nagy koncentrációja és nagy térfogata miatt magasak a kiszervezési kezelési és szállítási költségek. Ha nem bízzák meg a kezelést a minősített jogalanyokkal, az illetékes hatóságok pénzbírsággal sújtják. Ezért a projekt megvalósítása jelentősen csökkenti a vállalkozás szennyvízkezelési költségeit és az esetleges bírságokat. Másodszor, csökkenti a társadalmi költségeket. Ha a keringő külső vízelvezetőt kezeletlenül engednék ki, az ebből eredő vízszennyezés csökkentené a mezőgazdasági és halászati ​​hozamokat, ami hatással lenne a környező mezőgazdaság és halászat fejlődésére. Így a projekt megvalósítása jelentősen csökkenti a társadalmi költségeket. Harmadszor, közvetve csökkenti a lakosok egészségügyi költségeit. E projekt nélkül a felszín alatti vizek környezete elkerülhetetlenül szennyeződne, veszélyeztetve a környező lakosok egészségét és jelentősen megnövelve egészségügyi költségeiket. Ezért a projekt megvalósítása közvetve csökkenti a lakosok egészségügyi kiadásait. Végül növeli a föld értékét. A projekt megvalósítása csökkenti az erőműben keringő külső vízelvezetésből származó szennyezést, vonzóbbá téve a környező területeket beruházások és gyárépítések számára.

5.2 Szociális juttatások

A projekt megvalósítása jelentős társadalmi haszonnal jár. Először is védi a környező vízi környezetet. A nagy koncentrációjú káros anyagokat tartalmazó keringő külső vízelvezető közvetlen kibocsátása nagymértékben károsítaná a környező vízi környezetet és hatással lenne a vízi ökoszisztémára. Másodszor, védi a közelben lakók egészségét és javítja életminőségüket. A keringő külső vízelvezető magas szervesanyag-koncentrációja miatt a folyók feketévé és szagúvá válnának, ha kieresztik őket. Ezenkívül jelentősen befolyásolná a víz minőségét, lehetetlenné téve a vízi állatok, például a halak túlélését, ami bűzös-szagú halakhoz vezetne, és befolyásolná a környező lakosok lakókörnyezetét és életminőségét. Ezért ennek a projektnek a megvalósítása nagymértékben védi a közelben lakók egészségét.

5.3 Környezeti előnyök

A projekt megvalósítása jelentősen csökkenti a környező víztestek szennyeződését az erőmű keringő külső vízelvezetéséből, és védi a közelben lakók lakókörnyezetét. Az éves CODcr-t körülbelül 385 tonnával, a BOI₅-t körülbelül 23 tonnával, a TN-t körülbelül 150 tonnával, a TP-t körülbelül 3 tonnával és az SS-t körülbelül 370 tonnával csökkenti.

6 Következtetés

Ez a projekteset azt bizonyítja, hogy az AO + Fenton reakciótartály + BAC kombinált eljárás hatékonyan kezeli a szennyező anyagokat az erőművek keringető külső vízelvezetőjében, így stabil, a meghatározott kibocsátási szabványoknak megfelelő szennyvízminőséget ér el. A CODcr csökkenése eléri a 85%-ot, az összes nitrogén csökkenése eléri a 87%-ot, a teljes foszfor csökkenése pedig eléri a 90%-ot. Bár a BOD5 és az ammónia-nitrogén eltávolítási aránya alacsony befolyó koncentrációjuk miatt nem magas, mégis következetesen megfelelnek a szabványoknak. Ez bizonyítja, hogy az AO + Fenton reakciótartály + BAC kombinált eljárás jelentős kezelési hatásokat és kiváló szennyvízminőséget ér el az erőművi külső vízelvezetésnél. Ezzel a kombinált eljárással magas fokú automatizálás érhető el, alacsony a műszaki követelményei, egyszerű kezelést és kezelést kínál. Értékes referenciaként szolgál más, az erőművek külső keringető vízelvezetését kezelő projektekhez, miközben jelentős gazdasági, társadalmi és környezeti előnyökkel jár, és jelentős jelentőséggel bír az erőművek fenntartható fejlődése és működése szempontjából.