Szennyvíztisztító telep korszerűsítési és felújítási projektje A2/O-MBBR eljárással
A lakosság környezettudatosságának folyamatos növekedésével a szennyvíztisztító telepeknek aktívan korszerűsítési és felújítási tevékenységeket kell végezniük, fejlett technológiákat kell alkalmazniuk a szennyvíz kezelésére, el kell érniük a szennyvíz újrafelhasználását, és hozzá kell járulniuk a fenntartható társadalmi fejlődéshez. A szennyvíztisztító telepek korszerűsítése és felújítása során a legnagyobb kihívás a nitrogén- és foszforeltávolítás. Az MBBR technológia alkalmazásával ez a probléma hatékonyan megoldható. Ez a cikk a Xichou megyei település szennyvíztisztító telepére összpontosít, amely kombinált előkezelési + A2/O másodlagos biológiai tisztítási eljárást + ruhás közegszűrést + nátrium-hipokloritos fertőtlenítést alkalmaz. A biológiai tisztító részleg integrált szennyvíztisztító berendezéseket használ (beleértve az anoxikus tartályt, az anaerob tartályt, az anoxikus tartályt, az aerob tartályt, a ferde csöves ülepítő tartályt, a textilanyagszűrőt és a fertőtlenítő tartályt).
1 Projekt áttekintése
A Xichou megyében, Wenshan Zhuangban és Miao autonóm prefektúrában, Yunnan tartományban található települési szennyvíztisztító telepet támogató szennyvízvezeték-hálózat kiépítése hat településen zajlik: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin és Xinmajie. Ezekben a településeken az alátámasztó szennyvízvezeték-hálózatok teljes hossza körülbelül 39,182 km, a csövek átmérője DN200 mm-től DN500 mm-ig terjed, nagy sűrűségű polietilén kettős falú hullámcsövek (HDPE) felhasználásával. Integrált szivattyútelepek épülnek Lianhuatang és Xinmajie településeken. Xinmajie településen egy Q=25 m³/h, DN150 mm-es nyomású vízellátó PE cső 50 m, Lianhuatang Townshipben pedig egy Q=25 m³/h, DN200 mm-es nyomású vízellátó PE cső 15 m. A szennyvíztisztító telep teljes építési területe 3482 m², amely magában foglal egy átfogó épületet, integrált szennyvíztisztító berendezést, transzformátort és elosztó helyiséget, megfigyelő helyiséget, szabályozó tartályt, iszaptartályt, újrafelhasználó víztartályt, iszapvíztelenítő helyiséget és iszaptároló fészert, szitacsatornát, átemelő szivattyúállomást és szükségtartályt.
2 Vízminőség-elemzés és a főfolyamat kiválasztása
2.1 Befolyó és kifolyó víz minősége
A Xichou megyei település szennyvíztisztító telep befolyó vízminőségének átfogó elemzése azt mutatja, hogy koncentrációja stabil, enyhe csökkenő tendenciával. Mivel a jelenlegi eljárás nagy hatékonyságú-szennyvízkezelési eljárás, a tisztítótartályok térfogata nem nagy, és lökésterheléssel szembeni tűrése sem erős. Ezért a befolyó vízminőségi mutatókra vonatkozó garancia mértéke nem határozható meg túl magasra; ezúttal 90%-ra van állítva. Ezenkívül az üzem naponta 500 m³ hulladéklerakó csurgalékvizet kap. A végső befolyó vízminőség tervezésekor a vízminőség általános trendjére kell támaszkodni a vonatkozó tervezési munka hatékony elvégzése érdekében. A vízminőségi mutatók az alábbiakban láthatók1. táblázat.
A szennyvízben a BOD5/KODcr arány 0,35, ami biológiailag könnyen lebomló szennyvízre utal; a BOD5/TN arány 3. Az elfolyó TN szabvány teljesítéséhez további kezelési intézkedésekre van szükség, mint például egy külső szénforrás hozzáadása; a BOD5/TP arány 26,3, ami alkalmas a biológiai foszfor eltávolításra.
Jelenleg az NH₃-N és a TN maradék mennyisége viszonylag magas, az eltávolítási hatékonyság pedig gyenge. Ez azt jelzi, hogy az NH₃-N nitrifikációja nem hajtható végre teljes mértékben a régi aerob tartályban. Mivel eredetileg nem állítottak fel anoxikus tartályt, a denitrifikációs folyamat nem történt meg. A nitrogén eltávolítása csak a felesleges iszap kiürítésével valósult meg, a nitrifikációs-denitrifikációs módszert nem alkalmazták.
2.3 Fő folyamat
A Xichou megyei település szennyvíztisztító telepének sajátos helyzetének alapos elemzése után a korszerűsítést és felújítást be kellett fejezni az üzem területén. Az üzem területén belül a hely nagyon korlátozott. A szennyvíztisztítási folyamat meghatározásakor szükséges volt a telephelyi adottságok átfogó mérlegelése és a meglévő biokémiai tartálykezelési eljárás ésszerű kihasználása. Kiterjedt kutatás után az A2/O-MBBR folyamat (más néven MBBR folyamat) alkalmazása hatékonyan kezelte a földhasználati és üzemeltetési problémákat. Ez a megközelítés megkönnyítette a biokémiai tartály kapacitásának háromdimenziós bővítését, és lehetővé tette anoxikus és anaerob tartályok aktív építését. Az MBBR eljárás az eleveniszapot biofilmmel kombinálja. Előnyei a viszonylag kis lábnyomban, a hosszú biológiai láncban, az ideális szennyvízminőségi előírások elérésében és a stabil működésben nyilvánulnak meg. A nitrogén eltávolítására szolgáló biofilm módszer is jó eredményeket mutat{10}}alacsony hőmérsékletű évszakokban. Az MBBR folyamatfolyamat itt látható1. ábra.
2.4 Az MBBR folyamat előnyei
Összehasonlítva az MBBR-eljárást, a fix{0}}hordozós biofilm-módszereket és az eleveniszapos eljárásokat, az MBBR-eljárás kiemelkedik a legkiemelkedőbb előnyökkel, különösen: ① A felfüggesztett hordozók főként módosított anyagokból, például PP-ből és PE-ből készülnek, amelyek jó tartósságot biztosítanak. Mivel a felfüggesztett tartókat könnyű beindítani és működtetni, ritkán fordulnak elő olyan problémák, mint a csomósodás és az eltömődés. Ezért a szennyvíztisztító rendszer levegőztető rendszerére és szennyvízelvezető berendezéseire alkalmazva az amortizációs arányuk és a csere gyakorisága nagyon alacsony. ② Az MBBR eljárás erős nitrogéneltávolító képességgel rendelkezik. A lebegő hordozókon aerob, anoxikus és anaerob környezet is létezhet, lehetővé téve a nitrifikációs és denitrifikációs reakciók egyetlen reaktoron belüli befejezését. A szuszpendált hordozókon képződött biofilmen a nitrifikáló baktériumok gyorsan szaporodhatnak, optimális nitrifikációt érve el. ③ Az MBBR eljárás jól tolerálja az ütési terhelést, növelve a szennyvíz stabilitását és a mérgező anyagokkal szembeni ellenállást. ④ Az MBBR eljárás elfogadásával az eredeti kezelőberendezés ésszerű korszerűsítése és felújítása hasznosítható, a területhasználat szinte változtatás nélkül, így helytakarékos. ⑤ A hagyományos szennyvízkezelés hordozó tartókereteket igényel a levegőztető tartályba, míg az MBBR eljárás kiküszöböli ezt a lépést, ezáltal csökkentve a levegőztető berendezések karbantartásának és a hordozók kezelésének nehézségeit.
3 Biokémiai tartály felújítási terv
3.1 Új anaerob és anoxikus tartályok építése
After demolishing the buildings on the west side of the plant's biochemical tank area, new anoxic and anaerobic tanks were constructed on the cleared land. The anoxic zone was modified from the initial section of the existing biochemical tank. Active construction of the anoxic and anaerobic tanks was carried out. Their plan dimensions and effective volume must meet relevant usage requirements, and the hydraulic retention time was scientifically planned to enable them to play an important role. During the construction of the anoxic tank, the minimum temperature was controlled to >12 fokos, és jól végrehajtották az olyan mutatók kezelését, mint a kevert lúg lebegőanyag-koncentrációja, a denitrifikációs nitrátkoncentráció és a denitrifikációs sebesség. Télen előfordulhat elégtelen szénforrás; megfelelő mennyiségű szénforrást lehet hozzáadni a denitrifikáció hatékonyságának növelésére. Az újonnan épített anoxikus tartály összesen 16 db 5 kW-os függőleges turbinás keverővel van felszerelve; a meglévő biokémiai tartály anoxikus zóna összesen 8 db 5 kW-os függőleges légcsavarral van felszerelve; az anaerob tartály összesen 6 db 6,5 kW-os merülő keverővel van felszerelve.
A foszfor- és nitrogéneltávolítási feladatok nehézségi együtthatóit összehasonlítva a nitrogéneltávolítás nyilvánvalóan nagyobb kihívást jelent. Általában kielégítő foszforeltávolító hatás érhető el kémiai foszforeltávolító módszerekkel. A nitrogéneltávolító hatások optimalizálása érdekében, amikor a hőmérséklet alacsony és a beáramló összes nitrogén magas, az iszap visszavezethető az anaerob szakaszba, így biztosítva a hosszabb tartózkodási időt az anoxikus szakaszban.
3.2 Meglévő biokémiai tartályok felújítása
A felújítás után a meglévő biokémiai tartályt négy részre osztják: Az első és a negyedik rész közé válaszfal került. A válaszfal előtti és utáni területek ebben a két részben az anoxikus zóna és a hordozózóna (MBBR zóna), illetve az MBBR zóna és a gáztalanító zóna. A második és a harmadik rész is MBBR zóna. A negyedik részhez elválasztófal hozzáadásával ésszerű tartományon belül szabályozható a belső újrahasznosított kevert lúg oldott oxigén koncentrációja. Ezenkívül a biokémiai tartály működési hatékonyságának javítása érdekében az MBRR zónában olyan berendezéseket szerelnek fel, mint például a szűrők és a perforált csöves levegőztetők. A biokémiai tartály aerob zóna felújítása után a gáztalanító zóna és az MBBR zóna teljes effektív tartálytérfogata eléri a 38.000 m³-t. A gáztalanító zóna összesen 12 db 18,5 kW-os axiális átfolyású szivattyúval van felszerelve, 4 db készenléti szivattyúval; tiszta HDPE felfüggesztett hordozót használnak.
3.3 Légfúvó és levegőztető rendszer felújítása
A befúvó helyiségben 4 fúvó található: 3 régi fúvó 480 m³/perc bemeneti sebességgel és egy új fúvó. A régi ventilátorok fő hűtési módja a vízhűtés, egyenként 830 kW teljesítményű; A 670 kW teljesítményű új ventilátor fő módszere a léghűtés. Összehasonlítva a régi és az új fúvók üzemállapotát, az új fúvó hatékonyabban és eredményesebben működik. A régi fúvók nem csak alacsony hatásfokkal rendelkeznek, hanem költséges karbantartási és javítási költségeket is igényelnek.
Az aerob zóna levegőztetési térfogatának tervezésekor az aerob zóna legmagasabb oxigénigényét kell alapul venni, a végső kiválasztott érték 720 m³/perc. A perforált levegőztető csövek konfigurációját a 4 ventilátor levegőmennyiségén kell alapul venni. A régi fúvók cseréjét hatékonyan kell elvégezni. 3 új fúvó visszavásárlása a régiek helyére előnyös a levegőztetés mennyiségének csökkentésében. A levegőztető csövek cseréjekor csak az aerob tartály belsejében lévő régi levegőztető csöveket cserélik ki.
3.4 Iszapkezelő rendszer
A Xichou megyei település szennyvíztisztító telepén használt fő iszapkezelő berendezés egy iszapsűrítő és víztelenítő szűrőprés. Az iszap víztelenítési és sűrítési folyamatainak átfogó elemzése, az iszapsűrítési és víztelenítési műveletek integrálása minimalizálhatja a beruházási költségeket és csökkentheti a nagy-polimer flokkulálószerek adagját. Az iszapkezelésből adódó környezeti károk elkerülése érdekében a mechanikus iszapsűrítési és víztelenítési technológiát választották a környezet- és légkörszennyezés hatékony szabályozására.
3.5 Szagtalanító rendszer
A szagok kezelésére számos módszer létezik, általában a biológiai, kémiai és fizikai módszereket alkalmazzák. A különböző szagkezelési módszerek szagtalanítási mechanizmusaikban, alkalmazási körülményeikben és műszaki típusaikban jelentős különbségeket mutatnak. A projekt konkrét körülményeinek átfogó elemzése és a különböző szagtalanítási technológiák előnyeinek és hátrányainak mérlegelése után végül az ionos szagtalanítási eljárást választották ki a megfelelő műveletek elvégzésére.
3.6 A folyamatfelújítás kulcspontjai
3.6.1 Szolgáltató kiválasztása
A függesztett hordozók kiválasztásakor ügyelni kell arra, hogy a gyártási anyag megfelelő korrózióállóságú legyen, és a teljes effektív fajlagos felület megfeleljen a szennyvíz szabványoknak, ezzel garantálva a biomasszát. Ezzel egyidejűleg a felfüggesztett tartók élettartamának, kopásállóságának és szilárdságának meg kell felelnie a szabványoknak, és élettartama 15 év felett van.
3.6.2 A hordozó felhalmozódása
A víz áramlása közben a hordozók pozíciót változtatnak, aminek következtében nagyszámú hordozó gyűlik össze a lehallgató képernyők előtt. Egy idő után a lehallgató képernyők eltömődhetnek. A növekvő levegőztetést a felgyülemlett hordozók öblítésére használják. Fejveszteség lép fel minden lehallgató képernyőn. A vízszintkülönbség nyomása alatt nagyszámú hordozó halmozódik fel a képernyőn. A vízszintkülönbség növekedésével a hordozóanyag felhalmozódás mértéke is növekszik. A hordozó zónában egy hordozó-újrahasznosító eszköz van telepítve. Légi szállítóeszköz hajtja, a hordozózóna végén lévő hordozók visszakerülnek az elülső végbe, megakadályozva a hordozó felhalmozódását.
3.7 A felújítás utáni{1}}működési hatékonyság elemzése
A projekt teljes beruházása 219,91 millió jüan. Az átlagos egységnyi működési költség 0,4 jüan/m³, az átlagos egységnyi összköltség pedig 0,5 jüan/m³. A korszerűsített felújítási projekt befejezése és üzembe helyezése után vízáramlási hatása nagyon kielégítő, üzemállapota jó, a szennyvíz minőségi előírásai megfelelnek a vonatkozó követelményeknek.
4 Következtetés
A korszerűsítési és felújítási projekt kivitelezése során a meglévő építményeket hatékonyan hasznosították. Az MBBR technológia racionális alkalmazásával az elrendezés-felújítási munkák jó eredményeket értek el a lábnyom növelése nélkül, jelentősen növelve a szennyvíztisztító rendszer nitrogén- és foszforeltávolító képességét és optimalizálva a szennyezőanyag-eltávolítási hatékonyságot. Az MBBR technológia rendkívül fejlett, nemcsak a hagyományos szennyvíztisztítási technológiák előnyeivel rendelkezik, hanem hatékonyan használja ki speciális hordozóinak nagy tisztítási kapacitását, jelentősen javítva a szennyezőanyag-tisztítási hatékonyságot.
Elemzés és demonstráció alapján a terv racionalitása érdekében javasolt az MBBR folyamatsémát átvenni. Az eredeti biológiai rendszer in situ felújításával az aerob zónához hordozóanyagok hozzáadásával a teherbírás növelése érdekében a nitrogénkezelés megfelel a szabványoknak. A nagy-sűrűségű ülepítő tartályok + textilanyagszűrők későbbi használata az SS és TP szabályozására garantálja az 1A fokozatú szabványnak megfelelő stabil szennyvizet. Az MBBR-eljárás, valamint a különféle kombinált eljárások, amelyek eleveniszapos rendszerbe építik be az MBBR-t, stabilan működnek, könnyen kezelhetők és beállíthatók, erősen tűrik a befolyó minőségi és mennyiségi változásokat, jó nitrogén- és foszforeltávolító hatást biztosítanak, valamint gazdaságos, hatékony és stabil szennyvízkezelési módszert képviselnek. A szennyvíztisztító telepek szennyvíz minőségére vonatkozó országos és helyi követelmények megnövekedésével ez az eljárás nagyon megfelelő megoldást jelent olyan projektek számára, amelyek olyan kihívásokkal néznek szembe, mint a korai építés, olyan folyamatokkal, amelyek nem képesek megfelelni az új követelményeknek, korlátozott földterület, magas földköltség és finanszírozási nehézségek. Elterjedtebb lesz a kommunális vagy ipari szennyvíztisztító telepek korszerűsítésénél és felújításánál.
Ezen túlmenően a felújítási projekt során a biokémiai tartályok felújítása során a tényleges körülmények alapján célzott denitrifikációs útvonal-szabályozásra került sor, beleértve az olyan mutatók kezelésének megerősítését, mint a denitrifikációs nitrát koncentráció és a denitrifikációs sebesség. A folyamatfelújítás a közvetítőválasztás és a felhalmozás kezelésének javítására összpontosított. A fúvószoba és a levegőztető rendszer, az iszapkezelő rendszer és a szagtalanító rendszer felújításának integrálásával a szennyvíztisztító telep átfogó tisztítási kapacitása nőtt.