Slāpekļa un fosfora atdalīšanas efektivitātes salīdzinošā analīze starp Bardenfo un AAO procesiem
1 Projekta pārskats un procesa plūsma
1.1 Projekta pārskats
Siaņas No.5 reģenerētā ūdens rūpnīca (agrāk "No.5 notekūdeņu attīrīšanas iekārta", turpmāk tekstā "WuWu") ir kopējā projektētā jauda 400 000 m³/d, un tā platība ir 387,57 mu (aptuveni 258 380 m²). Tas apkalpo aptuveni 5330 hektāru kopējo platību un aptuveni 900 000 iedzīvotāju. Iekārta var attīrīt sadzīves notekūdeņus un rūpnieciskos notekūdeņus, izmantojot parasto AAO procesu vai piecu -pakāpju Bardenfo procesu. Galvenās notekūdeņu attīrīšanas struktūras ir rupjie sieti, pacelšanas sūkņu stacijas, smalkie sieti, gāzētas smilšu kameras, primārās sedimentācijas tvertnes, bioloģiskās reakcijas tvertnes, sekundārās sedimentācijas tvertnes, augstas{14}}efektivitātes sedimentācijas tvertnes, V-tipa filtri un kontaktdezinficēšanas tvertnes ar galīgo izplūdi Baent upē. Notekūdeņu kvalitāte atbilst A klases standartam, kas norādīts "Šansi provinces dzeltenās upes baseina visaptverošā notekūdeņu novadīšanas standarta" (DB61/224-2018) 1. tabulā. (Piezīme. TN ierobežojums atbilst prasībai 12 mg/L, kas noteikta "Sjaņas pilsētas komunālo notekūdeņu attīrīšanas iekārtu rekultivācijas modernizācijas, pārklāšanas un dezodorēšanas projekta trīs gadu rīcības plānā (2018–2020)" (Pašvaldības biroja dokuments [2018]} Nr.){{25}). Projektētā ieplūstošā un notekūdeņu kvalitāte ir parādīta1. tabula.
1.2 Procesa plūsma
Ir parādītas blokshēmas, kurās tiek salīdzināts Bardenfo process ar tradicionālo AAO procesu1. un 2. attēls.
2 Dizaina parametri
2.1. Ieplūstošā un notekūdeņu kvalitātes projektēšana
2.2. Darbības parametri
Salīdzinājumā iesaistītajām bioloģiskajām tvertnēm ir identiski izmēri. Katra bioloģiskā tvertne ir sadalīta 3 kanālos ar viena kanāla izmēriem L × W × A=86 m × 15 m × 9 m. Vidējā MLSS koncentrācija bioloģiskajās tvertnēs svārstās no 6500 līdz 7000 mg/l. Hidrauliskās aiztures laiki (HRT) parastajam AAO procesam ir: anaerobā zona 1,983 h, anoksiskā zona 5,534 h, aerobā zona 9,029 h, kopā 16,546 h. Bardenfo procesa HAT ir: anaerobā zona 1,983 h, pirmā anoksiskā zona 4,643 h, pirmā aerobā zona 7,163 h, otrā anoksiskā zona 1,973 h, otrā aerobā zona 0,822 h, kopā 16 584 h.
3 Projekta pamatojums, pētījuma mērķis un metodoloģija
3.1. Projekta priekšvēsture un izpētes mērķis
Galvenie bioloģiskās apstrādes procesi uzņēmumā WuWu ir parastais AAO process un Bardenfo process. Tradicionālais AAO process ir izplatīta bioloģiskās attīrīšanas metode notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Nepārtraukti uzlabojot Ķīnas notekūdeņu novadīšanas standartus, sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtās plaši tiek izmantots Bardenfo process, kas iegūts no parastā AAO procesa un pazīstams ar augstāku slāpekļa atdalīšanas efektivitāti. Lai atvieglotu labāku procesa izvēli, WuWu veica visaptverošu parasto AAO un Bardenpho procesu salīdzinājumu no slāpekļa un fosfora atdalīšanas viedokļa. Tas dod pamatu citu sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtu modernizācijai un jaunu projektu izstrādei.
3.2. Pētījuma metodoloģija
Katras WuWu bioloģiskās tvertnes ikdienas apstrādes jauda ir 50 000 m³/d. Šim salīdzinošajam eksperimentam tika izvēlētas A1 un B1 sērijas bioloģiskās tvertnes. A1 sērijā tiek izmantots Bardenpho process, kura bioloģiskā sistēma ir secīgi sadalīta: anaerobā zona, pirmā anoksiskā zona, pirmā aerobā zona, otrā anoksiskā zona un otrā aerobā zona. B1 sērijā tiek izmantots tradicionālais AAO process, un tā bioloģiskā sistēma ir secīgi sadalīta: anaerobajā zonā, anoksiskajā zonā un aerobajā zonā. Eksperimenta laikā abas sērijas darbojās identiskos apstākļos, un paraugu ņemšanas punkti tika sadalīti pa procesa plūsmu pēc vajadzības.
Piesārņojošo vielu mērīšanas metodes: TP tika mērīts, izmantojot amonija molibdāta spektrofotometrisko metodi; TN, izmantojot sārmainās kālija persulfāta sadalīšanas UV spektrofotometrisko metodi; NH₃-N, izmantojot Neslera reaģenta spektrofotometrisko metodi; ĶSP, izmantojot kālija dihromāta spektrofotometrisko metodi.
4 Darbības izaicinājumi un pašreizējais statuss
Parastais AAO process ir arī AO aktīvo dūņu procesa variants. Tā TN noņemšana pilnībā ir atkarīga no recirkulācijas. Augstāki notekūdeņu standarti un lielāki nepieciešamie izvadīšanas ātrumi rada nepieciešamību pēc lielākas recirkulācijas plūsmas, ko papildina palielināts enerģijas un ķīmisko vielu patēriņš. A klases standartiem parastais AAO process joprojām ir pieņemams. Tomēr stingrākiem TN standartiem parastie procesi vairs nav piemēroti.
Bardenfo process ir tipisks piecu{0}}pakāpju process. Pievienojot pēc-denitrifikācijas zonu pēc parastā AAO procesa, tiek pārkāpts TN noņemšanas ierobežojums, kas ir atkarīgs no recirkulācijas koeficienta, tādējādi uzlabojot slāpekļa izvadīšanu. Tā kā notekūdeņu attīrīšanas iekārtas saskaras ar arvien stingrākiem TN izplūdes standartiem, Bardenfo process demonstrē ievērojamas priekšrocības.
5 Pētījumu rezultāti un diskusija
5.1 NH₃-N noņemšana
NH₃-N līmeņi anaerobo zonu ieplūdē un A1 un B1 bioloģisko tvertņu notekūdeņi tika atkārtoti uzraudzīti 15 dienu laikā. Rezultāti ir parādīti3. attēls. Vidējais NH₃-N atdalījums Bardenfo procesam bija 12,7 mg/L, savukārt parastajam AAO procesam tas bija 11,68 mg/l. Rezultāti liecina, ka vienādos sezonas apstākļos, laika periodā, vienmērīgā ieplūdes sadalījumā un pievienojot oglekļa avotu pirms-anoksiskā zonā, Bardenfo process panāca labāku NH₃-N izvadīšanu nekā parastais AAO process.
5.2 TN noņemšana
TN līmeņi anaerobo zonu ieplūdē un A1 un B1 bioloģisko tvertņu notekūdeņi tika atkārtoti uzraudzīti 10 dienu laikā. Rezultāti ir parādīti4. attēls. Vidējais TN atdalījums Bardenfo procesam bija 6,23 mg/L, savukārt parastajam AAO procesam tas bija 2,65 mg/L. Rezultāti liecina, ka tādos pašos apstākļos Bardenpho process panāca labāku kopējo TN noņemšanu nekā parastais AAO process.
5.3 TP noņemšana
TP līmeņi anaerobo zonu ieplūdē un A1 un B1 bioloģisko tvertņu notekūdeņi tika atkārtoti uzraudzīti 22 dienu laikā. Rezultāti ir parādīti5. attēls. Vidējais TP noņemšana Bardenfo procesam bija 0,561 mg/L, savukārt parastajam AAO procesam tas bija 0,449 mg/L. Rezultāti liecina, ka tādos pašos apstākļos Bardenpho process panāca labāku kopējo TP noņemšanu nekā parastais AAO process.
5.4 ĶPS noņemšana
ĶSP līmeņi anaerobo zonu ieplūdē un A1 un B1 bioloģisko tvertņu notekūdeņi tika atkārtoti monitorēti 9 dienu laikā. Rezultāti ir parādīti6. attēls. Vidējais ĶSP patēriņš Bardenfo procesam bija 13 mg/L, savukārt parastajam AAO procesam tas bija 19 mg/L. Rezultāti liecina, ka tādos pašos apstākļos parastajam AAO procesam bija lielāks ĶSP pieprasījums nekā Bardenfo procesam.
6 Secinājums un perspektīva
6.1. Secinājums
Tādos pašos sezonas darbības apstākļos Bardenpho process demonstrēja vispārēju tendenci, ka TN, TP un NH₃-N atdalīšanas efektivitāte notekūdeņos ir augstāka, salīdzinot ar parasto AAO procesu.
Pašlaik ikgadējais fosfora atdalīšanas līdzekļa patēriņš notekūdeņu attīrīšanai ar parasto AAO procesu WuWu ir aptuveni 2961 tonna; Bardenfo procesam tas ir aptuveni 2000 tonnu. Tas nozīmē ikgadēju izmaksu ietaupījumu aptuveni 450 000 RMB apmērā, parādot ievērojamus ekonomiskus ieguvumus.
Bardenfo procesa darbība lielā mērā atbildīs Ķīnas nepārtraukti stingrāku notekūdeņu novadīšanas standartu prasībām un samazinās piesārņojumu Ba upes lejtecē. Tas ļaus būtiski uzlabot ūdens kvalitāti gan uztveres ziņā, gan samazināt piesārņojuma līmeni, pakāpeniski atjaunojot vides funkcijas. Tam ir īpaša nozīme lejteces ūdenstilpņu ekoloģiskās vides aizsardzībā. Būtībā notekūdeņu attīrīšana kontrolē komunālo notekūdeņu piesārņošanu ar gruntsūdeņu avotiem. Tāpēc tai ir aizsargājoša loma pilsētas ūdensapgādes avotiem un lejteces ūdens avotiem, pakāpeniski atjaunojot piesārņotu ekoloģisko vidi. Tas būtiski uzlabos dzīves vidi pilsētniekiem un ražošanas vidi Rūpniecībai un Tirdzniecībai, uzlabos pilsētas ārējo tēlu, kā arī veicinās veselīgu un ilgtspējīgu ekonomikas un sabiedrības attīstību.