Iekšējās Mongolijas NAI jauninājums: kā AAO+MBBR nomainīja neveiksmīgu DE oksidācijas grāvi, lai attīrītu 2000 mg/l ĶSP pie 0,85 RMB/m³

2004. gadā notekūdeņu attīrīšanas iekārta Ksilinhotā, Iekšējā Mongolijā, sāka attīrīt 38 000 m³/d ar DE oksidācijas grāvi. Tas bija paredzēts sadzīves notekūdeņiem. Tas ieguva lopkautuves notekūdeņus - aizgaldu mazgāšanas līdzekļus, asinis, taukus, kaulu atliekas un kūtsmēslus -, kas nospiež ieplūstošo ĶSP uz2000 mg/lun amonjaka slāpekli uz120 mg/l. Oksidācijas grāvis, kas pārvietojas starp aerobajiem un anoksiskajiem režīmiem pilsētā, kur temperatūra saglabājas zema visu gadu,{1}}nespēja sekot līdzi. Izšķīdinātais skābeklis svārstījās zem 1 mg/l. Nitrificējošās baktērijas nekad nav izveidotas. Effluent biežāk palaida garām B klasi, nekā to sasniedza. Jauninājums pievienoja DAF pirmapstrādi, jaunu AAO+MBBR bioloģisko stadiju un uzlaboto apstrādi -, un vienlaikus tika novērstas visas četras problēmas. Notekūdeņi tagad stabili atbilst A klasei. Izmaksas:0,85 RMB par kubikmetru.

1. ORIĢINĀLĀ RĪCĪBA - UN KĀPĒC TĀ NEIZDEVĀS

I fāzes rūpnīca tika nodota ekspluatācijā 2004. gada augustā ar projektēto jaudu40,000 m³/d. Bioloģiskajā sadaļā tika izmantots DE oksidācijas grāvju process (sk. 1. attēlu), un notekūdeņi bija nepieciešami, lai atbilstuB klases standartsno GB 18918-2002. Faktiskā caurplūde cauruļu tīklā bija aptuveni 38 000 m³/d. Sākotnējā projektā tika pieņemti tipiski sadzīves notekūdeņu raksturlielumi. Realitāte bija citāda: liela daļa no ieplūdes nāca no kautuvēm, un piesārņojošo vielu koncentrācija ievērojami pārsniedza projektēšanas bāzi.

Četras atšķirīgas problēmas saplūda, lai padarītu DE oksidācijas grāvi nepareizu šajā vietnē:

Problēma 1 - ĶSP nomāca nitrifikāciju

Ieplūstošais ĶSP regulāri sasniedza 2000 mg/l. Heterotrofās baktērijas, kas barojās ar šo organisko pārpilnību, ātri vairojās un patērēja izšķīdušo skābekli tādā ātrumā, kādu aerācijas sistēma nevarēja saskaņot. DO oksidācijas grāvī palikazem 1 mg/luz ilgāku laiku. Nitrificējošās baktērijas - autotrofiem, kam nepieciešams augsts DO, nevis augsts organiskais saturs -, bija skābekļa badā. Amonjaka slāpekļa atdalīšana sabruka kā tiešas ĶSP pārslodzes sekas.

Problēma 2 - Kautuvju atkritumi izturēja bioloģisko noārdīšanos

Kautuves notekūdeņi ir sarežģīts maisījums: aizgaldu mazgāšanas ūdens, kas ved cūku kūtsmēslus un nesagremotu barību; asinis, tauki, gaļas atliekas, kaulu atliekas, mati un fekālijas no nogalināšanas grīdas. Notekūdeņi ir brūngani-sarkani, un metru attālumā ir jūtama zivju smaka. Šīs augstas-ĶSP un augsta-amonjaka plūsmas ātri pūta. Bioloģiskās tvertnes tilpuma ierobežojuma hidrauliskās aiztures laiks bija pārāk īss, lai šīs nepastāvīgās organiskās vielas bioloģiski noārdās līdz zemam līmenim. Neaizturētas organiskās suspendētās cietās vielas, kas tiek izvadītas kopā ar notekūdeņiem, patērējot uztverošajā ūdenī izšķīdušo skābekli un bojājot ekosistēmu.

Problēma 3 - Maiņstrāvas aerobā/anoksiskā režīma darbība aukstumā neizdevās

Xilinhot ir zema temperatūra{0}}visu gadu. Mikrobu augšana ir lēna; nitrificējošās baktērijas ir aukstumjutīgākās-no visām. DE oksidācijas grāvis mainās starp aerobiem (labvēlīgi nitrifikatoriem) un anoksiskiem (labvēlīgi denitrifikatoriem) apstākļiem. Aerobās darbības laikā skābekļa{5}}pietiekamības periods bija pārāk īss, lai nitrifikatori izveidotu dzīvotspējīgu populāciju, pirms cikls pārgāja atpakaļ uz bezskābekļa režīmu, tos atkal nomācot. Denitrificējošās baktērijas, kas pielāgotas anoksiskiem apstākļiem, vienlīdz cieta no pastāvīgās cikliskās kustības. Mainīgais skābekļa režīms, kas ir pieļaujams siltākā klimatā, iekšējās Mongolijas aukstumā kļuva par slāpekļa{8}}izvadīšanas iznīcinātāju.

Problēma 4 - Virsmas aerācija nopludināja siltumu

Virsmas aeratori darbojas, maksimāli palielinot notekūdeņu un gaisa kontakta laukumu, lai veicinātu skābekļa pārnešanu. Tas pats kontakta laukums rada arī siltuma zudumus. Silinhotas klimatā katrai pārnestā skābekļa vienībai tika piemērots termiskais sods - notekūdeņi oksidācijas grāvī zaudēja ierobežotu siltumu aukstajam gaisam, vēl vairāk nomācot jau tā -lēno bioķīmisko kinētiku.

2. ATJAUNINĀŠANAS STRATĒĢIJA: DAF + AAO +MBBR + DIVI-PASPIEMES SLĀPEKĻA NOŅEMŠANA

Jaunināšanai vienlaikus bija jāatrisina četri ierobežojumi: augsts ĶSP, augsts amonjaka līmenis, zema temperatūra un nav pieejama zeme jaunas tvertnes celtniecībai. Risinājums tika uzbūvēts apkārtMBBR tehnoloģija- ir izvēlēts tā spēcīgā pielāgošanās spēju aukstajam-laikam, kompaktajam nospiedumam un spējai kombinēt ar parastajiem procesiem, neprasot papildu tvertnes tilpumu.

MBBR nesēji aerobajā zonā galvenokārt veicina nitrificējošu baktēriju augšanu, un bioplēve, kas atdalās no nesējiem, nepārtraukti inokulē suspendētās aktīvās dūņas ar nitrifikatoriem. Tas tieši kompensē nitrifikācijas deficītu, kas skāra sākotnējo DE oksidācijas grāvi. Process arī demonstrē spēcīgu toleranci pret toksiskiem triecieniem -, kas ir svarīgi, ņemot vērā lopkautuves izplūdes mainīgumu.

Pieci dizaina lēmumi noteica jaunināšanu:

1. DAF pirmapstrāde.Tika pievienota izšķīdināta gaisa flotācijas iekārta, lai noņemtu eļļu un SS no kautuves frakcijas, pirms tā sasniedza bioloģisko stadiju. Augsta ieplūde SS un smērviela jau no pirmās dienas bija pārslogojusi oksidācijas grāvi.

2. Jauna AAO tvertne ar MBBR nesējiem.Tika uzbūvēta pilnīgi jauna primārā anaerobā/anoksiskā/aerobā tvertne ar HDPE MBBR nesējiem (500 m²/m³ īpatnējais virsmas laukums, cilindrisks, ~20 mm diametrs × 10 mm garums) gan anoksiskajā zonā (3110 m³ nesēja tilpums), gan aerobajā zonā (6264 m³ nesēja tilpums). Dizains MLSS: 4000 mg/L. Anaerobā HAT: 2,0 h. Anoksiskā HAT: 6,2 h. Aerobā HAT: 12,5 h.

3. Oksidācijas grāvis pārveidots par sekundāro AO.Esošais DE oksidācijas grāvis tika pārveidots par sekundāro anoksisko/aerobo tvertni (kopējā HRT 12,2 h, 6,1 h katrā zonā). Ieplūstošajam TN sasniedzot 130 mg/l, viena -pakāpes AO nevarētu sasniegt nepieciešamo izvadīšanas - iekšējās recirkulācijas koeficientiem būtu jāpārsniedz 1000%. Divu -pakāpju AO padara slāpekļa atdalīšanu matemātiski sasniedzamu ar praktiskiem recirkulācijas koeficientiem (300% primārā, 200% sekundārā).

4. Uzlabota ārstēšana.Augstas -efektivitātes sedimentācijas tvertne (virsmas slodze 7,3 m³/m²·h, ar cauruļu nostādināšanas līdzekli), kam sekoja nepārtraukti smilšu filtri (48 vienības, AS 50020, katrs 5,5 m², kopējais filtrēšanas laukums 288 m², projektētais filtrēšanas ātrums 5,78 m/h) tika pievienota pēc sekundārās attīrīšanas klases A filtrēšanas standarta.

5. Gudra aerācija un ķīmisko vielu dozēšana.IoT-pamatota precīza aerācija un automatizēta ķīmisko vielu dozēšana aizstāja manuālo, uz pieredzi-pamatotu kontroli -, novēršot hronisko pār-aerāciju un-pārdozēšanu, kas bija palielinājušas sākotnējās rūpnīcas darbības izmaksas.

3. BŪVNIECĪBA BEZ IZSLĒGŠANAS - TRĪS IZAICINĀJUMI

Atjaunināšanas laikā iekārta nevarēja pārtraukt notekūdeņu attīrīšanu. Parādījās trīs izaicinājumi:

Izaicinājums 1 - Atbilstības uzturēšana tvertnes rekonstrukcijas laikā.Vienas bioloģiskās tvertnes izmantošana bezsaistē lietus sezonā (jūlijs–septembris) palielināja atlikušo tvertņu slodzi. Risinājums: tvertnes tika rekonstruētas pa vienai. Vecā dūņu biezināšanas tvertne tika pārveidota par pagaidu sedimentācijas tvertni, lai savāktu un atgrieztu sekundāro cirkulācijas ūdeni, neļaujot tam pievienot slodzi bioloģiskajai sekcijai. Avārijas tvertnes tika iztukšotas pirms tika prognozētas spēcīgas lietusgāzes.

Izaicinājums 2 - Pārklājas konstrukcija un drošība.Sekundārajā AO tvertnē vienlaikus noritēja būvdarbi un procesa cauruļu uzstādīšana. Risinājums: tika izveidots strukturēts komunikācijas un koordinācijas protokols ar detalizētiem drošības plāniem un ārkārtas reaģēšanas procedūrām, kas nosaka katras puses pienākumus.

Izaicinājums 3 - Dūņu iznīcināšana no ekspluatācijā pārtrauktās tvertnes.Sekundārajā AO tvertnē bija 4,5 m aktīvo dūņu ūdens plus 0,5 m neorganisko nogulumu. Risinājums: jaunā dūņu atūdeņošanas sistēma tika nodota ekspluatācijā agri; daļa no dūņām tika atūdeņota, un daļa tika pārnesta uz jauno primāro AAO tvertni.

4. REZULTĀTI: A KLASES IEKŠUMS NO B+ KLASES IEPLŪDES

4.1. Ūdens kvalitāte - pirms un pēc

Ieplūstošās īpašības ir smagas pēc jebkura standarta - komunālo notekūdeņu un kautuves izplūdes maisījuma. 1. tabulā parādītas septiņu parametru projektētās un faktiskās vērtības, kā arī noņemšanas rādītāji, kas sasniegti pēc jaunināšanas.

*NH₃-N izplūdes robežvērtība parasti ir 5 mg/L; 8 mg/L tiek piemērots, ja ūdens temperatūra ir zemāka par 12 grādiem.

Pēc modernizācijas visi notekūdeņu rādītāji stabili atbildaA klases standarts GB 18918-2002, neskatoties uz to, ka ieplūstošā koncentrācija ievērojami pārsniedz sākotnējo projekta bāzi. Bioloģiskās sistēmas apstrādes efektivitāte ievērojami uzlabojās visos parametros (sk. 3. attēlu).

4.2. Darbības izmaksu sadalījums

Gada tiešās darbības izmaksas ir aptuveni12,45 miljoni RMB, norādot vienības izmaksas0,8528 RMB/m³(izņemot iekārtu nolietojumu un finansējumu). Dominē elektrība, uzskaitot62.4%no ekspluatācijas izmaksām - tiešas sekas augstajam skābekļa pieprasījumam no koncentrētas pieplūdes un aukstā klimata, kas palēnina bioloģisko kinētiku.

5. ENERĢIJAS OPTIMIZĀCIJA: VIEDĀS VADĪBAS PĀRSKATS MANUĀLĀS MĒNĒM

Elektroenerģijai veidojot 62% no ekspluatācijas izmaksām, energoefektivitāte nebija obligāta. Dizainā tika iestrādāti trīs pasākumi:

1. Precīza aerācija, kuras pamatā ir IoT-.Lietu interneta platforma apkopo reāllaika -DO, amonjaka un plūsmas datus un pēc tam automātiski pielāgo ventilatora jaudu. Tā vietā, lai darbinātu pūtējus ar fiksētu ātrumu, pamatojoties uz operatora pieredzi, sistēma piegādā tieši tādu gaisu, kāds nepieciešams bioloģijai - ne vairāk, ne mazāk.

2. Saprātīga ķīmisko vielu dozēšana.PAC, PAM un hlora dioksīda dozēšanas ātrums ir piesaistīts reāllaika plūsmai- un piesārņojošo vielu slodzei, novēršot drošības faktora slīdēšanu, kas palielina ķīmisko vielu patēriņu manuāli darbināmās iekārtās.

3. Adaptīvie darbības režīmi.Zemas ieplūdes koncentrācijas periodos MBBR process var pārslēgties uz samazinātu -enerģijas darbības režīmu - mazāk pūtēju tiešsaistē, zemāka sajaukšanas intensitāte -, neapdraudot notekūdeņu atbilstību. Ēkas dizains arī maksimāli palielina dabisko ventilāciju, lai samazinātu HVAC enerģijas pieprasījumu.

GALVENIE LĪDZEKĻI

1. DE oksidācijas grāvji neizdodas aukstā klimatā ar ļoti -stipru notekūdeņiem.Mainīgais aerobais/anoksiskais cikls neļauj stabilizēties nitrifikatoru vai denitrifikatoru populācijām, un virsmas aerācija maksā siltumu. Ja jūsu rūpnīcā ir gan zema temperatūra, gan augsts amonjaka līmenis, DE oksidācijas grāvis ir nepareizs bioloģiskais process.

2. MBBR nesēji inokulē nitrifikatorus suspendētajās dūņās.Šis ir galvenais mehānisms, kas kompensē sākotnējā procesa nitrifikācijas deficītu. Bioplēve uz nesējiem galvenokārt audzē nitrificējošās baktērijas un nepārtraukti iesēj jaukto šķidrumu - in -situ bioaugmentācijas veidā, kam nav nepieciešams ārējs oglekļa avots.

3. Divu-pakāpju AO nodrošina praktisku-spēcīgu slāpekļa noņemšanu.Ja ieplūstošā TN ir 130 mg/l, vienas -pakāpes AO iekšējās recirkulācijas koeficients būtu lielāks par 1000%. Sadalot slāpekļa slodzi starp primāro AAO+MBBR un sekundāro AO tvertni, tiek sasniegta A klase TN (mazāka vai vienāda ar 15 mg/l) ar pārvaldāmām recirkulācijas attiecībām.

4. Ja maisījumā ir lopkautuves notekūdeņi, DAF pirmapstrāde nav-apspriežama.Eļļa un tauki no apmetuma darbībām piesārņos MBBR nesējus un nomāc skābekļa pārnesi. Noņemiet tos pirms bioloģiskās stadijas vai samaksājiet sodu ventilatora elektrībā.

5. Konstrukcija bez izslēgšanas ir iespējama ar fāzētu tvertnes secību.Vispirms izveidojiet jauno primāro AAO tvertni, palaidiet to ekspluatācijā, pēc tam noņemiet veco oksidācijas grāvi bezsaistē, lai to pārveidotu par sekundāro AO. Vecā dūņu biezināšanas tvertne var kalpot kā pagaidu sedimentācijas buferis pārgriešanas laikā.

6. Ekspluatācijas izmaksas 0,85 RMB/m³ par 2000 mg/l ĶSP ieplūdes ir konkurētspējīgas.Elektrības-izmaksu struktūra (62%) atspoguļo šo notekūdeņu reālo skābekļa patēriņu. IoT-balstīta aerācijas vadība un adaptīvie darbības režīmi ir sviras, kas neļauj tai pacelties augstāk.