100 000 m³/d NAI In-Situ modernizācija: MBBR + denitrifikācijas biofiltrs + magnētiskā koagulācija atbilst DB51/2311 bez jaunas zemes

MĀJAS › LIETAS › MBBR + DENITRIFICĒŠANAS BIOFILTERS - NAI ATJAUNINĀŠANA

MBBR + denitrifikācijas biofiltra + magnētiskās koagulācijas sedimentācijas pielietošana notekūdeņu attīrīšanas iekārtas in-uz vietas modernizācijai

Publicēts: 2026-5-25 • Kategorija:Gadījumi• Tagi:MBBR · Denitrifikācijas biofiltrs · Magnētiskā koagulācija · NAI modernizācija

1. IEDAĻA

1 Projekta pārskats

1.1. Projekta priekšvēsture

Industriālā parka centralizēta notekūdeņu attīrīšanas iekārta Čendu ar jaudu100,000 m³/dtika nodota ekspluatācijā 2013. gadā. Tas izmanto gāzētu smilšu kameras + AAO + sekundārās sedimentācijas tvertnes + D- tipa filtru + UV dezinfekcijas procesu, un notekūdeņu kvalitāte atbilst A klases standartam.Piesārņojošo vielu novadīšanas standarts sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtām(GB 18918–2002). Attīrīšanas plūsma svārstās no 91 000 līdz 118 000 m³/d, un rūpnieciskie notekūdeņi veido aptuveni 48%. Ar atbrīvošanu noŪdens piesārņotāju izplūdes standarts pilsētu un upju baseinos Sičuaņas provincē(DB51/2311–2016) 2017. gadā iekārtai ir jāatbilst industriālā parka centralizēto notekūdeņu attīrīšanas iekārtu novadīšanas standartam. Esošie notekūdeņi pamatā atbilst A klases standartam, taču notekūdeņu kvalitāte ļoti svārstās, ik pa laikam pārsniedzot TN un TP. Tajā pašā laikā lielais smilšu saturs ieplūdē liek gāzētajai smilšu kamerai bieži iztukšot, lai attīrītu no atslāņošanās. Tāpēc ir nepieciešams modernizēt šo iekārtu.

1.2. Ieplūstošā un notekūdeņu kvalitāte

Pamatojoties uz 2017. un 2018. gada statistikas datiem, sākotnējās projektētās ieplūstošās kvalitātes un faktiskās ieplūstošās kvalitātes salīdzinājums ir parādīts 1. tabulā. Redzams, ka faktiskā ieplūstošā ĶSP un BSP₅ ir zemākas par projektētajām vērtībām, savukārt ieplūstošā SS un TP ir daudz augstākas par projektētajām vērtībām.

1. tabula. Dizaina un faktiskās ietekmes kvalitātes salīdzinājums

Mērvienība: mg/l

Salīdzinājums starp faktisko 2017. un 2018. gada notekūdeņu kvalitāti, oriģinālo projekta notekūdeņu standartu un jauno notekūdeņu standartu ir parādīts 2. tabulā. Salīdzinot jauno un veco standartu, prasības ĶSP un NH₄-N ir stingrākas, bet pārējie rādītāji paliek nemainīgi. No 2. tabulas redzams, ka saskaņā ar veco notekūdeņu standartu TP un TN nevar stabili izpildīt standartu ar 100% garantijas likmi; saskaņā ar jauno notekūdeņu standartu NH₄-N nevar stabili atbilst standartam pat ar 95% garantijas likmi. Tāpēc TP, TN un NH₄-N stabilas atbilstības sasniegšana jaunajam izlādes standartam iršīs jaunināšanas galvenā uzmanība.

2. tabula Notekūdeņu kvalitātes salīdzinājums

Mērvienība: mg/l

1.3. Esošās problēmas

2. IEDAĻA

2 Dizaina shēmas jaunināšana

2.1. Projektētā ūdens kvalitātes pielāgošana

Pamatojoties uz izmērīto ieplūstošā ūdens kvalitāti 2017. un 2018. gadā, tiek prognozēta projektētā ieplūstošā ūdens kvalitāte. Projektētā BOD₅ vērtība tiek pazemināta, savukārt projektētās SS un TP vērtības tiek palielinātas, saglabājot noteiktu rezervi attiecībā pret izmērītajām vērtībām. Modernizācijas projektētā ieplūdes un notekūdeņu kvalitāte ir parādīta 3. tabulā.

3. tabula Projektēšanas ieplūde, notekūdeņu kvalitāte un izvadīšanas rādītāji

Mērvienība: mg/l

2.2. Jaunināšanas shēma

Galvenie ierobežojumi šīs rūpnīcas modernizēšanai ir šādi: (1) modernizācija ir jāpabeidz uz vietas, nepievienojot jaunu zemi; (2) ietecē ir augsts smilšu saturs, gāzētai smilšu kamerai nepieciešama bieža attīrīšana, un jauna primārā sedimentācijas tvertne arī saskartos ar smilšu uzkrāšanās problēmu; (3) ekspluatācijas izmaksas pēc rekonstrukcijas jāsaglabā salīdzinoši zemā līmenī. Ņemot vērā šos ierobežojumus un modernizācijas prasības, tiek noteikts procesa ceļš katram apstrādes posmam.

2.2.1. Priekšapstrādes uzlabošana

Priekšapstrādes efektivitāte tieši ietekmē bioloģiskās tvertnes ilgstošu-normālu darbību. Iekārtā ir augsts smilšu saturs ieplūdē, un gāzēta smilšu kamera ir pārslogota, kas neizbēgami noved pie smilšu iekļūšanas bioloģiskajā tvertnē. Aātrā cieto vielu{0}}šķidruma atdalīšanas tehnoloģijair paredzēts, lai uzlabotu pirmapstrādi. Tās princips ir ļaut neapstrādātam ūdenim plūst caur nepārtraukti rotējošu filtra audumu, lai panāktu cieto-šķidruma atdalīšanu, un izmantot reģenerētu ūdeni, lai nepārtraukti tīrītu un noņemtu uz filtra auduma palikušos cietos piemaisījumus. Viena no šīs tehnoloģijas priekšrocībām ir tās augstā filtrēšanas precizitāte: filtra auduma poru izmērs ir 0,2 mm, kas ir 1/15 no parastā smalkā ekrāna poru izmēra, un tas var pārtvert vairāk nekā 90% putu, smalku smilšu, matu un citu piemaisījumu, ievērojami uzlabojot pirmapstrādes efektu. Vēl viena īpašība ir tā lielā apstrādes slodze un mazs nospiedums, un hidrauliskais aiztures laiks ir tikai aptuveni 5 sekundes.

Jauninājumā pēc rupjā sieta ir uzstādīti trīs ātrās cieto{0}}šķidruma atdalīšanas ierīču komplekti, kas nodrošina pirmapstrādes jaudu 30 000 m³/d, aptverot 184 m² platību un darbojas paralēli oriģinālajam smalkajam sietam + gāzētai smilšu kamerai, kas darbojas ar samazinātu jaudu. Rūpnīcas apkalpotie rūpniecības uzņēmumi galvenokārt ir mašīnu ražošanas, elektronisko izstrādājumu un displeju ražošanā. Raksturīgie piesārņotāji ir smagie metāli, fluors un ugunsizturīgs ĶSP. Uzņēmuma izpilde atbilstNotekūdeņu kvalitātes standarts novadīšanai pilsētas kanalizācijā(GB/T 31962–2015). Lai tiktu galā ar pēkšņiem toksisku piesārņotāju triecieniem, ir izstrādāta jauna avārijas uzglabāšanas tvertne ar efektīvu tilpumu 33 000 m³, pilnībā ierakta, ar ainavu un ceļiem virs zemes.

2.2.2. Bioloģiskās sadaļas modifikācija

Bioloģiskās apstrādes sadaļā ir jāuzlabo TP, NH₃-N un TN noņemšana. Zemes ierobežojumu un nespējas palielināt kopējo tvertnes tilpumu dēļ oriģinālajā AAO bioloģiskajā tvertnē tiek veiktas trīs insitu modifikācijas:

1. attēlsVispārējā bioloģiskā tvertnes modifikācija (AAO + MBBR iegultā)

2.2.3. Uzlabotas ārstēšanas sadaļas modifikācija

Uzlabotās ārstēšanas sadaļas uzdevums ir nodrošināt TN, TP un SS galīgo atbilstību. Denitrifikācijas filtra un augstas-efektivitātes sedimentācijas tvertnes kombinācija ir salīdzinoši nobriedis tehnisks ceļš ar daudziem pielietojuma gadījumiem, un šajā projektā to ir paredzēts pieņemt.

(1) Denitrifikācijas filtra izvēle

Pašlaik Ķīnā visplašāk izmantotie denitrifikācijas filtri ir denitrifikācijas dziļās slāņa filtrs un denitrifikācijas biofiltrs. TheŪdensapgādes un kanalizācijas projektēšanas rokasgrāmata5. sējums (Pilsētas drenāža) unDenitrifikācijas biofiltra vispārējā tehniskā specifikācija(GB/T 37528–2019) norāda šo divu filtru konstrukcijas parametrus, kā parādīts 4. tabulā. Redzams, ka augšupplūsmas denitrifikācijas biofiltram, kurā izmanto keramzīta filtra materiālu, ir augstāks filtrācijas ātrums un denitrifikācijas slodze, salīdzinot ar lejupejošās denitrifikācijas dziļslāņa filtru, izmantojot kvarca smiltis. Pētījumi ir parādījuši, ka keramzīta filtrēšanas materiālam salīdzinājumā ar kvarca smiltīm ir priekšrocības: augsta bioplēves nesēja jauda, ​​augsts oglekļa avota izmantošana, īss bioplēves veidošanās laiks un vienmērīgs mikrobu koloniju sadalījums, savukārt kvarca smilšu priekšrocība ir tā spēcīgākā kapacitāte TN un SS noņemšanai. Augšupplūdes filtram ir garāks pretskalošanas cikls un mazāks filtrēšanas galvas zudums, salīdzinot ar lejupejošās plūsmas filtru.

4. tabula Denitrifikācijas filtra galvenie konstrukcijas parametri standartos un kodos

Šim projektam ir ierobežota zeme, un uzlabotie notekūdeņu standarti neparedz stingrākas prasības TN un SS noņemšanai. Apsverot vispusīgi, augšupplūsmas denitrifikācijas biofiltrs ar keramzīta filtru ir izvēlēts kā denitrifikācijas vienība progresīvai apstrādei. Tajā pašā laikā pirms filtra ir uzstādīts 1 mm poru izmēra iekšējās plūsmas atveres plāksnes smalks siets, lai samazinātu daļiņu piemaisījumu iekļūšanu filtrā.

(2) augstas-efektivitātes sedimentācijas tvertne - magnētiskā koagulācija

Tiek projektēta magnētiskās koagulācijas sedimentācijas tvertne. Magnētiskās koagulācijas sedimentācijas tvertne filtrātam pievieno magnētisko vidi + polialumīnija hlorīdu (PAC) + poliakrilamīdu (PAM), sajaucot un flokulējot veidojot stingrus floku, tādējādi panākot lielu plūsmas ātrumu ar virsmas hidraulisko slodzi līdz pat.20 m³/(m²·h), kas ir daudz augstāks par 6–13 m³/(m²·h) parastajām augstas -efektivitātes sedimentācijas tvertnēm. Papildus labai TP un SS noņemšanai, magnētiskās koagulācijas sedimentācijas tvertnei ir arī noteikta ugunsizturīgo ĶSP, smago metālu un krāsu noņemšanas ietekme. Šim projektam ir ierobežota zeme, un ietekas satur noteiktu daļu rūpniecisko notekūdeņu, padarot magnētiskās koagulācijas sedimentācijas tvertni piemērotāku.

(3) Visaptveroša apsvēršana.Denitrifikācijas biofiltrs tiek novietots pirms magnētiskās koagulācijas sedimentācijas tvertnes, galvenokārt, lai pilnībā izmantotu atlikušo BSP₅ sekundārās sedimentācijas tvertnes notekūdeņos kā oglekļa avotu denitrifikācijai. Pirms filtra ir projektēta apvada caurule, kas ļauj notekūdeņiem ieplūst tieši magnētiskās koagulācijas sedimentācijas tvertnē, neizejot cauri filtram, ietaupot enerģiju sekundārajai pacelšanai. Kopējā procesa plūsma pēc jaunināšanas ir parādīta 2. attēlā.

2. attēlsKopējā procesa plūsma pēc jaunināšanas (ātra cieta{0}}šķidruma atdalīšana + AAO/MBBR + denitrifikācijas biofiltrs + magnētiskās koagulācijas sedimentācija)

2.3. Galvenās struktūras un dizaina parametri

3. IEDAĻA

3 Darbības veiktspējas analīze

3.1. Ātrās cietās{1}}šķidruma atdalīšanas ierīces veiktspēja

Ātrās cietās{0}}šķidruma atdalīšanas ierīces enerģijas patēriņš darbības laikā ir 9,12 × 10⁴ kW·h/m³. Atdalītie piemaisījumi ir sadzīves atkritumi, smalkas smiltis, cietie tauki, mati un šķiedras. Novadītā atlikuma vidējais mitruma saturs ir 72,31%, bet sausā atlikuma produkcija ir 104,6 kg/m³. Sauso atlikumu ražošana parastajās pirmapstrādes iekārtās ir 37,3 kg/m³, un ātrās cieto{9}}šķidruma atdalīšanas ierīces sauso atlikumu ražošana ir2,8 reizesparastā pirmapstrāde. Ierīces ieplūde un notekūdeņi tiek žāvēti un nosvērti, un rezultāti liecina, ka smilšu un matu šķiedru 0,2 mm poru izmēra filtra auduma pārtveršanas efektivitāte ir92.99%–94.95%. Līdz šim iekārta ir stabili darbojusies trīs gadus.

3.2. Bioloģiskās tvertnes darbība

Ieplūstošā un notekūdeņu kvalitātes gada vidējie dati pirms (2018) un pēc (2023) modifikācijas ir apkopoti, kā parādīts 5. tabulā. Redzams, ka pēc modifikācijas bioloģiskās tvertnes notekūdeņu kvalitāte ir vispusīgi uzlabota. ĶSP, BSP₅, NH₃-N, TN un TP samazinājās par 14,94%, 12,95%,62.28%, attiecīgi 25,41% un 39,16%, ar vislielāko NH₃-N, TN un TP samazinājumu. Vienlaikus būtiski uzlabojusies arī katra notekūdeņu rādītāja stabilitāte.

5. tabula Bioķīmiskās tvertnes ieplūdes un notekūdeņu ūdens kvalitāte - Pirms un pēc renovācijas

Aktīvo dūņu organisko vielu saturs bioloģiskajā tvertnē pēc modifikācijas palielinājās. Saskaņā ar testa datiem vidējā MLVSS/MLSS attiecība bija 0,58 2018. gadā un 0,63 2023. gadā, kas ir pieaugums par 8,6%. Organisko vielu satura palielināšanās norāda uz labāku dūņu aktivitāti, galvenokārt divu iemeslu dēļ: pirmkārt, ir pastiprināta pirmapstrāde, un ātrā cieto vielu-šķidruma atdalīšanas ierīce aiztur vairāk neorganisko vielu, piemēram, smilšu, tādējādi samazinot neorganisko komponentu īpatsvaru aktīvajās dūņās; otrkārt, MBBR sistēmas pievienošana bioloģiskajā tvertnē palielina kopējo mikrobu biomasu, palielinot organisko komponentu daudzumu aktīvajās dūņās.

Augustā tika izmērītas dūņu koncentrācijas bioloģiskās tvertnes pre-denitrifikācijas zonā, anaerobajā zonā, anoksiskajā zonā un MBBR zonā ar ārējās dūņu recirkulācijas koeficientu 100% un iekšējās recirkulācijas koeficientu 200%. Tika ņemti trīs paralēlo paraugu komplekti, kuru vidējās vērtības ir parādītas 6. tabulā. Redzams, ka dūņu koncentrācijas četrās bioloģiskās tvertnes attīrīšanas iekārtās atšķiras, visaugstākā MBBR zonā, kam seko anoksiskā zona. Analīze liecina, ka bioplēve, kas piestiprināta pie MBBR nesējiem, nepārtraukti atdalās un sajaucas aktīvās dūņās berzes, sadursmes un hidrauliskās berzes dēļ, palielinot dūņu koncentrāciju šajā zonā par aptuveni 3,54% attiecībā pret anoksisko zonu.

6. tabula Katras vienības dūņu koncentrācija bioķīmiskajā tvertnē

Mērvienība: mg/l

3.3. Uzlabotās ārstēšanas veikšana

Tā kā TN bioloģiskās tvertnes notekūdeņos jau stabili atbilst standartam, lai ietaupītu ekspluatācijas izmaksas, denitrifikācijas biofiltram faktiski netiek pievienots papildu oglekļa avots. Pēc 2023.gada ūdens kvalitātes datiem TN bioloģiskās tvertnes notekūdeņos ir (7,04 ± 1,01) mg/L. Neņemot vērā TN atdalīšanu sekundārajā sedimentācijas tvertnē, TN denitrifikācijas biofiltra notekūdeņos ir (6,43 ± 0,92) mg/L ar izvadīšanas ātrumu 8,7%. TP bioloģiskās tvertnes notekūdeņos ir (0,16 ± 0,09) mg/L. Neņemot vērā TP izņemšanu sekundārajā sedimentācijas tvertnē, TP magnētiskās koagulācijas sedimentācijas tvertnes notekūdeņos ir (0,08 ± 0,04) mg/L, ar izvadīšanas ātrumu 50%.

4. IEDAĻA

4 Rekonstrukcijas un ekspluatācijas izmaksas

5. IEDAĻA

5 Secinājums