Notekūdeņu attīrīšanas iekārtas modernizācijas un renovācijas projekts ar A2/O-MBBR procesu
Nepārtraukti pieaugot sabiedrības informētībai par vidi, notekūdeņu attīrīšanas iekārtām ir aktīvi jāveic modernizācijas un atjaunošanas darbības, jāpieņem progresīvas tehnoloģijas notekūdeņu attīrīšanai, jāpanāk notekūdeņu atkārtota izmantošana un jāiegulda sava daļa ilgtspējīgā sociālajā attīstībā. Lielākais izaicinājums notekūdeņu attīrīšanas iekārtu modernizācijas un renovācijas laikā ir slāpekļa un fosfora atdalīšana. Izmantojot MBBR tehnoloģiju, šī problēma tiek efektīvi atrisināta. Šajā rakstā galvenā uzmanība ir pievērsta pilsētas notekūdeņu attīrīšanas iekārtai Sjičū apgabalā, kurā tiek izmantots kombinēts pirmapstrādes process + A2/O sekundārās bioloģiskās attīrīšanas process + auduma vides filtrēšana + nātrija hipohlorīta dezinfekcija. Bioloģiskās attīrīšanas sadaļā tiek izmantots integrēts notekūdeņu attīrīšanas aprīkojums (tostarp pirms-anoksiskā tvertne, anaerobā tvertne, anoksiskā tvertne, aerobā tvertne, slīpas caurules sedimentācijas tvertne, auduma filtrs un dezinfekcijas tvertne).
1 Projekta pārskats
Notekūdeņu cauruļu tīkla izbūve, kas atbalsta pilsētas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas Sjičū apgabalā, Venšaņas Džuanas un Miao autonomajā prefektūrā, Junaņas provincē, ietver projektus sešās apdzīvotās vietās: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin un Xinmajie. Atbalsta kanalizācijas cauruļu tīklu kopējais garums šajos apdzīvotās vietās ir aptuveni 39,182 km, un cauruļu diametrs ir no DN200 mm līdz DN500 mm, izmantojot augsta blīvuma polietilēna dubultsienu gofrētas caurules (HDPE). Lianhuatang un Xinmajie apgabalos ir uzbūvētas integrētas sūkņu stacijas. Xinmajie Township ir Q=25 m³/h, DN150 mm spiediena ūdens padeves PE caurule 50 m, savukārt Lianhuatang Township — Q=25 m³/h, DN200 mm spiediena ūdens padeves PE caurule ar 15 m. Notekūdeņu attīrīšanas stacijas kopējā būvniecības platība ir 3482 m², tajā ietilpst kompleksa ēka, integrēta notekūdeņu attīrīšanas iekārta, transformators un sadales telpa, monitoringa telpa, regulēšanas tvertne, dūņu tvertne, atkārtotas izmantošanas ūdens tvertne, dūņu atūdeņošanas telpa un dūņu uzglabāšanas novietne, sieta kanāls, pacelšanas sūkņu stacija un avārijas tvertne.
2 Ūdens kvalitātes analīze un galvenā procesa izvēle
2.1. Ieplūstošā un notekūdeņu kvalitāte
Visaptveroša Xichou apgabala pilsētas notekūdeņu attīrīšanas iekārtu ietekošā ūdens kvalitātes analīze liecina, ka tās koncentrācija ir stabila ar nelielu lejupejošu tendenci. Tā kā pašreizējais process ir augstas-efektivitātes notekūdeņu attīrīšanas process, attīrīšanas tvertņu tilpums nav liels un tā tolerance pret triecienslodzēm nav spēcīga. Tāpēc ieplūstošā ūdens kvalitātes rādītāju garantijas likmes standarts nevar tikt noteikts pārāk augsts; šoreiz tas ir noteikts 90%. Turklāt rūpnīca katru dienu saņem 500 m³ poligona izskalojuma. Projektējot galīgo ieplūstošā ūdens kvalitāti, ir jāpaļaujas uz kopējo ūdens kvalitātes tendenci, lai efektīvi veiktu attiecīgos projektēšanas darbus. Ūdens kvalitātes rādītāji ir parādīti1. tabula.
BSP₅/CODcr attiecība notekūdeņos ir 0,35, kas liecina par viegli bioloģiski noārdāmiem notekūdeņiem; BOD₅/TN attiecība ir 3. Lai atbilstu notekūdeņu TN standartam, ir nepieciešami papildu attīrīšanas pasākumi, piemēram, ārēja oglekļa avota pievienošana; BOD5/TP attiecība ir 26,3, kas ir piemērota bioloģiskai fosfora atdalīšanai.
Pašlaik atlikušais NH₃-N un TN daudzums ir salīdzinoši liels, un noņemšanas efektivitāte ir zema. Tas norāda, ka NH₃-N nitrifikāciju nevar pilnībā veikt vecajā aerobajā tvertnē. Tā kā anoksiskā tvertne sākotnēji netika izveidota, denitrifikācijas process nenotika. Slāpekļa atdalīšana tika panākta, tikai izvadot liekās dūņas, un nitrifikācijas{5}}denitrifikācijas metode netika izmantota.
2.3. Galvenais process
Pēc rūpīgas Xichou apgabala pilsētas notekūdeņu attīrīšanas iekārtas īpašās situācijas analīzes iekārtas vietā bija jāpabeidz modernizācija un renovācija. Telpa augu zonā ir ļoti ierobežota. Nosakot notekūdeņu attīrīšanas procesu, bija nepieciešams vispusīgi izvērtēt vietas apstākļus un saprātīgi izmantot esošās bioķīmiskās tvertnes attīrīšanas procesu. Pēc plašas izpētes, pieņemot A2/O-MBBR procesu (sauktu par MBBR procesu), tika efektīvi risinātas zemes izmantošanas un ekspluatācijas problēmas. Šī pieeja veicināja bioķīmisko tvertņu ietilpības trīsdimensiju paplašināšanu un ļāva aktīvi būvēt anoksiskās un anaerobās tvertnes. MBBR process apvieno aktīvās dūņas ar bioplēvi. Tās priekšrocības izpaužas salīdzinoši mazajā nospiedumā, garajā bioloģiskajā ķēdē, spējā sasniegt ideālus notekūdeņu kvalitātes standartus un stabilu darbību. Bioplēves metode slāpekļa noņemšanai uzrāda labus rezultātus arī zemas temperatūras sezonās. MBBR procesa plūsma ir parādīta1. attēls.
2.4 MBBR procesa priekšrocības
Salīdzinot MBBR procesu, fiksētās -vides bioplēves metodes un aktīvo dūņu procesus, MBBR process izceļas ar visredzamākajām priekšrocībām, jo īpaši: ① Piekārtie nesēji galvenokārt ir izgatavoti no modificētiem materiāliem, piemēram, PP un PE, nodrošinot labu izturību. Tā kā piekaramos turētājus ir viegli iedarbināt un darbināt, tādas problēmas kā salipšana un aizsērēšana rodas reti. Tāpēc, piemērojot notekūdeņu attīrīšanas sistēmas aerācijas sistēmai un notekūdeņu iekārtām, to nolietojuma koeficients un nomaiņas biežums ir ļoti zems. ② MBBR procesam ir spēcīga slāpekļa noņemšanas spēja. Uz suspendētajiem nesējiem var līdzās pastāvēt aerobā, anoksiskā un anaerobā vide, ļaujot vienā reaktorā pabeigt gan nitrifikācijas, gan denitrifikācijas reakcijas. Nitrificējošās baktērijas var strauji augt uz bioplēves, kas veidojas uz suspendētajiem nesējiem, panākot optimālu nitrifikāciju. ③ MBBR procesam ir laba tolerance pret triecienslodzēm, uzlabojot notekūdeņu stabilitāti un izturību pret toksiskām vielām. ④ Pieņemot MBBR procesu, var izmantot saprātīgu oriģinālo attīrīšanas iekārtu modernizāciju un atjaunošanu, gandrīz nemainot zemes izmantošanu, tādējādi ietaupot vietu. ⑤ Tradicionālajai notekūdeņu attīrīšanai ir jāpievieno nesēja atbalsta rāmji aerācijas tvertnē, savukārt MBBR process novērš šo darbību, tādējādi samazinot aerācijas ierīču apkopes un nesēju pārvaldīšanas grūtības.
3 Bioķīmiskās tvertnes atjaunošanas plāns
3.1. Jaunu anaerobo un anoksisko tvertņu būvniecība
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 grādi, un tika labi ieviesta tādu indikatoru pārvaldība kā jauktā šķīduma suspendēto vielu koncentrācija, denitrifikācijas nitrātu koncentrācija un denitrifikācijas ātrums. Ziemā var rasties nepietiekams oglekļa avots; var pievienot atbilstošu daudzumu oglekļa avota, lai uzlabotu denitrifikācijas efektivitāti. Jaunizbūvētā bezskābekļa tvertne ir aprīkota ar kopumā 16 vienībām 5 kW vertikālo turbīnu maisītāju; esošā bioķīmiskās tvertnes anoksiskā zona ir aprīkota ar kopumā 8 5 kW vertikālo dzenskrūvju komplektiem; anaerobā tvertne ir aprīkota ar 6 komplektiem ar 6,5 kW iegremdējamo maisītāju.
Salīdzinot fosfora atdalīšanas un slāpekļa atdalīšanas uzdevumu sarežģītības koeficientus, slāpekļa atdalīšana acīmredzami ir grūtāka. Parasti apmierinošu fosfora atdalīšanas efektu var iegūt, izmantojot ķīmiskās fosfora atdalīšanas metodes. Lai optimizētu slāpekļa atdalīšanas efektus, kad temperatūra ir zema un ieplūstošais kopējais slāpeklis ir augsts, dūņas var reciklēt uz anaerobo sekciju, lai nodrošinātu ilgāku aiztures laiku bezskābekļa sekcijā.
3.2. Esošo bioķīmisko tvertņu atjaunošana
Pēc renovācijas esošā bioķīmiskā tvertne ir sadalīta četrās daļās: Starp pirmo un ceturto daļu tiek pievienota sadalošā siena. Teritorijas pirms un pēc sadalošās sienas šajās divās daļās ir attiecīgi anoksiskā zona un nesēja zona (MBBR zona), kā arī MBBR zona un degazācijas zona. Otrā un trešā daļa ir MBBR zonas. Atdalošās sienas pievienošana ceturtajā daļā var kontrolēt iekšējā reciklētā jauktā šķidruma izšķīdušā skābekļa koncentrāciju saprātīgā diapazonā. Turklāt MBRR zonā ir uzstādītas tādas iekārtas kā sieti un perforētu cauruļu aeratori, lai uzlabotu bioķīmiskās tvertnes darbības efektivitāti. Pēc bioķīmiskās tvertnes aerobās zonas renovācijas pabeigšanas degazēšanas zonas un MBBR zonas kopējais efektīvais tvertnes tilpums sasniedz 38 000 m³. Degazācijas zona ir aprīkota ar 12 vienībām 18,5 kW aksiālās plūsmas sūkņiem, no kuriem 4 ir gaidīšanas režīmā; tiek izmantoti tīri HDPE piekaramie nesēji.
3.3. Ventilācijas telpas un aerācijas sistēmas renovācija
Pūtēja telpā ir 4 pūtēji: 3 ir veci pūtēji ar ieplūdes caurplūdumu 480 m³/min, un viens ir jauns pūtējs. Ūdens dzesēšana ir galvenā dzesēšanas metode vecajiem pūtējiem, katra jauda ir 830 kW; gaisa dzesēšana ir galvenā metode jaunajam pūtējam, kura jauda ir 670 kW. Salīdzinot veco un jauno pūtēju darbības stāvokli, jaunais pūtējs darbojas efektīvāk un efektīvāk. Vecajiem pūtējiem ir ne tikai zema darbības efektivitāte, bet arī tie prasa dārgas apkopes un remonta izmaksas.
Projektējot aerobās zonas aerācijas tilpumu, tas jābalsta uz augstāko skābekļa patēriņu aerobajā zonā ar galīgo izvēlēto vērtību 720 m³/min. Perforēto aerācijas cauruļu konfigurācijai jābūt balstītai uz 4 pūtēju gaisa daudzumu. Veco pūtēju nomaiņas darbi jāveic efektīvi. 3 jaunu pūtēju atpirkšana, lai aizstātu vecos, ir izdevīga aerācijas apjoma samazināšanai. Nomainot aerācijas caurules, tiek nomainītas tikai vecās aerācijas caurules aerobikas tvertnes iekšpusē.
3.4. Dūņu apstrādes sistēma
Galvenās dūņu attīrīšanas iekārtas, ko izmanto Sjičū apgabala pilsētiņas notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, ir dūņu biezināšanas un atūdeņošanas filtra prese. Visaptveroši analizējot dūņu atūdeņošanas un sabiezēšanas procesus, integrējot dūņu sabiezēšanas un atūdeņošanas darbības, var samazināt kapitālieguldījumu izmaksas un samazināt lielu -polimēru flokulantu devu. Lai izvairītos no dūņu apstrādes radītā kaitējuma videi, tika izvēlēta mehāniskā dūņu sabiezēšanas un atūdeņošanas tehnoloģija, lai efektīvi kontrolētu vides un atmosfēras piesārņojumu.
3.5. Dezodorēšanas sistēma
Ir daudzas metodes smaku ārstēšanai, parasti tiek izmantotas bioloģiskās, ķīmiskās un fizikālās metodes. Dažādām smaku apstrādes metodēm ir būtiskas atšķirības to dezodorēšanas mehānismos, pielietošanas apstākļos un tehniskajos veidos. Vispusīgi analizējot šī projekta specifiskos apstākļus un izvērtējot dažādu dezodorēšanas tehnoloģiju priekšrocības un trūkumus, galu galā tika izvēlēts jonu dezodorēšanas process attiecīgo darbību veikšanai.
3.6. Galvenie procesa atjaunošanas punkti
3.6.1. Mobilo sakaru operatora izvēle
Izvēloties piekaramos nesējus, ir jāpārliecinās, ka ražošanas materiālam ir pietiekama izturība pret koroziju un kopējais efektīvais īpatnējais virsmas laukums atbilst notekūdeņu standartiem, tādējādi garantējot biomasu. Vienlaikus piekaramo turētāju kalpošanas laikam, nodilumizturībai un izturībai jāatbilst standartiem, un kalpošanas laiks ir ilgāks par 15 gadiem.
3.6.2. Pārvadātāja uzkrāšanās
Ūdenim plūstot, nesēji maina pozīciju, izraisot lielu skaitu nesēju uzkrāšanos pārtveršanas ekrānu priekšā. Pēc kāda laika pārtveršanas ekrāni var aizsērēt. Palielināta aerācija tiek izmantota, lai izskalotu uzkrātos nesējus. Katrā pārtveršanas ekrānā notiek galvas zudums. Liels skaits nesēju uzkrājas zem ūdens līmeņa starpības spiediena visā ekrānā. Pieaugot ūdens līmeņa starpībai, palielinās arī nesēju uzkrāšanās apjoms. Nesēja zonā ir uzstādīta pārvadātāja pārstrādes ierīce. Ar gaisa pacelšanas ierīci darbināmi nesēji nesēja zonas beigās tiek atgriezti priekšējā galā, novēršot nesēja uzkrāšanos.
3.7. Pēc-renovācijas darbības efektivitātes analīze
Kopējās investīcijas šim projektam ir 219,91 miljons juaņu. Vidējās vienības ekspluatācijas izmaksas ir 0,4 juaņas/m³, un vidējās vienības kopējās izmaksas ir 0,5 juaņas/m³. Pēc modernizētā renovācijas projekta pabeigšanas un nodošanas ekspluatācijā tā ūdens plūsmas efekts ir ļoti apmierinošs, ekspluatācijas stāvoklis ir labs, un notekūdeņu kvalitātes standarti atbilst attiecīgajām prasībām.
4 Secinājums
Šī modernizācijas un renovācijas projekta būvniecības laikā tika efektīvi izmantotas esošās struktūras. Racionāli izmantojot MBBR tehnoloģiju, plānojuma atjaunošanas darbi sasniedza labus rezultātus, nepalielinot nospiedumu, būtiski uzlabojot notekūdeņu attīrīšanas sistēmas slāpekļa un fosfora atdalīšanas spēju un optimizējot piesārņojošo vielu atdalīšanas efektivitāti. MBBR tehnoloģija ir ļoti attīstīta, tai piemīt ne tikai tradicionālo notekūdeņu attīrīšanas tehnoloģiju priekšrocības, bet arī efektīvi izmantojot savu īpašo nesēju augsto attīrīšanas jaudu, būtiski uzlabojot piesārņojošo vielu attīrīšanas efektivitāti.
Pamatojoties uz analīzi un demonstrējumiem, lai nodrošinātu plāna racionalitāti, ieteicams pieņemt MBBR procesa shēmu. Veicot sākotnējās bioloģiskās sistēmas atjaunošanu in situ, nesēju pievienošana aerobajai zonai, lai palielinātu tās kravnesību, nodrošina slāpekļa attīrīšanas atbilstību standartiem. Augsta-blīvuma sedimentācijas tvertņu un auduma filtru izmantošana SS un TP kontrolei var garantēt stabilu notekūdeņu daudzumu, kas atbilst 1.A klases standartam. MBBR process, kā arī dažādi kombinētie procesi, kas iestrādā MBBR aktīvo dūņu sistēmās, darbojas stabili, ir viegli darbināmi un pielāgojami, tiem ir spēcīga tolerance pret ietekmju kvalitātes un daudzuma izmaiņām, nodrošina labu slāpekļa un fosfora atdalīšanas efektu un ir ekonomiska, efektīva un stabila notekūdeņu attīrīšanas metode. Palielinoties valsts un vietējām prasībām attiecībā uz notekūdeņu kvalitāti no notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, šis process ir ļoti piemērots risinājums projektiem, kas saskaras ar tādiem izaicinājumiem kā agrīna būvniecība ar procesiem, kas nespēj izpildīt jaunas prasības, ierobežota zemes pieejamība, augstas zemes izmaksas un finansējuma grūtības. To paredzēts plašāk izmantot komunālo vai rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas iekārtu modernizācijā un renovācijā.
Turklāt šī renovācijas projekta laikā tika veikti mērķtiecīgi denitrifikācijas ceļa kontroles pasākumi, pamatojoties uz faktiskajiem apstākļiem bioķīmisko tvertņu renovācijas laikā, tostarp stiprinot tādu indikatoru pārvaldību kā denitrifikācijas nitrātu koncentrācija un denitrifikācijas ātrums. Procesa atjaunošanā galvenā uzmanība tika pievērsta operatora izvēles un uzkrāšanas pārvaldības uzlabošanai. Integrējot pūtēju telpas un aerācijas sistēmas, dūņu attīrīšanas sistēmas un dezodorēšanas sistēmas renovācijas darbus, tika uzlabota notekūdeņu attīrīšanas iekārtas visaptverošā attīrīšanas jauda.