MBBR mediju pielietojumi komunālo un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanā|Malaizijas gadījuma izpēte

MBBR mediju praktiskie pielietojumi sadzīves un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanā

Ievads

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) mediji ir plaši izmantoti komunālo un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas projektos visā pasaulē, pateicoties tā nobriedušajai attīrīšanas veiktspējai un labajai pielāgošanās spējai. Komunālo notekūdeņu attīrīšanas jomā šo tehnoloģiju bieži izmanto esošo attīrīšanas iekārtu modernizēšanai un renovācijai, lai tās atbilstu stingrākiem izplūdes standartiem; savukārt rūpnieciskos scenārijos tas var efektīvi tikt galā ar sarežģītā piesārņojošo vielu sastāva īpašībām un lielām rūpniecisko notekūdeņu slodzes svārstībām. Šajā rakstā tiks pētīti MBBR mediju praktiskie pielietojuma gadījumi un dažādos scenārijos sasniegtie attīrīšanas efekti, koncentrējoties uz notekūdeņu attīrīšanas fona Malaizijā un inženiertehniskajiem piemēriem, lai demonstrētu šīs tehnoloģijas praktiskumu un ekonomiju.

Pārskats par Malaizijas notekūdeņu attīrīšanas nozares fona

Kā Dienvidaustrumāzijas valsts Malaizija ir apveltīta ar bagātīgiem ūdens resursiem, un daži reģioni pat ilgstoši eksportē saldūdeni uz kaimiņvalstīm. Tomēr pēdējos gados, ko ietekmējuši vairāki faktori, piemēram, pilsētu iedzīvotāju skaita pieaugums, strauja rūpniecības attīstība un uzlabota vides apziņa, notekūdeņu attīrīšana Malaizijā saskaras ar nopietnām problēmām un steidzamām vajadzībām. No nozares statusa viedokļa dažos Malaizijas reģionos ir problēmas, piemēram, tieša notekūdeņu novadīšana, novecojušas attīrīšanas iekārtas un nepietiekama attīrīšanas efektivitāte. Tostarp daudzās vietās, piemēram, Džohorā un Saravakā, ir novērots pastiprināts upju piesārņojums, ko izraisa nelegāla izplūde no piekrastes rūpnīcām un iedzīvotāju neregulēta sadzīves notekūdeņu novadīšana, un pat biežas ūdensapgādes krīzes. Tikai Džohorā ikdienas dzeramā ūdens atkritumi sasniedz pat 1,173 miljardus litru, kas vēl vairāk saasina pretrunu starp ūdens piedāvājumu un pieprasījumu.

Lai uzlabotu ūdens vides kvalitāti, Malaizijas valdība ir nepārtraukti uzlabojusi vides aizsardzības likumus un noteikumus. Tostarp 2009. gada Vides kvalitātes (notekūdeņu) noteikumi formulēja stingrus notekūdeņu novadīšanas standartus (standarts A: BSP₅ mazāks vai vienāds ar 20 mg/L, ĶSP mazāks vai vienāds ar 50 mg/L, suspendētās cietās daļiņas, mazākas vai vienādas ar 50 mg/l), izvirzot augstākas prasības notekūdeņu attīrīšanas iekārtām. Tajā pašā laikā Malaizija ir pakāpeniski palielinājusi ieguldījumus notekūdeņu attīrīšanas iekārtu celtniecībā un atjaunošanā. No vienas puses, tas veicina centralizētu notekūdeņu novadīšanas sistēmu izbūvi. Piemēram, Kučings ir ieguldījis lielus ieguldījumus centrālās notekūdeņu novadīšanas sistēmas izbūvē, kas centralizēti attīra notekūdeņus pirms to novadīšanas upēs, pakāpeniski uzlabojot upju piesārņojuma situāciju. No otras puses, tas aktīvi ievieš efektīvas notekūdeņu attīrīšanas tehnoloģijas. Pateicoties nelielai platībai, īsam renovācijas ciklam, augstai attīrīšanas efektivitātei un kontrolējamām ekspluatācijas izmaksām, MBBR tehnoloģija ir kļuvusi par vēlamo tehnoloģiju, lai uzlabotu un atjaunotu komunālo notekūdeņu attīrīšanas iekārtas Malaizijā, un to plaši izmanto dažādos reģionālos notekūdeņu attīrīšanas projektos. Turklāt Malaizija pēdējos gados ir arī veicinājusi cieto atkritumu un plastmasas piesārņojuma apstrādi, lai samazinātu piesārņojošo vielu emisijas to avotā, atvieglotu notekūdeņu attīrīšanas slogu un izveidotu visaptverošu vides aizsardzības pārvaldības sistēmu “avota kontrole un cauruļu attīrīšanas beigas”.

MBBR mediju pielietošanas gadījumi sadzīves notekūdeņu attīrīšanā

(1) Komunālo notekūdeņu attīrīšanas iekārtu renovācijas gadījums Eiropā

Komunālo notekūdeņu attīrīšanā izplatīts MBBR vides pielietojuma scenārijs ir aktīvo dūņu attīrīšanas iekārtu modernizācija un atjaunošana. Daudzas vecās attīrīšanas iekārtas saskaras ar izaicinājumiem, ko rada arvien stingrākas slāpekļa un fosfora atdalīšanas prasības. Pievienojot MBBR barotni esošajām aerācijas tvertnēm, var palielināt biomasas aizturi, nepalielinot reaktora tilpumu. Piemēram, komunālā notekūdeņu attīrīšanas iekārta Eiropā ar paredzēto attīrīšanas jaudu 50 000 iedzīvotāju ekvivalentu (PE) pieņēma MBBR materiālu nitrifikācijas uzlabošanas atjaunošanai. Pirms renovācijas iekārtas amonjaka slāpekļa atdalīšanas ātrums bija tikai 75%, kas neatbilda izplūdes normai 5 mg/L; pēc MBBR barotnes ar īpatnējo virsmu 800 m²/m³ uzstādīšanas amonjaka slāpekļa atdalīšanas ātrums palielinājās līdz vairāk nekā 95%, un notekūdeņu amonjaka slāpekļa koncentrācija tika stabili kontrolēta zem 3 mg/L. Renovācijas projektam bija īss būvniecības dīkstāves laiks, un ekspluatācijas izmaksas pieauga tikai par 10%, kas pilnībā atspoguļo MBBR mediju ekonomiju komunālo notekūdeņu attīrīšanas iekārtu modernizācijā un renovācijā.

(2) Kuala Savas reģionālās notekūdeņu attīrīšanas iekārtas atjaunošana Malaizijā

Pieaugot pilsētu iedzīvotāju skaitam un arvien stingrākiem vides aizsardzības noteikumiem Malaizijā, MBBR tehnoloģija ir pakāpeniski pieņemta arī sadzīves notekūdeņu attīrīšanas iekārtu modernizēšanai. Kuala Savas reģionālajai notekūdeņu attīrīšanas iekārtai (RSTP) Negeri Sembilanā, ko pārvalda Indah Water Konsortium (IWK), steidzami jāuzlabo attīrīšanas efektivitāte, lai tā atbilstu stingrajiem novadīšanas standartiem Malaizijas 2009. gada vides kvalitātes (notekūdeņu) noteikumos. Iekārta sākotnēji izmantoja oksidācijas grāvju procesu, attīrot 600 m2 un 5 m. m³ fekāliju dūņu dienā, apkalpojot iedzīvotājus 320 000 PE. Tomēr tā slāpekļa atdalīšanas efekts bija nestabils, un notekūdeņu rādītāji bieži neatbilda standartiem maksimālās slodzes periodos, kas bija pretrunā ar steidzamo pieprasījumu pēc ūdens vides pārvaldības vietējā teritorijā.

Lai atrisinātu iepriekš minētās problēmas, nepaplašinot esošo grīdas platību (galvenais ierobežojums pilsētu teritorijās), rūpnīca 2023. gadā veica MBBR mediju renovācijas projektu. Oksidācijas grāvja aerobajā zonā tika pievienota MBBR 37 barotne ar īpatnējo virsmu 800 m²/m³, kas veido 25% no reaktora tilpuma. Renovācijas projekts tika īstenots pa posmiem, katru posmu pabeidzot 10 dienu laikā, līdz minimumam samazinot ietekmi uz darbību. MBBR sistēma ievērojami uzlaboja biomasas aiztures spēju, jo īpaši bagātināja nitrificējošās baktērijas (Nitrospira spp.), uzlaboja auga spēju tikt galā ar organiskās slodzes un slāpekļa slodzes svārstībām, kā arī efektīvi atrisināja sākotnējā procesa nestabilās slāpekļa atdalīšanas sāpju punktu.

(3) Apstrādes veiktspējas salīdzinājums pirms un pēc renovācijas

1. tabulā ir apkopota Kuala Sawah RSTP apstrādes veiktspēja pirms un pēc MBBR atjaunošanas, salīdzinot ar Malaizijas standarta A izplūdes ierobežojumiem atsaucei.

No 1. tabulas redzams, ka MBBR renovācija būtiski uzlaboja iekārtas attīrīšanas efektivitāti. Visi galvenie rādītāji stabili atbilst un pārsniedz Malaizijas standarta A izplūdes standartus, starp kuriem amonjaka slāpekļa izvadīšanas ātrums palielinājās par vairāk nekā 20 procentpunktiem, pilnībā atrisinot nestandarta notekūdeņu problēmu maksimālās slodzes periodos. Turklāt MBBR sistēma samazināja lieko dūņu ražošanu par 28%, samazinot ikmēneša dūņu apglabāšanas izmaksas par aptuveni 25 000 Malaizijas ringgitu (RM). Pateicoties MBBR sistēmas enerģiju taupošajam-projektam, ekspluatācijas izmaksas pieauga tikai par 8%, padarot to par ekonomisku un efektīvu risinājumu iekārtas modernizācijai un atjaunošanai, kā arī sniedzot reālu atsauci citu veco notekūdeņu attīrīšanas iekārtu atjaunošanai Malaizijā.

MBBR vides pielietošanas gadījumi rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanā

(1) Ziemeļamerikas piena pārstrādes rūpnīcas notekūdeņu attīrīšanas gadījums

Rūpniecības jomā MBBR mediji ir veiksmīgi izmantoti dažāda veida rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanā. Piemēram, pārtikas pārstrādes notekūdeņi parasti satur augstu organisko vielu (ĶSP līdz 10 000 mg/L) un tauku koncentrāciju, ko ar tradicionālajiem procesiem ir grūti efektīvi attīrīt. Ziemeļamerikas piena pārstrādes rūpnīca izmantoja MBBR sistēmu, lai attīrītu ražošanas notekūdeņus. Reaktors tika piepildīts ar 30% tilpuma cilindriskas MBBR vides, un hidrauliskās aiztures laiks tika kontrolēts 8 stundas. Darbības rezultāti parādīja, ka ĶSP noņemšanas ātrums sasniedza 92% un BSP₅ noņemšanas ātrums sasniedza 94%, kas bija ievērojami labāks nekā sākotnējā aktīvo dūņu procesa veiktspēja (ĶSP noņemšanas ātrums 78%); tajā pašā laikā par 30% tika samazināta liekā dūņu ražošana, efektīvi samazinot dūņu apglabāšanas izmaksas un līdzsvarojot apstrādes efektu un ekonomiju.

(2) Āzijas farmācijas rūpnīcas notekūdeņu attīrīšanas gadījums

Vēl viens tipisks lietošanas scenārijs ir farmaceitisko notekūdeņu attīrīšana. Šādi notekūdeņi satur toksiskus un ugunsizturīgus organiskos savienojumus, kurus ir grūti attīrīt. Āzijas farmācijas rūpnīca notekūdeņu attīrīšanai pieņēma kombinētu MBBR barotņu un uzlaboto oksidācijas procesu (AOP) sistēmu. MBBR tika izmantots kā priekšapstrādes vienība, lai noņemtu bioloģiski noārdāmās organiskās vielas, samazinot turpmāko AOP apstrādes slodzi un izvairoties no toksisko vielu ietekmes uz turpmākajiem procesiem. MBBR reaktors sasniedza ĶSP noņemšanas ātrumu 65% farmaceitiskajiem notekūdeņiem. Pēc apstrādes ar kombinēto procesu galīgā notekūdeņu ĶSP koncentrācija bija zem 50 mg/L, kas atbilst vietējiem izplūdes standartiem. MBBR barotņu pielietošana arī uzlaboja attīrīšanas sistēmas stabilitāti, vājināja toksisko vielu ietekmi uz attīrīšanas procesu un nodrošināja attīrīšanas sistēmas stabilu- darbību ilgtermiņā.

MBBR sistēmas veiktspējas salīdzinājums dažādos lietojumprogrammu scenārijos

2. tabulā ir salīdzināta MBBR sistēmu veiktspēja dažādos šajā rakstā aprakstītajos pielietojuma scenārijos, izceļot šīs tehnoloģijas daudzpusību un pielāgojamību, kā arī sniedzot atsauci dažādu veidu notekūdeņu attīrīšanas projektu tehniskajai izvēlei.

Secinājums

Iepriekš minētie praktiskie pielietojuma gadījumi parāda, ka MBBR mediji ir universāla un efektīva tehnoloģija, kas piemērota gan komunālo, gan rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai. Tā priekšrocības ir augstas organiskās slodzes, spēcīga triecienslodzes izturība un spēja sadarboties un integrēties ar citiem attīrīšanas procesiem, padarot to par vēlamo risinājumu sarežģītu notekūdeņu attīrīšanas problēmu risināšanai. Īpaši Malaizijā, apvienojumā ar vietējām pamatvajadzībām pēc notekūdeņu attīrīšanas-ir steidzami jāmodernizē vecās iekārtas, stingri novadīšanas standarta ierobežojumi un nepieciešamība līdzsvarot grīdas platību un ekspluatācijas izmaksas-MBBR tehnoloģijas pielietojums ir efektīvi atrisinājis vietējās notekūdeņu attīrīšanas problēmas, sniedzis vērtīgu un ekonomisku tehnisko atbalstu ūdens vides attīrīšanai, kā arī praktisku pieredzi notekūdeņu pārvaldības projektos Malaizijā.

Droši sazinieties ar Reičelu, lai apspriestu vairāk!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

E-pasts:[email protected]