100 000 m³/d WWTP In-Situ-oppgradering: MBBR + Denitrification Biofilter + Magnetic Coagulation Meet DB51/2311 Without New Land

HJEM › SAKER › MBBR + DENITRIFIKASJONSBIOFILTER - OPPGRADERING AV AVSLUTTING

Anvendelse av MBBR + denitrifikasjonsbiofilter + magnetisk koagulasjonssedimentering for in-oppgradering av et avløpsrenseanlegg

Publisert: 2026-5-25 • Kategori:Saker• Tagger:MBBR · Denitrifikasjon biofilter · Magnetisk koagulasjon · Rensevannsoppgradering

SEKSJON 1

1 Prosjektoversikt

1.1 Prosjektbakgrunn

En industripark sentralisert avløpsrenseanlegg i Chengdu med en kapasitet på100,000 m³/dble satt i drift i 2013. Den tar i bruk prosessen med luftet gruskammer + AAO + sekundær sedimentasjonstank + D-type filter + UV-desinfeksjon, og avløpskvaliteten oppfyller klasse A-standarden tilUtslippsstandard for forurensninger for kommunalt renseanlegg(GB 18918–2002). Rensestrømmen varierer fra 91 000 til 118 000 m³/d, med industriavløpsvann som utgjør ca. 48 %. Med utgivelsen avUtslippsstandard for vannforurensninger for by- og elvebassenger i Sichuan-provinsen(DB51/2311–2016) i 2017 er anlegget pålagt å overholde utslippsstandarden for sentraliserte renseanlegg i industriparker. Det eksisterende avløpet oppfyller i utgangspunktet klasse A-standarden, men avløpskvaliteten svinger sterkt, med sporadiske overskridelser av TN og TP. Samtidig fører det høye sandinnholdet i tilløpet til at det luftede gruskammeret krever hyppig tømming for desilering. Derfor er det nødvendig å oppgradere dette anlegget.

1.2 Innflytende og avløpskvalitet

Basert på de statistiske dataene for 2017 og 2018, er sammenligningen mellom den opprinnelige designpåvirkningskvaliteten og den faktiske påvirkningskvaliteten vist i tabell 1. Det kan ses at den faktiske innflytende COD og BOD₅ er lavere enn designverdiene, mens de innflytende SS og TP er langt høyere enn designverdiene.

Tabell 1 Sammenligning mellom design og faktisk påvirkningskvalitet

Enhet: mg/L

Sammenligningen mellom den faktiske avløpskvaliteten fra 2017 og 2018, den opprinnelige designavløpsstandarden og den nye avløpsstandarden er vist i tabell 2. Sammenligning av de nye og gamle standardene, er kravene til COD og NH₄-N skjerpet, mens andre indikatorer forblir uendret. Det kan ses av tabell 2 at under den gamle avløpsstandarden kan ikke TP og TN stabilt oppfylle standarden ved 100 % garantisats; under den nye avløpsstandarden kan ikke NH₄-N stabilt oppfylle standarden selv ved 95 % garantigrad. Derfor er det å oppnå stabil overholdelse av TP, TN og NH₄-N med den nye utslippsstandardenhovedfokus for denne oppgraderingen.

Tabell 2 Sammenligning av avløpskvalitet

Enhet: mg/L

1.3 Eksisterende problemer

SEKSJON 2

2 Oppgradering av designskjema

2.1 Justering av designvannkvalitet

Basert på målt innflytende vannkvalitet fra 2017 og 2018, fremskrives dimensjonerende innflytelseskvalitet. Design BOD5-verdien senkes, mens design-SS- og TP-verdiene økes, med en viss margin i forhold til de målte verdiene. Designinnflytende og avløpskvalitet for oppgraderingen er vist i tabell 3.

Tabell 3 Designpåvirkning, avløpskvalitet og fjerningshastigheter

Enhet: mg/L

2.2 Oppgraderingsskjema

Hovedbegrensningene for oppgraderingen av dette anlegget er: (1) oppgraderingen må fullføres på-situ uten å legge til nytt land; (2) innløpet har høyt sandinnhold, det luftede gruskammeret krever hyppig desilering, og en ny primær sedimentasjonstank vil også møte problemet med sandakkumulering; (3) driftskostnaden etter ombygging skal holdes på et relativt lavt nivå. Med tanke på disse begrensningene og oppgraderingskravene, bestemmes prosessruten for hvert behandlingstrinn.

2.2.1 Forbedring av forbehandling

Effektiviteten av forbehandlingen påvirker den langsiktige-normale driften av den biologiske tanken direkte. Anlegget har høyt sandinnhold i tilløpet, og det luftede gruskammeret er overbelastet, noe som uunngåelig fører til at noe sand kommer inn i den biologiske tanken. ENhurtig faststoff-væskeseparasjonsteknologier designet for å forbedre forbehandlingen. Prinsippet er å la råvannet strømme gjennom en kontinuerlig roterende filterduk for å oppnå fast-væskeseparasjon, og bruke gjenvunnet vann for kontinuerlig å skure og fjerne de faste urenhetene som sitter igjen på filterduken. En fordel med denne teknologien er dens høye filtreringsnøyaktighet: filterdukens porestørrelse er 0,2 mm, som er 1/15 av den konvensjonelle porestørrelsen på finskjermen, og kan fange opp mer enn 90 % av avskum, fin sand, hår og andre urenheter, noe som forbedrer forbehandlingseffekten betydelig. Et annet kjennetegn er dens høye behandlingsbelastning og små fotavtrykk, med en hydraulisk retensjonstid på bare ca. 5 sekunder.

I oppgraderingen er tre sett med raske fast-væskeseparasjonsenheter installert etter grovsilen, som gir en forbehandlingskapasitet på 30 000 m³/d, som dekker et område på 184 m², som opererer parallelt med den originale finsilen + luftet gruskammer, som drives med redusert kapasitet. Industribedriftene som betjenes av anlegget er hovedsakelig innen maskinproduksjon, elektroniske produkter og skjermproduksjon. De karakteristiske forurensningene inkluderer tungmetaller, fluor og ildfast COD. Bedriftsutskrivningen møterKvalitetsstandard for avløpsvann for utslipp til kommunalt avløp(GB/T 31962–2015). For å takle plutselige giftige forurensningssjokk er en ny nødlagertank designet med et effektivt volum på 33 000 m³, fullstendig nedgravd, med landskapsarbeid og veier over bakken.

2.2.2 Biologisk seksjonsmodifikasjon

Fjerningen av TP, NH₃-N og TN må alle forbedres i den biologiske behandlingsdelen. På grunn av landbegrensninger og manglende evne til å øke det totale tankvolumet, er det gjort tre in{2}}modifikasjoner på den originale AAO biologiske tanken:

Figur 1Samlet biologisk tankmodifikasjon (AAO + MBBR innebygd)

2.2.3 Modifikasjon av avansert behandlingsseksjon

Rollen til den avanserte behandlingsseksjonen er å sikre endelig etterlevelse av TN, TP og SS. Kombinasjonen av denitrifikasjonsfilter og høyeffektiv sedimentasjonstank er en relativt moden teknisk rute med mange søknadssaker, og dette prosjektet har til hensikt å ta den i bruk.

(1) Valg av denitrifikasjonsfilter

For tiden er de mest brukte denitrifikasjonsfiltrene i Kina denitrifikasjonsfilteret for dypt lag og biofilteret for denitrifisering. DeDesignhåndbok for vannforsyning og avløpBind 5 (Urban Drenering) ogGenerell teknisk spesifikasjon for denitrifikasjonsbiofilter(GB/T 37528–2019) spesifiserer designparametrene til disse to filtrene, som vist i tabell 4. Det kan sees at oppstrøms denitrifikasjonsbiofilteret som bruker keramsittfiltermedier, har en høyere filtreringshastighet og denitrifikasjonsbelastning sammenlignet med nedstrøms denitrifikasjons-dybdefilteret ved bruk av kvartssand. Studier har vist at keramsittfiltermedier, i forhold til kvartssand, har fordelene med høy biofilmbærerkapasitet, høy karbonkildeutnyttelse, kort biofilmdannelsestid og jevn mikrobiell kolonifordeling, mens fordelen med kvartssand ligger i dens sterkere kapasitet for fjerning av TN og SS. Oppstrømsfilteret har en lengre tilbakespylingssyklus og mindre tap av filtreringshøyde sammenlignet med nedstrømsfilteret.

Tabell 4 Hoveddesignparametre for denitrifikasjonsfilter i standarder og koder

Dette prosjektet har begrenset areal, og de oppgraderte avløpsstandardene stiller ikke strengere krav til TN- og SS-fjerning. Tatt i betraktning er oppstrøms denitrifikasjonsbiofilteret med keramsittfiltermedier valgt som denitrifikasjonsenhet for avansert behandling. Samtidig installeres en 1 mm porestørrelse med innvendig strømningsåpningsplate-finskjerm før filteret for å redusere partikkelforurensninger som kommer inn i filteret.

(2) Høy-sedimentasjonstank - magnetisk koagulering

En magnetisk koagulasjonssedimentasjonstank er designet. Den magnetiske koagulasjonssedimentasjonstanken tilfører magnetiske medier + polyaluminiumklorid (PAC) + polyakrylamid (PAM) til filtratet, og danner faste flokker gjennom blanding og flokkulering, og oppnår dermed en høy strømningshastighet med en hydraulisk overflatebelastning på opptil20 m³/(m²·h), langt høyere enn 6–13 m³/(m²·h) til vanlige høyeffektive sedimentasjonstanker. I tillegg til god fjerning av TP og SS, har den magnetiske koagulasjonssedimentasjonstanken også en viss fjerningseffekt på ildfast COD, tungmetaller og farge. Dette prosjektet har begrenset areal og innløpet inneholder en viss andel industrielt avløpsvann, noe som gjør den magnetiske koagulasjonssedimentasjonstanken mer egnet.

(3) Omfattende vurdering.Denitrifikasjonsbiofilteret plasseres foran den magnetiske koagulasjonssedimentasjonstanken hovedsakelig for å utnytte den resterende BOD5 i den sekundære sedimentasjonstankavløpet som en karbonkilde for denitrifikasjon. Et bypass-rør er designet før filteret, slik at avløpsvannet kan strømme direkte inn i den magnetiske koagulasjonssedimentasjonstanken uten å passere gjennom filteret, noe som sparer energien til sekundær løfting. Den generelle prosessflyten etter oppgradering er vist i figur 2.

Figur 2Samlet prosessflyt etter oppgradering (rask fast-væskeseparasjon + AAO/MBBR + denitrifikasjonsbiofilter + magnetisk koagulasjonssedimentering)

2.3 Hovedstrukturer og designparametre

SEKSJON 3

3 Drift Ytelsesanalyse

3.1 Ytelse til Rapid Solid-væskeseparasjonsenhet

Strømforbruket til den raske fast-væskeseparasjonsenheten under drift er 9,12 × 10⁴ kW·h/m³. De utskilte urenhetene inkluderer husholdningsavfall, fin sand, fast fett, hår og fibre. Gjennomsnittlig fuktighetsinnhold i den utslippede restmengden er 72,31 %, og tørrrestproduksjonen er 104,6 kg/m³. Tørre restproduksjonen i de konvensjonelle forbehandlingsanleggene er 37,3 kg/m³, og tørrrestproduksjonen til den hurtige faste-væskeseparasjonsanordningen er2,8 gangerden for konvensjonell forbehandling. Innløpet og avløpet fra enheten tørkes og veies, og resultatene viser at avskjæringseffektiviteten til filterduken med 0,2 mm porestørrelse for sand og hårfibre er92.99%–94.95%. Så langt har enheten vært i stabil drift i tre år.

3.2 Ytelse av biologisk tank

De årlige gjennomsnittlige dataene for tilløps- og avløpsvannkvalitet før (2018) og etter (2023) modifikasjonen er oppsummert, som vist i tabell 5. Det kan ses at avløpskvaliteten til den biologiske tanken har blitt omfattende forbedret etter modifikasjonen. COD, BOD₅, NH₃-N, TN og TP sank med 14,94 %, 12,95 %,62.28%, henholdsvis 25,41 % og 39,16 %, med de største reduksjonene i NH₃-N, TN og TP. Samtidig er stabiliteten til hver avløpsindikator også betydelig forbedret.

Tabell 5 Vannkvalitet for innløp og avløp fra biokjemisk tank - før og etter renovering

Innholdet av organisk stoff i det aktiverte slammet i den biologiske tanken økte etter modifikasjonen. I følge testdataene var gjennomsnittlig MLVSS/MLSS-forhold 0,58 i 2018 og 0,63 i 2023, en økning på 8,6 %. Økningen i innhold av organisk materiale indikerer bedre slamaktivitet, hovedsakelig av to grunner: For det første har forbehandlingen blitt styrket, og mer uorganisk materiale som sand blir fanget opp av den raske fast-væskeseparasjonsanordningen, noe som reduserer andelen uorganiske komponenter i det aktiverte slammet; For det andre øker tilsetningen av MBBR-systemet i den biologiske tanken den totale mikrobielle biomassen, og øker de organiske komponentene i det aktiverte slammet.

I august ble slamkonsentrasjonene i pre-denitrifikasjonssonen, anaerob sone, anoksisk sone og MBBR-sone i den biologiske tanken målt, med et eksternt slamresirkuleringsforhold på 100 % og et internt resirkuleringsforhold på 200 %. Det ble tatt tre sett med parallelle prøver, og gjennomsnittsverdiene er vist i tabell 6. Det kan ses at slamkonsentrasjonene i de fire behandlingsenhetene til den biologiske tanken er forskjellige, med høyest i MBBR-sonen, etterfulgt av anoksisk sone. Analysen antyder at biofilmen festet til MBBR-bærerne kontinuerlig løsner og blander seg inn i det aktiverte slammet på grunn av friksjon, kollisjon og hydraulisk skuring, noe som øker slamkonsentrasjonen i denne sonen med ca. 3,54 % i forhold til den anoksiske sonen.

Tabell 6 Slamkonsentrasjon for hver enhet i den biokjemiske tanken

Enhet: mg/L

3.3 Utførelse av avansert behandling

Siden TN i den biologiske tankavløpet allerede oppfyller standarden stabilt, for å spare driftskostnader, blir det faktisk ikke tilsatt noen ekstra karbonkilde til denitrifikasjonsbiofilteret. I følge vannkvalitetsdataene for 2023 er TN i den biologiske tankavløpet (7,04 ± 1,01) mg/L. Uten å vurdere TN-fjerning i den sekundære sedimentasjonstanken, er TN i denitrifikasjonsbiofilteravløpet (6,43 ± 0,92) mg/L, med en fjerningsgrad på 8,7 %. TP i det biologiske tankavløpet er (0,16 ± 0,09) mg/L. Uten å vurdere fjerning av TP i den sekundære sedimentasjonstanken, er TP i avløpet fra den magnetiske koagulasjonssedimentasjonstanken (0,08 ± 0,04) mg/L, med en fjerningshastighet på 50 %.

SEKSJON 4

4 Gjenoppbygging og driftskostnader

SEKSJON 5

5 Konklusjon