Oppgraderings- og renoveringsprosjekt av avløpsrenseanlegg med A2/O-MBBR-prosess
Med den kontinuerlige økningen i offentlig miljøbevissthet, må avløpsrenseanlegg aktivt utføre oppgraderings- og renoveringsaktiviteter, ta i bruk avanserte teknologier for å behandle avløpsvann, oppnå gjenbruk av avløpsvann og bidra med sin del til bærekraftig sosial utvikling. En stor utfordring under oppgradering og renovering av renseanlegg er nitrogen- og fosforfjerning. Ved å bruke MBBR-teknologi er dette problemet effektivt løst. Denne artikkelen fokuserer på township-renseanlegget for avløpsvann i Xichou County, som bruker en kombinert prosess med forbehandling + A2/O sekundær biologisk behandlingsprosess + filtrering av tøymedier + natriumhypoklorittdesinfeksjon. Den biologiske behandlingsseksjonen bruker integrert utstyr for avløpsvannbehandling (inkludert en pre-anoksisk tank, anaerob tank, anoxic tank, aerobic tank, skrårørssedimentasjonstank, stofffilter og desinfeksjonstank).
1 Prosjektoversikt
Konstruksjonen av kloakkrørnettverket som støtter township avløpsrenseanlegget i Xichou County, Wenshan Zhuang og Miao autonome prefektur, Yunnan-provinsen, inkluderer prosjekter i seks townships: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin og Xinmajie. Den totale lengden på støttende kloakkrørnettverk i disse bydelene er omtrent 39 182 km, med rørdiametre som varierer fra DN200 mm til DN500 mm, ved bruk av høy-Density Polyethylene Double Wall Corrugated Pipes (HDPE). Integrerte pumpestasjoner er konstruert i Lianhuatang og Xinmajie townships. I Xinmajie Township er det et Q=25 m³/t, DN150 mm trykkvannforsyning PE-rør på 50 m, og i Lianhuatang Township, et Q=25 m³/t, DN200 mm trykkvannforsyning PE-rør på 15 m. Det totale byggearealet til avløpsrenseanlegget er 3 482 m², inkludert et omfattende bygg, integrert avløpsrenseutstyr, transformator- og distribusjonsrom, overvåkingsrom, reguleringstank, slamtank, gjenbruksvanntank, slamavvanningsrom og slambod, skjermkanal, løftepumpestasjon og nødtank.
2 Vannkvalitetsanalyse og valg av hovedprosess
2.1 Innløps- og avløpsvannkvalitet
Omfattende analyse av den innflytende vannkvaliteten til avløpsrenseanlegget i Xichou County Township viser at konsentrasjonen er stabil med en svak nedadgående trend. Siden den nåværende prosessen er en-høyeffektiv avløpsvannbehandlingsprosess, er ikke volumet til behandlingstankene stort, og toleransen for sjokkbelastninger er ikke sterk. Derfor kan ikke garantisatsstandarden for innflytende vannkvalitetsindikatorer settes for høyt; denne gangen er den satt til 90 %. Videre mottar anlegget 500 m³ deponi sigevann daglig. Når du designer den endelige innflytende vannkvaliteten, er det nødvendig å stole på den generelle trenden for vannkvalitet for å effektivt fullføre det relevante designarbeidet. Vannkvalitetsindikatorene vises iTabell 1.
BOD5/CODcr-forholdet i avløpsvannet er 0,35, noe som indikerer lett biologisk nedbrytbart avløpsvann; BOD5/TN-forholdet er 3. For å oppfylle TN-standarden for avløp, kreves det ytterligere behandlingstiltak, slik som å legge til en ekstern karbonkilde; BOD5/TP-forholdet er 26,3, som er egnet for biologisk fosforfjerning.
For tiden er restmengdene av NH3-N og TN relativt høye, og fjerningseffektiviteten er dårlig. Dette indikerer at nitrifisering av NH₃-N ikke kan utføres fullt ut i den gamle aerobe tanken. Siden en anoksisk tank opprinnelig ikke ble satt opp, skjedde ikke denitrifikasjonsprosessen. Nitrogenfjerning ble kun oppnådd ved å slippe ut overflødig slam, og nitrifikasjons-denitrifikasjonsmetoden ble ikke brukt.
2.3 Hovedprosess
Etter en grundig analyse av den spesifikke situasjonen til avløpsrenseanlegget i Xichou County Township, måtte oppgraderingen og renoveringen fullføres på anleggsområdet. Plassen innenfor anleggsområdet er svært begrenset. Ved fastsettelse av avløpsvannbehandlingsprosessen var det nødvendig å vurdere forholdene på stedet grundig og gjøre rimelig bruk av den eksisterende biokjemiske tankbehandlingsprosessen. Etter omfattende forskning tok bruk av A2/O-MBBR-prosessen (referert til som MBBR-prosessen) effektivt arealbruk og driftsproblemer. Denne tilnærmingen muliggjorde den tre-dimensjonale utvidelsen av den biokjemiske tankkapasiteten og muliggjorde aktiv konstruksjon av anoksiske og anaerobe tanker. MBBR-prosessen kombinerer aktivert slam med biofilm. Fordelene kommer til uttrykk i dets relativt lille fotavtrykk, lange biologiske kjede, evnen til å oppnå ideelle kvalitetsstandarder for avløpsvann og stabil drift. Biofilmmetoden for nitrogenfjerning viser også gode resultater i sesonger med lav{10}}temperatur. MBBR-prosessflyten vises iFigur 1.
2.4 Fordeler med MBBR-prosessen
Ved å sammenligne MBBR-prosessen, faste-mediabiofilmmetoder og aktivert slam-prosesser skiller MBBR-prosessen seg ut med de mest fremtredende fordelene, spesielt: ① De suspenderte bærerne er hovedsakelig laget av modifiserte materialer som PP og PE, og gir god holdbarhet. Siden de opphengte bærene er enkle å starte opp og betjene, oppstår det sjelden problemer som klumper og tilstopping. Derfor, når de brukes på luftesystemet og avløpsinnretninger i avløpsvannbehandlingssystemet, er deres avskrivningsgrad og utskiftningsfrekvens svært lav. ② MBBR-prosessen har sterk evne til å fjerne nitrogen. Aerobe, anoksiske og anaerobe miljøer kan sameksistere på de suspenderte bærerne, slik at både nitrifikasjons- og denitrifikasjonsreaksjoner kan fullføres i en enkelt reaktor. Nitrifiserende bakterier kan vokse raskt på biofilmen som dannes på de suspenderte bærerne, og oppnå optimal nitrifikasjon. ③ MBBR-prosessen har god toleranse for sjokkbelastninger, og forbedrer avløpsstabiliteten og motstanden mot giftige stoffer. ④ Ved å ta i bruk MBBR-prosessen kan rimelig oppgradering og renovering av det originale behandlingsutstyret utnyttes, nesten uten endringer i arealbruken, og dermed spare plass. ⑤ Tradisjonell avløpsvannbehandling krever å legge til bærerstøtterammer i luftetanken, mens MBBR-prosessen eliminerer dette trinnet, og dermed reduserer vanskeligheten med å vedlikeholde lufteinnretninger og administrere bærerne.
3 Plan for renovering av biokjemiske tanker
3.1 Bygging av nye anaerobe og anoksiske tanker
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 grader, og styring av indikatorer som konsentrasjon av suspenderte faste stoffer i blandet brennevin, denitrifikasjonsnitratkonsentrasjon og denitrifikasjonshastighet var godt implementert. Utilstrekkelig karbonkilde kan forekomme om vinteren; en passende mengde karbonkilde kan tilsettes for å øke denitrifikasjonseffektiviteten. Den nybygde anoksiske tanken er utstyrt med totalt 16 enheter 5 kW vertikale turbinblandere; den eksisterende biokjemiske tankens anoksiske sone er utstyrt med totalt 8 sett med 5 kW vertikale propeller; den anaerobe tanken er utstyrt med totalt 6 sett med 6,5 kW nedsenkbare blandere.
Når man sammenligner vanskelighetskoeffisientene for fosforfjerning og nitrogenfjerningsoppgaver, er nitrogenfjerning tydeligvis mer utfordrende. Vanligvis kan tilfredsstillende fosforfjerningseffekter oppnås ved kjemiske fosforfjerningsmetoder. For å optimalisere nitrogenfjerningseffekter, når temperaturene er lave og innflytende totalnitrogen er høy, kan slam resirkuleres til den anaerobe delen for å sikre lengre oppholdstid i den anoksiske delen.
3.2 Renovering av eksisterende biokjemiske tanker
Etter renovering deles eksisterende biokjemisk tank i fire deler: Det legges til en skillevegg mellom første og fjerde del. Områdene før og etter skilleveggen i disse to delene er henholdsvis den anoksiske sonen og bæresonen (MBBR-sonen), og MBBR-sonen og avgassingssonen. Den andre og tredje delen er begge MBBR-soner. Å legge til en skillevegg i den fjerde delen kan kontrollere konsentrasjonen av oppløst oksygen i den interne resirkulerte blandingsvæsken innenfor et rimelig område. Videre er utstyr som skjermer og perforerte rørluftere installert i MBRR-sonen for å forbedre driftseffektiviteten til den biokjemiske tanken. Etter at renoveringen av den biokjemiske tankens aerobe sone er fullført, når det totale effektive tankvolumet til avgassingssonen og MBBR-sonen 38 000 m³. Avgassingssonen er utstyrt med totalt 12 enheter med 18,5 kW aksialstrømspumper, med 4 som standby; ren HDPE suspendert bærere brukes.
3.3 Renovering av blåserom og luftesystem
Det er 4 blåsere i blåserommet: 3 er gamle blåsere med en innløpsmengde på 480 m³/min, og en er en ny blåser. Vannkjøling er hovedkjølemetoden for de gamle blåserne, med en effekt på 830 kW hver; luftkjøling er hovedmetoden for den nye blåseren, med en effekt på 670 kW. Ved å sammenligne driftsstatusen til de gamle og nye viftene, fungerer den nye viften mer effektivt og effektivt. De gamle blåserne har ikke bare lav driftseffektivitet, men krever også dyre vedlikeholds- og reparasjonskostnader.
Ved utforming av luftevolumet for den aerobe sonen bør det baseres på det høyeste oksygenbehovet i den aerobe sonen, med en endelig valgt verdi på 720 m³/min. Konfigurasjonen av perforerte lufterør bør være basert på luftvolumet til de 4 viftene. Arbeidet med å skifte ut de gamle blåserne bør utføres effektivt. Gjenkjøp av 3 nye blåsere for å erstatte de gamle er gunstig for å redusere luftevolumet. Ved utskifting av lufterørene er det kun de gamle lufterørene inne i aerobictanken som skiftes ut.
3.4 Slambehandlingssystem
Det viktigste slambehandlingsutstyret som brukes i avløpsanlegget i Xichou County, er en slamfortyknings- og avvanningsfilterpresse. Omfattende analyse av slamavvannings- og fortykningsprosesser, integrering av slamfortyknings- og avvanningsoperasjoner kan minimere investeringskostnadene og redusere doseringen av høy-polymerflokkuleringsmidler. For å unngå miljøskader fra slambehandling, ble mekanisk slamfortyknings- og avvanningsteknologi valgt for å effektivt kontrollere miljø- og atmosfærisk forurensning.
3.5 Deodoriseringssystem
Det er mange metoder for å behandle lukt, ofte brukte de inkluderer biologiske, kjemiske og fysiske metoder. Ulike luktbehandlingsmetoder har betydelige forskjeller i deres deodoriseringsmekanismer, påføringsforhold og tekniske typer. Etter å ha analysert de spesifikke omstendighetene til dette prosjektet og vurdert fordelene og ulempene ved forskjellige deodoriseringsteknologier, ble ionedeodoriseringsprosessen til slutt valgt for å utføre de relevante operasjonene.
3.6 Hovedpunkter for prosessrenovering
3.6.1 Transportørvalg
Ved valg av suspenderte bærere må det sikres at produksjonsmaterialet har tilstrekkelig korrosjonsmotstand og det totale effektive spesifikke overflatearealet oppfyller avløpsstandardene, og dermed garantere biomassen. Samtidig må levetiden, slitestyrken og styrken til de opphengte bærene oppfylle standarder, med en levetid på over 15 år.
3.6.2 Bærerakkumulering
Når vannet renner, endrer bærerne posisjon, noe som får et stort antall bærere til å samle seg foran avskjæringsskjermene. Etter en tid kan avlyttingsskjermene bli tette. Økende lufting brukes til å spyle bort de oppsamlede bærere. Et hodetap oppstår ved hver avskjæringsskjerm. Et stort antall bærere akkumuleres under trykket av vannstandsforskjellen over skjermen. Etter hvert som vannstandsforskjellen øker, øker også mengden bærerakkumulering. En resirkuleringsenhet er installert i transportsonen. Drevet av en luftløftanordning, føres bærere i enden av bærersonen tilbake til frontenden, og forhindrer akkumulering av bærer.
3.7 Analyse av operasjonell effektivitet etter-renovering
Den totale investeringen for dette prosjektet er 219,91 millioner yuan. Gjennomsnittlig enhetsdriftskostnad er 0,4 yuan/m³, og gjennomsnittlig enhetskostnad er 0,5 yuan/m³. Etter at det oppgraderte renoveringsprosjektet ble fullført og satt i drift, er vannstrømningseffekten meget tilfredsstillende, driftsstatusen er god, og avløpsvannkvalitetsstandardene kan oppfylle relevante krav.
4 Konklusjon
Under byggingen av dette oppgraderings- og renoveringsprosjektet ble eksisterende strukturer effektivt utnyttet. Ved å bruke MBBR-teknologi rasjonelt, oppnådde renoveringsarbeidet gode resultater uten å øke fotavtrykket, noe som betydelig forbedret nitrogen- og fosforfjerningskapasiteten til avløpsvannbehandlingssystemet og optimaliserte effektiviteten til fjerning av forurensninger. MBBR-teknologien er svært avansert, og har ikke bare fordelene med konvensjonelle avløpsvannbehandlingsteknologier, men utnytter også den høye rensekapasiteten til spesialtransportørene effektivt, og forbedrer renseeffektiviteten betydelig.
Basert på analyse og demonstrasjon, for å sikre rasjonaliteten i planen, anbefales det å vedta MBBR-prosessopplegget. Ved å utføre in-situ-renovering av det originale biologiske systemet, vil det å legge til bærere til den aerobe sonen for å øke lastkapasiteten sikre at nitrogenbehandling oppfyller standardene. Påfølgende bruk av sedimentasjonstanker med høy-tetthet + tøymediefiltre for å kontrollere SS og TP kan garantere stabilt avløp som oppfyller Grade 1A-standarden. MBBR-prosessen, samt ulike kombinerte prosesser som inkorporerer MBBR i aktivert slamsystemer, fungerer stabilt, er enkle å betjene og justere, har sterk toleranse for endringer i innflytende kvalitet og mengde, gir gode nitrogen- og fosforfjerningseffekter, og representerer en økonomisk, effektiv og stabil behandlingsmetode for avløpsvann. Ettersom nasjonale og lokale krav til avløpskvalitet fra renseanlegg øker, er denne prosessen en meget egnet løsning for prosjekter som står overfor utfordringer som tidlig bygging med prosesser som ikke kan møte nye krav, begrenset arealtilgjengelighet, høye arealkostnader og finansieringsvansker. Det vil garantert bli mer utbredt i oppgradering og renovering av kommunale eller industrielle avløpsrenseanlegg.
I løpet av dette renoveringsprosjektet ble det dessuten tatt målrettede kontrolltiltak for denitrifikasjonsveier basert på faktiske forhold ved renovering av biokjemiske tanker, inkludert styrking av styringen av indikatorer som denitrifikasjonsnitratkonsentrasjon og denitrifikasjonshastighet. Prosessrenoveringen fokuserte på å forbedre transportørvalg og akkumuleringshåndtering. Ved å integrere renoveringer av blåserom og luftesystem, slambehandlingssystem og deodoriseringssystem, ble den omfattende rensekapasiteten til avløpsrenseanlegget forbedret.