Opgraderings- og renoveringsprojekt af spildevandsrensningsanlæg med A2/O-MBBR-proces
Med den konstante stigning i offentlighedens miljøbevidsthed er spildevandsrensningsanlæg nødt til aktivt at udføre opgraderings- og renoveringsaktiviteter, anvende avancerede teknologier til at rense spildevand, opnå spildevandsgenbrug og bidrage til en bæredygtig social udvikling. En stor udfordring i forbindelse med opgradering og renovering af spildevandsrensningsanlæg er fjernelse af kvælstof og fosfor. Ved at bruge MBBR-teknologi er dette problem effektivt løst. Dette papir fokuserer på byens spildevandsbehandlingsanlæg i Xichou County, som anvender en kombineret proces med forbehandling + A2/O sekundær biologisk behandlingsproces + klud mediefiltrering + natriumhypochloritdesinfektion. Den biologiske behandlingssektion anvender integreret spildevandsbehandlingsudstyr (inklusive en præ-anoksisk tank, anaerob tank, anoxisk tank, aerob tank, skrå rør sedimentationstank, stofmediefilter og desinfektionstank).
1 Projektoversigt
Konstruktionen af spildevandsledningsnetværket, der understøtter townships spildevandsrensningsanlæg i Xichou County, Wenshan Zhuang og Miao Autonome Prefecture, Yunnan-provinsen, omfatter projekter i seks townships: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin og Xinmajie. Den samlede længde af understøttende spildevandsrørnetværk i disse townships er omkring 39.182 km, med rørdiametre, der spænder fra DN200 mm til DN500 mm, ved brug af High-Density Polyethylene Double Wall Corrugated Pipes (HDPE). Integrerede pumpestationer er bygget i Lianhuatang og Xinmajie townships. I Xinmajie Township er der et Q=25 m³/h, DN150 mm trykvandsforsyning PE-rør på 50 m, og i Lianhuatang Township, et Q=25 m³/h, DN200 mm trykvandsforsyning PE-rør på 15 m. Renseanlæggets samlede anlægsareal er 3.482 m², inklusiv en omfattende bygning, integreret spildevandsrensningsudstyr, transformer- og fordelingsrum, overvågningsrum, reguleringstank, slamtank, genbrugsvandtank, slamafvandingsrum og slamlager, skærmkanal, løftepumpestation og nødtank.
2 Vandkvalitetsanalyse og valg af hovedproces
2.1 Indløbs- og spildevandskvalitet
Omfattende analyse af den indflydende vandkvalitet fra Xichou Countys spildevandsrensningsanlæg viser, at dets koncentration er stabil med en svag nedadgående tendens. Da den nuværende proces er en-højeffektiv spildevandsbehandlingsproces, er mængden af behandlingstankene ikke stor, og dens tolerance over for stødbelastninger er ikke stærk. Derfor kan garantisatsstandarden for indikatorer for influent vandkvalitet ikke sættes for højt; denne gang er den sat til 90 %. Endvidere modtager anlægget dagligt 500 m³ perkolat fra deponi. Når man designer den endelige vandkvalitet, er det nødvendigt at stole på den overordnede tendens for vandkvalitet for effektivt at fuldføre det relevante designarbejde. Vandkvalitetsindikatorerne er vist iTabel 1.
BOD5/CODcr-forholdet i spildevandet er 0,35, hvilket indikerer let bionedbrydeligt spildevand; BOD5/TN-forholdet er 3. For at opfylde TN-standarden for spildevandet kræves yderligere behandlingsforanstaltninger, såsom tilføjelse af en ekstern kulstofkilde; BOD5/TP-forholdet er 26,3, hvilket er velegnet til biologisk phosphorfjernelse.
I øjeblikket er de resterende mængder af NH3-N og TN relativt høje, og fjernelseseffektiviteten er dårlig. Dette indikerer, at nitrifikation af NH₃-N ikke kan udføres fuldt ud i den gamle aerobe tank. Da en anoxisk tank ikke oprindeligt blev sat op, fandt denitrifikationsprocessen ikke sted. Nitrogenfjernelse blev kun opnået ved at udlede overskydende slam, og nitrifikations-denitrifikationsmetoden blev ikke anvendt.
2.3 Hovedproces
Efter en grundig analyse af den specifikke situation for spildevandsrensningsanlægget i Xichou County Township, skulle opgraderingen og renoveringen afsluttes på anlæggets område. Pladsen indenfor planteområdet er meget begrænset. Ved fastlæggelsen af spildevandsbehandlingsprocessen var det nødvendigt at overveje forholdene på stedet grundigt og gøre rimelig brug af den eksisterende biokemiske tankbehandlingsproces. Efter omfattende undersøgelser tog anvendelsen af A2/O-MBBR-processen (omtalt som MBBR-processen) effektivt arealudnyttelse og driftsmæssige problemer. Denne tilgang lettede den tre-dimensionelle udvidelse af den biokemiske tankkapacitet og muliggjorde den aktive konstruktion af anoxiske og anaerobe tanke. MBBR-processen kombinerer aktiveret slam med biofilm. Dets fordele kommer til udtryk i dets relativt lille fodaftryk, lange biologiske kæde, evnen til at opnå ideelle kvalitetsstandarder for spildevand og stabil drift. Biofilmmetoden til nitrogenfjernelse viser også gode resultater i sæsoner med lav{10}}temperatur. MBBR-procesflowet er vist iFigur 1.
2.4 Fordele ved MBBR-processen
Ved at sammenligne MBBR-processen, faste-mediebiofilmmetoder og aktiveret slam-processer skiller MBBR-processen sig ud med de mest fremtrædende fordele, specifikt: ① De suspenderede bærere er hovedsageligt lavet af modificerede materialer såsom PP og PE, der giver god holdbarhed. Da de ophængte holdere er nemme at starte op og betjene, opstår der sjældent problemer som sammenklumpning og tilstopning. Derfor, når de anvendes på beluftningssystemet og spildevandsanordninger i spildevandsbehandlingssystemet, er deres afskrivningshastighed og udskiftningsfrekvens meget lav. ② MBBR-processen har en stærk nitrogenfjernelsesevne. Aerobe, anoxiske og anaerobe miljøer kan eksistere side om side på de suspenderede bærere, hvilket gør det muligt at gennemføre både nitrifikations- og denitrifikationsreaktioner i en enkelt reaktor. Nitrificerende bakterier kan vokse hurtigt på den biofilm, der dannes på de suspenderede bærere, og opnå optimal nitrifikation. ③ MBBR-processen har god tolerance over for stødbelastninger, hvilket forbedrer spildevandsstabiliteten og modstandsdygtigheden over for giftige stoffer. ④ Ved at anvende MBBR-processen kan en rimelig opgradering og renovering af det originale behandlingsudstyr udnyttes uden næsten ingen ændring af arealanvendelsen, hvilket sparer plads. ⑤ Traditionel spildevandsbehandling kræver tilføjelse af bærerstøtterammer i beluftningstanken, hvorimod MBBR-processen eliminerer dette trin og derved reducerer vanskeligheden ved at vedligeholde beluftningsanordninger og styre bærerne.
3 Plan for renovering af biokemiske tanker
3.1 Konstruktion af nye anaerobe og anoxiske tanke
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 af indikatorer såsom koncentration af suspenderede faste stoffer i blandet væske, denitrifikationsnitratkoncentration og denitrifikationshastighed var godt implementeret. Utilstrækkelig kulstofkilde kan forekomme om vinteren; en passende mængde kulstofkilde kan tilsættes for at øge denitrifikationseffektiviteten. Den nybyggede anoxiske tank er udstyret med i alt 16 enheder 5 kW vertikale turbineblandere; den eksisterende biokemiske tank anoxisk zone er udstyret med i alt 8 sæt 5 kW vertikale propeller; den anaerobe tank er udstyret med i alt 6 sæt 6,5 kW dykblander.
Når man sammenligner sværhedsgradskoefficienterne for fosforfjernelse og nitrogenfjernelsesopgaver, er nitrogenfjernelse åbenbart mere udfordrende. Normalt kan tilfredsstillende fosforfjernelseseffekter opnås ved kemiske fosforfjernelsesmetoder. For at optimere virkningerne af nitrogenfjernelse, når temperaturerne er lave og indstrømmende totalkvælstof er høj, kan slam recirkuleres til den anaerobe sektion for at sikre en længere opholdstid i den anoxiske sektion.
3.2 Renovering af eksisterende biokemiske tanke
Efter renovering opdeles den eksisterende biokemiske tank i fire dele: Der tilføjes en skillevæg mellem første og fjerde del. Områderne før og efter skillevæggen i disse to dele er henholdsvis den anoxiske zone og bærezonen (MBBR-zonen) og MBBR-zonen og afgasningszonen. Anden og tredje del er begge MBBR-zoner. Tilføjelse af en skillevæg i den fjerde del kan kontrollere koncentrationen af opløst oxygen i den interne recirkulerede blandede væske inden for et rimeligt område. Ydermere er der installeret udstyr såsom skærme og perforerede rørluftere i MBRR-zonen for at forbedre den biokemiske tanks driftseffektivitet. Efter at renoveringen af den biokemiske tank aerobe zone er afsluttet, når den samlede effektive tankvolumen af afgasningszonen og MBBR-zonen 38.000 m³. Afgasningszonen er udstyret med i alt 12 enheder 18,5 kW aksialstrømspumper, med 4 som standby; Der anvendes rene HDPE-ophængte bærere.
3.3 Renovering af blæserrum og beluftningssystem
Der er 4 blæsere i blæserummet: 3 er gamle blæsere med en indløbsstrøm på 480 m³/min, og en er en ny blæser. Vandkøling er den vigtigste kølemetode for de gamle blæsere, med en effekt på hver 830 kW; luftkøling er hovedmetoden for den nye blæser med en effekt på 670 kW. Ved at sammenligne driftsstatus for de gamle og nye blæsere, fungerer den nye blæser mere effektivt og effektivt. De gamle blæsere har ikke kun lav driftseffektivitet, men kræver også dyre vedligeholdelses- og reparationsomkostninger.
Ved udformning af beluftningsvolumen for den aerobe zone bør den baseres på det højeste iltbehov i den aerobe zone med en endelig valgt værdi på 720 m³/min. Konfigurationen af perforerede beluftningsrør bør baseres på luftmængden af de 4 blæsere. Arbejdet med at udskifte de gamle blæsere bør udføres effektivt. Genkøb af 3 nye blæsere til erstatning af de gamle er gavnligt for at reducere beluftningsvolumen. Ved udskiftning af beluftningsrørene udskiftes kun de gamle beluftningsrør inde i aerobetanken.
3.4 Slambehandlingssystem
Det vigtigste slambehandlingsudstyr, der bruges i byens spildevandsrensningsanlæg i Xichou County, er en slamfortyknings- og afvandingsfilterpresse. Omfattende analyse af slamafvandings- og fortykningsprocesser, integration af slamfortyknings- og afvandingsoperationer kan minimere investeringsomkostningerne og reducere doseringen af høj-polymerflokkuleringsmidler. For at undgå miljøskader fra slambehandling blev mekanisk slamfortyknings- og afvandingsteknologi valgt til effektivt at kontrollere miljø- og atmosfæreforurening.
3.5 Deodoriseringssystem
Der er mange metoder til behandling af lugte, almindeligt anvendte omfatter biologiske, kemiske og fysiske metoder. Forskellige lugtbehandlingsmetoder har betydelige forskelle i deres deodoriseringsmekanismer, anvendelsesforhold og tekniske typer. Efter en omfattende analyse af de specifikke omstændigheder ved dette projekt og overvejelse af fordele og ulemper ved forskellige deodoriseringsteknologier, blev iondeodoriseringsprocessen i sidste ende valgt til at udføre de relevante operationer.
3.6 Nøglepunkter for procesrenovering
3.6.1 Transportørvalg
Ved udvælgelse af ophængte bærere skal det sikres, at fremstillingsmaterialet har tilstrækkelig korrosionsbestandighed, og det samlede effektive specifikke overfladeareal lever op til spildevandsstandarderne, hvorved biomassen garanteres. Samtidig skal levetiden, slidstyrken og styrken af de ophængte holdere leve op til standarder, med en levetid på over 15 år.
3.6.2 Transportørakkumulation
Efterhånden som vandet strømmer, skifter bærerne position, hvilket får et stort antal bærere til at samle sig foran aflytningsskærmene. Efter nogen tid kan aflytningsskærmene blive tilstoppede. Stigende beluftning bruges til at skylle de ophobede bærere væk. Et hovedtab forekommer ved hver aflytningsskærm. Et stort antal bærere akkumuleres under trykket af vandstandsforskellen over skærmen. Når vandstandsforskellen stiger, øges mængden af bærerakkumulering også. En genbrugsenhed er installeret i transportzonen. Drevet af en luftløfteanordning føres bærere for enden af bærezonen tilbage til den forreste ende, hvilket forhindrer akkumulering af bærer.
3.7 Analyse af operationel effektivitet efter-renovering
Den samlede investering for dette projekt er 219,91 millioner yuan. Den gennemsnitlige enhedsdriftsomkostning er 0,4 yuan/m³, og den gennemsnitlige enhedsomkostning er 0,5 yuan/m³. Efter at det opgraderede renoveringsprojekt blev afsluttet og sat i drift, er dets vandstrømseffekt meget tilfredsstillende, driftstilstanden er god, og spildevandskvalitetsstandarderne kan opfylde relevante krav.
4 Konklusion
Under opførelsen af dette opgraderings- og renoveringsprojekt blev eksisterende strukturer effektivt udnyttet. Ved rationelt at anvende MBBR-teknologien opnåede renoveringsarbejdet i layoutet gode resultater uden at øge fodaftrykket, hvilket væsentligt forbedrede spildevandsrensningssystemets nitrogen- og fosforfjernelseskapacitet og optimerede effektiviteten til fjernelse af forurenende stoffer. MBBR-teknologien er meget avanceret og besidder ikke kun fordelene ved konventionelle spildevandsbehandlingsteknologier, men udnytter også effektivt den høje behandlingskapacitet af dets specielle transportører, hvilket forbedrer effektiviteten til rensning af forurenende stoffer betydeligt.
På baggrund af analyse og demonstration anbefales det for at sikre planens rationalitet at vedtage MBBR-processkemaet. Ved at udføre in{1}}situ-renovering af det originale biologiske system, vil tilføjelse af bærere til den aerobe zone for at øge dens belastningskapacitet sikre, at nitrogenbehandling opfylder standarderne. Efterfølgende brug af sedimentationstanke med høj-densitet + stofmediefiltre til at kontrollere SS og TP kan garantere stabilt spildevand, der opfylder Grade 1A-standarden. MBBR-processen, såvel som forskellige kombinerede processer, der inkorporerer MBBR i aktiverede slamsystemer, fungerer stabilt, er lette at betjene og justere, har stor tolerance over for ændringer i indflydende kvalitet og mængde, giver gode nitrogen- og fosforfjernelseseffekter og repræsenterer en økonomisk, effektiv og stabil spildevandsbehandlingsmetode. Efterhånden som nationale og lokale krav til spildevandskvalitet fra spildevandsrensningsanlæg stiger, er denne proces en meget velegnet løsning til projekter, der står over for udfordringer som tidligt byggeri med processer, der ikke kan opfylde nye krav, begrænset jordtilgængelighed, høje jordomkostninger og finansieringsproblemer. Det er forpligtet til at blive mere udbredt i forbindelse med opgradering og renovering af kommunale eller industrielle spildevandsrensningsanlæg.
Under dette renoveringsprojekt blev der desuden truffet målrettede kontrolforanstaltninger for denitrifikationsveje baseret på faktiske forhold ved renovering af de biokemiske tanke, herunder styrkelse af styringen af indikatorer som denitrifikationsnitratkoncentration og denitrifikationshastighed. Procesrenoveringen fokuserede på at forbedre operatørvalg og akkumuleringsstyring. Ved at integrere renoveringer af blæserummet og beluftningssystemet, slambehandlingssystemet og deodoriseringssystemet, blev den omfattende rensekapacitet på spildevandsrensningsanlægget forbedret.