خندق اکسیداسیون AAO + ارتقاء MBBR: چگونه یک گیاه گوانگدونگ با سرعت 40000 مترمربع در روز به کلاس 1A با 0.219 RMB/m³ رسید

ارتقای یک کارخانه فاضلاب شهری از کلاس 1B به کلاس 1A یک کار کاغذی نیست - این یک مشکل هیدرولیکی، بیولوژیکی و مالی است که به یک مشکل تبدیل شده است. هنگامی که یک کارخانه 40000 مترمکعبی در روز در گوانگدونگ با این دستور مواجه شد، خندق اکسیداسیون AAO موجود آن قبلاً با ظرفیت کامل بود. مناطق بدون اکسیژن و هوازی هیچ گونه جداسازی فیزیکی نداشتند. میکسرها از کار می افتادند. دیفیوزرها مسدود شده بودند. و نسبت C/N نفوذی بسیار کم بود تا نیترات زدایی را به طور قابل اعتمادی هدایت کند. این مطالعه موردی نحوه ارزیابی MBBR را در مقابل BAF، انتخاب روش مقاوم سازی و تحویل پساب کلاس 1A با هزینه عملیاتی اضافی 0.219 RMB در هر متر مکعب نشان می دهد.

چالش

یک خندق اکسیداسیون بیش از حد در ظرفیت کامل

این نیروگاه با ظرفیت طراحی 40000 مترمکعب در روز، با بار هیدرولیکی تقریباً کامل کار می کرد که دستور تخلیه رسید. فرآیند اولیه یک خندق اکسیداسیون A/A/O بود که با استانداردهای کلاس 1B تخلیه می‌شد - برای دوران خود کافی بود، اما اندازه‌ی کمی داشت و برای محدودیت‌های سخت‌تر پیش‌رو پیکربندی‌نشده‌تر داشت.

تیم پروژه پنج نقص کلیدی را در طول مرحله تشخیص شناسایی کرد:

زمان نگهداری ناکافیحجم مخزن موجود نمی تواند زمان نگهداری هیدرولیکی مورد نیاز برای نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی قابل اعتماد را در شرایط بارگیری کلاس 1A حفظ کند.

جداسازی جریان ضعیفهیچ دیوار جداکننده ای بین مناطق اکسیژن و هوازی وجود نداشت و هیچ دروازه کنترلی گردش مجدد نیترات وجود نداشت. اختلاط معکوس مشروب مخلوط کنترل نشده بود، منطقه بدون اکسیژن را با اکسیژن محلول رقیق کرد و کارایی نیترات زدایی را تضعیف کرد.

خرابی میکسرمیکسرهای شناور موجود برای این کار اندازه کمتری داشتند و در غلظت‌های لجن بالا که به 10 گرم در لیتر می‌رسید شکست خورده بودند و مناطق مرده را ترک می‌کردند که در آن مواد جامد انباشته شده و سپتیک شدند.

DO بیش از حد در منطقه بدون اکسیژن.بدون جداسازی فیزیکی و با خرابی میکسرها، اکسیژن محلول از ناحیه هوازی به منطقه بدون اکسیژن خون می‌رود، باکتری‌های نیترات زدایی را سرکوب می‌کند و منبع محدود کربن را هدر می‌دهد.

گرفتگی دیفیوزرهای هوادهی و نسبت C/N پایین.سال ها کارکرد، پخش کننده های حباب ریز را آلوده کرده بود و راندمان انتقال اکسیژن را کاهش می داد. فاضلاب ورودی ذاتاً نسبت کربن به نیتروژن پایینی داشت و بستر آلی کافی برای نیترات زدایی سوخت باقی نمی‌ماند حتی زمانی که شرایط دیگر مساعد بود.

انتخاب فرآیند

MBBR در مقابل BAF: یک مقایسه ساختاریافته

تیم پروژه دو مسیر ارتقای مبتنی بر بیوفیلم را ارزیابی کرد: راکتور بیوفیلم بستر متحرک (MBBR) و فیلتر هوادهی بیولوژیکی (BAF). هر دو از نظر تئوری می توانند به پساب کلاس 1A برسند، اما معاوضه عملی در زمینه مقاوم سازی تعیین کننده بود.

ارزیابی قاطعانه به نفع پایان یافتMBBR. توانایی مقاوم سازی در گودال اکسیداسیون موجود بدون تملک زمین اضافی، محرک اصلی بود، که توسط سرمایه کمتر و هزینه های عملیاتی و سادگی عملیاتی پشتیبانی می شد که یک تیم کارخانه شهرداری می توانست با حداقل بازآموزی مدیریت کند.

پارامترهای طراحی

ویژگی های تأثیرگذار و اهداف تخلیه

پساب ورودی طراحی و کیفیت پساب هدف با محدودیت‌های سخت‌گیرانه‌تر DB 44/26-2001 (استاندارد استانی گوانگدونگ) و GB 18918-2002 کلاس 1A (استاندارد ملی) مقایسه شد. همه مقادیر بر حسب میلی گرم در لیتر مگر اینکه ذکر شده باشد.

جریان فرآیند

قطار درمانی ارتقا یافته

خط فرآیند ارتقا یافته، گودال اکسیداسیون مقاوم سازی شده AAO-MBBR را با واحدهای تصفیه ثالثیه جدید ادغام می کند تا محدودیت های سختگیرانه SS و TP کلاس 1A را برآورده کند:

ورودی → صفحه نمایش ظریف (3 میلی متر) → خندق اکسیداسیون AAO-MBBR → شفاف کننده ثانویه → ایستگاه آسانسور → مخزن ته نشینی با راندمان بالا → فیلتر دیسک فیبر → ضد عفونی UV → خروجی

جزئیات بازسازی AAO-MBBR

دو خندق موازی، هر کدام 20000 مترمربع در روز

مقاوم سازی هر دو خندق اکسیداسیون را به صورت موازی هدف قرار داد که هر کدام نیمی از جریان طراحی را مدیریت می کردند. تغییرات کلیدی به شرح زیر بود.

منطقه بدون اکسیژن (6792 m³).دیوارهای راهنمای داخلی بازسازی شده برای ایجاد یک محفظه بدون اکسیژن جدا شده از نظر فیزیکی نصب شدند که از اختلاط مجدد DO از ناحیه هوازی جلوگیری می کند. میکسرهای شناور جدید برای حفظ سوسپانسیون جامدات در غلظت‌های مشروب مخلوط تا 10 گرم در لیتر اندازه‌گیری شدند و مناطق مرده‌ای را که پیکربندی اولیه را آزار می‌داد از بین برد.

منطقه هوازی با حامل های MBBR (14297 متر مکعب).بخش هوازی به یک منطقه لجن فعال معمولی و یک منطقه اختصاصی MBBR به مساحت 4980 متر مکعب تقسیم شد. حامل های بیوفیلم یک سطح مؤثر کل 4.987 x 10&sup5; متر مربع برای رشد میکروبی متصل، افزایش چشمگیر موجودی زیست توده بدون افزایش حجم مخزن.

مشخصات حاملحامل های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) با سطح ویژه بزرگتر یا مساوی 800 متر مربع / متر مکعب انتخاب شدند. حجم کل حامل 209 مترمکعب است که نسبت پر شدن را تقریباً 12.5 درصد به دست می‌دهد - به ویژه، تیم پروژه تأکید کرد که نسبت پر کردن معیار اولیه طراحی نیست. مساحت سطح بیوفیلم مورد نیاز مقدار حامل را دیکته می کرد و 12.5% ​​مقدار حاصل بود.

صفحه های نگهدارندهصفحه‌های سیم گوه‌ای فولادی ضد زنگ در ورودی و خروجی ناحیه MBBR نصب شدند تا حامل‌ها را در محفظه تعیین‌شده نگه دارند و در عین حال اجازه عبور آزاد مشروب مخلوط و مواد جامد معلق را می‌دهند.

پمپ های چرخش نیتراتپمپ‌های چرخشی جدید با رتبه Q=833.4 مترمکعب در ساعت، مشروب مخلوط غنی از نیترات را از ناحیه هوازی به منطقه بدون اکسیژن برمی‌گرداند و نیترات زدایی را با نسبت گردش مجدد کنترل‌شده هدایت می‌کند.

ارتقاء هوادهیدمنده های اصلی با دو واحد 152 کیلوواتی جایگزین شدند که هر کدام 115 متر مکعب بر دقیقه را با نسبت هوا به آب طراحی 7:1 - می رساند که یک گام قابل توجه از نسبت اولیه 5:1 است که منعکس کننده نیاز اکسیژن بالاتر سیستم بیوفیلم نیتریف کننده است.

واحدهای جدید درمان سوم

پولیش برای کلاس 1A SS و TP Compliance

درمان بیولوژیکی به تنهایی نمی تواند به طور قابل اعتمادی به حد 10 میلی گرم در لیتر SS و 0.5 میلی گرم در لیتر TP از کلاس 1A دست یابد. سه واحد پولیش پایین دست اضافه شد.

مخزن ته نشینی با راندمان بالادو واحد موازی، هر کدام 833.34 m³/h با نرخ بارگذاری سطحی 8.17 m³/m²·h رتبه بندی شده اند. PAC (کلرید پلی آلومینیوم) و PAM (پلی آکریل آمید) برای حذف و لخته سازی شیمیایی فسفر دوز می شوند و هم TP و هم SS باقی مانده را هدف قرار می دهند.

فیلتر دیسک فیبر.دو واحد، هر کدام با 12 دیسک به قطر 3000 میلی‌متر، که نرخ فیلتراسیون 5.6 تا 7.8 m³/h·m² را ارائه می‌کنند. چهار پمپ بک واش برای تمیز کردن خودکار رسانه نصب شده است. فیلتر دیسکی به عنوان مانع فیزیکی نهایی برای جامدات معلق قبل از ضد عفونی عمل می کند.

ضد عفونی UV.یک سیستم فرابنفش 33.22 کیلووات با 96 لامپ در هر 320 وات، طراحی شده برای حداکثر جریان 56400 متر مکعب در روز. UV برای جلوگیری از تشکیل محصول جانبی ضدعفونی و سمیت کلر باقیمانده در آب دریافت کننده نسبت به کلرزنی انتخاب شد.

سرمایه گذاری و هزینه عملیاتی

تفکیک سرمایه و هزینه هر متر مکعب

کل سرمایه گذاری پروژه بود32.14 میلیون یوان، به شرح زیر تخصیص داده می شود:

هزینه عملیاتی افزایشی ارتقاء در محاسبه شد0.219 RMB/m³، تقریباً 3.20 میلیون یوان در سال در جریان طراحی ترجمه می شود. تفکیک به شرح زیر است:

خوراکی های کلیدی

پنج درس برای مقاوم سازی خندق اکسیداسیون

1. MBBR در گودال های اکسیداسیون موجود با حداقل کارهای عمرانی قرار می گیرد.مقاوم سازی گوانگدونگ نیازی به ساخت مخزن جدید برای مرحله بیولوژیکی نداشت - حامل ها، صفحه نمایش ها، میکسرها و دمنده ها در ردپای خندق موجود نصب شده بودند. این امر به تنهایی MBBR را به انتخاب برتر اقتصادی نسبت به BAF تبدیل کرد.

2. نسبت پر کردن یک خروجی است نه یک ورودی.تیم طراحی بر این نکته تاکید کرد: مساحت سطح بیوفیلم مورد نیاز - محاسبه شده از بارگیری نیتروژن و نرخ نیتریفیکاسیون هدف - تعیین می کند که چه تعداد حامل مورد نیاز است. نسبت پر (در این مورد 12.5٪) هر مقداری است که حجم حامل انجام می شود. با درصد پر شدن دلخواه شروع نکنید.

3. پرداخت پایین دست برای کلاس 1A ضروری است.حتی یک MBBR که به خوبی طراحی شده است نمی تواند بدون درمان ثالثی به 10 mg/L SS و 0.5 mg/L TP برسد. مخزن ته نشینی با راندمان بالا و فیلتر دیسکی فیبر موارد اضافی اختیاری نبودند - آنها تفاوت بین انطباق و شکست در SS و فسفر بودند.

4. هزینه اضافی نسبت به ارتقای استاندارد اندک است.با 0.219 RMB/m³، هزینه عملیاتی افزایشی ارتقاء کلاس 1B-to-1A یک پیشنهاد ارزش قانع کننده را نشان می دهد. هزینه های شیمیایی (0.048 RMB/m³) و حمل لجن (0.041 RMB/m³) اجزای غالب هستند و هر دو نسبتاً قابل پیش بینی هستند.

5. ارتقاء هوادهی اغلب ضروری است.تغییر نسبت هوا به آب از 5:1 به 7:1 نشان دهنده افزایش تقاضای اکسیژن در یک سیستم بیوفیلم نیتریف کننده است. کارخانه‌هایی که به‌روزرسانی‌های MBBR را در نظر می‌گیرند باید برای جایگزینی یا تقویت دمنده بودجه داشته باشند - بعید است که سیستم هوادهی موجود کافی نباشد.

نتیجه گیری

مورد گوانگدونگ نشان می دهد که ترکیبی ازAAO-MBBR با ته نشینی با راندمان بالا و فیلتر دیسک فیبریک مسیر ارتقاء موثر، مقرون به صرفه و قابل مدیریت عملیاتی از کلاس 1B به کلاس 1A را فراهم می کند. رویکرد مقاوم‌سازی - استفاده مجدد از حجم مخزن موجود، افزودن حامل‌ها به جای بتن، و لایه‌بندی پولیش ثالث در پایین دست - کیفیت پساب مورد نیاز را با هزینه‌ای افزایشی که بودجه شهرداری می‌تواند جذب کند، ارائه می‌کند. برای تعداد فزاینده ای از کارخانه های شهری چین که با همان دستور 1B-to-1A روبرو هستند، این مدل نیازمند توجه جدی است.