برنامه های کاربردی رسانه MBBR در تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی|مطالعه موردی مالزی

کاربردهای عملی رسانه MBBR در تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی

مقدمه

رسانه MBBR (راکتور بیوفیلم بستر متحرک) به دلیل عملکرد تصفیه بالغ و سازگاری خوب به طور گسترده در پروژه های تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی در سراسر جهان استفاده شده است. در زمینه تصفیه فاضلاب شهری، این فناوری اغلب برای ارتقاء و نوسازی تصفیه خانه های موجود برای رعایت استانداردهای دقیق تر تخلیه استفاده می شود. در حالی که در سناریوهای صنعتی، می تواند به طور موثر با ویژگی های ترکیب آلاینده پیچیده و نوسانات بار بزرگ فاضلاب صنعتی مقابله کند. این مقاله به بررسی موارد کاربرد عملی رسانه MBBR و اثرات تصفیه به دست آمده در سناریوهای مختلف، با تمرکز بر پیشینه تصفیه فاضلاب در مالزی و نمونه‌های مهندسی برای نشان دادن عملی بودن و اقتصادی بودن این فناوری می‌پردازد.

مروری بر پیشینه صنعت تصفیه فاضلاب مالزی

مالزی به عنوان یک کشور آسیای جنوب شرقی دارای منابع آبی فراوانی است و برخی از مناطق حتی برای مدت طولانی آب شیرین را به کشورهای همسایه صادر می کنند. با این حال، در سال های اخیر، تحت تاثیر عوامل متعددی مانند رشد جمعیت شهری، توسعه سریع صنعتی و بهبود آگاهی زیست محیطی، تصفیه فاضلاب در مالزی با چالش های شدید و نیازهای فوری مواجه شده است. از منظر وضعیت صنعت، برخی از مناطق در مالزی مشکلاتی مانند تخلیه مستقیم فاضلاب، تاسیسات تصفیه قدیمی و راندمان تصفیه ناکافی دارند. در این میان، بسیاری از مکان‌ها مانند جوهور و ساراواک به دلیل تخلیه غیرقانونی کارخانه‌های ساحلی و تخلیه بی‌رویه فاضلاب‌های خانگی توسط ساکنان و حتی بحران‌های مکرر تامین آب، شاهد تشدید آلودگی رودخانه‌ها بوده‌اند. فقط در جوهور، هدر رفت آب آشامیدنی روزانه به 1.173 میلیارد لیتر می رسد که تضاد بین عرضه و تقاضای آب را تشدید می کند.

برای بهبود کیفیت محیط آب، دولت مالزی به طور مداوم قوانین و مقررات حفاظت از محیط زیست را بهبود بخشیده است. در میان آنها، مقررات کیفیت محیطی (فاضلاب) 2009 استانداردهای سختگیرانه تخلیه فاضلاب را تدوین کرد (استاندارد A: BOD5 کمتر یا مساوی 20 میلی گرم در لیتر، COD کمتر یا مساوی 50 میلی گرم در لیتر، جامدات معلق کمتر از یا برابر با 50 میلی گرم در لیتر)، که کارایی تصفیه موجود را بالاتر از یا برابر با 50 میلی گرم در لیتر بود. گیاهان در عین حال، مالزی به تدریج سرمایه گذاری در ساخت و نوسازی تاسیسات تصفیه فاضلاب را افزایش داده است. از یک طرف، ساخت سیستم های تخلیه فاضلاب متمرکز را ترویج می کند. به عنوان مثال، کوچینگ سرمایه گذاری زیادی در ساخت یک سیستم تخلیه فاضلاب مرکزی انجام داده است، که فاضلاب را قبل از تخلیه به رودخانه ها به صورت متمرکز تصفیه می کند و به تدریج وضعیت آلودگی رودخانه را بهبود می بخشد. از سوی دیگر، به طور فعال فن آوری های تصفیه فاضلاب کارآمد را معرفی می کند. با مزایای فضای کف کوچک، چرخه نوسازی کوتاه، راندمان تصفیه بالا و هزینه عملیات قابل کنترل، فناوری MBBR به فناوری مطلوب برای ارتقا و نوسازی تصفیه خانه های فاضلاب شهری در مالزی تبدیل شده است و به طور گسترده در پروژه های مختلف تصفیه فاضلاب منطقه ای استفاده می شود. علاوه بر این، مالزی همچنین در سال‌های اخیر تصفیه زباله‌های جامد و آلودگی پلاستیکی را برای کاهش انتشار آلاینده‌ها در منبع، کاهش بار تصفیه فاضلاب، و تشکیل یک سیستم جامع حاکمیت حفاظت از محیط زیست "کنترل منبع + پایان{12}}تصفیه لوله‌ها" ترویج کرده است.

موارد کاربرد رسانه MBBR در تصفیه فاضلاب شهری

(1) مورد بازسازی یک کارخانه تصفیه فاضلاب شهری در اروپا

در تصفیه فاضلاب شهری، سناریوی کاربردی رایج رسانه های MBBR ارتقا و نوسازی تصفیه خانه های لجن فعال است. بسیاری از تصفیه خانه های قدیمی با چالش های ناشی از نیازهای سختگیرانه حذف نیتروژن و فسفر مواجه هستند. با افزودن محیط MBBR به مخازن هوادهی موجود، حفظ زیست توده را می توان بدون افزایش حجم راکتور افزایش داد. به عنوان مثال، یک تصفیه خانه فاضلاب شهری در اروپا با ظرفیت تصفیه طراحی شده 50000 معادل جمعیت (PE) از رسانه MBBR برای نوسازی افزایش نیتریفیکاسیون استفاده کرد. قبل از نوسازی، میزان حذف نیتروژن آمونیاکی کارخانه تنها 75 درصد بود که نتوانست استاندارد تخلیه 5 میلی گرم در لیتر را برآورده کند. پس از نصب محیط MBBR با سطح ویژه 800 m²/m³، میزان حذف نیتروژن آمونیاکی به بیش از 95٪ افزایش یافت و غلظت نیتروژن آمونیاک پساب به طور پایدار زیر 3 میلی گرم در لیتر کنترل شد. پروژه نوسازی زمان کوتاهی ساخت و ساز داشت و هزینه عملیات تنها 10 درصد افزایش یافت که به طور کامل نشان دهنده اقتصاد رسانه MBBR در ارتقا و نوسازی تصفیه خانه های فاضلاب شهری است.

(2) مورد بازسازی کارخانه تصفیه فاضلاب منطقه ای کوالا ساوا در مالزی

با رشد جمعیت شهری و قوانین سختگیرانه حفاظت از محیط زیست در مالزی، فناوری MBBR نیز به تدریج برای ارتقاء تصفیه خانه های فاضلاب شهری به کار گرفته شده است. کارخانه تصفیه فاضلاب منطقه ای کوالا ساوا (RSTP) در نگری سمبیلان، که توسط کنسرسیوم آب ایندا (IWK) اداره می شود، فوراً باید کارایی تصفیه خود را بهبود بخشد تا با استانداردهای دقیق تخلیه در مقررات کیفیت محیطی (فاضلاب) مالزی مطابقت داشته باشد. مترمکعب فاضلاب و 260 مترمکعب لجن مدفوع در روز که به جمعیت 320000 پلی اتیلن سرویس می دهد. با این حال، اثر حذف نیتروژن آن ناپایدار بود، و شاخص‌های پساب غالباً در طول دوره‌های اوج بار، استانداردها را برآورده نمی‌کردند، که با تقاضای فوری برای اداره محیط زیست آب در منطقه ناسازگار بود.

برای حل مشکلات فوق بدون گسترش فضای کف موجود (یک محدودیت کلیدی در مناطق شهری)، کارخانه پروژه نوسازی رسانه MBBR را در سال 2023 انجام داد. محیط MBBR 37 با سطح ویژه 800 متر مربع / مترمربع که 25 درصد از حجم راکتور را تشکیل می دهد به منطقه هوازی خندق اکسیداسیون اضافه شد. پروژه نوسازی در فازهایی اجرا شد که هر مرحله در مدت 10 روز تکمیل شد و تأثیر آن بر عملیات به حداقل رسید. سیستم MBBR به طور قابل توجهی ظرفیت نگهداری زیست توده، به ویژه غنی‌سازی باکتری‌های نیتروژن‌کننده (Nitrospira spp.) را بهبود بخشید، توانایی گیاه را برای مقابله با نوسانات بار آلی و بار نیتروژن افزایش داد و به طور موثری نقطه درد ناشی از حذف ناپایدار نیتروژن فرآیند اصلی را حل کرد.

(3) مقایسه عملکرد درمان قبل و بعد از نوسازی

جدول 1 زیر عملکرد تصفیه RSTP کوالا ساوا را قبل و بعد از نوسازی MBBR در مقایسه با محدودیت های تخلیه استاندارد A مالزی برای مرجع خلاصه می کند.

از جدول 1 می توان دریافت که نوسازی MBBR به طور قابل توجهی راندمان تصفیه کارخانه را بهبود بخشید. همه شاخص های کلیدی به طور پایدار استانداردهای تخلیه استاندارد A مالزی را برآورده می کنند و از آنها فراتر می روند، که در میان آنها میزان حذف نیتروژن آمونیاکی بیش از 20 درصد افزایش یافته است و مشکل پساب نامرغوب در دوره های اوج بار را به طور کامل حل می کند. علاوه بر این، سیستم MBBR تولید لجن اضافی را تا 28 درصد کاهش داد و هزینه دفع لجن ماهانه را تقریباً 25000 رینگیت مالزی (RM) کاهش داد. به لطف طراحی{8}}صرفه‌جویی انرژی سیستم MBBR، هزینه بهره‌برداری تنها 8 درصد افزایش یافت و آن را به یک راه‌حل اقتصادی و کارآمد برای ارتقا و نوسازی نیروگاه تبدیل کرد و همچنین مرجعی مناسب برای نوسازی سایر تصفیه خانه‌های قدیمی فاضلاب در مالزی ارائه کرد.

موارد کاربرد رسانه MBBR در تصفیه فاضلاب صنعتی

(1) مورد تصفیه فاضلاب یک کارخانه فرآوری لبنیات در آمریکای شمالی

در زمینه صنعتی، مدیا MBBR با موفقیت در تصفیه انواع فاضلاب صنعتی به کار گرفته شده است. به عنوان مثال، فاضلاب فرآوری مواد غذایی معمولاً حاوی غلظت بالایی از مواد آلی (COD تا 10000 میلی گرم در لیتر) و چربی است که تصفیه کارآمد آنها با فرآیندهای سنتی دشوار است. یک کارخانه فرآوری لبنیات در آمریکای شمالی از سیستم MBBR برای تصفیه فاضلاب تولیدی خود استفاده کرد. راکتور با حجم 30 درصد از محیط استوانه ای MBBR پر شد و زمان ماند هیدرولیکی در 8 ساعت کنترل شد. نتایج عملیات نشان داد که نرخ حذف COD به 92٪ و نرخ حذف BOD5 به 94٪ رسید که به طور قابل توجهی بهتر از عملکرد فرآیند لجن فعال اصلی (نرخ حذف COD 78٪) بود. در همان زمان، تولید لجن اضافی 30 درصد کاهش یافت که به طور موثر هزینه دفع لجن را کاهش داد و اثر تصفیه و اقتصاد متعادل را کاهش داد.

(2) مورد تصفیه فاضلاب یک کارخانه داروسازی آسیایی

یکی دیگر از سناریوهای کاربردی معمول، تصفیه فاضلاب دارویی است. چنین فاضلابی حاوی ترکیبات آلی سمی و نسوز است که تصفیه آنها دشوار است. یک کارخانه داروسازی آسیایی یک سیستم ترکیبی از رسانه های MBBR و فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) را برای تصفیه فاضلاب اتخاذ کرد. MBBR به عنوان یک واحد پیش تصفیه برای حذف مواد آلی زیست تخریب پذیر، کاهش بار تصفیه AOPهای بعدی و جلوگیری از تأثیر مواد سمی بر فرآیندهای بعدی استفاده شد. راکتور MBBR به نرخ حذف COD 65 درصد برای فاضلاب دارویی دست یافت. پس از تصفیه با فرآیند ترکیبی، غلظت نهایی COD پساب کمتر از 50 میلی گرم در لیتر بود که مطابق با استانداردهای تخلیه محلی بود. استفاده از رسانه MBBR همچنین پایداری سیستم تصفیه را بهبود بخشید، تأثیر مواد سمی را بر روند درمان تضعیف کرد و عملکرد پایدار طولانی مدت سیستم تصفیه را تضمین کرد.

مقایسه عملکرد سیستم MBBR در سناریوهای کاربردی مختلف

جدول 2 زیر عملکرد سیستم های MBBR را در سناریوهای کاربردی مختلف شرح داده شده در این مقاله مقایسه می کند، تطبیق پذیری و سازگاری این فناوری را برجسته می کند و مرجعی برای انتخاب فنی انواع مختلف پروژه های تصفیه فاضلاب ارائه می دهد.

نتیجه گیری

موارد کاربرد عملی فوق نشان می دهد که رسانه MBBR یک فناوری جهانی و کارآمد مناسب برای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی است. این دارای مزایای تحمل بار آلی بالا، مقاومت در برابر ضربه قوی، و توانایی همکاری و ادغام با سایر فرآیندهای تصفیه است که آن را به راه حل ترجیحی برای حل مشکلات پیچیده تصفیه فاضلاب تبدیل می کند. به خصوص در مالزی، همراه با نیازهای پیشینه محلی تصفیه فاضلاب-فوریت برای ارتقاء تأسیسات قدیمی، محدودیت های استاندارد تخلیه شدید، و نیاز به تعادل فضای کف و هزینه بهره برداری وجود دارد-استفاده از فناوری MBBR به طور موثری مشکلات تصفیه فاضلاب محلی را حل کرده است، همچنین یک محیط کارآمد و مقرون به صرفه برای تصفیه آب در مالزی ارائه شده است. پروژه ها در مناطق مشابه

برای بحث بیشتر با راشل تماس بگیرید!

واتساپ:+86 137 9555 6548

ایمیل:[email protected]