Uppgradering och renoveringsprojekt av avloppsreningsverk med A2/O-MBBR-process
Med den ständiga ökningen av allmänhetens miljömedvetenhet måste avloppsreningsverken aktivt utföra uppgraderings- och renoveringsaktiviteter, anta avancerad teknik för att behandla avloppsvatten, uppnå återanvändning av avloppsvatten och bidra med sin del till en hållbar social utveckling. En stor utmaning som möter under uppgradering och renovering av avloppsreningsverk är kväve- och fosforavskiljning. Genom att använda MBBR-teknik löses detta problem effektivt. Den här artikeln fokuserar på reningsverket för townships avloppsvatten i Xichou County, som använder en kombinerad process av förbehandling + A2/O sekundär biologisk reningsprocess + tygmediafiltrering + natriumhypokloritdesinfektion. Den biologiska reningssektionen använder integrerad avloppsvattenreningsutrustning (inklusive en pre-anoxisk tank, anaerob tank, anoxisk tank, aerob tank, sedimenteringstank med lutande rör, tygmediafilter och desinfektionstank).
1 Projektöversikt
Konstruktionen av avloppsledningsnätet som stödjer townships avloppsreningsverk i Xichou County, Wenshan Zhuang och Miao autonoma prefektur, Yunnan-provinsen, inkluderar projekt i sex townships: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin och Xinmajie. Den totala längden av stödjande avloppsledningsnät i dessa townships är cirka 39,182 km, med rördiametrar som sträcker sig från DN200 mm till DN500 mm, med användning av High-Density Polyethylene Double Wall Corrugated Pipes (HDPE). Integrerade pumpstationer byggs i Lianhuatang och Xinmajie townships. I Xinmajie Township finns ett Q=25 m³/h, DN150 mm tryckvattenledning PE-rör på 50 m, och i Lianhuatang Township, ett Q=25 m³/h, DN200 mm tryckvattentillförsel PE-rör på 15 m. Den totala byggarean för avloppsreningsverket är 3 482 m², inklusive en omfattande byggnad, integrerad avloppsreningsutrustning, transformator- och distributionsrum, övervakningsrum, regleringstank, slamtank, återanvändningsvattentank, slamavvattningsrum och slamförvaringsbod, skärmkanal, hisspumpstation och nödtank.
2 Vattenkvalitetsanalys och val av huvudprocess
2.1 Influens- och avloppsvattenkvalitet
En omfattande analys av den inflytande vattenkvaliteten i reningsverket för reningsverket i Xichou County Township visar att dess koncentration är stabil med en svag nedåtgående trend. Eftersom den nuvarande processen är en-högeffektiv avloppsvattenreningsprocess är volymen på reningstankarna inte stor och dess tolerans mot stötbelastningar är inte stark. Därför kan standarden för garantinivån för kvalitetsindikatorer för inflytande vatten inte sättas för högt; denna gång är det satt till 90%. Dessutom tar anläggningen emot 500 m³ lakvatten från deponi dagligen. När man utformar den slutliga inflytande vattenkvaliteten är det nödvändigt att förlita sig på den övergripande trenden för vattenkvalitet för att effektivt slutföra det relevanta designarbetet. Vattenkvalitetsindikatorerna visas iTabell 1.
Förhållandet BOD5/CODcr i avloppsvattnet är 0,35, vilket indikerar lätt biologiskt nedbrytbart avloppsvatten; BOD5/TN-förhållandet är 3. För att uppfylla TN-standarden för avloppsvatten krävs ytterligare behandlingsåtgärder, såsom tillsats av en extern kolkälla; BOD5/TP-förhållandet är 26,3, vilket är lämpligt för biologiskt fosforavlägsnande.
För närvarande är restmängderna av NH3-N och TN relativt höga, och avlägsningseffektiviteten är dålig. Detta indikerar att nitrifikation av NH₃-N inte kan utföras fullt ut i den gamla aeroba tanken. Eftersom en anoxisk tank inte ursprungligen installerades, inträffade inte denitrifieringsprocessen. Kväveavlägsnande uppnåddes endast genom att släppa ut överskottsslam, och nitrifikations-denitrifikationsmetoden användes inte.
2.3 Huvudprocess
Efter en noggrann analys av den specifika situationen för reningsverket för avloppsvatten i Xichou County Township, var uppgraderingen och renoveringen tvungen att slutföras på anläggningsplatsen. Utrymmet inom anläggningsområdet är mycket begränsat. Vid fastställandet av avloppsvattenreningsprocessen var det nödvändigt att överväga platsförhållandena och göra en rimlig användning av den befintliga biokemiska tankbehandlingsprocessen. Efter omfattande forskning tog användningen av A2/O-MBBR-processen (kallad MBBR-processen) effektivt markanvändning och driftsproblem. Detta tillvägagångssätt underlättade den tre-dimensionella expansionen av den biokemiska tankens kapacitet och möjliggjorde aktiv konstruktion av anoxiska och anaeroba tankar. MBBR-processen kombinerar aktivt slam med biofilm. Dess fördelar manifesteras i dess relativt lilla fotavtryck, långa biologiska kedja, förmåga att uppnå idealiska kvalitetsstandarder för avloppsvatten och stabil drift. Biofilmmetoden för borttagning av kväve visar också goda resultat under{10}lågtemperatursäsonger. MBBR-processflödet visas iBild 1.
2.4 Fördelar med MBBR-processen
Genom att jämföra MBBR-processen, fasta-mediabiofilmmetoder och aktiverade slamprocesser utmärker sig MBBR-processen med de mest framträdande fördelarna, närmare bestämt: ① De upphängda bärarna är huvudsakligen gjorda av modifierade material som PP och PE, vilket ger god hållbarhet. Eftersom de upphängda bärarna är lätta att starta och använda, uppstår problem som klumpar och igensättning sällan. Därför, när de appliceras på luftningssystemet och avloppsanordningarna i avloppsvattenreningssystemet, är deras avskrivningshastighet och utbytesfrekvens mycket låg. ② MBBR-processen har en stark förmåga att avlägsna kväve. Aeroba, anoxiska och anaeroba miljöer kan samexistera på de suspenderade bärarna, vilket gör att både nitrifikations- och denitrifikationsreaktioner kan fullbordas i en enda reaktor. Nitrifierande bakterier kan växa snabbt på biofilmen som bildas på de suspenderade bärarna, vilket uppnår optimal nitrifikation. ③ MBBR-processen har god tolerans mot stötbelastningar, vilket förbättrar avloppsvattnets stabilitet och motståndskraft mot giftiga ämnen. ④ Genom att använda MBBR-processen kan rimlig uppgradering och renovering av den ursprungliga reningsutrustningen användas, nästan utan förändring av markanvändningen, vilket sparar utrymme. ⑤ Traditionell rening av avloppsvatten kräver att man lägger till bärarstödramar i luftningstanken, medan MBBR-processen eliminerar detta steg och därigenom minskar svårigheten att underhålla luftningsanordningar och hantera bärarna.
3 Plan för renovering av biokemisk tank
3.1 Konstruktion av nya anaeroba och anoxiska tankar
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, och hanteringen av indikatorer som koncentration av suspenderade fasta ämnen i blandad vätska, denitrifieringsnitratkoncentration och denitrifieringshastigheten var väl implementerad. Otillräcklig kolkälla kan förekomma på vintern; en lämplig mängd kolkälla kan tillsättas för att förbättra denitrifieringseffektiviteten. Den nybyggda anoxiska tanken är utrustad med totalt 16 enheter 5 kW vertikala turbinblandare; den befintliga biokemiska tankens anoxiska zon är utrustad med totalt 8 uppsättningar av 5 kW vertikala propellrar; den anaeroba tanken är utrustad med totalt 6 uppsättningar av 6,5 kW dränkbara blandare.
Att jämföra svårighetskoefficienterna för fosforavlägsnande och kvävereduktionsuppgifter är uppenbarligen mer utmanande att ta bort kväve. Vanligtvis kan tillfredsställande fosforavlägsnande effekter erhållas genom kemiska fosforavlägsnande metoder. För att optimera kväveavlägsnande effekter, när temperaturen är låg och det totala inflödet av kväve är högt, kan slam återvinnas till den anaeroba delen för att säkerställa en längre uppehållstid i den anoxiska delen.
3.2 Renovering av befintliga biokemiska tankar
Efter renovering delas den befintliga biokemiska tanken i fyra delar: En skiljevägg läggs till mellan första och fjärde delen. Ytorna före och efter skiljeväggen i dessa två delar är den anoxiska zonen och bärarzonen (MBBR-zonen), respektive MBBR-zonen och avgasningszonen. Den andra och tredje delen är båda MBBR-zoner. Att lägga till en skiljevägg i den fjärde delen kan styra koncentrationen av löst syre i den interna recirkulerande blandade luten inom ett rimligt intervall. Dessutom installeras utrustning som skärmar och perforerade rörluftare i MBRR-zonen för att förbättra den biokemiska tankens driftseffektivitet. Efter att renoveringen av den biokemiska tankens aeroba zon är klar, når den totala effektiva tankvolymen för avgasningszonen och MBBR-zonen 38 000 m³. Avgasningszonen är utrustad med totalt 12 enheter 18,5 kW axialflödespumpar, med 4 som standby; rena HDPE-upphängda bärare används.
3.3 Renovering av fläktrum och luftningssystem
Det finns 4 fläktar i fläktrummet: 3 är gamla fläktar med ett inloppsflöde på 480 m³/min, och en är en ny fläkt. Vattenkylning är den huvudsakliga kylmetoden för de gamla fläktarna, med en effekt på 830 kW vardera; luftkylning är huvudmetoden för den nya fläkten, med en effekt på 670 kW. Genom att jämföra driftsstatusen för de gamla och nya fläktarna, fungerar den nya fläkten mer effektivt och effektivt. De gamla fläktarna har inte bara låg driftseffektivitet utan kräver också dyra underhålls- och reparationskostnader.
Vid design av luftningsvolymen för den aeroba zonen bör den baseras på det högsta syrebehovet i den aeroba zonen, med ett slutligt valt värde på 720 m³/min. Konfigurationen av perforerade luftningsrör bör baseras på luftvolymen för de 4 fläktarna. Arbetet med att byta ut de gamla fläktarna bör utföras effektivt. Att återköpa 3 nya fläktar för att ersätta de gamla är fördelaktigt för att minska luftningsvolymen. Vid byte av luftningsrören byts endast de gamla luftningsrören inuti aerobictanken.
3.4 Slambehandlingssystem
Den huvudsakliga slambehandlingsutrustningen som används i Xichou Countys avloppsreningsverk är en slamförtjocknings- och avvattningsfilterpress. Omfattande analys av slamavvattnings- och förtjockningsprocesser, integrering av slamförtjockning och avvattningsoperationer kan minimera kapitalinvesteringskostnaderna och minska dosen av hög-polymerflockningsmedel. För att undvika miljöskador från slambehandling valdes mekanisk slamförtjocknings- och avvattningsteknik för att effektivt kontrollera miljö- och atmosfärsföroreningar.
3.5 Deodoriseringssystem
Det finns många metoder för att behandla lukter, de vanligaste är biologiska, kemiska och fysikaliska metoder. Olika luktbehandlingsmetoder har betydande skillnader i deras deodoriseringsmekanismer, appliceringsförhållanden och tekniska typer. Efter att ha analyserat de specifika omständigheterna i detta projekt och övervägt fördelarna och nackdelarna med olika deodoriseringsteknologier, valdes slutligen jondeodoriseringsprocessen ut för att utföra relevanta operationer.
3.6 Nyckelpunkter för processrenovering
3.6.1 Val av operatör
Vid val av suspenderade bärare måste det säkerställas att tillverkningsmaterialet har tillräcklig korrosionsbeständighet och att den totala effektiva specifika ytan uppfyller avloppsstandarderna, vilket garanterar biomassan. Samtidigt måste livslängden, slitstyrkan och styrkan hos de upphängda hållarna uppfylla standarder, med en livslängd på över 15 år.
3.6.2 Bärarackumulering
När vattnet rinner ändrar bärarna position, vilket gör att ett stort antal bärare samlas framför avlyssningsskärmarna. Efter en tid kan avlyssningsskärmarna bli igensatta. Ökande luftning används för att spola bort de ackumulerade bärarna. En huvudförlust inträffar vid varje avlyssningsskärm. Ett stort antal bärare ackumuleras under trycket från vattennivåskillnaden över skärmen. När vattennivåskillnaden ökar ökar också mängden bärareansamling. En bäraråtervinningsanordning är installerad i bärarzonen. Drivna av en luftlyftsanordning återförs bärarna i slutet av bärarzonen till den främre änden, vilket förhindrar ansamling av bärare.
3.7 Analys av operativ effektivitet efter-renovering
Den totala investeringen för detta projekt är 219,91 miljoner yuan. Den genomsnittliga enhetsdriftskostnaden är 0,4 yuan/m³, och den genomsnittliga enhetskostnaden är 0,5 yuan/m³. Efter att det uppgraderade renoveringsprojektet slutförts och tagits i drift är dess vattenflödeseffekt mycket tillfredsställande, driftsstatusen är god och kvalitetsstandarderna för avloppsvatten kan uppfylla relevanta krav.
4 Slutsats
Under byggandet av detta uppgraderings- och renoveringsprojekt utnyttjades befintliga strukturer effektivt. Genom att rationellt använda MBBR-teknik, uppnådde renoveringsarbetet av layouten goda resultat utan att öka fotavtrycket, vilket avsevärt förbättrade kväve- och fosforavskiljningskapaciteten i avloppsvattenreningssystemet och optimerade effektiviteten i avlägsnandet av föroreningar. MBBR-teknologin är mycket avancerad och har inte bara fördelarna med konventionella avloppsvattenreningstekniker utan också effektivt utnyttjar den höga reningskapaciteten hos dess speciella transportörer, vilket avsevärt förbättrar effektiviteten i reningen av föroreningar.
Baserat på analys och demonstration, för att säkerställa planens rationalitet, rekommenderas att anta MBBR-processschemat. Genom att utföra in-renovering av det ursprungliga biologiska systemet, tillför bärare till den aeroba zonen för att öka dess lastkapacitet säkerställer att kvävebehandlingen uppfyller standarderna. Efterföljande användning av sedimentationstankar med hög-densitet + tygmediafilter för att kontrollera SS och TP kan garantera stabilt avloppsvatten som uppfyller standarden Grade 1A. MBBR-processen, liksom olika kombinerade processer som införlivar MBBR i aktiverade slamsystem, fungerar stabilt, är lätta att driva och justera, har stor tolerans mot förändringar i influenskvalitet och kvantitet, erbjuder goda effekter på kväve- och fosforavlägsnande och representerar en ekonomisk, effektiv och stabil reningsmetod för avloppsvatten. Eftersom nationella och lokala krav på avloppskvalitet från avloppsreningsverk ökar, är denna process en mycket lämplig lösning för projekt som står inför utmaningar som tidig konstruktion med processer som inte kan möta nya krav, begränsad marktillgång, höga markkostnader och finansieringssvårigheter. Det kommer garanterat att användas mer allmänt vid uppgradering och renovering av kommunala eller industriella reningsverk för avloppsvatten.
Under detta renoveringsprojekt vidtogs dessutom riktade kontrollåtgärder för denitrifikationsvägar baserat på faktiska förhållanden vid renovering av biokemiska tankar, inklusive förstärkning av hanteringen av indikatorer som denitrifikationsnitratkoncentration och denitrifieringshastighet. Processrenoveringen fokuserade på att förbättra val av transportör och ackumuleringshantering. Genom att integrera renoveringar av fläktrummet och luftningssystemet, slambehandlingssystemet och deodoriseringssystemet förbättrades avloppsreningsverkets omfattande reningskapacitet.