Prostor je tijesan. Granice pražnjenja se pooštravaju. Tradicionalni aktivni mulj - pouzdan desetljećima - više ne može ispuniti zahtjeve regulatora kvalitete otpadnih voda, ne bez izgradnje dodatnih spremnika za koje nemate mjesta. Bio Block nudi drugačiji put: naknadno opremite postojeći bazen tro-dimenzionalnim poroznim nosačem biofilma koji multiplicira aktivnu biomasu bez dodavanja ijednog kubnog metra betona. Ovaj članak pokriva kako Bio Block funkcionira, koje su njegove temeljne prednosti i što se dogodilo kada je aKomunalno postrojenje od 20.000 m³/d u istočnoj Kini izvršilo je promjenu.
IZAZOV: ZAŠTO AKTIVNI MULJ UDARA SVOJE GRANICE
Konvencionalni aktivni mulj (CAS) bio je okosnica pročišćavanja komunalnih otpadnih voda više od jednog stoljeća. Djeluje. Ali radi unutar ograničenja koja je sve teže zadovoljiti. Tri su pritiska na operatere postrojenja diljem svijeta:
Standardi otpuštanja se pooštravaju.Kineski standard stupnja 1A (GB 18918-2002) zahtijeva KPK u otpadnim vodama ispod 50 mg/L i amonijačni dušik ispod 5 mg/L – pragove koji guraju CAS do svoje biološke granice. Mnoge pokrajine sada provode još stroža lokalna ograničenja. Europska Direktiva o pročišćavanju gradskih otpadnih voda slijedi istu putanju.
Nekretnine su ograničene.Većina komunalnih postrojenja izgrađenih 1990-ih i 2000-ih sada je okružena urbanim razvojem. Nema susjednog zemljišta na koje bi se moglo proširiti. Svako povećanje kapaciteta mora se dogoditi unutar postojećeg volumena spremnika -, a CAS nudi malo prostora nakon što se dosegne gornja granica suspendiranih krutih tvari miješane tekućine (MLSS) od 3.000-4.000 mg/L.
Troškovi energije i zbrinjavanja mulja rastu.Prozračivanje čini 50-60% ukupne potrošnje električne energije UPOV-a. Rukovanje muljem dodaje još 20-30%. Kako cijene električne energije rastu, a vrata odlagališta se zatvaraju, operativna ekonomija CAS-a se pogoršava iz godine u godinu.
Odgovor industrije na sva tri problema je isti:spakirajte više biologije u isti volumen. To je upravo ono što Bio Block radi.
KAKO DJELUJE BIO BLOCK: PRINCIP BIOFILMA
Od suspendiranog rasta do vezanog rasta
U CAS spremniku mikroorganizmi slobodno plutaju kao pahuljice. Njihova je gustoća naseljenosti ograničena taloženjem mulja - gurnite MLSS previsoko i sekundarni taložnik ne radi. U Bio Block sustavu, mikroorganizmi rastu kao pričvršćeni biofilm na tro-trodimenzionalnoj nosivoj matrici. Biomasa se zadržava unutar reaktora bez obzira na hidrauličko vrijeme zadržavanja, odvajajući vrijeme zadržavanja krutih tvari (SRT) od hidrauličkog vremena zadržavanja (HRT). Ova jedina promjena otključava sve ostalo.
Arhitektura nosača
Bio Block proizvodi se od polietilena visoke-gustoće (HDPE) ili polipropilena (PP) s kontroliranom tro{1}}trodimenzionalnom strukturom otvorenih-pora. Geometrija nije nasumična - ona je projektirana za tri istovremene funkcije:
Maksimiziranje površine.Tip Bio Block 55 daje specifičnu površinu od 220 m²/m³. U kontekstu, konvencionalni aeracijski spremnik s MLSS-om od 3000 mg/L nudi učinkovitu biološku površinu od otprilike 80-120 m²/m³. Bio Block više nego udvostručuje dostupno stanište po kubnom metru. To se izravno prevodi u veću koncentraciju biomase - obično 8.000-15.000 mg/L ekvivalenta - bez ikakve kazne za taloženje.
Tro{0}}fazni prijenos mase.Geometrija otvorenih-pora omogućuje koegzistiranje vode, zraka i biofilma u intimnom kontaktu. Otopljeni kisik i topljivi supstrat difundiraju u biofilm iz mase tekućine dok metabolički nusproizvodi difundiraju van. Vijugavi put protoka kroz blok nosača stvara mikro-turbulencije koje kontinuirano osvježavaju granični sloj - što je -ograničavajući korak u svakom sustavu biofilma.
Samo{0}}regulirajuća debljina biofilma.Kako biofilm postaje deblji, sile smicanja uzrokovane prozračivanjem i protokom tekućine skidaju se s vanjskih slojeva. Time se sprječava ograničenje difuzije koje onesposobljava predebele biofilme. Rezultat je biofilm koji sam-održava optimalnu debljinu od 150-300 mikrona - dovoljno debeo za visoku aktivnost, dovoljno tanak da izbjegne anaerobne mrtve zone.
Mikrobna stratifikacija i uklanjanje hranjivih tvari
Zreli Bio Block biofilm razvija različite funkcionalne slojeve. Vanjski aerobni sloj (0-100 mikrona) ugošćuje heterotrofne COD degradatore i autotrofne nitrifikatore -NitrosomonasiNitrobacter- koji pretvaraju amonijak u nitrat. Dublje unutar biofilma, gdje su vanjski slojevi potrošili kisik, formira se anoksična zona. Ovdje fakultativni denitrifikatori koriste nitrat kao terminalni akceptor elektrona, reducirajući ga u plinoviti dušik. Jedan blok nosača tako postižesimultana nitrifikacija-denitrifikacija (SND)- proces koji u CAS-u zahtijeva odvojene aerobne i anoksične zone s unutarnjim recirkulacijskim pumpama.
Za uklanjanje fosfora, Bio Block osigurava površine za pričvršćivanje za organizme-akumulacije fosfata (PAO). Iako način rada s biofilmom ne može u potpunosti zamijeniti anaerobno-aerobno kruženje, on značajno poboljšava biološki unos fosfora u kombinaciji s kratkom anaerobnom selektorskom zonom uzvodno -, što je raspored koji isporučuje ukupni fosfor u efluentu ispod 0,5 mg/L bez kemijskog doziranja u većini komunalnih primjena.
GLAVNE PREDNOSTI BIO BLOKA
| Prednost | Što to tehnički znači | Što to znači za vašu biljku |
| Visoka učinkovitost liječenja | 220 m²/m³ specifične površine podržava koncentracije biofilma ekvivalentne 8.000-15.000 mg/L MLSS; Stope uklanjanja COD-a stalno prelaze 90% | Zadovoljite pooštrene standarde pražnjenja bez povećanja volumena spremnika ili dodavanja tercijarnih stupnjeva pročišćavanja |
| Jaka otpornost na udarna opterećenja | Stabilna struktura biofilma štiti od hidrauličkih i organskih fluktuacija opterećenja; vezana biomasa ne može se isprati tijekom skokova protoka | Održavajte usklađenost tijekom vrhunca kišne sezone, događaja industrijskog ispuštanja i sezonskih varijacija opterećenja |
| Niski troškovi rada i održavanja | vijek trajanja HDPE/PP nosača prelazi 15 godina; struktura otvorenih-pora otporna je na začepljenje; nema ciklusa zamjene medija | Smanjite dugoročne-operativne troškove; eliminirati prekid rada zamjene medija koji je uobičajen kod starijih dizajna nosača |
| Širok raspon primjene | Učinkovito u komunalnim kanalizacijskim sustavima, industrijskim otpadnim vodama (tekstilnim, prehrambenim, kemijskim) i recirkulacijskim sustavima akvakulture | Standardizirajte tehnologiju jednog nosača za više linija i aplikacija |
| Otisak-Neutralna rekonstrukcija | Stopa punjenja od 55% efektivnog volumena spremnika; postojeći aeracijski difuzori i strukture spremnika su zadržani | Poboljšajte kapacitet i kvalitetu otpadnih voda bez kupnje zemljišta, izlijevanja betona ili prekida rada postrojenja |
STUDIJA SLUČAJA: NADOGRADNJA KOMUNALNOG UPOV-A U ISTOČNOJ KINI
Pozadina projekta
Postrojenje opslužuje-grad srednje veličine u istočnoj Kini s projektiranim kapacitetom obrade od20,000 m³/d. Izvorni proces bio je konfiguracija konvencionalnog aktivnog mulja - primarna sedimentacija, aeracijski bazen, sekundarni taložnik - pušten u rad 2008. Više od desetljeća pouzdano je zadovoljavao tada-primjenjivi standard za ispuštanje Grade 1B. No 2022. lokalni ured za zaštitu okoliša naložio je prijelaz na stroži lokalni standard koji zahtijeva KPK u otpadnim vodama ispod 30 mg/L i amonijačni dušik ispod 1,0 mg/L - što je otprilike ekvivalentno novonastalim kineskim kvazi-kriterijima površinske vode klase IV. Postrojenje nije zadovoljavalo te granice, a nije bilo prostora za izgradnju dodatnih stupnjeva pročišćavanja.
Dizajn transformacije
Inženjerski tim procijenio je tri opcije: proširenje aeracijskog bazena (odbijeno zbog ograničenja zemljišta), dodavanje tercijarnog MBR stupnja (odbijeno zbog kapitalnih i operativnih troškova) i naknadno opremanje postojećeg aeracijskog bazena nosačima Bio Block (odabrano). Opseg naknadne ugradnje bio je namjerno minimalan kako bi postrojenje ostalo u radu tijekom cijele izgradnje:
Odabir operatera:Tip Bio Block 55, proizveden od čistog HDPE-a sa specifičnom površinom od 220 m²/m³. Ovaj je model odabran kako bi se osigurala dovoljna površina za ciljanu kvalitetu efluenta uz održavanje hidrauličkog protoka kroz nosač.
Strategija punjenja:55% efektivnog volumena spremnika za prozračivanje bilo je ispunjeno nosačem medija. Veći omjeri punjenja (60-67%) tehnički su izvedivi, ali su ovdje izbjegnuti kako bi se očuvala učinkovitost miješanja prozračivanja i spriječilo nakupljanje nosača na izlazu iz spremnika. Retencijske rešetke od nehrđajućeg čelika s otvorima od 12 mm postavljene su na izlaznu branu spremnika za držanje nosača.
Podešavanje prozračivanja:Zadržana je postojeća rešetka difuzora s finim{0}}mjehurićima. Intenzitet prozračivanja prilagođen je prema dolje s 4,5 m³ zraka/m³ otpadne vode na 3,2 m³ zraka/m³ otpadne vode, odražavajući veću učinkovitost prijenosa kisika postignutu kada nosači biofilma razbijaju grube mjehuriće i produžuju vrijeme zadržavanja mjehurića kroz sloj nosača.
Smanjenje HRT-a:Hidrauličko vrijeme zadržavanja je skraćeno sa 12 sati na 8 sati. Ovo nije bila proizvoljna odluka - to je bio izračunati rezultat udvostručenja efektivne koncentracije biomase. S više biologije u spremniku, svaki kubni metar otpadne vode treba manje vremena kontakta da bi se postigao isti stupanj pročišćavanja.
Cjelokupna rekonstrukcija dovršena je godinečetiri tjedna, tijekom kojeg je postrojenje radilo smanjenim kapacitetom na obilaznici. Novi beton nije izliven. Nije kupljeno dodatno zemljište.
PODACI O IZVEDBI: ŠEST-MJESEČNI REZULTATI PRAĆENJA
Sljedeći podaci predstavljaju mjesečne prosječne vrijednosti prikupljene tijekom šest-mjesečnog razdoblja praćenja-naknade. Tvornica je tijekom tog razdoblja radila s prosječnim dnevnim protokom od 18.500 m³/d, što je blizu projektiranog kapaciteta.
| Parametar | Utjecaj (mg/L) | Prije nadogradnje (mg/L) | Nakon nadogradnje (mg/L) | Stopa uklanjanja |
| BAKALAR | 280-360 | 50-65 | Manje od ili jednako 25 | Veći ili jednak 92% |
| Amonijačni dušik | 25-35 | 8-12 | Manje od ili jednako 0,5 | Veći ili jednak 98% |
| Ukupni dušik | 35-45 | 15-20 | Manje od ili jednako 10 | Veći ili jednak 78% |
| Ukupni fosfor | 3-5 | 0.8-1.2 | Manje ili jednako 0,3 | Veći ili jednak 93% |
Posebnu pozornost zaslužuju tri brojke. Prvo,stopa uklanjanja amonijačnog dušika od preko 98%potvrđuje da su nitrificirajuće bakterije - notorno sporo{1}}rastući i osjetljivi organizmi - uspostavili i održavali snažnu populaciju na Bio Block nosačima. Ovo je kritično jer je nitrifikacija često korak koji-ograničava brzinu u nadogradnji komunalnog tretmana, a sustavi-zaustavljenog rasta zahtijevaju SRT od 8-15 dana da zadrže nitrifikatore. Biofilm Bio Block to postiže bez napora imobilizacijom nitrifikatora na površini nosača.
Drugo,smanjenje ukupnog dušika ispod 10 mg/Lbez odvojene anoksične zone ili unutarnje recirkulacijske petlje potvrđuje ranije opisan mehanizam istodobne nitrifikacije-denitrifikacije. Biljka je postigla denitrifikaciju u istom spremniku u kojem se odvijala nitrifikacija - rezultat koji bi bio termodinamički nemoguć u potpuno mješovitom suspendiranom{3}}sustavu rasta.
Treći,uklanjanje fosfora premašilo 93%. To je zahtijevalo mali uzvodni anaerobni selektor (volumen približno 8% spremnika za prozračivanje), ali bez dodavanja koagulansa metalne soli. PAO-i obogaćeni na površinama nosača bili su dovoljni za poticanje luksuznog unosa fosfora kada su bili izloženi anaerobnom-aerobnom ciklusu.
SVEOBUHVATNE PREDNOSTI: IZNAD KVALITETE OTPADA
Naknada Bio Blocka donijela je prednosti u četiri dimenzije - kvaliteta otpadnih voda, kapacitet, operativni troškovi i otpornost - što zajedno čini poslovni slučaj za ovu tehnologiju uvjerljivim.
Kvaliteta otpadnih voda
Svaki je parametar zadovoljio nove, strože lokalne standarde pražnjenja s ugodnom marginom. Sukladnost nije bila na granici - bila je robusna. Operater postrojenja više se ne suočava s tjeskobom gledanja KPK i vrijednosti amonijaka kako puze prema granici tijekom događaja visokog-opterećenja.
Povećanje kapaciteta
Skraćivanjem HRT-a s 12 na 8 sati uz zadržavanje - i poboljšanje - učinka liječenja, biljka je učinkovito dobila približno30% dodatnih kapaciteta tretmana. To je postignuto bez proširenja jednog spremnika. Za postrojenje koje je radilo blizu svoje hidrauličke granice, ovaj prostor je strateški vrijedan jer grad nastavlja rasti.
Smanjenje operativnih troškova
Proizvodnja mulja smanjila se za pribl35%u usporedbi s osnovnom linijom prije-nadogradnje. Ovo je izravna posljedica načina biofilma: pričvršćeni-sustavi rasta rade na višim SRT, što tjera biomasu dalje u fazu endogenog disanja gdje je neto prinos stanica manji. Manje mulja znači nižu potrošnju polimera za odvodnjavanje, manje kamiona na odlagalište i smanjene naknade za odlaganje.
Potrošnja energije po kubnom metru pročišćene vode smanjena je za cca16%. Primarni pokretač bio je smanjeni intenzitet prozračivanja - nosač Bio Block poboljšava učinkovitost prijenosa kisika povećanjem vremena zadržavanja mjehurića i stvaranjem lokalne turbulencije koja ubrzava prijenos mase na površini. Sekundarni doprinos dolazi od uklanjanja unutarnjih recirkulacijskih pumpi koje su se prethodno koristile za denitrifikaciju, jer se SND sada pojavljuje unutar biofilma.
Operativna otpornost
Tijekom kišne sezone, kada je dotok naglo porastao i koncentracije zagađivača su se jako kolebale, sustav Bio Block održavao je stabilnu kvalitetu otpadnih voda. Pričvršćeni biofilm jednostavno ne ispire - što je temeljna prednost u odnosu na-sustave suspendiranog rasta gdje hidraulički udar može skinuti biomasu iz bazena za prozračivanje za nekoliko sati. Operater postrojenja izvijestio je da sustav"oporavlja se unutar jednog HNL ciklusa"nakon šoka, u usporedbi s danima ili tjednima za prethodnu CAS konfiguraciju.
JE LI BIO BLOCK ODGOVARAJUĆI ZA VAŠU BILJKU?
Bio Block nije univerzalno rješenje. Posebno je-prikladno za biljke koje se suočavaju s jednim ili više sljedećih uvjeta:
Stroži standardi otpuštanjada trenutni proces aktivnog mulja ne može zadovoljiti bez tercijarne obrade. Bio Block može zatvoriti jaz unutar postojeće biološke faze, često eliminirajući potrebu za nizvodnim koracima poliranja.
Ograničenja kapaciteta bez prostora za proširenje.Ako je vaše postrojenje hidraulički ili organski preopterećeno, ali nema mjesta za izgradnju, rekonstrukcija Bio Blocka može povećati volumetrijski kapacitet obrade za 25-40% povećanjem efektivne koncentracije biomase.
Visoki troškovi zbrinjavanja mulja.Smanjenje proizvodnje otpadnog mulja od 30-40% izravno se prevodi u niže operativne troškove, posebno u regijama gdje su naknade za odlaganje otpada i troškovi prijevoza značajni.
Promjenjiva industrijska ili sezonska opterećenja.Inherentna otpornost biofilma na udarna opterećenja čini Bio Block izvrsnim izborom za postrojenja koja primaju povremena industrijska ispuštanja ili imaju velike sezonske varijacije protoka i opterećenja.
Postrojenja koja razmatraju Bio Block trebaju procijeniti vrstu nosača i omjer punjenja kroz aizračun procesa-specifičan za mjestokoji uzima u obzir karakteristike utjecaja, ciljnu kvalitetu otpadnih voda, raspoloživi volumen spremnika i postojeći kapacitet prozračivanja. Pilot pokus na 5-10% punog opsega preporučuje se onima koji prvi put primjenjuju kako bi potvrdili parametre dizajna prije nego što se obvežu na potpunu rekonstrukciju.
ZAKLJUČAK
Bio Block kao učinkovit materijal za prijenos biofilma pokazao je jasne prednosti u poboljšanju učinkovitosti tretmana, povećanju otpornosti na udarna opterećenja i smanjenju operativnih troškova. Studija slučaja gradskog postrojenja u Istočnoj Kini daje referentnu točku-poduprtu podacima: 92% uklanjanje COD-a, 98% uklanjanje amonijačnog dušika, 35% smanjenje mulja, 16% ušteda energije i 30% efektivnog povećanja kapaciteta - sve bez dodavanja ijednog kubnog metra betona.
Za operatere komunalnih postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda koji se suočavaju s trostrukim pritiskom strožih standarda, prostornih ograničenja i kontrole troškova, Bio Block predstavlja tehnički zreo i ekonomski održiv put nadogradnje. To nije eksperimentalna tehnologija. Nije laboratorijska zanimljivost. To je-provjereno rješenje s tisućama instalacija diljem svijeta - i podacima o izvedbi koji ga podržavaju.
Planirate nadogradnju UPOV-a ili novu instalaciju biofilma?
Juntai isporučuje Bio Block nosive medije u više specifikacija (Tip 35 do Tip 65) sa specifičnim površinama od 120 do 350 m²/m³. Pružamo besplatnu podršku za dimenzioniranje procesa - uključujući izračune omjera punjenja, preporuke za prilagodbu prozračivanja i dizajn zaslona za zadržavanje - na temelju vaših specifičnih podataka o utjecaju i ciljeva tretmana. Kontaktirajte nas kako bismo razgovarali o vašem projektu.
| Asortiman proizvoda Bio Block | Zatražite podršku za dimenzioniranje procesa | Cijeli asortiman proizvoda |