100.000 m³/d WWTP In-Situ Nadogradnja: MBBR + denitrifikacijski biofilter + magnetska koagulacija Upoznajte DB51/2311 bez novog zemljišta

DOM › SLUČAJEVI › MBBR + DENITRIFIKACIJSKI BIOFILTER - NADOGRADNJA UPOV-a

Primjena MBBR + denitrifikacijski biofilter + magnetska koagulacijska sedimentacija za in-nadogradnju postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda na licu mjesta

Objavljeno: 2026-5-25 • Kategorija:Slučajevi• Oznake:MBBR · Biofilter za denitrifikaciju · Magnetska koagulacija · Nadogradnja UPOV-a

ODJELJAK 1

1 Pregled projekta

1.1 Pozadina projekta

Centralizirano postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda industrijskog parka u Chengduu s kapacitetom od100,000 m³/dpušten je u rad 2013. Usvaja proces aerirane grit komore + AAO + sekundarni taložnik + filter tipa D- + UV dezinfekcija, a kvaliteta efluenta zadovoljava standard klase AStandard ispuštanja onečišćujućih tvari za komunalni uređaj za pročišćavanje otpadnih voda(GB 18918–2002). Protok pročišćavanja kreće se od 91.000 do 118.000 m³/d, pri čemu industrijske otpadne vode čine oko 48%. S izdavanjemStandard ispuštanja onečišćujućih tvari u vodu za urbane i riječne bazene u provinciji Sichuan(DB51/2311–2016) u 2017. godini, postrojenje mora ispunjavati standard ispusta za centralizirane uređaje za pročišćavanje otpadnih voda industrijskog parka. Postojeći efluent u osnovi zadovoljava standard klase A, ali kvaliteta efluenta uvelike varira, uz povremena prekoračenja TN i TP. U isto vrijeme, visok sadržaj pijeska u dotoku uzrokuje potrebu za čestim pražnjenjem komore s prozračenim pijeskom radi uklanjanja mulja. Stoga je potrebno nadograditi ovo postrojenje.

1.2 Kvaliteta dotoka i efluenta

Na temelju statističkih podataka iz 2017. i 2018., usporedba izvorne projektne kvalitete utjecaja i stvarne kvalitete utjecaja prikazana je u tablici 1. Može se vidjeti da su stvarni utjecajni COD i BPK₅ niži od projektiranih vrijednosti, dok su ulazni SS i TP daleko veći od projektiranih vrijednosti.

Tablica 1. Usporedba između dizajna i stvarne utjecajne kvalitete

Jedinica: mg/L

Usporedba između stvarne kvalitete otpadnih voda iz 2017. i 2018., izvornog projektiranog standarda otpadnih voda i novog standarda otpadnih voda prikazana je u tablici 2. Uspoređujući nove i stare standarde, zahtjevi za COD i NH₄-N su pooštreni, dok ostali pokazatelji ostaju nepromijenjeni. Iz tablice 2 može se vidjeti da prema starom standardu otpadnih voda, TP i TN ne mogu stabilno zadovoljiti standard pri stopi jamstva od 100 %; prema novom standardu otpadnih voda, NH₄-N ne može stabilno zadovoljiti standard čak ni pri stopi jamstva od 95%. Stoga je postizanje stabilne usklađenosti TP, TN i NH₄-N s novim standardom ispuštanjaključni fokus ove nadogradnje.

Tablica 2. Usporedba kvalitete otpadnih voda

Jedinica: mg/L

1.3 Postojeći problemi

ODJELJAK 2

2 Nadogradnja sheme dizajna

2.1 Prilagodba projektirane kvalitete vode

Na temelju izmjerene utjecajne kakvoće vode iz 2017. i 2018. godine, projektirana je projektirana utjecajna kakvoća. Projektna vrijednost BPK5 je snižena, dok su projektne vrijednosti SS i TP povećane, uz zadržavanje određene granice u odnosu na izmjerene vrijednosti. Projektirani dovod i kvaliteta efluenta za nadogradnju prikazani su u tablici 3.

Tablica 3 Projektni utjecaj, kvaliteta efluenta i stope uklanjanja

Jedinica: mg/L

2.2 Shema nadogradnje

Glavna ograničenja za nadogradnju ovog postrojenja su: (1) nadogradnja se mora dovršiti in-situ bez dodavanja novog zemljišta; (2) priljev ima visok sadržaj pijeska, komora s prozračnim pijeskom zahtijeva često odmuljivanje, a novi primarni taložnik također bi se suočio s problemom nakupljanja pijeska; (3) operativni trošak nakon rekonstrukcije mora se održati na relativno niskoj razini. Uzimajući u obzir ova ograničenja i zahtjeve nadogradnje, određuje se procesna ruta za svaki stupanj obrade.

2.2.1 Poboljšanje prije tretmana

Učinkovitost predtretmana izravno utječe na-dugoročno normalno funkcioniranje biološkog spremnika. Postrojenje ima visok sadržaj pijeska u dotoku, a komora s prozračnim pijeskom je preopterećena, što neizbježno dovodi do ulaska pijeska u biološki spremnik. Atehnologija brzog odvajanja čvrste-tekućineje dizajniran za poboljšanje predtretmana. Njegov princip je pustiti sirovu vodu da teče kroz kontinuirano rotirajuću filtersku tkaninu kako bi se postiglo odvajanje krutine-tekućine i koristiti obnovljenu vodu za kontinuirano ribanje i uklanjanje čvrstih nečistoća zadržanih na filterskoj tkanini. Jedna od prednosti ove tehnologije je visoka točnost filtracije: veličina pora filtarske tkanine je 0,2 mm, što je 1/15 veličine pora konvencionalnog finog sita, i može presresti više od 90% šljama, sitnog pijeska, dlaka i drugih nečistoća, značajno poboljšavajući učinak predtretmana. Još jedna karakteristika je veliko opterećenje obrade i mali otisak, s hidrauličkim vremenom zadržavanja od samo oko 5 sekundi.

U nadogradnji, tri seta uređaja za brzo odvajanje krutine-tekućine postavljaju se nakon grubog sita, pružajući kapacitet predtretmana od 30.000 m³/d, pokrivajući površinu od 184 m², radeći paralelno s originalnim finim sitom + komorom za prozračivanje, koja radi smanjenim kapacitetom. Industrijska poduzeća koja opslužuje tvornica uglavnom se bave proizvodnjom strojeva, elektroničkih proizvoda i proizvodnjom zaslona. Karakteristični zagađivači uključuju teške metale, fluorid i vatrostalni COD. Iscjedak poduzeća zadovoljavaStandard kvalitete otpadnih voda za ispuštanje u gradsku kanalizaciju(GB/T 31962-2015). Kako bi se nosio s iznenadnim udarima toksičnih zagađivača, projektiran je novi skladišni spremnik za hitne slučajeve s efektivnim volumenom od 33.000 m³, potpuno ukopan, s uređenjem okoliša i cestama iznad zemlje.

2.2.2 Modifikacija biološke sekcije

Uklanjanje TP, NH3-N i TN treba poboljšati u odjeljku biološke obrade. Zbog ograničenja zemljišta i nemogućnosti povećanja ukupnog volumena spremnika, napravljene su tri in{2}}izmjene na izvornom biološkom spremniku AAO:

Slika 1Ukupna modifikacija biološkog spremnika (AAO + MBBR ugrađen)

2.2.3 Modifikacija odjeljka za napredno liječenje

Uloga odjela za napredno liječenje je osigurati konačnu usklađenost TN, TP i SS. Kombinacija denitrifikacijskog filtra i visoko{1}}učinkovitog taložnika je relativno zrela tehnička ruta s mnogo slučajeva primjene, a ovaj projekt namjerava je usvojiti.

(1) Odabir filtra za denitrifikaciju

Trenutno su denitrifikacijski filtri koji se najčešće koriste u Kini denitrifikacijski duboki filtar i denitrifikacijski biofilter. ThePriručnik za projektiranje vodoopskrbe i odvodnjeSvezak 5 (Urbana odvodnja) iOpće tehničke specifikacije za denitrifikacijski biofilter(GB/T 37528–2019) određuju konstrukcijske parametre ova dva filtra, kao što je prikazano u tablici 4. Može se vidjeti da uzlazni denitrifikacijski biofilter koji koristi keramzitni filtarski medij ima veću brzinu filtracije i denitrifikacijsko opterećenje u usporedbi s silaznim denitrifikacijskim dubokim filtrom koji koristi kvarcni pijesak. Studije su pokazale da keramzitni filtarski medij, u odnosu na kvarcni pijesak, ima prednosti visokog kapaciteta nosača biofilma, visoke iskoristivosti izvora ugljika, kratkog vremena stvaranja biofilma i ravnomjerne distribucije mikrobnih kolonija, dok prednost kvarcnog pijeska leži u njegovom jačem kapacitetu za uklanjanje TN i SS. Filtar uzlaznog toka ima dulji ciklus povratnog ispiranja i manji gubitak glave filtracije u usporedbi s filtrom silaznog toka.

Tablica 4 Glavni parametri dizajna denitrifikacijskog filtra u standardima i kodeksima

Ovaj projekt ima ograničeno zemljište, a poboljšani standardi otpadnih voda ne nameću strože zahtjeve za uklanjanje TN i SS. Sveobuhvatno gledano, uzlazni denitrifikacijski biofilter s keramzitnim filtarskim medijem odabran je kao denitrifikacijska jedinica za naprednu obradu. Istodobno, prije filtra postavlja se fino sito ploče s unutarnjim protokom veličine pora od 1 mm kako bi se smanjile čestične nečistoće koje ulaze u filtar.

(2) Visoko{1}}učinkoviti sedimentacijski spremnik - magnetska koagulacija

Dizajniran je magnetski koagulacijski taložnik. Taložnik za magnetsku koagulaciju dodaje magnetski medij + polialuminijev klorid (PAC) + poliakrilamid (PAM) u filtrat, stvarajući čvrste flokule kroz miješanje i flokulaciju, čime se postiže velika brzina protoka s površinskim hidrauličkim opterećenjem od do20 m³/(m²·h), daleko više od 6–13 m³/(m²·h) običnih visoko-učinkovitih taložnika. Osim dobrog uklanjanja TP i SS, magnetski koagulacijski sedimentacijski spremnik također ima određeni učinak uklanjanja vatrostalnog COD-a, teških metala i boje. Ovaj projekt ima ograničeno zemljište, a dotok sadrži određeni udio industrijske otpadne vode, što taložnik s magnetskom koagulacijom čini prikladnijim.

(3) Sveobuhvatno razmatranje.Biofilter za denitrifikaciju postavlja se prije magnetskog koagulacijskog sedimentacijskog spremnika uglavnom kako bi se u potpunosti iskoristila zaostala BPK₅ u efluentu sekundarnog taložnog spremnika kao izvor ugljika za denitrifikaciju. Premosna cijev dizajnirana je prije filtra, omogućavajući otpadnoj vodi da teče izravno u magnetski koagulacijski taložnik bez prolaska kroz filtar, čime se štedi energija za sekundarno podizanje. Ukupni tijek procesa nakon nadogradnje prikazan je na slici 2.

Slika 2Cjelokupni tok procesa nakon nadogradnje (brzo odvajanje krutine-tekućine + AAO/MBBR + denitrifikacijski biofilter + sedimentacija magnetskom koagulacijom)

2.3 Glavne strukture i projektni parametri

ODJELJAK 3

3 Analiza izvedbe operacije

3.1 Izvedba uređaja za brzo odvajanje čvrste-tekućine

Potrošnja energije uređaja za brzo odvajanje čvrste-tekućine tijekom rada je 9,12 × 10⁴ kW·h/m³. Odvojene nečistoće uključuju kućni otpad, fini pijesak, čvrstu mast, kosu i vlakna. Prosječna vlažnost ispuštenog ostatka je 72,31%, a produkcija suhog ostatka 104,6 kg/m³. Proizvodnja suhog ostatka u konvencionalnim postrojenjima za predtretman je 37,3 kg/m³, a proizvodnja suhog ostatka u brzom uređaju za odvajanje krutine-tekućine je2,8 putaonaj konvencionalne predobrade. Ulaz i otpad iz uređaja suše se i važu, a rezultati pokazuju da je učinkovitost presretanja filtarske tkanine veličine pora od 0,2 mm za pijesak i vlakna kose92.99%–94.95%. Do sada je uređaj bio u stabilnom radu tri godine.

3.2 Izvedba biološkog spremnika

Godišnji prosječni podaci o kvaliteti ulazne i otpadne vode prije (2018.) i nakon (2023.) modifikacije sažeti su, kao što je prikazano u tablici 5. Može se vidjeti da je kvaliteta otpadne vode biološkog spremnika sveobuhvatno poboljšana nakon modifikacije. KPK, BPK₅, NH3-N, TN i TP smanjeni su za 14,94%, 12,95%,62.28%, 25,41% odnosno 39,16%, s najvećim smanjenjem u NH3-N, TN i TP. U isto vrijeme, stabilnost svakog indikatora otpadnih voda također je značajno poboljšana.

Tablica 5 Kvaliteta vode dotoka i efluenta biokemijskog spremnika - prije i poslije obnove

Udio organske tvari u aktivnom mulju u biološkom spremniku povećao se nakon modifikacije. Prema podacima testiranja, prosječni omjer MLVSS/MLSS iznosio je 0,58 u 2018. i 0,63 u 2023., što je povećanje od 8,6%. Povećanje udjela organske tvari ukazuje na bolju aktivnost mulja, uglavnom iz dva razloga: prvo, predobrada je pojačana, a više anorganske tvari kao što je pijesak presreće uređaj za brzo odvajanje čvrste-tekućine, smanjujući udio anorganskih komponenti u aktivnom mulju; drugo, dodavanje MBBR sustava u biološki spremnik povećava ukupnu mikrobnu biomasu, povećavajući organske komponente u aktivnom mulju.

U kolovozu su izmjerene koncentracije mulja u pre-denitrifikacijskoj zoni, anaerobnoj zoni, anoksičnoj zoni i MBBR zoni biološkog spremnika, s omjerom vanjske recirkulacije mulja od 100% i omjerom unutarnje recirkulacije od 200%. Uzeta su tri seta paralelnih uzoraka, a prosječne vrijednosti prikazane su u tablici 6. Vidljivo je da se koncentracije mulja u četiri jedinice za obradu biološkog spremnika razlikuju, pri čemu su najveće u MBBR zoni, a zatim u anoksičnoj zoni. Analiza sugerira da se biofilm pričvršćen na MBBR nosače kontinuirano odvaja i miješa s aktivnim muljem zbog trenja, sudara i hidrauličkog struganja, povećavajući koncentraciju mulja u ovoj zoni za oko 3,54% u odnosu na anoksičnu zonu.

Tablica 6. Koncentracija mulja svake jedinice u biokemijskom spremniku

Jedinica: mg/L

3.3 Izvođenje naprednog liječenja

Budući da TN u efluentu iz biološkog spremnika već stabilno zadovoljava standard, radi uštede operativnih troškova, u denitrifikacijski biofilter zapravo se ne dodaje dodatni izvor ugljika. Prema podacima o kakvoći vode iz 2023., TN u otpadnoj vodi iz biološkog spremnika iznosi (7,04 ± 1,01) mg/L. Ne uzimajući u obzir uklanjanje TN u sekundarnom taložniku, TN u efluentu denitrifikacijskog biofiltera je (6,43 ± 0,92) mg/L, sa stopom uklanjanja od 8,7%. TP u efluentu biološkog spremnika je (0,16 ± 0,09) mg/L. Bez razmatranja uklanjanja TP u sekundarnom taložniku, TP u efluentu taložnika magnetske koagulacije je (0,08 ± 0,04) mg/L, sa stopom uklanjanja od 50%.

ODJELJAK 4

4 Troškovi rekonstrukcije i rada

ODJELJAK 5

5 Zaključak