MBBR primjena medija u pročišćavanju komunalnih i industrijskih otpadnih voda|Studija slučaja Malezije

Praktična primjena MBBR medija u pročišćavanju komunalnih i industrijskih otpadnih voda

Uvod

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) medij naširoko se koristi u projektima komunalne i industrijske obrade otpadnih voda diljem svijeta zbog svoje zrele učinkovitosti obrade i dobre prilagodljivosti. U području pročišćavanja komunalnih otpadnih voda, ova se tehnologija često koristi za nadogradnju i obnovu postojećih postrojenja za pročišćavanje kako bi se zadovoljili stroži standardi ispuštanja; dok se u industrijskim scenarijima može učinkovito nositi s karakteristikama složenog sastava onečišćujućih tvari i velikim fluktuacijama opterećenja industrijske otpadne vode. Ovaj će članak istražiti slučajeve praktične primjene MBBR medija i učinaka obrade postignutih u različitim scenarijima, fokusirajući se na pozadinu obrade otpadnih voda u Maleziji i inženjerske primjere kako bi se pokazala praktičnost i ekonomičnost ove tehnologije.

Pregled pozadine malezijske industrije pročišćavanja otpadnih voda

Kao zemlja jugoistočne Azije, Malezija je obdarena obilnim izvorima vode, a neke regije čak dugo vremena izvoze svježu vodu u susjedne zemlje. Međutim, posljednjih godina, pod utjecajem brojnih čimbenika kao što su rast urbanog stanovništva, brzi industrijski razvoj i poboljšana ekološka svijest, pročišćavanje otpadnih voda u Maleziji suočava se s ozbiljnim izazovima i hitnim potrebama. Iz perspektive statusa industrije, neke regije u Maleziji imaju problema poput izravnog ispuštanja otpadnih voda, zastarjelih postrojenja za pročišćavanje i nedovoljne učinkovitosti pročišćavanja. Među njima, mnoga mjesta poput Johora i Sarawaka doživjela su pojačano onečišćenje rijeka zbog ilegalnog ispuštanja iz obalnih tvornica i nereguliranog ispuštanja kućne kanalizacije od strane stanovnika, pa čak i čestih kriza u opskrbi vodom. Samo u Johoru dnevno rasipanje pitke vode doseže čak 1,173 milijarde litara, što dodatno zaoštrava kontradikciju između ponude i potražnje vode.

Kako bi poboljšala kvalitetu vodnog okoliša, malezijska vlada kontinuirano poboljšava zakone i propise o zaštiti okoliša. Među njima, Propisi o kvaliteti okoliša (kanalizacija) iz 2009. formulirali su stroge standarde ispuštanja otpadnih voda (Standard A: BPK₅ manji ili jednak 20 mg/L, KPK manji ili jednak 50 mg/L, suspendirane krute tvari manji ili jednak 50 mg/L), postavljajući veće zahtjeve za učinkovitost pročišćavanja postojećih postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Istodobno, Malezija je postupno povećavala ulaganja u izgradnju i obnovu postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. S jedne strane promiče izgradnju centraliziranih sustava odvodnje otpadnih voda. Na primjer, Kuching je uložio velika sredstva u izgradnju središnjeg sustava za ispuštanje otpadnih voda, koji pročišćava otpadne vode centralno u fazama prije ispuštanja u rijeke, postupno poboljšavajući stanje onečišćenja rijeka. S druge strane, aktivno uvodi učinkovite tehnologije pročišćavanja otpadnih voda. S prednostima malog prostora, kratkog ciklusa obnove, visoke učinkovitosti pročišćavanja i kontroliranih operativnih troškova, MBBR tehnologija je postala preferirana tehnologija za nadogradnju i obnovu komunalnih postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda u Maleziji i naširoko se koristi u raznim regionalnim projektima pročišćavanja otpadnih voda. Osim toga, Malezija posljednjih godina promiče obradu krutog otpada i onečišćenja plastikom kako bi smanjila emisije onečišćujućih tvari na izvoru, olakšala pročišćavanje otpadnih voda i formirala sveobuhvatan sustav upravljanja zaštitom okoliša "kontrole izvora + obrade na kraju-{-cijevi".

Slučajevi primjene MBBR medija u pročišćavanju komunalnih otpadnih voda

(1) Slučaj obnove gradskog uređaja za pročišćavanje otpadnih voda u Europi

U pročišćavanju komunalnih otpadnih voda, uobičajeni scenarij primjene MBBR medija je nadogradnja i obnova postrojenja za pročišćavanje aktivnog mulja. Mnoga stara postrojenja za pročišćavanje suočavaju se s izazovima koje donose sve stroži zahtjevi za uklanjanje dušika i fosfora. Dodavanjem MBBR medija u postojeće aeracijske spremnike, zadržavanje biomase može se povećati bez proširenja volumena reaktora. Na primjer, gradsko postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda u Europi s projektiranim kapacitetom pročišćavanja od 50.000 populacijskih ekvivalenta (PE) usvojilo je MBBR medije za obnovu poboljšane nitrifikacije. Prije obnove, stopa uklanjanja dušika iz amonijaka iz postrojenja bila je samo 75%, što nije zadovoljilo standard ispuštanja od 5 mg/L; nakon ugradnje MBBR medija sa specifičnom površinom od 800 m²/m³, stopa uklanjanja dušika iz amonijaka povećala se na više od 95%, a koncentracija dušika iz amonijaka bila je stabilno kontrolirana ispod 3 mg/L. Projekt obnove imao je kratak zastoj u izgradnji, a troškovi rada porasli su samo za 10%, što u potpunosti odražava ekonomičnost MBBR medija u nadogradnji i obnovi komunalnih uređaja za pročišćavanje otpadnih voda.

(2) Slučaj obnove regionalnog postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda Kuala Sawah u Maleziji

S porastom urbanog stanovništva i sve strožim propisima o zaštiti okoliša u Maleziji, MBBR tehnologija također je postupno usvojena za nadogradnju komunalnih postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Regionalno postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda Kuala Sawah (RSTP) u Negeri Sembilanu, kojim upravlja Indah Water Konsortium (IWK), hitno mora poboljšati svoju učinkovitost pročišćavanja kako bi zadovoljilo stroge standarde ispuštanja prema malezijskim propisima o kvaliteti okoliša (kanalizacije) iz 2009. Postrojenje je izvorno usvojilo proces oksidacijskog jarka, tretirajući 59 000 m³ otpadnih voda i 260 m³ fekalnog mulja dnevno, opslužuje populaciju od 320.000 ES. Međutim, njegov učinak uklanjanja dušika bio je nestabilan, a pokazatelji efluenta često nisu zadovoljavali standarde tijekom razdoblja najvećeg opterećenja, što nije bilo u skladu s hitnom potražnjom za upravljanjem vodnim okolišem na lokalnom području.

Kako bi se riješili gore navedeni problemi bez proširenja postojećeg prostora (ključno ograničenje u urbanim područjima), postrojenje je provelo projekt obnove MBBR medija 2023. MBBR 37 medij sa specifičnom površinom od 800 m²/m³ koji čini 25% volumena reaktora dodan je u aerobnu zonu oksidacijskog jarka. Projekt obnove provodio se u fazama, pri čemu je svaka faza bila dovršena u roku od 10 dana, što je minimaliziralo utjecaj na rad. Sustav MBBR značajno je poboljšao kapacitet zadržavanja biomase, posebno obogaćivanje nitrificirajućim bakterijama (Nitrospira spp.), poboljšao je sposobnost biljke da se nosi s fluktuacijama u organskom opterećenju i opterećenju dušikom i učinkovito riješio bolnu točku nestabilnog uklanjanja dušika izvornog procesa.

(3) Usporedba učinka tretmana prije i poslije obnove

Tablica 1 u nastavku sažima učinak tretmana Kuala Sawah RSTP-a prije i nakon obnove MBBR-a, u usporedbi s ograničenjima pražnjenja malezijskog standarda A za referencu.

Iz tablice 1. vidljivo je da je obnova MBBR-a značajno poboljšala učinkovitost pročišćavanja postrojenja. Svi ključni pokazatelji stabilno ispunjavaju i premašuju malezijske standarde ispuštanja Standard A, među kojima je stopa uklanjanja dušika iz amonijaka povećana za više od 20 postotnih bodova, potpuno rješavajući problem otpadnih voda ispod standarda tijekom razdoblja najvećeg opterećenja. Uz to, sustav MBBR smanjio je višak proizvodnje mulja za 28%, smanjujući mjesečne troškove zbrinjavanja mulja za približno 25.000 malezijskih ringgita (RM). Zahvaljujući dizajnu sustava MBBR koji štedi-energiju, troškovi rada porasli su samo za 8%, što ga čini ekonomičnim i učinkovitim rješenjem za nadogradnju i renoviranje postrojenja, a također pruža izvedivu referencu za obnovu drugih starih postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda u Maleziji.

Slučajevi primjene MBBR medija u obradi industrijskih otpadnih voda

(1) Slučaj pročišćavanja otpadnih voda u tvornici za preradu mlijeka u Sjevernoj Americi

U industrijskom području, MBBR medij se uspješno primjenjuje u obradi raznih vrsta industrijskih otpadnih voda. Na primjer, otpadne vode od prerade hrane obično sadrže visoke koncentracije organske tvari (KPK do 10.000 mg/L) i masti, koje je teško učinkovito tretirati tradicionalnim procesima. Sjevernoamerička tvornica za preradu mliječnih proizvoda usvojila je MBBR sustav za obradu otpadnih voda iz proizvodnje. Reaktor je napunjen s 30% volumena cilindričnog MBBR medija, a hidrauličko vrijeme zadržavanja je kontrolirano na 8 sati. Rezultati rada pokazali su da je stopa uklanjanja KPK dosegla 92%, a stopa uklanjanja BPK5 dosegla je 94%, što je bilo značajno bolje od učinka izvornog procesa s aktivnim muljem (stopa uklanjanja KPK od 78%); u isto vrijeme, višak proizvodnje mulja smanjen je za 30%, učinkovito smanjujući troškove zbrinjavanja mulja i balansirajući učinak i ekonomičnost obrade.

(2) Slučaj pročišćavanja otpadnih voda azijske farmaceutske tvornice

Još jedan tipičan scenarij primjene je obrada farmaceutskih otpadnih voda. Takve otpadne vode sadrže otrovne i vatrostalne organske spojeve, koje je teško tretirati. Jedna azijska farmaceutska tvornica usvojila je kombinirani sustav MBBR medija i naprednih oksidacijskih procesa (AOP) za obradu otpadnih voda. MBBR je korišten kao -jedinica za prethodnu obradu za uklanjanje biorazgradive organske tvari, smanjujući opterećenje obrade sljedećih AOP-ova i izbjegavajući utjecaj toksičnih tvari na naknadne procese. MBBR reaktor postigao je stopu uklanjanja KPK od 65% za farmaceutsku otpadnu vodu. Nakon obrade kombiniranim postupkom, konačna koncentracija KPK u efluentu bila je ispod 50 mg/L, zadovoljavajući lokalne standarde ispuštanja. Primjena MBBR medija također je poboljšala stabilnost sustava za obradu, oslabila utjecaj toksičnih tvari na proces obrade i osigurala dugo-stabilan rad sustava za obradu.

Usporedba performansi MBBR sustava u različitim scenarijima primjene

Tablica 2 u nastavku uspoređuje performanse MBBR sustava u različitim scenarijima primjene opisanim u ovom članku, ističući svestranost i prilagodljivost ove tehnologije i pružajući referencu za tehnički odabir različitih vrsta projekata pročišćavanja otpadnih voda.

Zaključak

Gore navedeni slučajevi praktične primjene pokazuju da je MBBR medij univerzalna i učinkovita tehnologija prikladna za pročišćavanje komunalnih i industrijskih otpadnih voda. Ima prednosti podnošenja visokog organskog opterećenja, jake otpornosti na udarna opterećenja i mogućnosti suradnje i integracije s drugim procesima obrade, što ga čini preferiranim rješenjem za rješavanje složenih problema obrade otpadnih voda. Posebno u Maleziji, u kombinaciji s lokalnim pozadinskim potrebama pročišćavanja otpadnih voda-postoji hitnost nadogradnje starih postrojenja, stroga standardna ograničenja ispuštanja i potreba za ravnotežom prostora i operativnih troškova-primjena MBBR tehnologije učinkovito je riješila bolne točke lokalnog pročišćavanja otpadnih voda, pružila učinkovitu i ekonomičnu tehničku podršku za upravljanje vodnim okolišem u Maleziji, a također je pružila dragocjeno praktično iskustvo za projekte pročišćavanja otpadnih voda u slične regije.

Slobodno kontaktirajte Rachel kako bismo razgovarali više!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

E-pošta:[email protected]