AAO Oxidation Ditch + MBBR Upgrade: Ako 40 000 m³/d zasiahne závod v Guangdongu triedu 1A pri 0,219 RMB/m³

Modernizácia komunálnej čističky odpadových vôd z triedy 1B na triedu 1A nie je papierovačkou – je to hydraulický, biologický a finančný problém zhrnutý do jedného. Keď závod s kapacitou 40 000 m³/d v Guangdongu čelil tomuto mandátu, jeho existujúca oxidačná priekopa AAO bola už plne vyťažená. Anoxické a aeróbne zóny nemali žiadne fyzické oddelenie. Miešačky zlyhávali. Difúzory boli upchaté. A prítokový pomer C/N bol príliš nízky na to, aby spoľahlivo poháňal denitrifikáciu. Táto prípadová štúdia popisuje, ako projektový tím vyhodnotil MBBR v porovnaní s BAF, zvolil prístup modernizácie a dodal odpadovú vodu triedy 1A s dodatočnými prevádzkovými nákladmi 0,219 RMB na meter kubický.

Výzva

Preťažený oxidačný priekopa pri plnej kapacite

Zariadenie s projektovanou kapacitou 40 000 m³/d bežalo pri takmer plnom hydraulickom zaťažení, keď prišiel mandát na vypúšťanie. Pôvodným procesom bola jediná A/A/O oxidačná priekopa vybíjaná podľa noriem triedy 1B – adekvátna pre svoju éru, ale poddimenzovaná a nedostatočne nakonfigurovaná pre prísnejšie limity, ktoré nás čakajú.

Projektový tím identifikoval počas diagnostickej fázy päť kľúčových nedostatkov:

Nedostatočný retenčný čas.Existujúci objem nádrže nedokázal udržať hydraulický retenčný čas potrebný na spoľahlivú nitrifikáciu a denitrifikáciu v podmienkach zaťaženia triedy 1A.

Zlé oddelenie toku.Medzi anoxickou a aeróbnou zónou neexistovala žiadna deliaca stena a neexistovala žiadna kontrolná brána recirkulácie dusičnanov. Spätné miešanie zmesového lúhu bolo nekontrolované, riedenie anoxickej zóny rozpusteným kyslíkom a podkopávanie účinnosti denitrifikácie.

Poruchy mixéra.Existujúce ponorné miešačky boli poddimenzované pre danú úlohu a zlyhali pri vysokých koncentráciách kalu dosahujúcich až 10 g/l, pričom zostali mŕtve zóny, kde sa hromadili pevné látky a stali sa septickými.

Nadmerné DO v anoxickej zóne.Bez fyzikálnej separácie a so zlyhajúcimi mixérmi sa rozpustený kyslík z aeróbnej zóny dostal do anoxickej zóny, čím sa potláčajú denitrifikačné baktérie a plytvá sa obmedzeným zdrojom uhlíka.

Zanesené prevzdušňovacie difúzory a nízky pomer C/N.Roky prevádzky zaniesli jemné bublinkové difúzory, čím sa znížila účinnosť prenosu kyslíka. Prichádzajúca odpadová voda mala prirodzene nízky pomer uhlíka k dusíku, čo ponechávalo nedostatočný organický substrát na denitrifikáciu paliva, aj keď boli iné podmienky priaznivé.

Výber procesu

MBBR vs. BAF: Štruktúrované porovnanie

Projektový tím vyhodnotil dve cesty upgradu založené na biofilme: biofilmový reaktor s pohyblivým lôžkom (MBBR) a biologický prevzdušňovaný filter (BAF). Obidve by teoreticky mohli dosiahnuť odpadovú vodu triedy 1A, ale rozhodujúce boli praktické kompromisy v kontexte modernizácie.

Hodnotenie skončilo rozhodne v prospechMBBR. Schopnosť dodatočne vybaviť existujúcu oxidačnú priekopu bez ďalšieho získavania pôdy bola primárnou hnacou silou, podporená nižšími kapitálovými a prevádzkovými nákladmi a prevádzkovou jednoduchosťou, ktorú by tím mestského závodu mohol zvládnuť s minimálnym preškolením.

Parametre dizajnu

Charakteristiky vplyvu a ciele vypúšťania

Dizajnový vplyv a cieľová kvalita odpadových vôd boli porovnávané s prísnejšími limitmi DB 44/26-2001 (Guangdong Provincial Standard) a GB 18918-2002 Trieda 1A (National Standard). Všetky hodnoty v mg/l, pokiaľ nie je uvedené inak.

Procesný tok

Modernizovaný liečebný vlak

Vylepšená procesná linka integruje zrekonštruovanú oxidačnú priekopu AAO-MBBR s novými jednotkami terciárneho čistenia, aby splnila prísne limity SS a TP triedy 1A:

Vstup → Jemná obrazovka (3 mm) → Oxidačná priekopa AAO-MBBR → Sekundárny čistič → Stanica výťahu → Vysokoúčinná sedimentačná nádrž → Fiber Disc Filter → UV dezinfekcia → Outlet

Podrobnosti o dodatočnej montáži AAO-MBBR

Dva paralelné priekopy, každý po 20 000 m³/d

Renovácia sa zamerala na obe oxidačné priekopy paralelne, pričom každá zvládla polovicu projektovaného toku. Kľúčové úpravy boli nasledovné.

Anoxická zóna (6 792 m³).Boli nainštalované prebudované vnútorné vodiace steny, aby sa vytvoril fyzicky oddelený anoxický priestor, ktorý zabránil spätnému miešaniu DO z aeróbnej zóny. Nové ponorné mixéry boli dimenzované tak, aby udržiavali suspenziu pevných látok pri koncentráciách zmiešaného lúhu až do 10 g/l, čím sa eliminovali mŕtve zóny, ktoré trápili pôvodnú konfiguráciu.

Aeróbna zóna s nosičmi MBBR (14 297 m³).Aeróbna časť bola rozdelená na konvenčnú zónu aktivovaného kalu a vyhradenú zónu MBBR s objemom 4 980 m³. Nosiče biofilmu poskytujú celkovú efektívnu povrchovú plochu 4,987 x 10&sup5; m² pre rast mikroorganizmov, dramaticky zvyšuje zásoby biomasy bez zväčšenia objemu nádrže.

Špecifikácie dopravcu.Boli vybrané nosiče z polyetylénu s vysokou hustotou (HDPE) so špecifickým povrchom väčším alebo rovným 800 m²/m³. Celkový objem nosiča je 209 m³, čo dáva pomer plnenia približne 12,5 % – projektový tím predovšetkým zdôraznil, že pomer plnenia nebol primárnym kritériom návrhu; požadovaný povrch biofilmu určoval množstvo nosiča a 12,5 % bola výsledná hodnota.

Retenčné obrazovky.Klinové drôtené sitá z nehrdzavejúcej ocele boli inštalované na vstupe aj výstupe zóny MBBR, aby zadržali nosiče v určenom oddelení a zároveň umožnili voľný priechod zmiešanej kvapaliny a suspendovaných pevných látok.

Recirkulačné čerpadlá dusičnanov.Nové recirkulačné čerpadlá s výkonom Q=833.4 m³/h vracajú zmesový lúh bohatý na dusičnany z aeróbnej zóny späť do anoxickej zóny, čím riadia denitrifikáciu v riadenom pomere recirkulácie.

Upgrade prevzdušňovania.Pôvodné dúchadlá boli nahradené dvoma jednotkami s výkonom 152 kW, z ktorých každá dodáva 115 m³/min pri konštrukčnom pomere vzduchu a vody 7:1 - významný krok nahor oproti pôvodnému pomeru 5:1, ktorý odráža vyššiu spotrebu kyslíka v systéme nitrifikačného biofilmu.

Nové jednotky terciárnej liečby

Leštenie v súlade s triedou 1A SS a TP

Samotná biologická liečba nemôže spoľahlivo dosiahnuť limity 10 mg/l SS a 0,5 mg/l TP triedy 1A. Boli pridané tri následné leštiace jednotky.

Vysokoúčinná sedimentačná nádrž.Dve paralelné jednotky, každá s výkonom 833,34 m³/h, s plošným zaťažením 8,17 m³/m²·h. PAC (polyaluminiumchlorid) a PAM (polyakrylamid) sa dávkujú na chemické odstraňovanie fosforu a flokuláciu, pričom sa zameriava na TP aj zvyškové SS.

Fiber Disc Filter.Dve jednotky, každá s 12 kotúčmi s priemerom 3 000 mm, poskytujúce rýchlosť filtrácie 5,6 až 7,8 m³/h·m². Na automatické čistenie médií sú nainštalované štyri preplachovacie čerpadlá. Diskový filter slúži ako konečná fyzická bariéra pre nerozpustné látky pred dezinfekciou.

UV dezinfekcia.Ultrafialový systém s výkonom 33,22 kW s 96 lampami po 320 W, navrhnutý pre špičkový prietok 56 400 m³/d. UV bolo vybrané pred chloráciou, aby sa zabránilo tvorbe vedľajšieho produktu dezinfekcie a zvyškovej toxicite chlóru v prijímajúcej vode.

Investičné a prevádzkové náklady

Rozdelenie kapitálu a náklady na meter kubický

Celková investícia do projektu bola32,14 milióna RMB, pridelené takto:

Prírastkové prevádzkové náklady na modernizáciu boli vypočítané na0,219 RMB/m³, čo predstavuje približne 3,20 milióna RMB ročne pri plánovanom toku. Rozdelenie je nasledovné:

Kľúčové poznatky

Päť lekcií pre modernizáciu oxidačných priekop

1. MBBR zapadá do existujúcich oxidačných priekop s minimálnymi stavebnými prácami.Renovácia Guangdong si nevyžadovala žiadnu novú konštrukciu nádrže pre biologický stupeň - nosiče, sitá, miešačky a dúchadlá boli inštalované v rámci existujúcej priekopy. To samo osebe urobilo MBBR ekonomicky lepšou voľbou oproti BAF.

2. Pomer plnenia je výstup, nie vstup.Dizajnový tím zdôraznil tento bod: požadovaná plocha povrchu biofilmu - vypočítaná z obsahu dusíka a cieľovej rýchlosti nitrifikácie - určuje, koľko nosičov je potrebných. Pomer plnenia (v tomto prípade 12,5 %) je akýkoľvek, aký bude objem nosiča. Nezačínajte s ľubovoľným percentom plnenia.

3. Leštenie po prúde je nevyhnutné pre triedu 1A.Ani dobre navrhnutý MBBR nemôže spoľahlivo dosiahnuť 10 mg/l SS a 0,5 mg/l TP bez terciárnej liečby. Vysokoúčinná sedimentačná nádrž a vláknitý kotúčový filter neboli voliteľné doplnky - predstavovali rozdiel medzi zhodou a poruchou na SS a fosfore.

4. Dodatočné náklady sú v porovnaní so štandardnou inováciou mierne.Pri 0,219 RMB/m³ predstavujú prírastkové prevádzkové náklady na modernizáciu triedy 1B až 1A presvedčivú hodnotovú ponuku. Náklady na chemikálie (0,048 RMB/m³) a manipulácia s kalom (0,041 RMB/m³) sú dominantnými komponentmi a obe sú relatívne predvídateľné.

5. Často sú potrebné modernizácie prevzdušňovania.Posun z pomeru vzduchu a vody 5:1 na 7:1 odráža zvýšenú spotrebu kyslíka v systéme nitrifikačného biofilmu. Závody, ktoré zvažujú modernizáciu MBBR, by si mali vyčleniť rozpočet na výmenu alebo rozšírenie ventilátora – je nepravdepodobné, že by existujúci systém prevzdušňovania bol primeraný.

Záver

Prípad Guangdong ukazuje, že kombináciaAAO-MBBR s vysoko účinnou sedimentáciou a vláknitou kotúčovou filtráciouposkytuje efektívnu, ekonomicky životaschopnú a prevádzkovo zvládnuteľnú cestu upgradu z triedy 1B do triedy 1A. Renovačný prístup – opätovné využitie existujúceho objemu nádrže, pridanie nosičov namiesto betónu a vrstvenie terciárneho leštenia po prúde – poskytuje požadovanú kvalitu odpadovej vody s prírastkovými nákladmi, ktoré môžu absorbovať mestské rozpočty. Vzhľadom na rastúci počet čínskych komunálnych závodov, ktoré čelia rovnakému mandátu 1B-to-1A, si tento model vyžaduje serióznu pozornosť.