Analýza vplyvu rekonštrukcie procesu MBBR v južnej čistiarni odpadových vôd
Z bulletinu „2022 China Urban Construction Status Bulletin“, ktorý vydalo Ministerstvo bývania a mestského{1}}rozvoja vidieka Čínskej ľudovej republiky v októbri 2023, vyplýva, že do konca roka 2022 dosiahla čistiareň čistiarní odpadových vôd v Číne 216 miliónov m³/d, čo predstavuje ročný-nárast o 4 %{6}}. Celkový objem čistených odpadových vôd má rastúci trend už 10 rokov po sebe od roku 2013. Rýchly rozvoj miest je sprevádzaný nárastom vypúšťania odpadových vôd a rozpor medzi pozemkami potrebnými na rozširovanie a renováciu čistiarní odpadových vôd a pozemkami na rozvoj miest je čoraz výraznejší.
Na rozšírenie kapacity existujúcich čistiarní odpadových vôd sa pri konvenčnom procese s aktivovaným kalom vo všeobecnosti používa metóda rozširovania čistiarní. S rastúcim objemom expanzie sa postupne zvyšujú náklady na obstaranie pozemkov a predlžuje sa doba výstavby. Prehĺbenie čerpacej kapacity v rámci existujúcej čistiarne odpadových vôd je v súčasnosti účinným opatrením na ďalšie zvýšenie kapacity čistenia komunálnych odpadových vôd a na zmiernenie rozporu medzi mestským rozvojom a využívaním územia. Biofilmový reaktor s pohyblivým lôžkom (MBBR) vznikol v Nórsku koncom osemdesiatych rokov minulého storočia. Zvyšuje obohatenie funkčných baktérií a tým zlepšuje kapacitu čistenia systému pridaním suspendovaných nosičov do biologickej nádrže na vytvorenie biofilmov. Vďaka svojej vlastnosti, že sa dá „vložiť“ do pôvodného biologického systému, sa široko používa pri modernizácii a renovácii čistiarní odpadových vôd, čím sa dosahuje zvýšenie kapacity in situ bez pridania novej pôdy. Okrem toho v porovnaní s inými-procesmi modernizácie šetriacimi pôdu, ako je membránový bioreaktor (MBR) a vysokokoncentrovaný kompozitný práškový nosič biologického fluidného lôžka (HPB), proces MBBR nevyžaduje pravidelnú výmenu alebo dopĺňanie nosičov, vďaka čomu je ekonomicky výhodnejší.
Tento článok uvádza ako príklad rozšírenie kapacity pomocou procesu MBBR v čistiarni odpadových vôd v južnej Číne. Analyzuje prevádzkový výkon závodu pred a po modernizácii, výkon nitrifikácie zóny MBBR a štruktúru mikrobiálnej komunity, pričom objasňuje praktickú úlohu procesu MBBR pri rozširovaní kapacity in situ. Cieľom je poskytnúť referencie a návrhy na projektovanie a prevádzku podobných čistiarní odpadových vôd.
1 Prehľad projektu
Čistiareň odpadových vôd v južnej Číne má celkovú projektovanú kapacitu čistenia 7,5 × 10⁴ m³/d, s kapacitou fázy I 5 × 10⁴ m³/d a fázou II s kapacitou 2,5 × 10⁴ m³/d. Obe fázy spočiatku využívali Modified Bardenpho proces. Hlavnými cieľmi čistenia sú domové odpadové vody zo zbernej oblasti a čiastočné priemyselné odpadové vody z priemyselného parku. Kvalita odpadovej vody musí zodpovedať štandardu stupňa A špecifikovanému v "Štandarde vypúšťania znečisťujúcich látok z komunálnych čistiarní odpadových vôd" (GB 18918-2002). S rýchlym rozvojom mestskej výstavby a hospodárstva sa zvyšuje vypúšťanie odpadových vôd a projekt funguje na plnú kapacitu alebo nad ňu. V roku 2021, ako to požadovali vládne orgány, projekt potreboval rozšíriť svoju kapacitu o ďalších 2,5 × 10⁴ m³/d na základe pôvodného rozsahu, čím sa dosiahla celková kapacita spracovania 1 × 10⁵ m³/d. Štandardom odpadových vôd zostala trieda A GB 18918-2002. Navrhnutá kvalita prítoku a odtoku je uvedená vTabuľka 1.
Oblasť okolo tohto projektu je poľnohospodárska pôda a v rámci pôvodného areálu závodu nebol dostatok vyhradenej pôdy na rozšírenie. Navyše, počas počiatočnej výstavby II. fázy boli už jednotky predúpravy postavené s kapacitou 5×10⁴ m³/d. Preto bolo cieľom tohto projektu modernizácie plne využiť čistiaci potenciál existujúcich biologických nádrží a minimalizovať záber pôdy na úpravu biologických nádrží. Proces MBBR je široko používaný pri rozširovaní kapacity in situ a renovácii čistiarní odpadových vôd vďaka svojej „zabudovanej“ charakteristike. Napríklad čistiareň odpadových vôd v severnej Číne použila proces MBBR na zvýšenie kapacity, maximalizovala využitie existujúcich objemov nádrží a procesného toku, čím sa dosiahlo 20 % rozšírenie kapacity in situ, pričom odpadová voda stabilne spĺňa štandardy triedy A. Iný závod v Guangdongu použil proces MBBR na{10}}in-situ zlepšenie výkonu biologického čistenia, čím sa dosiahol dobrý efekt 50 % in situ rozšírenia kapacity s odtokom stabilne lepším, než je štandardné vypúšťanie. Preto, berúc do úvahy skutočné potreby čistiarne odpadových vôd a komplexné hodnotenie faktorov, ako je využitie pôdy a prevádzka, bol proces MBBR nakoniec vybraný ako proces čistenia pre túto modernizáciu rozšírenia kapacity.
2 Návrh procesu
2.1 Priebeh procesu
Základom tejto modernizácie rozšírenia kapacity bolo zvýšenie kapacity čistenia biologických nádrží in situ prostredníctvom MBBR, čím sa zabezpečí stabilné dodržiavanie noriem pre odpadovú vodu napriek 100 % zvýšeniu prietoku. Keďže pôvodné jednotky na predúpravu a pokročilú úpravu už boli skonštruované na kapacitu 5×10⁴ m³/d, táto rekonštrukcia sa zamerala na opätovné využitie existujúcich zariadení. Úpravou jadra boli biologické nádrže spolu s výstavbou novej sekundárnej sedimentačnej nádrže nastavenej tak, aby uspokojila potrebu čistenia po zvýšení prietoku. Priebeh procesu po modernizácii je znázornený naObrázok 1. Prítok prechádza predbežnou úpravou cez hrubé/jemné sitá a komoru s pieskom a potom vstupuje do nádrže Modified Bardenpho-MBBR na odstránenie uhlíka, dusíka, fosforu a iných znečisťujúcich látok. Odpadová voda z biologických nádrží prechádza cez sedimentačné nádrže a vysokoúčinný čistič, aby sa zabezpečila stabilná zhoda s normami SS a TP. Po dezinfekcii sa konečný odpad vypúšťa do prijímacej rieky na ekologické doplnenie vody.
2.2 Rekonštrukcia biologickej nádrže
Plán modernizácie biologickej nádrže je uvedený vObrázok 2. Pri zdvojnásobení prietoku čistenia zostali objemy pôvodných anaeróbnych a anoxických zón nezmenené. 20 % objemu z pôvodnej aeróbnej zóny sa rozdelilo, aby sa vytvorila ďalšia anoxická zóna, čím sa rozšíril celkový objem anoxickej zóny, aby sa uspokojil dopyt po denitrifikácii. Suspendované nosiče sa pridali k zvyšnému objemu aeróbnej zóny, aby sa vytvorila aeróbna MBBR zóna. Nainštalovali sa podporné vstupné/výstupné skríningové systémy a miešačky špecifické pre MBBR-. Pôvodný reťazový prevzdušňovací systém bol nahradený spodným perforovaným prevzdušňovacím systémom, aby sa zabezpečila dobrá fluidizácia zavesených nosičov a zabránilo sa ich strate prúdom vody. Po dodatočnej montáži je celkový čas zadržania hydrauliky (HRT) biologických nádrží 8,82 h, s anaeróbnou zónou HRT o 1,13 h, HRT v anoxickej zóne o 3,05 h a HRT v aeróbnej zóne o 4,64 h. Celkový pomer vnútornej recyklácie systému je 150 % a vek kalu je 16 dní.
Regarding equipment, 4 sets of submersible mixers were added to the anoxic zone (Power P = 4 kW, Impeller Diameter D = 620 mm). SPR-III type suspended carriers were added to the aerobic MBBR zone, with a diameter of (25.0 ± 0.5) mm, height of (10.0 ± 1.0) mm, effective specific surface area >800 m²/m³ a hustota 0,94 ~ 0,97 g/cm³. Hustota sa približuje hustote vody po prichytení biofilmu, čo je v súlade s priemyselnou normou „Plnené nosiče s vysokou hustotou polyetylénu pre úpravu vody“ (CJ/T 461-2014). Pomer plnenia je 45 %. Boli pridané dve súpravy závesných{12}}špecifických ponorných mixérov (P=5.5 kW). Pridalo sa 22 súprav zdvíhacích prevzdušňovacích systémov, 4 súpravy pevných prevzdušňovacích systémov a 45 súprav jemných bublinkových prevzdušňovačov. Boli vymenené dve interné recyklačné čerpadlá (prietok Q=1600 m³/h, výška H=0.60 m, P=7.5 kW).
2.3 Výstavba novej sekundárnej sedimentačnej nádrže
V dôsledku zvýšeného prietoku existujúce sekundárne sedimentačné nádrže nemohli spĺňať požiadavky na odpadovú vodu. Na podporu zvýšenej kapacity čistenia bola potrebná nová sekundárna sedimentačná nádrž. Nová nádrž je v súlade s pôvodnými a používa obdĺžnikový horizontálny typ prietoku. Efektívny objem nádrže je 4900 m³, s HRT=7 h. Bola pridaná jedna škrabka na kal typu čerpadla- (prevádzková rýchlosť V=0.8 m/min). Pridalo sa šesť ponorných axiálnych prietokových čerpadiel (externé recyklačné čerpadlá) (Q=180 m³/h, H=4 m, P=5.5 kW). Pridali sa dve kalové čerpadlá (Q=105 m³/h, H=11 m, P=7.5 kW).
3 Analýza efektu retrofitu MBBR
Analyzovala sa prevádzková výkonnosť pred a po rekonštrukcii fázy II, simultánna prevádzková výkonnosť fázy I a fázy II, zmeny kvality vody počas procesu vo fáze II a nitrifikačná kapacita fáz biofilmu a suspendovaného kalu vo fáze II, aby sa posúdil vylepšený účinok retrofitu MBBR na kapacitu čistenia systému.
3.1 Porovnanie prevádzkového výkonu
Pred rekonštrukciou už fáza II fungovala nad plánovaným prietokom so skutočným priemerným prietokom (3,02 ± 0,46) × 104 m³/d. Po dodatočnej úprave sa prietok ďalej zvýšil na (5,31 ± 0,76) × 104 m³/d, čo je skutočné zvýšenie približne o 76 %. Maximálny prevádzkový prietok dosiahol 7,61×10⁴ m³/d, čo je 1,52-násobok projektovanej hodnoty. Kvalita prítoku a odtoku pred a po modernizácii sú zobrazené vTabuľka 2aObrázok 3. Čo sa týka zaťaženia prítokom, po retrofitu sa obsah amoniakálneho dusíka (NH3-N), celkového dusíka (TN), COD a TP zvýšil na 1,61, 1,66, 1,60 a 1,53-násobok úrovní pred retrofitom. Pokiaľ ide o skutočnú kvalitu prítoku/odtoku, prítok NH3-N a TN pred/po modernizácii boli (22,15±3,73)/(20,17±4,74) mg/l a (26,28±4,07)/(23,19±3,66) mg/l. Odtokový NH3-N a TN pred/po modernizácii boli (0,16±0,14)/(0,14±0,08) mg/l a (8,62±1,79)/(7,01±1,76) mg/l, s priemernými rýchlosťami odstraňovania 99,28 % a 72 %/97,6, v tomto poradí. Napriek podstatnému zvýšeniu prietoku a zaťaženia prítokom po modernizácii bola kvalita odpadovej vody stále lepšia ako pred dodatočnou montážou. Zväčšený objem anoxickej zóny zabezpečil dobré odstraňovanie TN, pričom TN odpadových vôd sa po dodatočnej úprave ďalej znížila. Aeróbna zóna dosiahla významné zvýšenie nitrifikačnej kapacity prostredníctvom suspendovaného nosného biofilmu. Dokonca aj s 20 % znížením objemu aeróbnej zóny v porovnaní s pred-rekonštrukciou a výrazným zvýšením prietoku a prítoku sa zachovalo vysoko účinné odstraňovanie NH3-N. Prítoková CHSK a TP pred/po retrofitu boli (106,82±34,37)/(100,52±25,93) mg/l a (2,16±0,54)/(1,96±0,49) mg/l, v tomto poradí. Odtoková CHSK a TP pred/po modernizácii boli (10,76±2,04)/(11,15±3,65) mg/l a (0,14±0,07)/(0,17±0,05) mg/l, s priemernými rýchlosťami odstraňovania 89,93 %/93,52 % a 83,91 %, v tomto poradí Po dodatočnej montáži zostala kvalita odpadovej vody stabilne lepšia ako štandardné konštrukčné vypúšťanie.
Prevádzkové údaje od novembra do januára nasledujúceho roka (po{0}}retrofite) boli ďalej vybrané na porovnanie výkonnosti fázy I a fázy II v podmienkach nízkej-teploty (minimálna teplota 12 stupňov ). Koncentrácie znečisťujúcich látok na prítoku a odpade pre obe fázy sú uvedené vObrázok 4. V zimných podmienkach nízkych teplôt-boli odpadové vody z oboch procesov stabilne lepšie, než je štandardné projektované vypúšťanie. Najmä pre odstraňovanie NH3-N, ktoré je citlivé na nízke teploty, s prítokovou koncentráciou NH3-N (18,98±4,57) mg/l, odtokový NH3-N fázy I bol (0,27±0,17) mg/l a fáza II bola 0,2 mg/l a fáza II bola 0,5 mg/l vykazuje dobrú odolnosť voči nízkym teplotám. Je pozoruhodné, že po retrofitu MBBR vo fáze II bola HRT aeróbnej zóny iba 66,07 % hodnoty vo fáze I, čím sa dosiahlo významné zlepšenie výkonu nitrifikácie.
3.2 Analýza výkonnosti zóny MBBR
Na ďalšie určenie skutočného účinku každej funkčnej zóny sa odobrali vzorky vody z konca každej funkčnej zóny vo fáze I a vo fáze II na paralelné meranie. Výsledky sú uvedené vObrázok 5. Koncentrácie pritekajúceho NH3-N boli 18,85 mg/l a 18,65 mg/l a koncentrácie vytekajúceho NH3-N boli 0,35 mg/l a 0,21 mg/l, pričom miera odstraňovania NH3-N bola 98,18 % a 98,14 % Zo zmien profilu dusíka sa odstraňovanie NH3-N vo fáze II vyskytlo hlavne v aeróbnej zóne MBBR. Koncentrácia NH3-N na odtoku zo zóny MBBR bola 0,31 mg/l, čo prispelo 99,46 % k celkovému odstráneniu NH3-N, čo je už lepšie ako štandardná norma na vypúšťanie. Následná aeróbna zóna aktivovaného kalu plnila bezpečnostnú úlohu. Okrem toho čistiarne odpadových vôd využívajúce MBBR v aeróbnej zóne bežne vykazujú simultánnu nitrifikáciu a denitrifikáciu (SND). V tomto projekte však nebolo pozorované žiadne odstránenie celkového anorganického dusíka (TIN) v aeróbnej zóne MBBR, čo môže súvisieť s relatívne nízkou koncentráciou substrátu v tomto projekte.
Na ďalšie skúmanie účinku pridania suspendovaných nosičov na výkon systému nitrifikácie sa odobral supernatant z výtoku z anoxickej zóny z fázy I. Testy účinnosti nitrifikácie sa vykonali na čistom kalu fázy I, čistom kalu fázy II, čistom biofilme fázy II a kombinovanom systéme biofilmov-fázy II. Za podmienok, ktoré sú v súlade so skutočným projektom (pomer plnenia nosiča, koncentrácia kalu, teplota vody), s DO kontrolovaným na 6 mg/l na určenie optimálneho výkonu nitrifikácie. Výsledky sú uvedené vTabuľka 3. Miery nitrifikácie pre čistý kal fázy I, čistý kal fázy II, čistý biofilm fázy II a systém kombinovaných biofilmových{1}kalov fázy II boli 0,104, 0,107, 0,158 a 0,267 kg/(m³·d). Pridanie zavesených nosičov zvýšilo výkon nitrifikácie systému. Rýchlosť nitrifikácie kombinovaného biofilmového-kalového systému fázy II dosiahla 2,57-násobok rýchlosti systému čistého aktivovaného kalu fázy I. Navyše, zaťaženie čistého biofilmu už bolo vyššie ako zaťaženie aktivovaným kalom, čo výrazne zlepšilo odolnosť systému voči nárazovému zaťaženiu. V kombinovanom systéme fázy II biofilm prispel k nitrifikácii 59,92 %, pričom mal dominantné postavenie.
3.3 Analýza racionality retrofitu
Aby sa analyzovala racionálnosť použitia kombinovaného procesu MBBR s biofilmom{0}}kalu pre túto modernizáciu, vykonali sa výpočty týkajúce sa účinku pridania nosiča, odolnosti systému voči nárazovej záťaži a korelácie medzi zvýšením prietoku a pridaním nosiča. Ak by fáza II tohto projektu nebola dodatočne vybavená a nevyužíval by sa tradičný proces aktivovaného kalu, založený na navrhovanom prítoku/výtoke NH₃-N a optimálnej objemovej rýchlosti nitrifikácie aktivovaného kalu fázy I (DO=6 mg/l), vypočítaná koncentrácia NH₃-N v odpade by bola 5,55 mg/l. Ak sa vypočíta na základe optimálnej rýchlosti nitrifikácie získanej z testu kombinovaného systému fázy II, pri navrhovanom prítoku, fáza II by mohla tolerovať maximálnu koncentráciu prítoku NH₃-N až 55 mg/l, čo je 2,20-násobok projektovanej hodnoty, čo výrazne zvyšuje odolnosť systému voči nárazovému zaťaženiu. Preto je použitie MBBR na túto rekonštrukciu racionálne a účinne zabezpečuje stabilné dodržiavanie noriem pre odpadové vody. Ak by bola fáza I dodatočne vybavená aj procesom MBBR, na základe navrhnutých koncentrácií znečisťujúcich látok v prítoku/odtoku, prietok čistenia by sa mohol zvýšiť viac ako 1-násobne, čo by umožnilo čistiarňam odpadových vôd prispôsobiť sa rýchlemu rozvoju miest a dosiahnuť hladké modernizácie.
4 Stav pripojenia biofilmu a mikrobiálna analýza
Upevnenie biofilmu na zavesených nosičoch v tomto projekte je znázornené naObrázok 6. Biofilm rovnomerne pokryl vnútorný povrch nosičov, pričom je hustý bez vločkovitého materiálu v póroch nosiča. Priemerná hrúbka bola (345,78 ± 74,82) μm. Priemerná biomasa biofilmu bola (18,87 ± 0,93) g/m², pomer prchavých suspendovaných tuhých látok (VSS)/SS bol stabilný na 0,68 ± 0,02 a priemerný VSS bol (12,77 ± 0,61) g/m².
Na ďalšie preskúmanie vylepšeného účinku retrofitu MBBR na kapacitu spracovania systému z mikroskopickej perspektívy sa odobrali vzorky aktivovaného kalu fázy I, aktivovaného kalu fázy II a biofilmu na vysokovýkonné sekvenovanie 16S amplikónu. Relatívna abundancia mikroorganizmov na úrovni rodu v rámci systému je znázornená vObrázok 7.
Dominantnými nitrifikačnými rodmi na suspendovanom nosičovom biofilme boli Nitrospira a Nitrosomonas s relatívnymi abundanciami 7,98 % a 1,01 %. Na rozdiel od toho dominantným nitrifikačným rodom v aktivovanom kalu fázy I aj fázy II bola Nitrospira s relatívnym výskytom 1,05 % a 1,27 %. Nitrospira je najbežnejším nitrifikačným rodom v čistiarňach odpadových vôd. Ukázalo sa, že mnohé z jeho druhov majú úplnú schopnosť oxidácie amoniaku (comammox), čo znamená, že jediný mikroorganizmus môže dokončiť proces od amoniaku po dusičnany. Proces MBBR vo forme biofilmu dosiahol účinné obohatenie Nitrospiry s relatívnym množstvom 7,58-krát väčším ako v aktivovanom kale, čo poskytuje mikroskopický základ pre zlepšenie výkonu systému nitrifikácie. Možno tiež pozorovať, že relatívny počet nitrifikačných baktérií v aktivovanom kale z rovnakého systému ako biofilm (fáza II) bol mierne vyšší ako v systéme čistého aktivovaného kalu vo fáze I. Môže to byť preto, že uvoľňovanie biofilmu zo suspendovaných nosičov naočkovalo aktivovaný kal počas dynamickej obnovy, čím sa zvýšil relatívny počet nitrifikačných baktérií v kale.
Dominantné denitrifikačné rody v oboch systémoch boli obohatené hlavne o aktivovaný kal a mali relatívne podobné zloženie, vrátane Terrimonas, Flavobacterium, Dechloromonas, Hyphomicrobium atď. Relatívne zastúpenie denitrifikačných rodov v I. fáze a II. fáze boli 8,76 %, resp. 7,52 %. Z funkčného hľadiska môžu niektoré druhy v Terrimonas okrem denitrifikácie degradovať látky podobné antracénu-; Flavobacterium môže degradovať biodegradovateľné plasty (napr. PHBV); Hyphomicrobium môže na denitrifikáciu využívať rôzne toxické a ťažko --rozložiteľné organické zlúčeniny, ako je dichlórmetán, dimetylsulfid, metanol atď. Prítok tohto projektu obsahuje určité priemyselné odpadové vody, čo vedie k špecializácii funkčných mikrobiálnych komunít pod-dlhodobú aklimatizáciu. Hoci tento projekt nevykazoval významné makroskopické efekty SND, na suspendovanom nosičovom biofilme sa stále našli niektoré denitrifikačné funkčné skupiny vrátane Hyphomicrobium, Dechloromonas, Terrimonas a OLB13 s celkovým podielom 2,78%. To naznačuje, že keď biofilm dosiahne určitú hrúbku, anoxické/anaeróbne mikroprostredia vytvorené vo vnútri môžu poskytnúť podmienky na obohatenie denitrifikačných baktérií, čo tiež ponúka možnosť výskytu SND v aeróbnej zóne MBBR. Okrem toho bolo v kale z fázy I aj z fázy II detegované Proteiniclasticum s relatívnym výskytom 1,09 % a 1,18 %. Tento rod má dobrú schopnosť rozkladať a premieňať bielkovinové látky. Jeho obohatenie môže súvisieť s prítomnosťou mnohých podnikov na výrobu mliečnych výrobkov v zbernej oblasti tohto projektu.
Je pozoruhodné, že relatívna abundancia Candidatus Microthrix vo fáze I aktivovaného kalu dosiahla 3,72 %. Ide o bežnú vláknitú baktériu v aktivovanom kale, ktorá je často spojená s hromadením kalu. Avšak jeho relatívna abundancia v kaloch fázy II a biofilme bola iba 0,57% a 1,03%. Po dodatočnom vybavení procesom MBBR má fluidizácia suspendovaných nosičov strihový účinok na vláknité baktérie, čím sa znižuje pravdepodobnosť zväčšovania vláknitého objemu v aktivovanom kale.
5 Ekonomická analýza
Spotreba elektriny na meter kubický pred touto modernizáciou bola 0,227 kWh/m³ a po nej 0,242 kWh/m³. Pri cene elektriny 0,66 RMB/(kWh) boli prevádzkové náklady na elektrinu 0,150 RMB/m³ a 0,160 RMB/m³. Nárast spotreby elektrickej energie bol spôsobený najmä novým miešaním anoxických zón a prídavným elektrickým zariadením z novej sekundárnej sedimentačnej nádrže. Chemikálie na odstraňovanie fosforu použité v tomto projekte sú chlorid polyželezitý (PFC) a polyakrylamid (PAM). Dávkovanie zostalo konzistentné pred a po modernizácii: dávka PFC 2,21 t/d, cena 0,014 RMB/m³; Dávkovanie PAM 17,081 kg/d, cena 0,0028 RMB/m³. Tento projekt plne využíva zdroj uhlíka v surovom prítoku na denitrifikáciu. Pred alebo po modernizácii nebol pridaný žiadny externý zdroj organického uhlíka. Priame náklady na elektrinu a chemikálie na meter kubický pred a po modernizácii boli 0,167 RMB/m³ a 0,177 RMB/m³.
6 Závery a výhľad
(1) Fáza II južnej čistiarne odpadových vôd využívala proces MBBR na modernizáciu rozšírenia kapacity, čím sa riešili problémy, ako je nedostatok pôdy. Po dodatočnej úprave sa prietok úpravy zvýšil z (3,02±0,46) ×10⁴ m³/d na (5,31±0,76) ×10⁴ m³/d, čím sa dosiahlo 76 % rozšírenie kapacity in{9}}. Maximálny prevádzkový prietok dosiahol 1,52-násobok projektovanej hodnoty, pričom odpadová voda bola stabilne lepšia, ako je norma projektovaného vypúšťania.
(2) Začlenením procesu MBBR do biologického štádia sa dosiahlo vysoko účinné a stabilné odstraňovanie NH₃-N v podmienkach zimnej nízkej-teploty, aj keď aeróbna HRT bola iba 66,07 % v porovnaní s procesom s aktivovaným kalom. Zóna MBBR prispela 99,46 % k odstráneniu NH₃-N. Ak by fáza II nebola dodatočne vybavená, pri rovnakom prietoku a kvalite vody by výstupný NH₃-N dosiahol 5,55 mg/l. Preto bolo použitie MBBR na túto rekonštrukciu nevyhnutné a racionálne.
(3) Suspendovaný nosičový biofilm zvýšil obohacovací účinok jadrového nitrifikačného rodu Nitrospira. Jeho relatívna abundancia v biofilme bola 7,58-krát vyššia ako v aktivovanom kale, čo poskytuje mikroskopický základ pre zlepšenie výkonu systému nitrifikácie. Okrem toho obohatenie denitrifikačných rodov v biofilme ponúka možnosť výskytu SND.
Tento projekt využíval kombinovaný proces biofilmového-kalu na dosiahnutie zvýšenia kapacity in situ. Skutočná prevádzka je však stále obmedzená zadržiavaním a regeneráciou aktivovaného kalu, čo bráni ďalšiemu zvyšovaniu kapacity čistenia. V súčasnosti sa v skutočných projektoch aplikujú procesy s čistým biofilmom, pri ktorých sa úplne opúšťa aktivovaný kal a využívajú sa charakteristiky vysokého-zaťaženia biofilmu na efektívne odstraňovanie znečisťujúcich látok, ktoré nie sú obmedzené obmedzeniami aktivovaného kalu. To poskytuje nové riešenie pre novú výstavbu, rekonštrukciu alebo rozšírenie čistiarní odpadových vôd.