Aplikácie médií MBBR pri čistení komunálnych a priemyselných odpadových vôd|Prípadová štúdia Malajzie

Praktické aplikácie médií MBBR pri čistení komunálnych a priemyselných odpadových vôd

Úvod

Médiá MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) sa široko používajú v projektoch komunálneho a priemyselného čistenia odpadových vôd na celom svete vďaka svojmu vyspelému čistiacemu výkonu a dobrej prispôsobivosti. V oblasti čistenia komunálnych odpadových vôd sa táto technológia často používa na modernizáciu a renováciu existujúcich čistiarní, aby spĺňali prísnejšie normy vypúšťania; zatiaľ čo v priemyselných scenároch sa dokáže efektívne vyrovnať s charakteristikami zložitého zloženia znečisťujúcich látok a veľkými výkyvmi zaťaženia priemyselných odpadových vôd. Tento článok preskúma praktické prípady použitia médií MBBR a účinky čistenia dosiahnuté v rôznych scenároch so zameraním na pozadie čistenia odpadových vôd v Malajzii a inžinierske príklady, ktoré demonštrujú praktickosť a hospodárnosť tejto technológie.

Prehľad pozadia malajzijského priemyslu čistenia odpadových vôd

Malajzia je ako krajina juhovýchodnej Ázie obdarená bohatými vodnými zdrojmi a niektoré regióny dokonca dlhodobo vyvážajú sladkú vodu do susedných krajín. V posledných rokoch však čistenie odpadových vôd v Malajzii, ovplyvnené viacerými faktormi, ako je rast mestskej populácie, rýchly priemyselný rozvoj a lepšie environmentálne povedomie, čelí vážnym výzvam a naliehavým potrebám. Z hľadiska stavu priemyslu majú niektoré regióny v Malajzii problémy, ako je priame vypúšťanie odpadových vôd, zastarané čistiarne a nedostatočná účinnosť čistenia. Medzi nimi mnohé miesta, ako napríklad Johor a Sarawak, zaznamenali zvýšené znečistenie riek v dôsledku nezákonného vypúšťania z pobrežných tovární a neregulovaného vypúšťania odpadových vôd z domácností obyvateľmi, a dokonca aj častých kríz v zásobovaní vodou. Len v Johore dosahuje denný odpad pitnej vody až 1,173 miliardy litrov, čo ešte viac prehlbuje rozpor medzi ponukou a dopytom po vode.

Na zlepšenie kvality vodného prostredia malajzijská vláda neustále zlepšovala zákony a predpisy na ochranu životného prostredia. Medzi nimi Nariadenia o kvalite životného prostredia (odpadové vody) z roku 2009 formulovali prísne normy pre vypúšťanie odpadových vôd (Štandard A: BSK₅ menej ako alebo rovné 20 mg/l, CHSK menšie alebo rovné 50 mg/l, nerozpustné látky menšie alebo rovné 50 mg/l), ktoré kladú vyššie požiadavky na účinnosť čistiarní existujúcich odpadových vôd. Malajzia zároveň postupne zvyšovala investície do výstavby a obnovy čistiarní odpadových vôd. Na jednej strane podporuje výstavbu centralizovaných systémov vypúšťania odpadových vôd. Kuching napríklad veľa investoval do výstavby centrálneho systému vypúšťania odpadových vôd, ktorý spracováva odpadové vody centrálne vo fázach pred ich vypustením do riek, čím sa postupne zlepšuje situácia v oblasti znečistenia riek. Na druhej strane aktívne zavádza efektívne technológie čistenia odpadových vôd. Vďaka výhodám malej podlahovej plochy, krátkeho cyklu renovácie, vysokej účinnosti čistenia a kontrolovateľných prevádzkových nákladov sa technológia MBBR stala preferovanou technológiou na modernizáciu a renováciu komunálnych čistiarní odpadových vôd v Malajzii a je široko používaná v rôznych regionálnych projektoch čistenia odpadových vôd. Okrem toho Malajzia v posledných rokoch presadzuje aj nakladanie s tuhým odpadom a plastovým znečistením s cieľom znížiť emisie znečisťujúcich látok pri zdroji, odľahčiť bremeno čistenia odpadových vôd a vytvoriť komplexný systém riadenia ochrany životného prostredia „kontrola zdroja + ukončenie{12}}spracovania{13} potrubí“.

Prípady použitia médií MBBR pri čistení komunálnych odpadových vôd

(1) Prípad rekonštrukcie mestskej čistiarne odpadových vôd v Európe

Pri čistení komunálnych odpadových vôd je bežným scenárom aplikácie médií MBBR modernizácia a renovácia čističiek aktivovaného kalu. Mnohé staré čistiarne čelia výzvam, ktoré prinášajú čoraz prísnejšie požiadavky na odstraňovanie dusíka a fosforu. Pridaním média MBBR do existujúcich prevzdušňovacích nádrží je možné zvýšiť zadržiavanie biomasy bez rozšírenia objemu reaktora. Napríklad mestská čistiareň odpadových vôd v Európe s navrhovanou kapacitou čistenia 50 000 populačných ekvivalentov (PE) prijala médium MBBR na obnovu zlepšenia nitrifikácie. Pred renováciou bola rýchlosť odstraňovania amoniakálneho dusíka v zariadení iba 75 %, čo nespĺňalo normu vypúšťania 5 mg/l; po inštalácii média MBBR so špecifickým povrchom 800 m²/m³ sa miera odstraňovania amoniakálneho dusíka zvýšila na viac ako 95 % a koncentrácia amoniakálneho dusíka v odpade bola stabilne kontrolovaná pod 3 mg/l. Projekt obnovy mal krátky stavebný prestoj a prevádzkové náklady sa zvýšili len o 10 %, čo plne odráža hospodárnosť médií MBBR pri modernizácii a renovácii komunálnych čistiarní odpadových vôd.

(2) Prípad renovácie regionálnej čistiarne odpadových vôd Kuala Sawah v Malajzii

S rastom mestskej populácie a čoraz prísnejšími predpismi na ochranu životného prostredia v Malajzii bola technológia MBBR postupne prijatá aj na modernizáciu komunálnych čističiek odpadových vôd. Regionálna čistiareň odpadových vôd v Kuala Sawah (RSTP) v Negeri Sembilan, ktorú prevádzkuje Indah Water Konsortium (IWK), naliehavo potrebuje zlepšiť svoju účinnosť čistenia, aby splnila prísne normy vypúšťania v malajzijských nariadeniach o kvalite životného prostredia (odpadové vody) z roku 2009. Čistiareň pôvodne zaviedla proces oxidačného priekopy, ktorý spracuje 50 m³ a 0³ 2 fekálny kal za deň, ktorý slúži populácii 320 000 EO. Jeho účinok na odstraňovanie dusíka bol však nestabilný a ukazovatele odpadových vôd často nespĺňali normy počas období špičkového zaťaženia, čo bolo v rozpore s naliehavou požiadavkou na riadenie vodného prostredia v miestnej oblasti.

Na vyriešenie vyššie uvedených problémov bez rozšírenia existujúcej podlahovej plochy (kľúčové obmedzenie v mestských oblastiach) závod v roku 2023 vykonal projekt renovácie média MBBR. Do aeróbnej zóny oxidačnej priekopy bolo pridané médium MBBR 37 so špecifickým povrchom 800 m²/m³, ktoré predstavuje 25 % objemu reaktora. Projekt obnovy bol realizovaný vo fázach, pričom každá fáza bola ukončená do 10 dní, čím sa minimalizoval vplyv na prevádzku. Systém MBBR výrazne zlepšil retenčnú kapacitu biomasy, najmä obohatenie nitrifikačnými baktériami (Nitrospira spp.), zvýšil schopnosť rastliny vyrovnať sa s výkyvmi v organickej záťaži a dusíkovej záťaži a efektívne vyriešil bolestivý bod nestabilného odstraňovania dusíka pôvodného procesu.

(3) Porovnanie výkonu ošetrenia pred a po renovácii

Nižšie uvedená tabuľka 1 sumarizuje účinnosť liečby RSTP v Kuala Sawah pred a po renovácii MBBR v porovnaní s limitmi vypúšťania štandardu A v Malajzii.

Z tabuľky 1 je zrejmé, že renovácia MBBR výrazne zlepšila účinnosť úpravy zariadenia. Všetky kľúčové ukazovatele stabilne spĺňajú a prekračujú štandardy vypúšťania Malajzie Standard A, medzi ktorými sa rýchlosť odstraňovania amoniakálneho dusíka zvýšila o viac ako 20 percentuálnych bodov, čím sa úplne vyriešil problém neštandardných odpadových vôd počas období špičky. Okrem toho systém MBBR znížil produkciu prebytočného kalu o 28 %, čím sa znížili mesačné náklady na likvidáciu kalu približne o 25 000 malajzijských ringgitov (RM). Vďaka energeticky-úspornému dizajnu systému MBBR sa prevádzkové náklady zvýšili iba o 8 %, čo z neho robí ekonomické a efektívne riešenie pre modernizáciu a renováciu závodu a zároveň poskytuje realizovateľnú referenciu pre renováciu iných starých čističiek odpadových vôd v Malajzii.

Prípady použitia médií MBBR pri čistení priemyselných odpadových vôd

(1) Prípad čistenia odpadových vôd severoamerického závodu na spracovanie mlieka

V priemyselnej oblasti sa médiá MBBR úspešne aplikujú pri čistení rôznych druhov priemyselných odpadových vôd. Napríklad odpadová voda zo spracovania potravín zvyčajne obsahuje vysoké koncentrácie organických látok (CHSK až 10 000 mg/l) a tukov, ktoré je ťažké efektívne upravovať tradičnými postupmi. Severoamerický závod na spracovanie mlieka prijal systém MBBR na čistenie odpadových vôd z výroby. Reaktor sa naplnil 30 % objemu valcového média MBBR a hydraulický retenčný čas sa reguloval na 8 hodín. Prevádzkové výsledky ukázali, že rýchlosť odstraňovania CHSK dosiahla 92 % a rýchlosť odstraňovania BSK5 dosiahla 94 %, čo bolo výrazne lepšie ako výkonnosť pôvodného procesu aktivovaného kalu (miera odstraňovania CHSK 78 %); zároveň sa produkcia prebytočného kalu znížila o 30 %, čím sa efektívne znížili náklady na likvidáciu kalu a vyrovnal sa efekt spracovania a hospodárnosť.

(2) Prípad čistenia odpadových vôd ázijského farmaceutického závodu

Ďalším typickým aplikačným scenárom je farmaceutické čistenie odpadových vôd. Takáto odpadová voda obsahuje toxické a žiaruvzdorné organické zlúčeniny, ktoré sa ťažko čistia. Ázijský farmaceutický závod prijal kombinovaný systém médií MBBR a pokročilých oxidačných procesov (AOPs) na čistenie odpadových vôd. MBBR sa použil ako jednotka predbežnej úpravy na odstránenie biodegradovateľnej organickej hmoty, čím sa znížila záťaž následných AOP a zabránilo sa vplyvu toxických látok na následné procesy. MBBR reaktor dosiahol mieru odstraňovania CHSK 65 % pre farmaceutickú odpadovú vodu. Po úprave kombinovaným procesom bola konečná koncentrácia CHSK v odpade pod 50 mg/l, čo spĺňalo miestne normy pre vypúšťanie. Aplikácia médií MBBR tiež zlepšila stabilitu čistiaceho systému, oslabila vplyv toxických látok na proces úpravy a zabezpečila dlhodobú-stabilnú prevádzku čistiaceho systému.

Porovnanie výkonnosti systému MBBR v rôznych aplikačných scenároch

Tabuľka 2 nižšie porovnáva výkonnosť systémov MBBR v rôznych aplikačných scenároch opísaných v tomto článku, pričom zdôrazňuje všestrannosť a prispôsobivosť tejto technológie a poskytuje referenciu pre technický výber rôznych typov projektov čistenia odpadových vôd.

Záver

Vyššie uvedené praktické aplikačné prípady ukazujú, že médium MBBR je univerzálna a účinná technológia vhodná na čistenie komunálnych aj priemyselných odpadových vôd. Má výhody vysokého organického zaťaženia, silnej odolnosti proti nárazovému zaťaženiu a je schopný spolupracovať a integrovať sa s inými procesmi čistenia, čo z neho robí preferované riešenie na riešenie zložitých problémov čistenia odpadových vôd. Najmä v Malajzii v kombinácii s miestnymi potrebami na čistenie odpadových vôd-je naliehavo potrebné zmodernizovať staré zariadenia, prísne normy vypúšťania a potreba vyvážiť podlahovú plochu a prevádzkové náklady-aplikácia technológie MBBR účinne vyriešila problematické miesta miestneho čistenia odpadových vôd, poskytla efektívnu a ekonomickú technickú podporu pre riadenie vodného prostredia v podobných regiónoch v Malajzii a poskytla cenné praktické skúsenosti aj pre projekty na čistenie odpadových vôd v Malajzii.

Neváhajte kontaktovať Rachel a prediskutovať viac!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

E-mail:[email protected]