Projek Menaik Taraf dan Pengubahsuaian Loji Rawatan Air Sisa dengan Proses A2/O-MBBR
Dengan peningkatan berterusan dalam kesedaran alam sekitar awam, loji rawatan air sisa perlu aktif menjalankan aktiviti naik taraf dan pengubahsuaian, mengguna pakai teknologi termaju untuk merawat air sisa, mencapai penggunaan semula air sisa, dan menyumbang bahagian mereka kepada pembangunan sosial yang mampan. Cabaran utama yang dihadapi semasa menaik taraf dan pengubahsuaian loji rawatan air sisa ialah penyingkiran nitrogen dan fosforus. Dengan menggunakan teknologi MBBR, masalah ini dapat diselesaikan dengan berkesan. Kertas kerja ini memberi tumpuan kepada loji rawatan air sisa perbandaran di Daerah Xichou, yang menggunakan proses gabungan prarawatan + proses rawatan biologi sekunder A2/O + penapisan media kain + pembasmian kuman natrium hipoklorit. Bahagian rawatan biologi menggunakan peralatan rawatan air sisa bersepadu (termasuk tangki pra-anoksik, tangki anaerobik, tangki anoksik, tangki aerobik, tangki pemendapan tiub condong, penapis media kain dan tangki pembasmian kuman).
1 Gambaran Keseluruhan Projek
Pembinaan rangkaian paip kumbahan yang menyokong loji rawatan air sisa perbandaran di Daerah Xichou, Wenshan Zhuang dan Wilayah Autonomi Miao, Wilayah Yunnan, termasuk projek di enam perbandaran: Dongma, Lianhuatang, Banggu, Fadou, Bolin dan Xinmajie. Panjang keseluruhan rangkaian paip kumbahan sokongan di perbandaran ini adalah kira-kira 39.182 km, dengan diameter paip antara DN200 mm hingga DN500 mm, menggunakan High-Density Polyethylene Double Wall Corrugated Pipes (HDPE). Stesen pam bersepadu dibina di perbandaran Lianhuatang dan Xinmajie. Di Perbandaran Xinmajie, terdapat paip PE bekalan air bertekanan Q=25 m³/j DN150 mm 50 m, dan di Perbandaran Lianhuatang, paip PE bekalan air bertekanan Q=25 m³/j, DN200 mm sepanjang 15 m. Jumlah kawasan pembinaan loji rawatan air sisa ialah 3,482 m², termasuk bangunan komprehensif, peralatan rawatan air sisa bersepadu, pengubah dan bilik agihan, bilik pemantauan, tangki peraturan, tangki enapcemar, tangki air guna semula, bilik penyahairan enapcemar dan bangsal simpanan enapcemar, saluran skrin, stesen pam lif, dan tangki kecemasan.
2 Analisis Kualiti Air dan Pemilihan Proses Utama
2.1 Kualiti Air Berpengaruh dan Efluen
Analisis menyeluruh terhadap kualiti air pengaruh loji rawatan air sisa perbandaran Xichou County menunjukkan kepekatannya stabil dengan aliran menurun sedikit. Memandangkan proses semasa ialah-proses rawatan air sisa berkecekapan tinggi, isipadu tangki rawatan tidak besar dan toleransinya terhadap beban hentakan tidak kuat. Oleh itu, standard kadar jaminan untuk penunjuk kualiti air influen tidak boleh ditetapkan terlalu tinggi; kali ini ia ditetapkan pada 90%. Tambahan pula, loji itu menerima 500 m³ larut resapan tapak pelupusan setiap hari. Apabila mereka bentuk kualiti air influen akhir, adalah perlu untuk bergantung pada aliran keseluruhan kualiti air untuk menyelesaikan kerja reka bentuk yang berkaitan dengan cekap. Penunjuk kualiti air ditunjukkan dalamJadual 1.
Nisbah BOD₅/CODcr dalam air sisa ialah 0.35, menunjukkan air sisa mudah terbiodegradasi; nisbah BOD₅/TN ialah 3. Untuk memenuhi standard TN efluen, langkah rawatan tambahan diperlukan, seperti menambah sumber karbon luaran; nisbah BOD₅/TP ialah 26.3, yang sesuai untuk penyingkiran fosforus biologi.
Pada masa ini, jumlah baki NH₃-N dan TN agak tinggi, dan kecekapan penyingkiran adalah lemah. Ini menunjukkan bahawa nitrifikasi NH₃-N tidak dapat dijalankan sepenuhnya dalam tangki aerobik lama. Oleh kerana tangki anoksik pada asalnya tidak disediakan, proses denitrifikasi tidak berlaku. Penyingkiran nitrogen hanya dicapai dengan menyahcas enapcemar berlebihan dan kaedah penyahtintrifikasian-nitrifikasi tidak digunakan.
2.3 Proses Utama
Selepas analisis menyeluruh tentang situasi khusus loji rawatan air sisa perbandaran Xichou County, naik taraf dan pengubahsuaian perlu diselesaikan di dalam tapak loji. Ruang dalam kawasan loji sangat terhad. Apabila menentukan proses rawatan air sisa, adalah perlu untuk mempertimbangkan secara menyeluruh keadaan tapak dan menggunakan proses rawatan tangki biokimia yang sedia ada secara munasabah. Selepas penyelidikan yang meluas, menerima pakai proses A2/O-MBBR (dirujuk sebagai proses MBBR) menangani isu penggunaan tanah dan operasi dengan berkesan. Pendekatan ini memudahkan pengembangan tiga dimensi- kapasiti tangki biokimia dan membolehkan pembinaan aktif tangki anoksik dan anaerobik. Proses MBBR menggabungkan enapcemar teraktif dengan biofilem. Kelebihannya ditunjukkan dalam jejaknya yang agak kecil, rantai biologi yang panjang, keupayaan untuk mencapai standard kualiti air efluen yang ideal, dan operasi yang stabil. Kaedah biofilm untuk penyingkiran nitrogen juga menunjukkan hasil yang baik semasa{10}}musim suhu rendah. Aliran proses MBBR ditunjukkan dalamRajah 1.
2.4 Kelebihan Proses MBBR
Membandingkan proses MBBR, kaedah biofilem media-tetap dan proses enap cemar diaktifkan, proses MBBR menonjol dengan kelebihan yang paling menonjol, khususnya: ① Pembawa yang digantung terutamanya diperbuat daripada bahan yang diubah suai seperti PP dan PE, menawarkan ketahanan yang baik. Memandangkan pembawa yang digantung mudah dimulakan dan dikendalikan, masalah seperti gumpalan dan tersumbat jarang berlaku. Oleh itu, apabila digunakan pada sistem pengudaraan dan peranti efluen sistem rawatan air sisa, kadar susut nilai dan kekerapan penggantiannya adalah sangat rendah. ② Proses MBBR mempunyai keupayaan penyingkiran nitrogen yang kuat. Persekitaran aerobik, anoksik dan anaerobik boleh wujud bersama pada pembawa terampai, membolehkan kedua-dua tindak balas nitrifikasi dan denitrifikasi diselesaikan dalam satu reaktor. Bakteria pengnitrifan boleh tumbuh dengan cepat pada biofilm yang terbentuk pada pembawa terampai, mencapai nitrifikasi optimum. ③ Proses MBBR mempunyai toleransi yang baik terhadap beban kejutan, meningkatkan kestabilan efluen dan ketahanan terhadap bahan toksik. ④ Dengan mengguna pakai proses MBBR, naik taraf dan pengubahsuaian yang munasabah bagi peralatan rawatan asal boleh digunakan, dengan hampir tiada perubahan pada penggunaan tanah, sekali gus menjimatkan ruang. ⑤ Rawatan air sisa tradisional memerlukan penambahan bingkai sokongan pembawa dalam tangki pengudaraan, manakala proses MBBR menghapuskan langkah ini, sekali gus mengurangkan kesukaran menyelenggara peranti pengudaraan dan menguruskan pembawa.
3 Pelan Pengubahsuaian Tangki Biokimia
3.1 Pembinaan Tangki Anaerobik dan Anoksik Baru
After demolishing the buildings on the west side of the plant's biochemical tank area, new anoxic and anaerobic tanks were constructed on the cleared land. The anoxic zone was modified from the initial section of the existing biochemical tank. Active construction of the anoxic and anaerobic tanks was carried out. Their plan dimensions and effective volume must meet relevant usage requirements, and the hydraulic retention time was scientifically planned to enable them to play an important role. During the construction of the anoxic tank, the minimum temperature was controlled to >12 darjah , dan pengurusan penunjuk seperti kepekatan pepejal terampai minuman keras campuran, kepekatan nitrat pendenitrifikasian, dan kadar pendenitrifikasian telah dilaksanakan dengan baik. Sumber karbon yang tidak mencukupi mungkin berlaku pada musim sejuk; jumlah sumber karbon yang sesuai boleh ditambah untuk meningkatkan kecekapan denitrifikasi. Tangki anoksik yang baru dibina itu dilengkapi dengan sejumlah 16 unit pengadun turbin menegak 5 kW; zon anoksik tangki biokimia sedia ada dilengkapi dengan sejumlah 8 set kipas menegak 5 kW; tangki anaerobik dilengkapi dengan sejumlah 6 set pengadun tenggelam 6.5 kW.
Membandingkan pekali kesukaran penyingkiran fosforus dan tugas penyingkiran nitrogen, penyingkiran nitrogen ternyata lebih mencabar. Biasanya, kesan penyingkiran fosforus yang memuaskan boleh diperolehi dengan kaedah penyingkiran fosforus kimia. Untuk mengoptimumkan kesan penyingkiran nitrogen, apabila suhu rendah dan jumlah nitrogen yang mempengaruhi adalah tinggi, enapcemar boleh dikitar semula ke bahagian anaerobik untuk memastikan masa pengekalan yang lebih lama dalam bahagian anoksik.
3.2 Pengubahsuaian Tangki Biokimia Sedia Ada
Selepas pengubahsuaian, tangki biokimia sedia ada dibahagikan kepada empat bahagian: Dinding pemisah ditambah antara bahagian pertama dan keempat. Kawasan sebelum dan selepas dinding pemisah dalam kedua-dua bahagian ini ialah zon anoksik dan zon pembawa (zon MBBR), dan zon MBBR dan zon penyahgas. Bahagian kedua dan ketiga ialah kedua-dua zon MBBR. Menambah dinding pemisah di bahagian keempat boleh mengawal kepekatan oksigen terlarut minuman keras campuran kitar semula dalaman dalam julat yang munasabah. Tambahan pula, peralatan seperti skrin dan pengudara paip berlubang dipasang di zon MBRR untuk meningkatkan kecekapan operasi tangki biokimia. Selepas pengubahsuaian zon aerobik tangki biokimia selesai, jumlah isipadu tangki berkesan zon penyahgas dan zon MBBR mencapai 38,000 m³. Zon penyahgas dilengkapi dengan sejumlah 12 unit pam aliran paksi 18.5 kW, dengan 4 sebagai siap sedia; pembawa terampai HDPE tulen digunakan.
3.3 Pengubahsuaian Bilik Blower dan Sistem Pengudaraan
Terdapat 4 blower dalam bilik blower: 3 blower lama dengan kadar aliran masuk 480 m³/min, dan satu blower baru. Penyejukan air adalah kaedah penyejukan utama untuk blower lama, dengan kuasa 830 kW setiap satu; penyejukan udara adalah kaedah utama untuk blower baru, dengan kuasa 670 kW. Membandingkan status operasi blower lama dan baru, blower baharu beroperasi dengan lebih cekap dan berkesan. Peniup lama bukan sahaja mempunyai kecekapan operasi yang rendah tetapi juga memerlukan kos penyelenggaraan dan pembaikan yang mahal.
Apabila mereka bentuk isipadu pengudaraan untuk zon aerobik, ia hendaklah berdasarkan permintaan oksigen tertinggi dalam zon aerobik, dengan nilai pilihan akhir 720 m³/min. Konfigurasi paip pengudaraan berlubang hendaklah berdasarkan isipadu udara 4 peniup. Kerja-kerja menggantikan blower lama hendaklah dijalankan dengan berkesan. Membeli semula 3 blower baharu untuk menggantikan yang lama adalah berfaedah untuk mengurangkan jumlah pengudaraan. Apabila menggantikan paip pengudaraan, hanya paip pengudaraan lama di dalam tangki aerobik diganti.
3.4 Sistem Rawatan Enapcemar
Peralatan rawatan enap cemar utama yang digunakan di loji rawatan air sisa perbandaran Xichou County ialah penekan penapis penebalan dan penyahairan enap cemar. Menganalisis proses penyahairan dan penebalan enapcemar secara menyeluruh, menyepadukan operasi penebalan dan penyahairan enap cemar boleh meminimumkan kos pelaburan modal dan mengurangkan dos flokulan polimer-tinggi. Untuk mengelakkan kerosakan alam sekitar daripada rawatan enapcemar, teknologi penebalan enapcemar mekanikal dan penyahairan telah dipilih untuk mengawal pencemaran alam sekitar dan atmosfera dengan cekap.
3.5 Sistem Penyahbauan
Terdapat banyak kaedah untuk merawat bau, yang biasa digunakan termasuk kaedah biologi, kimia dan fizikal. Kaedah rawatan bau yang berbeza mempunyai perbezaan yang ketara dalam mekanisme penyahbauan, keadaan aplikasi dan jenis teknikalnya. Selepas menganalisis secara menyeluruh keadaan khusus projek ini dan mempertimbangkan kelebihan dan keburukan teknologi penyahbauan yang berbeza, proses penyahbauan ion akhirnya dipilih untuk menjalankan operasi yang berkaitan.
3.6 Perkara Utama Pengubahsuaian Proses
3.6.1 Pemilihan Pembawa
Apabila memilih pembawa terampai, ia mesti dipastikan bahawa bahan pembuatan mempunyai rintangan kakisan yang mencukupi dan jumlah luas permukaan spesifik yang berkesan memenuhi piawaian efluen, dengan itu menjamin biojisim. Pada masa yang sama, hayat perkhidmatan, rintangan haus dan kekuatan pembawa yang digantung mesti memenuhi piawaian, dengan hayat perkhidmatan dikekalkan selama lebih 15 tahun.
3.6.2 Pengumpulan Pembawa
Apabila air mengalir, pembawa menukar kedudukan, menyebabkan sejumlah besar pembawa terkumpul di hadapan skrin pemintasan. Selepas beberapa lama, skrin pemintasan mungkin tersumbat. Peningkatan pengudaraan digunakan untuk membuang pembawa terkumpul. Kehilangan kepala berlaku pada setiap skrin pemintasan. Sebilangan besar pembawa terkumpul di bawah tekanan perbezaan paras air di seluruh skrin. Apabila perbezaan paras air meningkat, jumlah pengumpulan pembawa juga meningkat. Peranti kitar semula pembawa dipasang di zon pembawa. Didorong oleh peranti pengangkut udara, pembawa di hujung zon pembawa dikembalikan ke hujung hadapan, menghalang pengumpulan pembawa.
3.7 Analisis Keberkesanan Operasi-Pasca Pengubahsuaian
Jumlah pelaburan untuk projek ini ialah 219.91 juta yuan. Purata kos operasi unit ialah 0.4 yuan/m³, dan purata jumlah kos unit ialah 0.5 yuan/m³. Selepas projek pengubahsuaian yang dinaik taraf selesai dan mula beroperasi, kesan aliran airnya sangat memuaskan, status operasi adalah baik, dan piawaian kualiti air efluen dapat memenuhi keperluan yang berkaitan.
4 Kesimpulan
Semasa pembinaan projek naik taraf dan pengubahsuaian ini, struktur sedia ada telah digunakan dengan berkesan. Dengan menggunakan teknologi MBBR secara rasional, kerja pengubahsuaian susun atur mencapai hasil yang baik tanpa meningkatkan jejak, meningkatkan kapasiti penyingkiran nitrogen dan fosforus sistem rawatan air sisa dengan ketara dan mengoptimumkan kecekapan penyingkiran bahan pencemar. Teknologi MBBR sangat maju, bukan sahaja memiliki kelebihan teknologi rawatan air sisa konvensional tetapi juga menggunakan kapasiti rawatan tinggi pembawa khasnya dengan cekap, meningkatkan kecekapan penulenan bahan pencemar dengan ketara.
Berdasarkan analisis dan demonstrasi, untuk memastikan kerasionalan rancangan, adalah disyorkan untuk menerima pakai skim proses MBBR. Dengan melakukan pengubahsuaian in situ-sistem biologi asal, menambah pembawa ke zon aerobik untuk meningkatkan kapasiti bebannya memastikan rawatan nitrogen memenuhi piawaian. Penggunaan seterusnya tangki pemendapan berketumpatan tinggi -tinggi + penapis media kain untuk mengawal SS dan TP boleh menjamin efluen stabil memenuhi standard Gred 1A. Proses MBBR, serta pelbagai proses gabungan yang menggabungkan MBBR ke dalam sistem enap cemar diaktifkan, beroperasi secara stabil, mudah dikendalikan dan diselaraskan, mempunyai toleransi yang kuat terhadap perubahan dalam kualiti dan kuantiti influen, menawarkan kesan penyingkiran nitrogen dan fosforus yang baik, dan mewakili kaedah rawatan air sisa yang menjimatkan, cekap dan stabil. Memandangkan keperluan negara dan tempatan untuk kualiti efluen daripada loji rawatan air sisa meningkat, proses ini merupakan penyelesaian yang sangat sesuai untuk projek yang menghadapi cabaran seperti pembinaan awal dengan proses yang tidak dapat memenuhi keperluan baharu, ketersediaan tanah yang terhad, kos tanah yang tinggi dan kesukaran pembiayaan. Ia pasti akan digunakan secara lebih meluas dalam menaik taraf dan pengubahsuaian loji rawatan air sisa perbandaran atau industri.
Tambahan pula, semasa projek pengubahsuaian ini, langkah kawalan laluan denitrifikasi yang disasarkan telah diambil berdasarkan keadaan sebenar semasa pengubahsuaian tangki biokimia, termasuk mengukuhkan pengurusan penunjuk seperti kepekatan denitrifikasi nitrat dan kadar denitrifikasi. Pengubahsuaian proses tertumpu pada penambahbaikan pemilihan pembawa dan pengurusan pengumpulan. Dengan menyepadukan pengubahsuaian pada bilik blower dan sistem pengudaraan, sistem rawatan enap cemar, dan sistem penyahbauan, kapasiti rawatan komprehensif loji rawatan air sisa telah dipertingkatkan.