Aplikasi Media MBBR dalam Rawatan Air Sisa Perbandaran & Industri|Kajian Kes Malaysia

Aplikasi Praktikal Media MBBR dalam Rawatan Air Sisa Perbandaran dan Industri

pengenalan

Media MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) telah digunakan secara meluas dalam projek rawatan air sisa perbandaran dan industri di seluruh dunia kerana prestasi rawatannya yang matang dan kebolehsuaian yang baik. Dalam bidang rawatan air sisa perbandaran, teknologi ini sering digunakan untuk menaik taraf dan pengubahsuaian loji rawatan sedia ada untuk memenuhi piawaian pelepasan yang lebih ketat; manakala dalam senario perindustrian, ia boleh mengatasi ciri-ciri komposisi pencemar yang kompleks dan turun naik beban besar air sisa industri dengan berkesan. Artikel ini akan meneroka kes aplikasi praktikal media MBBR dan kesan rawatan yang dicapai dalam senario berbeza, memfokuskan pada latar belakang rawatan air sisa di Malaysia dan contoh kejuruteraan untuk menunjukkan kepraktisan dan ekonomi teknologi ini.

Gambaran Keseluruhan Latar Belakang Industri Rawatan Air Sisa Malaysia

Sebagai sebuah negara Asia Tenggara, Malaysia dikurniakan sumber air yang banyak, malah sesetengah wilayah mengeksport air tawar ke negara jiran untuk jangka masa yang lama. Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dipengaruhi oleh pelbagai faktor seperti pertumbuhan penduduk bandar, pembangunan perindustrian yang pesat dan kesedaran alam sekitar yang bertambah baik, rawatan air sisa di Malaysia menghadapi cabaran yang teruk dan keperluan mendesak. Dari perspektif status industri, beberapa wilayah di Malaysia mengalami masalah seperti pembuangan kumbahan terus, kemudahan rawatan yang lapuk dan kecekapan rawatan yang tidak mencukupi. Antaranya, banyak tempat seperti Johor dan Sarawak telah menyaksikan pencemaran sungai yang semakin teruk akibat pembuangan secara haram dari kilang pantai dan pembuangan kumbahan domestik yang tidak terkawal oleh penduduk, malah krisis bekalan air yang kerap. Cuma di Johor, pembaziran harian air minuman mencecah setinggi 1.173 bilion liter, yang memburukkan lagi percanggahan antara bekalan dan permintaan air.

Untuk meningkatkan kualiti persekitaran air, kerajaan Malaysia telah menambah baik undang-undang dan peraturan perlindungan alam sekitar secara berterusan. Antaranya, Peraturan-Peraturan Kualiti Alam Sekeliling (Kumbahan) 2009 merumuskan piawaian pelepasan kumbahan yang ketat (Standard A: BOD₅ Kurang daripada atau sama dengan 20 mg/L, COD Kurang daripada atau sama dengan 50 mg/L, Pepejal Terampai Kurang daripada atau sama dengan 50 mg/L), mengemukakan kecekapan rawatan sisa yang lebih tinggi untuk loji sedia ada. Pada masa yang sama, Malaysia telah meningkatkan pelaburan secara beransur-ansur dalam pembinaan dan pengubahsuaian kemudahan rawatan air sisa. Di satu pihak, ia menggalakkan pembinaan sistem pembuangan kumbahan berpusat. Sebagai contoh, Kuching telah melabur banyak dalam pembinaan sistem pembuangan kumbahan pusat, yang merawat kumbahan secara berperingkat-peringkat sebelum dibuang ke sungai, secara beransur-ansur memperbaiki keadaan pencemaran sungai. Sebaliknya, ia secara aktif memperkenalkan teknologi rawatan air sisa yang cekap. Dengan kelebihan ruang lantai yang kecil, kitaran pengubahsuaian yang singkat, kecekapan rawatan yang tinggi dan kos operasi yang boleh dikawal, teknologi MBBR telah menjadi teknologi pilihan untuk menaik taraf dan pengubahsuaian loji rawatan air sisa perbandaran di Malaysia, dan digunakan secara meluas dalam pelbagai projek rawatan air sisa serantau. Di samping itu, Malaysia juga telah mempromosikan rawatan sisa pepejal dan pencemaran plastik dalam beberapa tahun kebelakangan ini untuk mengurangkan pelepasan bahan pencemar di sumber, meringankan beban rawatan air sisa dan membentuk sistem tadbir urus perlindungan alam sekitar yang komprehensif bagi "kawalan sumber + akhir-rawatan-paip".

Kes Aplikasi Media MBBR dalam Rawatan Air Sisa Perbandaran

(1) Kes Pengubahsuaian Loji Rawatan Air Sisa Perbandaran di Eropah

Dalam rawatan air sisa perbandaran, senario aplikasi biasa media MBBR ialah menaik taraf dan pengubahsuaian loji rawatan enapcemar teraktif. Banyak loji rawatan lama menghadapi cabaran yang dibawa oleh keperluan penyingkiran nitrogen dan fosforus yang semakin ketat. Dengan menambahkan media MBBR pada tangki pengudaraan sedia ada, pengekalan biojisim boleh ditingkatkan tanpa mengembangkan volum reaktor. Contohnya, loji rawatan air sisa perbandaran di Eropah dengan kapasiti rawatan direka bentuk sebanyak 50,000 Kesetaraan Populasi (PE) menggunakan media MBBR untuk pengubahsuaian peningkatan nitrifikasi. Sebelum pengubahsuaian, kadar penyingkiran nitrogen ammonia tumbuhan hanya 75%, yang gagal memenuhi piawaian pelepasan 5 mg/L; selepas memasang media MBBR dengan luas permukaan tertentu 800 m²/m³, kadar penyingkiran nitrogen ammonia meningkat kepada lebih daripada 95%, dan kepekatan nitrogen ammonia efluen dikawal secara stabil di bawah 3 mg/L. Projek pengubahsuaian mempunyai masa henti pembinaan yang singkat, dan kos operasi hanya meningkat sebanyak 10%, yang mencerminkan sepenuhnya ekonomi media MBBR dalam menaik taraf dan pengubahsuaian loji rawatan air sisa perbandaran.

(2) Kes Pengubahsuaian Loji Rawatan Kumbahan Wilayah Kuala Sawah di Malaysia

Dengan pertumbuhan penduduk bandar dan peraturan perlindungan alam sekitar yang semakin ketat di Malaysia, teknologi MBBR juga telah diterima pakai secara beransur-ansur untuk menaik taraf loji rawatan air sisa perbandaran. Loji Rawatan Kumbahan Wilayah (RSTP) Kuala Sawah di Negeri Sembilan, yang dikendalikan oleh Indah Water Konsortium (IWK), perlu segera meningkatkan kecekapan rawatannya untuk memenuhi piawaian pelepasan yang ketat dalam Peraturan Kualiti Alam Sekitar (Kumbahan) Malaysia 2009. Loji itu pada asalnya menggunakan proses parit pengoksidaan, merawat 59,000 m³ kumbahan dan najis setiap ³ m³ hari, berkhidmat kepada populasi 320,000 PE. Walau bagaimanapun, kesan penyingkiran nitrogennya tidak stabil, dan penunjuk efluen sering gagal memenuhi piawaian semasa tempoh beban puncak, yang tidak konsisten dengan permintaan mendesak untuk tadbir urus persekitaran air di kawasan tempatan.

Untuk menyelesaikan masalah di atas tanpa meluaskan ruang lantai sedia ada (kekangan utama di kawasan bandar), kilang itu menjalankan projek pengubahsuaian media MBBR pada tahun 2023. Media MBBR 37 dengan keluasan permukaan tertentu 800 m²/m³ menyumbang 25% daripada isipadu reaktor telah ditambah ke zon aerobik parit pengoksidaan. Projek pengubahsuaian telah dilaksanakan secara berperingkat, dengan setiap fasa siap dalam tempoh 10 hari, meminimumkan kesan ke atas operasi. Sistem MBBR telah meningkatkan kapasiti pengekalan biojisim dengan ketara, terutamanya pengayaan bakteria nitrifikasi (Nitrospira spp.), meningkatkan keupayaan loji untuk mengatasi turun naik dalam beban organik dan beban nitrogen, dan dengan berkesan menyelesaikan titik sakit penyingkiran nitrogen yang tidak stabil daripada proses asal.

(3) Perbandingan Prestasi Rawatan Sebelum dan Selepas Pengubahsuaian

Jadual 1 di bawah meringkaskan prestasi rawatan RSTP Kuala Sawah sebelum dan selepas pengubahsuaian MBBR, berbanding dengan had pelepasan Standard A Malaysia untuk rujukan.

Ia boleh dilihat daripada Jadual 1 bahawa pengubahsuaian MBBR telah meningkatkan kecekapan rawatan loji dengan ketara. Semua penunjuk utama secara stabil memenuhi dan melebihi piawaian pelepasan Standard A Malaysia, antaranya kadar penyingkiran nitrogen ammonia meningkat lebih daripada 20 mata peratusan, menyelesaikan sepenuhnya masalah efluen substandard semasa tempoh beban puncak. Di samping itu, sistem MBBR mengurangkan pengeluaran enapcemar berlebihan sebanyak 28%, mengurangkan kos pelupusan enapcemar bulanan sebanyak kira-kira 25,000 Ringgit Malaysia (RM). Terima kasih kepada-reka bentuk penjimatan tenaga sistem MBBR, kos operasi hanya meningkat sebanyak 8%, menjadikannya penyelesaian yang menjimatkan dan cekap untuk menaik taraf dan pengubahsuaian loji, dan juga menyediakan rujukan yang boleh dilaksanakan untuk pengubahsuaian loji rawatan air sisa lama yang lain di Malaysia.

Kes Aplikasi Media MBBR dalam Rawatan Air Sisa Industri

(1) Kes Rawatan Air Sisa Loji Pemprosesan Tenusu Amerika Utara

Dalam bidang perindustrian, media MBBR telah berjaya diaplikasikan dalam rawatan pelbagai jenis air sisa industri. Sebagai contoh, air sisa pemprosesan makanan biasanya mengandungi kepekatan tinggi bahan organik (COD sehingga 10,000 mg/L) dan lemak, yang sukar untuk dirawat dengan cekap dengan proses tradisional. Sebuah kilang pemprosesan tenusu Amerika Utara menggunakan sistem MBBR untuk merawat air sisa pengeluarannya. Reaktor telah diisi dengan 30% isipadu media MBBR silinder, dan masa pengekalan hidraulik dikawal pada 8 jam. Keputusan operasi menunjukkan bahawa kadar penyingkiran COD mencapai 92% dan kadar penyingkiran BOD₅ mencapai 94%, yang jauh lebih baik daripada prestasi proses enapcemar teraktif yang asal (kadar penyingkiran COD sebanyak 78%); pada masa yang sama, lebihan pengeluaran enapcemar dikurangkan sebanyak 30%, dengan berkesan mengurangkan kos pelupusan enapcemar dan mengimbangi kesan rawatan dan ekonomi.

(2) Kes Rawatan Air Sisa Loji Farmaseutikal Asia

Satu lagi senario aplikasi biasa ialah rawatan air sisa farmaseutikal. Air sisa tersebut mengandungi sebatian organik toksik dan refraktori, yang sukar untuk dirawat. Sebuah loji farmaseutikal Asia mengguna pakai sistem gabungan media MBBR dan Proses Pengoksidaan Lanjutan (AOP) untuk merawat air sisa. MBBR telah digunakan sebagai unit pra-untuk membuang bahan organik terbiodegradasi, mengurangkan beban rawatan AOP seterusnya dan mengelakkan kesan bahan toksik pada proses seterusnya. Reaktor MBBR mencapai kadar penyingkiran COD sebanyak 65% untuk air sisa farmaseutikal. Selepas rawatan melalui proses gabungan, kepekatan COD efluen akhir adalah di bawah 50 mg/L, memenuhi piawaian pelepasan tempatan. Penggunaan media MBBR juga meningkatkan kestabilan sistem rawatan, melemahkan kesan bahan toksik pada proses rawatan dan memastikan operasi stabil-jangka panjang sistem rawatan.

Perbandingan Prestasi Sistem MBBR dalam Senario Aplikasi Berbeza

Jadual 2 di bawah membandingkan prestasi sistem MBBR dalam senario aplikasi berbeza yang diterangkan dalam artikel ini, menonjolkan kepelbagaian dan kebolehsuaian teknologi ini, dan menyediakan rujukan untuk pemilihan teknikal pelbagai jenis projek rawatan air sisa.

Kesimpulan

Kes aplikasi praktikal di atas menunjukkan bahawa media MBBR adalah teknologi sejagat dan cekap sesuai untuk kedua-dua rawatan air sisa perbandaran dan industri. Ia mempunyai kelebihan menanggung beban organik yang tinggi, rintangan beban hentakan yang kuat, dan dapat bekerjasama dan berintegrasi dengan proses rawatan lain, menjadikannya penyelesaian pilihan untuk menyelesaikan masalah rawatan air sisa yang kompleks. Terutamanya di Malaysia, digabungkan dengan keperluan latar belakang tempatan untuk rawatan air buangan-terdapat keperluan mendesak untuk menaik taraf kemudahan lama, kekangan standard pelepasan yang ketat, dan keperluan untuk mengimbangi ruang lantai dan kos operasi-aplikasi teknologi MBBR telah menyelesaikan masalah yang menyakitkan dalam rawatan air sisa tempatan, menyediakan sokongan teknikal yang cekap dan menjimatkan untuk pengalaman yang praktikal dan tadbir urus persekitaran air di Malaysia, serta tadbir urus persekitaran air yang serupa di Malaysia.

Sila hubungi Rachel untuk membincangkan lebih lanjut!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

E-mel:[email protected]