100 000 m³/d Oczyszczalnia in-Modernizacja in situ: MBBR + biofiltr denitryfikacyjny + koagulacja magnetyczna Spełnia DB51/2311 bez nowego terenu

DOM › SPRAWY › MBBR + BIOFILTR DENITRYFIKACYJNY - Modernizacja OŚ

Zastosowanie MBBR + biofiltra denitryfikacyjnego + sedymentacji metodą koagulacji magnetycznej w-modernizacji in situ oczyszczalni ścieków

Opublikowano: 25.05.2026 • Kategoria:Sprawy• Tagi:MBBR · Biofiltr denitryfikacyjny · Koagulacja magnetyczna · Modernizacja OŚ

ROZDZIAŁ 1

1 Przegląd projektu

1.1 Tło projektu

Scentralizowana oczyszczalnia ścieków w parku przemysłowym w Chengdu o wydajności100,000 m³/dzostał oddany do użytku w 2013 roku. Wykorzystuje proces napowietrzonej komory piaskowej + AAO + osadnik wtórny + filtr typu D- + dezynfekcja UV, a jakość ścieków spełnia normę klasy ANorma zrzutu substancji zanieczyszczających dla Miejskiej Oczyszczalni Ścieków(GB 18918–2002). Przepływ oczyszczania waha się od 91 000 do 118 000 m³/d, przy czym ścieki przemysłowe stanowią około 48%. Wraz z wydaniemStandard zrzutu substancji zanieczyszczających wodę w dorzeczach miejskich i rzecznych w prowincji Syczuan(DB51/2311–2016) w roku 2017 zakład ma obowiązek spełnić normę odprowadzania ścieków dla centralnych oczyszczalni ścieków w parkach przemysłowych. Istniejące ścieki zasadniczo spełniają normę klasy A, ale jakość ścieków ulega znacznym wahaniom, z okazjonalnymi przekroczeniami TN i TP. Jednocześnie duża zawartość piasku w dopływie powoduje, że napowietrzona komora piasku wymaga częstego opróżniania w celu odmulenia. Dlatego konieczna jest modernizacja tego zakładu.

1.2 Jakość wpływów i ścieków

Na podstawie danych statystycznych z lat 2017 i 2018 porównanie pierwotnej projektowej jakości napływu z rzeczywistą jakością napływu przedstawiono w tabeli 1. Można zauważyć, że rzeczywiste ChZT i BZT₅ na dopływie są niższe od wartości projektowych, podczas gdy napływające SS i TP są znacznie wyższe od wartości projektowych.

Tabela 1 Porównanie jakości projektowej i rzeczywistej

Jednostka: mg/l

Porównanie rzeczywistej jakości ścieków w latach 2017 i 2018, pierwotnej projektowej normy ścieków i nowej normy ścieków przedstawiono w Tabeli 2. Porównując nowe i stare normy, wymagania dotyczące ChZT i NH₄{3}}N są zaostrzone, podczas gdy inne wskaźniki pozostają niezmienione. Z tabeli 2 wynika, że ​​w ramach starej normy dotyczącej ścieków TP i TN nie mogą w sposób stabilny spełniać normy przy 100% gwarantowanej stawce; zgodnie z nową normą dotyczącą ścieków NH₄-N nie może stabilnie spełniać tej normy nawet przy 95% gwarantowanej stawce. Dlatego osiągnięcie stabilnej zgodności TP, TN i NH₄-N z nową normą rozładowania jestgłównym celem tej modernizacji.

Tabela 2 Porównanie jakości ścieków

Jednostka: mg/l

1.3 Istniejące problemy

ROZDZIAŁ 2

2 Uaktualniający schemat projektu

2.1 Korekta projektowej jakości wody

Na podstawie zmierzonych jakości wód dopływowych z lat 2017 i 2018 prognozowana jest projektowa jakość wód dopływowych. Obniża się obliczeniową wartość BOD₅, zwiększa natomiast projektowe wartości SS i TP, zachowując pewien margines w stosunku do wartości zmierzonych. Projektową jakość wpływających i wypływających ścieków do modernizacji przedstawiono w tabeli 3.

Tabela 3 Projekt dopływu, jakość ścieków i współczynniki usuwania

Jednostka: mg/l

2.2 Schemat modernizacji

Główne ograniczenia modernizacji tego zakładu to: (1) modernizacja musi zostać ukończona-na miejscu, bez dodawania nowego terenu; (2) dopływ ma wysoką zawartość piasku, napowietrzona komora piasku wymaga częstego odmulania, a nowy osadnik wstępny również będzie borykał się z problemem gromadzenia się piasku; (3) koszty eksploatacji po rekonstrukcji należy utrzymać na stosunkowo niskim poziomie. Biorąc pod uwagę te ograniczenia i wymagania dotyczące modernizacji, określa się trasę procesu dla każdego etapu oczyszczania.

2.2.1 Ulepszanie obróbki wstępnej

Skuteczność wstępnej obróbki ma bezpośredni wpływ na-długoterminową normalną pracę zbiornika biologicznego. Instalacja ma wysoką zawartość piasku na dopływie, a napowietrzona komora piasku jest przeciążona, co nieuchronnie prowadzi do przedostawania się piasku do zbiornika biologicznego. Atechnologia szybkiej separacji ciał stałych-cieczyma na celu usprawnienie obróbki wstępnej. Zasada działania polega na umożliwieniu przepływu surowej wody przez stale obracającą się tkaninę filtracyjną w celu oddzielenia substancji stałych-cieczy, a odzyskana woda służy do ciągłego szorowania i usuwania stałych zanieczyszczeń zatrzymanych na tkaninie filtracyjnej. Zaletą tej technologii jest wysoka dokładność filtracji: wielkość porów tkaniny filtracyjnej wynosi 0,2 mm, co stanowi 1/15 wielkości porów konwencjonalnego drobnego sita i może przechwycić ponad 90% piany, drobnego piasku, włosów i innych zanieczyszczeń, znacznie poprawiając efekt obróbki wstępnej. Kolejną cechą jest duże obciążenie podczas zabiegu i niewielka powierzchnia zajmowana przez hydrauliczny czas retencji wynoszący tylko około 5 sekund.

W ramach modernizacji po przesiewaczu zgrubnym instalowane są trzy zestawy urządzeń do szybkiego oddzielania-cieczy stałych, zapewniających wydajność obróbki wstępnej 30 000 m³/d, na powierzchni 184 m², pracujących równolegle z oryginalnym drobnym przesiewaczem i napowietrzoną komorą piasku, która pracuje ze zmniejszoną wydajnością. Przedsiębiorstwa przemysłowe obsługiwane przez zakład zajmują się głównie produkcją maszyn, produktów elektronicznych i produkcją wyświetlaczy. Charakterystyczne zanieczyszczenia obejmują metale ciężkie, fluor i ogniotrwały ChZT. Absolutorium przedsiębiorstwa spełniaNorma jakości ścieków odprowadzanych do kanałów komunalnych(GB/T 31962–2015). Aby poradzić sobie z nagłymi wstrząsami spowodowanymi toksycznymi zanieczyszczeniami, zaprojektowano nowy awaryjny zbiornik magazynowy o efektywnej pojemności 33 000 m3, całkowicie zakopany, z architekturą krajobrazu i drogami naziemnymi.

2.2.2 Modyfikacja Sekcji Biologicznej

W sekcji oczyszczania biologicznego należy usprawnić usuwanie TP, NH₃-N i TN. Ze względu na ograniczenia terenowe i brak możliwości zwiększenia całkowitej objętości zbiornika,-w oryginalnym zbiorniku biologicznym AAO wprowadzono trzy modyfikacje in situ:

Rysunek 1Ogólna modyfikacja zbiornika biologicznego (wbudowane AAO + MBBR)

2.2.3 Modyfikacja Sekcji Zaawansowanego Leczenia

Rolą sekcji leczenia zaawansowanego jest zapewnienie ostatecznej zgodności TN, TP i SS. Połączenie filtra denitryfikacyjnego i osadnika-o wysokiej wydajności to stosunkowo dojrzała metoda techniczna z wieloma zastosowaniami, którą zamierzamy zastosować w niniejszym projekcie.

(1) Wybór filtra denitryfikacyjnego

Obecnie najczęściej stosowanymi filtrami denitryfikacyjnymi w Chinach są denitryfikacyjny filtr głębokozłożowy i biofiltr denitryfikacyjny. ThePodręcznik projektowania wodociągów i kanalizacjiTom 5 (Odwadnianie miast) iOgólna specyfikacja techniczna biofiltra denitryfikacyjnego(GB/T 37528–2019) określają parametry konstrukcyjne tych dwóch filtrów, jak pokazano w Tabeli 4. Można zauważyć, że biofiltr denitryfikacyjny z przepływem w górę, wykorzystujący złoże ceramzytowe, charakteryzuje się wyższą szybkością filtracji i obciążeniem denitryfikacyjnym w porównaniu z głębokozłożowym filtrem denitryfikacyjnym z przepływem dolnym, wykorzystującym piasek kwarcowy. Badania wykazały, że media filtracyjne z ceramiki w porównaniu z piaskiem kwarcowym mają zalety w postaci dużej zdolności nośnika biofilmu, wysokiego wykorzystania źródła węgla, krótkiego czasu tworzenia biofilmu i równomiernego rozmieszczenia kolonii drobnoustrojów, podczas gdy zaleta piasku kwarcowego polega na jego większej zdolności do usuwania TN i SS. Filtr z przepływem w górę ma dłuższy cykl płukania wstecznego i mniejsze straty ciśnienia filtracji w porównaniu z filtrem z przepływem w dół.

Tabela 4 Główne parametry projektowe filtra denitryfikacyjnego w normach i przepisach

Projekt ten obejmuje ograniczony teren, a podwyższone standardy dotyczące ścieków nie nakładają bardziej rygorystycznych wymagań w zakresie usuwania TN i SS. Biorąc pod uwagę kompleksowość, jako jednostkę denitryfikacyjną do zaawansowanego oczyszczania wybiera się biofiltr denitryfikacyjny z przepływem w górę z wkładami filtracyjnymi ceramzytowymi. Jednocześnie przed filtrem instaluje się drobne sito z kryzą przepływu wewnętrznego o średnicy porów 1 mm, które ogranicza przedostawanie się cząstek stałych do filtra.

(2) Wysokowydajny-zbiornik sedymentacyjny - Koagulacja magnetyczna

Zaprojektowano osadnik z koagulacją magnetyczną. Osadnik z koagulacją magnetyczną dodaje do filtratu media magnetyczne + chlorek poliglinu (PAC) + poliakryloamid (PAM), tworząc zwarte kłaczki poprzez mieszanie i flokulację, osiągając w ten sposób wysoką prędkość przepływu przy obciążeniu hydraulicznym powierzchni dochodzącym do20 m³/(m²·h), znacznie więcej niż 6–13 m³/(m²·h) zwykłych-odstojników o wysokiej wydajności. Oprócz dobrego usuwania TP i SS, osadnik z koagulacją magnetyczną ma również pewien wpływ na usuwanie ogniotrwałego ChZT, metali ciężkich i koloru. Projekt ten obejmuje ograniczoną powierzchnię, a dopływające go ścieki przemysłowe zawierają pewną ilość ścieków przemysłowych, co sprawia, że ​​osadnik z koagulacją magnetyczną jest bardziej odpowiedni.

(3) Kompleksowe rozważenie.Biofiltr denitryfikacyjny umieszcza się przed osadnikiem z koagulacją magnetyczną, głównie w celu pełnego wykorzystania resztkowego BZT₅ w ściekach z osadnika wtórnego jako źródła węgla do denitryfikacji. Przed filtrem zaprojektowano rurę obejściową, która umożliwia przepływ ścieków bezpośrednio do osadnika z koagulacją magnetyczną bez konieczności przechodzenia przez filtr, oszczędzając energię na wtórne podnoszenie. Ogólny przebieg procesu po modernizacji przedstawiono na rysunku 2.

Rysunek 2Ogólny przebieg procesu po modernizacji (szybka-separacja cieczy + AAO/MBBR + biofiltr denitryfikacyjny + sedymentacja poprzez koagulację magnetyczną)

2.3 Główne konstrukcje i parametry projektowe

ROZDZIAŁ 3

3 Analiza wydajności operacyjnej

3.1 Działanie urządzenia do szybkiej-separacji cieczy

Zużycie energii przez urządzenie do szybkiego oddzielania-cieczy podczas pracy wynosi 9,12 × 10⁴ kW·h/m3. Wydzielone zanieczyszczenia obejmują odpady komunalne, drobny piasek, stały tłuszcz, włosy i włókna. Średnia wilgotność odprowadzanych pozostałości wynosi 72,31%, a produkcja suchej pozostałości wynosi 104,6 kg/m3. Produkcja suchej pozostałości w konwencjonalnych instalacjach do obróbki wstępnej wynosi 37,3 kg/m3, a produkcja suchej pozostałości w urządzeniu do szybkiego oddzielania substancji stałych-cieczy wynosi2,8 razyw przypadku konwencjonalnej obróbki wstępnej. Dopływ i odpływ z urządzenia są suszone i ważone, a wyniki pokazują, że skuteczność przechwytywania tkaniny filtracyjnej o wielkości porów 0,2 mm dla piasku i włókien włosowych wynosi92.99%–94.95%. Póki co urządzenie działa stabilnie już od trzech lat.

3.2 Wydajność zbiornika biologicznego

Zestawiono średnie roczne dane dotyczące jakości wód dopływających i wypływających przed (2018 r.) i po (2023 r.) modyfikacją, co przedstawiono w tabeli 5. Można zauważyć, że po modyfikacji jakość ścieków ze zbiornika biologicznego uległa kompleksowej poprawie. ChZT, BZT₅, NH₃-N, TN i TP spadły o 14,94%, 12,95%,62.28%odpowiednio 25,41% i 39,16%, przy największych redukcjach NH₃-N, TN i TP. Jednocześnie znacznie poprawiła się stabilność każdego wskaźnika ścieków.

Tabela 5 Jakość wody dopływającej i odpływającej ze zbiornika biochemicznego - Przed i po renowacji

Po modyfikacji wzrosła zawartość materii organicznej w osadzie czynnym w zbiorniku biologicznym. Z danych testowych wynika, że ​​średni współczynnik MLVSS/MLSS wyniósł 0,58 w 2018 r. i 0,63 w 2023 r., co oznacza wzrost o 8,6%. Wzrost zawartości materii organicznej wskazuje na lepszą aktywność osadu, głównie z dwóch powodów: po pierwsze, wzmocniono obróbkę wstępną i więcej substancji nieorganicznych, takich jak piasek, jest przechwytywanych przez szybkie urządzenie do oddzielania substancji stałych-cieczy, zmniejszając udział składników nieorganicznych w osadzie czynnym; po drugie, dodanie systemu MBBR do zbiornika biologicznego zwiększa całkowitą biomasę drobnoustrojów, zwiększając zawartość składników organicznych w osadzie czynnym.

W sierpniu zmierzono stężenie osadów w strefie-denitryfikacji, strefie beztlenowej, strefie beztlenowej i strefie MBBR zbiornika biologicznego, przy współczynniku zewnętrznej recyrkulacji osadu wynoszącej 100% i wewnętrznej recyrkulacji wynoszącej 200%. Pobrano trzy zestawy równoległych próbek, a średnie wartości przedstawiono w tabeli 6. Można zauważyć, że stężenia osadów w czterech jednostkach oczyszczania zbiornika biologicznego różnią się, najwyższe w strefie MBBR, a następnie w strefie beztlenowej. Z analizy wynika, że ​​biofilm przyczepiony do nośników MBBR w sposób ciągły oddziela się i miesza z osadem czynnym na skutek tarcia, kolizji i szorowania hydraulicznego, zwiększając stężenie osadu w tej strefie o około 3,54% w stosunku do strefy beztlenowej.

Tabela 6 Stężenie osadu w każdej jednostce w zbiorniku biochemicznym

Jednostka: mg/l

3.3 Wykonywanie zaawansowanego leczenia

Ponieważ TN w ściekach ze zbiornika biologicznego już stabilnie spełnia normę, aby obniżyć koszty operacyjne, do biofiltra denitryfikacyjnego nie dodaje się żadnego dodatkowego źródła węgla. Według danych dotyczących jakości wody za rok 2023, TN w ściekach ze zbiornika biologicznego wynosi (7,04 ± 1,01) mg/L. Bez uwzględnienia usuwania TN w osadniku wtórnym, TN w odpływie z biofiltra denitryfikacyjnego wynosi (6,43 ± 0,92) mg/l, przy szybkości usuwania 8,7%. TP w ściekach ze zbiornika biologicznego wynosi (0,16 ± 0,09) mg/l. Bez uwzględnienia usuwania TP w osadniku wtórnym, TP w ściekach z osadnika z koagulacją magnetyczną wynosi (0,08 ± 0,04) mg/l, przy współczynniku usuwania 50%.

ROZDZIAŁ 4

4 Koszty odbudowy i eksploatacji

ROZDZIAŁ 5

5 Wniosek