Zastosowania mediów MBBR w oczyszczaniu ścieków komunalnych i przemysłowych|Studium przypadku Malezji

Praktyczne zastosowania mediów MBBR w oczyszczaniu ścieków komunalnych i przemysłowych

Wstęp

Media MBBR (reaktor biofilmowy z ruchomym złożem) są szeroko stosowane w projektach oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych na całym świecie ze względu na ich dojrzałą wydajność oczyszczania i dobre możliwości adaptacji. W dziedzinie oczyszczania ścieków komunalnych technologia ta jest często wykorzystywana do modernizacji i renowacji istniejących oczyszczalni w celu spełnienia bardziej rygorystycznych norm dotyczących odprowadzania ścieków; natomiast w scenariuszach przemysłowych może skutecznie radzić sobie ze złożonym składem zanieczyszczeń i dużymi wahaniami obciążenia ścieków przemysłowych. W tym artykule zostaną omówione praktyczne przypadki zastosowania mediów MBBR i efekty oczyszczania osiągnięte w różnych scenariuszach, koncentrując się na tle oczyszczania ścieków w Malezji i przykładach inżynieryjnych w celu wykazania praktyczności i ekonomii tej technologii.

Przegląd tła branży oczyszczania ścieków w Malezji

Jako kraj Azji Południowo-Wschodniej Malezja posiada obfite zasoby wody, a niektóre regiony przez długi czas eksportują nawet słodką wodę do sąsiednich krajów. Jednakże w ostatnich latach, pod wpływem wielu czynników, takich jak wzrost liczby ludności w miastach, szybki rozwój przemysłu i większa świadomość ekologiczna, oczyszczanie ścieków w Malezji stoi przed poważnymi wyzwaniami i pilnymi potrzebami. Z punktu widzenia statusu przemysłu niektóre regiony Malezji borykają się z problemami, takimi jak bezpośrednie odprowadzanie ścieków, przestarzałe oczyszczalnie i niewystarczająca skuteczność oczyszczania. Wśród nich w wielu miejscach, takich jak Johor i Sarawak, doszło do wzmożonego zanieczyszczenia rzek w wyniku nielegalnych zrzutów ścieków z przybrzeżnych fabryk i nieuregulowanego odprowadzania ścieków bytowych przez mieszkańców, a nawet częstych kryzysów w dostawach wody. Tylko w Johor dzienne straty wody pitnej sięgają aż 1,173 miliarda litrów, co jeszcze bardziej pogłębia sprzeczność między podażą a popytem na wodę.

Aby poprawić jakość środowiska wodnego, rząd Malezji stale ulepsza przepisy i regulacje dotyczące ochrony środowiska. Wśród nich w rozporządzeniu dotyczącym jakości środowiska (ścieki) z 2009 r. sformułowano rygorystyczne normy dotyczące odprowadzania ścieków (norma A: BZT₅ mniejsze lub równe 20 mg/l, ChZT mniejsze lub równe 50 mg/l, zawiesiny ciała stałego mniejsze lub równe 50 mg/l), stawiając wyższe wymagania dotyczące efektywności oczyszczania istniejących oczyszczalni ścieków. Jednocześnie Malezja stopniowo zwiększa inwestycje w budowę i renowację oczyszczalni ścieków. Z jednej strony sprzyja budowie scentralizowanych systemów odprowadzania ścieków. Na przykład firma Kuching poczyniła znaczne inwestycje w budowę centralnego systemu odprowadzania ścieków, który oczyszcza ścieki centralnie, etapami, a następnie odprowadza je do rzek, stopniowo poprawiając stan zanieczyszczenia rzek. Z drugiej strony aktywnie wprowadza efektywne technologie oczyszczania ścieków. Dzięki zaletom małej powierzchni, krótkiego cyklu renowacji, wysokiej wydajności oczyszczania i kontrolowanych kosztów eksploatacji, technologia MBBR stała się preferowaną technologią do modernizacji i renowacji komunalnych oczyszczalni ścieków w Malezji i jest szeroko stosowana w różnych regionalnych projektach oczyszczania ścieków. Ponadto Malezja w ostatnich latach promowała także oczyszczanie odpadów stałych i zanieczyszczeń tworzywami sztucznymi, aby zmniejszyć emisję zanieczyszczeń u źródła, zmniejszyć obciążenie związane z oczyszczaniem ścieków i stworzyć kompleksowy system zarządzania ochroną środowiska obejmujący „kontrolę źródła i-oczyszczanie-rury”.

Przypadki zastosowań mediów MBBR w oczyszczaniu ścieków komunalnych

(1) Przypadek renowacji miejskiej oczyszczalni ścieków w Europie

W oczyszczaniu ścieków komunalnych powszechnym scenariuszem zastosowania mediów MBBR jest modernizacja i renowacja oczyszczalni osadu czynnego. Wiele starych oczyszczalni ścieków stoi przed wyzwaniami wynikającymi z coraz bardziej rygorystycznych wymogów w zakresie usuwania azotu i fosforu. Dodając media MBBR do istniejących zbiorników napowietrzających, można zwiększyć retencję biomasy bez zwiększania objętości reaktora. Na przykład miejska oczyszczalnia ścieków w Europie o zaprojektowanej zdolności oczyszczania na poziomie 50 000 równoważnych populacji (PE) zastosowała media MBBR do renowacji usprawniającej nitryfikację. Przed remontem stopień usuwania azotu amonowego w zakładzie wynosił jedynie 75%, co nie spełniało normy zrzutu wynoszącej 5 mg/L; po zainstalowaniu mediów MBBR o powierzchni właściwej 800 m²/m3, stopień usuwania azotu amonowego wzrósł do ponad 95%, a stężenie azotu amonowego na ściekach utrzymywało się na stałym poziomie poniżej 3 mg/L. Projekt renowacji charakteryzował się krótkim przestojem w budowie, a koszty eksploatacji wzrosły jedynie o 10%, co w pełni odzwierciedla oszczędność mediów MBBR w modernizacji i renowacji komunalnych oczyszczalni ścieków.

(2) Przypadek renowacji regionalnej oczyszczalni ścieków w Kuala Sawah w Malezji

Wraz ze wzrostem populacji miejskiej i coraz bardziej rygorystycznymi przepisami dotyczącymi ochrony środowiska w Malezji, technologia MBBR jest stopniowo wdrażana również do modernizacji komunalnych oczyszczalni ścieków. Regionalna oczyszczalnia ścieków Kuala Sawah (RSTP) w Negeri Sembilan, obsługiwana przez Indah Water Konsortium (IWK), musi pilnie poprawić skuteczność oczyszczania, aby spełnić rygorystyczne normy dotyczące odprowadzania zanieczyszczeń określone w malezyjskich przepisach dotyczących jakości środowiska (ścieki) z 2009 r. W oczyszczalni pierwotnie zastosowano proces rowu utleniającego, oczyszczając 59 000 m3 ścieków i 260 m3 osadu kałowego dziennie, obsługując populację: 320 000 PE. Jednakże efekt usuwania azotu był niestabilny, a wskaźniki ścieków często nie spełniały norm w okresach szczytowego obciążenia, co było niezgodne z pilną potrzebą zarządzania środowiskiem wodnym na lokalnym obszarze.

Aby rozwiązać powyższe problemy bez zwiększania istniejącej powierzchni użytkowej (kluczowe ograniczenie na terenach miejskich), zakład przeprowadził w 2023 roku projekt renowacji mediów MBBR. Do strefy tlenowej rowu utleniającego dodano media MBBR 37 o powierzchni właściwej 800 m²/m3, stanowiące 25% objętości reaktora. Projekt renowacji realizowano etapami, a każdy etap zakończył się w ciągu 10 dni, minimalizując wpływ na funkcjonowanie obiektu. System MBBR znacząco poprawił zdolność zatrzymywania biomasy, zwłaszcza wzbogacając bakterie nitryfikacyjne (Nitrospira spp.), zwiększył zdolność rośliny do radzenia sobie z wahaniami ładunku organicznego i ładunku azotu oraz skutecznie rozwiązał problem niestabilnego usuwania azotu w pierwotnym procesie.

(3) Porównanie skuteczności leczenia przed i po renowacji

Tabela 1 poniżej podsumowuje skuteczność oczyszczania Kuala Sawah RSTP przed i po renowacji MBBR, w porównaniu z limitami wyładowań zgodnymi z malezyjską normą A.

Z tabeli 1 wynika, że ​​renowacja MBBR znacząco poprawiła efektywność oczyszczania oczyszczalni. Wszystkie kluczowe wskaźniki stabilnie spełniają, a nawet przekraczają malezyjskie normy dotyczące zrzutów, w tym normę A, wśród których stopień usuwania azotu amonowego wzrósł o ponad 20 punktów procentowych, całkowicie rozwiązując problem ścieków niespełniających norm w okresach szczytowego obciążenia. Ponadto system MBBR zmniejszył produkcję osadu nadmiernego o 28%, zmniejszając miesięczny koszt usuwania osadu o około 25 000 ringgitów malezyjskich (RM). Dzięki-energooszczędnej konstrukcji systemu MBBR koszt eksploatacji wzrósł jedynie o 8%, co czyni go ekonomicznym i wydajnym rozwiązaniem w przypadku modernizacji i renowacji oczyszczalni, a także zapewnia wykonalny punkt odniesienia dla renowacji innych starych oczyszczalni ścieków w Malezji.

Przypadki zastosowań mediów MBBR w oczyszczaniu ścieków przemysłowych

(1) Przypadek oczyszczania ścieków w północnoamerykańskim zakładzie mleczarskim

W przemyśle media MBBR są z powodzeniem stosowane w oczyszczaniu różnego rodzaju ścieków przemysłowych. Na przykład ścieki z przetwórstwa spożywczego zwykle zawierają wysokie stężenia substancji organicznych (ChZT do 10 000 mg/l) i tłuszczów, które trudno jest skutecznie oczyścić za pomocą tradycyjnych procesów. W północnoamerykańskim zakładzie mleczarskim zastosowano system MBBR do oczyszczania ścieków produkcyjnych. Reaktor napełniono 30% objętości cylindrycznego ośrodka MBBR, a hydrauliczny czas retencji kontrolowano na 8 godzin. Wyniki operacji wykazały, że stopień usuwania ChZT osiągnął 92%, a stopień usuwania BZT₅ osiągnął 94%, co było znacznie lepsze niż wydajność pierwotnego procesu osadu czynnego (stopień usuwania ChZT wynoszący 78%); jednocześnie zmniejszono produkcję osadu nadmiernego o 30%, skutecznie zmniejszając koszty usuwania osadu i równoważąc efekt oczyszczania i ekonomię.

(2) Przypadek oczyszczania ścieków w azjatyckiej fabryce farmaceutycznej

Innym typowym scenariuszem zastosowania jest oczyszczanie ścieków farmaceutycznych. Takie ścieki zawierają toksyczne i ogniotrwałe związki organiczne, które są trudne do oczyszczenia. Azjatycka fabryka farmaceutyczna przyjęła połączony system mediów MBBR i zaawansowanych procesów utleniania (AOP) do oczyszczania ścieków. MBBR zastosowano jako jednostkę-podczyszczania wstępnego w celu usunięcia biodegradowalnej materii organicznej, zmniejszając obciążenie kolejnych AOP i unikając wpływu substancji toksycznych na kolejne procesy. Reaktor MBBR osiągnął stopień usuwania ChZT wynoszący 65% ​​w ściekach farmaceutycznych. Po oczyszczeniu w procesie łączonym końcowe stężenie ChZT w ściekach wynosiło poniżej 50 mg/l, co odpowiada lokalnym normom dotyczącym odprowadzania ścieków. Zastosowanie mediów MBBR poprawiło także stabilność układu oczyszczania, osłabiło wpływ substancji toksycznych na proces oczyszczania i zapewniło długoterminową-stabilną pracę układu oczyszczania.

Porównanie wydajności systemu MBBR w różnych scenariuszach zastosowań

Tabela 2 poniżej porównuje wydajność systemów MBBR w różnych scenariuszach zastosowań opisanych w tym artykule, podkreślając wszechstronność i możliwości adaptacji tej technologii oraz zapewniając odniesienie przy technicznym wyborze różnych typów projektów oczyszczania ścieków.

Wniosek

Powyższe praktyczne przypadki zastosowań pokazują, że media MBBR są uniwersalną i efektywną technologią, nadającą się zarówno do oczyszczania ścieków komunalnych, jak i przemysłowych. Ma zalety polegające na wytrzymywaniu dużego obciążenia organicznego, dużej odporności na obciążenia udarowe oraz możliwości współpracy i integracji z innymi procesami oczyszczania, co czyni go preferowanym rozwiązaniem do rozwiązywania złożonych problemów związanych z oczyszczaniem ścieków. Szczególnie w Malezji, w połączeniu z lokalnymi potrzebami w zakresie oczyszczania ścieków,-istnieje pilna potrzeba modernizacji starych obiektów, rygorystyczne ograniczenia w zakresie norm odprowadzania ścieków oraz potrzeba zrównoważenia powierzchni użytkowej i kosztów operacyjnych-zastosowanie technologii MBBR skutecznie rozwiązało problemy lokalnego oczyszczania ścieków, zapewniło wydajne i ekonomiczne wsparcie techniczne w zakresie zarządzania środowiskiem wodnym w Malezji, a także dostarczyło cennego doświadczenia praktycznego przy projektach oczyszczania ścieków w podobnych regionach.

Skontaktuj się z Rachel, aby omówić więcej!

WhatsApp:+86 137 9555 6548

E-mail:[email protected]