Badania rozwiązań technicznych przywracających zdolność oczyszczania uzdrowiskowej oczyszczalni ścieków
Oczyszczalnia ścieków jest dla uzdrowiska kluczowym obiektem środowiskowym, odgrywającym kluczową rolę w jego normalnej pracy. Ze względu na duży ruch turystyczny i różnorodną działalność usługową w kurortach, jakość ścieków ulega znacznym wahaniom. W szczególności ścieki z pralni często wykazują silną kwasowość, co poważnie wpływa na późniejsze procesy biologicznego oczyszczania. Zwiększa to nie tylko trudność oczyszczania ścieków, ale także zwiększa ryzyko dla środowiska. Obecnie uzdrowiskowa oczyszczalnia ścieków stoi przed wyzwaniem oczyszczenia około 400 m³/d ścieków oziębionych. Chociaż projekt procesu jest rozsądny, ograniczona pojemność zbiornika i wahania jakości/ilości wpływających przekraczające wydajność oczyszczania skutkują szczególnie krótkim czasem retencji hydraulicznej (HRT) na etapie oczyszczania tlenowego, wpływając w ten sposób na ogólną skuteczność oczyszczania. W związku z tym pilną kwestią dla uzdrowiska stało się zwiększenie efektywności oczyszczania i jakości ścieków oczyszczalni ścieków poprzez szereg usprawnień technicznych i zarządczych bez konieczności budowy nowych zbiorników.
1. Przegląd projektu
1.1 Możliwości leczenia
Na podstawie dostępnych danych technicznych, w połączeniu z badaniami terenowymi i komunikacją, łączny przepływ ścieków przez oczyszczalnię ścieków uzdrowiska określa się na około 400 m³/d.
1.2 Rodzaje ścieków dopływających do stacji oczyszczania
Obecnie ścieki dostające się do oczyszczalni uzdrowiska można podzielić ze względu na jakość na trzy rodzaje: ścieki z mycia kuchni, ścieki z prania (bielizny) oraz ścieki bytowe bytowe.
1.2.1 Ścieki z mycia kuchni
Ścieki kuchenne zawierają tłuszcze i anionowe środki powierzchniowo czynne (liniowe sulfoniany alkilobenzenu, LAS).
1.2.2 Ścieki z prania (bielizny).
Ścieki z prania mogą mieć odczyn kwaśny lub zasadowy lub posiadać silne właściwości utleniające. Zawiera anionowe/kationowe środki powierzchniowo czynne, a jego jakość może znacznie się różnić ze względu na zmiany w dozowaniu detergentu, co ma ogromny wpływ na późniejszą obróbkę biologiczną.
1.2.3 Codzienne ścieki bytowe
Charakterystyka jakościowa ścieków bytowych z pokoi gościnnych jest podobna do ogólnych ścieków bytowych.
1.3 Dane dotyczące jakości ścieków
Aby wyremontować oczyszczalnię ścieków w ośrodku i przywrócić jej zdolność do oczyszczania, przed renowacją pobrano próbki ścieków z mycia kuchni, prania i codziennych ścieków bytowych wpływających do stacji i przesyłano je do certyfikowanej firmy badawczej (akredytowanej przez CMA-) do analizy. Wyniki badań odpowiednich próbek wody przedstawiono wTabela 1.
1.4 Wymagania dotyczące limitów zrzutu ścieków
Ścieki z oczyszczalni ścieków muszą odpowiadać podstawowym wartościom normatywnym (drugi okres) określonym w *„Dopuszczalnych zrzutach zanieczyszczeń do wody” (DB 44/26-2001)*. Konkretne wskaźniki są szczegółowo opisane wTabela 2.
2. Analiza bieżącego funkcjonowania procesu stacji uzdatniania
Obecny proces oczyszczania w oczyszczalni ścieków w ośrodku składa się z oczyszczania pierwotnego przy użyciu studni sitowej + zbiornika wyrównawczego oraz oczyszczania wtórnego przy użyciu procesu anoksycznego-tlenowego (AO) (bez recyklingu cieczy nitryfikowanej). Oczyszczone ścieki są odprowadzane po dezynfekcji, a osad nadmierny jest odwadniany za pomocą płyty-i-prasy filtracyjnej ramowej przed usunięciem- poza teren zakładu, jak pokazano naRysunek 1. Dlatego projekt technologiczny stacji oczyszczania jest uzasadniony i posiada możliwość usunięcia charakterystycznych zanieczyszczeń. Obecność zbiornika wyrównawczego pozwala na regulację jakości i ilości dopływu, neutralizację pH oraz regulację silnych właściwości utleniających. Stopień oczyszczania biologicznego skonfigurowany jest jako A-O-O i poprzez recykling osadu posiada pewną zdolność do jednoczesnego usuwania azotu i fosforu. Jednakże, ze względu na ograniczoną pojemność zbiorników, funkcjonowanie uzdrowiskowej oczyszczalni ścieków napotyka wiele problemów.
2.1 Przeciążona praca prowadząca do trudności w spełnieniu standardów rozładowania
Ze względu na obecną jakość i ilość dopływów przekraczającą możliwości oczyszczalni oraz na podstawie badań terenowych i komunikacji, szacunkowy całkowity HTZ na etapie oczyszczania biologicznego + etap separacji części stałych wynosi jedynie 6 godzin. Stężenie ChZT na dopływie wynosi aż 856 mg/l, co wskazuje, że stacja jest obecnie przeciążona, co utrudnia spełnienie standardów zrzutu ścieków.
2.2 Wahania jakości, ilości, pH i silnych właściwości utleniających wpływów
Dopływ ścieków do oczyszczalni uzdrowiska charakteryzuje się wahaniami jakościowymi (ChZT), ilościowymi (Q), pH oraz silnymi właściwościami utleniającymi (NaClO, H₂O₂). Dlatego też konieczne jest wdrożenie regulacji jakości, ilości, pH oraz dostosowanie właściwości silnie utleniających, aby zapewnić stabilną pracę kolejnych procesów oczyszczania biologicznego.
2.3 Starzenie się sprzętu zmniejszające skuteczność leczenia
Oczyszczalnia ścieków w ośrodku cierpi ze względu na starzenie się sprzętu, co jeszcze bardziej zmniejsza skuteczność oczyszczania. Badania terenowe wykazały gwałtowne turbulencje w zbiorniku tlenowym bez widocznych drobnych pęcherzyków, co wskazuje na potencjalne pęknięcie lub awarię dyfuzorów drobnopęcherzykowych-na dnie zbiornika. Prowadzi to do nierównego napowietrzenia zbiornika, co wpływa na wydajność oczyszczania.
2.4 Złe zarządzanie skutkujące utratą możliwości leczenia
Z powodu złego zarządzania badania terenowe wykazały, że stężenie osadu czynnego w biologicznych zbiornikach reakcyjnych oczyszczalni ścieków w ośrodku jest zdecydowanie niewystarczające i zasadniczo utraciła ona zdolność oczyszczania ścieków.
3. Plan techniczny przywrócenia pracy oczyszczalni ścieków
3.1 Zasady projektowania planu technicznego
Plan nie powinien zakładać zwiększania pojemności zbiorników, pełnego wykorzystania istniejącej infrastruktury i wyposażenia stacji oczyszczania oraz dążenia do minimalizacji czasu budowy i kosztów inwestycji. Wdrożyć zarządzanie zużyciem detergentów do prania i segregowaną obróbkę wstępną strumieni ścieków. Kompleksowo obniż koszty dozowania środków podczyszczających, zapewniając jednocześnie bezpieczną i stabilną pracę stacji uzdatniania. Przyjęcie kompleksowych środków technicznych w celu znacznego zwiększenia wydajności stacji oczyszczania, dążąc do zgodności ze ściekami.
3.2 Środki techniczne umożliwiające przywrócenie pracy stacji oczyszczania
Proponuje się osiem kompleksowych środków technicznych mających na celu przywrócenie zdolności oczyszczania oczyszczalni ścieków w ośrodku i zapewnienie zgodnego z przepisami zrzutu ścieków.
3.2.1 Kompleksowe odmulanie zbiorników
W pierwszej kolejności należy usunąć osad i zanieczyszczenia z dna zbiornika. Następnie całkowicie przywróć objętość reaktora. Docelowo należy zadbać o prawidłową pracę urządzeń napowietrzających znajdujących się na dnie zbiornika.
3.2.2 Konwersja aktualnego „zbiornika anoksycznego” na „zbiornik aerobowy”
Na podstawie wyników badań jakości wody stężenie NH₃-N w połączonych ściekach wpływających do stacji wynosi zaledwie 13 mg/L, a dyrektywa DB 44/26-2001 nie nakłada wymagań dotyczących usuwania TN. Dlatego na dnie obecnego „zbiornika beztlenowego” można zainstalować rury powietrzne i zastosować dyfuzory drobnopęcherzykowe, przekształcając je w „zbiornik aerobowy”. Znacząco zwiększy to HRT etapu aerobowego, skutecznie zwiększając wydajność stacji w zakresie usuwania substancji organicznych, NH₃-N, anionowych środków powierzchniowo czynnych itp.
3.2.3 Wymiana drobnych-dyfuzorów bąbelkowych na dnie obecnego „zbiornika aerobowego”
Wymień dyfuzory-drobnopęcherzykowe i powiązane z nimi rury powietrzne na dnie obecnego „zbiornika aerobowego”. Rozmieść dyfuzory drobnopęcherzykowe z większą gęstością (powierzchnia obsługi < 1 m² na dyfuzor), aby przywrócić stan drobnego-napowietrzania „zbiornika aerobowego”, zwiększając zdolność usuwania substancji organicznych, NH₃-N, anionowych środków powierzchniowo czynnych itp.
3.2.4 Zwiększanie efektu napowietrzania w zbiornikach aerobowych
Oceń stan działania i wydajność powietrza obecnych dmuchaw. Jeśli stosunek powietrza-do-wody wynosi < 5:1, rozważ dodanie jednej dmuchawy przeznaczonej do napowietrzania nowo przebudowanego „zbiornika aerobowego”, co jeszcze bardziej zwiększy zdolność usuwania substancji organicznych, NH₃-N, anionowych środków powierzchniowo czynnych itp.
3.2.5 Wzmacnianie recyklingu osadów
Oceń stan działania i natężenie przepływu bieżących pomp do recyklingu osadu. Jeśli przepływ jest niewystarczający, wymień pompę(y) do recyrkulacji osadu, aby zapewnić skuteczny powrót osiadłego osadu, poprawić skuteczność separacji ciał stałych i zapobiec utracie osadu czynnego z układu.
3.2.6 Dodawanie odpowiednich środków obróbki wstępnej
Dodać zbiorniki dozujące (z mieszadłami) i pompy dozujące dla środków redukujących (chlorek żelazawy), środków regulujących pH (wodorotlenek wapnia) i flokulantów (chlorek poliglinu żelazowego). Pozwoli to na wstępne oczyszczenie określonych strumieni dopływów, ograniczając ich wpływ na system biologiczny oraz zapewniając bezpieczną i stabilną pracę stacji oczyszczania.
3.2.7 Doskonalenie środków zarządzania operacyjnego stacji oczyszczania
Zakup niezbędnych przyrządów monitorujących do zarządzania operacjami, takich jak mierniki stężenia osadu, mierniki pH i mierniki rozpuszczonego tlenu (DO). Opracuj instrukcje obsługi i konserwacji stacji oczyszczania oraz zapewnij ukierunkowane szkolenia dla personelu operacyjnego, aby osiągnąć naukowe zarządzanie i efektywne działanie.
3.2.8 Zwiększanie wydajności oczyszczania biologicznego
Skontaktuj się z lokalnymi oczyszczalniami ścieków w celu zakupu osadu posiewowego lub zakupu komercyjnych kultur bakteryjnych w celu zwiększenia stężenia osadu w reaktorach biologicznych stacji i przywrócenia/poprawy jego zdolności do biologicznego oczyszczania.
4. Efektywność operacyjna po wdrożeniu Planu Remontu
Po przeprowadzeniu szczegółowych badań i analiz zmian jakości wody po remoncie uzdrowiskowej stacji oczyszczania ścieków uzyskano szereg kluczowych danych, m.in.Tabela 3. Dane te wyraźnie pokazują znaczące osiągnięcia wyremontowanej stacji w usuwaniu substancji organicznych, NH₃-N i resztkowego chloru.
4.1 Usuwanie COD
Jeśli chodzi o usuwanie ChZT, stopień usunięcia wynoszący 72,46% wskazuje na znaczny postęp w degradacji materii organicznej na stacji oczyszczania. Wiąże się to z optymalizacją procesu oczyszczania ścieków podczas remontu, pozwalającą na skuteczniejszy rozkład i usuwanie zanieczyszczeń organicznych, a tym samym znaczne zmniejszenie zawartości ChZT w ściekach.
4.2 Usuwanie BZT₅
Stopień usuwania BZT₅ wynosi aż 92,10%, co dodatkowo potwierdza doskonałą wydajność odnowionej stacji w usuwaniu substancji organicznych. Wysoki stopień usuwania BZT₅ oznacza, że w ściekach znacznie zmniejsza się zawartość biodegradowalnej materii organicznej, co ma istotne znaczenie dla ochrony środowiska wodnego i zapobiegania eutrofizacji.
4,3 NH₃-Usuwanie N
Jeśli chodzi o usuwanie NH₃-N, wskaźnik usuwania wynoszący 60,87% również świadczy o wysokiej wydajności odnowionej stacji. NH₃-N jest ważnym wskaźnikiem eutrofizacji wody. Wysoki współczynnik usuwania wskazuje na skuteczną kontrolę zawartości NH₃-N w ściekach, pomagając zmniejszyć ryzyko eutrofizacji.
4.4 Całkowite usuwanie pozostałości chloru
Chlor jest powszechnie stosowanym środkiem dezynfekującym w procesach oczyszczania ścieków, ale nadmierna ilość chloru resztkowego może stwarzać potencjalne ryzyko dla środowiska wodnego. Stopień usunięcia całkowitego chloru resztkowego w procesie oczyszczania odnowionej stacji wynosi 81,74%, co wskazuje, że dzięki skutecznemu oczyszczaniu stacji zawartość chloru resztkowego w ściekach jest skutecznie kontrolowana, zapewniając bezpieczeństwo jakości ścieków.
5. Wniosek
Kompleksowa analiza przeprowadzona przed remontem uzdrowiskowej oczyszczalni ścieków wykazała, że pomimo rozsądnego zaprojektowania procesu, w znacznym stopniu utraciła ona zdolność oczyszczania na skutek takich czynników, jak niewystarczająca pojemność zbiornika, wahania jakości i ilości wody, starzenie się sprzętu i nierównomierne napowietrzanie oraz złe zarządzanie. Aby ścieki spełniały podstawowe wartości normatywne (drugi okres) określone w DB 44/26-2001, oczyszczalnia ścieków w ośrodku została poddana modernizacji i renowacji. Obejmowało to wzmocnienie regulacji jakości i ilości wody, aktualizację starzejącego się sprzętu, optymalizację zarządzania operacyjnego i zastosowanie kompleksowych strategii w celu przywrócenia stabilnej pracy stacji uzdatniania. Zapewnia to solidne wsparcie środowiskowe dla zrównoważonego rozwoju kurortów w Chinach.