AAOAO-MBBR u Aġġornament tal-Ossidazzjoni tal-Ożonu: Il-kisba ta' Standards tal-Ilma Kważi-Klassi IV fil-WWTP ta' Qingdao

Aġġornament tad-Disinn u l-Prattika tal-Impjant tal-Purifikazzjoni tal-Kwalità tal-Ilma Xin'an Qianhe Ibbażat fuq il-Proċess AAOAO-MBBR u l-Ossidazzjoni tal-Ożonu

Qingdao, bħala belt ċentrali kostali nazzjonali ewlenija, kisbet riżultati sinifikanti fil-governanza ekoloġika. Madankollu, meta mqabbla mal-metropoli internazzjonali tal-ogħla-saff, is-sistema ta' ġestjoni tal-ambjent tal-ilma urban tagħha għadha tiffaċċja sfidi strutturali.

Bħalissa, hemm lakuni bejn ir-rata ta' kopertura tan-netwerk tal-pajpijiet tad-drenaġġ, l-effiċjenza operattiva tal-faċilitajiet tat-trattament tal-ilma mormi, u l-aspettattivi tal-pubbliku għal ambjent tal-ilma ta'-kwalità għolja. Hemm ukoll distanza milli tirrealizza l-viżjoni ekoloġika tal-bini ta '"Qingdao sabiħ."

Biex tindirizza dawn l-isfidi, Qingdao jeħtieġ b'urġenza li timplimenta miżuri sistematiċi bħall-ippjanar xjentifiku, allokazzjoni ottimizzata tar-riżorsi, u investiment infrastrutturali msaħħaħ. Dawn l-isforzi għandhom l-għan li jtejbu b'mod komprensiv l-effiċjenza tan-netwerk tal-ġbir tal-ilma mormi u l-kapaċità tat-trattament terminali, u b'hekk jissolidifikaw il-pedament ekoloġiku għall-iżvilupp sostenibbli tal-belt.

Il-proġett ta 'Xin'an Qianhe Water Quality Purification Plant jinsab fiż-Żona Ġdida tal-Kosta tal-Punent ta' Qingdao. Għandha kapaċità ta 'trattament iddisinjata ta' 50,000 m³/d, erja totali tas-sit ta '33,154 m², u investiment totali ta' 182.4 miljun wan. Ir-rapport ta 'studju ta' fattibilità għall-proġett tlesta f'Marzu 2021, id-disinn preliminari u l-baġit ġew approvati f'Ġunju tal-istess sena, u l-kostruzzjoni bdiet uffiċjalment f'April 2023. Bħalissa tinsab fil-fażi ta 'kostruzzjoni. Id-disinn oriġinali kien jeħtieġ li l-parametri ewlenin tal-effluwent jissodisfaw l-istandards tal-Klassi V speċifikati f'GB 3838-2002 "Standards ta 'Kwalità Ambjentali għall-Ilma tal-wiċċ", filwaqt li n-nitroġenu totali (TN) u indikaturi oħra kellhom jilħqu l-istandards tal-Grad A ta' GB 18918-2002 "Standard ta 'Krittu ta' Pollutanti għal Impjanti ta 'Trattament tal-Ilma Mormi Muniċipali."

F'Marzu 2022, l-Amministrazzjoni tal-Affarijiet tal-Ilma ta 'Qingdao ħarġet l-"Avviż dwar it-Twettiq ta' Xogħol ta' Aġġornament u Rinnovament għall-Impjanti tat-Trattament tal-Ilma Urban Mormi fi Qingdao." Dan l-avviż kien jeħtieġ impjanti ta' trattament madwar il-Bajja ta' Jiaozhou, il-Bajja ta' Bohai, u tul ix-xmajjar biex jitlestew l-aġġornamenti, u jgħollu l-istandard ta' skariku għal kważi-Klassi IV ta' kwalità tal-ilma tal-wiċċ, b'TN ta' effluwent ikkontrollat ​​bejn 10-12 mg/L. Ir-rilaxx ta 'din il-politika waqa' fl-intervall bejn l-approvazzjoni preliminari tad-disinn tal-proġett (Ġunju 2021) u l-bidu fiżiku tiegħu (April 2023), u ħoloq vojt tekniku bejn l-istandards tad-disinn oriġinali diġà approvati u l-aħħar rekwiżiti ambjentali. Bħala faċilità ġdida għat-trattament tad-drenaġġ fiż-Żona Ġdida tal-Kosta tal-Punent, biex tiġi żgurata l-konformità mat-tlestija, sar imperattiv li fl-istess ħin titwettaq ottimizzazzjoni tal-proċess matul il-fażi ta 'kostruzzjoni u jiġi żviluppat pjan ta' titjib ekonomikament fattibbli permezz ta 'studji ta' fattibilità.

1. Disinn u Għażla tal-Iskema tal-Proċess

1.1 Kwalità tal-Effluwent Iddisinjat

L-istandards tal-effluwent tal-proġett ġew imtejba minn kważi-Klassi V għal kważi-Klassi IV kwalità tal-ilma tal-wiċċ. Kienu meħtieġa soluzzjonijiet tekniċi raġonevoli biex jitnaqqsu aktar il-valuri ta' indikaturi bħal BOD, COD_Cr,TN, NH₃-N, u TP fl-effluwent. Analiżi speċifika hija murija fiTabella 1.

1.2 Għażla tal-Iskema Teknika tal-Inġinerija

Il-fluss tal-proċess tal-impjant li qed jinbena huwa muri fiFigura 1.

L-impjant li qed jinbena jadotta l-proċess "Pretrattament + Tank Bijokimiku AAOAO Modifikat + Tank tas-Sedimentazzjoni Sekondarja + Tank tas-Sedimentazzjoni ta 'Effiċjenza Għolja + V-Tip Filtru + Ossidazzjoni tal-Ożonu". It-tqassim tal-istrutturi huwa kompatt, u ma jħalli l-ebda art żejda għall-proġett ta’ titjib, li għalhekk irid ikun ibbażat fuq il-kostruzzjoni li għaddejja. L-aġġornament jimmira primarjament għat-tneħħija ta' sustanzi li jniġġsu bħal COD_Cr, NH₃-N, TN, u TP. Ġew proposti żewġ skemi komparattivi, kif iddettaljat fiTabella 2.

Skema 1: AAOAO-MBBR + Proċess ta' Tank tas-Sedimentazzjoni ta' Effiċjenza Għolja-

• Modifika tas-Sistema Bijokimika: Ottimizza l-istruttura tat-tank bijokimiku AAOAO taħt kostruzzjoni. Ittejjeb il-kapaċità ta 'denitrifikazzjoni billi tespandi l-volum taż-żona anosika. Fl-istess ħin, żid trasportaturi MBBR lokalment fiż-żona aerobika biex tifforma proċess kompost, li ssaħħaħ l-effiċjenza tat-tneħħija bijokimika ta 'NH₃-N u TN.
• Aġġornament tas-Sistema fiżikokimika: Ottimizza l-istruttura tat-tank u l-parametri tat-tagħmir ta 'appoġġ tat-tank tas-sedimentazzjoni ta'{0}}effiċjenza għolja biex tiżgura konformità stabbli tat-TP.
• Titjib tat-Trattament Avvanzat: Żid id-dożaġġ fl-unità tal-ossidazzjoni tal-ożonu biex tiddegrada aktar il-materja organika refrattorja, u tiżgura COD_Crkonformità tal-kwittanza.

Skema 2: Tank tas-Sedimentazzjoni ta' Effiċjenza Għolja + Proċess ta' Filtru tas-Sodda Fond Denitrifikanti

• Ottimizzazzjoni tal-Modalità tal-Operazzjoni: Żomm l-istruttura oriġinali tat-tank bijokimiku AAOAO. Żid apparati ta 'arjazzjoni aġġustabbli fiż-żona post-anossika biex taqleb b'mod dinamiku bejn modi anossiċi/aerobiċi bbażati fuq il-kwalità influwenti, u tiżgura l-effettività tat-trattament NH₃-N.
• Aġġornament tas-Sistema fiżikokimika: Ottimizza l-istruttura tat-tank u l-parametri tat-tagħmir ta 'appoġġ tat-tank tas-sedimentazzjoni ta'{0}}effiċjenza għolja biex tiżgura konformità stabbli tat-TP.
• Adozzjoni ta' Filtru Denitrifikanti: Ikkonverti l-filtru tat-tip V-għal filtru denitrifikanti tas-sodda fil-fond, bl-użu tad-dożaġġ tas-sors tal-karbonju biex ittejjeb il-kapaċità tat-tneħħija tat-TN.
• Titjib tat-Trattament Avvanzat: Żid id-dożaġġ fl-unità tal-ossidazzjoni tal-ożonu biex tiddegrada aktar il-materja organika refrattorja, u tiżgura COD_Crkonformità tal-kwittanza.

Iż-żewġ skemi jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti għat-tneħħija tan-nitroġenu u l-fosfru. L-Iskema 1 tutilizza modifiki fit-tank bijokimiku biex tikseb it-tneħħija tat-TN. Il-vantaġġ tagħha jinsab fl-użu sħiħ tas-sors tal-karbonju influwenti. Meta t-TN influwenti tvarja, jista' jiġi miżjud ukoll sors ta' karbonju estern fiż-żona anosika għat-tneħħija tat-TN. B'paragun, il-filtru tas-sodda fonda denitrifikanti użat fl-Iskema 2 jeħtieġ l-użu ta' sors estern tal-karbonju u jeħtieġ manutenzjoni fit-tul-ta' attività mikrobjali fil-filtru, li jżid l-ispejjeż operattivi. Għalkemm l-ispejjeż tal-investiment fil-kostruzzjoni għaż-żewġ skemi huma komparabbli, ibbażati fuq kunsiderazzjonijiet multidimensjonali inkluż il-kontroll tal-ispejjeż operattivi, l-istabbiltà tal-proċess, u l-effiċjenza fl-użu tas-sors tal-karbonju, l-Iskema 1-li toffri kemm effiċjenza ekonomika kif ukoll flessibbiltà operattiva - fl-aħħar mill-aħħar intgħażlet bħala l-proċess ta' implimentazzjoni għall-proġett ta' titjib.

2. Punti Ewlenin tad-Disinn tal-Inġinerija

2.1 Modifika tas-Sistema Bijokimika

It-teknoloġija ewlenija tal-proċess MBBR tinsab fil-kisba ta 'moviment fluwidizzat effiċjenti ta' trasportaturi sospiżi permezz tad-disinn, u b'hekk ittejjeb b'mod sinifikanti l-effiċjenza tal-bijodegradazzjoni tas-sistema għal sustanzi li jniġġsu. Din is-sistema tal-proċess tikkonsisti f'ħames elementi ewlenin: trasportaturi tal-bijofilm ta' saħħa-mekkanika-għoli, struttura ta' tank idrawliku adattat, sistema ta' arjazzjoni direzzjonali, apparat preċiż ta' skrin ta' interċettazzjoni, u tagħmir ta' propulsjoni fluwidu. Ibbażat fuq il-volumi tat-tankijiet aġġustati u l-parametri tad-disinn ta 'proġett ta' kiri operattiv ta 'tagħmir għat-trattament tad-drenaġġ (MBBR) ta' 20,000 m³/d fis-sistema reġjonali tad-drenaġġ, l-erja tal-wiċċ effettiva totali meħtieġa kkalkulata tat-trasportaturi sospiżi hija ta 'madwar 2,164,000 m². L-erja tal-wiċċ speċifika effettiva ddisinjata tat-trasportaturi MBBR hija akbar minn 750 m²/m³. It-tabella tal-kalkolu tad-disinn għall-volum tat-tank AAOAO-MBBR modifikat tidher fihaTabella 3.

2.2 Aġġornament tas-Sistema Fiżikokimika

It-tank ta' sedimentazzjoni ta'-effiċjenza għolja huwa ddisinjat biex jaħdem f'żewġ gruppi paralleli. Ir-rinnovament ta' din l-unità jadotta formola ta' pakkett ta' proċess, bil-fornitur tat-tagħmir jipprovdi garanziji tekniċi ta' proċess sħiħ-u impenji ta' prestazzjoni. Il-parametri tal-proċess tal-qalba u l-konfigurazzjonijiet tat-tagħmir huma kif ġej.

It-tank tal-koagulazzjoni jikkonsisti f'żewġ gruppi b'total ta '4 kompartimenti. Id-daqs tal-kompartiment wieħed iddisinjat huwa 2.675 m × 2.725 m × 5.9 m. L-ogħla ħin ta' detenzjoni huwa ta' madwar 3.8 minuti, b'gradjent ta' veloċità (G) Iktar minn jew ugwali għal 250 s-¹. Kull aġitatur huwa kkonfigurat b'unità-waħda ta' qawwa ta' 4 kW.

It-tank tal-flokulazzjoni jikkonsisti f'żewġ gruppi b'total ta '2 kompartimenti. Id-daqs tal-kompartiment wieħed iddisinjat huwa 5.65 m × 5.65 m × 5.9 m. L-ogħla ħin ta' detenzjoni huwa ta' madwar 8.3 minuti. Id-dijametru ta 'ġewwa tat-tubu tal-abbozz huwa 2,575 mm. Huwa kkonfigurat b'aġitaturi tat-tip turbina Φ2,500 mm, kull wieħed b'qawwa ta '7.5 kW.

It-tank tas-sedimentazzjoni jikkonsisti f'żewġ gruppi. L-erja tat-tubu inklinat għal grupp wieħed hija madwar 84 m². Id-dijametru tat-tank tas-sedimentazzjoni huwa 11.7 m. Ir-rata ta 'tagħbija idrawlika medja ddisinjata fuq il-wiċċ tat-tubu inklinat hija 12.4 m³/(m²·h), b'valur massimu ta' 16.1 m³/(m²·h). Ir-rata ta 'tagħbija idrawlika medja ddisinjata għaż-żona ta' sedimentazzjoni hija 7.6 m³/(m²·h), b'valur massimu ta '9.9 m³/(m²·h).

Is-sistema tad-dożaġġ kimiku hija kkonfigurata kif ġej: Il-likwidu tal-Klorur tal-Polyaluminum Commercial (PAC) (10% Al₂O₃) huwa ddisinjat bħala l-koagulant, iddożat f'punti multipli fis-sezzjoni influwenti tat-tank tal-koagulazzjoni. Id-dożaġġ massimu ddisinjat huwa 300 mg/L, b'dożaġġ medju ta '150-200 mg/L. Jintużaw pompi tal-kejl tad-dijaframma mekkaniċi, ikkonfigurati b'sistema ta' dilwizzjoni onlajn ta' 10-darbiet. Anionic Polyacrylamide (PAM) huwa ddisinjat bħala l-flokulant, iddożat fit-taqsima tal-flokulazzjoni tat-tank tas-sedimentazzjoni ta '-effiċjenza għolja. Jintuża sett ta 'unità ta' preparazzjoni u dożaġġ ta 'soluzzjoni kontinwa PAM kompletament awtomatika, b'konċentrazzjoni ta' soluzzjoni ta '2 g/L. Id-dożaġġ massimu ddisinjat huwa 0.6 mg/L, b'dożaġġ medju ta '0.3 mg/L. Il-pompi tad-dożaġġ huma pompi tal-kejl bil-kamin, mgħammra wkoll b'sistema ta 'dilwizzjoni onlajn b'10 darbiet.

2.3 Verifika ta' Esperiment ta' Ossidazzjoni ta' l-Ożonu fuq Skala-pilota

Biex tivverifika l-fattibilità tal-effluwent tal-impjant imtejjeb b'mod stabbli li jissodisfa l-istandards tal-ilma tal-wiċċ tal-Klassi IV (konċentrazzjoni COD Inqas minn jew ugwali għal 30 mg/L), dan l-istudju għażel l-effluwent sekondarju mill-ewwel u t-tieni fażi tal-Impjant ta 'Purifikazzjoni tal-Kwalità tal-Ilma Lianwanhe bħala s-suġġett ta' riċerka f'Ġunju 2024. L-esperiment kellu l-għan li jevalwa l-applikabilità ta 'dan il-proċess għad-disinn tal-proġett Xin'an u l-kisba tal-mira.

Dan l-esperiment utilizza l-unità eżistenti ta' filtrazzjoni tar-ramel fuq skala żgħira-(kapaċità ta' trattament 1.5 m³/h) fl-impjant ta' Lianwanhe. Apparat ta' reazzjoni tal-ossidazzjoni tal-ożonu fuq skala-pilota (reattur tat-torri, volum effettiv 0.5 m³) ġie stabbilit fuq-post. L-effluwent eżistenti tat-tank tas-sedimentazzjoni sekondarju ġie ffiltrat mill-filtru tar-ramel żgħir, imbagħad imtella 'b'pompa biex jidħol fit-torri tal-ossidazzjoni tal-ożonu minn fuq. L-effett ossidanti tal-ożonu ntuża biex jitneħħa materja organika refrattorja mill-influwent, u kiseb aktar tnaqqis COD.

2.3.1 Prestazzjoni ta' "Filtrazzjoni tar-Ramel + Ossidazzjoni tal-Ożonu" f'Dożaġġ tal-Ożonu ta' 20 mg/L u HRT ta' 30 min

Matul din il-fażi ta 'riċerka, il-konċentrazzjoni COD influwenti varjat minn 38.2 sa 43.4 mg/L, b'medja ta' 40.4 mg/L. Wara t-trattament mill-proċess "Filtrazzjoni tar-Ramel + Ossidazzjoni tal-Ożonu", il-COD finali tal-effluwent kellu medja ta '28.8 mg/L. L-esperiment sab li meta l-konċentrazzjoni COD kienet għolja, kien għad hemm każijiet fejn il-COD effluwent naqas milli jilħaq l-istandard. Barra minn hekk, il-kulur finali tal-effluwent mit-test pilota baqa 'ogħla mill-influwent, u ma laħaqx l-istandard tal-ħruġ. Id-dettalji huma murija fiFigura 2(a).

2.3.2 Prestazzjoni ta' "Filtrazzjoni tar-Ramel + Ossidazzjoni tal-Ożonu" f'Dożaġġ tal-Ożonu ta' 25 mg/L u HRT ta' 30 min

Biex tkompli ttejjeb it-tneħħija tal-COD u tnaqqas il-kulur tal-effluwent, din il-fażi kompliet iżżid id-dożaġġ tal-ożonu filwaqt li żamm l-HRT fi 30 min. F'din il-fażi sperimentali, il-konċentrazzjoni COD influwenti varjat minn 36.3 sa 46.2 mg/L, b'medja ta' 40.4 mg/L. Wara t-trattament, il-konċentrazzjoni COD tnaqqset għal 28 mg/L. Il-kulur finali tal-effluwent mit-test pilota xorta baqa 'ogħla mill-influwent, u ma jilħaqx l-istandard tal-iskariku. Id-dettalji huma murija fiFigura 2(b).

2.3.3 Prestazzjoni ta' "Filtrazzjoni tar-Ramel + Ossidazzjoni tal-Ożonu" f'Dożaġġ tal-Ożonu ta' 30 mg/L u HRT ta' 30 min

Taħt il-kundizzjonijiet ta 'dożaġġ ta' ożonu ta '30 mg/L u HRT ta' 30 min, il-proċess "Filtrazzjoni tar-Ramel + Ossidazzjoni tal-Ożonu" wera effettività tajba ta 'trattament għal COD effluwent sekondarju. F'din il-fażi tat-test, il-konċentrazzjoni COD influwenti varjat minn 38.2 sa 42.2 mg/L, b'medja ta' 40.2 mg/L. Wara t-trattament, il-konċentrazzjoni COD tal-effluwent baqgħet stabbli taħt it-30 mg/L, b'medja ta' 26 mg/L. F'din il-fażi, il-proċess wera wkoll effettività tajba tat-tneħħija tal-kulur, b'kulur imkejjel b'mod konsistenti taħt l-20, li jilħaq b'mod stabbli l-istandard tal-ħruġ. Id-dettalji huma murija fiFigura 2(c).

2.3.4 Konklużjoni Sperimentali

Ibbażat fuq ir-riżultati sperimentali, taħt kundizzjonijiet ta 'reazzjoni ottimali, il-proporzjon tad-dożaġġ tal-ożonu (30 mg/L) għat-tneħħija tal-COD (12.2 mg/L) fl-unità tat-trattament tal-ożonu kien 2.45:1.00.

L-esperiment pilota wera li l-proċess ta 'trattament avvanzat "Filtrazzjoni tar-ramel + Ossidazzjoni tal-Ożonu" jista' jnaqqas b'mod effettiv il-valur COD tal-effluwent sekondarju rappreżentattiv mill-impjant Lianwanhe. Għalhekk, l-adozzjoni tal-proċess "Filtrazzjoni tar-ramel + Ossidazzjoni tal-Ożonu" bħala l-proċess ta 'trattament avvanzat għall-proġett Xin'an Qianhe għandu fattibilità tajba u jista' jiżgura li l-COD effluwent tal-proġett jibqa 'stabbli taħt it-30 mg/L.

3. Konklużjoni

Din ir-riċerka tiffoka fuq tliet moduli ta 'modifika ċentrali: is-sistema ta' trattament bijokimiku tadotta l-proċess ibridu AAOAO-MBBR (tkabbir sospiż u mehmuż); l-unità tat-trattament fiżikokimiku tottimizza l-istruttura tat-tank u l-għażla tat-tagħmir għat-tank ta' sedimentazzjoni ta'-effiċjenza għolja; u r-rabta tat-trattament avvanzat hija vvalidata permezz ta' esperiment ta' ossidazzjoni tal-ożonu fuq skala pilota-.

Permezz tal-ottimizzazzjoni sinerġistika ta' din il-katina tal-proċess, tinbena-sistema sħiħa ta' trattament tal-proċess ta' "Titjib Bijokimiku – Titjib Fiżikokimiku – Salvagwardja Avvanzata". Fl-istess ħin, dan id-disinn ta 'inġinerija jsegwi l-fatt oġġettiv tal-kostruzzjoni tal-proġett kurrenti li għaddej, li jeħtieġ ottimizzazzjoni kkoordinata tas-sekwenzi ta' kostruzzjoni għall-istrutturi kollha biex timmassimizza l-użu ta 'faċilitajiet eżistenti u timminimizza l-ammont ta' xogħol ta 'rinnovazzjoni.

Il-proġett juża l-istandard tal-kwalità tal-effluwent tal-impjant li qed jinbena bħala l-punt ta’ referenza għall-kwalità tal-influwenti tad-disinn. Il-konċentrazzjonijiet ta' skariku ta' COD_Cr, BOD₅, NH₃-N, u TP għandhom jikkonformaw mal-istandards tal-Klassi IV (TN Inqas minn jew ugwali għal 10/12 mg/L) speċifikati f'GB 3838-2002 "Standards ta' Kwalità Ambjentali għall-Ilma tal-wiċċ." Indikaturi oħra għandhom jikkonformaw mal-istandards tal-Grad A ta 'GB 18918-2002 "Standard ta' Skariku ta' Pollutanti għal Impjanti Muniċipali ta' Trattament tal-Ilma Mormi." Dan il-proġett ta 'titjib għandu skala ta' disinn ta '50,000 m³/d, investiment totali ta' 27.507 miljun wan, spiża operattiva ta '0.3 wan/m³, spiża totali ta' 0.39 wan/m³, u prezz tal-ilma operattiv ta '0.45 wan/m³.