Studju ta' Każ ta' Retrofit SBR+MBBR: Spinta t-Tneħħija tat-TN Minn 28.52% Sa 69.85% f'WWTP Muniċipali ta' 60,000 M³/d

Meta impjant ta' trattament ta' ilma mormi muniċipali ta' 60,000 m³/d fil-Provinċja ta' Zhejiang ffaċċja kriżi ta' konformità TN tax-xitwa - it-tneħħija tan-nitroġenu bijoloġiku li ġġarraf għal ftit28.52%meta t-temperatura tal-ilma niżlet taħt it-12-il grad - ma setgħetx tibni tank ġdid wieħed. L-art kienet imxerrda, l-impjant dam f'110% tal-fluss tad-disinn, u r-reatturi SBR tal-azzar Lipp li qed jixjieħu ma setgħux jiġu modifikati strutturalment. It-tweġiba kienet li jinkorporaw trasportaturi tal-bijofilm tas-sodda li jiċċaqilqu MBBR direttament ġewwa t-tankijiet SBR eżistenti. Tnax-il xahar wara, intlaħqet it-tneħħija bijoloġika tat-TN69.85%, It-tneħħija tat-TP telgħet minn 70.9% għal 79.3%, u l-ispiża operattiva inkrementali totali kienet biss0.024 RMB/m³.

Ir-Riskju ta' Konformità Wara L-Aġġornament

Mibni fl-2004 bħala Fażi I & II b'kapaċità ta 'disinn ta' 60,000 m³/d, l-impjant jittratta taħlita ta 'madwar 80% drenaġġ domestiku u 20% ilma mormi industrijali minn fabbriki tat-tessuti u tal-karti. L-istadju ewlieni tat-trattament bijoloġiku huwa sistema SBR li tinkludi 12-il reattur tat-tank tal-azzar Lipp, kull wieħed b'dijametru ta '32 m b'volum tax-xogħol ta' 5,000 m³ u throughput tad-disinn ta '5,000 m³/d. Il-ferrovija tat-trattament oriġinali kienet:

Drenaġġ mhux maħdum → Skrin oħxon → Settler Primarju → Selettur SBR → Tank SBR → Tank Buffer → Kjarifikatur ta' Effiċjenza Għolja- → Denitrifikazzjoni Fond-Filtru tas-Sodda → Diżinfezzjoni → Skariku

Fl-2014 l-impjant kien diġà ġie aġġornat biex jilħaq il-limiti tal-Klassi A ta' GB 18918-2002 billi żied ċarifikatur ta'-effiċjenza għolja u filtru ta' denitrifikazzjoni fil-qiegħ. Iżda fl-2018 il-gvern provinċjali ta 'Zhejiang ħareġ l-istandard DB 33/2169-2018 ferm aktar strett, li jeħtieġ effluwentTN Inqas minn jew ugwali għal 12 mg/LuTP Inqas minn jew ugwali għal 0.3 mg/L. Analiżi tad-dejta operattiva tal-2019–2020 qalet storja ċara: COD, NH₃-N u SS għaddew b'mod konsistenti, iżda l-effluwent TP baqgħet lura qrib il-limitu ta' fuq u TN wera riskju ta' qbiż staġjonali fix-xitwa. Meta t-temperatura ta 'l-ilma tat-tank bijoloġiku niżlet taħt it-12-il grad, it-tneħħija bijoloġika ta' TN ta 'SBR niżlet għal 28.52% biss, u ġiegħel lill-filtru ta' denitrifikazzjoni downstream biex iġorr aktar minn 45% tat-tneħħija totali ta 'TN permezz ta' dożaġġ ta 'sors tal-karbonju - crutch għalja u ta' konformità-fraġli.

Għaliex Tankijiet Ġodda Ma Kienux Għażla

L-aġġornament kien ristrett minn ħames realtajiet iebsa li immedjatament eskludew l-espansjoni tal--ħama attivata konvenzjonali:

• L-impjant kien diġà qed jopera fil-kapaċità tad-disinn jew ogħla - l-ogħla fluss ta' kuljum laħaq 67,000 m³/d kontra disinn ta' 60,000 m³/d - li ħalla marġni idrawliku żero għall-għeluq tal-kostruzzjoni.
• It-tankijiet SBR kienu strutturi tal-azzar Lipp ta' 10-snin; it-tqattigħ jew it-tisħiħ tagħhom għal modifika strutturali kien estremament diffiċli u riskjuż.
• L-art disponibbli ġewwa l-konfini tal-pjanti kienet imxerrda, forma irregolari, u żgħira wisq għal baċiri ġodda ta 'trattament bijoloġiku.
• It-tieqa tal-kostruzzjoni ikkoinċidiet l-istaġun tal-għargħar, u l-impjant ma setax jingħalaq, ma setgħetx tnaqqas il-volum tat-trattament għal perjodi estiżi, u ma setgħetx tarmi effluwent inferjuri matul il-kostruzzjoni.
• Il-faċilitajiet eżistenti għat-tneħħija tal-ilma tal-ħama ma kinux ġew estiżi, li llimitaw il-kapaċità tal-impjant li jaħli l-ħama żejda mit-tankijiet bijoloġiċi.

Wara li evalwaw l-għażliet, it-tim tad-disinn magħżulSBR+MBBRbħala s-soluzzjoni ewlenija: daħħal trasportaturi tal-bijofilm sospiżi direttament fit-tankijiet SBR eżistenti mingħajr ma tbiddel l-istruttura tat-tank, żid MBBR-miksers speċifiċi u skrins ta' żamma tad-dħul/ħruġ, u er-ottimizza l-ħin taċ-ċiklu SBR biex tiffavorixxi d-denitrifikazzjoni. Dan ippreserva l-kapital diġà investit fit-tankijiet tal-azzar filwaqt li fetaħ pass-bidla fil-kapaċità tat-tneħħija tan-nitroġenu bijoloġiku.

Miri tal-Kwalità tal-Ilma tad-Disinn

Il-parametri tal-kwalità tal-ilma tal-influwenti u tal-effluwenti tad-disinn huma mqassra hawn taħt. Innota li l-valuri parentetiċi għal NH₃-N u TN huma l-limiti tax-xitwa applikati meta t-temperatura tal-ilma tkun taħt it-12-il grad - l-aktar reġim operattiv impenjattiv u eżattament fejn falliet is-sistema SBR oriġinali.

Il-limitu ta' 0.3 mg/L TP huwa partikolarment impenjattiv għal sistema bijoloġika, u huwa għalhekk li l-impjant jgħaqqad l-assorbiment tal-fosfru bijoloġiku mad-dożaġġ tal-PAC fil-kjarifikatur ta'-effiċjenza għolja bħala pass tal-illustrar. Il-miri tad-disinn TN, sadanittant, talbu li l-istadju bijoloġiku jagħmel l-irfigħ tqil sabiex il-filtru ta 'denitrifikazzjoni downstream ma jkollux aktar għalfejn jikkumpensa għat-telf bijoloġiku tax-xitwa.

Disinn Retrofit: MBBR Ġewwa Tankijiet SBR Eżistenti

Ir-retrofit ikkonvertit it-12-il tank SBR eżistenti kollha f'reatturi SBR+MBBR filwaqt li ppreserva ż-żona tas-selettur eżistenti u l-volumi taż-żona ta 'reazzjoni prinċipali. Fiż-żona ta 'reazzjoni ewlenija, ġew stabbiliti żoni MBBR u mgħammra b'trasportaturi tal-bijofilm sospiżi flimkien ma' sistemi ta 'skrin ta' żamma ta 'dħul/ħruġ biex jipprevjenu t-telf ta' trasportatur. Kisi reżistenti għall-ilbies -kien applikat mal-ħajt ta 'ġewwa ta' kull tank tal-azzar Lipp biex jipproteġi l-wiċċ tal-azzar kontra l-brix mit-trasportaturi li jiċċaqilqu matul il-ħajja twila tas-servizz.

Il-parametri tad-disinn tal-qalba tas-sistema SBR + MBBR kienu: reattur tat-tank tal-azzar b'dijametru ta '32 m u volum ta' 5,000 m³, erja tal-wiċċ speċifika effettiva tal-ġarrier MBBRIktar minn jew ugwali għal 400 m²/m³, veloċità tal-fluss tal-iskrin ta 'żamma Inqas minn jew ugwali għal 0.05 m/s, u porożità tal-iskrin ta' 38%-40%. Is-sistema eżistenti ta 'arjazzjoni tad-diska tal-membrana ġiet miżmuma u użata mill-ġdid, li kompliet naqqset kemm l-ispiża tat-tagħmir kif ukoll ix-xogħol ta' kostruzzjoni.

Figura 1: Fluss tal-Proċess Imtejjeb

Il-fluss tal-proċess ta' wara-upgrade jidher hawn fuq. L-istrateġija ewlenija tal-kostruzzjoni kienet li tirranġa tank SBR wieħed kull darba, billi tikkoordina l-fluss bejn il-Fażi I/II u l-impjant il-ġdid tal-Fażi III matul il-perjodu ta 'kostruzzjoni sabiex il-kapaċità totali ta' trattament qatt ma tnaqqset. Dan l-approċċ sekwenzjali huwa dak li ppermetta li l-proġett jgħaddi mill-istaġun tal-għargħar mingħajr għeluq jew skariku substandard.

Figura 2: SBR + MBBR Reactor Retrofit Layout

It-tagħmir ewlieni miżjud għas-sistema MBBR huwa miġbur fil-qosor fit-tabella hawn taħt. Flimkien, dawn l-oġġetti kkonvertiw tank tal-arjazzjoni tal-lott f'reattur tat-tkabbir ibridu sospiż-mehmuż li kapaċi kemm nitrifikazzjoni kif ukoll denitrifikazzjoni fl-istess ċiklu.

Għaliex l-Irfinar mill-ġdid -Importa

Il-ħardwer waħdu ma kienx biżżejjed - il-loġika taċ-ċiklu SBR kellha tinbidel ukoll biex tinħoloq tieqa ta' denitrifikazzjoni anossika. Iċ-ċiklu SBR oriġinali kien ta '6 sigħat għal kull lott: imla 1 h (b'arjazzjoni), jirreaġixxi 2 h, joqgħod 1.5 h, decanta 1.5 h. Il-problema b'din is-sekwenza kienet li l-arjazzjoni matul il-fażi tal-mili kkunsmat is-sors tal-karbonju permezz tal-ossidazzjoni aktar milli ssejvjah għad-denitrifikazzjoni.

Wara li żiedu l-miksers tad-denitrifikazzjoni, il-fażi tal-mili nqalbet għal taħlit mhux-effermat (anossiku). Iċ-ċiklu ottimizzat sar: imla 1 h (taħlit anossiku), jirreaġixxi 1 h, joqgħod 1 h, decant 1 h. Dan ir-ri-sekwenzar sempliċi ħoloq żona anosika fejn denitrifikaturi eterotrofiċi jistgħu jnaqqsu n-nitrat għal gass tan-nitroġenu billi juża s-sors tal-karbonju influwenti - jaqta' b'mod drammatiku l-ħtieġa tal-karbonju estern 'l isfel.

Matul ix-xitwa (minn-Novembru sa nofs-Marzu), meta t-temperatura medja tal-ilma tat-tank bijoloġiku niżlet taħt it-12-il grad, iċ-ċiklu ġie estiż għal aktar minn 6 sigħat biex jikkumpensa għal attività mikrobjali mnaqqsa. Barra minn hekk, ħama koagulata b'mod manjetiku mill-istadju tat-trattament terzjarju ġie dożat lura fit-tankijiet SBR biex ittejjeb is-settleability tal-ħama u tissaħħaħ il-kapaċità tat-tneħħija tan-nitroġenu - użu mill-ġdid għaqli ta 'by-prodott li stabbilizza wkoll is-sedimentazzjoni tal-ħama fl-istaġun tal-friża.

Riżultati Operattivi U Prestazzjoni

L-aġġornament SBR+MBBR tlesta u kkummissjonat f'Diċembru 2022. Id-dejta tal-prestazzjoni hawn taħt tqabbel l-istadju bijoloġiku qabel u wara r-retrofit - u t-titjib huwa l-aktar viżibbli preċiżament fix-xhur tax-xitwa li qabel ikkawżaw fallimenti ta' konformità.

Tneħħija Totali tan-Nitroġenu: Minn 28.52% sa 69.85%

Wara l-aġġornament, l-effiċjenza tat-tneħħija TN tal-istadju bijoloġiku SBR żdiedet minn madwar 28.52% għal69.85%. Żewġ mekkaniżmi jmexxu dan it-titjib. L-ewwel, it-taħlit anosiku matul il-fażi tal-mili pprovda l-aħjar kundizzjonijiet għad-denitrifikazzjoni billi ħalla t-tnaqqis tan-nitrat tal-fjuwil tal-karbonju influwenti. It-tieni, it-trasportaturi MBBR iffissaw u arrikkit batterji nitrifikanti li jikbru bil-mod-fuq il-wiċċ protett tagħhom, u jtejbu n-nitrifikazzjoni anke f'temperatura baxxa fejn nitrifikati ta' tkabbir sospiżi-ibatu. Fis-sistema ottimizzata ta' denitrifikazzjoni b'żewġ-stadji (stadju bijoloġiku SBR + filtru ta' denitrifikazzjoni downstream), l-istadju bijoloġiku issa jammonta għal bejn wieħed u ieħor85% tat-tneħħija totali tan-nitroġenu, meta mqabbel ma' taħt l-24% qabel l-aġġornament - u huwa għalhekk li l-konsum tas-sors tal-karbonju fil-filtru tad-denitrifikazzjoni naqas tant drastikament.

Figura 3: Effluent TN Qabel U Wara l-Aġġornament

Tneħħija totali tal-fosfru: 70.9% sa 79.3%

Mingħajr ma żżid aġenti kimiċi għat-tneħħija tal-fosfru fl-istadju bijoloġiku, it-tneħħija bijoloġika SBR TP tjiebet minn 70.9% (influwent 2.86 mg/L, effluwent 0.81 mg/L) għal79.3%(influwent 3.05 mg/L, effluwent 0.63 mg/L) - fis-sena-minn-titjib ta' 8.4%. Il-bijomassa aktar densa u aktar stabbli appoġġjata mit-trasportaturi, flimkien mal-possibilità mtejba tal-ħama, ikkontribwew għal dan il-gwadann. Meta kkombinat mad-dożaġġ tal-PAC fil-kjarifikatur ta'-effiċjenza għolja, l-effluwent finali TP laħaq b'mod affidabbli l-istandard strett Inqas minn jew ugwali għal 0.3 mg/L.

Figura 4: Effluent TP Qabel U Wara l-Aġġornament

Tqabbil Tekniku U Ekonomiku

L-investiment totali għar-retrofit SBR+MBBR kien bejn wieħed u ieħor19-il miljun RMB, u ż-żieda diretta fl-ispiża operattiva kienet biss0.024 RMB/m³. It-tabella t'hawn taħt tqabbel il-proċess SBR + MBBR kontra ż-żewġ teknoloġiji alternattivi ewlenin ta 'titjib: ħama attivata A²/O konvenzjonali u bijoreattur tal-membrana MBR.

It-tqabbil jagħmel il-proposta tal-valur ċara. L-MBR jagħti kwalità eċċellenti tal-effluwent iżda bi 3-4 darbiet l-investiment fit-tagħmir u bejn wieħed u ieħor 10 darbiet l-ispiża operattiva ta 'SBR+MBBR, flimkien ma' manutenzjoni tat-tindif tal-membrana tqila-. A²/O konvenzjonali huwa irħis biex jinbena iżda jeħtieġ erja kbira ta' art - preċiżament ir-riżorsa li dan l-impjant ma kellux. SBR + MBBR joqgħod fin-nofs bilanċjat: investiment moderat, madwar 30% inqas art minn konvenzjonali, spiża operattiva relattivament baxxa, u manutenzjoni sempliċi. Għal titjib fl-impjant eżistenti fejn l-art hija ristretta u t-tfixkil fil-kostruzzjoni għandu jiġi minimizzat, huwa r-rebbieħ pragmatiku.

Konklużjonijiet U Implikazzjonijiet Industrija

Dan l-istudju tal-każ tal-inġinerija juri diversi konklużjonijiet li huma importanti għall-industrija usa' tat-trattament tal-ilma:

• SBR + MBBR issolvi t-tneħħija TN fis-sistemi SBR.Bl-inkorporazzjoni ta 'trasportaturi MBBR f'reatturi SBR eżistenti u bl-ottimizzazzjoni taċ-ċiklu ta' arjazzjoni/taħlit, it-tneħħija bijoloġika tat-TN żdiedet minn 28.52% għal 69.85%. Dan elimina l-ħtieġa ta' dożaġġ eċċessiv ta' sors ta' karbonju fil-filtru ta' denitrifikazzjoni downstream u żgura konformità anke waqt kundizzjonijiet ta'-temperatura baxxa tax-xitwa.
• Ebda strutturi ġodda meħtieġa.L-aġġornament bijoloġiku kollu nkiseb mingħajr ma nbnew tankijiet ġodda - vantaġġ deċiżiv għall-impjanti kostretti fl-ispazju-. L-istruttura eżistenti tat-tank tal-azzar Lipp ġiet ippreservata b'modifiki żgħar biss: kisja reżistenti għall-ilbies-, miksers miżjuda, u skrins ta' żamma.
• Spiża operattiva inkrementali baxxa.Investiment totali ta' 19-il miljun RMB u żieda fl-ispiża operattiva ta' 0.024 RMB/m³ biss jagħmlu dan kost-effettiv ħafna meta mqabbel ma' alternattivi bħal MBR b'0.7–0.8 RMB/m³.
• Prestazzjoni ppruvata tax-xitwa.Il-proċess wassal tneħħija robusta f'temperaturi tal-ilma taħt it-12-il grad, sfida komuni għat-tneħħija tan-nitroġenu bijoloġiku fi klimi moderati.
• Skalabbli u replikabbli.L-approċċ sekwenzjali ta' retrofit ta' tank uniku-jippermetti l-implimentazzjoni mingħajr għeluq tal-impjant, li jagħmilha adattata għal impjanti oħra bbażati fuq SBR-tixjiħ li jiffaċċjaw rekwiżiti ta' titjib simili.

Is-Soluzzjonijiet tagħna tas-Settler tal-MBBR U Inklinat Tube

Dan l-istudju tal-każ jenfasizza r-rwol kritiku li l-proċessi ta’ trattament bijoloġiku u fiżiku integrati għandhom fl-aġġornamenti moderni tal-impjanti tat-trattament tal-ilma mormi. Il-kumpanija tagħna toffri firxa sħiħa ta 'prodotti komplementari għal eżattament dan it-tip ta' proġett:

• Trasportaturi tal-bijofilm MBBR- midja tal-polyurethane u HDPE b'erjas tal-wiċċ speċifiċi minn 400 sa 800 m²/m³ biex ikunu adattati għal konfigurazzjonijiet ta 'proċess differenti u miri ta' trattament;
• Skrins u sistemi ta 'żamma MBBR- Soluzzjonijiet ta' screening ta' dħul/ħruġ SS304 iddisinjati apposta- biex jipprevjenu t-telf ta' trasportatur;
• Settlers ta' tubi inklinati- Medja tat-tubi tax-xehda tal-PP/PVC għal separazzjoni solida-likwida ta'-effiċjenza għolja f'kjarifikaturi u tankijiet tas-sedimentazzjoni, li tikkumplimenta t-trattament bijoloġiku tal-MBBR;
• Diffużuri tad-diska tal-bużżieqa fin- Diffużuri tad-diska tal-membrana EPDM b'daqs tal-pori ta' 20–50 μm għal arjazzjoni ta'-effiċjenza għolja f'reatturi bijoloġiċi;
• Appoġġ tekniku- assistenza kompluta tad-disinn għal retrofits tal-MBBR, inkluża l-għażla tal-ġarriera, id-disinn tal-arjazzjoni, id-daqs tal-iskrin taż-żamma, u l-ottimizzazzjoni tal-proċess.