Applikazzjoni tal-Proċess BIOLAK fl-Aġġornament ta' Impjant tat-Trattament tal-Ilma Mormi għal Standards Kważi-Klassi IV
Introdott fiċ-Ċina fil-bidu tas-seklu 21, il-proċess BIOLAK kiseb applikazzjoni wiesgħa fit-trattament tad-drenaġġ muniċipali minħabba l-istruttura sempliċi tiegħu u l-ispejjeż ta 'investiment baxxi. F'dawn l-aħħar snin, bl-issikkar tal-istandards tal-iskarigu u ż-żieda fl-awtomazzjoni, il-biċċa l-kbira tal-impjanti eżistenti BIOLAK jiffaċċjaw titjib. Titjib bħaż-żieda ta' trasportaturi sospiżi, it-tagħmir mill-ġdid ta' tankijiet, u d-definizzjoni mill-ġdid ta' żoni funzjonali huma implimentati biex itejbu t-tneħħija tan-nitroġenu u l-fosfru. Filwaqt li impjanti mibnija ġodda prinċipalment jadottaw proċessi ta 'A²/O u foss ta' ossidazzjoni, hemm ftit rapporti dwar il-prestazzjoni attwali ta 'BIOLAK, speċjalment taħt standards ta' emissjoni stretti. Il-proċess BIOLAK juża ktajjen ta 'arjazzjoni li jixxengel biex joħolqu żoni temporali anosiċi u aerobiċi, essenzjalment jiffunzjonaw bħala proċess A/O f'diversi -stadji. Permezz ta 'ottimizzazzjoni operattiva, il-kwalità tal-effluwent tista' tissodisfa b'mod stabbli l-istandard tal-ilma tal-wiċċ tal-Klassi IV kważi-.
1 Sfond tal-Proġett
Impjant tat-trattament tal-ilma mormi fil-Provinċja ta 'Hebei juża l-proċess BIOLAK bħala t-teknoloġija ewlenija tiegħu. L-influss ivarja minn 18,000 sa 22,000 m³/d, b'medja ta '19,000 m³/d, li jittratta primarjament drenaġġ domestiku urban u ammont żgħir ta' ilma mormi tal-ipproċessar agrikolu. Il-kwalitajiet tal-influwenti u tal-effluwenti ddisinjati huma murija fiTabella 1. L-istandard ta 'skariku oriġinali kien l-istandard ta' Grad A ta '*"Standard ta' Skarigu ta' Pollutanti għal Impjanti ta' Trattament ta' Ilma Mormi Muniċipali" (GB 18918-2002)*. Wara aġġornament li kien jinkludi qsim ta 'żona anerobika biex itejjeb id-denitrifikazzjoni u d-defosforizzazzjoni, l-impjant issa jikkonforma mal-limiti ewlenin taż-żona ta' kontroll ta ' *"Standards ta' Skariku ta 'Inkwinant tal-Ilma għall-Baċin tax-Xmara Daqing" (DB13/2795-2018)*. Ħlief għan-nitroġenu totali, l-indikaturi l-oħra kollha jissodisfaw l-istandards tal-Klassi IV speċifikati f'*"Standards ta' Kwalità Ambjentali għall-Ilma tal-wiċċ" (GB 3838-2002)*. Il-fluss tal-proċess huwa muri fiFigura 1.
L-impjant juża l-ipoklorit tas-sodju għad-diżinfezzjoni. Il-ħama jitneħħa l-ilma permezz ta' pjanċa ta' pressjoni għolja u filtrazzjoni tal-qafas għal inqas minn 60% ta' kontenut ta' umdità qabel ma jiġi ttrasportat għall-ko-proċessar fi fran tas-siment.
Il-kontribuzzjoni ta' kull unità ta' trattament għat-tneħħija ta' sustanzi li jniġġsu ġiet ikkalkulata abbażi tal-bilanċ tal-massa, b'metodi speċifiċi referenzjati mil-letteratura.
2 Miżuri ta' Ottimizzazzjoni tal-Kontroll Operattiv
Miżuri ta 'ottimizzazzjoni multipli ġew implimentati matul l-operazzjoni biex tissaħħaħ l-istabbiltà tal-effluwenti u jinkiseb iffrankar tal-enerġija u tal-ispejjeż.
2.1 Kontroll Mtejjeb tal-Ossiġenu Maħlul (DO).
Proġetti eżistenti ta' retrofit ta' BIOLAK ħafna drabi jinnotaw it-tqassim f'żoni dgħajjef tiegħu bħala varjant A/O b'ħafna-stadji, li jwassal għal effiċjenza baxxa ta' denitrifikazzjoni. F'dan il-proġett, filwaqt li tiġi żgurata l-konformità tan-nitroġenu ta 'l-ammonja effluwenti, id-DO massimu fl-aħħar taż-żona ta' arjazzjoni nżamm f'0.5-1.0 mg / L, aktar baxx mir-rekwiżiti konvenzjonali ta 'kontroll DO.
2.2 Żieda fil-Monitoraġġ tad-Data tal-Proċess
Biex jiggwidaw il-kontroll tad-DO u d-dożaġġ tas-sors estern tal-karbonju, in-nitroġenu tan-nitrat u n-nitroġenu ta 'l-ammonja ġew immonitorjati fl-aħħar taż-żona anerobika u t-tank BIOLAK biex jiddeterminaw l-aħjar firxiet ta' kontroll. Waqt it-tħaddim, id-dożaġġ tas-sors estern tal-karbonju tnaqqas jew twaqqaf meta n-nitroġenu tan-nitrat fl-aħħar taż-żona anerobika kien<2 mg/L, and increased when it was ≥2 mg/L. Similarly, blower output was reduced to lower DO to 0.5 mg/L when ammonia nitrogen at the end of the BIOLAK tank was ≤0.5 mg/L, and increased to raise DO to 1.0 mg/L when it was ≥0.5 mg/L. Adjustments to carbon source dosage and blower frequency were made every 8–16 hours, with each adjustment ranging from 5% to 15%.
2.3 Twaqqif ta' Miri ta' Kontroll Intern ta' Effluwent
Biex tiġi żgurata konformità stabbli, il-miri ta 'kontroll intern ġew stabbiliti għal 30%-80% tal-limiti ta' skariku, ibbażati fuq id-diffikultà li jiġi kkontrollat kull inkwinant. Il-qbiż ta' dawn il-limiti interni wassal għal aġġustamenti immedjati tal-parametri tal-proċess biex il-konċentrazzjonijiet tal-effluwent jerġgħu lura għal medda aċċettabbli. Il-miri annwali ta 'kontroll intern għal COD, nitroġenu ta' l-ammonja, nitroġenu totali, u fosfru totali kienu 15 mg/L, 0.5 mg/L, 12 mg/L, u 0.12 mg/L, rispettivament.
2.4 Żamma ta' Konċentrazzjoni Approprjata ta' Ħama
Il-ħela tal-ħama ġiet aġġustata abbażi tal-fluss, it-tagħbija u l-istaġun. Il-ħin tar-ritenzjoni tal-ħama (SRT) inżamm fi 15-25 jum, u l-konċentrazzjoni tas-solidi sospiżi likur imħallat (MLSS) f'2,500-4,500 mg/L. Speċifikament, MLSS kien ikkontrollat f'2,500-3,500 mg/L fis-sajf u fil-ħarifa, b'tagħbija ta 'ħama ta' madwar 0.06 kgCOD/(kgMLSS·d), u f'3,500-4,500 mg/L fix-xitwa u fir-rebbiegħa, b'tagħbija ta 'ħama ta' madwar 0.04 kgSSCOD·(d).
2.5 Aġġustament ta' Operazzjoni ta' Unitajiet ta' Trattament Avvanzat
Temperaturi baxxi fix-xitwa affettwaw il-flokulazzjoni u s-sedimentazzjoni. Il-backwashing mhux f'waqtu tal-filtri tat-tip V-jista' jwassal għal solidi sospiżi effluwent elevati u COD. Għalhekk, matul it-tħaddim tax-xitwa, il-frekwenza tal-backwashing żdiedet abbażi tal-prestazzjoni tal-koagulazzjoni, u l-iskariku tal-ħama mit-tank tas-sedimentazzjoni tal-koagulazzjoni-kien intensifikat biex titnaqqas il-konċentrazzjoni ta 'solidi sospiżi effluwent.
3 Prestazzjoni tat-Trattament
L-influwent COD annwali varja minn 109 sa 248 mg/L, b'medja ta' 176 mg/L. L-effluwent COD varja minn 9.5 sa 20.1 mg/L, b'medja ta' 12.1 mg/L. Meta COD effluwent qabeż il-mira tal-kontroll intern (15 mg/L), il-frekwenza tal-backwashing tal-filtru żdiedet biex tnaqqas is-solidi sospiżi. Huwa rrakkomandat li t-tank ta' koagulazzjoni-sedimentazzjoni jiġi aġġornat għal-densità għolja jew tank ta' koagulazzjoni-ta' koagulazzjoni manjetika għal effiċjenza ta' koagulazzjoni aħjar.
Nitroġenu tal-ammonja influwenti annwali varja minn 17.8 sa 54.9 mg / L, b'medja ta '31.9 mg / L. Nitroġenu ammonja effluwenti varjaw minn 0.12 sa 1.30 mg / L, b'medja ta '0.5 mg / L. Meta qabeż il-mira tal-kontroll intern, l-arjazzjoni ġiet aġġustata skont il-miżuri ta 'ottimizzazzjoni. Il-kwalità tal-effluwenti laħqet b'mod stabbli l-limiti ewlenin taż-żona ta 'kontroll ta' * DB13/2795-2018 * matul is-sena.
Minħabba l-konċentrazzjoni baxxa tas-sors tal-karbonju influwenti, l-enfasi kienet fuq l-ottimizzazzjoni tal-kundizzjonijiet tal-proċess biex ittejjeb it-tneħħija tan-nitroġenu u l-fosfru, bil-għan li tiffranka l-enerġija u l-ispejjeż.
3.1 Ottimizzazzjoni tal-Kontroll tad-DO u Tneħħija Totali tan-Nitroġenu
Influwent totali tan-nitroġenu (TN) annwali varja minn 20.3 sa 55.6 mg/L (araFigura 2), b'medja ta' 42.1 mg/L. L-effluwent TN varja minn 2.5 sa 14.2 mg/L, b'medja ta' 8.8 mg/L, fil-mira tal-kontroll intern (12 mg/L). Ir-rata medja tat-tneħħija tat-TN kienet 79.1%. Bi proporzjon ta 'riċiklaġġ ta' ħama ta '90% (l-ebda riċiklaġġ intern ta' likur imħallat), l-effiċjenza teoretika tad-denitrifikazzjoni kienet 47.4%, li tindika li d-denitrifikazzjoni seħħet ukoll f'żoni oħra ta 'proċess lil hinn mis-selettur anerobiku. Bidliet fin-nitroġenu tul il-ferrovija tat-trattament f'ċiklu tipiku huma murija fiFigura 3.
F'ċiklu tipiku, influwent TN kien 42.0 mg/L, bis-somma ta 'ammonja u nitroġenu tan-nitrat tkun 35.2 mg/L. Wara s-selettur anerobiku, TN kien 16.7 mg/L, li jirriżulta f'rata ta 'tneħħija ta' 43.5% permezz tal-bilanċ tal-massa, konsistenti mal-valur teoretiku. It-tank BIOLAK ikkontribwixxa tneħħija ta '24.0% TN. L-effluwent TN tnaqqas aktar fit-tank tas-sedimentazzjoni sekondarju, li kkontribwixxa għal tneħħija addizzjonali ta '11.3%, prinċipalment minħabba l-ħin twil ta' żamma idrawlika tiegħu (8.6 sigħat) li jippermetti denitrifikazzjoni misjuqa minn sors ta 'karbonju-endoġenu. Unitajiet oħra kkontribwew tneħħija ta '1.9%. L-effluwent finali TN kien 8.1 mg/L, b'rata ta' tneħħija totali ta' 80.7%.
L-esperjenza operattiva turi li l-kontroll DO huwa kruċjali għat-tneħħija tat-TN fil-proċess BIOLAK. Fi proċessi konvenzjonali, DO huwa tipikament imkejjel fit-tarf taż-żona aerobika fi struttura tal-kanal fejn DO huwa relattivament uniformi tul is-sezzjoni trasversali-. Madankollu, fit-tank BIOLAK, it-tarf taż-żona ta 'arjazzjoni huwa wiesa' kważi 70 metru, b'DO jiżdied mit-tarf tal-inklinazzjoni saċ-ċentru, li jvarja b'0.5-1.0 mg/L. Għalhekk, il-post tas-sondi DO jeħtieġ attenzjoni bir-reqqa.
Billi tikkontrolla b'mod strett id-DO massimu fl-aħħar taż-żona ta 'arjazzjoni BIOLAK, ġie żgurat b'mod effettiv ambjent anosiku meħtieġ għad-denitrifikazzjoni. Inkiseb nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja (SND) bl-użu ta 'sorsi tal-karbonju endoġeni, li rriżultat f'tneħħija effettiva tat-TN.
3.2 Tneħħija Totali tal-Fosfru u Ottimizzazzjoni Operattiva
Il-fosfru totali tal-influwenza annwali (TP) varja minn 1.47 sa 4.80 mg/L (araFigura 4), b'medja ta' 2.99 mg/L. L-effluwent TP varja minn 0.04 sa 0.17 mg/L. Id-dożaġġ tal-aġent tat-tneħħija tal-fosfru ġie aġġustat abbażi tal-mira tal-kontroll intern (0.12 mg/L). Il-konċentrazzjoni medja tal-effluwent TP kienet ta '0.07 mg/L, li tilħaq b'mod stabbli l-istandard ta' skariku, b'rata medja ta 'tneħħija ta' TP ta '98.3%.
Bidliet fil-fosfat tul il-ferrovija tat-trattament f'ċiklu tipiku huma murija fiFigura 5.
Il-fosfat influwenti kien 2.70 mg/L, u l-fosfat tal-ħama tar-ritorn kien 0.58 mg/L, li jagħmel il-fosfat teoretiku li jidħol fis-selettur anerobiku 1.70 mg/L. Wara r-rilaxx anerobiku tal-fosfru minn organiżmi li jakkumulaw il-polifosfat-(PAOs), il-konċentrazzjoni tal-fosfat laħqet 3.2 mg/L. Il-proporzjon tal-konċentrazzjoni tal-fosfat (massimu fiż-żona anerobika / influwent) kien 1.9, li jindika rilaxx sinifikanti. Ir-raġuni ewlenija kienet id-denitrifikazzjoni effettiva taħt kundizzjonijiet DO baxxi, li tirriżulta f'konċentrazzjoni baxxa ta 'nitrat fil-ħama tar-ritorn lejn iż-żona anerobika, iż-żamma ta' ambjent anerobiku tajjeb (ORP ġeneralment taħt -200 mV) u l-promozzjoni tar-rilaxx tal-fosfru.
Wara ż-żona ta 'arjazzjoni BIOLAK, seħħet assorbiment sostanzjali tal-fosfru, li tnaqqas il-konċentrazzjoni tal-fosfat fl-aħħar għal 0.3 mg/L, u kisbet effiċjenza bijoloġika tat-tneħħija tal-fosfru ta' 88.9%. Wara t-tankijiet tas-sedimentazzjoni u l-istabbilizzazzjoni, il-konċentrazzjoni tal-fosfat żdiedet għal 0.64 mg/L. L-analiżi tissuġġerixxi li dan kien minħabba l-HRT twil fit-tank tas-sedimentazzjoni u d-DO kkontrollata strettament fit-tank BIOLAK, li ħolqot kundizzjoni anerobika fit-tank tas-sedimentazzjoni u li tikkawża rilaxx sekondarju tal-fosfru. Wara dożaġġ kimiku fl-unità tal-koagulazzjoni, il-fosfat effluwent tnaqqas għal 0.06 mg/L. Għalhekk, meta wieħed iqis l-ispejjeż ekonomiċi u l-kumplessità operattiva, is-sagrifiċċju ta 'xi effiċjenza tat-tneħħija tal-fosfru bijoloġiku biex ittejjeb id-denitrifikazzjoni hija strateġija ta' ottimizzazzjoni vijabbli għal pjanti simili.
4 Spejjeż Operattivi
L-ispejjeż operattivi diretti jinkludu l-elettriku, il-kimiċi, u r-rimi tal-ħama. Ibbażat fuq statistika annwali, il-konsum speċifiku tal-enerġija kien 0.66 kWh/m³. Bi prezz tal-elettriku ta' 0.65 CNY/kWh (ibbażat fuq kompost ta' rati peak/off-peak), l-ispiża tal-elettriku kienet ta' 0.429 CNY/m³. Dan il-konsum huwa fuq in-naħa ogħla skond l-"Istandard ta 'Evalwazzjoni għall-Kwalità Operattiva ta' Impjanti ta 'Trattament ta' Drenaġġ Muniċipali", prinċipalment minħabba l-effiċjenza ta 'utilizzazzjoni ta' l-ossiġnu kemmxejn aktar baxxa tas-sistema ta 'arjazzjoni. L-ispejjeż kimiċi, inklużi l-aċetat tas-sodju, l-aġent tat-tneħħija tal-fosfru, il-PAM, l-ipoklorit tas-sodju, u l-kimiċi għat-tneħħija tal-ilma, ammontaw għal 0.151 CNY/m³. L-użu u l-ispejjeż speċifiċi huma murija fiTabella 2.
Il-ħama joriġina prinċipalment minn sorsi bijoloġiċi u kimiċi (tank tal-koagulazzjoni). Il-filtrazzjoni ta' pjanċa u frejm ta' pressjoni għolja-tintuża bil-ġir u l-klorur ferriku bħala aġenti ta' kondizzjonament. Id-dożaġġ tal-ġir huwa madwar 25% tal-piż tal-ħama niexfa. Il-kejk imneħħi l-ilma għandu kontenut ta 'umdità ta' 60%. Il-produzzjoni ta 'ħama ta' kuljum imneħħija hija madwar 9 tunnellati, b'rendiment speċifiku ta 'ħama niexfa ta' madwar 0.15%. It-trasport tal-ħama jiswa 250 CNY/tunnellata, li jirriżulta fi spiża tar-rimi tal-ħama ta 'madwar 0.118 CNY/m³. Għalhekk, l-ispiża totali tal-produzzjoni diretta hija 0.698 CNY/m³.
5 Konklużjonijiet
① Impjant tat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ fil-Provinċja ta 'Hebei, li juża l-proċess BIOLAK biex jittratta l-ilma tad-drenaġġ muniċipali, operat kontinwament għal sena bi kwalità tal-effluwenti b'mod stabbli li jilħaq il-limiti ewlenin taż-żona ta' kontroll ta '*DB13/2795-2018* (istandard tal-ilma tal-wiċċ Kważi-Klassi IV).
② Bħala varjant tal-proċess A/O b'ħafna -stadji, il-kontroll tad-DO massimu fl-aħħar taż-żona ta 'arjazzjoni BIOLAK f'0.5-1.0 mg/L irriżulta f'rata ta' tneħħija ta 'TN ta' 24.0% fiż-żona BIOLAK u 11.3% fit-tank tas-sedimentazzjoni. Dan kiseb nitrifikazzjoni-denitrifikazzjoni simultanja u denitrifikazzjoni tas-sors tal-karbonju endoġenu, li wera kapaċità sinifikanti għat-tneħħija tan-nitroġenu.
③ L-ispiża operattiva diretta għall-proċess BIOLAK kienet 0.698 CNY/m³. Miżuri ta 'ottimizzazzjoni operattiva, inkluż il-monitoraġġ tad-dejta tal-proċess u l-iffissar ta' miri ta 'kontroll intern raġonevoli, jistgħu jipprovdu referenzi għall-ottimizzazzjoni tal-operat u l-kisba ta' iffrankar tal-enerġija/spejjeż f'impjanti simili tat-trattament tal-ilma mormi.