Bardenpho ja AAO protsesside lämmastiku ja fosfori eemaldamise efektiivsuse võrdlev analüüs
1 Projekti ülevaade ja protsessi kulg
1.1 Projekti ülevaade
Xi'an No.5 regenereeritud veejaama (endine "Nr.5 Reoveepuhastusjaam", edaspidi "WuWu") projekteeritud koguvõimsus on 400 000 m³/päevas ja selle pindala on 387,57 mu (ligikaudu 258 380 m²). Selle kogupindala on umbes 5330 hektarit ja elanikkond on umbes 900 000. Jaam saab puhastada olmereo- ja tööstusreovett, kasutades kas tavapärast AAO protsessi või viieastmelist Bardenpho protsessi. Peamised reoveepuhastusstruktuurid hõlmavad jämedaid sõelmeid, tõstepumbajaamu, peensõelu, aereeritud liivakambreid, primaarseid settepaake, bioloogilise reaktsiooni mahuteid, sekundaarseid settepaake, suure{14}}efektiivsusega settepaake, V-tüüpi filtreid ja kontaktdesinfitseerimismahuteid, mille lõppvesi juhitakse Baenti jõkke. Heitvee kvaliteet vastab "Shaanxi provintsi kollase jõe valgala üldise reovee ärajuhtimise standardi" (DB61/224-2018) tabelis 1 esitatud A-klassi standardile. (Märkus. TN-i piirmäär järgib nõuet 12 mg/l, mis on sätestatud Xi'ani linnareoveepuhasti ümberkorraldamise, katmise ja desodoreerimise projekti kolmeaastases tegevuskavas (2018–2020) (omavalitsuse dokument [2018]} nr{{25}). Projekteeritud sisse- ja heitvee kvaliteet on näidatudTabel 1.
1.2 Protsessi voog
On näidatud vooskeemid, mis võrdlevad Bardenpho protsessi traditsioonilise AAO protsessigaJoonised 1 ja 2.
2 Disaini parameetrid
2.1 Kavandage sisse- ja heitvee kvaliteet
2.2 Tööparameetrid
Võrdluses osalevad bioloogilised mahutid on identsete mõõtmetega. Iga bioloogiline paak on jagatud kolmeks kanaliks, ühe kanali mõõtmetega P × L × K=86 m × 15 m × 9 m. Keskmine MLSS-i kontsentratsioon bioloogilistes mahutites jääb vahemikku 6500–7000 mg/l. Tavalise AAO protsessi hüdraulilised retentsiooniajad (HRT) on: anaeroobne tsoon 1,983 tundi, anoksiline tsoon 5,534 tundi, aeroobne tsoon 9,029 tundi, kokku 16,546 tundi. Bardenpho protsessi HRT-d on: anaeroobne tsoon 1,983 tundi, esimene anoksiline tsoon 4,643 tundi, esimene aeroobne tsoon 7,163 tundi, teine anoksiline tsoon 1,973 tundi, teine aeroobne tsoon 0,822 tundi, kokku 16 584 tundi.
3 Projekti taust, uurimiseesmärk ja metoodika
3.1 Projekti taust ja uurimiseesmärk
WuWu peamised bioloogilised töötlemisprotsessid on tavaline AAO protsess ja Bardenpho protsess. Tavaline AAO protsess on reoveepuhastites levinud bioloogiline puhastusmeetod. Hiina reovee ärajuhtimise standardite pideva täiustamisega on olmereoveepuhastites laialdaselt kasutusele võetud Bardenpho protsess, mis tuleneb tavapärasest AAO protsessist ja on tuntud oma suurema lämmastiku eemaldamise efektiivsuse poolest. Protsessi parema valiku hõlbustamiseks viis WuWu läbi tavapäraste AAO ja Bardenpho protsesside põhjaliku võrdluse lämmastiku ja fosfori eemaldamise vaatenurgast. See annab aluse teiste olmereoveepuhastite uuendamiseks ja uute projektide kavandamiseks.
3.2 Uurimismetoodika
Iga WuWu bioloogilise mahuti igapäevane puhastusvõimsus on 50 000 m³/d. Selle võrdleva katse jaoks valiti A1- ja B1-seeria bioloogilised mahutid. A1-seeria kasutab Bardenpho protsessi, mille bioloogiline süsteem on järjestikku jagatud: anaeroobne tsoon, esimene anoksiline tsoon, esimene aeroobne tsoon, teine anoksiline tsoon ja teine aeroobne tsoon. B1-seeria kasutab tavapärast AAO protsessi, mille bioloogiline süsteem on jagatud järjestikku: anaeroobseks tsooniks, anoksiliseks tsooniks ja aeroobseks tsooniks. Katse ajal töötasid mõlemad seeriad identsetes tingimustes, proovivõtupunktid jaotati vastavalt vajadusele protsessi voolus.
Saasteainete mõõtmise meetodid: TP mõõdeti ammooniummolübdaadi spektrofotomeetrilise meetodi abil; TN, kasutades leeliselise kaaliumpersulfaadi lagundamise UV spektrofotomeetrilist meetodit; NH₃-N, kasutades Nessleri reaktiivi spektrofotomeetrilist meetodit; COD, kasutades kaaliumdikromaadi spektrofotomeetrilist meetodit.
4 Operatsiooniprobleemid ja hetkeseis
Tavaline AAO protsess on ka AO aktiivmudaprotsessi variant. Selle TN eemaldamine sõltub täielikult retsirkulatsioonist. Kõrgemad heitvee standardid ja suurem nõutav eemaldamismäär nõuavad suuremaid retsirkulatsioonivoogusid, millega kaasneb suurem energia- ja kemikaalide tarbimine. A-klassi standardite puhul on tavaline AAO protsess endiselt vastuvõetav. Kuid rangemate TN standardite jaoks tavapärased protsessid enam ilmselgelt ei sobi.
Bardenpho protsess on tüüpiline viie{0}}etapiline protsess. Pärast tavapärast AAO protsessi lisades denitrifikatsioonijärgse tsooni-, rikub see TN eemaldamise piiranguid, mis sõltuvad retsirkulatsiooni suhtest, parandades seeläbi lämmastiku eemaldamist. Kuna reoveepuhastid seisavad silmitsi järjest rangemate TN-heitestandarditega, on Bardenpho protsessil olulisi eeliseid.
5 Uurimistulemused ja arutelu
5.1 NH₃-N eemaldamine
NH₃-N taset anaeroobsete tsoonide sissevoolul ning A1 ja B1 bioloogiliste mahutite väljavoolus jälgiti korduvalt 15 päeva jooksul. Tulemused on näidatudJoonis 3. Keskmine NH₃-N eemaldamine Bardenpho protsessis oli 12,7 mg/L, samas kui tavapärase AAO protsessi puhul oli see 11,68 mg/L. Tulemused näitavad, et samade hooajaliste tingimuste, ajaperioodi, ühtlase sissevoolu jaotuse ja süsinikuallika lisamisega anoksilises tsoonis saavutas Bardenpho protsess parema NH₃-N eemaldamise kui tavaline AAO protsess.
5.2 TN eemaldamine
TN-i taset anaeroobsete tsoonide sissevoolul ning A1 ja B1 bioloogiliste mahutite heitvett jälgiti korduvalt 10 päeva jooksul. Tulemused on näidatudJoonis 4. Keskmine TN eemaldamine Bardenpho protsessis oli 6,23 mg/L, samas kui tavapärase AAO protsessi puhul oli see 2,65 mg/l. Tulemused näitavad, et samadel tingimustel saavutas Bardenpho protsess parema üldise TN eemaldamise kui tavaline AAO protsess.
5.3 TP eemaldamine
TP tasemeid anaeroobsete tsoonide sissevoolu juures ning A1 ja B1 bioloogiliste mahutite heitvett jälgiti korduvalt 22 päeva jooksul. Tulemused on näidatudJoonis 5. Keskmine TP eemaldamine Bardenpho protsessis oli 0,561 mg/l, samas kui tavapärase AAO protsessi puhul oli see 0,449 mg/l. Tulemused näitavad, et samadel tingimustel saavutas Bardenpho protsess parema üldise TP eemaldamise kui tavaline AAO protsess.
5.4 COD eemaldamine
KHT taset anaeroobsete tsoonide sissevoolul ning bioloogiliste mahutite A1 ja B1 heitvee puhul jälgiti korduvalt 9 päeva jooksul. Tulemused on näidatudJoonis 6. Bardenpho protsessi keskmine COD tarbimine oli 13 mg/l, samas kui tavapärase AAO protsessi puhul oli see 19 mg/l. Tulemused näitavad, et samadel tingimustel oli tavapärasel AAO protsessil suurem COD nõudlus kui Bardenpho protsessil.
6 Kokkuvõte ja väljavaade
6.1 Järeldus
Samades hooajalistes töötingimustes näitas Bardenpho protsess tavapäraste AAO protsessidega võrreldes üldist trendi, et reovees olevad TN, TP ja NH₃-N eemaldamise efektiivsus on suurem.
Praegu on aastane fosforieemaldusaine kasutus reovee puhastamiseks tavapärase AAO protsessiga WuWu linnas ligikaudu 2961 tonni; Bardenpho protsessi puhul on see ligikaudu 2000 tonni. See tähendab umbes 450 000 RMB aastas kulude kokkuhoidu, mis näitab olulist majanduslikku kasu.
Bardenpho protsessi toimimine vastab suuresti Hiina pidevalt karmistavate reovee väljalaskestandardite nõuetele ja vähendab reostust Ba jõe allavoolu veesüsteemis. See toob kaasa veekvaliteedi olulise paranemise nii tajumise kui ka saastetaseme vähenemise osas, taastades järk-järgult keskkonnafunktsioonid. See on eriti oluline allavoolu veekogude ökoloogilise keskkonna kaitsmisel. Põhimõtteliselt kontrollib reoveepuhastus asulareovee saastumist põhjaveeallikatesse. Seetõttu mängib see linnade veevarustusallikate ja allavoolu veeallikate kaitsvat rolli, taastades järk-järgult saastunud ökoloogilisi keskkondi. See parandab oluliselt linnaelanike elukeskkonda ning Tööstuse ja Kaubanduse tootmiskeskkonda, tõstab linna välist mainet ning aitab kaasa majanduse ja ühiskonna tervislikule ja jätkusuutlikule arengule.