Xin'an Qianhe veekvaliteedi puhastustehase konstruktsiooni ja praktika ajakohastamine, mis põhineb AAOAO-MBBR protsessil ja osooni oksüdeerimisel
Qingdao kui riigi keskne rannikuäärne linn on saavutanud olulisi tulemusi ökoloogilise juhtimise vallas. Võrreldes kõrgeima astme-rahvusvaheliste metropolidega on selle linnaveekeskkonna juhtimissüsteemil siiski struktuursed väljakutsed.
Praegu on lüngad drenaažitorustiku võrgu katvuse, reoveepuhastite töötõhususe ja avalikkuse ootuste vahel kvaliteetsele veekeskkonnale{0}. Samuti on kaugel ökoloogilise visiooni elluviimine "Ilusa Qingdao" ehitamisest.
Nende probleemide lahendamiseks peab Qingdao kiiresti rakendama süstemaatilisi meetmeid, nagu teaduslik planeerimine, optimeeritud ressursside eraldamine ja tugevdatud investeeringud infrastruktuuri. Nende jõupingutuste eesmärk on igakülgselt tõsta reovee kogumisvõrgu ja terminali puhastusvõimsuse tõhusust, tugevdades seeläbi linna säästva arengu ökoloogilist alust.
Xin'an Qianhe veekvaliteedi puhastustehase projekt asub Qingdao lääneranniku uues piirkonnas. Selle kavandatud puhastusvõimsus on 50 000 m³/d, objekti kogupindala 33 154 m² ja koguinvesteering 182,4 miljonit jüaani. Projekti tasuvusuuringu aruanne valmis 2021. aasta märtsis, eelprojekt ja eelarve kinnitati sama aasta juunis ning ametlikult algas ehitus 2023. aasta aprillis. Hetkel on see ehitusjärgus. Algne projekt eeldas, et heitvee peamised parameetrid vastaksid standardis GB 3838-2002 "Pinnavee keskkonnakvaliteedi standardid" määratletud V klassi standarditele, samas kui üldlämmastik (TN) ja muud näitajad pidid vastama A-klassi standarditele GB 18918-2002 "Olmereoveepuhastuskavade saasteainete heitestandard".
2022. aasta märtsis andis Qingdao veeasjade administratsioon välja teatise Qingdao linnareoveepuhastite ajakohastamis- ja renoveerimistööde kohta. See teatis nõudis Jiaozhou lahe, Bohai lahe ja jõgede ääres asuvate puhastusjaamade uuendamist, tõstes väljalaskestandardi peaaegu -IV klassi pinnaveekvaliteedini, kusjuures heitvee TN on kontrollitud vahemikus 10–12 mg/l. Selle poliitika avaldamine langes projekti esialgse projekti heakskiitmise (juuni 2021) ja selle füüsilise alustamise (aprill 2023) vahele, tekitades tehnilise lünga juba kinnitatud algsete projekteerimisstandardite ja uusimate keskkonnanõuete vahel. Uue reoveepuhastusrajatisena lääneranniku uues piirkonnas, et tagada nõuetele vastavus pärast valmimist, muutus ehitusetapi ajal hädavajalikuks protsesside optimeerimine ja teostatavusuuringute kaudu majanduslikult teostatava ajakohastamise kava väljatöötamine.
1. Protsessiskeemi kavandamine ja valik
1.1 Kavandatud heitvee kvaliteet
Projekti heitvee standardid tõsteti kvaasi{0}}V klassilt kvaasi-klassi IV pinnavee kvaliteedile. Vaja oli mõistlikke tehnilisi lahendusi, et veelgi vähendada selliste näitajate väärtusi nagu BHT, CODCr,TN, NH₃-N ja TP heitvees. Spetsiifiline analüüs on näidatudTabel 1.
1.2 Tehnilise tehnilise skeemi valik
Ehitatava tehase protsessivoog on näidatud jooniselJoonis 1.
Ehitatav tehas kasutab protsessi "eeltöötlus + modifitseeritud AAOAO biokeemiline paak + sekundaarne settepaak + kõrge-tõhususega settepaak + V-tüüpi filter + osooni oksüdatsioon". Konstruktsioonide paigutus on kompaktne, jätmata maa üleliigset uuendamisprojekti, mistõttu tuleb lähtuda käimasolevast ehitusest. Uuenduse eesmärk on peamiselt selliste saasteainete nagu COD eemaldamineKr, NH₃-N, TN ja TP. Pakuti välja kaks võrdlevat skeemi, nagu on üksikasjalikult kirjeldatudTabel 2.
Skeem 1: AAOAO-MBBR + kõrge-tõhususega settepaagi protsess
- Biokeemilise süsteemi modifitseerimine: optimeerige ehitatava AAOAO biokeemiapaagi struktuuri. Suurendage denitrifikatsioonivõimet, suurendades anoksilise tsooni mahtu. Samal ajal lisage MBBR kandjaid lokaalselt aeroobsesse tsooni, et moodustada liitprotsess, tugevdades NH₃-N ja TN biokeemilise eemaldamise efektiivsust.
- Füüsikalis-keemilise süsteemi uuendamine: optimeerige tõhusa{0}}settepaagi paagi struktuuri ja tugiseadmete parameetreid, et tagada stabiilne TP vastavus.
- Täiustatud ravi tõhustamine: suurendage osooni oksüdatsiooniseadme annust, et veelgi lagundada tulekindlat orgaanilist ainet, tagades KHTKrtühjenemise järgimine.
Skeem 2: suure-tõhususega settepaak + denitrifitseeriv süvakihtfiltri protsess
- Töörežiimi optimeerimine: Säilitage AAOAO biokeemiapaagi algne struktuur. Lisage post-anoksilisse tsooni reguleeritavad õhutusseadmed, et dünaamiliselt lülituda anoksiliste/aeroobsete režiimide vahel vastavalt sissevoolu kvaliteedile, tagades NH₃-N-ravi tõhususe.
- Füüsikalis-keemilise süsteemi uuendamine: optimeerige tõhusa{0}}settepaagi paagi struktuuri ja tugiseadmete parameetreid, et tagada stabiilne TP vastavus.
- Denitrifitseeriva filtri kasutuselevõtt: teisendage V--tüüpi filter denitrifitseerivaks süvakihtfiltriks, kasutades süsinikuallika doseerimist, et parandada TN eemaldamise võimet.
- Täiustatud ravi tõhustamine: suurendage osooni oksüdatsiooniseadme annust, et veelgi lagundada tulekindlat orgaanilist ainet, tagades KHTKrtühjenemise järgimine.
Mõlemad skeemid vastavad lämmastiku ja fosfori eemaldamise nõuetele. Skeem 1 kasutab TN eemaldamiseks biokeemilise paagi modifikatsioone. Selle eeliseks on sissetuleva süsinikuallika täielik ärakasutamine. Kui sissevoolu TN kõigub, saab anoksilises tsoonis lisada ka välise süsinikuallika TN eemaldamiseks. Võrdluseks, skeemis 2 kasutatav denitrifitseeriv süvakihtfilter nõuab välise süsinikuallika kasutamist ja nõuab pikaajalist -mikroobse aktiivsuse säilitamist filtris, mis suurendab tegevuskulusid. Kuigi mõlema skeemi ehitusinvesteeringute kulud on võrreldavad, tuginedes mitmemõõtmelistele kaalutlustele, sealhulgas tegevuskulude kontrollile, protsessi stabiilsusele ja süsinikuallika kasutamise tõhususele, valiti skeem 1, -mis pakub nii majanduslikku tõhusust kui ka toimimispaindlikkust, lõpuks ajakohastamisprojekti rakendusprotsessiks.
2. Peamised tehnilised disainipunktid
2.1 Biokeemilise süsteemi muutmine
MBBR-protsessi põhitehnoloogia seisneb rippuvate kandjate tõhusa keevkihilise liikumise saavutamises disaini kaudu, suurendades seeläbi oluliselt süsteemi saasteainete biolagunemist. See protsessisüsteem koosneb viiest põhielemendist: suure -mehaanilise -tugevusega biokile kandjad, kohandatud hüdropaagi struktuur, suunaga õhutussüsteem, täpne pealtkuulamisekraan ja vedeliku tõukeseade. Võttes aluseks reguleeritud mahutimahtude ja 20 000 m³/d reoveepuhastusseadmete (MBBR) rendiprojekti projekteerimisparameetrid regionaalses kanalisatsioonisüsteemis, on rippkandurite arvestuslik vajalik kogupindala ligikaudu 2 164 000 m². MBBR kanduri projekteeritud efektiivne eripind on suurem kui 750 m²/m³. Muudetud AAOAO-MBBR mahuti mahu konstruktsiooniarvutuste tabel on näidatudTabel 3.
2.2 Füüsikalis-keemilise süsteemi uuendamine
Suure-tõhususega settepaak on loodud töötama kahes paralleelses rühmas. Selle üksuse renoveerimisel võetakse kasutusele protsessipaketi vorm, kus seadmete tarnija annab täielikud-protsessi tehnilised garantiid ja toimivuskohustused. Põhiprotsessi parameetrid ja seadmete konfiguratsioonid on järgmised.
Koagulatsioonipaak koosneb kahest rühmast, milles on kokku 4 sektsiooni. Projekteeritud ühe kambri suurus on 2,675 m × 2,725 m × 5,9 m. Maksimaalne kinnipidamisaeg on ligikaudu 3,8 minutit, kiiruse gradiendiga (G) on suurem või võrdne 250 s-¹. Iga segaja on konfigureeritud ühe-üksuse võimsusega 4 kW.
Flokulatsioonipaak koosneb kahest rühmast, milles on kokku 2 sektsiooni. Projekteeritud ühe kambri suurus on 5,65 m × 5,65 m × 5,9 m. Maksimaalne kinnipidamisaeg on ligikaudu 8,3 minutit. Tõmbetoru siseläbimõõt on 2575 mm. See on konfigureeritud Φ2500 mm turbiin{13}}tüüpi segajatega, millest igaühe võimsus on 7,5 kW.
Settepaak koosneb kahest rühmast. Ühe grupi kaldtoru pindala on ligikaudu 84 m². Settepaagi läbimõõt on 11,7 m. Projekteeritud keskmine hüdrauliline koormus kaldtoru pinnale on 12,4 m³/(m²·h), tippväärtusega 16,1 m³/(m²·h). Settetsooni projekteeritud keskmine hüdrauliline koormus on 7,6 m³/(m²·h), tippväärtusega 9,9 m³/(m²·h).
Kemikaalide doseerimissüsteem on konfigureeritud järgmiselt: Kaubanduslik polüalumiiniumkloriidi (PAC) vedelik (10% Al2O3) on kavandatud koagulandiks, mida doseeritakse koagulatsioonipaagi sissevooluosa mitmesse punkti. Kavandatud maksimaalne annus on 300 mg/l, keskmine annus on 150–200 mg/l. Kasutatakse mehaanilisi membraaniga doseerimispumpasid, mis on konfigureeritud 10--kordse siduslahjendussüsteemiga. Anioonne polüakrüülamiid (PAM) on konstrueeritud flokulandina, mida doseeritakse suure -tõhusa settepaagi flokulatsiooniosasse. Kasutatakse täisautomaatset pidevat PAM-lahuse valmistamise ja doseerimisseadme komplekti, mille lahuse kontsentratsioon on 2 g/l. Kavandatud maksimaalne annus on 0,6 mg/l ja keskmine annus on 0,3 mg/l. Doseerimispumbad on kruvitüüpi doseerimispumbad, mis on varustatud ka 10-kordse siduslahjendussüsteemiga.
2.3 Piloot-osooni oksüdatsioonikatse skaala kontrollimine
Et kontrollida uuendatud tehase heitvee teostatavust, mis vastab stabiilselt IV klassi pinnaveestandarditele (COD kontsentratsioon kuni 30 mg/L), valiti selles uuringus 2024. aasta juunis uurimisobjektiks Lianwanhe veekvaliteedi puhastustehase esimesest ja teisest etapist pärit sekundaarne heitvesi. läbi viidud. Katse eesmärk oli hinnata selle protsessi rakendatavust Xin'ani projekti kavandamisel ja eesmärgi saavutatavust.
Selles katses kasutati Lianwanhe tehases olemasolevat väikesemahulist{0}}liivafiltratsiooniseadet (puhastusvõimsus 1,5 m³/h). Kohapeal paigaldati osooni oksüdatsioonireaktsiooni katseseade- (tornreaktor, efektiivne maht 0,5 m³). Olemasolev sekundaarse settepaagi heitvesi filtreeriti väikese liivafiltriga ja tõsteti seejärel pumba abil, et siseneda ülevalt osooni oksüdatsioonitorni. Osooni oksüdeerivat toimet kasutati tulekindla orgaanilise aine eemaldamiseks sissevoolust, saavutades KHT edasise vähendamise.
2.3.1 "Liiva filtreerimine + osooni oksüdeerimine" osooniannuse 20 mg/l ja 30-minutise hormoonasendusravi korral
Selles uurimisfaasis oli sissevoolu KHT kontsentratsioon vahemikus 38,2–43,4 mg/l, keskmiselt 40,4 mg/l. Pärast töötlemist protsessiga "Liivfiltreerimine + osooni oksüdatsioon" oli lõplik heitvee KHT keskmiselt 28,8 mg/l. Katse käigus leiti, et kui KHT kontsentratsioon oli kõrge, oli ikka juhtumeid, kus heitvee KHT ei vastanud standardile. Lisaks jäi piloottesti heitvee lõplik värvus kõrgemaks kui sissevoolu värvus, mis ei vastanud väljalaskestandardile. Üksikasjad on näidatudJoonis 2(a).
2.3.2 "Liiva filtreerimine + osooni oksüdatsioon" toimimine osooniannuse 25 mg/l ja HAR 30 min juures
KHT eemaldamise edasiseks parandamiseks ja heitvee värvuse vähendamiseks jätkati selles faasis osooniannuse suurendamist, säilitades samal ajal HAR 30 minuti juures. Selles katsefaasis oli sissevoolu KHT kontsentratsioon vahemikus 36,3 kuni 46,2 mg/l, keskmiselt 40,4 mg/l. Pärast töötlemist vähendati COD kontsentratsiooni 28 mg / l-ni. Piloottesti heitvee lõplik värvus jäi ikkagi kõrgemaks kui sissevool, ei vastanud väljalaskestandardile. Üksikasjad on näidatudJoonis 2(b).
2.3.3 "Liiva filtreerimine + osooni oksüdatsioon" toimimine osooniannuse 30 mg/l ja HAR 30 min juures
Osooniannuse 30 mg/l ja 30-minutise HRT tingimustes näitas "Liiva filtreerimise + osooni oksüdatsiooni" protsess sekundaarse heitvee KHT head ravitõhusust. Selles katsefaasis oli sissevoolu KHT kontsentratsioon vahemikus 38,2 kuni 42,2 mg/l, keskmiselt 40,2 mg/l. Pärast töötlemist jäi heitvee COD kontsentratsioon stabiilseks alla 30 mg / l, keskmiselt 26 mg / l. Selles etapis näitas protsess ka head värvi eemaldamise efektiivsust, mõõdetud värvus oli püsivalt alla 20, mis vastab stabiilselt tühjendusstandardile. Üksikasjad on näidatudJoonis 2(c).
2.3.4 Eksperimentaalne järeldus
Katsetulemuste põhjal oli optimaalsete reaktsioonitingimuste korral osooni doosi (30 mg/L) ja KHT eemaldamise (12,2 mg/L) suhe osoonitöötlusseadmes 2,45:1,00.
Pilootkatse tõestas, et täiustatud puhastusprotsess "Liiva filtreerimine + osooni oksüdatsioon" võib tõhusalt vähendada Lianwanhe tehase tüüpilise sekundaarse heitvee COD väärtust. Seetõttu on protsessi "Liiva filtreerimine + osooni oksüdatsioon" kasutuselevõtt Xin'an Qianhe projekti täiustatud puhastusprotsessina hästi teostatav ja see võib tagada, et projekti heitvee COD jääb stabiilseks alla 30 mg/l.
3. Järeldus
See uurimus keskendub kolmele põhilisele modifikatsioonimoodulile: biokeemiline töötlemissüsteem võtab kasutusele AAOAO-MBBR hübriidprotsessi (peatatud ja kinnitatud kasv); füüsikalis-keemiline puhastusseade optimeerib suure-tõhusa settepaagi mahuti struktuuri ja seadmete valikut; ja täiustatud ravi link kinnitatakse osooni oksüdatsiooni pilootkatsega-.
Selle protsessiahela sünergilise optimeerimise kaudu luuakse täielik{0}}protsessitöötlussüsteem „Biochemical Enhancement – Physicochemical Improvement – Advanced Safeguard”. Samal ajal järgib see tehniline projekt käimasoleva projekti ehitamise objektiivset fakti, mis nõuab kõigi konstruktsioonide ehitusjärjestuste koordineeritud optimeerimist, et maksimeerida olemasolevate rajatiste kasutamist ja minimeerida renoveerimistööde koormust.
Projektis kasutatakse projekteerimise mõjukvaliteedi etalonina ehitatava tehase heitvee kvaliteedistandardit. KHT väljalaskekontsentratsioonidKr, BOD₅, NH₃-N ja TP peavad vastama IV klassi standarditele (TN vähem kui 10/12 mg/L või sellega võrdne), mis on määratletud dokumendis GB 3838-2002 "Pinnavee keskkonnakvaliteedi standardid". Muud näitajad peavad vastama A-klassi standarditele GB 18918-2002 "Saasteainete heitestandard olmereoveepuhastitesse". Selle uuendusprojekti projekteerimisskaala on 50 000 m³/d, koguinvesteering 27,507 miljonit jüaani, tegevuskulu 0,3 jüaani/m³, kogumaksumus 0,39 jüaani/m³ ja kasutusvee hind 0,45 jüaani/m³.