100.000 m³/zi WWTP Modernizare in situ: MBBR + Biofiltru de denitrificare + Coagulare magnetică Îndeplinește DB51/2311 Fără teren nou

ACASĂ › CAZURI › MBBR + BIOFILTR DE DENITRIFICARE - ACTUALIZARE STEP

Aplicarea MBBR + Biofiltru de denitrificare + Sedimentare cu coagulare magnetică pentru modernizarea in situ a unei stații de epurare a apelor uzate

Publicat: 2026-5-25 • Categorie:Cazuri• Etichete:MBBR · Biofiltru de denitrificare · Coagularea magnetică · Modernizare WWTP

SECȚIUNEA 1

1 Prezentare generală a proiectului

1.1 Contextul proiectului

Un parc industrial centralizat stație de tratare a apelor uzate în Chengdu cu o capacitate de100,000 m³/da fost pus în funcțiune în 2013. Adoptă procesul de cameră cu nisip aerat + AAO + rezervor de sedimentare secundar + filtru de tip D + dezinfecție UV, iar calitatea efluentului îndeplinește standardul Clasa A alStandardul de evacuare a poluanților pentru stația de epurare a apelor uzate municipale(GB 18918–2002). Debitul de epurare variază de la 91.000 la 118.000 m³/zi, apele uzate industriale reprezentând aproximativ 48%. Odată cu lansarea luiStandardul de evacuare a poluanților apei pentru bazinele urbane și fluviale din provincia Sichuan(DB51/2311–2016) în anul 2017, stația este obligată să respecte standardul de deversare pentru stațiile centralizate de epurare a apelor uzate din parc industrial. Efluentul existent îndeplinește practic standardul de clasă A, dar calitatea efluentului fluctuează foarte mult, cu depășiri ocazionale ale TN și TP. În același timp, conținutul ridicat de nisip din afluent face ca camera de nisip aerat să necesite golirea frecventă pentru dezfundare. Prin urmare, este necesar să actualizați această plantă.

1.2 Calitatea influențelor și efluenților

Pe baza datelor statistice din 2017 și 2018, comparația dintre calitatea inițială a influentului de proiectare și calitatea reală a influentului este prezentată în Tabelul 1. Se poate observa că COD și DBO₅ ale influentului real sunt mai mici decât valorile de proiectare, în timp ce SS și TP influent sunt mult mai mari decât valorile de proiectare.

Tabelul 1 Comparația între proiectare și calitatea efectivă a influenței

Unitate: mg/L

Comparația dintre calitatea efectivă a efluentului din 2017 și 2018, standardul de proiectare original pentru efluent și noul standard pentru efluent este prezentată în Tabelul 2. Comparând standardele noi și vechi, cerințele pentru COD și NH₄-N sunt înăsprite, în timp ce alți indicatori rămân neschimbați. Se poate observa din Tabelul 2 că, conform vechiului standard pentru efluent, TP și TN nu pot îndeplini în mod stabil standardul la o rată de garanție de 100%; în conformitate cu noul standard pentru efluent, NH₄-N nu poate îndeplini standardul în mod stabil chiar și la o rată de garanție de 95%. Prin urmare, obținerea unei conformități stabile a TP, TN și NH₄-N cu noul standard de descărcare esteobiectivul cheie al acestei actualizări.

Tabelul 2 Comparația calității efluentului

Unitate: mg/L

1.3 Probleme existente

SECȚIUNEA 2

2 Actualizarea schemei de proiectare

2.1 Ajustarea calității apei de proiectare

Pe baza calității apei de influență măsurată din 2017 și 2018, este proiectată calitatea de influență de proiectare. Valoarea de proiectare BOD₅ este scăzută, în timp ce valorile de proiectare SS și TP sunt crescute, cu o anumită marjă menținută în raport cu valorile măsurate. Calitatea efluentului de proiectare și a efluentului pentru modernizare sunt prezentate în Tabelul 3.

Tabelul 3 Influentul de proiectare, calitatea efluentului și ratele de eliminare

Unitate: mg/L

2.2 Schema de actualizare

Principalele constrângeri pentru modernizarea acestei centrale sunt: ​​(1) modernizarea trebuie finalizată in situ fără adăugarea de noi terenuri; (2) afluentul are un conținut ridicat de nisip, camera de nisip aerat necesită dezaltări frecvente, iar un nou rezervor de sedimentare primară s-ar confrunta, de asemenea, cu problema acumulării de nisip; (3) costul operațional după reconstrucție trebuie menținut la un nivel relativ scăzut. Având în vedere aceste constrângeri și cerințele de modernizare, se determină traseul procesului pentru fiecare etapă de tratament.

2.2.1 Îmbunătățirea pretratării

Eficacitatea pretratării afectează direct funcționarea normală pe termen lung a rezervorului biologic. Planta are un conținut ridicat de nisip în afluent, iar camera de nisip aerat este supraîncărcată, ceea ce duce inevitabil la pătrunderea nisipului în rezervorul biologic. Otehnologie de separare rapidă solid-lichideste conceput pentru a îmbunătăți pretratamentul. Principiul său este de a lăsa apa brută să curgă printr-o pânză de filtru care se rotește continuu pentru a obține separarea solid-lichid și de a folosi apă regenerată pentru a curăța și a îndepărta continuu impuritățile solide reținute pe pânza de filtru. Un avantaj al acestei tehnologii este precizia sa ridicată de filtrare: dimensiunea porilor de pânză de filtru este de 0,2 mm, ceea ce reprezintă 1/15 din dimensiunea convențională a porilor ecranului fin și poate intercepta mai mult de 90% din gunoi, nisip fin, păr și alte impurități, îmbunătățind semnificativ efectul de pretratare. O altă caracteristică este sarcina sa mare de tratament și amprenta mică, cu un timp de retenție hidraulică de numai aproximativ 5 secunde.

În modernizare, după sita grosieră sunt instalate trei seturi de dispozitive de separare rapidă solid-lichid, asigurând o capacitate de pretratare de 30.000 m³/zi, acoperind o suprafață de 184 m², funcționând în paralel cu sita fină originală + camera de nisip aerat, care funcționează la capacitate redusă. Întreprinderile industriale deservite de fabrică sunt în principal în producția de mașini, produse electronice și fabricarea de afișaje. Poluanții caracteristici includ metale grele, fluor și COD refractar. Descărcarea de gestiune a întreprinderii îndeplineșteStandard de calitate a apelor uzate pentru evacuarea în canalizări municipale(GB/T 31962–2015). Pentru a face față șocurilor bruște de poluanți toxici, este proiectat un nou rezervor de stocare de urgență cu un volum efectiv de 33.000 m³, complet îngropat, cu amenajări și drumuri deasupra solului.

2.2.2 Modificarea secțiunii biologice

Îndepărtarea TP, NH₃-N și TN trebuie îmbunătățită în secțiunea de tratament biologic. Din cauza constrângerilor de teren și a incapacității de a crește volumul total al rezervorului, se fac trei modificări in situ rezervorului biologic original AAO:

Figura 1Modificarea generală a rezervorului biologic (AAO + MBBR încorporat)

2.2.3 Modificarea secțiunii de tratament avansat

Rolul secției de tratament avansat este de a asigura conformitatea finală a TN, TP și SS. Combinația dintre filtrul de denitrificare și rezervorul de sedimentare de înaltă eficiență este o cale tehnică relativ matură, cu multe cazuri de aplicare, iar acest proiect intenționează să o adopte.

(1) Selectarea filtrului de denitrificare

În prezent, cele mai utilizate filtre de denitrificare în China sunt filtrul de denitrificare cu pat adânc și biofiltrul de denitrificare. TheManual de proiectare pentru alimentarea cu apă și drenajVolumul 5 (Drenajul Urban) șiSpecificații tehnice generale pentru biofiltru de denitrificare(GB/T 37528–2019) specifică parametrii de proiectare ai acestor două filtre, așa cum se arată în Tabelul 4. Se poate observa că biofiltrul de denitrificare cu curgere ascendentă care utilizează medii filtrante ceramsite are o rată de filtrare și o sarcină de denitrificare mai mare în comparație cu filtrul de denitrificare în pat adânc cu curgere descendentă folosind nisip de cuarț. Studiile au arătat că mediile filtrante ceramsite, în comparație cu nisipul de cuarț, au avantajele unei capacități mari de purtător de biofilm, utilizarea ridicată a sursei de carbon, timp scurt de formare a biofilmului și distribuția uniformă a coloniilor microbiene, în timp ce avantajul nisipului de cuarț constă în capacitatea sa mai puternică de îndepărtare a TN și SS. Filtrul cu flux ascendent are un ciclu de spălare mai lung și pierderi de cap de filtrare mai mici în comparație cu filtrul cu flux descendent.

Tabelul 4 Principalii parametri de proiectare ai filtrului de denitrificare în standarde și coduri

Acest proiect are un teren limitat, iar standardele îmbunătățite pentru efluenți nu impun cerințe mai stricte privind îndepărtarea TN și SS. Luând în considerare în mod cuprinzător, biofiltrul de denitrificare cu flux ascendent cu medii filtrante ceramsite este ales ca unitate de denitrificare pentru tratament avansat. În același timp, înaintea filtrului este instalată o sită fină a plăcii cu orificii de curgere internă cu dimensiunea porilor de 1 mm pentru a reduce impuritățile de particule care intră în filtru.

(2) Rezervor de sedimentare de înaltă eficiență - coagulare magnetică

Este proiectat un rezervor de sedimentare cu coagulare magnetică. Rezervorul de sedimentare cu coagulare magnetică adaugă la filtrat mediu magnetic + clorură de polialuminiu (PAC) + poliacrilamidă (PAM), formând flocuri ferme prin amestecare și floculare, realizând astfel o viteză mare de curgere cu o sarcină hidraulică de suprafață de până la20 m³/(m²·h), mult mai mare decât cei 6–13 m³/(m²·h) ai rezervoarelor de sedimentare obișnuite de înaltă eficiență. Pe lângă o bună îndepărtare a TP și SS, rezervorul de sedimentare cu coagulare magnetică are și un anumit efect de îndepărtare a COD refractar, metale grele și culoare. Acest proiect are un teren limitat, iar afluentul conține o anumită proporție de ape uzate industriale, făcând rezervorul de sedimentare cu coagulare magnetică mai potrivit.

(3) Considerare cuprinzătoare.Biofiltrul de denitrificare este plasat înaintea rezervorului de sedimentare cu coagulare magnetică, în principal, pentru a utiliza pe deplin BOD₅ rezidual din efluentul rezervorului de sedimentare secundar ca sursă de carbon pentru denitrificare. O conductă de bypass este proiectată înaintea filtrului, permițând apei uzate să curgă direct în rezervorul de sedimentare cu coagulare magnetică fără a trece prin filtru, economisind energia pentru ridicarea secundară. Fluxul general al procesului după actualizare este prezentat în Figura 2.

Figura 2Fluxul general al procesului după modernizare (separare rapidă solid-lichid + AAO/MBBR + biofiltru de denitrificare + sedimentare prin coagulare magnetică)

2.3 Structuri principale și parametri de proiectare

SECȚIUNEA 3

3 Analiza performanței operațiunii

3.1 Performanța dispozitivului rapid de separare solid-lichid

Consumul de energie al dispozitivului de separare rapidă solid-lichid în timpul funcționării este de 9,12 × 10⁴ kW·h/m³. Impuritățile separate includ deșeuri menajere, nisip fin, grăsimi solide, păr și fibre. Conținutul mediu de umiditate al reziduului evacuat este de 72,31%, iar producția de reziduu uscat este de 104,6 kg/m³. Producția de reziduuri uscate a instalațiilor convenționale de pretratare este de 37,3 kg/m³, iar producția de reziduuri uscate a dispozitivului de separare rapidă solid-lichid estede 2,8 oricel al pretratării convenţionale. Influentul și efluentul dispozitivului sunt uscate și cântărite, iar rezultatele arată că eficiența de interceptare a pânzei de filtrare cu dimensiunea porilor de 0,2 mm pentru nisip și fibre de păr este92.99%–94.95%. Până acum, dispozitivul a funcționat stabil timp de trei ani.

3.2 Performanța rezervorului biologic

Datele medii anuale privind calitatea apei de efluent și efluent înainte de (2018) și după (2023) modificarea sunt rezumate, așa cum se arată în Tabelul 5. Se poate observa că calitatea efluentului rezervorului biologic a fost complet îmbunătățită după modificare. COD, BOD₅, NH₃-N, TN și TP au scăzut cu 14,94%, 12,95%,62.28%, 25,41% și, respectiv, 39,16%, cu cele mai mari reduceri ale NH3-N, TN și TP. În același timp, stabilitatea fiecărui indicator de efluent s-a îmbunătățit semnificativ.

Tabelul 5 Calitatea apei a influentului și efluentului rezervorului biochimic - înainte și după renovare

Conținutul de materie organică al nămolului activ din rezervorul biologic a crescut după modificare. Conform datelor de testare, raportul mediu MLVSS/MLSS a fost de 0,58 în 2018 și 0,63 în 2023, o creștere de 8,6%. Creșterea conținutului de materie organică indică o activitate mai bună a nămolului, în principal din două motive: în primul rând, pretratarea a fost întărită și mai multă materie anorganică, cum ar fi nisipul, este interceptată de dispozitivul rapid de separare solid-lichid, reducând proporția de componente anorganice în nămolul activat; în al doilea rând, adăugarea sistemului MBBR în rezervorul biologic crește biomasa microbiană totală, crescând componentele organice din nămolul activat.

În luna august au fost măsurate concentrațiile de nămol din zona de pre-denitrificare, zona anaerobă, zona anoxică și zona MBBR a rezervorului biologic, cu un raport de recirculare externă a nămolului de 100% și un raport de recirculare internă de 200%. Au fost prelevate trei seturi de probe paralele, iar valorile medii sunt prezentate în Tabelul 6. Se poate observa că concentrațiile de nămol în cele patru unități de tratare ale rezervorului biologic diferă, cu cea mai mare în zona MBBR, urmată de zona anoxică. Analiza sugerează că biofilmul atașat la purtătorii MBBR se desprinde și se amestecă în mod continuu în nămolul activat din cauza frecării, coliziunii și curățării hidraulice, crescând concentrația de nămol în această zonă cu aproximativ 3,54% față de zona anoxică.

Tabelul 6 Concentrația de nămol a fiecărei unități din rezervorul biochimic

Unitate: mg/L

3.3 Performanța tratamentului avansat

Deoarece TN din efluentul rezervorului biologic îndeplinește deja standardul în mod stabil, pentru a economisi costurile de operare, nu se adaugă de fapt nicio sursă suplimentară de carbon la biofiltrul de denitrificare. Conform datelor privind calitatea apei din 2023, TN din efluentul rezervorului biologic este (7,04 ± 1,01) mg/L. Fără a lua în considerare îndepărtarea TN în rezervorul de sedimentare secundar, TN în efluentul biofiltrului de denitrificare este (6,43 ± 0,92) mg/L, cu o rată de îndepărtare de 8,7%. TP din efluentul rezervorului biologic este (0,16 ± 0,09) mg/L. Fără a lua în considerare îndepărtarea TP în rezervorul de sedimentare secundar, TP în efluentul rezervorului de sedimentare cu coagulare magnetică este (0,08 ± 0,04) mg/L, cu o rată de îndepărtare de 50%.

SECȚIUNEA 4

4 Costuri de reconstrucție și exploatare

SECȚIUNEA 5

5 Concluzie