AAOAO-MBBR jarayoni va ozon oksidlanishiga asoslangan Sin'an Qianhe suv sifatini tozalash zavodining dizayni va amaliyotini yangilash
Qingdao asosiy milliy qirg'oq markaziy shahri sifatida ekologik boshqaruvda sezilarli natijalarga erishdi. Biroq, yuqori darajadagi{1}}xalqaro megapolislarga qaraganda, uning shahar suv muhitini boshqarish tizimi hali ham tizimli muammolarga duch kelmoqda.
Hozirgi vaqtda drenaj quvurlari tarmog'ining qamrov darajasi, oqava suvlarni tozalash inshootlarining ekspluatatsiya samaradorligi va yuqori sifatli suv muhitiga-aholining talablari o'rtasida tafovutlar mavjud. "Chiroyli Qingdao" ni qurishning ekologik nuqtai nazarini amalga oshirishdan ham masofa bor.
Ushbu muammolarni hal qilish uchun Qingdao zudlik bilan ilmiy rejalashtirish, optimallashtirilgan resurslarni taqsimlash va infratuzilmaga investitsiyalarni kuchaytirish kabi tizimli chora-tadbirlarni amalga oshirishi kerak. Ushbu sa'y-harakatlar oqava suvlarni yig'ish tarmog'i va terminallarni tozalash quvvatini har tomonlama oshirish va shu orqali shaharning barqaror rivojlanishi uchun ekologik poydevorni mustahkamlashga qaratilgan.
Xin'an Qianhe suv sifatini tozalash zavodi loyihasi Qingdaoning G'arbiy qirg'og'idagi Yangi hududida joylashgan. U 50 000 m³ / kun loyihalashtirilgan tozalash quvvatiga ega, umumiy maydoni 33 154 m² va umumiy investitsiya 182,4 million yuanga teng. Loyiha boʻyicha texnik-iqtisodiy asoslash hisoboti 2021-yilning mart oyida yakunlandi, dastlabki loyiha va byudjet oʻsha yilning iyun oyida tasdiqlangan va qurilish rasman 2023-yil aprel oyida boshlangan. Hozirda u qurilish bosqichida. Asl dizayn oqava suvning asosiy parametrlari GB 3838-2002 "Yer usti suvlari uchun atrof-muhit sifati standartlari" da ko'rsatilgan V sinf standartlariga javob berishini, umumiy azot (TN) va boshqa ko'rsatkichlar esa GB 18918-2002 "Atrof-muhitni ifloslantiruvchi moddalarni tozalash standarti" A darajasiga javob berishini talab qildi.
2022 yil mart oyida Qingdao suv xo'jaligi boshqarmasi "Qingdao shahridagi shahar oqava suvlarini tozalash inshootlarini modernizatsiya qilish va ta'mirlash ishlarini olib borish to'g'risida bildirishnoma" chiqardi. Bu bildirishnomaga koʻra, Jiaozjou koʻrfazi, Boxay koʻrfazi va daryolar boʻyidagi tozalash inshootlarini yangilashni yakunlash, oqizish standartini 10-12 mg/L oraligʻida nazorat qilinadigan oqava suvlar sifatini -IV darajaga koʻtarish kerak edi. Ushbu siyosatning chiqarilishi loyihaning dastlabki tasdiqlanishi (2021-yil iyun) va uning jismoniy boshlanishi (2023-yil aprel) oralig‘iga to‘g‘ri keldi va bu allaqachon tasdiqlangan original dizayn standartlari va so‘nggi ekologik talablar o‘rtasida texnik tafovut yaratdi. G'arbiy qirg'oqning yangi hududida yangi oqava suvlarni tozalash inshooti sifatida, tugallangandan so'ng muvofiqlikni ta'minlash uchun qurilish bosqichida jarayonni optimallashtirishni bir vaqtning o'zida amalga oshirish va texnik-iqtisodiy asoslash orqali iqtisodiy jihatdan mumkin bo'lgan modernizatsiya rejasini ishlab chiqish zarur bo'ldi.
1. Jarayon sxemasini loyihalash va tanlash
1.1 Chiqindilarni loyihalash sifati
Loyihaning oqava suv standartlari kvazi-V toifadan kvazi-Sinf IV er usti suvlari sifatiga ko‘tarildi. BOD, COD kabi ko'rsatkichlarning qiymatlarini yanada kamaytirish uchun oqilona texnik echimlar kerak ediCr,Oqova suvda TN, NH₃-N va TP. Maxsus tahlilda ko'rsatilgan1-jadval.
1.2 Muhandislik texnik sxemasini tanlash
Qurilayotgan zavodning texnologik oqimi ko'rsatilgan1-rasm.
Qurilayotgan zavod "Oldindan tozalash + modifikatsiyalangan AAOAO biokimyoviy tank + ikkilamchi cho'kindi tank + yuqori-samarador cho'kindi tank + V-turi filtri + ozon oksidlanishi" jarayonini qabul qiladi. Tuzilmalarning joylashuvi ixcham bo'lib, modernizatsiya loyihasi uchun ortiqcha er qoldirmaydi, shuning uchun u davom etayotgan qurilishga asoslanishi kerak. Yangilanish birinchi navbatda COD kabi ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlashga qaratilganCr, NH₃-N, TN va TP. Batafsil ma'lum bo'lganidek, ikkita qiyosiy sxema taklif qilindi2-jadval.
1-sxema: AAOAO-MBBR + Yuqori-samaradorlikdagi cho‘ktirish tanki jarayoni
- Biokimyoviy tizimni o'zgartirish: Qurilayotgan AAOAO biokimyoviy tankining strukturasini optimallashtirish. Anoksik zona hajmini kengaytirish orqali denitrifikatsiya qobiliyatini oshiring. Bir vaqtning o'zida NH₃-N va TN ni biokimyoviy olib tashlash samaradorligini kuchaytirib, kompozit jarayonni hosil qilish uchun aerob zonada mahalliy MBBR tashuvchilarni qo'shing.
- Fizik-kimyoviy tizimni yangilash: Barqaror TP muvofiqligini ta'minlash uchun yuqori samarali cho'kma tankining tank tuzilishi va yordamchi uskuna parametrlarini optimallash-.
- Murakkab davolashni kuchaytirish: Ozon oksidlanish blokidagi dozani o'tga chidamli organik moddalarni yanada parchalash uchun oshiring va CODni ta'minlang.Crtushirishga muvofiqligi.
2-sxema: Yuqori-samaradorlikdagi cho‘ktirish tanki + Denitrifikatsion chuqur qatlam filtri jarayoni
- Ishlash rejimini optimallashtirish: AAOAO biokimyoviy tankining asl tuzilishini saqlang. NH₃-N davolash samaradorligini taʼminlovchi taʼsir sifatiga asoslangan anoksik/aerob rejimlar oʻrtasida dinamik almashish uchun post{1}}anoksik zonaga sozlanishi mumkin boʻlgan aeratsiya qurilmalarini qoʻshing.
- Fizik-kimyoviy tizimni yangilash: Barqaror TP muvofiqligini ta'minlash uchun yuqori samarali cho'kma tankining tank tuzilishi va yordamchi uskuna parametrlarini optimallash-.
- Denitrifikatsion filtrni qabul qilish: TN chiqarish qobiliyatini oshirish uchun uglerod manbasini dozalashdan foydalanib, V{0}}tipli filtrni denitrifikatsion chuqur qatlamli filtrga aylantiring.
- Murakkab davolashni kuchaytirish: Ozon oksidlanish blokidagi dozani o'tga chidamli organik moddalarni yanada parchalash uchun oshiring va CODni ta'minlang.Crtushirishga muvofiqligi.
Ikkala sxema ham azot va fosforni olib tashlash talablariga javob berishi mumkin. 1-sxema TNni olib tashlashga erishish uchun biokimyoviy tankga o'zgartirishlardan foydalanadi. Uning afzalligi ta'sir etuvchi uglerod manbasidan to'liq foydalanishdadir. Ta'sir qiluvchi TN o'zgarganda, TNni olib tashlash uchun anoksik zonaga tashqi uglerod manbai ham qo'shilishi mumkin. Taqqoslash uchun, 2-sxemada ishlatiladigan denitrifikatsion chuqur qatlam filtri tashqi uglerod manbasidan foydalanishni talab qiladi va filtrdagi mikrobial faollikni uzoq-ta’mirlashni talab qiladi, bu esa operatsion xarajatlarni oshiradi. Har ikki sxema boʻyicha qurilishga investitsiya xarajatlari solishtirish mumkin boʻlsa-da, koʻp oʻlchovli mulohazalar, jumladan, operatsion xarajatlarni nazorat qilish, jarayon barqarorligi va uglerod manbalaridan foydalanish samaradorligini hisobga olgan holda, iqtisodiy samaradorlik va operatsion moslashuvchanlikni taʼminlovchi 1-sxema-yakunida modernizatsiya loyihasini amalga oshirish jarayoni sifatida tanlandi.
2. Muhandislik loyihalashning asosiy nuqtalari
2.1 Biokimyoviy tizimni o'zgartirish
MBBR jarayonining asosiy texnologiyasi loyihalash orqali to'xtatilgan tashuvchilarning samarali suyuqlashtirilgan harakatiga erishish va shu bilan tizimning ifloslantiruvchi moddalar uchun biodegradatsiya samaradorligini sezilarli darajada oshirishdan iborat. Ushbu texnologik tizim beshta asosiy elementdan iborat: yuqori{1}}mexanik-mexanik quvvatga ega biofilm tashuvchilar, moslashtirilgan gidravlik tank strukturasi, yo‘nalishli aeratsiya tizimi, aniq tutib turish ekrani qurilmasi va suyuqlik harakatlantiruvchi uskuna. Sozlangan rezervuar hajmlari va mintaqaviy kanalizatsiya tizimida 20 000 m³ / kun oqava suvlarni tozalash uskunasini (MBBR) ijaraga berish loyihasining dizayn parametrlariga asoslanib, to'xtatilgan tashuvchilarning hisoblangan umumiy talab qilinadigan samarali sirt maydoni taxminan 2,164,000 m² ni tashkil qiladi. MBBR tashuvchilarning loyihalashtirilgan samarali o'ziga xos sirt maydoni 750 m² / m³ dan ortiq. O'zgartirilgan AAOAO-MBBR tank hajmi uchun dizayn hisob-kitob jadvali quyida keltirilgan.3-jadval.
2.2 Fizik-kimyoviy tizimni yangilash
Yuqori{0}}samarali cho'kma tanki ikkita parallel guruhda ishlashga mo'ljallangan. Ushbu jihozni taʼmirlash texnologik paket shaklini qabul qiladi, uskuna yetkazib beruvchi toʻliq-jarayonning texnik kafolatlarini va ishlash majburiyatlarini taqdim etadi. Asosiy jarayon parametrlari va uskunalar konfiguratsiyasi quyidagilardan iborat.
Koagulyatsion tank jami 4 ta bo'limga ega bo'lgan ikkita guruhdan iborat. Yagona bo'linmaning loyihalashtirilgan o'lchami 2,675 m × 2,725 m × 5,9 m. Maksimal ushlab turish vaqti taxminan 3,8 daqiqa, tezlik gradienti (G) 250 s-¹ dan katta yoki unga teng. Har bir aralashtirgich 4 kVt quvvatga-bir birlik bilan sozlangan.
Flokulyatsiya tanki jami 2 bo'linmali ikkita guruhdan iborat. Yagona bo'linmaning loyihalashtirilgan o'lchami 5,65 m × 5,65 m × 5,9 m. Hibsga olishning eng yuqori vaqti taxminan 8,3 minut. Shlangi trubaning ichki diametri 2575 mm. U har biri 7,5 kVt quvvatga ega PH 2500 mm turbinli{13}}qorishtirgichlar bilan sozlangan.
Sedimentatsiya tanki ikki guruhdan iborat. Bir guruh uchun egilgan quvur maydoni taxminan 84 m² ni tashkil qiladi. Sedimentatsiya tankining diametri 11,7 m. Eğimli trubka yuzasida loyihalashtirilgan o'rtacha gidravlik yuklash tezligi 12,4 m³/(m²·soat), eng yuqori qiymati 16,1 m³/(m²·soat) ni tashkil qiladi. Sedimentatsiya zonasi uchun mo'ljallangan o'rtacha gidravlik yuklanish tezligi 7,6 m³/(m²·soat), eng yuqori qiymati 9,9 m³/(m²·soat) ni tashkil qiladi.
Kimyoviy dozalash tizimi quyidagicha tuzilgan: Tijorat polialyuminiy xlorid (PAC) suyuqligi (10% Al₂O₃) koagulyant sifatida ishlab chiqilgan bo'lib, koagulyatsion idishning kirish qismida bir nechta nuqtalarda dozalanadi. Belgilangan maksimal dozasi 300 mg / L, o'rtacha dozasi 150-200 mg / L. Mexanik diafragma o'lchash nasoslari ishlatiladi, ular 10-katta onlayn suyultirish tizimi bilan tuzilgan. Anion poliakrilamid (PAM) flokulyant sifatida ishlab chiqilgan bo'lib, yuqori samarali cho'kma tankining flokulyatsiya bo'limida dozalanadi. To'liq avtomatik uzluksiz PAM eritmasini tayyorlash va dozalash moslamasi to'plami ishlatiladi, eritma konsentratsiyasi 2 g / L. Belgilangan maksimal dozasi 0,6 mg / L, o'rtacha dozasi 0,3 mg / L. Dozalash nasoslari vintli o'lchash nasoslari bo'lib, ular 10 marta onlayn suyultirish tizimi bilan jihozlangan.
2.3 Pilot{1}}Ozon oksidi boʻyicha tajriba tekshiruvi
IV sinf er usti suvi standartlariga (COD kontsentratsiyasi 30 mg/l dan kam yoki unga teng) mos keladigan yangilangan zavod oqava suvlarining texnik imkoniyatlarini tekshirish uchun ushbu tadqiqot 2024-yil iyun oyida tadqiqot mavzusi sifatida Lianvanhe suv sifatini tozalash zavodining birinchi va ikkinchi fazalaridan ikkilamchi oqava suvni tanladi. olib borilgan. Tajriba ushbu jarayonning Xin'an loyihasi dizayniga qo'llanilishi va maqsadga erishish mumkinligini baholashga qaratilgan.
Bu tajribada Lyanvanxe zavodida mavjud kichik{0}}oʻlchamdagi qum filtrlash moslamasidan (tozalash quvvati 1,5 m³/soat) foydalanildi. Saytda tajriba-miqyosda ozon oksidlanish reaktsiyasi qurilmasi (minora reaktori, samarali hajmi 0,5 m³) o'rnatildi. Mavjud ikkilamchi sedimentatsiya tankining oqava suvlari kichik qum filtri bilan filtrlangan, keyin yuqoridan ozon oksidlanish minorasiga kirish uchun nasos bilan ko'tarilgan. Ozonning oksidlovchi ta'siri suv oqimidan o'tga chidamli organik moddalarni olib tashlash uchun ishlatilgan, bu esa CODni yanada kamaytirishga erishgan.
2.3.1 Ozon dozasi 20 mg/L va HRT 30 daqiqada "Qum filtrlash + ozon oksidlanishi" ning bajarilishi
Ushbu tadqiqot bosqichida ta'sir qiluvchi COD kontsentratsiyasi 38,2 dan 43,4 mg / L gacha, o'rtacha 40,4 mg / L ni tashkil etdi. "Qum filtrlash + ozon oksidi" jarayoni bilan tozalashdan so'ng, oxirgi chiqindi suvning COD o'rtacha 28,8 mg / L ni tashkil etdi. Tajriba shuni ko'rsatdiki, COD kontsentratsiyasi yuqori bo'lganida, chiqindi suvning COD standartga javob bermagan holatlar mavjud. Bundan tashqari, sinovdan o'tgan oqava suvning yakuniy rangi oqimdan yuqori bo'lib qoldi va tushirish standartiga javob bermadi. Tafsilotlar ichida ko'rsatilgan2-rasm (a).
2.3.2 Ozon dozasi 25 mg/L va HRT 30 minutda “Qum filtrlash + ozon oksidlanishi”ning bajarilishi
CODni olib tashlashni yanada yaxshilash va oqava suv rangini pasaytirish uchun ushbu bosqich HRTni 30 daqiqada ushlab turganda ozon dozasini oshirishni davom ettirdi. Ushbu eksperimental bosqichda ta'sir qiluvchi COD kontsentratsiyasi 36,3 dan 46,2 mg / L gacha, o'rtacha 40,4 mg / L ni tashkil etdi. Davolanishdan so'ng COD kontsentratsiyasi 28 mg / L ga kamaydi. Uchuvchi sinovdan olingan oqava suvning yakuniy rangi hali ham oqimdan yuqori bo'lib, tushirish standartiga javob bermadi. Tafsilotlar ichida ko'rsatilganShakl 2(b).
2.3.3 Ozon dozasi 30 mg/L va HRT 30 minutda “Qum filtrlash + ozon oksidlanishi”ning bajarilishi
30 mg/l ozon dozasi va 30 minutlik HRT sharoitida "Qum filtrlash + ozon oksidlanishi" jarayoni ikkilamchi oqava suvlarni tozalashning yaxshi samaradorligini ko'rsatdi. Ushbu sinov bosqichida ta'sir etuvchi COD kontsentratsiyasi 38,2 dan 42,2 mg / L gacha, o'rtacha 40,2 mg / L ni tashkil etdi. Tozalashdan so'ng, oqava suvning COD konsentratsiyasi 30 mg / L dan past bo'lib, o'rtacha 26 mg / L ni tashkil etdi. Ushbu bosqichda jarayon rangni yo'qotishning yaxshi samaradorligini ko'rsatdi, o'lchangan rang doimiy ravishda 20 dan past bo'lib, tushirish standartiga barqaror javob beradi. Tafsilotlar ichida ko'rsatilgan2-rasm (c).
2.3.4 Eksperimental xulosa
Eksperimental natijalarga ko'ra, optimal reaktsiya sharoitida ozonni tozalash moslamasida ozon dozasi (30 mg / L) va CODni olib tashlash (12,2 mg / L) nisbati 2,45: 1,00 ni tashkil etdi.
Pilot tajriba shuni isbotladiki, "Qum filtrlash + ozon oksidi" ilg'or tozalash jarayoni Lianvanhe zavodidan ikkinchi darajali oqava suvning COD qiymatini samarali ravishda kamaytirishi mumkin. Shu sababli, Xin'an Qianhe loyihasi uchun ilg'or tozalash jarayoni sifatida "Qum filtrlash + ozon oksidlanishi" jarayonini qabul qilish yaxshi texnik-iqtisodiy imkoniyatlarga ega va loyihaning chiqindi suvi COD 30 mg / L dan past darajada barqaror bo'lishini ta'minlaydi.
3. Xulosa
Ushbu tadqiqot uchta asosiy modifikatsiya moduliga qaratilgan: biokimyoviy tozalash tizimi AAOAO-MBBR gibrid (to'xtatilgan va biriktirilgan o'sish) jarayonini qabul qiladi; fizik-kimyoviy tozalash moslamasi yuqori -samarador cho'kindi cho'kish tanki uchun tank tuzilishi va jihozlarini tanlashni optimallashtiradi; va ilg'or davolash aloqasi sinov{2}}miqyosda ozon oksidlanish tajribasi orqali tasdiqlanadi.
Ushbu jarayon zanjirini sinergik optimallashtirish orqali “Biokimyoviy yaxshilash – fizik-kimyoviy takomillashtirish – ilg‘or himoya”-to‘liq jarayonni qayta ishlash tizimi yaratilgan. Shu bilan birga, ushbu muhandislik dizayni mavjud ob'ektlardan maksimal darajada foydalanish va ta'mirlash ish yukini minimallashtirish uchun barcha tuzilmalar uchun qurilish ketma-ketligini muvofiqlashtirilgan optimallashtirishni talab qiladigan joriy qurilish loyihasining ob'ektiv haqiqatiga amal qiladi.
Loyiha qurilayotgan zavodning oqava suv sifati standartini loyihalashning ta'sirchan sifati uchun mezon sifatida ishlatadi. COD ning chiqarish kontsentratsiyasiCr, BOD₅, NH₃-N va TP GB 3838-2002 "Yer usti suvlari uchun atrof-muhit sifati standartlari"da belgilangan IV sinf standartlariga (TN 10/12 mg/L dan kam yoki unga teng) mos kelishi kerak. Boshqa ko'rsatkichlar GB 18918-2002 "Shahar oqava suvlarini tozalash inshootlari uchun ifloslantiruvchi moddalarni chiqarish standarti" A darajasi standartlariga mos kelishi kerak. Ushbu modernizatsiya loyihasining dizayn miqyosi 50 000 m³ / kun, jami sarmoyasi 27,507 million yuan, foydalanish qiymati 0,3 yuan/m³, umumiy qiymati 0,39 yuan/m³ va ish suvi narxi 0,45 yuan/m³.