BIOLAK jarayonini oqava suvlarni tozalash inshootini kvazi-IV sinf standartlariga yangilashda qo‘llash
21-asrning boshlarida Xitoyda joriy etilgan BIOLAK jarayoni oddiy tuzilishi va past investitsiya xarajatlari tufayli shahar oqava suvlarini tozalashda keng qo'llanildi. So'nggi yillarda tushirish standartlarini kuchaytirish va avtomatlashtirishning kuchayishi bilan ko'pchilik mavjud BIOLAK zavodlari yangilanishlarga duch kelmoqda. Azot va fosforni olib tashlashni yaxshilash uchun to'xtatilgan tashuvchilarni qo'shish, tanklarni qayta jihozlash va funktsional zonalarni qayta belgilash kabi yaxshilanishlar amalga oshirildi. Yangi qurilgan zavodlar asosan A²/O va oksidlanish kanali jarayonlarini qo'llasa-da, BIOLAKning amaldagi ishlashi, ayniqsa qat'iy emissiya standartlari bo'yicha kam sonli hisobotlar mavjud. BIOLAK jarayoni vaqtinchalik anoksik va aerob zonalarni yaratish uchun aylanuvchi aeratsiya zanjirlaridan foydalanadi, bu asosan ko'p bosqichli A/U jarayoni sifatida ishlaydi. Operatsion optimallashtirish orqali chiqindi suv sifati kvazi-Sinf IV er usti suvlari standartiga barqaror javob berishi mumkin.
1 Loyiha haqida ma'lumot
Xebey provinsiyasidagi oqava suvlarni tozalash inshooti asosiy texnologiya sifatida BIOLAK jarayonidan foydalanadi. Oqim 18 000 dan 22 000 m³ / kun gacha, o'rtacha 19 000 m³ / kunni tashkil etadi, birinchi navbatda shahar maishiy kanalizatsiya va oz miqdordagi qishloq xo'jaligini qayta ishlash oqava suvlarini tozalaydi. Loyihalashtirilgan suv va oqava suv sifati ko'rsatilgan1-jadval. Asl tushirish standarti *"Shahar oqava suvlarini tozalash inshootlari uchun ifloslantiruvchi moddalarni chiqarish standarti" (GB 18918-2002)* A darajasi standarti edi. Denitrifikatsiya va defosforizatsiyani kuchaytirish uchun anaerob zonani ajratishni o'z ichiga olgan yangilanishdan so'ng, zavod endi *"Daqing daryosi havzasi uchun suvni ifloslantiruvchi moddalarni chiqarish standartlari" (DB13/2795-2018)* ning asosiy nazorat zonasi chegaralariga mos keladi. Jami azotdan tashqari, boshqa barcha ko'rsatkichlar *"Yer usti suvlari uchun ekologik sifat standartlari" (GB 3838-2002)* da ko'rsatilgan IV sinf standartlariga javob beradi. Jarayonning borishi rasmda ko'rsatilgan1-rasm.
Zavod dezinfeksiya uchun natriy gipoxloritdan foydalanadi. Loy tsement o'choqlarida birgalikda qayta ishlash uchun tashishdan oldin yuqori bosimli plastinka va ramka filtrlash orqali 60% dan past namlikgacha suvsizlanadi.
Har bir tozalash bo'linmasining ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlashga qo'shgan hissasi adabiyotdan havola qilingan maxsus usullar bilan ommaviy muvozanat asosida hisoblab chiqilgan.
2 Operatsion boshqaruvni optimallashtirish chora-tadbirlari
Ish paytida oqava suvlarning barqarorligini oshirish, energiya va xarajatlarni tejash uchun bir nechta optimallashtirish choralari amalga oshirildi.
2.1 Kengaytirilgan erigan kislorod (DO) nazorati
Mavjud BIOLAK rekonstruksiya loyihalari ko'pincha uning ko'p bosqichli A/O varianti sifatida zaif rayonlashtirishni qayd etadi, bu esa denitrifikatsiya samaradorligining pastligiga olib keladi. Ushbu loyihada, chiqindi ammiak azotining muvofiqligini ta'minlash bilan birga, aeratsiya zonasi oxiridagi maksimal DO 0,5-1,0 mg / L darajasida saqlanib qoldi, bu an'anaviy DO nazorati talablaridan past.
2.2 Jarayon ma'lumotlarini monitoringini oshirish
DO nazorati va tashqi uglerod manbasini dozalash bo'yicha rahbarlik qilish uchun optimal nazorat diapazonlarini aniqlash uchun anaerob zonaning oxirida va BIOLAK tankida nitrat azot va ammiak azoti kuzatildi. Ish paytida tashqi uglerod manbasining dozasi kamaytirildi yoki anaerob zonaning oxirida nitrat azot bo'lganda to'xtatildi.<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 Ichki oqava suvlarni nazorat qilish maqsadlarini belgilash
Barqaror muvofiqlikni ta'minlash uchun ichki nazorat maqsadlari har bir ifloslantiruvchini nazorat qilish qiyinligidan kelib chiqqan holda, tushirish chegaralarining 30% -80% gacha o'rnatildi. Ushbu ichki chegaralardan oshib ketish oqava suv konsentratsiyasini maqbul diapazonga qaytarish uchun jarayon parametrlarini zudlik bilan o'zgartirishga olib keldi. COD, ammiak azot, umumiy azot va umumiy fosfor uchun yillik ichki nazorat maqsadlari mos ravishda 15 mg / L, 0,5 mg / L, 12 mg / L va 0,12 mg / L edi.
2.4 Tegishli loy konsentratsiyasini saqlash
Loy chiqindilari oqim, yuk va mavsumga qarab o'zgartirildi. Loyni ushlab turish vaqti (SRT) 15-25 kun, aralash suyuqlik to'xtatilgan qattiq moddalar (MLSS) kontsentratsiyasi 2,500-4,500 mg / L darajasida saqlangan. Xususan, MLSS yoz va kuzda 2500–3500 mg/L, loy yuki taxminan 0,06 kgCOD/(kgMLSS·d), qish va bahorda esa 3500–4500 mg/L, loy yuki taxminan 0,04ML·SSd(kg/kg) da nazorat qilindi.
2.5 Murakkab davolash birliklarining ishlashini sozlash
Qishda past haroratlar flokulyatsiya va cho'ktirishga ta'sir qildi. V-tipli filtrlarni o‘z vaqtida qayta yuvmaslik oqava suvlarning to‘xtatilgan qattiq moddalari va COD ko‘payishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun qishki ish paytida koagulyatsion samaradorlikka qarab teskari yuvish chastotasi oshirildi va chiqindidagi to'xtatilgan qattiq moddalar kontsentratsiyasini kamaytirish uchun koagulyatsiya{3}}cho'kma idishidan loy chiqishi kuchaytirildi.
3 Davolanish samaradorligi
Yillik kirish COD 109 dan 248 mg / L gacha, o'rtacha 176 mg / L. Chiqindilarning COD miqdori 9,5 dan 20,1 mg / L gacha, o'rtacha 12,1 mg / L. Chiqindilarni COD ichki nazorat maqsadidan (15 mg / L) oshib ketganda, to'xtatilgan qattiq moddalarni kamaytirish uchun filtrni qayta yuvish chastotasi oshirildi. Koagulyatsiya samaradorligini oshirish uchun-cho'ktiruvchi idishni yuqori-zichlikdagi yoki magnit koagulyatsiya-cho'kindiga yangilash tavsiya etiladi.
Yillik oqadigan ammiak azoti 17,8 dan 54,9 mg/l gacha, o‘rtacha 31,9 mg/l ni tashkil etdi. Chiqindidagi ammiak azoti 0,12 dan 1,30 mg/l gacha, o‘rtacha 0,5 mg/l ni tashkil etdi. Ichki nazorat maqsadidan oshib ketganda, aeratsiya optimallashtirish choralariga muvofiq sozlandi. Oqova suv sifati yil davomida *DB13/2795-2018* nazorat zonasining asosiy chegaralariga barqaror ravishda javob berdi.
Uglerod manbalarining kontsentratsiyasi past bo'lganligi sababli, energiya va xarajatlarni tejashga qaratilgan azot va fosforni olib tashlashni yaxshilash uchun jarayon sharoitlarini optimallashtirishga e'tibor qaratildi.
3.1 DO boshqaruvini optimallashtirish va azotni umumiy olib tashlash
Yillik kiradigan umumiy azot (TN) 20,3 dan 55,6 mg/l gacha (qarang.2-rasm), o'rtacha 42,1 mg/l. Chiqindilarning TN 2,5 dan 14,2 mg/l gacha, o'rtacha 8,8 mg/l, ichki nazorat maqsadi (12 mg/l) doirasida. TNni olib tashlashning o'rtacha darajasi 79,1% ni tashkil etdi. Loyni qayta ishlash nisbati 90% (ichki aralash suyuqlikni qayta ishlashsiz) bilan nazariy denitrifikatsiya samaradorligi 47,4% ni tashkil etdi, bu denitrifikatsiya anaerob selektordan tashqari boshqa texnologik zonalarda ham sodir bo'lganligini ko'rsatadi. Odatdagi siklda tozalash poyezdi bo'ylab azotdagi o'zgarishlar ko'rsatilgan3-rasm.
Odatiy siklda oqim TN 42,0 mg/l, ammiak va nitrat azot yig‘indisi 35,2 mg/l ni tashkil etdi. Anaerobik selektordan so'ng, TN 16,7 mg / L ni tashkil etdi, natijada nazariy qiymatga mos keladigan massa balansi orqali 43,5% olib tashlash darajasi. BIOLAK tanki TN ni 24,0% olib tashlashga yordam berdi. Ikkilamchi cho'kindi cho'kindi tankida chiqindi TN yanada kamaytirildi, bu esa qo'shimcha 11,3% olib tashlashga yordam berdi, asosan uning uzoq gidravlik saqlanish muddati (8,6 soat) tufayli endogen uglerod manbasi{10}}denitrifikatsiyasini amalga oshirish imkonini beradi. Boshqa birliklar 1,9% olib tashlashga hissa qo'shgan. Yakuniy oqava suv TN 8,1 mg/l ni tashkil etdi, umumiy olib tashlash darajasi 80,7% ni tashkil etdi.
Operatsion tajriba shuni ko'rsatadiki, BIOLAK jarayonida TNni olib tashlash uchun DO nazorati juda muhimdir. An'anaviy jarayonlarda DO odatda aerob zonaning oxirida kanal strukturasida o'lchanadi, bunda DO kesma bo'ylab nisbatan bir xil bo'ladi. Shu bilan birga, BIOLAK tankida aeratsiya zonasi uchi kengligi deyarli 70 metrni tashkil qiladi, DO nishab chetidan markazga oshib, 0,5-1,0 mg/l ga farq qiladi. Shuning uchun DO problarining joylashuvi diqqat bilan e'tibor talab qiladi.
BIOLAK aeratsiya zonasi oxirida maksimal DO ni qat'iy nazorat qilish orqali denitrifikatsiya uchun zarur bo'lgan anoksik muhit samarali ta'minlandi. Endogen uglerod manbalaridan foydalangan holda bir vaqtning o'zida nitrifikatsiya va denitrifikatsiya (SND) ga erishildi, natijada TN samarali olib tashlanishi mumkin.
3.2 Fosforni umumiy olib tashlash va operatsion optimallashtirish
Yillik ta'sir etuvchi umumiy fosfor (TP) 1,47 dan 4,80 mg / L gacha (qarang.4-rasm), o'rtacha 2,99 mg/l. Chiqindilarni TP 0,04 dan 0,17 mg / L gacha bo'lgan. Fosforni yo'qotish agenti dozasi ichki nazorat maqsadi (0,12 mg / L) asosida o'rnatildi. Oqibatda TP ning o'rtacha kontsentratsiyasi 0,07 mg / L ni tashkil etdi, bu tushirish standartiga barqaror javob beradi, o'rtacha TPni olib tashlash darajasi 98,3% ni tashkil etdi.
Odatda siklda davolash poezdi bo'ylab fosfatdagi o'zgarishlar ko'rsatilgan5-rasm.
Ta'sir qiluvchi fosfat 2,70 mg / L, qaytib loy fosfati esa 0,58 mg / L bo'lib, anaerob selektorga kiradigan nazariy fosfat 1,70 mg / L ni tashkil etdi. Polifosfat{4}}yig'uvchi organizmlar (PAO) tomonidan anaerob fosfor chiqarilgach, fosfat konsentratsiyasi 3,2 mg/l ga yetdi. Fosfat kontsentratsiyasi nisbati (anaerob zonada / oqimdagi maksimal) 1,9 ni tashkil etdi, bu sezilarli darajada ajralib chiqishni ko'rsatadi. Asosiy sabab past DO sharoitida samarali denitrifikatsiya edi, buning natijasida anaerob zonaga qaytariladigan loyda past nitrat kontsentratsiyasi, yaxshi anaerob muhitni saqlab qolish (ORP odatda -200 mV dan past) va fosforning ajralishini rag'batlantirish edi.
BIOLAK aeratsiya zonasidan so'ng fosforning sezilarli darajada o'zlashtirilishi sodir bo'lib, oxirida fosfat kontsentratsiyasini 0,3 mg / L gacha pasaytirdi va 88,9% biologik fosforni yo'qotish samaradorligiga erishdi. Sedimentatsiya va stabilizatsiya tanklaridan so'ng fosfat konsentratsiyasi 0,64 mg / L ga oshdi. Tahlillar shuni ko'rsatadiki, bu cho'kindi tankidagi uzoq HRT va BIOLAK tankidagi qat'iy nazorat qilinadigan DO, cho'kindi tankida anaerob holatni yaratib, ikkilamchi fosforning ajralib chiqishiga sabab bo'lgan. Koagulyatsion blokda kimyoviy dozalashdan so'ng, chiqindi fosfat 0,06 mg / L ga tushirildi. Shu sababli, iqtisodiy xarajatlar va operatsion murakkablikni hisobga olgan holda, denitrifikatsiyani kuchaytirish uchun ba'zi biologik fosforni olib tashlash samaradorligini qurbon qilish shunga o'xshash o'simliklar uchun maqbul optimallashtirish strategiyasidir.
4 Operatsion xarajatlar
To'g'ridan-to'g'ri ekspluatatsiya xarajatlariga elektr energiyasi, kimyoviy moddalar va loyni yo'q qilish kiradi. Yillik statistik ma'lumotlarga ko'ra, o'ziga xos quvvat iste'moli 0,66 kVt / m³ ni tashkil etdi. Elektr narxi 0,65 CNY/kVt (cho'qqi/paxta{4}}cho'qqi stavkalari kompozitsiyasi asosida) bo'lsa, elektr narxi 0,429 CNY/m³ edi. Bu iste'mol "Mahalliy oqava suvlarni tozalash inshootlarining ish sifatini baholash standarti" ga ko'ra yuqoriroq bo'lib, asosan aeratsiya tizimining kisloroddan foydalanish samaradorligi biroz pastroqdir. Kimyoviy xarajatlar, shu jumladan natriy asetat, fosforni yo'qotish agenti, PAM, natriy gipoxlorit va suvsizlantiruvchi kimyoviy moddalar jami 0,151 CNY/m³ ni tashkil etdi. Maxsus foydalanish va xarajatlar bo'limda ko'rsatilgan2-jadval.
Loy asosan biologik va kimyoviy (koagulyatsion tank) manbalaridan kelib chiqadi. Konditsioner sifatida ohak va temir xlorid bilan yuqori-bosimli plastinka va ramka filtrlash ishlatiladi. Ohakning dozasi quruq loy og'irligining taxminan 25% ni tashkil qiladi. Suvsiz pirojnoe 60% namlikka ega. Kundalik suvsizlangan loy ishlab chiqarish taxminan 9 tonnani tashkil etadi, quruq loyning o'ziga xos hosildorligi taxminan 0,15% ni tashkil qiladi. Loyni tashish 250 CNY/tonna turadi, buning natijasida loyni utilizatsiya qilish xarajati taxminan 0,118 CNY/m³ ni tashkil qiladi. Shuning uchun to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarishning umumiy qiymati 0,698 CNY/m³ ni tashkil qiladi.
5 Xulosa
① Xebey provinsiyasidagi oqava suvlarni tozalash inshooti shahar oqava suvlarini tozalash uchun BIOLAK jarayonidan foydalanib, oqava suv sifati *DB13/2795-2018* (Quasi-Class IV er usti suvi standarti) asosiy nazorat hududi chegaralariga barqaror javob beradigan bir yil davomida uzluksiz ishladi.
② Ko'p bosqichli A/O jarayonining varianti sifatida, BIOLAK aeratsiya zonasi oxiridagi maksimal DO ni 0,5–1,0 mg/L da nazorat qilish BIOLAK zonasida 24,0% va cho'kma idishida 11,3% TNni olib tashlashga olib keldi. Bu bir vaqtning o'zida nitrifikatsiya{6}}denitrifikatsiya va endogen uglerod manbasini denitrifikatsiyaga erishdi, bu esa azotni sezilarli darajada olib tashlash qobiliyatini namoyish etdi.
③ BIOLAK jarayoni uchun to'g'ridan-to'g'ri ekspluatatsiya qiymati 0,698 CNY/m³ ni tashkil etdi. Operatsion optimallashtirish choralari, shu jumladan jarayon ma'lumotlarini monitoring qilish va oqilona ichki nazorat maqsadlarini belgilash, shunga o'xshash oqava suvlarni tozalash inshootlarida ishlashni optimallashtirish va energiya/xarajatlarni tejashga erishish uchun ma'lumotnomalar berishi mumkin.