Ôl Troed Carbon Dŵr Gwastraff Ysbyty MBBR: 0.50 kg CO2-eq/m3, 66% yn is na MBR (Astudiaeth Achos Yichang)

Trin dŵr gwastraff ysbytai yw un o'r swyddi mwyaf heriol ym maes peirianneg dŵr. Y tu hwnt i lygryddion confensiynol, mae'r nant yn cario pathogenau, gwrthfiotigau, sgil-gynhyrchion diheintydd, a gweddillion fferyllol sy'n gwthio terfynau rhyddhau i'w haen fwyaf llym. Yn draddodiadol, mae cyrraedd y terfynau hynny wedi arwain at bris amgylcheddol trwm - hyd yn hyn. Mae'r astudiaeth byd go iawn hon o ysbyty Gradd 3A yn Yichang, Tsieina, yn dangos bod system A/O-MBBR yn torri'r cyfaddawd: dwyster carbon o ddim ond0.50 kg CO2-eq/m³, yn fras66% yn isna systemau bio-adweithydd pilen cyfatebol (MBR) sy'n trin yr un dŵr gwastraff.

Pam Mae Dŵr Gwastraff Ysbytai yn Broblem Garbon

Mae dŵr gwastraff ysbytai yn sylfaenol wahanol i garthion trefol. Mae'n cyfuno llwythi organig uchel gyda chyfansoddion sy'n weithredol yn fiolegol y mae'n rhaid eu dinistrio cyn eu rhyddhau. Mae'r safonau llymaf yn gadael dim lwfans gwallau i weithredwyr triniaeth, a oedd yn hanesyddol yn gwthio dylunwyr tuag at brosesau sy'n defnyddio llawer o ynni ac yn gemegol-ddwys. Y canlyniad: daeth y driniaeth ei hun yn ffynhonnell sylweddol o allyriadau nwyon tŷ gwydr (GHG).

Mewnwelediad yr astudiaeth hon yw hynnydewis proses, nid perfformiad triniaeth yn unig, sy'n pennu'r canlyniad carbon. Trwy feintioli pob ffynhonnell allyriadau dros flwyddyn lawn o weithredu - trydan, methan proses (CH₄), ocsid nitraidd (N₂O), cemegau, a chludo llaid - mae'r dadansoddiad yn dilyn canllawiau IPCC 2019 ac yn adeiladu cyfriflyfr carbon cyflawn, archwiliadwy. Mae'r niferoedd yn dangos yn union ble mae'r allyriadau'n cuddio a pha liferi sy'n sicrhau'r gostyngiadau mwyaf.

Y Planhigyn A'r Broses Dan Astudio

Ffurfweddiad A/O-MBBR yn yr Orsaf Ysbyty 1,200 m³/d

Comisiynwyd yr orsaf driniaeth yn 2020 gyda chapasiti dylunio o1,200 m³/d. Mae ei drên proses yn gryno ac yn gadarn: tanc anocsig wedi'i ddilyn gan danc aerobig/MBBR, eglurwr eilaidd, a diheintio terfynol. Mae'r adweithydd biofilm gwely symudol yn pacio dwysedd uchel o gludwyr biofilm i'r parth aerobig, felly mae'r system yn cynnal biomas gweithredol mawr o fewn ôl troed bach - mantais hanfodol ar gampysau ysbytai lle mae tir yn brin.

Mae Tabl 1 yn crynhoi data gweithredu blynyddol 2023 sy’n bwydo’r cyfrifon carbon. Sylwch ar y perfformiad nitrogen: mae TN mewnlifol o 55 mg/L yn cael ei leihau i 15 mg/L yn unig, tra bod CODCr yn gostwng o 420 i 38 mg/L - tystiolaeth bod y broses yn darparu triniaeth sefydlog sy'n cydymffurfio ar draws y flwyddyn gyfan.

Y ffigur unigol mwyaf trawiadol yn y tabl hwn yw defnydd pŵer uned o0.70 kWh/m³. Oherwydd bod y cludwyr biofilm yn disodli rhan o'r biomas crog, nid oes angen i'r system awyru gadw stocrestr hylif cymysg enfawr wedi'i hatal, ac nid oes awyru sgwrio pilen o gwbl. Mae'r un dewis dylunio hwnnw'n mynd trwy'r cydbwysedd carbon cyfan.

Canlyniadau Cyfrifo Carbon

Cyfanswm Allyriadau Blynyddol: 182.15 t CO2-eq

Mae Tabl 2 yn dadansoddi'r rhestr nwyon tŷ gwydr yn ôl ffynhonnell a chwmpas. Mae dwyster carbon yn gweithio allan i0.50 kg CO2-eq/m³- ffigur sy'n cymharu â thriniaeth dŵr gwastraff trefol confensiynol, sy'n rhyfeddol o ystyried natur llawer mwy peryglus y ffrwd porthiant.

Mae'r siart cyfansoddi isod yn gwneud y stori'n weledol: mae un ffynhonnell yn dominyddu, a'r ffynhonnell y gall gweithredwyr ei rheoli mewn gwirionedd.

Canfyddiadau Allweddol O'r Stocrestr

1. Trydan yn dominyddu ar 79.85%

Yn0.70 kWh/m³, mae pŵer uned y system yn amlwg yn is na systemau pilen, sy'n gorfod defnyddio egni ychwanegol ar gyfer awyru sgwrio pilen. Mae'r crynodiad hwn o allyriadau mewn un categori a ddeellir yn dda yn golygu bod gwella effeithlonrwydd awyru yn ymosod yn uniongyrchol ar y ffynhonnell fwyaf - mae gan bob cilowat-awr a arbedir fudd carbon mesuradwy ar unwaith.

2. Allyriadau Nwyon Ty Gwydr Uniongyrchol yn Ail-Fwyaf ar 18.27%

Mae prosesau CH₄ (12.45%) ac N₂O (5.82%) yn cario potensial cynhesu byd-eang uchel - mae N₂O tua 273 gwaith CO₂ yn fras dros 100 mlynedd. Cynhyrchir y rhain y tu mewn i'r broses fiolegol ei hun. Gellir gweithredu'r canfyddiad: gall optimeiddio prosesau sy'n cydbwyso ocsigen toddedig a chyfraddau ailgylchredeg wella ar yr un pryd tynnu nitrogen ac atal cynhyrchu N₂O, gan dorri llwyth llygryddion ac ôl troed carbon.

3. Mae Ôl Troed Carbon Cemegol Ger-Zero ar 0.71%

Mae'r system yn defnyddio dim ond sodiwm hypochlorite ar gyfer diheintio a PAC ar gyfer ceulo. Mae ynadim galw cemegol glanhau pileno gwbl - mantais gynhenid ​​o gludwyr biofilm dros bilenni. Mae hyn yn gwneud yr ôl troed carbon cemegol drosodd11 gwaith yn isna system MBR gyfatebol.

4. Mae Gwaredu Llaid yn Fân ar 1.17%

Dim ond 1.17% o gyfanswm y carbon y mae llaid gwlyb a anfonir i'w losgi yn cyfrannu. Mae cynnyrch llaid isel systemau MBBR, sy'n cael ei yrru gan y ffracsiwn biofilm sy'n tyfu'n araf, yn cadw costau trin ac allyriadau i lawr yr afon.

MBBR Vs MBR: Mantais Carbon o 66%.

Daw'r dystiolaeth fwyaf cymhellol o gymharu'n uniongyrchol. Nododd astudiaeth ddiweddar o systemau ysbyty MBR (He Junqing et al.) ddwyster carbon ar gyfer gosodiadau tebyg, ac mae’r bwlch yn ddramatig:

Mae dau fecanwaith yn esbonio'r fantais. Yn gyntaf,effeithlonrwydd ynni: ar 0.70 yn erbyn 0.93 kWh/m³, mae'r MBBR yn osgoi'r awyriad sgwrio pilen dwysedd uchel na all systemau MBR fyw hebddo. Yn ail,dileu cemegol: mae pilenni'n galw am lanhau cemegol cyfnodol gyda'r olion traed cysylltiedig-garbon a thrafnidiaeth, tra nad oes gan MBBR unrhyw alw am lanhau'r bilen. Mae'r ddau ffactor yn gwaethygu i gyflawni'r gostyngiad carbon o 66%.

Llwybrau at Leihau Carbon Ymhellach

Mae'r cyfriflyfr carbon hefyd yn nodi'r ffordd ymlaen. Gall tri uwchraddiad wthio'r system yn is fyth:

Uwchraddio awyru.Gall disodli chwythwyr Roots â chwythwyr levitation magnetig, ynghyd â rheolaeth adborth ocsigen toddedig (DO), dorri'r categori allyriadau mwyaf yn ei ffynhonnell trwy gyfateb cyflenwad awyru â galw amser real.

Optimeiddio prosesau.Mae mireinio mannau gosod DO a chymarebau ailgylchredeg yn atal cynhyrchu N₂O, gan ostwng yn uniongyrchol y gyfran o 5.82% a gyfrannir gan y nwy tŷ gwydr cryf hwn.

Ynni adnewyddadwy.Byddai darpariaeth ffotofoltäig solar ar y to o ddim ond 10% o'r galw yn lleihau'n fras14.5 t CO₂/blwyddyn- cam deniadol, gweladwy tuag at gampws ysbyty sero-net.

Tecawe Allweddol

Mae MBBR yn ddatrysiad carbon isel gwirioneddol ar gyfer dŵr gwastraff ysbytai, yn cyflenwi0.50 kg CO2-eq/m³- yn debyg i driniaeth ddinesig gonfensiynol er gwaethaf y llif porthiant llawer mwy peryglus.

Mae'rMantais carbon 66% dros MBRyn cael ei yrru gan ddileu cemegau bilen a llai o alw am ynni, nid trwy aberthu perfformiad triniaeth.

Trydan yw'r prif lifer ar 79.85%, felly mae gwelliannau effeithlonrwydd awyru yn cael effaith uniongyrchol, wedi'i meintioli.

Mae'r ôl troed carbon cemegol bron yn sero (0.71%) yn fantais nodedig, anodd ei hailadrodd.

Mae allyriadau nwyon tŷ gwydr uniongyrchol (18.27%) yn haeddu sylw penodol wrth ddylunio prosesau, gan mai dyma'r rhai sy'n ymateb fwyaf i diwnio gweithredol.

Casgliad

Mae'r achos byd go iawn hwn yn dangos y gall MBBR drin dŵr gwastraff ysbyty heriol wrth gynnal ôl troed carbon66% yn is na systemau MBR cyfatebol. Mae'r cyfuniad o ddefnydd ynni is, dim cemegau pilen, a pherfformiad triniaeth gadarn yn gwneud MBBR yn ddewis cymhellol ar gyfer dŵr gwastraff meddygol - yn enwedig ar gyfer rheolwyr cyfleusterau a pheirianwyr dylunio sy'n gorfod bodloni cydymffurfiad triniaeth a nodau lleihau carbon sefydliadol ar yr un pryd.