Gweithrediad Effaith Prosiect Uwchraddio Gwaith Trin Carthffosiaeth yn Tianjin
Cafodd gwaith trin dŵr gwastraff yn Tianjin brosiect uwchraddio ac adnewyddu gan fabwysiadu'r broses Modified Bardenpho-MBBR, gan godi ansawdd yr elifiant o'r safon Gradd A a nodir yn y "Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig" (GB 18918-2002) i safon Dosbarth A11205 lleol safonol Tian-DB-5. Mae'r broses Adweithydd Biofilm Gwely Symudol (MBBR) yn cynnwys ychwanegu cludwyr crog MBBR i'r adweithydd, darparu safleoedd ar gyfer atodi microbau a ffurfio bioffilmiau cysylltiedig, a thrwy hynny gynyddu'r biomas effeithiol yn y system a chael gwared ar lygryddion. Mae'r broses MBBR yn cynnig manteision megis llwytho triniaeth uchel, ymwrthedd cryf i lwythi sioc, perfformiad triniaeth sefydlog, rheolaeth weithredol syml, a gweithrediad proses hyblyg. Mae nifer cynyddol o WWTPs yn Tsieina yn mabwysiadu'r broses MBBR ar gyfer adnewyddu. Mae'r papur hwn yn dadansoddi perfformiad gweithredol WWTP Tianjin ar ôl ei uwchraddio, gyda'r nod o ddarparu cyfeiriad ar gyfer prosiectau uwchraddio tebyg.
1. Proses Symud Nitrogen a Ffosfforws Biolegol Cyfredol
Defnyddiodd y tanc biolegol gwreiddiol broses A²/O gyda chynhwysedd trin o 12,500 t/d. Cyfanswm oedran llaid y dyluniad oedd 14 diwrnod, crynodiad solidau crog hylif cymysg (MLSS) oedd 3,500 mg/L, tymheredd y dŵr dylunio oedd 10 gradd, cynnyrch llaid oedd 0.936 kgSS/kgBOD, a llwythiad llaid oedd 0.082 kgBOD/kgMLSS. Dyfnder dŵr effeithiol y tanc biolegol oedd 6 m, gyda chyfanswm cyfaint y tanc o 9,052.2 m³ a chyfanswm amser cadw hydrolig (HRT) o 17.4 awr. Y dosbarthiad HRT oedd: parth detholwr 0.58 h, parth anaerobig 1.38 h, parth anocsig 2.85 h, parth swing 0.92 h, a pharth aerobig 11.67 h. Ailgylchu llaid oedd 100%, ac ailgylchu mewnol hylif cymysg oedd 300%. Roedd y tanc biolegol gwreiddiol yn bennaf yn cynnwys darnau anaerobig anocsig. Gellid addasu paramedrau gweithredu yn seiliedig ar amodau mewnlifiad a gofynion elifiant i gael gwared ar nitrogen a ffosfforws, gydag ansawdd elifiant yn cyrraedd safon Gradd A Prydain Fawr 18918-2002.
2. Trosolwg o'r Prosiect Uwchraddio ac Adnewyddu
Nod yr uwchraddiad hwn oedd gwella ansawdd elifiant i gwrdd â safon Dosbarth A safon leol Tianjin "Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig" (DB 12/599-2015). Dangosir yr ansawdd dylanwadol ac elifiant a ddyluniwyd ynTabl 1. Yn ôl y gwerthoedd TN dylanwadol ac elifiant dylunio, mae cyflawni TN elifiant o dan 10 mg/L yn gofyn am gyfradd dadnitreiddio o 75.6% yn y system tanciau biolegol. Defnyddiodd y tanc biolegol gwreiddiol ffurfwedd A²/O. Nododd cyfrifiadau yn seiliedig ar gyfluniad gwreiddiol y tanc y byddai angen i'r gymhareb ailgylchu fewnol gynyddu o'r 200% i 310% gwreiddiol, ynghyd ag ychwanegu llawer iawn o ffynhonnell carbon allanol. Byddai hyn nid yn unig yn cynyddu costau gweithredu ond hefyd, gallai'r llif ailgylchu mewnol mawr amharu ar yr amgylchedd anocsig. Gallai hyn olygu bod yr HRT gwirioneddol yn y parth anocsig yn llai na'r gofyniad lleiaf, gan effeithio ar effeithlonrwydd dadnitreiddiad. Mae proses MBBR yn gwella gallu dadnitreiddio'r system ac yn gwella ansawdd elifiant trwy ychwanegu cludwyr crog i gynyddu'r crynodiad biomas yn y tanc, a thrwy hynny fodloni'r gofynion uwchraddio.
Heb newid cyfaint y tanc biolegol presennol, ad-drefnwyd parthau swyddogaethol mewnol y tanc biolegol. Addaswyd y ffurfwedd A²/O gwreiddiol (anaerobig-anocsig-aerobig) i ffurfweddiad cam Bardenpho 6: parth anaerobig, parth anocsig, parth siglen, parth aerobig, parth post anocsig, a pharth post-aerobig. Yn benodol, troswyd y parth dethol gwreiddiol yn barth anaerobig. Defnyddiwyd y parth anaerobig gwreiddiol, y parth siglen (rhan flaen), a'r parth anocsig i gyd fel y parth anocsig cyn-. Addaswyd hanner blaen y coridor cyntaf yn y parth aerobig gwreiddiol i barth swing. Troswyd y coridorau aerobig cyntaf, ail a thrydydd gwreiddiol yn barth MBBR, lle ychwanegwyd cludwyr crog, ynghyd â systemau sgrinio mewnfa / allfa a system awyru ategol gwaelod. Troswyd y pedwerydd coridor aerobig yn barth post anocsig. Cafodd y gylchfa siglen wreiddiol ei rhannu'n swyddogaethol a'i haddasu'n barthau post-anocsig ac ôl-aerobig. Dangosir paramedrau'r tanc biolegol wedi'i adnewyddu ynTabl 2.
O ran gweithrediad y broses, mae gwirod cymysg o'r parth aerobig yn cael ei ailgylchu i'r parth anocsig, ac ychwanegir ffynhonnell carbon o fewn y parth anocsig. Mae bacteria dadnitreiddio yn defnyddio'r ffynhonnell garbon ar gyfer dadnitreiddiad i gael gwared ar nitrogen nitrad a gynhyrchir yn y parth aerobig. Mae nitrogen nitrad gweddilliol yn mynd i mewn i'r parth post anocsig, lle mae ffynhonnell carbon ychwanegol yn cael ei hychwanegu i barhau â dadnitreiddiad. Ar ôl adnewyddu, y crynodiad solidau crog hylif cymysg (MLSS) yw 4,000 mg / L, ailgylchu llaid yw 50% -100%, ailgylchu mewnol hylif cymysg yw 200% - 250%, ac ocsigen toddedig yn y parth MBBR yw 2-5 mg / L. Dangosir siart llif y broses ar ôl ei adnewydduFfigur 1.
3. Comisiynu System Ar ôl Adnewyddu Tanc Biolegol
Ar ôl i'r gwaith adnewyddu tanc biolegol gael ei gwblhau, dechreuodd y cam comisiynu. Ychwanegwyd llaid wedi'i ddad-ddyfrio o WWTP arall at y tanc biolegol, gan gynyddu'r crynodiad llaid yn gyflym i fwy na 3,000 mg/L mewn amser byr. Roedd hyn yn byrhau'r cyfnod tyfu llaid a'r cyfnod ymgasglu, gan alluogi'r tanc biolegol i gychwyn yn gyflym ac adfer ei allu i gael gwared ar nitrogen a ffosfforws. Yn ystod y cyfnod gweithredu prawf, oherwydd llif dylanwadol cymharol isel a chrynodiadau llygryddion, roedd y llwyth gweithredol gwirioneddol yn is na'r llwyth dylunio. Y dull oedd amaethu a chyflymu'r llaid wedi'i actifadu yn gyntaf nes bod y system fiolegol wedi sefydlogi a bod ansawdd elifiant yn bodloni safonau, yna ychwanegu cludwyr MBBR ar gyfer ffurfio bioffilm.
Ar ôl i'r cludwyr gael eu hychwanegu at adran aerobig y tanc biolegol, cawsant eu trochi gyntaf. Mae micro-organebau yn cysylltu'n raddol â'u harwynebau. Yn weledol, newidiodd lliw arwyneb y cludwr o wyn i felyn priddlyd gwan wrth i fwy o ficro-organebau gysylltu a'r bioffilm ddod yn ddwysach. Mae lliw y cludwr yn dyfnhau'n raddol. Dau fis ar ôl ychwanegu cludwr, roedd ffurfiant bioffilm yn dda, gydag arwyneb y cludwr yn ymddangos yn felyn-frown a'r lliw yn dyfnhau'n raddol. Bedwar mis ar ôl ychwanegu cludwr, roedd y biofilm ar wyneb y cludwr yn ymddangos yn frown tywyll ac roedd yn drwchus. Gellid arsylwi dilyniant ffurfio biofilm yn reddfol yn seiliedig ar newidiadau mewn lliw cludwr, fel y dangosir ynFfigur 2. Ym mis Rhagfyr 2021, datgelodd archwiliad microsgopig o slwtsh wedi'i actifadu o'r tanc biolegol a llaid o'r cludwyr strwythurau ffloc cryno gydag arsugniad da a phriodweddau setlo. Yn weledol, dangosodd y cludwyr ffurfiad biofilm amlwg. Canfu archwiliad microsgopig organebau megis Vorticella, Opercularia, ac Epistylis, gydag ambell giliates symudol yn cael eu gweld o bryd i'w gilydd, sy'n dangos bod y cam ffurfio bioffilm wedi'i gwblhau.
4. Perfformiad Gweithredol Ar ôl Adnewyddu Tanc Biolegol
4.1 Perfformiad Tynnu ar gyfer COD a BOD ar ôl Adnewyddu
Dangosir gwerthoedd COD a BOD yr elifiant ar gyfer 2022 ynFfigur 3. Roedd COD elifiant yn amrywio o 10.2 i 24.9 mg/L, gyda chyfartaledd o 18.0 mg/L. Roedd BOD elifiant yn amrywio o 2.1 i 4.9 mg/L, gyda chyfartaledd o 3.4 mg/L. Roedd COD elifiant a BOD yn cwrdd yn sefydlog â safon Dosbarth A lleol Tianjin. Roedd y system a adnewyddwyd nid yn unig yn dangos perfformiad symud da ar gyfer COD a BOD ond hefyd yn cynnal lefelau COD a BOD elifiant sefydlog a chydymffurfiol yn ystod y tymor llifogydd, hyd yn oed pan gyrhaeddodd llwyth dylanwadol gwirioneddol y planhigyn 110% o'i gapasiti dylunio. Mae hyn yn dangos bod gan y system wrthwynebiad da i lwythi sioc.
4.2 Perfformiad Tynnu ar gyfer TN a NH₃-N Ar ôl Adnewyddu
Dangosir y gwerthoedd elifiant TN ac NH₃-N ar gyfer 2022 ynFfigur 4. Roedd TN yn amrywio o 3.72 i 8.74 mg/L, gyda chyfartaledd o 6.43 mg/L. Roedd NH₃-N yn amrywio o 0.02 i 1.25 mg/L, gyda chyfartaledd o 0.12 mg/L. Yn ystod gweithrediad y gaeaf, oherwydd tymheredd is, gostyngodd cyfraddau nitreiddiad a dadnitreiddiad. Yn ymarferol, cynyddwyd y crynodiad llaid i fwy na 6,000 mg/L. Mae gweithredu ar grynodiad llaid uchel yn fuddiol ar gyfer gwella ymwrthedd y system fiolegol i lwythi sioc, yn enwedig ar dymheredd isel. Mae'r synergedd rhwng crynodiad uchel o slwtsh a'r biofilm sydd ynghlwm wrth gludwyr MBBR yn gwella effaith triniaeth y system fiolegol.
Mae cludwyr MBBR yn darparu amgylchedd ffafriol ar gyfer cymunedau microbaidd, gan gefnogi eu twf a'u hatgenhedlu. Ar ôl ymgynefino ac aeddfedu, mae gallu nitreiddiad a dadnitreiddiad y biofilm yn cryfhau. Mae micro-organebau yn atodi ac yn tyfu'n haenog ar wyneb y cludwr, gan gynyddu dwysedd y sŵogloea a ffurfio strwythurau llaid mawr, trwchus sy'n sefydlog yn gyflym. Wrth wynebu newidiadau ansawdd dŵr allanol, mae micro-organebau ar wyneb y cludwr yn secretu sylweddau polymerig allgellog (EPS) er mwyn eu hamddiffyn eu hunain, a thrwy hynny leihau effaith newidiadau sydyn mewn ansawdd dŵr ar y micro-organebau haen mewnol.
Mewn WWTPs sy'n defnyddio'r broses MBBR, mae ffenomenau nitreiddiad a dadnitreiddiad cydamserol (SND) wedi'u harsylwi yn y parth cludo aerobig. Datgelodd profi gwerthoedd TN mewnlifiad ac elifiant o'r parth cludo aerobig wahaniaeth o 2–6 mg/L. Roedd y gwahaniaeth hwn yn fwy amlwg, yn enwedig pan oedd yr ocsigen toddedig yn y tanc aerobig yn cael ei reoli o dan 2 mg / L, gan nodi SND mwy arwyddocaol o dan amodau ocsigen toddedig isel. Mae'r elifiant TN o'r tanc gwaddodi eilaidd wedi bodloni'r safonau'n llawn, sy'n golygu bod tynnu TN wedi'i gwblhau o fewn y cam triniaeth fiolegol. Mewn gweithrediad gwirioneddol, mae'r hidlydd gwely dwfn dadnitreiddio yn gweithredu fel proses ddiogelu. O dan amodau arferol, mae'n gweithredu fel hidlydd rheolaidd i sicrhau bod y dangosyddion SS yn bodloni safonau.
4.3 Perfformiad Symud ar gyfer TP a SS ar ôl Adnewyddu
Dangosir gwerthoedd elifiant TP a SS ar gyfer 2022 ynFfigur 5. Roedd TP elifiant y WWTP yn amrywio o 0.04 i 0.22 mg/L, gyda chyfartaledd o 0.10 mg/L. Roedd elifiant SS yn amrywio o 1 i 4 mg/L, gyda chyfartaledd o 2.2 mg/L. Ar ôl yr uwchraddio, roedd elifiant y tanc gwaddodi eilaidd TP tua 1.0 mg/L ac SS tua 26 mg/L. Trwy ychwanegu clorid fferrig a PAM yn y tanc gwaddodi effeithlonrwydd uchel i wella ceulo a thrwy buro pellach yn yr hidlydd gwely dwfn dadnitreiddio, roedd yr elifiant TP a SS yn cwrdd yn sefydlog â safon Dosbarth A lleol Tianjin, a gostyngwyd y gwerth lliw yn sylweddol.
5. Casgliad
Er mwyn bodloni safon Dosbarth A lleol Tianjin, cafodd y broses A²/O wreiddiol yn y WWTP ei thrawsnewid yn ffurfweddiad cam Bardenpho five, gan ymgorffori'r broses MBBR yn yr adran aerobig i wella'r broses o dynnu nitrogen biolegol, gan leihau elifiant TN a NH₃{-N. Yn ystod y tymor llifogydd gyda llif gorlwytho, roedd yr holl ddangosyddion yn bodloni safonau'n sefydlog, gan ddangos ymwrthedd effaith da. Ar ôl adnewyddu'r tanc biolegol, roedd y gymhareb ailgylchu mewnol yn 200%–300%, roedd ailgylchu llaid allanol yn 50%–100%, crynodiad llaid yn 4,000–6,000 mg/L, rheolwyd ocsigen toddedig yn y parth aerobig ar 3–5 mg/L, a rheolwyd ocsigen toddedig yn y parth anaerobig ar 5./2-0.0 mg. Yn 2022, ansawdd elifiant y WWTP oedd: COD 10.2–24.9 mg/L, cyfartaledd 18.0 mg/L; BOD 2.1–4.9 mg/L, cyfartaledd o 3.4 mg/L; NH₃-N 0.02–1.25 mg/L, cyfartaledd o 0.12 mg/L; TN 3.72-8.74 mg/L, cyfartaledd 6.43 mg/L; TP 0.04-0.22 mg/L, cyfartaledd 0.1 mg/L; SS 1–4 mg/L, cyfartaledd o 2.2 mg/L. Roedd pob un yn cwrdd yn sefydlog â safon Dosbarth A safon leol Tianjin "Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig" (DB 12/599-2015).