Cymhwyso Proses BIOLAK wrth Uwchraddio Gwaith Trin Dŵr Gwastraff i Led-safonau Dosbarth IV
Wedi'i gyflwyno i Tsieina yn gynnar yn yr 21ain ganrif, enillodd y broses BIOLAK gymhwysiad eang mewn trin dŵr gwastraff trefol oherwydd ei strwythur syml a'i gostau buddsoddi isel. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda thynhau safonau rhyddhau a chynyddu awtomeiddio, mae'r rhan fwyaf o blanhigion BIOLAK presennol yn wynebu uwchraddio. Mae gwelliannau fel ychwanegu cludwyr crog, ôl-ffitio tanciau, ac ailddiffinio parthau swyddogaethol yn cael eu gweithredu i wella'r broses o dynnu nitrogen a ffosfforws. Er bod planhigion newydd eu hadeiladu yn mabwysiadu prosesau A²/O a ffosydd ocsideiddio yn bennaf, prin yw'r adroddiadau ar berfformiad gwirioneddol BIOLAK, yn enwedig o dan safonau allyriadau llym. Mae proses BIOLAK yn defnyddio cadwyni awyru siglo i greu parthau anocsig ac aerobig amseryddol, gan weithredu yn y bôn fel proses A/O aml-gyfnod. Trwy optimeiddio gweithredol, gall ansawdd elifiant gwrdd yn sefydlog â'r lled-safon dŵr wyneb Dosbarth IV.
1 Cefndir y Prosiect
Mae gwaith trin dŵr gwastraff yn Nhalaith Hebei yn defnyddio'r broses BIOLAK fel ei dechnoleg graidd. Mae'r mewnlif yn amrywio o 18,000 i 22,000 m³/d, sef 19,000 m³/d ar gyfartaledd, gan drin carthion domestig trefol yn bennaf a swm bach o ddŵr gwastraff prosesu amaethyddol. Dangosir y rhinweddau dylanwadol ac elifiant a ddyluniwyd ynTabl 1. Y safon gollyngiad wreiddiol oedd safon Gradd A o *"Safon Gollwng Llygryddion ar gyfer Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig" (GB 18918-2002)*. Ar ôl uwchraddio a oedd yn cynnwys rhannu parth anaerobig i wella dadnitreiddiad a dadffosfforeiddio, mae'r planhigyn bellach yn cydymffurfio â therfynau maes rheoli allweddol * "Safonau Gollwng Llygryddion Dŵr ar gyfer Basn Afon Daqing" (DB13/2795-2018)*. Ac eithrio cyfanswm nitrogen, mae pob dangosydd arall yn bodloni'r safonau Dosbarth IV a nodir yn * "Safonau Ansawdd Amgylcheddol ar gyfer Dŵr Wyneb" (GB 3838-2002)*. Dangosir llif y broses ynFfigur 1.
Mae'r planhigyn yn defnyddio sodiwm hypochlorit ar gyfer diheintio. Mae llaid yn cael ei ddad-ddyfrio gan -hidlo plât a ffrâm gwasgedd uchel i lai na 60% o gynnwys lleithder cyn cael ei gludo i'w brosesu ar y cyd mewn odynau sment.
Cyfrifwyd cyfraniad pob uned driniaeth at waredu llygryddion yn seiliedig ar gydbwysedd màs, gan gyfeirio at ddulliau penodol yn y llenyddiaeth.
2 Fesur Optimeiddio Rheolaeth Weithredol
Rhoddwyd mesurau optimeiddio lluosog ar waith yn ystod y cyfnod gweithredu i wella sefydlogrwydd elifion a chyflawni arbedion ynni a chost.
2.1 Gwell Rheolaeth Ocsigen Toddedig (DO).
Mae prosiectau ôl-osod BIOLAK presennol yn aml yn nodi ei barthau gwan fel amrywiad A/O aml-, gan arwain at effeithlonrwydd dadnitreiddio isel. Yn y prosiect hwn, tra'n sicrhau cydymffurfiad nitrogen amonia elifiant, cadwyd y DO uchaf ar ddiwedd y parth awyru ar 0.5-1.0 mg/L, yn is na gofynion rheoli DO confensiynol.
2.2 Mwy o Fonitro Data Proses
Er mwyn arwain rheolaeth DO a dosio ffynhonnell carbon allanol, cafodd nitrogen nitrad a nitrogen amonia eu monitro ar ddiwedd y parth anaerobig a'r tanc BIOLAK i bennu'r ystodau rheoli gorau posibl. Yn ystod gweithrediad, gostyngwyd neu stopiwyd dosio ffynhonnell carbon allanol pan oedd nitrogen nitrad ar ddiwedd y parth anaerobig<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 Gosod Targedau Rheoli Elifiant Mewnol
Er mwyn sicrhau cydymffurfiaeth sefydlog, gosodwyd targedau rheolaeth fewnol ar 30%–80% o'r terfynau gollwng, yn seiliedig ar yr anhawster o reoli pob llygrydd. Arweiniodd mynd y tu hwnt i'r terfynau mewnol hyn at addasiadau paramedr proses ar unwaith i ddychwelyd crynodiadau elifion i ystod dderbyniol. Y targedau rheolaeth fewnol blynyddol ar gyfer COD, nitrogen amonia, cyfanswm nitrogen, a chyfanswm ffosfforws oedd 15 mg/L, 0.5 mg/L, 12 mg/L, a 0.12 mg/L, yn y drefn honno.
2.4 Cynnal Crynhoad Priodol o Llaid
Addaswyd gwastraff llaid yn seiliedig ar lif, llwyth a thymor. Roedd yr amser cadw llaid (SRT) yn cael ei gynnal ar 15-25 diwrnod, a'r crynodiad solidau crog hylif cymysg (MLSS) yn 2,500-4,500 mg/L. Yn benodol, rheolwyd MLSS ar 2,500–3,500 mg/L yn yr haf a’r hydref, gyda llwyth llaid o tua 0.06 kgCOD/(kgMLSS·d), ac ar 3,500–4,500 mg/L yn y gaeaf a’r gwanwyn, gyda llwyth llaid o tua 0.04 kgCOD/(kgMLSS·d).
2.5 Addasu Gweithredu Unedau Triniaeth Uwch
Roedd tymheredd isel yn y gaeaf yn effeithio ar floccliad a gwaddodiad. Gallai ôl-olchi hidlyddion math V- yn annhymig arwain at solidau crog elifiant uchel a COD. Felly, yn ystod gweithrediad y gaeaf, cynyddwyd amlder golchi adlif yn seiliedig ar berfformiad ceulo, a dwyswyd y gollyngiad llaid o'r tanc gwaddodi ceulo i leihau crynodiad solidau crog elifiant.
3 Perfformiad Triniaeth
Roedd COD dylanwadol blynyddol yn amrywio o 109 i 248 mg/L, sef 176 mg/L ar gyfartaledd. Roedd COD elifiant yn amrywio o 9.5 i 20.1 mg/L, sef 12.1 mg/L ar gyfartaledd. Pan aeth COD elifiant y tu hwnt i'r targed rheolaeth fewnol (15 mg/L), cynyddwyd amlder adlif yr hidlydd i leihau solidau crog. Argymhellir uwchraddio'r tanc ceulo-i danc gwaddodiad dwysedd uchel neu geulo magnetig er mwyn gwella effeithlonrwydd ceulo.
Roedd nitrogen amonia dylanwadol blynyddol yn amrywio o 17.8 i 54.9 mg/L, gyda chyfartaledd o 31.9 mg/L. Roedd nitrogen amonia elifiant yn amrywio o 0.12 i 1.30 mg/L, gyda chyfartaledd o 0.5 mg/L. Pan aeth y tu hwnt i'r targed rheolaeth fewnol, addaswyd yr awyru yn unol â'r mesurau optimeiddio. Cyrhaeddodd ansawdd elifion derfynau maes rheoli allweddol *DB13/2795-2018* yn sefydlog trwy gydol y flwyddyn.
Oherwydd crynodiad ffynhonnell carbon dylanwadol isel, canolbwyntiwyd ar optimeiddio amodau'r broses i wella'r broses o dynnu nitrogen a ffosfforws, gan anelu at arbedion ynni a chost.
3.1 GWNEUD Optimeiddio Rheolaeth a Gwaredu Cyfanswm Nitrogen
Roedd cyfanswm nitrogen mewnlifiad blynyddol (TN) yn amrywio o 20.3 i 55.6 mg/L (gwelerFfigur 2), ar gyfartaledd 42.1 mg/L. Roedd elifiant TN yn amrywio o 2.5 i 14.2 mg/L, sef 8.8 mg/L ar gyfartaledd, o fewn y targed rheolaeth fewnol (12 mg/L). Y gyfradd gyfartalog tynnu TN oedd 79.1%. Gyda chymhareb ailgylchu llaid o 90% (dim ailgylchu hylif cymysg mewnol), yr effeithlonrwydd dadnitreiddiad damcaniaethol oedd 47.4%, sy'n dangos bod dadnitreiddiad hefyd yn digwydd mewn parthau proses eraill y tu hwnt i'r dewisydd anaerobig. Dangosir newidiadau mewn nitrogen ar hyd y trên trin mewn cylchred nodweddiadol ynFfigur 3.
Mewn cylchred nodweddiadol, roedd TN mewnlifol yn 42.0 mg/L, gyda swm yr amonia a nitrogen nitrad yn 35.2 mg/L. Ar ôl y dewisydd anaerobig, roedd TN yn 16.7 mg/L, gan arwain at gyfradd symud o 43.5% trwy gydbwysedd màs, yn gyson â'r gwerth damcaniaethol. Cyfrannodd y tanc BIOLAK dynnu TN o 24.0%. Lleihawyd TN elifiant ymhellach yn y tanc gwaddodiad eilaidd, gan gyfrannu 11.3% yn ychwanegol o dynnu, yn bennaf oherwydd ei amser cadw hydrolig hir (8.6 awr) gan ganiatáu ar gyfer dadnitreiddiad a yrrir gan ffynhonnell carbon mewndarddol. Cyfrannodd unedau eraill ddileu 1.9%. Elifiant TN terfynol oedd 8.1 mg/L, gyda chyfanswm cyfradd symud o 80.7%.
Mae profiad gweithredol yn dangos bod rheolaeth DO yn hanfodol ar gyfer tynnu TN yn y broses BIOLAK. Mewn prosesau confensiynol, mae DO fel arfer yn cael ei fesur ar ddiwedd y parth aerobig mewn strwythur sianel lle mae DO yn gymharol unffurf ar draws y trawstoriad. Fodd bynnag, yn y tanc BIOLAK, mae pen y parth awyru bron i 70 metr o led, gyda DO yn cynyddu o ymyl y llethr i'r canol, yn amrywio o 0.5-1.0 mg/L. Felly, mae angen rhoi sylw gofalus i leoliad stilwyr DO.
Trwy reoli'r uchafswm DO yn llym ar ddiwedd parth awyru BIOLAK, sicrhawyd amgylchedd anocsig sy'n angenrheidiol ar gyfer dadnitreiddiad yn effeithiol. Cyflawnwyd nitreiddiad a dadnitreiddiad (SND) ar yr un pryd gan ddefnyddio ffynonellau carbon mewndarddol, gan arwain at dynnu TN yn effeithiol.
3.2 Gwaredu Ffosfforws Cyfanswm ac Optimeiddio Gweithredol
Roedd cyfanswm ffosfforws dylanwadol blynyddol (TP) yn amrywio o 1.47 i 4.80 mg/L (gwelerFfigur 4), ar gyfartaledd 2.99 mg/L. Roedd TP elifiant yn amrywio o 0.04 i 0.17 mg/L. Addaswyd dos asiant tynnu ffosfforws yn seiliedig ar y targed rheolaeth fewnol (0.12 mg/L). Y crynodiad TP elifiant cyfartalog oedd 0.07 mg/L, gan gwrdd yn sefydlog â'r safon gollwng, gyda chyfradd tynnu TP gyfartalog o 98.3%.
Dangosir newidiadau mewn ffosffad ar hyd y trên trin mewn cylchred nodweddiadol ynFfigur 5.
Ffosffad dylanwadol oedd 2.70 mg/L, a ffosffad llaid dychwelyd oedd 0.58 mg/L, gan wneud y ffosffad damcaniaethol yn mynd i mewn i'r dewisydd anaerobig yn 1.70 mg/L. Ar ôl rhyddhau ffosfforws anaerobig gan polyffosffad-organebau cronnus (PAO), cyrhaeddodd crynodiad ffosffad 3.2 mg/L. Y gymhareb crynodiad ffosffad (uchafswm mewn parth anaerobig / mewnlifiad) oedd 1.9, sy'n dynodi rhyddhau sylweddol. Y prif reswm oedd y denitrification effeithiol o dan amodau DO isel, gan arwain at grynodiad nitrad isel yn y llaid dychwelyd i'r parth anaerobig, cynnal amgylchedd anaerobig da (ORP yn gyffredinol islaw -200 mV) a hyrwyddo rhyddhau ffosfforws.
Ar ôl parth awyru BIOLAK, cymerwyd llawer o ffosfforws, gan leihau'r crynodiad ffosffad ar y diwedd i 0.3 mg/L, gan gyflawni effeithlonrwydd tynnu ffosfforws biolegol o 88.9%. Ar ôl y tanciau gwaddodi a sefydlogi, cynyddodd y crynodiad ffosffad i 0.64 mg / L. Mae dadansoddiad yn awgrymu bod hyn oherwydd yr HRT hir yn y tanc gwaddodi a'r DO a reolir yn llym yn y tanc BIOLAK, gan greu cyflwr anaerobig yn y tanc gwaddodi ac achosi rhyddhau ffosfforws eilaidd. Ar ôl dosio cemegol yn yr uned ceulo, gostyngwyd ffosffad elifiant i 0.06 mg/L. Felly, o ystyried costau economaidd a chymhlethdod gweithredol, mae aberthu rhywfaint o effeithlonrwydd tynnu ffosfforws biolegol i wella dadnitreiddiad yn strategaeth optimeiddio ymarferol ar gyfer gweithfeydd tebyg.
4 Costau Gweithredol
Mae costau gweithredu uniongyrchol yn cynnwys trydan, cemegau, a gwaredu llaid. Yn seiliedig ar ystadegau blynyddol, y defnydd pŵer penodol oedd 0.66 kWh / m³. Gyda phris trydan o 0.65 CNY/kWh (yn seiliedig ar gyfansawdd o gyfraddau brig/off-brig), cost y trydan oedd 0.429 CNY/m³. Mae'r defnydd hwn ar yr ochr uwch yn ôl y "Safon Werthuso ar gyfer Ansawdd Gweithredol Gweithfeydd Trin Dŵr Gwastraff Dinesig", yn bennaf oherwydd effeithlonrwydd defnyddio ocsigen ychydig yn is y system awyru. Cyfanswm y costau cemegol, gan gynnwys asetad sodiwm, asiant tynnu ffosfforws, PAM, sodiwm hypoclorit, a chemegau dad-ddyfrio, oedd 0.151 CNY/m³. Dangosir defnydd a chostau penodol ynTabl 2.
Mae llaid yn tarddu'n bennaf o ffynonellau biolegol a chemegol (tanc ceulo). Defnyddir hidliad plât a ffrâm pwysedd uchel gyda chalch a fferrig clorid fel cyfryngau cyflyru. Mae dos calch tua 25% o'r pwysau llaid sych. Mae gan gacen wedi'i dad-ddyfrio gynnwys lleithder o 60%. Mae cynhyrchu llaid wedi'i ddad-ddyfrio bob dydd tua 9 tunnell, gyda chynnyrch llaid sych penodol o tua 0.15%. Mae cludo llaid yn costio 250 CNY / tunnell, gan arwain at gost gwaredu llaid o tua 0.118 CNY / m³. Felly, cyfanswm y gost cynhyrchu uniongyrchol yw 0.698 CNY / m³.
5 Casgliadau
① Roedd gwaith trin dŵr gwastraff yn Nhalaith Hebei, gan ddefnyddio proses BIOLAK i drin dŵr gwastraff trefol, yn gweithredu'n barhaus am flwyddyn gydag ansawdd elifiant yn cwrdd yn sefydlog â therfynau maes rheoli allweddol * DB13/2795-2018* (safon dŵr wyneb Quasi-Dosbarth IV).
② Fel amrywiad o'r broses A/O aml-, arweiniodd rheoli'r DO uchaf ar ddiwedd parth awyru BIOLAK ar 0.5–1.0 mg/L at gyfradd tynnu TN o 24.0% yn y parth BIOLAK a 11.3% yn y tanc gwaddodi. Cyflawnodd hyn nitreiddiad-nitreiddiad a dadnitreiddiad ffynhonnell carbon mewndarddol, gan ddangos gallu sylweddol i gael gwared ar nitrogen.
③ Y gost weithredol uniongyrchol ar gyfer y broses BIOLAK oedd 0.698 CNY/m³. Gall mesurau optimeiddio gweithredol, gan gynnwys monitro data proses a gosod targedau rheolaeth fewnol resymol, ddarparu cyfeiriadau ar gyfer optimeiddio gweithrediad a chyflawni arbedion ynni/cost mewn gweithfeydd trin dŵr gwastraff tebyg.