Erdvės ankšta. Iškrovos ribos griežtėja. Tradicinis aktyvusis dumblas -, patikimas dešimtmečius - nebegali patenkinti nuotekų kokybės reguliatorių poreikio, nepastačius daugiau talpyklos, kuriai neturite vietos. „Bio Block“ siūlo kitokį kelią: modernizuoti esamą baseiną su trimačiu akytu bioplėvelės laikikliu, kuris padaugina aktyvią biomasę nepridedant nė vieno kubinio metro betono. Šiame straipsnyje aprašoma, kaip veikia Bio Block, kokie yra pagrindiniai jo pranašumai ir kas atsitiko, kai a20 000 m³/d komunalinė gamykla Rytų Kinijoje pasikeitė.
IŠŠŪKIS: KODĖL AKTYVUMASIS DUMBLAS PASIEKIA SAVO RIBES
Įprastas aktyvusis dumblas (CAS) buvo komunalinių nuotekų valymo pagrindas daugiau nei šimtmetį. Tai veikia. Tačiau tai veikia laikantis apribojimų, kurių laikytis tampa vis sunkiau. Trys spaudimai jėgainių operatoriams visame pasaulyje susilieja:
Griežtinami iškrovimo standartai.Kinijos 1A klasės standartas (GB 18918-2002) reikalauja, kad išmetamųjų teršalų COD būtų mažesnis nei 50 mg/l, o amoniakinis azotas – mažesnis nei 5 mg/l – slenksčiai, kurie stumia CAS iki biologinių lubų. Daugelyje provincijų dabar taikomi dar griežtesni vietiniai apribojimai. Europos miestų nuotekų valymo direktyva eina ta pačia trajektorija.
Nekilnojamas turtas yra ribotas.Dauguma komunalinių gamyklų, pastatytų 1990-aisiais ir 2000-aisiais, dabar yra apsuptos miestų plėtros. Nėra gretimos žemės, kurioje būtų galima plėstis. Bet koks talpos padidėjimas turi įvykti neviršijant esamo bako tūrio -, o CAS turi mažai erdvės, kai pasiekiama 3 000–4 000 mg/l mišraus skysčio suspenduotų kietųjų dalelių (MLSS) riba.
Energijos ir dumblo šalinimo išlaidos auga.Aeracija sudaro 50–60 % viso NVĮ suvartojamos elektros energijos. Dumblo tvarkymas prideda dar 20-30 proc. Kylant elektros tarifams ir užsidarius sąvartyno vartams, CAS veiklos ekonomika kasmet prastėja.
Pramonės atsakymas į visas tris problemas yra tas pats:supakuokite daugiau biologijos į tą patį tūrį. Būtent tai daro „Bio Block“.
KAIP VEIKIA BIO BLOKAS: BIOPILIMO PRINCIPAS
Nuo sustabdyto augimo iki susieto augimo
CAS rezervuare mikroorganizmai laisvai plūduriuoja flokų pavidalu. Jų populiacijos tankį riboja dumblo nusėdimas - stumti MLSS per aukštą, o antrinis skaidrintuvas sugenda. „Bio Block“ sistemoje mikroorganizmai auga kaip pritvirtinta bioplėvelė ant trimatės nešiklio matricos. Biomasė sulaikoma reaktoriaus viduje, nepaisant hidraulinio buvimo laiko, atsiejant kietųjų dalelių sulaikymo laiką (SRT) nuo hidraulinio sulaikymo laiko (HRT). Šis vienintelis pakeitimas atrakina visa kita.
Vežėjo architektūra
„Bio Block“ gaminamas iš didelio -tankio polietileno (HDPE) arba polipropileno (PP) su kontroliuojama trijų-matmenų atvirų{2} porų struktūra. Geometrija nėra atsitiktinė -, ji sukurta trims funkcijoms vienu metu:
Paviršiaus ploto padidinimas.Bio Block 55 tipas užtikrina 220 m²/m³ specifinį paviršiaus plotą. Kalbant apie kontekstą, įprastas aeracijos bakas, kurio MLSS yra 3000 mg/L, efektyvus biologinis paviršiaus plotas yra maždaug 80-120 m²/m³. „Bio Block“ daugiau nei dvigubai padidina turimą buveinę vienam kubiniam metrui. Tai tiesiogiai reiškia didesnę biomasės koncentraciją -, paprastai 8 000–15 000 mg/l ekvivalentą – be jokios sureguliavimo baudos.
Trijų{0}}fazių masės perdavimas.Atvirų{0}}porų geometrija leidžia vandeniui, orui ir bioplėvelei intymiai kontaktuoti. Ištirpęs deguonis ir tirpus substratas difunduoja į bioplėvelę iš tūrinio skysčio, o šalutiniai metaboliniai produktai difunduoja. Vingiuotas srauto kelias per nešiklio bloką sukuria mikro-turbulenciją, kuri nuolat atnaujina ribinį sluoksnį - greitį- ribojantį žingsnį bet kurioje bioplėvelės sistemoje.
Savaime{0}}reguliuojantis bioplėvelės storis.Bioplėvelei storėjant, aeracijos ir skysčio srauto sukeliamos šlyties jėgos nuslūgsta nuo išorinių sluoksnių. Tai apsaugo nuo difuzijos apribojimo, kuris suluošina pernelyg storas bioplėveles. Rezultatas yra bioplėvelė, kuri savaime-išlaiko optimalų 150-300 mikronų storį – pakankamai stora dideliam aktyvumui, pakankamai plona, kad būtų išvengta anaerobinių negyvų zonų.
Mikrobų stratifikacija ir maistinių medžiagų pašalinimas
Subrendusi Bio Block bioplėvelė sukuria skirtingus funkcinius sluoksnius. Išoriniame aerobiniame sluoksnyje (0-100 mikronų) yra heterotrofinių ChDS skaidytojų ir autotrofinių nitrifikatorių.NitrosomonasirNitrobakterijos-, kurios amoniaką paverčia nitratais. Giliau bioplėvelėje, kur išoriniai sluoksniai sunaudoja deguonį, susidaro anoksinė zona. Čia fakultatyviniai denitrifikatoriai naudoja nitratą kaip galinį elektronų akceptorių, redukuodami jį į azoto dujas. Taip pasiekiamas vieno nešiklio blokasvienalaikė nitrifikacija{0}}denitrifikacija (SND)- procesas, kuriam CAS reikalingos atskiros aerobinės ir anoksinės zonos su vidiniais recirkuliaciniais siurbliais.
Fosforui pašalinti, „Bio Block“ suteikia tvirtinimo paviršių fosfatą{0}}akumuliuojantiems organizmams (PAO). Nors bioplėvelės režimas negali visiškai pakeisti anaerobinio -aerobinio važiavimo dviračiu, jis žymiai padidina biologinio fosforo įsisavinimą, kai jis derinamas su trumpa anaerobine selektoriaus zona prieš srovę -, dėl kurios ištekančiose nuotekose bendrojo fosforo kiekis yra mažesnis nei 0,5 mg/l be cheminių medžiagų dozavimo daugelyje komunalinių įrenginių.
PAGRINDINIAI BIO BLOKO PRIVALUMAI
| Privalumas | Ką Tai Reiškia Techniškai | Ką tai reiškia jūsų augalui |
| Aukštas gydymo efektyvumas | 220 m²/m³ specifinis paviršiaus plotas palaiko bioplėvelės koncentraciją, lygią 8 000–15 000 mg/L MLSS; COD pašalinimo rodikliai nuolat viršija 90 proc. | Laikykitės griežtesnių išleidimo standartų nedidindami rezervuaro tūrio ir nepridėdami tretinio valymo etapų |
| Stiprus atsparumas smūgiams | Stabilios bioplėvelės struktūros buferiai nuo hidraulinių ir organinių apkrovų svyravimų; prisitvirtinusi biomasė negali išsiplauti srauto bangų metu | Laikykitės reikalavimų lietaus sezono piko metu, pramoninių iškrovų ir sezoninių apkrovų skirtumų metu |
| Mažos O&M išlaidos | HDPE/PP nešiklio tarnavimo laikas viršija 15 metų; atvira-porų struktūra atspari užsikimšimui; nėra laikmenos keitimo ciklo | Sumažinti ilgalaikes{0}} veiklos išlaidas; pašalinti laikmenos pakeitimo prastovą, būdingą senesnio dizaino laikmenoms |
| Platus pritaikymo spektras | Veiksmingas komunalinių nuotekų, pramoninių nuotekų (tekstilės, maisto perdirbimo, chemijos) ir akvakultūros recirkuliacijos sistemose | Standartizuokite vieno nešiklio technologiją keliose gydymo linijose ir programose |
| Footprint{0}}Neutralus modifikavimas | Pripildymo greitis 55% efektyvaus bako tūrio; išlaikomi esami aeracijos difuzoriai ir rezervuarų konstrukcijos | Padidinkite pajėgumus ir nuotekų kokybę neperkant žemės, nepilant betono ar nepertraukiant gamyklos darbų |
ATVEJO NAGRINĖJIMAS: RYČIŲ KINIJOS KOmunalinių nuotekų valymo įrenginių atnaujinimas
Projekto fonas
Gamykla aptarnauja vidutinio-dydžio miestą Rytų Kinijoje, kur planuojamas apdorojimo pajėgumas20,000 m³/d. Pradinis procesas buvo įprastinė aktyviojo dumblo konfigūracija - pirminis sedimentavimas, aeracijos baseinas, antrinis skaidrintuvas -, paleistas 2008 m. Daugiau nei dešimtmetį jis patikimai atitiko tuomet-taikomą 1B klasės išleidimo standartą. Tačiau 2022 m. vietinis aplinkos apsaugos biuras įpareigojo pereiti prie griežtesnio vietinio standarto, reikalaujančio, kad nuotekų ChDS būtų mažesnis nei 30 mg/l, o amoniakinis azotas – mažesnis nei 1,0 mg/l -, kuris apytiksliai atitinka Kinijos kvazi{11}}IV klasės paviršinio vandens kriterijus. Gamykla neatitiko šių ribų ir nebuvo vietos statyti papildomus apdorojimo etapus.
Transformacijos dizainas
Inžinierių komanda įvertino tris galimybes: išplėsti aeracijos baseiną (atmesta dėl žemės apribojimų), pridėti tretinį MBR etapą (atmesta dėl kapitalo ir veiklos sąnaudų) ir esamo aeracijos baseino modernizavimą su Bio Block laikikliais (pasirinkta). Atnaujinimo apimtis buvo sąmoningai minimali, kad gamykla veiktų visos statybos metu:
Operatoriaus pasirinkimas:Bio Block 55 tipo, pagamintas iš gryno HDPE, kurio savitasis paviršiaus plotas 220 m²/m³. Šis modelis buvo pasirinktas siekiant užtikrinti pakankamą paviršiaus plotą tikslinei nuotekų kokybei, tuo pačiu išlaikant hidraulinį srautą per nešiklio sluoksnį.
Užpildymo strategija:55% efektyvaus aeracijos bako tūrio buvo užpildyta nešiklio terpėmis. Didesni užpildymo laipsniai (60–67 %) yra techniškai įmanomi, tačiau čia jų vengta, kad būtų išsaugotas aeracijos maišymo efektyvumas ir išvengta nešiklio kaupimosi bako išleidimo angoje. Prie rezervuaro išleidimo užtvankos buvo sumontuoti nerūdijančio plieno atraminiai ekranai su 12 mm angomis laikikliams laikyti.
Aeracijos reguliavimas:Esamas smulkus{0}}burbulinis difuzoriaus tinklelis buvo išsaugotas. Aeracijos intensyvumas buvo sumažintas nuo 4,5 m³ oro/m³ nuotekų iki 3,2 m³ oro/m³ nuotekų, atspindėdamas didesnį deguonies perdavimo efektyvumą, pasiekiamą, kai bioplėvelės nešikliai suskaido stambius burbuliukus ir prailgina burbuliukų buvimo laiką per nešiklio sluoksnį.
PHT mažinimas:Hidraulinio sulaikymo laikas sutrumpėjo nuo 12 valandų iki 8 valandų. Tai nebuvo savavališkas sprendimas -, tai buvo apskaičiuotas efektyvios biomasės koncentracijos padvigubinimo rezultatas. Kai rezervuare yra daugiau biologijos, kiekvienam kubiniam metrui nuotekų reikia mažiau sąlyčio laiko, kad būtų pasiektas toks pat valymo laipsnis.
Visas atnaujinimas buvo baigtas mketurios savaitės, kurio metu gamykla veikė sumažintu pajėgumu naudojant aplinkkelį. Naujas betonas nebuvo pilamas. Papildomos žemės nebuvo įsigyta.
VEIKLOS DUOMENYS: ŠEŠIŲ{0}}MĖNESŲ STEBĖJIMO REZULTATAI
Toliau pateikti duomenys rodo vidutines mėnesio vertes, surinktas per šešių{0}}mėnesių-stebėjimo laikotarpį po modernizavimo. Per šį laikotarpį gamykla veikė vidutiniu 18 500 m³/d paros debitu, artimu projektiniam pajėgumui.
| Parametras | Įtaka (mg/l) | Prieš naujovinimą (mg/l) | Po atnaujinimo (mg/l) | Pašalinimo rodiklis |
| COD | 280-360 | 50-65 | Mažesnis arba lygus 25 | Didesnis arba lygus 92 % |
| Amoniakinis azotas | 25-35 | 8-12 | Mažesnis arba lygus 0,5 | Didesnis arba lygus 98 % |
| Bendras azotas | 35-45 | 15-20 | Mažiau arba lygus 10 | Didesnis arba lygus 78 % |
| Bendras fosforas | 3-5 | 0.8-1.2 | Mažesnis arba lygus 0,3 | Didesnis arba lygus 93 proc. |
Trys skaičiai nusipelno ypatingo dėmesio. Pirma,amoniako azoto pašalinimo greitis viršija 98 %patvirtina, kad nitrifikuojančios bakterijos - žinomai lėtai-augantys ir jautrūs organizmai - sukūrė ir išlaikė tvirtą populiaciją ant Bio Block nešiotojų. Tai labai svarbu, nes nitrifikacija dažnai yra greitį-ribojantis žingsnis atnaujinant komunalinį valymo procesą, o sustabdytoms-augimo sistemoms reikia 8–15 dienų SRT, kad išlaikytų nitrifikatorius. „Bio Block“ bioplėvelė tai pasiekia be jokių pastangų, imobilizuojanti nitrifikatorius ant nešiklio paviršiaus.
Antra,bendro azoto kiekio sumažinimas iki mažiau nei 10 mg/lbe atskiros anoksinės zonos arba vidinės recirkuliacijos kilpos patvirtina anksčiau aprašytą vienalaikį nitrifikacijos{0}}denitrifikacijos mechanizmą. Gamykla pasiekė denitrifikaciją tame pačiame rezervuare, kuriame vyko nitrifikacija - – rezultatas, kuris būtų termodinamiškai neįmanomas visiškai sumaišytoje suspenduotoje{3}}augimo sistemoje.
trečia,fosforo pašalinimas viršijo 93 proc.. Tam reikėjo nedidelio prieš srovę įmontuoto anaerobinio selektoriaus (maždaug 8 % vėdinimo bako tūrio), bet nepridedant metalinės druskos koagulianto. PAO, praturtintų ant nešiklio paviršių, pakako prabangaus fosforo pasisavinimui, kai jie buvo veikiami anaerobinio-aerobinio ciklo.
VISUOMENĖ PRIVALUMAI: NE NUOTEKŲ KOKYBĖS
„Bio Block“ modifikavimas suteikė naudos iš keturių aspektų - nuotekų kokybės, talpos, eksploatavimo sąnaudų ir atsparumo -, todėl šios technologijos verslas yra patrauklus.
Nuotekų kokybė
Kiekvienas parametras atitiko naują, griežtesnį vietinį iškrovimo standartą su patogia marža. Atitiktis nebuvo ribinė -, ji buvo tvirta. Įrenginio operatoriui nebereikia nerimo stebėti, kaip COD ir amoniako vertės artėja prie ribos didelės -apkrovos įvykių metu.
Pajėgumo didinimas
Sutrumpinus PHT nuo 12 iki 8 valandų, išlaikant - ir pagerinus - gydymo efektyvumą, augalas efektyviai išaugo apytiksliai30% papildomas gydymo pajėgumas. Tai buvo pasiekta neišplėtus nei vieno bako. Gamyklai, kuri veikė netoli savo hidraulinės ribos, šis aukštis yra strategiškai vertingas, nes miestas ir toliau auga.
Veiklos išlaidų mažinimas
Dumblo gamyba sumažėjo maždaug35%palyginti su pradine{0}}modernizavimo sistema. Tai yra tiesioginė bioplėvelės režimo pasekmė: prijungtos-augimo sistemos veikia esant didesniam SRT, todėl biomasė toliau patenka į endogeninio kvėpavimo fazę, kur grynasis ląstelių derlius yra mažesnis. Mažiau dumblo reiškia mažesnį polimero suvartojimą nusausinimui, mažiau sunkvežimių į sąvartyną ir mažesnius šalinimo mokesčius.
Energijos sąnaudos vienam kubiniam metrui išvalyto vandens sumažėjo maždaug16%. Pagrindinis veiksnys buvo sumažintas aeracijos intensyvumas - Bio Block nešiklio sluoksnis padidina deguonies perdavimo efektyvumą padidindamas burbuliukų buvimo laiką ir sukurdamas vietinę turbulenciją, kuri pagreitina tarpfazinį masės perdavimą. Antrinis indėlis atsirado pašalinus vidinius recirkuliacinius siurblius, anksčiau naudotus denitrifikacijai, nes SND dabar atsiranda bioplėvelėje.
Operatyvinis atsparumas
Lietingo sezono metu, kai įtekamasis srautas padidėjo ir teršalų koncentracija smarkiai svyravo, „Bio Block“ sistema išlaikė stabilią nuotekų kokybę. Pritvirtinta bioplėvelė tiesiog neišplauna - esminio pranašumo, palyginti su pakabinamomis-auginimo sistemomis, kur hidraulinis antplūdis gali pašalinti biomasę iš aeracijos baseino per kelias valandas. Gamyklos operatorius pranešė, kad sistema„atsigauna per vieną PHT ciklą“po šoko įvykio, palyginti su ankstesnės CAS konfigūracijos dienomis ar savaitėmis.
AR BIO BLOKAS TINKA JŪSŲ AUGALUI?
Bio Block nėra universalus sprendimas. Jis ypač gerai-tinka augalams, kurie susiduria su viena ar keliomis iš šių sąlygų:
Griežtesni iškrovimo standartaikad dabartinis aktyviojo dumblo procesas negali vykti be tretinio apdorojimo. „Bio Block“ gali užpildyti esamo biologinio etapo spragą, todėl dažnai nebereikia atlikti tolesnių poliravimo etapų.
Talpos apribojimai be plėtimosi erdvės.Jei jūsų gamykla yra hidrauliškai arba organiškai perkrauta, bet neturi vietos statyti, „Bio Block“ modifikavimas gali padidinti tūrinį apdorojimo pajėgumą 25–40 %, padidindamas efektyvią biomasės koncentraciją.
Didelės dumblo šalinimo išlaidos.Atliekų dumblo gamybos sumažinimas 30–40 % tiesiogiai reiškia mažesnes veiklos išlaidas, ypač regionuose, kur mokesčiai išvežti į sąvartynus ir transportavimo sąnaudos yra dideli.
Kintamos pramoninės arba sezoninės apkrovos.Dėl būdingo bioplėvelės atsparumo smūginėms apkrovoms „Bio Block“ yra puikus pasirinkimas augalams, kurie gauna pertrūkius pramoninius išmetimus arba patiria didelius sezoninius srauto ir apkrovos pokyčius.
Augalai, svarstantys apie Bio Block, turėtų įvertinti nešiklio tipą ir užpildymo santykį per asvetainės-konkretaus proceso skaičiavimaskuri atsižvelgia į įtekančio vandens charakteristikas, tikslinę nuotekų kokybę, turimą rezervuaro tūrį ir esamą aeracijos pajėgumą. Pirmą kartą taikantiesiems rekomenduojama atlikti bandomąjį 5-10 % viso masto bandomąjį bandymą, kad būtų patvirtinti projektavimo parametrai prieš pradedant visiškai modifikuoti.
IŠVADA
Bio Block, kaip efektyvi bioplėvelės nešiklio medžiaga, parodė akivaizdžius pranašumus gerinant gydymo efektyvumą, didinant atsparumą smūgiams ir mažinant eksploatavimo išlaidas. Rytų Kinijos savivaldybės gamyklos atvejo tyrimas pateikia duomenų{1}}pagrįstą atskaitos tašką: 92 % COD pašalinimas, 98 % amoniako azoto pašalinimas, 35 % dumblo sumažinimas, 16 % energijos taupymas ir 30 % efektyvaus pajėgumo padidėjimas - nepridedant nė vieno kubinio metro betono.
Savivaldybių nuotekų valymo įrenginių operatoriams, susiduriantiems su trigubu griežtesnių standartų, erdvės apribojimų ir sąnaudų kontrolės spaudimu, Bio Block yra techniškai brandus ir ekonomiškai perspektyvus atnaujinimo būdas. Tai nėra eksperimentinė technologija. Tai nėra laboratorinis įdomumas. Tai praktikoje-įrodytas sprendimas su tūkstančiais diegimų visame pasaulyje - ir našumo duomenų atsarginėms kopijoms.
Planuojate nuotekų valymo įrenginių atnaujinimą arba naujos biofilmo įrengimą?
„Juntai“ tiekia kelių specifikacijų „Bio Block“ laikmenas (nuo 35 iki 65 tipo), kurių specifinis paviršiaus plotas yra nuo 120 iki 350 m²/m³. Mes teikiame nemokamą proceso dydžio palaikymą -, įskaitant užpildymo santykio skaičiavimus, aeracijos reguliavimo rekomendacijas ir sulaikymo ekrano dizainą -, atsižvelgdami į jūsų konkrečius įtakos duomenis ir gydymo tikslus. Susisiekite su mumis ir aptarsime jūsų projektą.
| Bio Block produktų asortimentas | Prašyti proceso dydžio palaikymo | Visas produktų asortimentas |