MBBR proceso modernizavimo pietiniame nuotekų valymo įrenginyje poveikio analizė
2023 m. spalio mėn. Kinijos Liaudies Respublikos būsto ir urbanistinės{1}}kaimo plėtros ministerijos išleistas „2022 m. Kinijos miestų statybos būklės biuletenis“ rodo, kad 2022 m. pabaigoje Kinijos nuotekų valymo įrenginių valymo pajėgumai pasiekė 216 mln. m³/d, t. Nuo 2013 m. bendras išvalomų nuotekų kiekis auga jau 10 metų iš eilės. Sparti miestų plėtra kartu didėja nuotekų išleidimas, vis labiau ryškėja prieštaravimas tarp nuotekų valymo įrenginių plėtrai ir renovacijai reikalingos žemės ir miesto plėtros žemės.
Norint padidinti esamų nuotekų valymo įrenginių pajėgumus, įprastas aktyviojo dumblo procesas paprastai taiko įrenginių išplėtimo metodą. Didėjant plėtros apimtims, pamažu didėja žemės įsigijimo kaštai, ilgėja statybos laikotarpis. Valymo pajėgumų išnaudojimas esamuose nuotekų valymo įrenginiuose šiuo metu yra veiksminga priemonė toliau didinti miesto nuotekų valymo pajėgumus ir sušvelninti miesto plėtros ir žemės naudojimo prieštaravimą. Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) atsirado Norvegijoje devintojo dešimtmečio pabaigoje. Jis padidina funkcinių bakterijų praturtėjimą ir taip pagerina sistemos apdorojimo pajėgumus, į biologinį rezervuarą įpildamas suspenduotų nešėjų, kad susidarytų bioplėvelės. Dėl savo savybių, kurios gali būti „įterptos“ į pradinę biologinę sistemą, jis plačiai naudojamas atnaujinant ir renovuojant nuotekų valymo įrenginius, padidinant pajėgumus vietoje nepridedant naujos žemės. Be to, palyginti su kitais žemę{8}taupančiomis modifikavimo procesais, tokiais kaip membraninis bioreaktorius (MBR) ir didelės koncentracijos sudėtinis miltelių nešiklio biologinis skystasis sluoksnis (HPB), MBBR procesui nereikia periodiškai keisti ar papildyti nešiklius, todėl jis yra ekonomiškai naudingesnis.
Šiame straipsnyje kaip pavyzdys pateikiamas pajėgumų padidinimo modernizavimas naudojant MBBR procesą nuotekų valymo įrenginyje Pietų Kinijoje. Jame analizuojami įrenginio eksploataciniai rodikliai prieš ir po modifikavimo, MBBR zonos nitrifikacijos našumas ir mikrobų bendruomenės struktūra, paaiškinamas praktinis MBBR proceso vaidmuo plečiant in-pajėgumus. Siekiama pateikti rekomendacijas ir pasiūlymus dėl panašių nuotekų valymo įrenginių projektavimo ir eksploatavimo.
1 Projekto apžvalga
Nuotekų valymo įrenginių pietų Kinijoje bendras projektuojamas valymo pajėgumas yra 7,5 × 10⁴ m³/d, I fazės našumas – 5×10⁴ m³/d, o II fazės – 2,5 × 10⁴ m³/d. Iš pradžių abiejose fazėse buvo naudojamas modifikuotas Bardenpho procesas. Pagrindiniai valymo tikslai yra buitinės nuotekos iš surinkimo zonos ir dalinės pramoninės nuotekos iš pramonės parko. Nuotekų kokybė turi atitikti A klasės standartą, nurodytą „Komunalinių nuotekų valymo įrenginių teršalų išleidimo normoje“ (GB 18918-2002). Sparčiai vystantis miestų statybai ir ekonomikai, nuotekų išleidimas didėjo, o projektas veikė visu pajėgumu arba virš jo. 2021 m., kaip reikalavo vyriausybės institucijos, pagal pradinį mastą projekto pajėgumus reikėjo padidinti dar 2,5×10⁴ m³/d, kad bendras valymo pajėgumas būtų 1×10⁵ m³/d. Nuotekų standartas liko GB 18918-2002 A klasės. Suprojektuota įtekamoji ir nuotekų kokybė parodyta1 lentelė.
Teritorija aplink šį projektą yra žemės ūkio paskirties žemė, todėl pradinėje gamyklos vietoje nepakako rezervuotos žemės plėtrai. Be to, pradinio II etapo statybos metu pirminio apdorojimo įrenginiai jau buvo pastatyti pagal 5×10⁴ m³/d našumą. Todėl šio modernizavimo projekto tikslas buvo visiškai išnaudoti esamų biologinių rezervuarų valymo potencialą ir kuo labiau sumažinti žemės užimtumą biologinių rezervuarų modifikavimui. MBBR procesas yra plačiai naudojamas in-pajėgumui didinti ir renovuoti nuotekų valymo įrenginius dėl jo „įterptųjų“ savybių. Pavyzdžiui, šiaurinėje Kinijos nuotekų valymo įmonėje buvo naudojamas MBBR procesas, siekiant padidinti pajėgumą, maksimaliai išnaudoti esamų rezervuarų tūrį ir proceso srautą, o in-situ pajėgumas padidėjo 20 %, o nuotekos stabiliai atitinka A klasės standartus. Kitoje gamykloje Guangdonge buvo naudojamas MBBR procesas, skirtas biologinio valymo našumui in{10}}patobulinti ir pasiekti gerą efektą – 50 % in-pagalbos padidinimo vietoje, o nuotekos stabiliai geresnės nei išleidimo standartas. Todėl, atsižvelgiant į faktinius nuotekų valymo įrenginių poreikius ir visapusiškai įvertinus tokius veiksnius kaip žemės naudojimas ir eksploatacija, MBBR procesas galiausiai buvo pasirinktas kaip valymo procesas šiam pajėgumų didinimo modernizavimui.
2 Proceso projektavimas
2.1 Proceso eiga
Šio pajėgumo išplėtimo modernizavimo esmė buvo padidinti biologinių rezervuarų apdorojimo pajėgumus vietoje per MBBR, užtikrinant stabilų nuotekų standartų laikymąsi, nepaisant 100 % padidėjusio srauto. Kadangi pirminiai pirminio apdorojimo ir pažangūs apdorojimo įrenginiai jau buvo pagaminti 5 × 10⁴ m³/d našumui, šis modifikavimas buvo skirtas pakartotiniam esamų įrenginių panaudojimui. Pagrindinis modifikavimas buvo biologiniai rezervuarai, taip pat naujo antrinio nusodinimo rezervuaro statyba, skirta patenkinti valymo poreikį padidinus srautą. Proceso eiga po modifikavimo parodyta1 pav. Influentas iš anksto apdorojamas per stambius / smulkius sietus ir smėlio kamerą, tada patenka į modifikuotą Bardenpho-MBBR baką, kad būtų pašalinta anglis, azotas, fosforas ir kiti teršalai. Biologinių rezervuarų nuotekos praeina per sedimentacijos rezervuarus ir didelio-efektyvumo skaidrintuvą, užtikrinantį stabilų SS ir TP standartų laikymąsi. Po dezinfekcijos galutinės nuotekos išleidžiamos į priimančiąją upę ekologiniam vandens papildymui.
2.2 Biologinio rezervuaro modernizavimas
Biologinio rezervuaro modernizavimo planas parodytas2 pav. Padvigubinant apdorojimo srautą, pradinių anaerobinių ir anoksinių zonų tūriai išliko nepakitę . 20% tūrio iš pradinės aerobinės zonos buvo padalinta, kad būtų sukurta papildoma beanoksinė zona, išplečiant bendrą anoksinės zonos tūrį, kad būtų patenkintas denitrifikacijos poreikis. Pakabinamų nešiklių buvo pridėta prie likusio aerobinės zonos tūrio, kad susidarytų aerobinė MBBR zona. Buvo įdiegtos palaikančios įėjimo/išėjimo angos tikrinimo sistemos ir MBBR-specifiniai maišytuvai. Originali grandininė aeravimo sistema buvo pakeista į dugną perforuota aeravimo sistema, kad būtų užtikrintas geras pakabinamų laikiklių suskystinimas ir būtų išvengta jų praradimo vandens sraute. Po modifikavimo bendras biologinių rezervuarų hidraulinės sulaikymo laikas (HRT) yra 8,82 val., anaerobinės zonos PHT – 1,13 val., anoksinės zonos PHT – 3,05 val., o aerobinės zonos – 4,64 val. Bendras sistemos vidinis perdirbimo koeficientas yra 150%, o dumblo amžius yra 16 dienų.
Regarding equipment, 4 sets of submersible mixers were added to the anoxic zone (Power P = 4 kW, Impeller Diameter D = 620 mm). SPR-III type suspended carriers were added to the aerobic MBBR zone, with a diameter of (25.0 ± 0.5) mm, height of (10.0 ± 1.0) mm, effective specific surface area >800 m²/m³, o tankis 0,94 ~ 0,97 g/cm³. Po bioplėvelės pritvirtinimo tankis panašus į vandens tankį, atitinkantį pramonės standartą „Didelio -tankio polietileno pakabinamieji užpildai vandens valymui“ (CJ/T 461-2014). Užpildymo koeficientas yra 45%. Buvo pridėti du pakabinamų nešiklio -konkrečių povandeninių maišytuvų rinkiniai (P=5.5 kW). Buvo pridėti 22 pakeliamų aeravimo sistemų komplektai, 4 stacionarių aeravimo sistemų komplektai ir 45 smulkių burbuliukų aeratorių komplektai. Buvo pakeisti du vidiniai perdirbimo siurbliai (srauto Q=1600 m³/h, aukštis H=0.60 m, P=7.5 kW).
2.3 Naujo antrinio nusodinimo rezervuaro statyba
Dėl padidėjusio debito esamos antrinės sedimentacijos talpyklos negalėjo atitikti nuotekų reikalavimų. Padidėjusiam valymo pajėgumui palaikyti prireikė naujos antrinės sedimentacijos talpyklos. Naujasis bakas atitinka originalius, naudojant stačiakampį horizontalaus srauto tipą. Efektyvus bako tūris yra 4900 m³, su HRT=7 val. Pridėtas vienas siurblio- tipo dumblo grandiklis (darbo greitis V=0.8 m/min). Buvo pridėti šeši panardinamieji ašinio srauto siurbliai (išoriniai recirkuliaciniai siurbliai) (Q=180 m³/h, H=4 m, P=5.5 kW). Buvo pridėti du atliekų dumblo siurbliai (Q=105 m³/h, H=11 m, P=7.5 kW).
3 MBBR modernizavimo efekto analizė
Eksploatacinės savybės prieš ir po II etapo modernizavimo, tuo pačiu metu veikiančios I ir II fazės, vandens kokybės pokyčiai proceso metu II fazėje ir bioplėvelės bei suspenduoto dumblo fazių nitrifikacijos pajėgumas II fazėje, siekiant įvertinti MBBR modifikavimo poveikį sistemos valymo pajėgumams.
3.1 Veiklos našumo palyginimas
Prieš modifikavimą II fazė jau veikė virš numatyto debito, o faktinis vidutinis debitas buvo (3,02 ± 0,46) × 10⁴ m³/d. Po modifikavimo debitas toliau padidėjo iki (5,31 ± 0,76) × 10⁴ m³/d, o tai faktinis padidėjimas yra maždaug 76%. Maksimalus eksploatacinis debitas siekė 7,61×10⁴ m³/d, 1,52 karto daugiau nei projektinė vertė. Įtekančio vandens ir nuotekų kokybė prieš ir po modifikavimo parodyta2 lentelėir3 pav. Kalbant apie įtekamąjį apkrovą, po modifikavimo amoniako azoto (NH₃-N), bendro azoto (TN), COD ir TP apkrovos padidėjo atitinkamai iki 1,61, 1,66, 1,60 ir 1,53 karto, palyginti su prieš modifikavimą. Kalbant apie faktinę nuotekų / nuotekų kokybę, įtekamieji NH₃-N ir TN prieš/po modifikavimo buvo atitinkamai (22,15±3,73)/(20,17±4,74) mg/l ir (26,28±4,07)/(23,19±3,66). Nuotekų NH₃-N ir TN prieš/po modifikavimo buvo (0,16±0,14)/(0,14±0,08) mg/l ir (8,62±1,79)/(7,01±1,76) mg/l, o vidutinis pašalinimo rodiklis – 99,28 % ir 99,28 %/ Atitinkamai 67,20 %/69,77 %. Nepaisant labai padidėjusio srauto ir įtekančio apkrovos po modifikavimo, nuotekų kokybė vis tiek buvo geresnė nei prieš modernizavimą. Padidėjęs anoksinės zonos tūris užtikrino gerą TN pašalinimą, o nuotekų TN dar sumažėjo po modifikavimo. Aerobinė zona žymiai padidino nitrifikacijos pajėgumą per suspenduotą nešiklio bioplėvelę. Netgi 20 % sumažinus aerobinės zonos tūrį, palyginti su iš anksto-modernizuotu, ir žymiai padidinus srautą bei įtekamąją apkrovą, buvo išlaikytas labai efektyvus NH₃-N pašalinimas. Įtakos COD ir TP prieš/po modifikavimo buvo atitinkamai (106,82±34,37)/(100,52±25,93) mg/l ir (2,16±0,54)/(1,96±0,49) mg/l. Nuotekų ChDS ir TP prieš/po modifikavimo buvo (10,76±2,04)/(11,15±3,65) mg/L ir (0,14±0,07)/(0,17±0,05) mg/l, o vidutiniai pašalinimo rodikliai atitinkamai 89,93%/93,52% ir. Po modernizavimo nuotekų kokybė išliko stabiliai geresnė nei projektinis išleidimo standartas.
Eksploataciniai duomenys nuo lapkričio iki kitų metų sausio (po{0}}patobulinimo) buvo toliau atrinkti, kad būtų galima palyginti I ir II fazių veikimą žemos{1}}temperatūros sąlygomis (minimali temperatūra 12 laipsnių). Abiejų fazių įtekamų ir nuotekų teršalų koncentracijos parodytos4 pav. Žiemos žemos temperatūros sąlygomis abiejų procesų nuotekos buvo stabiliai geresnės nei projektinis išleidimo standartas. Ypač šalinant NH₃-N, kuris yra jautrus žemoms temperatūroms, kai įtekančio NH₃-N koncentracija yra (18,98±4,57) mg/L, I fazės nuotekų NH₃-N buvo (0,27±0,17) II,0 ± 0,0 mg/L (0,27±0,17). mg/L, abu demonstruoja gerą atsparumą žemai temperatūrai. Pažymėtina, kad po MBBR modifikavimo II fazėje aerobinės zonos PHT buvo tik 66,07% I fazės lygio, todėl nitrifikacijos efektyvumas žymiai pagerėjo.
3.2 MBBR zonos našumo analizė
Siekiant toliau nustatyti faktinį kiekvienos funkcinės zonos poveikį, lygiagrečiam matavimui buvo paimti vandens mėginiai iš kiekvienos funkcinės zonos galo I ir II fazėse. Rezultatai rodomi5 pav. Įtekančio NH₃-N koncentracija buvo 18,85 mg/L ir 18,65 mg/L, o ištekančiame NH₃-N koncentracija buvo 0,35 mg/L ir 0,21 mg/L, o NH₃-N pašalinimo rodikliai buvo atitinkamai 98 %, 78,8 %. Dėl azoto profilio pokyčių NH₃-N pašalinimas II fazėje daugiausia įvyko aerobinėje MBBR zonoje. NH₃-N koncentracija MBBR zonos nuotekose buvo 0,31 mg/L, o tai sudaro 99,46 % bendro NH₃-N pašalinimo, jau geriau nei projektinis išleidimo standartas. Vėlesnė aerobinė aktyviojo dumblo zona atliko apsauginį vaidmenį. Be to, nuotekų valymo įrenginiuose, naudojantys MBBR aerobinėje zonoje, paprastai vyksta vienalaikis nitrifikavimas ir denitrifikacija (SND). Tačiau šiame projekte bendrojo neorganinio azoto (TIN) pašalinimo aerobinėje MBBR zonoje nepastebėta, o tai gali būti susiję su santykinai maža įtekančio substrato koncentracija šiame projekte.
Norint toliau tirti suspenduotų nešėjų pridėjimo poveikį sistemos nitrifikacijos veiksmingumui, buvo paimtas supernatantas iš I fazės anoksinės zonos nuotekų. Nitrifikacijos veikimo bandymai buvo atlikti su I fazės gryno dumblo, II fazės gryno dumblo, II fazės gryno bioplėvelės ir II fazės kombinuotos bioplėvelės{1} dumblo sistemos. Sąlygomis, atitinkančiomis faktinį projektą (nešiklio užpildymo koeficientas, dumblo koncentracija, vandens temperatūra), DO kontroliuojamas 6 mg/l, kad būtų nustatytas optimalus nitrifikacijos efektyvumas. Rezultatai rodomi3 lentelė. I fazės gryno dumblo, II fazės gryno dumblo, II fazės grynos bioplėvelės ir II fazės kombinuotos bioplėvelės{1}} dumblo sistemos nitrifikacijos laipsniai buvo atitinkamai 0,104, 0,107, 0,158 ir 0,267 kg/(m³·d). Pridėjus pakabinamų laikiklių, pagerėjo sistemos nitrifikacijos našumas. II fazės kombinuotos bioplėvelės{8}}dumblo sistemos nitrifikacijos greitis pasiekė 2,57 karto didesnį nei I fazės grynojo aktyviojo dumblo sistemos. Be to, grynos bioplėvelės apkrova jau buvo didesnė už aktyviojo dumblo apkrovą, o tai žymiai pagerino sistemos atsparumą smūgiams. II fazės kombinuotoje sistemoje bioplėvelė 59,92% prisidėjo prie nitrifikacijos ir užėmė dominuojančią padėtį.
3.3 Modernizavimo racionalumo analizė
Norint išanalizuoti kombinuoto bioplėvelės-dumblo MBBR proceso naudojimo šiam modifikavimui racionalumą, buvo atlikti skaičiavimai, susiję su nešiklio pridėjimo poveikiu, sistemos atsparumu smūgiams ir srauto padidėjimo bei nešiklio pridėjimo koreliacija. Jei šio projekto II etapas nebūtų buvęs modifikuotas ir jame būtų naudojamas tradicinis aktyviojo dumblo procesas, pagrįstas suprojektuotu nuotekų / nuotekų NH₃-N ir optimaliu I fazės aktyviojo dumblo tūriniu nitrifikacijos greičiu (DO=6 mg/L), apskaičiuota nuotekų koncentracija būtų nuo-N₃ iki 5 mg/NH₃. atitinka nuotekų normą. Jei apskaičiuojama remiantis optimaliu nitrifikacijos greičiu, gautu atlikus II fazės kombinuotos sistemos bandymą, esant projektiniam įtekamajam srautui, II fazė galėtų toleruoti maksimalią įtekančio NH₃-N koncentraciją iki 55 mg/l, o tai yra 2,20 karto didesnė už projektinę vertę, o tai žymiai padidina sistemos atsparumą smūgiams. Todėl naudoti MBBR šiam modernizavimui yra racionalu ir veiksmingai užtikrinamas stabilus nuotekų standartų laikymasis. Jei I etape taip pat būtų pritaikytas MBBR procesas, remiantis suprojektuotomis įtekančio / nuotekų teršalų koncentracijomis, valymo srautas galėtų padidėti daugiau nei 1 kartą, o tai suteiktų galimybę nuotekų valymo įrenginiams prisitaikyti prie greitos miesto plėtros ir sklandžiai atnaujinti.
4 Bioplėvelės prijungimo būsena ir mikrobų analizė
Šiame projekte parodytas bioplėvelės tvirtinimas ant pakabinamų laikiklių6 pav. Bioplėvelė tolygiai padengė vidinį nešiklio paviršių ir buvo tanki, be flokuliuojančios medžiagos nešiklio porose. Vidutinis storis buvo (345,78 ± 74,82) μm. Vidutinė bioplėvelės biomasė buvo (18,87 ± 0,93) g/m², lakiųjų suspenduotų kietųjų dalelių (VSS)/SS santykis buvo stabilus 0,68 ± 0,02, o vidutinis VSS buvo (12,77 ± 0,61) g/m².
Siekiant toliau tirti MBBR modifikavimo poveikį sistemos apdorojimo pajėgumui mikroskopiniu požiūriu, buvo paimti I fazės aktyviojo dumblo, II fazės aktyviojo dumblo ir bioplėvelės mėginiai 16S amplikono didelio našumo{1}}sekvenavimui. Santykinis mikroorganizmų gausa genties lygiu sistemoje parodyta7 pav.
Dominuojančios nitrifikuojančios gentys suspenduotoje nešiklio bioplėvelėje buvo Nitrospira ir Nitrosomonas, kurių santykinis gausumas buvo atitinkamai 7, 98% ir 1, 01%. Priešingai, dominuojanti nitrifikuojanti gentis tiek I, tiek II fazės aktyviajame dumble buvo Nitrospira, kurios santykinis gausumas buvo atitinkamai 1, 05% ir 1, 27%. Nitrospira yra labiausiai paplitusi nitrifikacinė gentis nuotekų valymo įrenginiuose. Įrodyta, kad daugelis jo rūšių turi visišką amoniako oksidacijos (comammox) gebėjimą, o tai reiškia, kad vienas mikroorganizmas gali užbaigti procesą nuo amoniako iki nitrato. Naudojant MBBR procesą bioplėvelės pavidalu buvo pasiektas efektyvus Nitrospira sodrinimas, kurio santykinis gausumas yra 7,58 karto didesnis nei aktyviajame dumble, suteikdamas mikroskopinį pagrindą sistemos nitrifikacijos efektyvumui pagerinti. Taip pat galima pastebėti, kad santykinis nitrifikuojančių bakterijų gausumas aktyviajame dumble iš tos pačios sistemos kaip ir bioplėvelė (II fazė) buvo šiek tiek didesnis nei I fazės grynojo aktyviojo dumblo sistemoje. Taip gali būti dėl to, kad išsiliejusi bioplėvelė iš suspenduotų nešėjų, dinaminio atsinaujinimo metu užsėjo aktyvųjį dumblą, padidindama santykinį nitrifikuojančių bakterijų kiekį dumble.
Abiejose sistemose dominuojančios denitrifikuojančios gentys daugiausia buvo praturtintos aktyviuoju dumblu ir buvo gana panašios sudėties, įskaitant Terrimonas, Flavobacterium, Dechloromonas, Hyphomicrobium ir kt. Santykinis denitrifikuojančių genčių gausumas I ir II fazėse buvo atitinkamai 8,76% ir 7,52%. Funkciniu požiūriu, be denitrifikacijos, kai kurios Terrimonas rūšys gali skaidyti antraceną{4}}panašias medžiagas; Flavobakterijos gali suardyti biologiškai skaidomus plastikus (pvz., PHBV); Hifomikrobijas denitrifikacijai gali panaudoti įvairius toksiškus ir sunkiai{7}}skaidomus-organinius junginius, tokius kaip dichlormetanas, dimetilsulfidas, metanolis ir t. t. Šio projekto įtakoje yra pramoninių nuotekų, todėl ilgainiui{10}}atsiranda funkcinių mikrobų bendruomenių specializacija. Nors šis projektas neparodė reikšmingų makroskopinių SND efektų, kai kurios denitrifikuojančios funkcinės grupės vis tiek buvo aptiktos suspenduotoje nešiklio bioplėvelėje, įskaitant Hyphomicrobium, Dechloromonas, Terrimonas ir OLB13, kurių bendra dalis buvo 2, 78%. Tai rodo, kad bioplėvelei pasiekus tam tikrą storį, viduje susidariusi anoksinė / anaerobinė mikroaplinka gali sudaryti sąlygas denitrifikuojančių bakterijų praturtėjimui, taip pat suteikiant galimybę SND atsirasti aerobinėje MBBR zonoje. Be to, Proteiniclasticum buvo aptiktas tiek I, tiek II fazės dumble, kurių santykinis gausumas buvo atitinkamai 1,09% ir 1,18%. Ši gentis turi gerą gebėjimą skaidyti ir transformuoti baltymines medžiagas. Jo sodrinimas gali būti susijęs su daugybe pieno produktų įmonių buvimu šio projekto surinkimo zonoje.
Pažymėtina, kad santykinis Candidatus Microthrix gausumas I fazės aktyviajame dumble siekė 3,72%. Tai dažna gijinė bakterija aktyviajame dumble, dažnai susijusi su dumblo kaupimu. Tačiau jo santykinis gausumas II fazės dumble ir bioplėvelėje buvo atitinkamai tik 0,57% ir 1,03%. Po modifikavimo naudojant MBBR procesą, suspenduotų nešėjų skystinimas turi kirpimo poveikį gijinėms bakterijoms ir sumažina gijinio tūrio aktyvuotame dumble tikimybę.
5 Ekonominė analizė
Elektros suvartojimas kubiniam metrui prieš ir po šio modernizavimo buvo atitinkamai 0,227 kWh/m³ ir 0,242 kWh/m³. Kai elektros kaina buvo 0,66 RMB/(kWh), eksploatacinės elektros sąnaudos buvo 0,150 RMB/m³ ir 0,160 RMB/m³. Elektros suvartojimo padidėjimą daugiausia lėmė naujas anoksinės zonos maišymas ir papildoma elektros įranga iš naujojo antrinio nusodinimo rezervuaro. Šiame projekte naudojamos fosforo šalinimo cheminės medžiagos yra poliferricchloridas (PFC) ir poliakrilamidas (PAM). Dozavimas išliko pastovus prieš ir po modifikavimo: PFC dozė 2,21 t/d, kaina 0,014 RMB/m³; PAM dozė 17,081 kg/d., kaina 0,0028 RMB/m³. Šiame projekte visiškai išnaudojamas anglies šaltinis žaliaviniame denitrifikacijos sraute. Prieš arba po modifikavimo nebuvo pridėta jokio išorinio organinės anglies šaltinio. Tiesioginės elektros ir chemijos sąnaudos vienam kubiniam metrui prieš ir po modernizavimo buvo atitinkamai 0,167 RMB/m³ ir 0,177 RMB/m³.
6 Išvados ir perspektyvos
(1) Antrajame pietinių nuotekų valymo įrenginių etape buvo naudojamas MBBR procesas, siekiant padidinti pajėgumus, sprendžiant tokias problemas kaip žemės trūkumas. Po modifikavimo valymo srautas padidėjo nuo (3,02 ± 0,46) × 10⁴ m³/d iki (5,31 ± 0,76) × 10⁴ m³/d, pasiekęs 76 % in- pajėgumo padidėjimą in situ. Maksimalus darbinis srautas pasiekė 1,52 karto didesnį nei projektinė vertė, o nuotekos stabiliai geresnės nei projektinis išleidimo standartas.
(2) Įterpus MBBR procesą į biologinį etapą, buvo pasiektas labai efektyvus ir stabilus NH₃-N šalinimas žiemos žemos-temperatūros sąlygomis, nors aerobinis PHT sudarė tik 66,07 % aktyvuoto dumblo proceso. MBBR zona prisidėjo prie NH₃-N pašalinimo 99,46 %. Jei II etapas nebūtų buvęs modifikuotas, esant tokiai pačiai debitui ir vandens kokybei, nuotekų NH₃-N būtų pasiekta 5,55 mg/l. Todėl naudoti MBBR šiam modernizavimui buvo būtina ir racionalu.
(3) Suspensijos nešiklio bioplėvelė sustiprino šerdies nitrifikuojančios Nitrospira genties sodrinimo efektą. Jo santykinis gausumas bioplėvelėje buvo 7,58 karto didesnis nei aktyviajame dumble, suteikdamas mikroskopinį pagrindą sistemos nitrifikacijos efektyvumui pagerinti. Be to, denitrifikuojančių genčių praturtinimas bioplėvelėje suteikia galimybę atsirasti SND.
Šiame projekte buvo naudojamas kombinuotas bioplėvelės{0}}dumblo procesas, siekiant padidinti in-pajėgumą. Tačiau faktinę veiklą vis dar riboja aktyviojo dumblo sulaikymas ir regeneravimas, o tai neleidžia toliau didinti apdorojimo pajėgumų. Šiuo metu realiuose projektuose taikomi grynos bioplėvelės procesai, visiškai atsisakant aktyviojo dumblo ir panaudojant didelės -bioplėvelės apkrovos charakteristikas efektyviam teršalų pašalinimui, neribojamo aktyviojo dumblo apribojimų. Tai suteikia naują sprendimą naujai statyti, renovuoti ar plėsti nuotekų valymo įrenginius.