Konparezon de-etap AO ak twa-etap AO Pwosesis: Yon Jeni Pèspektiv
Kounye a, majorite izin tretman dlo ize (WWTP) nan Lachin adopte pwosesis ki baze sou depo aktive -pou tretman dlo ize. Pami sa yo, prèske mwatye itilize pwosesis Anoxic-Oxic (AO). Pwosesis AO a ofri avantaj tankou operasyon ki estab ak pri ki ba. Sepandan, efikasite total li yo retire nitwojèn (TN), tipikman sòti nan 60% a 80%, se contrainte pa rapò resiklaj entèn yo. Avèk kondisyon nasyonal de pli zan pli sevè pou retire nitwojèn, pwosesis AO konvansyonèl yon sèl etap -souvan lite pou satisfè demand yo pou tretman TN. Pwosesis AO milti-etap yo parèt. Lè w konekte de oswa plis etap AO nan seri, nitrat ki pwodui nan etap aerobic anvan an bay substra a pou denitrifikasyon nan etap anoksik ki vin apre a. Sa a reyalize objektif la nan diminye rapò resiklaj entèn la pandan y ap amelyore an jeneral retire TN. Sepandan, etap twòp ka ogmante konpleksite operasyonèl tou. An konsekans, konfigirasyon ki pi souvan aplike nan Lachin se kounye a de -etap ak twa- etap pwosesis AO yo. Papye sa a prezante yon analiz konparatif nan pwosesis AO de-etap ak twa-etap lè l sèvi avèk yon WWTP nan Sid Lachin kòm yon etid ka, ki vize bay yon referans pou seleksyon an nan wout teknik nan pwojè menm jan an.
1 Apèsi sou pwojè a
Yon WWTP nan Sid Lachin kouvri yon zòn total de 8 ekta. Kapasite orijinal konsepsyon li te 90,000 m³/d, ak bon jan kalite efluan yo te oblije satisfè tou de estanda Klas A nan "Estanda Egzeyat Polisyon pou Plant Tretman Dlo Minisipal yo" (GB 18918-2002) ak "Limit Dechaj Polisyon Dlo" nan pwovens Guangdong (DB 4011/2002). kòm "Kwasi-Klas V"). Plant lan te opere nan kapasite plen. Dapre planifikasyon ki enpòtan, yo te mande yon ekspansyon. Estanda efluan nan lavni, ki baze sou sitiyasyon aktyèl la, te bezwen konsidere yon kondisyon alontèm nan TN mwens pase oswa egal a 10 mg/L. Konsidere totalman kondisyon aktyèl sit la, echèl konstriksyon sivil pou ekspansyon sa a te fikse nan 70,000 m³/d. Plant lan ta opere nan 50,000 m³/d nan yon tèm tou prè epi rive nan echèl la 70,000 m³/d alontèm, pote kapasite total tretman plant la a 160,000 m³/d. Yo montre kalite dlo enfliyan ak efluan ki fèt nanTablo 1.
Akòz kontrent sit, plan preliminè pou ekspansyon an te adopte wout pwosesis la nan "Multi-etap AO + periferik-nan periferik-Sòti tank sedimantasyon rektangilè + tank sedimantasyon segondè-efikasite + plak fib{-ak - ak ankadreman". Yo te konstwi estrikti sivil tout gwo inite yo pou echèl 70,000 m³/d, pandan y ap enstale ekipman pou kapasite 50,000 m³/d. Tank byolojik la ta anplwaye yon pwosesis AO milti-etap nan yon ti tan. Nan tèm long la, ajoute transpòtè sispann ta kreye yon pwosesis ibrid biofilm -aktive labou pou satisfè demann ekspansyon kapasite 40%. Pou konsepsyon sa a, yo te konsidere kondisyon idwolik pou echèl 70,000 m³/d, pandan y ap tretman byolojik yo te fèt pou echèl 50,000 m³/d. Kòm pwojè sa a te gen entansyon adopte yon pwosesis AO milti-etap, yo te fè yon konparezon ant de-etap ak twa-etap AO.
2 Konparezon de-etap ak twa-etap Pwosesis AO
2.1 Koule Pwosesis
Prensip debaz pwosesis AO milti-etap la se itilize nitrat ki te pwodwi nan etap aerobic anvan an pou denitrifikasyon nan etap anoksik ki vin apre a, kidonk diminye rapò resiklaj entèn la. Teyorikman, plis etap mennen nan pi bon retire TN, men kontwòl vin pi konplèks. Nan pratik jeni, de-etap ak twa-etap AO se dominan. Koule pwosesis yo montre nanFigi 1. Pou yon AO de-etap, resiklaj entèn anjeneral fèt nan premye etap AO a. Pou yon AO twa-etap, resiklaj entèn jeneralman pa anplwaye. WWTP nan Beijing lè l sèvi avèk pwosesis de -etap AO a gen ladan Qinghe (400,000 m³ / d), Xiaohongmen (500,000 m³ / d), Gao'antun (400,000 m³ / d), Dingfuzhuang (200,000 m³ / d), ak Huaifang (600,000 m³ / d). Pwosesis sa a ofri avantaj tankou ekipman senp, pri operasyon ak antretyen ki ba, gwo rezistans nan chaj chòk, ak gwo konpatibilite ak lòt pwosesis, fasilite amelyorasyon nan lavni pou satisfè pi wo estanda efluan yo. Teyorikman, yon AO twa-etap nan seri ka elimine nesesite pou ekipman resiklaj entèn yo, pèmèt alokasyon plis rasyonèl nan sous kabòn, epi redwi envestisman ak depans fonksyònman. Pwosesis sa a se sitou aplike nan senaryo ki gen ase sous kabòn ak gwo demand pou retire nitwojèn. Ka tipik yo enkli WWTP Qujing nan Yunnan (80,000 m³/d), Ninghe District Urban WWTP nan Tianjin (90,000 m³/d), Zhangguizhuang WWTP nan Tianjin (200,000 m³/d), ak Plant Reklamasyon Daoxianghu nan Beijing (80,00 m³/d).
2.2 Konparezon Pwosesis
Lè nou konsidere ke pa gen okenn lòt tè ki disponib pou amelyorasyon nan lavni nan sit sa a, e ke kèk nouvo pwojè lokal yo deja aplike yon estanda TN effluent ki mwens pase oswa egal a 10 mg/L, konparezon pwosesis la konsidere kòm yon TN efluan tank byolojik ki pi piti pase oswa egal a 10 mg/L pou akomode posibilite pou egzijans efluan plis sevè nan lavni. Lòt endikatè respekte bon jan kalite efluan konsepsyon an. Dapre layout la, pou yon echèl pre -tèm 50,000 m³/d, maksimòm Tan Retansyon Idwolik (HRT) pou tank byolojik la te 18 èdtan. Konbine kondisyon aktyèl pwojè a, rezilta simulation BioWin, ak konvenyans nan kouple ak transpòtè sispann, yo te fè yon konparezon ant de-etap ak twa-etap pwosesis AO.
2.2.1 Simulation BioWin
Yon HRT inisyal nan 18 èdtan te fikse epi piti piti redwi. HRT minimòm pou reyalize egzijans TN efluan an te 14 èdtan. Pou de-etap AO a, pwen distribisyon enfliyan yo sete zòn anaerobik, premye-zon anoksik la, ak dezyèm-zon anoksik la. Pou twa-etap AO a, pwen enfliyan yo te zòn anaerobik, dezyèm-zon anoksik etap la, ak zòn anoksik twazyèm-etap la.
① Etid ak Rapò Distribisyon Enfliyan Fiks
Mete rapò distribisyon enfliyan an 4:3:3 pou tou de, simulation konpare twa konplo: de etap AO (rapò resiklaj 200%), twa etap AO ak yon rapò resiklaj total de 200% (resiklaj 100% nan premye etap AO + 100% resikle soti nan twazyèm zòn Oxic{9} ak premye zòn Oxic AO a), ak twa premye zòn Oxic AO a. rapò resikle 100% (resikle sèlman nan premye etap AO). Koule simulation yo montre nanFigi 2.
Tablo 2montre rezilta simulation pou yon rapò enfliyan fiks nan HRT=14 h.
Soti nan Tablo 2, li ka wè ke pou tou de -etap ak twa- etap AO, li rekòmande pou mete kanpe resiklaj entèn nan premye etap AO a pou maksimize denitrifikasyon nan premye zòn anoksik la lè w itilize sous kabòn nan enfliyan anvan tout koreksyon an. Pou twa -etap AO a, mete kanpe resiklaj entèn soti nan fen twazyèm etap la nan premye zòn anoksik la yon ti kras amelyore retire TN ak TP, men efikasite retire matyè òganik yo diminye. Sa a se yon espekilasyon atribiye a ogmante koule an jeneral nan tank byolojik la akòz resiklaj la, ki te pote oksijèn ki fonn nan zòn nan anoksik, ki afekte anviwònman an anoksik. Anplis de sa, HRT aktyèl la nan chak zòn vin pi kout, epi tranzisyon ant kondisyon operasyonèl yo akselere, sa ki lakòz efikasite redwi. Pou karakteristik enfliyan tankou sa yo nan pwojè sa a nan Sid Lachin, kote konsantrasyon TN a pa trè wo, de-etap AO a ka konplètman satisfè kondisyon efluan yo, ki pa montre okenn avantaj distenk pou twa-etap AO a. Pou senaryo ki gen gwo COD ak gwo TN enfliyan, twa-etap AO a ta ka pi apwopriye.
② Etid sou Ajisteman Rapò Distribisyon Enfliyan yo
Tou de -etap ak twa-etap AO yo te etabli ak yon rapò resiklaj 100% entèn nan premye etap AO. Etid yo te fèt sou rapò distribisyon enfliyan milti-pwen (1:0:0, 3:7:0, 2:4:4). Isit la, 1:0:0 vle di tout enfliyan antre nan devan an anpil; 3:7:0 pou twa-etap AO vle di enfliyan yo distribye sèlman nan zòn anaerobik la ak dezyèm etap AO a. Rezilta simulation pou rapò distribisyon ajiste yo montre nanTablo 3.
Soti nan tablo 3, li ka wè ke rapò distribisyon an gen yon ti enpak sou bon jan kalite efluan. Tandans jeneral la se ke kòm pwopòsyon nan enfliyan distribiye nan etap pita ogmante, efluan TN, NH₃-N, ak konsantrasyon TP monte, ak demann aere ogmante tou piti piti. Lè rapò enfliyan an te 3:7:0, twa-etap AO a te montre yon ti kras pi bon retire TN ak yon ti kras pi ba rapò lè-a-dlo pase de-etap AO a. Sepandan, nan operasyon aktyèl, diferans sa a se jeneralman neglijab. Anplis, ogmante pwopòsyon nan enfliyan nan etap pita, pandan y ap benefisye pou itilizasyon sous kabòn nan denitrifikasyon, inevitableman ogmante chaj la sou reyaksyon byochimik akòz opinyon NH₃-N, matyè òganik, ak TP. Se poutèt sa, li rekòmande pou kenbe konfigirasyon milti-pwen enfliyan an epi fè ajisteman pwogresif ki baze sou kalite dlo aktyèl la pandan operasyon an. Li enpòtan pou remake ke byenke twa etap AO a te montre pi bon retire TN pase de etap AO nan yon rapò enfliyan 2:4:4, kòm enfliyan nan etap pita yo te ogmante, efluan NH₃-N te montre yon tandans k ap monte, nan moman sa a NH₃}N{23}N{23}N{23}N{22}}N te kapab satisfè estanda.
③ Pèfòmans Tretman de-etap ak twa-etap AO
Yon twa -etap konfigirasyon AO te simulation ak HRT=14 h, rapò volim egal pou chak etap (1:1:1), 100% resiklaj entèn mete nan premye etap AO a, ak yon rapò enfliyan nan 4:3:3, nan de kondisyon: ak resikle 100% ak resiklaj fèmen. Yon konfigirasyon AO de-etap te similye ak HRT=14 h, 100% resiklaj entèn ansanm, ak yon rapò enfliyan 4:3:3. Rezilta yo te montre ke de -etap AO te reyalize pi bon efluan TN a nan 6.29 mg/L; twa etap -AO a ak 100% resiklaj entèn nan devan an reyalize pwochen pi bon an nan 7.51 mg / L; twa -etap AO san resiklaj entèn yo te fè pi mal nan 8.52 mg/L. Tout twa senaryo ka satisfè egzijans verifikasyon efluan an (TN mwens pase oswa egal a 10 mg/L).
Tablo 4montre konparezon paramèt konsepsyon ant de-etap ak twa-etap AO. Li ka wè ke pou tou de pwosesis, HRT ki nesesè pou reyalize egzijans TN efluan an se mwens pase 18 èdtan. Diferans prensipal yo ant de pwosesis yo se jan sa a:
a. Teyorikman, twa-etap AO a gen yon limit siperyè ki pi wo; sa vle di, si yo opere byen, tou de envestisman ak depans fonksyònman yo ka pi ba. De-etap AO a gen mwens atik ekipman ak etap, sa ki lakòz pi ba pri ekipman ak pi ba difikilte pou jesyon operasyonèl.
b. Pou pwojè espesifik sa a, piske yo te konsidere tèm long la epi volim tank la fèt pou yon HRT 18-èdtan, envestisman sivil la t ap idantik kit li adopte de-etap AO oswa twa-etap. Pri ekipman pou twa-etap AO a pi wo. Se poutèt sa, nan yon pèspektiv envestisman, adopte AO a de etap se pi plis ékonomi.
c. Konsènan depans fonksyònman yo, twa-etap AO a te kapab ekonomize apeprè 0.002 CNY/m³ lè yo elimine 100% pri enèji resikle likè melanje. Lè nou konsidere diminisyon potansyèl nan efikasite itilizasyon sous kabòn nan operasyon aktyèl akòz altène kondisyon anoksik / oksik nan twa etap AO -, diferans aktyèl la nan depans fonksyònman yo ta ka menm pi piti.
2.2.2 Analiz de senaryo alontèm transpòtè sispann
Akòz egzijans inik pwojè sa a, tank byolojik la te bezwen konsidere posibilite ak konvenyans plan elajisman kapasite alontèm-, sa vle di enpak ajoute transpòtè sispann.
Nwayo pwosesis MBBR la se ogmante byomass nan raktor a lè yo ajoute transpòtè sispann. Sa yo ka ajoute nan tank aerobic, anoksik, oswa anaerobik. Sepandan, konsidere fluidizasyon konpayi asirans, ajoute yo nan tank anaerobik oswa anoksik ta siyifikativman ogmante kondisyon pouvwa melanje. Se poutèt sa, adisyon a tank aerobic pi preferans rekòmande. Volim pou zòn anaerobik / anoksik yo ka complétée pa patisyon nan zòn aerobic, pandan y ap defisi nan volim aerobic konpanse pa transpòtè yo te ajoute. Nan lòt mo, se volim nan aerobic ensifizan fèt pa zòn nan sifas ogmante nan transpòtè yo sispann, ki se kalkile ki baze sou konvèsyon chaj polyan pou detèmine kantite konpayi asirans ki nesesè yo, kontwole yon sèten rapò ranpli pou jwenn volim nan te ajoute.
Dapre kalkil, si yo adopte pwosesis AO de-etap la epi ajoute tout transpòtè ki sispann nan premye-zon aerobic etap la alontèm, sipèfisi transpòtè MBBR obligatwa a ta dwe 2,597,708 m², sa ki koute 12,99 milyon CNY. Lòt pri ekipman fiks ki gen rapò (ki gen ladan sistèm fluidizasyon MBBR, mixer dedye, sistèm tès depistaj, ak sistèm kontwòl entèlijan) ta dwe 6.15 milyon CNY. Si w ap adopte twa-etap AO pwosesis la, akòz plis zòn dispèse, zòn MBBR a ta dwe divize an 2 seksyon (premye-etap ak dezyèm-zon aerobic). An konsekans, pri pou enstale ekipman fiks MBBR ki koresponn lan (eksepte transpòtè yo) ta ogmante yon ti kras a 7,77 milyon CNY, pandan y ap pri transpòtè a rete menm jan an. Sa vle di ke adopsyon AO twa-etap yo ta ogmante envestisman modènizasyon nan lavni pa 1.62 milyon CNY epi tou ogmante konpleksite modènizasyon an. Anplis de sa, sistèm tès depistaj la se zòn ki gen plis tandans fè pwoblèm apre ajoute konpayi asirans lan. Twa-AO etap la ajoute yon seksyon siplemantè nan ekran, sa ki ogmante difikilte pou operasyon yo.
Soti nan konparezon ki anwo a, akòz patisyon twòp nan twa -etap AO a, ak chak patisyon ki gen yon volim menm jan an, difikilte pou modènizasyon li yo pi wo pase sa ki nan de-etap AO a. Konstriksyon, konpleksite operasyonèl, ak adisyon ekipman tès depistaj yo tou lakòz plis envestisman pase de-etap AO a. Se poutèt sa, adopte de-etap AO a se pi fezab nan kouple nan lavni ak transpòtè sispann.
2.3 Rezilta Konparezon
Dapre analiz ki pi wo a, toude pwosesis AO de-etap ak twa-etap ka reyalize sib efluan TN Mwens pase oswa egal a 10 mg/L. Anba kondisyon limit pwojè sa a-espas limite, bezwen pou maksimize volim tank pre-tèm, ak plan alontèm-pou ajoute transpòtè sispann-de-etap AO a genyen avantaj an tèm de envestisman pre-apre tèm ak konvenyans jesyon/antretyen ekipman. Li ofri tou pi gwo konpatibilite pou modènizasyon nan lavni ak transpòtè sispann, sa ki lakòz pi ba envestisman an jeneral ak redwi amelyorasyon ak difikilte operasyonèl. Se poutèt sa, apre yon konsiderasyon konplè, yo te rekòmande pwosesis AO de-etap pou konsepsyon sa a.
3 Pèfòmans operasyonèl
Envestisman total estimasyon pou pwojè sa a se 304,5721 milyon CNY, ak depans konstriksyon 243,6019 milyon CNY, sa ki tradui nan yon pri konstriksyon inite 3,480,03 CNY/m³. Pri tretman an se 1.95 CNY/m³, ak pri operasyon an se 1.20 CNY/m³.
Pou pwojè sa a, tank byolojik la gen yon HRT total de 18 èdtan (ki gen ladan: zòn anaerobik 2 h, premye etap anoksik zòn 3.5 h, premye etap aerobic zòn 7.5 h, zòn degaze 0.5 h, dezyèm etap anoksik zòn 2.5 h, dezyèm etap awobik zòn 2.5 h, dezyèm etap awobik zòn 2.5 h, dezyèm etap aérobic zòn 2.5 h). 8.6 m. Yo aplike konsomasyon dlo seksyon reglabl, sa ki pèmèt ajisteman nan rapò distribisyon enfliyan an nan ogmantasyon 20% jan sa nesesè. Nan operasyon aktyèl la, konsantrasyon Mixed Liquor Suspended Solid (MLSS) nan tank byolojik la varye ant 3,500 ak 4,000 mg/L, rapò retounen boue a varye ant 40% ak 100%, ak rapò resiklaj entèn melanje likè varye ant 100% ak 200%. Vrè enfliyan ak bon jan kalite efluan yo montre nanTablo 5, ki aliman fondamantalman ki konsistan avèk rezilta simulation yo.
4 Konklizyon
Sèvi ak yon WWTP nan Sid Lachin kòm yon etid ka, yo te fè yon konparezon teknik ak ekonomik ant de-etap ak twa- etap pwosesis AO ak èd nan simulation BioWin. De -etap AO a, ki gen mwens atik ekipman ak etap, pi ba pri ekipman, ak pi ba difikilte pou jesyon operasyonèl, pi apwopriye pou kondisyon nan Sid Lachin kote enfliyan TN pa trè wo. Pou twa -etap AO a, etabli resiklaj entèn soti nan fen twazyèm etap la rive nan premye zòn anoksik la afekte efikasite retire TN a yon fason negatif, ogmante difikilte pou jesyon operasyonèl, ak ogmante depans envestisman. Konsepsyon an an menm tan satisfè egzijans tretman pre -tèm 50,000 m³/d ak TN Mwens pase oswa egal a 10 mg/L, pandan y ap echèl alontèm -70,000 m³/d la ka reyalize pa kouple ak transpòtè sispann. Rezilta aktyèl operasyon yo lajman ki konsistan avèk rezilta simulation BioWin yo, ak yon mwayèn TN efluan 6.86 mg/L, satisfè kondisyon konsepsyon yo.