Projekt Háttér
A települési szennyvíztisztító telep (WWTP) 35 000 m²-es területet foglal el, és eredetileg egy halastavakkal és nyílt területtel körülvett külvárosi területen épült. Az urbanizáció fejlődésével ma már sűrűn lakott lakó- és kereskedelmi övezetbe került. A szennyvíz szag és az üzem zaja jelentősen befolyásolja a közelben lakókat.
Az üzemet eredetileg 140 000 m³/nap szennyvíz tisztítására tervezték. A szennyvíz minőségének meg kell felelnie a kínai "települési szennyvíztisztító telepekre vonatkozó szennyezőanyag-kibocsátási szabvány" (GB 18918-2002) 1B osztályának.
A szennyvizet a kezelőegységbe történő szivattyúzás előtt előkezelésnek vetik alá egy durva szitán, egy közepes szitán és egy finom szitán. Az elsődleges kezelés magában foglalja a levegőztetett szemcsekamrát, majd a másodlagos kezelést egy oxidációs árkon és egy másodlagos derítőn keresztül. Végül a szennyvizet egy 1 méter átmérőjű csövön keresztül egy külső kútba vezetik, ahonnan egy zárt dobozos áteresz hálózatba folyik.
Tervezési terv frissítése
Mérleg- és szennyvízminőségi célok
A megvalósíthatósági tanulmányok alapján az erőmű kapacitása 140 000 m³/nap marad, a felesleges szennyvizet egy szivattyútelepre vezetik át egy másik tisztítótelepre. A szennyvíz nemcsak a folyókba kerül, hanem a közeli tavakban is újrahasznosítja a vizet. Ezért a szennyvíznek meg kell felelnie mind a GB 18918-2002 szabvány 1A osztályának, mind a "Vízminőségi szabványoknak a települési szennyvíz újrafelhasználására a táji környezeti vizekben" (GB/T 18921-2002). Ezenkívül a tavak eutrofizációjának megelőzése érdekében a szennyvíznek meg kell felelnie a „Felszíni vízminőségi szabvány” (GB 3838-2002) IV. osztályú szabványainak.
Folyamatfolyamat tervezés
A projekt egy "AAO + MBR" folyamatot választott az üzem frissítéséhez. Az iszapkezelési folyamat centrifugális víztelenítő géppel csökkenti az iszap nedvességtartalmát 80% alá, a szemcsét és az iszapot pedig a városi önkormányzati iszapkezelő központba küldik.
Az optimális feltételek és üzemi paraméterek meghatározásához átfogó szimulációkat végeztünk a Biowin szoftverrel, amely az Activated Sludge Digestion Model (ASDM) modellen alapul, minimális energia- és vegyszerfelhasználással.
Általános tervezés
Az üzem korlátozott területe körülbelül 33 000 m². Megtartottuk meglévő struktúráit, például az adminisztrációs és irányítási épületet. Különböző mértékben korszerűsítették azokat a termelési szerkezeteket, amelyek nem feleltek meg a szennyvíz- vagy építési szabványoknak, mint például az előkezelés, az oxidációs árok, az iszapvíztelenítő terület és a vezérlőterem.
Például építettünk egy MBR egységet a másodlagos derítő helyére, integrálva olyan funkciókat, mint az aerob tartályok, membrántartályok, fúvóterek és vegyszeradagolók, valamint fertőtlenítő tartályok. Ezek az eszközök a szennyvizet az újrahasznosított víz kibocsátási normáihoz hozzák.
A szerkezetek legfontosabb tervezési paraméterei
A kezelés előtti-módosítások
1) Durva képernyők
Méretek: 5,6 mx 8,1 m, magasság: 4,9 m
Csatornák: 3, a meglévő 50 mm-es durva rostákat 20 mm-es forgószitákra cserélik
Csatorna szélesség: 1,9 m, vízmélység a képernyő előtt: 0,95 m, beépítési szög: 70 fok, képernyő rés: 20 mm
2) Közepes képernyők
Méretek: 5,8 mx 10,1 m, magasság: 4,9 m
Csatornák: 4, a 15 mm-es szitagépek korszerűsítése 6 mm-es forgószitává
Csatorna szélesség: 1,9 m, vízmélység a képernyő előtt: 0,70 m, beépítési szög: 70 fok, képernyő rés: 5 mm
3) Finom képernyők
Méretek: 7,1 mx 11,15 m, magasság: 1,5 m
Korszerűsítés a 6 mm-es forgószitákról 3 mm-es perforált lemezszitákra a meglévő csatornák megtartása mellett
Csatorna szélesség: 2,1 m, vízmélység a képernyő előtt: 1,5 m, képernyő rés: 3 mm
4 perforált lemezszűrővel (egyenként 1,5 kW) és 2 visszamosó szivattyúval, egyenként 36 m³/h áramlási sebességgel4) Membránszűrő módosítások
Az eredeti iszapvisszavezető szivattyúhelyiséget membránszűrős helyiségként újrahasznosították. A finom képernyő méretei 6,1 m × 8,8 m, magassága 2,2 m. Négy membránernyő van felszerelve, három működő és egy készenléti állapotban, mindegyik 1,5 kW névleges teljesítménnyel. Mindegyik csatorna szélessége 1,4 m, vízmélysége a szita előtt 1,1 m, és a képernyő közötti távolság 1 mm. Két, egyenként 36 m³/h áramlási sebességű és 15 kW teljesítményű visszaöblítő szivattyú áll rendelkezésre, amelyek működési ideje 1:2–1:4 nyitás-/-leállítás aránya.
Oxidációs árkok módosításai
A két meglévő oxidációs árkot anaerob-anoxikus tartályokká alakították át, mindegyik 70 000 m³/nap tervezett áramlási sebességgel. Az anaerob szakasz retenciós ideje 1,0 óra, míg az anoxikus szakasz retenciós ideje 2,7 óra, effektív vízmélysége 3,9 m. Minden anaerob tartály hat nagy sebességű, -3,7 kW teljesítményű merülő keverővel van felszerelve, míg mindegyik anoxikus tartályban tizenkét kis sebességű, 2,3 kW teljesítményű merülő keverő található. Az iszapvisszatérítés aránya az anoxikus és anaerob tartályokból 100% és 200% között van.
MBR átfogó szerkezet
A négy meglévő másodlagos derítőt két új MBR (Membrane Bioreactor) szerkezetre cserélték, amelyek mindegyike 70 000 m³/nap tervezési kapacitással rendelkezik. Az egyes MBR egységek mérete 82,34 m × 38,18 m, és a következő összetevőket tartalmazzák:
1) Aerob Tank
Méretek: 37,70 m × 36,25 m 6,0 m effektív vízmélységgel
Retenciós idő: 2,4 óra, tartályonként 1216 cső alakú levegőztetővel felszerelve (összesen 2432 mindkét tartályban)
Mindegyik levegőztető légáramlási sebessége 7,2 m³/h, és az iszap visszatérési sebessége az aerobból az anoxikus tartályba 300%.
2) MBR membrántartály
Teljes méret tartályonként: 45,46 m × 31,85 m, beleértve az elosztót, a membránt, a visszatérő csatornákat és a tisztítótartályokat
Membrántartály mélysége: 5 m, 3,7 m effektív vízmélységgel
Elosztó csatorna: 39,6 m × 2,1 m, visszatérő csatorna: 39,6 m × 1,5 m
Membrántartály nyolc cellára osztva, egyenként 26,65 m × 4,6 m, három tisztítócellával a vizes, savas és lúgos tisztításhoz
Minden tartály nyolc sorral rendelkezik, hatban tíz PVDF üreges szálas membránmodul, kettő pedig kilenc modullal
A membránmodulonkénti tervezési kapacitás 897,5 m³/nap, 17,81 l/(m³·h) fluxus és 849,6 Nm³/perc levegőztetési sebesség mellett 8,7:1 levegő{3}}víz arány 8,7:1
Az iszap visszatérési sebessége a membrántartályból az aerob tartályba 400%.
3) Iszapvisszavezető szivattyú helyiség
Két szivattyúhelyiség, egyenként 10,9 m × 8,51 m, nyolc visszatérő szivattyúval
Négy szivattyú szállítja az iszapot a membránról az aerob tartályba (Q=2,910 m³/h, H=0.5 m, N=18.5 kW)
Négy szivattyú visszavezeti az iszapot az aerobból az anoxikus tartályba (Q=2,190 m³/h, H=3.0 m, N=37 kW)
4) Átfogó felszerelési szoba
Kétszintes acél-beton + keretszerkezet, 44,5 m × 6,61 m
Felső emelet: MBR rendszer vezérlőhelyisége és nátrium-hipoklorit és citromsav adagoló berendezései
Alsó szint: 9 vízszivattyú (8 használatban, 1 tartalékként, változtatható frekvenciájú, Q=493 m³/h, H=11–13 m, N=22 kW) és 4 iszapszivattyú (3 használatban, 1 készenléti, Q=80 m³/h, H8 m³/h, H8 m,} kW)
5) Fúvószoba
Az aerob tartály fölé építve, az egyes befúvó helyiségek méretei: 38,46 m × 7,8 m
Minden helyiségben három levegőztető fúvó van (egy nagy és két kicsi, a redundancia érdekében cserélhető)
Nagy ventilátor: Q=146 m³/m, H=7.5 m, N=223 kW
Kis ventilátor: Q=73 m³/m, H=7.5 m, N=112 kW
Négy membránfúvó (két nagy és két kicsi, redundanciával egy nagy és két kis ventilátor között)
Nagy ventilátor: Q=213 m³/min, H=4.5 m, N=223 kW
Kis ventilátor: Q=106.5 m³/min, H=4.5 m, N=112 kW
Fertőtlenítő érintkező tartály / adagoló helyiség / szennyvízátemelő szivattyú helyiség
A fertőtlenítő kontakttartály, az adagoló helyiség és a szennyvízátemelő szivattyúház egyetlen szerkezetté egyesül, 140 000 m³/nap kapacitással. A fertőtlenítő érintkezőtartály teljes alapterülete 25,05 m × 23,35 m, magassága 4,9 m, effektív mélysége 4,0 m, ami 2300 m³ effektív térfogatot eredményez. Az érintkezési idő 23,66 perc, további 7,12 perc az elfolyócsőben, a teljes érintkezési idő 30,78 perc. Négy búvárszivattyú van felszerelve (3 működő, 1 készenléti), mindegyik Q=2,000 m³/h, H=16 m és N=132 kW.
A fertőtlenítő tartály felett elhelyezkedő adagoló helyiség 8 mg/l koncentrációban klór-dioxidot használ fertőtlenítőszerként. A szilárd polialumínium-kloridot (PAC) legfeljebb 30 mg/l adagolási sebességgel adagolják a kémiai foszforeltávolításhoz, a nátrium-acetátot pedig külső szénforrásként használják a TN eltávolításának fokozására, 30 mg/l maximális adagolási sebességgel.
Iszaptároló tartály
Az újonnan épített iszaptároló 9,0 m × 9,0 m alapterületű, 5 m effektív vízmélységű föld alatti vasbeton tartály, amely 405 m³ effektív térfogatot biztosít. A tartály belsejébe merülő keverő van beépítve, hogy stabil víztelenítési teljesítményt biztosítson az iszapvíztelenítés során történő keveréssel. A tartály ultrahangos iszapszintmérővel is fel van szerelve, amely lehetővé teszi az iszap mennyiségének valós idejű-kijelzését mind a központi vezérlőteremben, mind a víztelenítési területen. A tápiszapszivattyú leállítható, ha az iszapszint túl magas, a keverő pedig leáll, ha a szint alacsony.
Iszapvíztelenítő helyiség felújítása
Korábban szalagos szárítógépet használtak iszapkezelésre. A korszerűsítés után az eredeti szalagos szárító megfelelt az iszapvíztelenítési kapacitás követelményeinek, de az iszappal kapcsolatos szagproblémákat nem tudták megfelelően kezelni. Ezért a szalagos szárító helyett centrifugális víztelenítő gépeket vezetnek be. Négy vízszintes spirális ülepítő víztelenítő gépet terveztek, amelyekből három van használatban és egy tartalék, és napi 12 órán keresztül működik. Mindegyik gép teljesítménye (Q) 60 m³/h, teljesítménye (N) 66 kW.
Szagellenőrző rendszer
A szennyvíztisztító telepen rendelkezésre álló terület korlátozottsága miatt a projekt a helyszíni -decentralizált szagkezelést fogadta el, és hat helyet jelöltek ki:
1. 1. szagellenőrző rendszer: Az előkezelési területről érkező szagokat célozza meg, egy 6200 m³/h kapacitású, üzemi-alapú szagtalanító rendszerrel.
2. Szagellenőrző rendszer 2: Az iszapvíztelenítő helyiséghez és az iszaptároló tartályhoz tervezték, üzemi alapú szagtalanító rendszer teljesítménye 4500 m³/h.
3. Szagellenőrző rendszer 3: Az anaerob/anoxikus tartályokból származó szagokat célozza meg. Minden tartály teljes kezelési kapacitása 13 000 m³/h. A tartályokat befogadó helyiségben a helyszűke miatt a tartályszerkezeten két különálló helyiségben két, egyenként 6500 m³/h teljesítményű bioszűrős szagcsökkentő rendszer került beépítésre. A két egység egyetlen kipufogócsőben osztozik, és egymástól függetlenül működhet.
4. Biológiai szagcsökkentő berendezés 4: Két integrált MBR-szerkezethez tervezték, két bioszűrő egységgel az aerob tartályok tetejére szerelve, amelyek 43 000 m³/h összkapacitással kezelik a szagokat a helytakarékosság érdekében.
Vita a zöld tervezési koncepciókról a szennyvíztelepek tervezésében
1. Az AquaSust különféle növényeket használ a több-rétegű, több-formájú növénykonfigurációk létrehozásához, amelyek bemutatják a növényközösség ökológiai hatását.
Másodszor, az üzem az oktatási zóna közepén található, és a főbejáratánál kerámia vízfelületet alakítottunk ki. A tisztított vizet újra felhasználják a tereprendezéshez, hogy növeljék az emberek figyelmét a vízvédelemre és a környezetvédelemre.
2. A táj- és zöldterület-tervezés tekintetében az „erőforrások megtakarítása és a környezet védelme” témánk összhangban van a „szivacsváros” alacsony-hatású fejlesztési koncepciójával. Az AquaSust innovatív kezdeményezései közé tartozik a zöldtetők, a függőleges zöldítés és a környezetbarát parkolók kialakítása.
Az oxidációs árkot is beborítjuk talajjal, hogy egy városi "miniparkot" hozzunk létre, amely tükrözi az ökológiai szépséget és az ember és a természet harmóniáját. A "szivacsváros" koncepció épületek hőszigetelő anyagaként használható, és csökkenti a tető lefolyását és szennyezését.
Vízminőség-kezelési eredmények
A minőségjavító projektet követően a korszerűsített szennyvíztisztító telep hivatalosan 2016 decemberében kezdte meg működését. A 2017. január-december közötti átlagos befolyó és kifolyó vízminőséget a 2. táblázat mutatja.
Az átfogó haszonelemzés összefoglalása
Földmegtakarítás
A projekt teljes területe 34 991,54 m², földhasználati mutatója 0,25 m²/(m³∙d), ami a 2001-es *Szabványok a másodlagos biokezelési projektekben, a városi építési kémiai kezelések projektjeiben* meghatározott 0,80–0,95 m²/(m³·d) mindössze 25-30%-a. több mint 77 000 m² földterület és körülbelül 170 millió CNY megtakarítása.
Energiamegtakarítás
A projekt tisztított szennyvíz villamosenergia-fogyasztása 0,46 kWh/m³, szemben a 0,50–0,60 kWh/m³ meglévő, membránkezelési eljárással rendelkező hazai üzemekben, ami ésszerűen alacsony energiafogyasztási szintet jelent. Az éves energiamegtakarítás eléri a 2 millió kWh-t, az áramköltség megtakarítás pedig körülbelül 1,6 millió CNY.
Vízvédelem
A projekt szennyvize a fejlett tisztítás után opcionálisan újrahasznosítható tóvízként ősszel és télen, csökkentve a csapvíztől való függést. Ez a megközelítés konzervatív módon körülbelül 4 millió m³ vizet takarít meg évente.
Anyagmegtakarítás
A tervezés során újrahasznosítják a meglévő létesítményeket (pl. őrház, főépület, előkezelési terület, oxidációs árkok, iszapvíztelenítő helyiség és központi vezérlőterem), így mintegy 80 millió CNY-t takarítanak meg a beruházások terén. A PAC és a szénforrások felhasználása továbbra is 30 mg/l alatt marad, szemben a hasonló projektek 50 mg/l körüli értékével, ami körülbelül 20 mg/l megtakarítást jelent. A PAC és a szénforrások éves megtakarítása körülbelül 1000 tonna vagy 2,5 millió CNY.
Környezeti előnyök
A minőségi fejlesztés jelentősen csökkenti a folyókba kerülő szennyező anyagok mennyiségét. 140 000 m³/d kezelési lépték mellett a becslések szerint a következő éves mennyiségekkel csökkenti a szennyező anyagokat: CODCr 13 100 tonnával, BOI5 4 740 tonnával, SS 8 320 tonnával, TN 960 tonnával és TP 140 tonnával.
Ökológiai táj előnyei
A projekt teljes körű-szag- és zajcsökkentést biztosít az üzem számára, miközben javítja az üzem általános tereprendezését, városi kertté alakítva, amely nagymértékben javítja a közelben lakók életminőségét.
Következtetés
Az AquaSust a zöld, körkörös és alacsony szén-dioxid-kibocsátású szennyvízkezelési koncepción alapuló "AAO + MBR" eljárással fejezte be az üzem szennyvízkezelési projektjét.
Az olyan kihívások ellenére, mint a korlátozott terület, a környezeti érzékenység és a szigorú kibocsátási szabványok, az üzemi adatok azt mutatják, hogy sikeresen elértük a több célt. Ezek közé tartozik a vízkezelési szabványok javítása, a szennyvíz újrahasznosítása és újrafelhasználása, a szag- és zajcsökkentés optimalizálása, valamint az általános tájkép javítása.