Projektin tausta
- Sijainti:Kemiallisen ryhmän alainen jätevedenpuhdistamo Zhejiangissa
- Vaikeusaste:Se käytti A2O-prosessia korkean Kjeldahl-typen poistamiseen jätevedestä. Mutta sen sisäänvirtaus koostui erilaisista tuotantojätevesistä, jotka sisälsivät suuren määrän Ca2+- ja S2⁻-ioneja asetyleenijäteveden karbidikuonan supernatantissa. Nämä ionit vaikuttivat vakavasti mikrobien nitrifikaatioprosessiin ja laitoksen toimintaan.
- Toimenpiteemme:1. Lisää esikäsittelytilat alkuvaiheessa. 2. Muunna toissijainen aerobinen vaihe MBBR-prosessiksi.
Kokeelliset materiaalit ja menetelmät
Raakaveden laatu
Koelaitoksen tulovesi saatiin jätevedenpuhdistamon homogenointisäiliön jätevedestä. Taulukossa 1 on esitetty vaikuttavat veden laatuindikaattorit. Koevaatimusten mukaisesti sisäänvirtaavan ammoniakkitypen pitoisuutta nostettiin käyttämällä ammoniumsulfaattia typen lisäaineena TKN-pitoisuuden ylläpitämiseksi 120-220 mg/l.
Prosessivirtaus ja päälaitteet
Nykyinen käsittelylaitoksen prosessi on A2O-prosessi (kuva 1), jossa AO-vaiheessa käytetään aktiivilietemenetelmää ja lopullinen aerobinen säiliö lisää elastisia täyteaineita. Suunniteltu virtausnopeus on 14 400 m³/d. Pilottiyksikköprosessi on esitetty kuvassa 2, virtausnopeudella 100 l/h ja jatkuvalla 24 tunnin toiminnalla.
Pilottiyksikön pääominaisuuksiin kuuluu esikäsittelylaitoksen lisääminen ja toissijaisen aerobisen vaiheen muuntaminen MBBR-prosessiksi. Tämä hybridiripustettu{1}}kiinnitetty rakenne eliminoi toissijaisen sedimentointisäiliön tarpeen. Taulukossa 2 on lueteltu päälaitteiden tekniset tiedot ja mitat.
Tulokset ja keskustelu
1. Käynnistys- ja käyttöehdot
Pilottiyksikkö aloitettiin huhtikuussa 2007 alkaen mikrobirokotuksesta. Lisätty liete hankittiin tehtaan alkuperäisestä aerobisesta säiliöstä. MBBR:n nitrifioivia bakteereja viljeltiin talousjätevedellä ja ammoniumsulfaatti-käsitellyllä vesijohtovedellä, johon lisättiin NaHCO₃ säätelemään alkalisuutta ja lisäämään asteittain ammoniakkityppikuormitusta. Sen jälkeen sisäänvirtaavan veden tilavuutta ensisijaisessa aerobisessa säiliössä lisättiin, ja se saavutti halutut olosuhteet noin kuukauden kuluttua, mikä mahdollisti jatkuvan tuloveden testauksen. Käytön aikana MLSS hapettomissa ja aerobisissa tankeissa oli 4 832 mg/l, kun taas MBBR-säiliössä suspendoitunut MLSS oli 5 091 mg/l. DO-tasot hapettomassa säiliössä olivat 3 mg/l ja MBBR-säiliössä 3-4 mg/l, pH 7,4-7,5, mikä edisti suotuisia olosuhteita nitrifioivien bakteerien kasvulle.
2. Esikäsittelyn tehokkuus
FeSO₄ ja NaHC03 lisättiin esi-ilmastussäiliöön, säätäen pH noin arvoon 7,7, seuraten jäteveden Ca2+- ja S2⁻-pitoisuuksia. Poistoveden Ca2+-pitoisuus oli noin 300 mg/l, kun taas S2⁻ aleni tasoille, jotka eivät estäisi mikrobien aktiivisuutta biologisessa käsittelyvaiheessa. Esikäsittely oli kuitenkin vähemmän tehokas Ca2+-poistossa, jolloin jäi suhteellisen korkea pitoisuus.
3. COD-poistotehokkuus
Sisään tuleva COD-pitoisuus nostettiin arvoon 1 000 mg/l testivaatimusten mukaisesti. Kaksivaiheisen aerobisen-asetuksen ja esidenitrifikaation ansiosta COD-kulutus oli erityisen korkea denitrifikaation aikana. Raporttien mukaan täydelliseen denitrifikaatioon tarvitaan yli 6,6:1 COD:TKN-suhde; kokeellinen suhde oli kuitenkin välillä 4,5 - 8,3, jolloin keskimääräinen denitrifikaatioaste oli 69 %. Vaikka sisäänvirtauksen COD oli suhteellisen korkea, jäteveden COD-pitoisuus pysyi alle 100 mg/l. Kuva 3 havainnollistaa jäteveden COD-pitoisuutta testausjaksolla elokuusta syyskuuhun 2007 ja näyttää pitoisuudet välillä 40-80 mg/L ja keskimääräinen poistoaste 93,3 %, joka täyttää Kiinan "Comprehensive Discharge Standard of Wastewater" (GB 8978-1996) luokan I päästöstandardin.
4. Ammoniakkitypen poistotehokkuus
Elokuusta syyskuuhun 2007 tehdyn testijakson aikana sisäänvirtauksen TKN-pitoisuus oli välillä 120-220 mg/L poistumisnopeuden ollessa yli 95 %. Tämä prosessi poisti tehokkaasti Kjeldahl-typpeä jälkimmäisessä vaiheessa käytetyn MBBR-prosessin ansiosta, joka sisälsi sekä suspendoituneen että kiinnittyneen lietteen, mikä lisäsi lietteen pitoisuutta ja paransi järjestelmän kestävyyttä iskukuormituksille. Ammoniakkityppikuorma oli 0,018 kg/(kg·d). Syyskuun yölämpötilat alkoivat kuitenkin vaihdella merkittävästi elokuuhun verrattuna, joten TKN:n kokonaispoistotehokkuus laski hieman.
5. Kalsiumionianalyysi MBBR-säiliötäytteissä
Raportit osoittavat, että Ca2+-laskeuma estää nitrifikaatiota. Puhdistamon toiminnassa kalsiumionikerrostuminen joustaville täyteaineille aerobisessa säiliössä esti mikrobien kasvua ja heikensi nitrifikaatiotehokkuutta lopullisessa aerobisessa säiliössä. Koska esikäsittely oli tehoton Ca2+:n poistoon, suoritettiin Ca2+:n välttämätön seuranta MBBR-prosessissa. Kalsiumpitoisuudet olivat toukokuussa 2,13 %, heinäkuussa 1,89 % ja syyskuussa 1,04 %, mikä viittaa Ca²⁺:n laskeutumiseen täyteaineisiin. Kuitenkin johtuen MBBR-täyteaineiden liikkuvasta luonteesta, kerrostunut Ca²⁺ vapautuisi automaattisesti ilmastuksen vaikutuksesta, mikä estää haitalliset vaikutukset nitrifikaatioon.
Johtopäätökset
Tässä AquaSustin pilottitutkimuksessa laitos jälkiasennettiin lisäämällä{0}}esikäsittelylaitteet alkuvaiheessa ja erikoistumalla MBBR-prosessiin aerobisessa vaiheessa. Lopulliset tiedot osoittivat positiivisia tuloksia seuraavasti:
1. Tehokkaan esikäsittelyn jälkeen jäteveden S2⁻-pitoisuus oli alhainen, vaikka Ca2+-poistoteho pysyi alhaisena. Prosessin yleinen stabiilisuus säilyi, mikä hyödytti loppupään biologista käsittelyä.
2. Kun sisäänvirtaavan COD-pitoisuus saavutti 1 000 mg/L, jäteveden COD pysyi alle 80 mg/L ja keskimääräinen COD-poistoaste oli 93,3 %, mikä täyttää vaatimukset.
3. MBBR-prosessilla saavutettiin jatkuvasti korkea Kjeldahlin typenpoistonopeus, keskimäärin yli 95 % ammoniakkityppikuormalla 0,018 kg/(kg·d).
4. Kalsiumionien tarkkailu MBBR-säiliön täyttöaukoissa osoitti, että merkittävä laskeuma estettiin, jolloin vältettiin haitalliset vaikutukset nitrifikaatioon.