Mnoga postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda na kraju se susreću s istim problemom: povećava se protok ili opterećenje onečišćujućim tvarima, ograničenja ispuštanja postaju stroža, ali ostaje malo mjesta za još jedan biološki spremnik. U takvim situacijama proširenje kapaciteta ne zahtijeva uvijek veću građevinsku izgradnju. Identificiranjem pravog uskog grla procesa i nadogradnjom zadržavanja biomase, prozračivanja, bistrenja, odvajanja membrane ili kontrole procesa, postojeće postrojenje moglo bi pročišćavati znatno više otpadne vode unutar trenutnog otiska.
Zašto postojeći biološki spremnici postaju usko grlo
Postrojenje za otpadne vode može izgledati "puno" iz nekoliko različitih razloga. U nekim se objektima prosječni hidraulički protok povećao zbog rasta stanovništva, industrijskog širenja ili dodatnih proizvodnih linija. U drugima, protok ostaje sličan, ali su se povećala utjecajna KPK, BPK, amonijak ili ukupna opterećenja dušikom.
Stroži zahtjevi za otpadne vode također mogu učiniti da postojeći biološki proces izgleda premalo. Spremnik koji je jednom omogućio dovoljno uklanjanje ugljika možda neće imati dovoljno učinkovite biomase, kapaciteta prijenosa kisika ili vremena zadržavanja krutih tvari za postizanje stabilne nitrifikacije ili zahtjevnijih ograničenja hranjivih tvari.
Zbog toga bi inženjeri trebali razlikovati hidraulički kapacitet i biološki kapacitet . Hidraulički kapacitet opisuje koliki protok može fizički proći kroz spremnik u prihvatljivom vremenu zadržavanja. Biološki kapacitet opisuje koliko onečišćujućih tvari zadržana mikrobna populacija zapravo može ukloniti.
| Tipično usko grlo | Uobičajeni simptom | Što može ukazivati |
|---|---|---|
| Organsko opterećenje | Visoki efluent KPK ili BPK | Nedovoljna aktivna biomasa, kisik ili vrijeme kontakta |
| Nitrifikacija | Visoki otpadni amonijak | Niska SRT, niska temperatura, neadekvatan kisik ili nedovoljna nitrificirajuća biomasa |
| Prozračivanje | Stalno nizak DO | Nedovoljan kapacitet prijenosa kisika |
| Pojašnjenje | Visoki TSS u efluentu ili dižući sloj mulja | Ograničenje opterećenja krutim tvarima u sekundarnom taložniku |
| Hidraulika | Kratki HRT ili nestabilna izvedba tijekom vršnih opterećenja | Ograničenje kapaciteta povezano s protokom |
Postojeći biološki spremnik može biti hidraulički ograničen prije nego što je biološki optimiziran—ili biološki preopterećen čak i kada se njegovo hidrauličko vrijeme zadržavanja i dalje čini prihvatljivim.
Povećajte biomasu bez povećanja volumena spremnika: MBBR i IFAS retrofit
Jedan od najučinkovitijih načina za povećanje kapaciteta biološke obrade unutar postojećeg spremnika je zadržavanje više aktivne biomase. Biofilm reaktor s pokretnim slojem i tehnologije integriranog fiksiranog filma aktiviranog mulja to čine pružanjem plastičnih nosača na kojima mikroorganizmi mogu rasti kao pričvršćeni biofilm.
U konvencionalnom procesu s aktivnim muljem, količina biomase koja se može zadržati usko je povezana s taloženjem mulja i radom povratnog aktivnog mulja. Uvođenjem nosača biofilma dio mikrobne populacije se zadržava na podlozi neovisno o sekundarnom bistriocu.
Ovo može biti osobito vrijedno za nitrifikaciju jer mikroorganizmi koji oksidiraju amonijak rastu relativno sporo. Biofilm pruža stabilnu površinu na kojoj ti organizmi mogu ostati u sustavu čak i kada je zadržavanje suspendiranih krutih tvari ograničeno.
U an MBBR retrofit , vezana biomasa može obavljati veliki dio dužnosti obrade. U an IFAS retrofit , proces suspendiranog aktivnog mulja se zadržava dok nosači biofilma dodaju dodatnu populaciju pričvršćenih mikroorganizama.
Omjer punjenja, geometrija nosača, djelotvorna zaštićena površina, miješanje, prozračivanje, rešetke za zadržavanje medija, opskrba kisikom, karakteristike otpadne vode i zadatak uklanjanja cilja moraju se uzeti u obzir zajedno.
Preveliki omjeri punjenja mogu otežati miješanje, povećati potražnju za zrakom, stvoriti neravnomjerno kretanje nosača i povećati hidrauličko opterećenje na rešetkama za zadržavanje. Uspješna rekonstrukcija stoga počinje izračunom biološkog opterećenja, a ne jednostavnim punjenjem spremnika sa što je više moguće medija.
Nadogradite prozračivanje prije proširenja biološkog procesa
Neke biljke za koje se čini da trebaju veći biološki volumen zapravo su ograničene prijenosom kisika. Povećanje biomase ili punjenje bez dovoljno kisika može pogoršati učinkovitost tretmana, čak i kada je sam biološki reaktor dovoljno velik.
Sustavi prozračivanja gube performanse tijekom vremena. Difuzori se mogu zaprljati, pad tlaka može se povećati, raspodjela protoka zraka može postati neravnomjerna, a stari sustavi s grubim mjehurićima mogu zahtijevati veću snagu puhala za prijenos iste količine kisika.
Visoke koncentracije MLSS mogu dodatno smanjiti stvarnu učinkovitost prijenosa kisika u usporedbi s čistom vodom. Dubina spremnika, kemijski sastav otpadne vode, površinski aktivne tvari, temperatura, stanje difuzora i raspored prozračivanja također utječu na količinu kisika koja je zapravo dostupna mikroorganizmima.
Pitanja koja treba provjeriti prije dodavanja više biološkog volumena
| Prozračivanje Problem | Moguća radnja retrofita |
|---|---|
| Veliki pad tlaka difuzora | Očistite ili zamijenite stare difuzore |
| Niska učinkovitost prijenosa kisika | Procijenite nadogradnju difuzora s finim mjehurićima |
| Neravnomjerna distribucija DO | Optimizirajte raspored difuzora i distribuciju protoka zraka |
| Puhalo blizu kapaciteta | Smanjite gubitak tlaka u sustavu ili procijenite nadogradnju puhala |
| Visoka energija prozračivanja | Poboljšajte kontrolu protoka zraka i učinkovitost prijenosa kisika |
Za mnoga postojeća postrojenja, obnavljanje ili poboljšanje učinkovitosti prijenosa kisika jedan je od najbržih načina za oporavak neiskorištenog biološkog kapaciteta bez promjene otiska reaktora.
Povećajte SRT i koncentraciju biomase—ali gledajte pročišćivač
Konvencionalno postrojenje s aktivnim muljem ponekad može obraditi dodatno opterećenje povećanjem vremena zadržavanja krutih tvari i održavanjem više biomase u biološkom procesu. To može uključivati smanjenje rasipanja mulja, povećanje MLSS-a ili optimizaciju rada povratnog aktiviranog mulja.
Međutim, ova strategija ima praktična ograničenja. Veći MLSS povećava masu krutih tvari koje moraju proći kroz sekundarni taložnik. Također povećava potražnju za kisikom i može povećati viskoznost miješane tekućine, smanjujući učinkovitost prijenosa kisika i otežavajući odvajanje mulja.
Ako se biološki kapacitet poveća dok sekundarno bistrenje ostane nepromijenjeno, postrojenje može imati veće slojeve mulja, prijenos krutih tvari, nestabilno taloženje ili probleme s efluentom TSS.
Inženjeri bi stoga trebali procijeniti brzinu površinskog preljeva, stopu opterećenja krutim tvarima, indeks volumena mulja, kapacitet povratnog mulja i učinak vršnog protoka prije nego što značajno povećaju MLSS.
U prikladnim primjenama za bistrenje, cijevni taložnici ili moduli lamela mogu povećati efektivnu površinu taloženja unutar postojećeg otiska taložnika. Ovaj pristup može biti privlačan kada je kapacitet hidrauličkog bistrenja glavno ograničenje, iako nije univerzalno rješenje za svaki sekundarni taložnik aktivnog mulja. Najprije se moraju procijeniti karakteristike mulja i hidrauličko ponašanje.
Koristite MBR retrofit kada odvajanje krutih tvari postane ograničenje kapaciteta
U nekim postrojenjima biološki reaktor nije glavni problem. Pravo ograničenje je sekundarni pročišćivač. Kada je potrebno više biomase, ali je taloženje gravitacijom ne može pouzdano zadržati, odvajanje membrane može pružiti drugi put za naknadnu ugradnju.
Membranski bioreaktor odvaja pročišćenu vodu od miješane tekućine pomoću fizičke membranske barijere umjesto da se oslanja na konvencionalno taloženje mulja. To omogućuje da koncentracija biomase bude manje ovisna o performansama čistača i može podržati veći MLSS rad unutar kompaktnog otiska.
MBR također može proizvesti efluent s malom količinom suspendiranih krutih tvari i posebno je atraktivan tamo gdje je ponovna uporaba vode, ograničeno zemljište ili stroža kvaliteta ispuštanja dio cilja proširenja.
Kompromis je veća složenost sustava. Membranski moduli zahtijevaju čišćenje zrakom, pumpanje permeata, kontrolu onečišćenja, periodično kemijsko čišćenje, prethodnu obradu i eventualnu zamjenu membrane.
| Opcija naknadne ugradnje | Najprikladnije kada |
|---|---|
| MBBR / IFAS | Potreban je veći biološki kapacitet ili nitrifikacijska biomasa |
| Prozračivanje Upgrade | Prijenos kisika ograničava kapacitet liječenja |
| MLSS / SRT optimizacija | Sustav s aktivnim muljem još uvijek ima operativnu marginu |
| Nadogradnja Clarifier-a | Kapacitet hidrauličkog ili krutog odvajanja je ograničen |
| MBR retrofit | Potrebno je visoko zadržavanje biomase, visoka kvaliteta otpadnih voda ili smanjenje otiska |
Optimizirajte kontrolu procesa prije dodavanja hardvera
Ne zahtijeva svaki problem kapaciteta novu opremu. Loša kontrola procesa može učiniti da se postojeće postrojenje čini fizički nedovoljno čak i kada značajan potencijal tretmana ostaje neiskorišten.
Prozračivanje je čest primjer. Kontinuirani rad puhala na fiksnoj snazi može rezultirati viškom kisika tijekom razdoblja niskog opterećenja i neadekvatnim kisikom tijekom vršnih opterećenja. Kontrola temeljena na DO ili kontrola prozračivanja temeljena na amonijaku može bolje uskladiti opskrbu kisikom sa stvarnom biološkom potražnjom.
SRT upravljanje je jednako važno. Pretjerano rasipanje mulja može smanjiti nitrifikacijsku biomasu, dok nedovoljno rasipanje može stvoriti nepotrebno visoke MLSS i probleme s bistrenjem. Optimiziranje RAS, WAS, internog recikliranja, doziranja ugljika i povremene aeracije ponekad može povratiti značajnu stabilnost procesa.
Izjednačavanje protoka također može pomoći. Postrojenje može biti sposobno tretirati dnevno opterećenje u prosjeku, ali zakaže tijekom kratkog vršnog protoka ili događaja velike snage. Izjednačavanje redistribuira te vršne vrijednosti tijekom vremena, smanjujući stres na biološkom reaktoru i bistrenju.
Biološka kontrola
SRT, MLSS, F/M, otpadni mulj i upravljanje povratnim muljem.
Kontrola prozračivanja
Kontrola DO, prozračivanje na bazi amonijaka, balansiranje protoka zraka i optimizacija puhala.
Hidrauličko upravljanje
Izjednačavanje protoka, upravljanje vršnim protokom i interna optimizacija recikliranja.
Online nadzor
NH₄-N, NO3-N, DO, protok, zamućenost i drugi indikatori procesa.
Kako prepoznati pravo usko grlo prije nego što odaberete naknadnu ugradnju
Uspješna nadogradnja kapaciteta postrojenja trebala bi započeti revizijom procesa, a ne odabirom opreme. Cilj je utvrditi što točno sprječava postojeće postrojenje da tretira veći protok ili opterećenje.
Provjerite utjecajno opterećenje
Pregledajte prosječni i vršni protok, COD, BPK, TSS, amonijak, ukupni dušik, temperaturu, industrijska ispuštanja i povijest udarnog opterećenja.
Provjerite biološku učinkovitost
Pregledajte MLSS, MLVSS, SRT, F/M omjer, DO, uklanjanje amonijaka, proizvodnju mulja i učinak sezonskog tretmana.
Provjerite kapacitet prozračivanja
Izmjerite protok zraka, opterećenje puhala, gubitak tlaka u difuzoru, distribuciju DO i stvarna ograničenja prijenosa kisika.
Provjerite Pojašnjenje
Pregledajte brzinu površinskog preljeva, opterećenje krutim tvarima, dubinu sloja mulja, SVI, rad povratnog mulja i otpadne suspendirane krute tvari.
Uskladite retrofit s ograničenjem
Ograničenje biomase može upućivati na MBBR ili IFAS; ograničenje kisika prema poboljšanju prozračivanja; ograničenje bistrenja prema poboljšanjima odvajanja krutih tvari; i otisak plus ograničenja kvalitete otpadnih voda prema MBR-u.
Retrofit naspram nove konstrukcije spremnika: Kako usporediti ekonomiju
Naknadno opremanje je privlačno jer smanjuje građevinske radove, ali nije automatski najjeftinije rješenje u svakom postrojenju. Postojeći spremnici moraju biti strukturno zdravi, hidraulika mora ostati u funkciji, a potrebno povećanje kapaciteta mora biti moguće postići unutar postojećih ograničenja procesa.
Nova konstrukcija spremnika može zahtijevati iskop, armirani beton, nove cjevovode, zemljište, dozvole, električnu infrastrukturu i duga razdoblja izgradnje. Također može biti teško u pogonima u kojima je zaobilaženje otpadnih voda ili zatvaranje nizova za pročišćavanje nepraktično.
Naknada može umjesto toga uključivati nosače biofilma, retencione zaslone, zamjenu difuzora, modifikacije puhala, membranske module, opremu za bistrenje, pumpe, kontrole i privremene radove na instalaciji.
| Faktor | Novi biološki spremnik | Retrofit postojećeg postrojenja |
|---|---|---|
| Zahtjev za zemljište | Obično visoka | Niska |
| Građevinarstvo | Značajno | Obično ograničeno |
| Razdoblje izgradnje | Dulje | Često kraće |
| Prekid procesa | Potencijalno značajno | Često lakše faze |
| Ultimativni kapacitet proširenja | visoko | Ograničeno postojećom infrastrukturom |
| Inženjerski zahtjevi | Dizajn novog procesa | Detaljna revizija postojećih ograničenja |
Ekonomija rekonstrukcije često je najjača tamo gdje je zemljište skupo, civilno širenje teško, postrojenje mora ostati kontinuirano operativno, a potrebno povećanje kapaciteta dovoljno je umjereno da se može postići većim inventarom biomase, poboljšanim prijenosom kisika, boljim odvajanjem krutih tvari ili učinkovitijom kontrolom procesa.
Trebate više kapaciteta iz postojećeg postrojenja za otpadne vode?
Prije izgradnje drugog biološkog spremnika, procijenite je li postojeći sustav ograničen biomasom, prozračivanjem, bistrenjem, odvajanjem membrane ili kontrolom procesa. NIHAO može podržati procjene nadogradnje kapaciteta uključujući MBBR medije, aeracijske difuzore, cijevne taložnike i MBR membranska rješenja.
Za početni pregled navedite svoj trenutni i ciljni kapacitet pročišćavanja, dimenzije spremnika, utječu KPK/BPK, koncentraciju amonijaka ili ukupnog dušika, trenutni MLSS, konfiguraciju prozračivanja, dimenzije taložnika i potrebnu kvalitetu otpadne vode.
Često postavljana pitanja
Može li postojeće postrojenje za otpadne vode povećati kapacitet bez dodavanja novog biološkog spremnika?
Da, u mnogim slučajevima. Moguće strategije uključuju MBBR ili IFAS retrofit, nadogradnju aeracije, veće zadržavanje biomase, optimizaciju kontrole procesa, poboljšanja bistrenja i MBR. Ispravan pristup ovisi o stvarnom uskom grlu procesa.
Koliko dodatnog kapaciteta može pružiti naknadna ugradnja MBBR-a?
Ne postoji univerzalni postotak. Povećanje kapaciteta ovisi o utjecajnom opterećenju, ciljnoj obradi, površini medija, omjeru punjenja, prozračivanju, temperaturi, postojećem volumenu spremnika i o tome je li naknadna oprema dizajnirana uglavnom za uklanjanje ugljika ili nitrifikaciju.
Koja je razlika između MBBR i IFAS retrofita?
MBBR se primarno oslanja na pričvršćene nosače biofilma, dok IFAS kombinira pričvršćeni biofilm s konvencionalnim suspendiranim aktivnim muljem. IFAS se obično razmatra kada postojeće postrojenje s aktivnim muljem treba dodatnu biomasu bez napuštanja trenutnog procesa suspendiranog rasta.
Kako mogu znati je li moja biljka ograničena biomasom ili kisikom?
Pregledajte DO, opterećenje puhala, distribuciju kisika, SRT, MLSS, uklanjanje amonijaka i organsko opterećenje. Ako je prisutno dovoljno biomase, ali DO ostaje neadekvatan, prozračivanje može biti glavno ograničenje. Ako je kisik adekvatan, ali tretman ostaje ograničen na biomasu, dodatni pričvršćeni rast može biti prikladniji.
Mogu li jednostavno povećati MLSS kako bih pročistio više otpadnih voda?
Samo unutar praktičnih granica. Viši MLSS povećava zalihe biomase, ali također povećava potražnju za kisikom i opterećenje krutih tvari u sekundarnom taložniku. Prekomjerni MLSS može dovesti do lošeg taloženja, većeg sloja mulja i prijenosa krutih tvari.
Hoće li dodavanje MBBR medija povećati zahtjeve za prozračivanjem?
Može. Aktivnija biomasa povećava potrebu za kisikom, dok kretanje nosača također zahtijeva odgovarajuće miješanje. Kapacitet prozračivanja stoga treba provjeriti kad god se MBBR ili IFAS medij doda u postojeći bazen.
Mogu li difuzori s finim mjehurićima povećati kapacitet pročišćavanja otpadnih voda?
Oni mogu pomoći kada je prijenos kisika ograničavajući faktor. Poboljšanje učinkovitosti difuzora može povećati raspoloživi kisik bez dodavanja volumena spremnika, iako se također moraju procijeniti kapacitet puhala, zahtjevi za tlakom i uvjeti otpadne vode.
Kada sekundarni taložnik postaje usko grlo nakon biološke nadogradnje?
To se može dogoditi kada viši MLSS ili povećani hidraulički protok poveća opterećenje krutim tvarima iznad praktičnog kapaciteta taložnika. Simptomi uključuju podizanje pokrivača mulja, loše taloženje i povišeni TSS u efluentu.
Kada treba razmotriti naknadnu ugradnju MBR-a umjesto MBBR-a?
MBR može biti privlačan kada su odvajanje krutih tvari, otisak, visoka koncentracija biomase ili visokokvalitetni efluent glavna ograničenja. MBBR ili IFAS često su prikladniji kada je glavni cilj povećanje biološkog kapaciteta unutar postojećeg reaktora.
Koje su informacije potrebne za projektiranje rekonstrukcije kapaciteta postrojenja za otpadne vode?
Korisni podaci uključuju trenutni i vršni protok, ciljani kapacitet, dimenzije spremnika, COD/BOD, amonijak, TN, TSS, temperaturu, MLSS, SRT, DO, opremu za prozračivanje, dimenzije taložnika, karakteristike taloženja mulja i potrebne granice efluenta.
Engleski
عربي
španjolski
